具有排气涡轮增压的机械增压的应用点火式内燃发动机及运转所述类型的内燃发动机的方法专利检索-进气歧管引擎专利检索查询-专利查询网

具有排气 涡轮 增压的机械增压的应用点火式内燃 发动机及运转所述类型的内燃发动机的方法

阅读：50发布：2022-09-19

专利汇可以提供具有排气涡轮增压的机械增压的应用点火式内燃发动机及运转所述类型的内燃发动机的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及具有排气涡轮增压的机械增压的应用点火式内燃发动机及运转所述类型的内燃发动机的方法。提供一种涡轮增压式内燃发动机，其在进气侧上至少有部分可变的配气机构，其中控制进气门以针对不同负荷状况优化第二进气门相对于第一进气门的致动。，下面是具有排气涡轮增压的机械增压的应用点火式内燃发动机及运转所述类型的内燃发动机的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种机械增压的应用点火式内燃发动机，其包含：
至少一个汽缸盖以及至少一个汽缸，每个汽缸具有至少两个进气口和至少一个出气
口，所述进气口用于经由进气系统供应增压空气，所述出气口用于经由排气排出系统排出排气；
至少一个节流挡板，其被布置在所述进气系统中；以及
提供至少一个排气涡轮增压器，每个排气涡轮增压器包含被布置在所述排气排出系统
中的涡轮和被布置在所述进气系统中的压缩机；
爆震调节器和至少两个至少部分可变的气门驱动装置，当输出信号时，所述爆震调节
器提供防止爆震所需的点火延迟Δ点火，所述气门驱动装置具有至少两个气门，所述至少两个气门包括至少第一气门和第二气门，所述至少两个气门在气门关闭位置与气门打开位置之间可移动，以打开及阻挡所述至少一个汽缸的所述至少两个进气口，所述气门驱动装置具有气门弹簧装置，所述气门弹簧装置用于沿所述气门关闭位置的方向预加载所述至少两个气门，并且所述气门驱动装置具有至少两个致动装置，所述致动装置用于与所述气门弹簧装置的预加载力相反地打开所述至少两个气门，每个致动装置均包含凸轮，所述凸轮布置在凸轮轴上，并且当所述凸轮轴旋转时，所述凸轮与至少一个凸轮从动元件接合，由此致动相关的气门，并且所述至少两个至少部分可变的气门驱动装置的所述至少两个致动装置的所述凸轮相对于彼此可旋转；并且
其中所述至少两个气门基于期望的歧管压力和基于升压压力的修正系数被致动；
其中在低负荷状况期间，确定对应于所述至少两个气门的致动正时之间的差的控制偏
移Δ；
其中使用所述控制偏移Δ致动所述至少两个气门；
其中所述控制偏移Δ通过晚于基本打开时间致动所述第二气门依赖于通过排气涡轮
增压在进气系统中产生的增压压力而增加；并且
其中火花正时的延迟响应于增加所述控制偏移Δ而减小。
2.根据权利要求1所述的机械增压的应用点火式内燃发动机，其中所述凸轮被布置在
至少两部分的凸轮轴上，所述至少两部分的凸轮轴包含相对于彼此可旋转的至少两个凸轮轴区段，其中至少一个凸轮被布置在第一凸轮轴区段上，并且至少一个凸轮被布置在第二凸轮轴区段上。
3.根据权利要求2所述的机械增压的应用点火式内燃发动机，其中所述至少两部分的
凸轮轴包含作为第一凸轮轴区段的中空轴和可旋转地布置在所述中空轴中的、作为第二凸轮轴区段的轴，并且其中所述凸轮具有相同轮廓。
4.根据权利要求1所述的机械增压的应用点火式内燃发动机，其中每个汽缸配备有用
于燃料供应目的的直接喷射装置。
5.根据权利要求1所述的机械增压的应用点火式内燃发动机，其中每个汽缸具有几何
压缩比ε几何≥11。
6.根据权利要求1所述的机械增压的应用点火式内燃发动机，其中每个汽缸具有几何
压缩比ε几何≥11.5。
7.根据权利要求1所述的机械增压的应用点火式内燃发动机，其中每个汽缸具有用于
经由所述进气系统供应增压空气的两个进气口，并且属于汽缸的每个活塞在上止点与下止点之间振荡，其中，当存在爆震的风险时，至少第二气门更晚且在下止点之后关闭。
8.根据权利要求7所述的机械增压的应用点火式内燃发动机，其中所述第二气门的关
闭要被延迟的关闭时间延迟Δt进气，关闭，爆震利用当前发动机转速nmot和由所述爆震调节器输出的点火延迟Δ点火确定。
9.一种用于使机械增压的应用点火式内燃发动机运转的方法，其包含：
通过可旋转地偏移分别耦接至所述发动机的每个汽缸的第一进气门和第二进气门的
凸轮来致动所述第一进气门和所述第二进气门，由此形成控制偏移Δ；
在相对低的负荷需求下在所述控制偏移Δ下早于所述第二进气门致动所述第一进气
门；
响应于负荷需求随时间的增加，增加节流挡板的打开量并通过更早致动所述第二进气
门减小所述控制偏移Δ；
通过致动所述第二进气门依赖于由排气涡轮增压在进气系统中产生的增压压力增加
所述控制偏移Δ，使得所述第二进气门的关闭时间从基本关闭时间t进气，关闭，基本，2延迟；并且响应于增加所述控制偏移Δ，减小火花正时的延迟。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在存在突然增加的负荷需求的情况下，所述节流
挡板被完全打开。
11.根据权利要求10所述的方法，其中通过更晚致动所述第一进气门额外地减小所述
控制偏移Δ。
12.根据权利要求11所述的方法，其中属于每个汽缸的每个活塞在上止点与下止点之
间振荡，其中在存在所述相对低的负荷需求的情况下，在所述突然增加的负荷需求之前，所述第一进气门在下止点之前关闭，而所述第二进气门在下止点之后关闭。
13.根据权利要求9所述的方法，其中通过在下止点之前关闭所述第二进气门减小所述
控制偏移Δ。
14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含，通过以下步骤计算所述第二进气门关闭的关闭时间t进气，关闭，2，
利用当前发动机转速nmot和进气系统中当前期望压力值p进气，期望的确定所述基本关闭时间t进气，关闭，基本，2；
利用当前发动机转速nmot和所述进气系统中当前实际的压力值p进气确定添加的关闭时间Δt进气，关闭，2；以及
通过将所述基本关闭时间和所述添加的关闭时间相加计算所述关闭时间t进气，关闭，2，其中t进气，关闭，2＝t进气，关闭，基本，2+Δt进气，关闭，2。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，预先确定的环境压力patm被用作所述进气系统中最大可容许的期望压力值p进气，期望的，并且借助于该最大可容许的期望压力值限制在所述基本关闭时间的确定中的所述进气系统中的所述期望压力值p进气，期望的。
16.根据权利要求15所述的方法，其中
从所述进气系统中所述当前实际的压力值p进气减去预先确定的环境压力patm，以便确定增压压力差Δp增压，如果Δp增压>0，所述添加的关闭时间Δt进气，关闭，2利用所述增压压力差Δp增压确定。
17.根据权利要求14所述的方法，其进一步包含，通过过滤的自爆震控制的平均汽缸个别火花延迟和所述当前发动机转速nmot调整所述关闭时间t进气，关闭，2，以获得关闭时间延迟Δt进气，关闭，爆震，其中t进气，关闭，2＝t进气，关闭，基本，2+Δt进气，关闭，2+t进气，关闭，爆震。
18.一种用于运转内燃发动机的方法，其包含：
确定汽缸的第一进气门和第二进气门的致动之间的控制偏移Δ；
在较低的负荷状况期间，在所述控制偏移Δ下致动所述第一进气门和所述第二进气
门；
在较高的负荷状况期间并且响应于由压缩机产生的在进气歧管中的压力的增加，在变
长的控制偏移Δ下致动所述第一进气门和所述第二进气门，其中所述变长的控制偏移Δ通过延迟所述第二进气门的关闭而变长；并且
响应于使所述控制偏移Δ变长，减小火花正时的延迟。
19.根据权利要求18所述的方法，其进一步包含，响应于爆震调节器输出延迟所述第二进气门的关闭。

