用于发动机可变充气运动系统的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本申请涉及用于发动机可变充气运动系统的方法和系统。提供用于经由进气歧管流道中的气囊引进充气运动到汽缸的方法和系统。在一个示例中，系统可以包括将进气道中的气囊设置为紧邻汽缸。
【专利说明】
用于发动机可变充气运动系统的方法和系统
技术领域
[0001]本发明总体涉及用于控制车辆发动机以调节进气通道内可变气囊(bladder)的方法和系统。
【背景技术】
[0002]在一些情况下，喷射进入发动机燃烧室的空气和/或燃料充气的增加的运动可以提高燃烧效率。例如，通过在垂直于流向的方向上引进空气速度和湍流，充气运动可以增加燃烧效率。通过将附加的动能引进到燃烧室内，着火锋面(ignit1n front)可以更快速且更均匀地穿过燃烧室的体积，以便在热能转化为活塞运动之前与增加的燃料量相互作用。另外，产生湍流可以增加燃烧室内空燃混合物的均匀化，同时增加燃烧率，燃烧率是在燃烧过程中空燃混合物完全燃烧所需的时间。
[0002]为了提高充气滚流和涡流参数，各种运动控制装置可以被耦接到发动机汽缸的进气管上游。通过改变汽缸的充气运动，汽缸燃烧率可以被改变。一个示例运动控制装置由Overbeck在美国专利N0.4，928，638中示出。在其中，单独的可变气囊位于发动机进气流道内。该气囊可以被配置为具有可变横截面，该横截面基于发动机运转参数而改变。具体地，气囊的充气程度被调节，以改变可用于进入进气歧管的空燃混合物的流动路线的闭塞程度。
[0003]然而，发明人在此已经认识到此类装置的潜在问题。作为一个示例，进气歧管内部的可变气囊的位置(但是在单独的进气流道上游)可能造成不及最优充气混合。虽然通过在气道流道下游产生滚流和涡流可以提高充气混合，但是该位置太接近汽缸盖。除了空间受限之外，在该位置处气囊还可能易于热降解。另外，接近热汽缸盖可以影响实现控制充气/泄气量的能力。例如，气囊加热可以造成比期望更多的充气。因此，这可以严重影响燃烧空燃比控制。作为另一示例，Overbeck的气囊全局地影响所有汽缸的充气运动，而不能够单独地调节每个汽缸的充气运动。因此，可能存在如下情况，即某些汽缸比其他汽缸要求更多或更少的充气运动。
【发明内容】
[0004]在一个示例中，上述问题可以至少部分地通过一种系统解决，该系统包含:汽缸，其具有进气流道;和气囊，其设置在进气流道最靠近汽缸的底部表面上的开口中。以此方式，通过在气道流道内且更靠近汽缸盖的位置处将充气运动提供至每个汽缸，可以提高单独的汽缸燃烧。
[0005]作为一个示例，可变横截面气囊可以被耦接至管壳(cartridge)，管壳在紧邻汽缸盖的位置处可插入到发动机隔板内，其中在靠近汽缸盖位置处单独的进气道将空气传递到对应的汽缸内。隔板可以与被配置为循环冷却剂的(一个或多个)冷却剂通道流体连通。管壳可以包括通过延伸构件与冷却剂密封的内部空气通道，内部空气通道传递空气至气囊，用于改变气囊充气的量。基于发动机工况诸如进气节气门位置，传递至单独的管壳气囊的空气的量可以改变。以此方式，气囊可以被设置在汽缸盖附近可利用的小空间内。通过将可变气囊耦接在发动机的每个汽缸的汽缸进气道中，当气囊充气时，通过气囊产生的滚流效应会提高。同时，通过将管壳设置为靠近汽缸壁的冷却剂通道，避免了气囊的热降解。另外，尽管气囊靠近热发动机组件，但是气囊的充气/泄气可以被更准确地控制。
[0006]发明人已经认识到上述方法可以提供不同的优势。作为一个示例，通过使用上述示例实施例中的一个或多个，基于现有(一个或多个)发动机运转参数，可以允许单独的汽缸进气量的改变。另一优势是通过管壳的使用，气囊可以被容易地安装和移除。例如，管壳可以包含一个或多个可变气囊。管壳可以被插入到发动机汽缸和进气流道之间的隔板的开口内，其中管壳延伸通过隔板内的一部分空间。发动机冷却剂可以充满隔板内的空间，由此使用冷却剂包围管壳。气囊歧管可以被紧固至发动机汽缸和空气进气歧管之间的管壳的外部。以此方式，气囊歧管和管壳可以是紧凑的并且可以保存在发动机空间内。一种优势是气囊通过提高空燃混合并且最终提高燃烧效率来增加燃料经济性。