说明书全文

具有排气 涡轮 增压的机械增压的应用点火式内燃 发动机及运

转所述类型的内燃发动机的方法

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求2014年5月28日提交的德国专利申请号102014210220.0和2014年6月20日提交的德国专利申请号102014211835.2的优先权，为了所有目的，上述申请中的每一个的整个内容被并入本文以供参考。

技术领域

[0003] 本公开涉及用于控制被布置在具有排气涡轮增压和爆震调节器的内燃发动机中的进气系统的进气门正时的方法和系统。

背景技术

[0004] 发动机可以使用升压装置(诸如涡轮增压器)来增加发动机功率密度。然而，发动机爆震会在升压的状况期间由于增加的燃烧温度而发生。在更高的负荷下，发动机爆震可以更受限制，这可以导致不期望的迟燃烧相位。

[0005] 发动机爆震可以通过诸如在US20030131805A1中描述的延迟火花正时来解决。在另一示例中，诸如在阿特金森(Atkinson)发动机中以及如在US20030131805A1中示出的具有固定长度的进气凸轮的系统可以用于爆震控制。

[0006] 发明人在此已经识别潜在的问题，包括解决爆震极限的上述方法的问题。例如，显著的火花延迟能够降低燃料经济性并且限制最大扭矩。进一步，固定长度的进气凸轮可以被优化为部分与全负荷状况之间的折中。

发明内容

[0007] 发明人在此已经意识到上述问题，并且已经识别至少部分地解决所述问题的方法。在一种示例方法中，一种机械增压式(supercharged)发动机包含：至少一个汽缸盖以及至少一个汽缸，每个汽缸具有至少两个进气口和至少一个出气口，进气口用于经由进气系统供应增压空气，出气口用于经由排气排出系统排出排气；至少一个节流挡板，节流挡板被布置在进气系统中，并且节流挡板用于负荷控制；以及至少一个排气涡轮增压器，每个排气涡轮增压器包含被布置在排气排出系统中的涡轮和被布置在进气系统中的压缩机。进一
步，可以提供至少两个至少部分可变的气门致动装置，气门致动装置具有至少两个气门，所述至少两个气门可以在气门关闭位置与气门打开位置之间可移动，以打开及阻止至少一个汽缸的至少两个进气口，其中气门弹簧装置可以沿气门关闭位置的方向预加载气门。至少部分可变的气门致动装置可以具有至少两个致动装置，致动装置用于与气门弹簧装置的预加载力相反地打开气门，每个致动装置均包含凸轮，凸轮布置在凸轮轴上，并且当凸轮轴旋转时，凸轮可以与至少一个凸轮从动元件接合，由此致动相关的气门，至少两个至少部分可变的气门致动装置的至少两个致动装置的凸轮可以相对于彼此可旋转。进一步，至少两个气门可以基于期望的歧管压力和基于升压压力的修正系数来进行致动。

[0008] 在一个示例中，进气门的打开及关闭可以依据负荷与发动机工况来调整。例如，第二进气门的关闭时间可以通过利用当前发动机转速和进气系统中当前期望的压力值确定基本关闭时间而进行确定，并且通过基于升压压力确定添加的关闭时间而针对涡轮增压进行修正。以此方式，凸轮事件可以被延长为使得一部分空气充气可以被推回到进气系统中，以便降低实际的压缩比，这可以导致增加的效率、燃料经济性、更高的扭矩和更不限制爆震的燃烧过程。进一步，引起爆震调节器输出的进气门的关闭时间的修正可以被用来进一步延迟第二进气门的关闭。以此方式，该方法可以减少或基本上消除对延迟点火火花的需要，因此进一步增加效率。总的来说，涡轮增压式发动机能够以自最大扭矩的更少火花延迟来运转。

[0009] 应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附于具体实施方式的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明

[0010] 图1示意地描述包括凸轮致动系统的示例车辆系统。

[0011] 图2示出具有多个汽缸和示例凸轮致动系统的简化内燃发动机。

[0012] 图3以示意图示意地示出内燃发动机在负荷阶跃变化的情况下的运转参数。

[0013] 图4以示意图示意地示出第二进气门的关闭时间的确定。

[0014] 图5以示意图示意地示出包括对爆震的修正的第二进气门的关闭时间的确定。

[0015] 图6是用于确定进气门正时的示例方法流程图。

具体实施方式

[0016] 本申请涉及一种机械增压的应用点火式内燃发动机，其包含：至少一个汽缸盖以及至少一个汽缸，每个汽缸具有至少两个进气口和至少一个出气口，进气口用于经由进气系统供应增压空气，出气口用于经由排气排出系统排出排气；至少一个节流挡板，其被布置在进气系统中并且用于负荷控制；并且提供至少一个排气涡轮增压器，每个排气涡轮增压器包含被布置在排气排出系统中的涡轮和被布置在进气系统中的压缩机；以及爆震调节器，当输出信号时，爆震调节器提供防止爆震所需的点火延迟Δ点火。

[0017] 本申请还涉及一种用于使所述类型的内燃发动机运转的方法，其中每个汽缸包含用于经由进气系统供应增压空气的两个进气口。

[0018] 上述类型的内燃发动机被用作机动车辆的驱动装置。在本申请的背景下，表述“内燃发动机”包含奥托循环发动机、以及利用混合燃烧过程的混合动力内燃发动机、和混合动力驱动装置，该混合动力驱动装置不仅包含内燃发动机而且还包含电机，该电机可以以驱动内燃发动机的方式连接并从内燃发动机吸收动力或作为可切换辅助驱动装置输出额外动力。

[0019] 内燃发动机具有相互连接以形成至少一个汽缸或燃烧室的汽缸体和至少一个汽缸盖。为了容纳活塞或汽缸套，汽缸体具有对应数量的汽缸孔。汽缸盖通常用于容纳气门驱动装置。为了控制充气交换，内燃发动机需要控制元件和用于致动控制元件的致动装置。在充气交换期间，燃烧气体经由出气口排出，并且燃烧室利用增压空气的增压经由进气口来发生。为了控制充气交换，在四行程发动机中，提升气门几乎专门用作控制元件，该提升气门在内燃发动机的运转期间执行振荡式提升运动，并且该提升气门以此方式打开以及关闭进气和出气口。气门运动所需的致动装置(包括气门本身)被称为气门驱动装置。

[0020] 致动装置包含至少一个凸轮布置在其上的凸轮轴。在底置凸轮轴与顶置凸轮轴之间作出基本区别。这涉及汽缸盖与汽缸体之间的分离面。如果凸轮轴被布置在所述分离面之上，其为顶置凸轮轴，否则其为底置凸轮轴。

[0021] 顶置凸轮轴同样安装在汽缸盖中，其中具有顶置凸轮轴的气门驱动装置可以作为进一步的气门驱动装置部件具有摇臂、指形摇杆、倾斜度调节杆和/或挺柱。所述凸轮从动元件位于凸轮与气门之间的力流中。

[0022] 气门驱动装置的目的是在正确的时刻打开以及关闭汽缸的进气口和出气口，其中追求最大可能的流截面的快速打开，以便使流入和流出气流的节流损失保持低，并且以便确保汽缸的最佳可能的充气和排气的完全排出。根据一些方法，因此，汽缸也经常并且渐增地提供有两个或更多个进气口和出气口。

[0023] 在内燃发动机的开发中，基本目的是最小化燃料消耗，其中作出的努力中的重点是继续获得改善的总体效率。

[0024] 例如在奥托循环发动机的情况下(即在应用点火式内燃发动机的情况下)，燃料消耗并且因此的效率造成问题。这种情况的原因在于奥托循环发动机的运转过程的原理。负荷控制一般借助于提供在进气系统中的节流挡板来执行。通过调整节流挡板，节流挡板下游的吸入空气的压力可以在更大或更小程度上减小。节流挡板关闭越多，即所述节流挡板阻止进气系统越多，吸入空气跨过节流挡板的压力损失越高，并且在节流挡板的下游且在至少一个汽缸(即燃烧室)中的入口的上游的吸入空气的压力越低。对于恒定的燃烧室体积，以此方式能够借助于吸入空气的压力设定空气质量(即量)。这还解释了为什么量调节已经证明具体在部分负荷运转中是不利的，因为低负荷需要进气系统中高程度的节流和压力降低，因此充气交换损失随着负荷减小和节流增加而增加。

[0025] 为了减少所描述的损失，已经开发用于使奥托循环发动机去节流(dethrottle)的各种策略。

[0026] 针对用于使奥托循环发动机去节流的方案的方法是例如利用直接喷射的奥托循环发动机运转过程。燃料的直接喷射是用于实现分层的燃烧室增压的合适手段。燃料到燃烧室中的直接喷射因此允许在某些界限内的奥托循环发动机中的量调节。混合物形成通过燃料到汽缸中或到位于位于汽缸中的空气中的直接喷射并非通过燃料被引入进气系统中
的吸入空气中的外部混合物形成而发生。

[0027] 针对用于优化奥托循环发动机的燃烧过程的方案的进一步方法在于至少部分可变的气门驱动装置的使用。相比于气门的升程以及正时二者不可变的常规气门驱动装置，这些对燃烧过程并且因此对燃料消耗有影响的参数可以借助于可变气门驱动装置在更大
或更小程度上改变。如果气门驱动装置是部分可变的或者可切换的并且例如进气门和进气门升程的关闭时间可以被改变，那么这单独使无节流并且因此无损失的负荷控制成为可
能。在进气过程期间流入燃烧室的混合物质量或增压空气质量然后不是通过节气门挡板而是通过进气门升程和进气门的打开持续时间来控制。完全可变的气门驱动装置是非常昂贵的，由于此原因，经常利用部分可变或可切换的气门驱动装置。在本申请的背景下，可切换的气门驱动装置被认作为部分可变的气门驱动装置。

[0028] 在这方面，还必须考虑奥托循环发动机的效率η与压缩比ε至少大致相关联。即，效率η随着压缩比ε增加，在存在相对高的压缩比的情况下一般更高，并且在存在相对低的压缩比的情况下一般更低。

[0029] 关于效率，汽缸因此可以提供有最高可能的压缩比。然而，压缩比不能增加到任意程度，由于随压缩比增加，爆震倾向(即混合物成分的自动点火的倾向)增加。现代的奥托循环发动机一般具有大约8至10的压缩比，其中大约15的压缩比预示最佳的效率。以此方式，尽管效率受到限制，但是确保例如在高负荷下对爆震的所需的抵抗。根据一些方法，爆震倾向还根据需要借助于点火被延迟来进行削弱，由此燃烧重心被延迟，并且燃烧压力和燃烧温度降低。为此目的，现代的奥托循环发动机配备有爆震调节器，当输出信号时，爆震调节器提供防止爆震所需的点火延迟。然而，点火延迟对效率有不利影响。

[0030] 本申请涉及的内燃发动机具有所述类型的爆震调节器以及至少一个排气涡轮增压器。相比于机械增压器，排气涡轮增压器的优点在于用于传递动力的机械连接不存在或在增压器与内燃发动机之间不需要。机械增压器完全从内燃发动机提取驱动它所需的能
量，并且由此降低输出功率并且随后不利地影响效率，而排气涡轮增压器利用热排气的排气能量。

[0031] 排气涡轮增压器包含被布置在进气系统中的压缩机和被布置在排气排出系统中的涡轮，该压缩机和涡轮被布置在相同轴上。热排气流被供应给涡轮并利用能量释放在所述涡轮中膨胀，由此使轴旋转。通过排气流向涡轮并最终向轴供应的能量用于驱动同样布置在该轴上的压缩机。压缩机输送并压缩向其供应的增压空气，由此获得至少一个汽缸的机械增压。可以提供增压空气冷却装置，借助于增压空气冷却装置，压缩的增压空气在其进入汽缸之前被冷却。

[0032] 机械增压主要用于增加内燃发动机的功率。在这里，压缩燃烧过程所需的空气，因此在每个工作循环可以向每个汽缸供应更大的空气质量。以此方式，可以增加燃料质量，并且因此增加平均压力。机械增压是用于增加内燃发动机的功率同时维持不变的体积排量、或用于减少体积排量同时维持相同功率的合适手段。在任何情况下，机械增压导致体积功率输出的增加和改善的功重比。对于相同的车辆边界状况，因此使负荷集合朝向比特定燃料消耗更低且效率更高的的更高负荷转变是可能的。

[0033] 在上述内容的背景下，本申请的目的是提供一种机械增压应用点火式内燃发动机，所述机械增压应用点火式内燃发动机关于运转性能(例如关于燃料消耗和效率)进行优化。