[0007]上述讨论的内容包括由发明人做出的认识并且不承认是众所周知的。因此，应当理解，提供以上本
【发明内容】
是为了以简化的形式介绍一系列概念，这些概念在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。另外，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】
[0008]图1图示说明包括可变气囊的发动机。
[0009]图2描绘了包含汽缸盖、进气歧管和气囊歧管的发动机。
[0010]图3示出插入到汽缸盖的隔板内的管壳。
[0011]图4图示说明退出隔板的管壳的详细描绘。
[0012]图5A和图5B描绘了进气道中的气囊分别处于泄气状态或充气状态。
[0013]图6描绘了插入到隔板内的管壳的俯视图，其中汽缸盖被移除。
[0014]图7描绘了具有气囊位于其中的进气道的切片视图。
[0015]图8A、图8B和图8C描绘了以控制向充气运动装置供应空气的控制阀的三个单独的位置为特征的各个实施例。
[0016]图9展示了用于调节进气道内可变气囊的示例性方法。
[0017]图10展示了用于调节发动机进气系统内两个不同设置的气囊的示例性方法。
【具体实施方式】
[0018]以下描述涉及用于耦接至发动机进气系统诸如在图1描绘的发动机进气系统的可变气囊的系统和方法。气囊可以被设置在插入到发动机隔板内的管壳上，如图2-7所示。图8A-图SC描绘了本公开的各个实施例。协同致动器和来自多种适用的传感器的信息，气囊可以经由控制器被调节。控制器可以使用指令编程以执行控制例程(例如，图9的例程)，以响应于减少的发动机负载(例如，进气节气门被更大程度地关闭)通过控制将压缩空气供应到气囊和/或将来自气囊的通风空气供应到大气的阀来给气囊充气。参考图10讨论定位在进气道的不同位置处的第一和第二气囊的协同运转。
[0019]图1是示出多汽缸发动机10的一个汽缸的示例实施例的示意图，其可以被包括在机动车的推进系统中。发动机10至少部分地通过包括控制器12的控制系统和通过经由输入装置130来自车辆操作者132的输入而被控制。在该示例中，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。发动机10的燃烧室(S卩，汽缸)30包括汽缸孔壁32，其中活塞36被设置在汽缸孔壁32内。如图所示，活塞36被耦接到曲轴40，以便活塞的往复运动被转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统被耦接到车辆的至少一个驱动轮。另外，起动机马达可以经由飞轮被耦接至曲轴40，以实现发动机10的起动运转。
[0020]如图1的示例所示，燃烧室30经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气，并且经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以分别经由各自的进气门52和排气门54选择性地连通燃烧室30 ο在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。
[0021]在进气门52的上游，充气运动装置(例如，可变气囊)148可以被设置在进气道140的最底壁的开口内。虚线142表示在进气道140和进气歧管44之间的边界。在一些示例中，气囊148可以是球形的。在另一些示例中，气囊148可以是椭圆形的并且可以从进气道140向进气歧管44延伸(并且进入进气歧管44内)。气囊148可以被放置远离部分进气门52达10-40mm，并与进气道140的最底壁接触。在该位置，当气囊148充气时，其可以阻碍空气向进气门52流动，并且由此控制气流以产生影响充气进入对应的汽缸内的滚流。滚流可以被定义为用于增加空燃混合物均匀化的涡流运动。参考图5A和图5B示出充气的气囊和泄气的气囊的对比。