[0034] 进一步的子目的是详述一种用于运转所述类型的内燃发动机的方法，其中每个汽缸包含用于经由进气系统供应增压空气的两个进气口，并且属于汽缸的每个活塞在上止点与下止点之间振荡。

[0035] 第一子目的借助于机械增压的应用点火式内燃发动机来实现，该机械增压的应用点火式内燃发动机包含：至少一个汽缸盖以及至少一个汽缸，每个汽缸包含至少两个进气口和至少一个出气口，进气口用于经由进气系统供应增压空气，出气口用于经由排气排出系统排出排气；至少一个节流挡板，其被布置在进气系统中并且其用于负荷控制；并且提供至少一个排气涡轮增压器，每个排气涡轮增压器包含被布置在排气排出系统中的涡轮和被布置在进气系统中的压缩机；以及爆震调节器，当输出信号时，爆震调节器提供防止爆震所需的点火延迟Δ点火；该内燃发动机的区别在于，提供至少两个至少部分可变的气门驱动装置，气门驱动装置包含至少两个气门，所述至少两个气门在气门关闭位置与气门打开位置之间可移动，以便打开及阻止至少一个汽缸的至少两个进气口，气门驱动装置具有气门弹簧装置，气门弹簧装置用于沿气门关闭位置的方向预加载气门，并且气门驱动装置具有至少两个致动装置，致动装置用于与气门弹簧装置的预加载力相反地打开气门，每个致动装置包含凸轮，凸轮布置在凸轮轴上，并且当凸轮轴旋转时，凸轮与至少一个凸轮从动元件接合，由此致动相关的气门，并且至少两个至少部分可变的气门驱动装置的至少两个致动装置的凸轮相对于彼此可旋转。

[0036] 根据本申请，汽缸的进气门的正时可以被改变。

[0037] 在此情况下，属于汽缸的进气门的气门致动装置的凸轮可以相对于彼此旋转，使得属于汽缸的进气门不仅可以被同步地驱动，即同时打开以及关闭。反而，属于汽缸的进气门或进气口的凸轮可以相对于彼此旋转，使得早于第二进气门致动第一进气门。进气门的正时于是具有偏移，在下文中也被称为控制偏移Δ。该控制偏移使改变入口侧打开持续时间成为可能，其中打开持续时间从第一进气门的打开延伸到第二进气门的关闭。

[0038] 入口侧上的可变气门驱动装置允许进气门的正时对内燃发动机的当前运转状态的适应，例如对当前负荷和对当前爆震倾向的适应。在这方面，入口侧打开持续时间对内燃发动机的当前运转状态的适应是特别感兴趣的。

[0039] 关于低燃料消耗，大的入口侧打开持续时间(即尽可能长的入口侧打开持续时间)在存在低负荷的情况下的部分负荷运转中可以是优选的。在此背景下，高压缩比额外地有助于降低燃料消耗。

[0040] 在存在增加的负荷的情况下，那么在高达中等负荷的部分负荷运转中的情况是这样的，即期望更短的入口侧打开持续时间，以便确保汽缸的最佳可能的充气。该措施的背景是中等负荷处的扭矩的增加，即内燃发动机的扭矩特性的改善。

[0041] 朝向更高的负荷，由于应当在所有情况下可靠地防止爆震，内燃发动机的运转越来越受限制。根据一些方法，爆震借助于点火时间被延迟来进行削弱。在这种情况下，接受效率的损失。

[0042] 相比之下，根据本申请，有效压缩比ε有效的可以通过延长入口侧打开持续时间或通过一个进气门(例如第二进气门)的延迟关闭来降低，其中，由于入口仍然打开，一部分汽缸新鲜充气在压缩行程期间被再次排入进气系统。以此方式可以在相对高的负荷下减轻高几何压缩比ε几何，高几何压缩比ε几何基本上被认为是有利的，并且高几何压缩比ε几何在相对低的负荷下非常有助于改善效率。

[0043] 根据本申请，当存在爆震的风险时，至少第二进气门更晚且在下止点之后关闭，其中第二进气门的关闭要被延迟的关闭时间延迟Δt进气，关闭，爆震利用当前发动机转速nmot和由爆震调节器输出的点火延迟来确定。诸如根据一些方法需要的点火时间的延迟连同相关的效率损失一起被省略。然而，情况至少是这样的，即所需的点火延迟可以减小。

[0044] 根据本申请的内燃发动机实现了本申请基于的第一目的，具体是提供关于运转性能(例如关于燃料消耗和效率)进行优化的内燃发动机的第一目的。

[0045] 根据本申请，汽缸的进气门的凸轮相对于彼此可旋转。在这种情况下，气门的正时可以相对于彼此改变，同时维持每个气门的气门打开持续时间，使得相关汽缸的入口侧打开持续时间可以被延长或被缩短。气门的气门重叠可以被改变。

[0046] 该调整可能性需要至少一个可旋转的凸轮。在第一替代中，被设计为可调整的凸轮相对于曲轴旋转，而至少一个其他凸轮被设计为不可移动的静止凸轮。在第二替代中，至少两个凸轮被设计为相对于彼此并且相对于曲轴可旋转的可调整凸轮。

[0047] 内燃发动机的实施例是有利的，其中凸轮被布置在至少两部分的凸轮轴上，至少两部分的凸轮轴包含相对于彼此可旋转的至少两个凸轮轴区段，其中至少一个凸轮被布置在第一凸轮轴区段上，并且至少一个凸轮被布置在第二凸轮轴区段上。在德国公开说明书DE102010008958A1中公开了上述类型的凸轮轴的示例。

[0048] 在此，内燃发动机的实施例是有利的，其中至少两部分的凸轮轴包含作为第一凸轮轴区段的中空轴和可旋转地布置在中空轴中的作为第二凸轮轴区段的轴。

[0049] 在具有从驱动方面至少可连接至凸轮轴的曲轴的内燃发动机的情况下，实施例也是有利的，其中凸轮相对于曲轴可旋转，例如关于彼此并且相对于曲轴可旋转。

[0050] 在这种情况下，凸轮可以被单独旋转，或如在凸轮轴调整器的情况下，凸轮相对于曲轴协同地且类似地旋转。在后一变体中，相关气门的正时被共同地延迟或提前，同时维持相应的气门打开持续时间。

[0051] 内燃发动机的实施例是有利的，其中凸轮具有相同轮廓。

[0052] 内燃发动机的实施例是有利的，其中每个汽缸配备有用于燃料供应目的的直接喷射装置。燃料到汽缸中的直接喷射是用于降低奥托循环发动机的爆震倾向的合适手段，并且因此是用于改善效率的措施。

[0053] 内燃发动机的实施例是有利的，其中每个汽缸具有几何压缩比ε几何≥11。

[0054] 内燃发动机的实施例是有利的，其中每个汽缸具有几何压缩比ε几何≥11.5。

[0055] 内燃发动机的实施例是有利的，其中每个汽缸具有几何压缩比ε几何≥12。

[0056] 压缩比越高，效率越高，并且因此燃料消耗越低。然而，在一些情况下，更高的几何压缩比需要气门驱动装置的更大可变性，以便能够在更显著或足够的程度上降低有效压缩比。

[0057] 内燃发动机的实施例是有利的，其中进气门的致动装置是液压可调整的致动装置。

[0058] 在内燃发动机包含至少两个汽缸的情况下，实施例可以是有利的，其中至少两个汽缸以下面方式进行配置，即它们形成在每种情况下均具有至少一个汽缸的至少两个组，其中第一组中的至少一个汽缸是即使在内燃发动机部分停用的情况下也处于运转的汽缸，并且第二组中的至少一个汽缸被形成为可以以依赖于负荷的方式进行切换的汽缸。

[0059] 汽缸停用(即个别汽缸在某些负荷范围内的停用)提供用于使奥托循环发动机去节流的进一步选择。奥托循环发动机在部分负荷运转中的效率可以借助于部分停用来改善(即增加)，因为多缸内燃发动机的一个汽缸的停用增加了保持运转的其他汽缸上的负荷，如果发动机功率保持恒定，使得节流挡板可以或必须进一步打开，以便将更大的空气质量引入所述汽缸，由此总体上获得内燃发动机的去节流。此外，在部分停用期间，即在部分负荷下，持续运转的汽缸经常在比具体燃料消耗更低的更高负荷的范围内运转。负荷集合朝向更高负荷转变。

[0060] 此外，在部分停用期间保持运转的汽缸由于所供应的更大的空气质量而表现出改善的混合物形成。获得关于效率的进一步优点，因为，由于不存在燃烧，停用的汽缸不会产生由于热从燃烧气体转移到燃烧室壁而引起的任何壁热损失。

[0061] 本申请基于的第二子目的借助于一种方法来实现，其中该方法为，当存在爆震的风险时，至少第二进气门更晚且在下止点之后关闭，第二子目的具体是详述一种用于使上述类型的内燃发动机运转的方法，其中每个汽缸具有两个用于经由进气系统供应增压空气的进气口，并且属于汽缸的每个活塞在上止点与下止点之间振荡。

[0062] 结合根据本申请的内燃发动机已经陈述的内容同样应用于根据本申请的方法。

[0063] 方法变体是有利的，其中第二进气门的关闭要被延迟的关闭时间延迟Δt进气，关闭，爆震利用当前发动机转速nmot和由爆震调节器输出的点火延迟Δ点火来确定。

[0064] 方法变体可以是有利的，其中，从相对低的负荷开始，属于每个汽缸的两个进气口的凸轮相对于彼此可旋转地偏移，使得可以早于第二进气门致动第一进气门，由此形成控制偏移Δ，在存在突然增加的负荷需求的情况下节流挡板进一步打开，控制偏移Δ借助于第二进气门被更早致动来减小，并且控制偏移Δ以依赖于由排气涡轮增压在进气系统中产生的增压压力的方式借助于第二进气门被更晚致动并且在至少一个排气涡轮增压器产生增压压力时而再次增加。

[0065] 如果内燃发动机例如被用作机动车辆的驱动装置，那么增加的负荷可以通过致动加速器踏板来要求。在此，可以是例如在负荷也突然增加(即实现负荷的阶跃变化)的加速状况下的情况。内燃发动机的随后瞬时运转主要通过用于设定运转参数的个别部件的不同响应行为来确定。然而，在存在突然增加的负荷需求的情况下，节流挡板可以迅速地(即实际上无延迟地)进一步打开，排气涡轮增压器需要能够产生(即提供)所需的增压压力的某一时间量。

[0066] 根据本申请，在存在突然增加的负荷需求的情况下，节流挡板进一步打开，并且进气门的控制偏移Δ借助于第二进气门比在负荷需求之前被更早致动来减小。在这种情况下，假如，在相对高的负荷被要求之前，即在存在相对低的负荷的情况下，早于第二进气门致动第一进气门，即存在用于实现延长的入口侧打开持续时间的控制偏移Δ。

[0067] 该控制偏移Δ在存在突然增加的负荷需求的情况下最初减小或最小化，由此入口侧打开持续时间被缩短。更短的入口侧打开持续时间意图确保至少一个汽缸的最佳可能的充气，并且因此在加速开始的时候确保高扭矩可用性。

[0068] 在进一步过程期间，当至少一个排气涡轮增压器作出响应并在进气系统中产生增压压力时，控制偏移Δ然后以依赖于所述增压压力的方式再次增加，即入口侧打开持续时间被再次延长。该方法允许爆震倾向随着增压压力的增加也增加的事实。根据本申请，爆震被防止，因为有效压缩比ε有效的通过入口侧打开持续时间的延长、具体通过第二进气门的延迟关闭来减小。在此，由于入口仍然打开，一部分汽缸新鲜充气(即增压空气)被再次排入进气系统。增压压力越高，第二进气门关闭越晚，或第二进气门应当更晚关闭。

[0069] 方法变体可以是有利的，其中在存在突然增加的负荷需求的情况下，节流挡板完全打开。

[0070] 方法变体可以是有利的，其中控制偏移Δ在减小的过程期间被最小化。

[0071] 方法变体可以是有利的，其中借助于更晚致动的第一进气门额外地减小控制偏移Δ。

[0072] 对于机械增压应用点火式内燃发动机的运转，其中属于汽缸的每个活塞在上止点与下止点之间振荡，方法变体可以是有利的，该方法变体的区别在于，在存在相对低的负荷需求的情况下，在突然增加的负荷需求之前，第一进气门在下止点之前关闭，而第二进气门在下止点之后关闭。

[0073] 在这方面，方法变体可以是有利的，其中控制偏移Δ借助于第二进气门在下止点之前关闭来减小。

[0074] 方法变体可以是有利的，其中计算第二进气门关闭的关闭时间t进气，关闭，2，因为：

[0075] 在第一方法步骤中，基本关闭时间t进气，关闭，基本，2利用当前发动机转速nmot和进气系统中当前期望的压力值p进气，期望的来确定，在第二方法步骤中，添加的关闭时间Δt进气，关闭，2利用当前发动机转速nmot和进气系统中当前实际的压力值p进气来确定，以及

[0076] 在第三方法步骤中，关闭时间t进气，关闭，2通过将基本关闭时间和添加的关闭时间相加来计算，其中t进气，关闭，2＝t进气，关闭，基本，2+Δt进气，关闭，2。

[0077] 在此情况下，基本关闭时间t进气，关闭，基本，2首先被确定，其中增压压力并且因此的机械增压可以被忽略，即被忽视。增压压力并且因此的机械增压首先以第二添加的分量Δt进气，关闭，2的方式被允许。

[0078] 在关闭时间t进气，关闭，2的计算中，如果适当的话，必须额外地考虑(即添加)根据本申请为了防止爆震的目的而确定并使第二进气门的关闭要被延迟的关闭时间延迟Δt进气，关闭，爆震。

[0079] 在这方面，方法变体可以是有利的，其中，对于第一方法步骤，环境压力patm被预先确定，环境压力patm被用作进气系统中最大可容许的期望压力值p进气，期望的，并且借助于该压力值限制在基本关闭时间的确定中的进气系统中的期望压力值p进气，期望的。

[0080] 为了确保增压压力并且因此的机械增压实际上在第一方法步骤中被忽视，最大可容许的期望值被预先确定，具体是环境压力patm被预先确定，环境压力patm可以是例如1013hPa。在这种情况下，机械增压式内燃发动机被认作为自然吸气式发动机。

[0081] 在这方面，方法变体同样可以有利的，其中，对于第二方法步骤，预先确定环境压力patm，从进气系统中当前实际的压力值p进气减去该环境压力patm以便确定增压压力差Δp增压，如果Δp增压>0，添加的关闭时间Δt进气，关闭，2利用所述增压压力差Δp增压来确定。

[0082] 为了确保在第二方法步骤中仅考虑由机械增压或增压压力产生的效果，从进气系统中的实际压力值p进气减去环境压力patm，由此形成增压压力差Δp增压。第二方法步骤然后仅在Δp增压>0的情况下(即在至少一个排气涡轮增压器作出响应并在进气系统中超产生增压压力的情况下)提供添加的关闭时间Δt进气，关闭，2。

[0083] 具体参照图1，它包括示出多汽缸内燃发动机100的一个汽缸的示意图。发动机100可以至少部分地由包括控制器120的控制系统以及经由输入装置130来自车辆操作者132的输入控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。

[0084] 发动机100的燃烧汽缸30可以包括活塞36被设置在其中的燃烧汽缸壁32。活塞36可以被耦接至曲轴40，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统耦接至车辆的至少一个驱动轮。此外，启动器马达可以经由飞轮耦接至曲轴
40，以实现发动机100的启动运转。

[0085] 燃烧汽缸30可以经由进气通道42从进气歧管44接收进气空气，并且可以经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够经由各自的进气门52和排气门54与燃烧汽缸30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧汽缸30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门，诸如在图2中示出以及在下面进一步详述的。

[0086] 在这个示例中，可以经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制进气门52和排气门54。凸轮致动系统51和53均可以包括一个或多个凸轮，并且可以使用由控制器
120运转的凸轮轮廓线变换系统(CPS)、凸轮嵌接凸轮(CiC)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个，以改变气门运转。进气门52和排气门54的位置可以分别通过位置传感器55和57或经由凸轮轴传感器来确定。

[0087] 燃烧汽缸30包括燃料喷射器66，燃料喷射器66以如下构造布置在进气歧管44中，该构造提供到燃烧汽缸30上游的进气道的所谓的燃料进气道喷射。燃料喷射器66经由电子驱动器68与自控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地喷射燃料。可替代地或额外地，在一些实施例中，燃料喷射器可以安装在燃烧汽缸的侧面上或在燃烧汽缸的顶部中，例如以提供到燃烧汽缸30内的所谓的燃料直接喷射。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道的燃料输送系统(未示出)输送至燃料喷射器66。

[0088] 进气通道42可以包括具有节流板64的节气门62。在这个特定的示例中，节流板64的位置可以由控制器120经由提供给被包括有节气门62的电机或致动器来改变，这种配置可以被称为电子节气门控制(ETC)。以此方式，节气门62可以被运转为改变向燃烧汽缸30以及其他发动机燃烧汽缸提供的进气空气。进气通道42可以包括用于向控制器120提供各自的信号MAF和MAP的质量空气流量传感器121和歧管空气压力传感器122。

[0089] 在选择的运转模式下，响应于来自控制器120的火花提前信号SA，点火系统88能够经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。尽管示出火花点火部件，但在一些实施例中，在有或没有点火火花的情况下，都可以以压缩点火模式使发动机100的燃烧室30或一个或多个其他燃烧室运转。

[0090] 排气传感器126被示为耦接至催化转化器70上游的排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空燃比指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。排气系统可以包括起燃催化剂和车身底部催化剂、以及排气歧管、上游和/或下游空燃比传感器。在一个示例中，催化转化器70能够包括多块催化剂砖。在另一示例中，能够使用每个均具有多块砖的多个排放控制装置。在一个示例中，催化转化器70能够是三元型催化剂。

[0091] 控制器120在图1中被示为微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在这个具体示例中作为只读存储器芯片(ROM)106示出的用于可执行程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存取器(KAM)110和数据总线。控制器120可以接收来自耦接至发动机100的传感器的各种信号和信息，除了之前所讨论的那些信号外，还包括：来自质量空气流量传感器120的所引入的质量空气流量(MAF)的测量值；来自耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自耦接至曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自传感器122的歧管绝对压力信号MAP。存储介质只读存储器106能够用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示由处理器102可执行的指令，用于执行以下所述方法以及其变体。控制器120例如还可以包括基于来自传感器(诸如汽缸内压力传感器、环境温度传感器、和/或空气充气温度传感器)的各种信号的监测爆震的爆震调节器。

[0092] 发动机100可以进一步包括诸如涡轮增压器190或机械增压器的压缩装置，其至少包括沿进气歧管44布置的压缩机94。对于涡轮增压器，压缩机94可以由沿着排气通道48布置的涡轮92(例如，经由轴)至少部分地驱动。对于机械增压器，压缩机162可以由发动机和/或电机至少部分地驱动，并且可以不包括涡轮。因此，经由涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或多个汽缸的压缩量(例如，升压)可以被控制器120改变。进一步，传感器123可以布置在进气歧管44中，用于向控制器120提供升压(BOOST)信号。

[0093] 如先前提到的，进气门52和排气门54可以由凸轮致动来控制。因此，在图2中示出了可以与图1的发动机10一起使用的示例凸轮致动系统200，其中发动机10也在图2中简单地画出轮廓。凸轮致动系统200可以包括可变凸轮正时(VCT)系统202和凸轮廓线变换(CPS)系统204和/或其他类似的凸轮系统。此外，可以存在涡轮增压器206、催化剂208和汽缸盖210以及多个汽缸212。

[0094] 发动机10被示为具有进气歧管214和集成的排气歧管216，进气歧管214被配置为向汽缸212供应进气空气和/或燃料，集成的排气歧管216被配置为从汽缸212排出燃烧产
物。排气歧管216可以包括耦接至涡轮增压器206的出口248，而排气通道246可以将涡轮增压器206耦接至催化剂208。虽然在图2中描述的实施例中，进气歧管214与汽缸盖210分开而排气歧管216被集成在汽缸盖210中，但在另一些实施例中，进气歧管214可以被集成在汽缸盖210中且/或排气歧管216可以与汽缸盖210分开。

[0095] 汽缸盖210包括被标记为C1-C4的四个汽缸。汽缸212均可以包括火花塞和用于将燃料直接输送至燃烧室的燃料喷射器，如以上图1所描述的。然而，在替代的实施例中，每个汽缸可以不包括火花塞和/或直接燃料喷射器。一个或多个气门可以用于每个汽缸。在本示例中，汽缸212均包括两个进气(入口)门和两个排气门。每一个进气门和排气门被配置为分别打开以及关闭进气道和排气道。进气门被标记为I1-I8，而排气门被标记为E1-E8。汽缸C1包括进气门I1和I2以及排气门E1和E2，汽缸C2包括进气门I3和I4以及排气门E3和E4，汽缸C3包括进气门I5和I6以及排气门E5和E6，以及汽缸C4包括进气门I7和I8以及排气门E7和
E8。每个汽缸的每个排气道均可以具有相等的直径。然而，在一些实施例中，排气道中的一些可以具有不同的直径。

[0096] 每个进气门在允许进气空气进入相应汽缸的打开位置与基本阻止进气空气进入相应汽缸的关闭位置之间可移动。进一步，图2示出进气门I1-I8如何可以由共同的进气凸轮轴218致动。进气凸轮轴218包括多个进气凸轮，所述多个凸轮被配置为控制进气门的打开和关闭。进气凸轮轴218可以是凸轮嵌接凸轮，其可以包含两个凸轮轴区段，例如，其中第一凸轮被布置在第一凸轮轴区段上，而第二凸轮被布置在第二凸轮轴区段上。一个凸轮轴区段可以是外凸轮轴区段，并且可以是中空的，使另一个内凸轮轴区段以可旋转的方式布置在第一区段的内部。凸轮轴区段可以相对于彼此可旋转，并且因此布置在各自凸轮轴区段上的第一和第二凸轮相对于彼此可旋转。每个进气门可以由第一进气凸轮220和第二进气凸轮222控制。进一步，在一些实施例中，可以包括一个或多个额外的进气凸轮以控制进气门。在本示例中，第一进气凸轮220具有用于打开进气门第一进气持续时间的第一凸轮凸角廓线。进一步，在本示例中，第二进气凸轮222具有用于打开进气门第二进气持续时间的第二凸轮凸角廓线。在一个示例中，取决于发动机工况与负荷，可以缩短或延长第一进气门的打开与第二进气门的关闭之间的时间(控制偏移Δ)，如在下面进一步讨论并在图3-6中示出的。控制偏移Δ可以通过提前汽缸的第一进气门的致动和/或延迟相同汽缸的第二进气门来调整。进一步，进气门的正时可以针对涡轮增压和爆震效果进行修正，如在图4-6中详述的。第二进气持续时间可以是更短的进气持续时间(短于第一进气持续时间)，第二进气持续时间可以是更长的进气持续时间(长于第一持续时间)，或第一和第二持续时间可以是相等的。此外，进气凸轮轴218可以包括一个或多个零位凸轮凸角。零位凸轮凸角可以被配置为维持各自的进气门处于关闭位置。

[0097] 每个排气门在允许排气离开汽缸212的相应汽缸的打开位置与基本将气体基本保留在相应汽缸内的关闭位置之间可移动。进一步，图2示出排气门E1-E8如何可以由共同的排气凸轮轴224致动。排气凸轮轴224包括多个排气凸轮，所述多个排气凸轮被配置为控制排气门的打开和关闭。每个排气门可以由第一排气凸轮226和第二排气凸轮228控制。进一步，在一些实施例中，可以包括一个或多个额外的排气凸轮以控制排气门。

[0098] 被包括在发动机汽缸盖内的集成的排气歧管216也可以被提供，并且被配置为具有一个或多个出口，以选择性地将排气引导到各种排气部件。集成的排气歧管216可以包括多个单独的排气歧管，每一个均具有一个出口。此外，单独的排气歧管可以以共同铸造的方式被包括在汽缸盖210中。在本示例中，集成的排气歧管216包括耦接至涡轮增压器206的单个出口248。

[0099] 未示出的额外元件还可以包括推杆、摇臂、液压冲击调整器、挺柱等。此类装置和特征可以通过将凸轮的旋转运转转换为气门的平移运动而控制进气门和排气门的致动。在另一些示例中，能够经由凸轮轴上的额外凸轮凸角廓线致动气门，其中不同气门之间的凸轮凸角廓线可以提供变化的凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。然而，如果需要，可以使用可替代的凸轮轴(顶置和/或推杆)布置。进一步，在一些示例中，汽缸212均可以仅具有一个排气门或不止两个进气门和/或排气门。在又一示例中，排气门和进气门可以由共同的凸轮轴致动。然而，在替代的实施例中，进气门和/或排气门中的至少一个可以由其自己的独立凸轮轴或其他装置致动。

[0100] 如在上面描述的，图2示出凸轮致动系统及相关的进气和排气系统的非限制性示例。应当理解，在一些实施例中，除了其他以外，发动机可以具有更多或更少的燃烧汽缸、控制气门、节气门和压缩装置等。示例发动机可以具有以“V”型结构布置的汽缸。进一步，第一凸轮轴可以控制第一组汽缸或第一排汽缸的进气门，而第二凸轮轴可以控制第二组汽缸的进气门。以此方式，单个凸轮致动系统可以被用来控制一组汽缸的气门运转，或可以使用单独的凸轮致动系统。

[0101] 图3以示意图示意地示出内燃发动机在负荷的阶跃变化的情况下的运转参数。在此情况下，内燃发动机被用作机动车辆的驱动装置，并且每个汽缸具有两个进气口。

[0102] 在图示中，在左侧的纵坐标上，加速器踏板的位置[％]被绘制为曲线A，节流挡板的位置[％]被绘制为曲线B，扭矩[％]被绘制为曲线C，并且第一和第二进气门的关闭时间t关闭，1和t关闭，2以在充气交换的下止点之后的曲轴转角度数[℃AaBDC]为单位分别被绘制为曲线E1和E2。在右侧的纵坐标上，进气系统中的压力p进气或增压压力p增压以[hPa]为单位被绘制为曲线D。时间t以秒为单位被绘制在横坐标上。

[0103] 负荷需求通过加速器踏板的致动被突然增加。节流挡板具体打开到其完全程度，实际上没有延迟。

[0104] 被突然增加的负荷需求触发，进气门的控制偏移Δ借助于第二进气门更早关闭来减小。如在图3中示出的，在存在低负荷的情况下，在负荷增加之前，第一进气门比第二进气门更早关闭。在该时间t处，关闭时间具有大的控制偏移Δ，以便实现长的入口侧打开持续时间。这可以在存在低负荷的情况下具有优势。

[0105] 在此情况下，控制偏移Δ在存在增加的负荷需求的情况下被最小化，由此入口侧打开持续时间被缩短。更短的入口侧打开持续时间意图确保至少一个汽缸的最佳可能的充气，并且因此在加速开始的时候确保高扭矩可用性。

[0106] 当排气涡轮增压装置作出响应并产生增压压力p增压时，控制偏移Δ然后以依赖于所述增压压力p增压的方式具体通过第二进气门的延迟关闭被再次增加，即入口侧打开持续时间被再次延长。以此方式，降低有效压缩比ε有效的，并且可以防止爆震。在第二进气门打开的情况下，一部分增压空气被再次排入到进气系统中。增压压力越高，第二进气门关闭越晚。

[0107] 汽缸的进气门的正时可以被改变。图4以示意图示意地示出第二进气门的关闭时间t进气，关闭、2的确定。

[0108] 在第一方法步骤中，利用内燃发动机的发动机转速nmot和进气系统中的期望压力值p进气，期望的来确定基本关闭时间t进气，关闭，基本，2(上分支)。在这种情况下，环境压力patm被预先确定为进气系统中最大可容许的期望压力值p进气，期望的。机械增压效果(如果存在的话)因此可以被忽视。

[0109] 在第二方法步骤中，利用发动机转速nmot和进气系统中的实际压力p进气来确定添加的关闭时间Δt进气，关闭，2，并且因此允许机械增压(下分支)。

[0110] 在此，增压压力差Δp增压借助于从进气系统中的实际压力p进气减去环境压力patm来确定。添加的关闭时间Δt进气，关闭，2然后利用所述增压压力差Δp增压来确定，但仅在Δp增压>0的情况下。第二方法步骤仅在排气涡轮增压装置在进气系统中产生增压压力p增压>patm的情况下提供添加的关闭时间Δt进气，关闭，2。在第三方法步骤中，关闭时间t进气，关闭，2通过将基本关闭时间和添加的关闭时间相加而被计算为t进气，关闭，2＝t进气，关闭，基本，2+Δt进气，关闭，2。

[0111] 此外，如在图5中示出的，可以考虑爆震风险，其包括如在图4中示出的第二进气门的关闭时间的确定中的第三分支。如果存在爆震的风险，那么内燃发动机的爆震调节器输出点火要被延迟的的点火延迟Δ点火，以便可以可靠地防止爆震燃烧。

[0112] 然后，利用当前发动机转速nmot和由爆震调节器输出的点火延迟Δ点火来确定为了减小有效压缩比的目的而使第二进气门的关闭要被延迟的关闭时间延迟Δt进气，关闭，爆震(上分支)。在这种情况下，用作输入信号的点火延迟Δ点火经过低通滤波器1和延迟元件2(1/z)。这允许点火调整和可变气门驱动的不同响应行为。为了气门驱动的调整，足够的时间应当可用，以便第二进气门的关闭时间能够被调整。由于第二进气门的关闭时间的调整，延迟确保爆震调节器认为最初预期的点火延迟Δ点火不再需要。这导致更高的效率。

[0113] 在关闭时间t进气，关闭，2的计算中，必须额外地考虑(即添加)为了防止爆震的目的而确定的并使第二进气门的关闭要被延迟的关闭时间延迟Δt进气，关闭，爆震(上分支)。

[0114] 关闭时间t进气，关闭，2通过将基本关闭时间、添加的关闭时间和关闭时间延迟相加而被计算为t进气，关闭，2＝t进气，关闭，基本，2+Δt进气，关闭，2+Δt进气，关闭，爆震。

[0115] 现在转向图6，示例方法600可以由发动机控制器(例如，控制器120)经由存储在非临时性存储器中的指令来执行，该指令用于确定第二进气门的关闭时间，例如以便控制第一进气门的打开与第二进气门的关闭之间的偏移正时。

[0116] 在602处，该方法可以确定发动机工况。发动机工况可以包括例如环境温度与压力、发动机转速、进气压力、火花延迟等。工况可以被测量和/或被估计。

[0117] 在604处，该方法可以基于在602处确定的发动机工况和期望的进气压力来确定用于第二进气门的基本关闭时间t进气，关闭，基本，2。例如，基本关闭时间可以基于期望的进气压力和实际的发动机转速的函数来确定。期望的进气压力可以经由查询表来确定，例如，其中所述表包含针对高扭矩和快速响应优化的设定点。以此方式，当发动机自然吸气时，诸如当节气门打开但是在涡轮增压发生之前时，最优值可以被确定，例如，如在图3中0与0.5秒能够看出的。

[0118] 在606处，该方法可以确定增压压力是否大于环境压力。增压压力可以通过从实际的进气压力减去环境压力来确定。因此，动作606可以确定涡轮增压器(诸如涡轮增压器190)何时开始累积升压压力使得Δp增压>0。

[0119] 如在606处为是，该方法可以进入到动作608，其中添加的关闭时间基于增压压力来确定。例如，添加的关闭时间可以通过增压压力(例如，在环境压力之上的实际的进气压力)和实际的发动机转速来确定。因此，动作608可以是引起涡轮增压的第二进气门的正时中的修正。如果在606处为否，该方法可以进入到动作620。

[0120] 在610处，该方法可以确定爆震状况是否存在。例如，可以确定空气充气温度是否大于阈值温度。由于更高的环境温度或由于例如可以增加空气充气温度的低辛烷燃料，发动机可以是爆震受限的。

[0121] 如果在610处为否，该方法可以在614处确定除在604处确定的基本进气关闭时间和在608处确定的添加的关闭时间之外的第二进气门的关闭时间。该方法然后可以进入到动作620。

[0122] 如果在610处为是，该方法可以在616处基于来自爆震调节器的点火延迟输出和当前发动机转速确定关闭时间延迟。例如，自爆震控制的汽缸个别火花延迟的平均值可以被过滤，且然后与发动机转速一起被用作输入，以确定第二进气门的关闭时间延迟。进一步，点火延迟输出可以额外地经过延迟元件(诸如图5的延迟元件2)。延迟元件可以允许减少点火时间的延迟，因此降低其相关的效率损失。

[0123] 在618处，该方法可以确定第二进气门的关闭时间。关闭时间可以通过t进气，关闭，基本，2+Δt进气，关闭，2+Δt进气，关闭，爆震来确定。因此，第二进气门的关闭时间可以针对涡轮增压和爆震限制进行修正。

[0124] 在620处，该方法可以包括基于确定的关闭时间调整进气凸轮位置。例如，基于确定的关闭时间，发动机控制器可以使存储在非临时性存储器中的指令调整凸轮的位置，以延迟第二进气门的关闭时间和/或提前第一进气门的打开时间。进气门可以被致动为延长第一进气门(例如图2的进气门I1)的打开与第二进气门(例如，进气门I2)的关闭之间的时间。例如，至少第二进气门可以更晚且在下止点之后关闭。在另一示例中，控制器可以基于确定的关闭时间调整凸轮致动系统(诸如凸轮致动系统51)，以便经由凸轮嵌接凸轮系统上的凸轮致动进气门。

[0125] 以此方式，该方法可以优化例如涡轮增压式直喷内燃发动机的不同负荷状况下的效率，并且可以引起更稳健的爆震控制，而不牺牲与延迟点火时间相关的效率。例如，该方法可以优化第二凸轮的转变，以在稳态状况下和在瞬变状况下(诸如当负荷从低转变为高时)相对于第一凸轮致动第二进气门。

[0126] 注意，本文所包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。本文所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中。
本文所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序执行、并行地执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。
取决于所使用的特定策略，所图示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。进一步，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码。

[0127] 应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

[0128] 本申请的权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的组合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

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