[0022]定位在进气道140内的可变气囊(一个或多个)148可以响应于感测的发动机情况被充气或泄气。作为一个示例，响应于节气门位置被更大程度地关闭(例如，发动机负载降低)，气囊148可以至少部分地被充气。这可能是由于由气流速率减小而引起的降低的空燃混合效率。为了避免这种困境，气囊148可以被充气，以便产生滚流。由于气囊148相对于汽缸进气门52的接近，(例如，气囊可以被定位在距离进气门的底部部分10-40_之间，并与进气流道接触)，可以产生滚流，以便增加空燃混合效率。
[0023]当气囊148泄气后，其可以与进气道140的最底壁齐平。在一个示例中，气囊148在完全泄气状态中不会阻碍进气道140的孔的任何部分。气囊148可以被耦接至定位在延伸构件146的一端处尖端(prong)上的冷却密封件上。延伸构件在本文中也被称为管道。管道146可以是中空的、成Y形并连接至管壳152的内壁。如上所述，燃烧室30可以包括两个或多个进气门。如果燃烧室30包括两个或多个进气门，则管道146可以分叉以为每个进气门提供气囊。以此方式，可以存在多个可变气囊148和多个进气门52。管道146可以至少部分地包围气囊进口路径，其中可变气囊路径可以采取与管道146相似的形状。可变气囊路径可以从气囊148延伸至气囊歧管150 ο将参考图3进一步详细讨论可变气囊路径。
[0024]在一些实施例中，附加地或可替换地，第二可变气囊149可以被定位在空气进气歧管出口内。第二可变气囊149可以是椭圆形的并且大于可变气囊148。第二可变气囊149可以被定位在进气歧管出口的最顶壁上，距离燃烧室30最远。也就是说，发动机10可以包括两种不同的气囊，即定位在进气道140的最底壁上的距离燃烧室30最近的第一可变气囊148和定位在进气歧管出口的最顶壁上的距离燃烧室30最远的第二可变气囊149。与第二气囊149相比，第一气囊148可以更靠近燃烧室(例如，第二可变气囊可以距离进气门52在100-200mm之间)。空气进气歧管出口可以在下面被进一步讨论。第二可变气囊149可以被定位在压缩机162的上游和虚线142的下游。存在于发动机10内的第二可变气囊149的数量可以等于燃烧室30的数量。
[0025]在一个实施例中，对于包含四个燃烧室的发动机，其中每个燃烧室包含两个进气门，发动机可以在燃烧室的进气流道内包括两个可变气囊148和在燃烧室的空气进气歧管出口内包含一个第二可变气囊149。也就是说，描述的发动机可以包含总共八个可变气囊148和四个第二可变气囊149。
[0026]当第二可变气囊149充气时，其可以全局地而不是单独地影响到所有汽缸进气门52的气流，但是当可变气囊148充气时，其只影响单独的汽缸进气门52。因此，当第二可变气囊149充气时，其可以至少部分地阻碍到燃烧室30的气流。当第二可变气囊149完全泄气时，其可以与空气进气歧管出口的上壁齐平，使得气囊不阻碍空气进气歧管出口的孔。
[0027]充气的第二可变气囊可以控制通过空气进气歧管出口的气流，使得气流速率(例如，速度)增加。以此方式，空气可以以增加的速率被传递至燃烧室30。泄气的气囊可以允许增加的空气量流经空气进气歧管出口。由较少充气的第二气囊(例如，较多泄气的气囊)产生的气流流动速率可以低于由较多充气的第二气囊产生的气流流动速率。
[0028]第二可变气囊149可以包含第二气囊歧管，第二气囊歧管带有从压缩空气源通向第二气囊歧管的第二气囊歧管路径。第二气囊控制阀可以被定位在第二气囊歧管和第二气囊歧管路径之间。第二气囊歧管可以经由第二气囊路径流体地耦接至第二气囊。以此方式，来自压缩空气源的空气可以流经第二气囊歧管进口、通过打开的第二气囊控制阀进入第二气囊歧管、通过第二气囊歧管路径并进入第二气囊，而并不需要流入/流经第一气囊组件，这在下面进一步详细描述。附加地或可替换地，第二气囊歧管可以在第二气囊歧管出口的上游包含第二流出控制阀。第二气囊歧管出口可以与第一气囊歧管出口耦接至相同的真空。由于第二气囊包含第二控制阀和第二流出控制阀，故第二气囊可以独立于第一气囊被充气和/或泄气。与第二气囊149相比，第一气囊148可以更接近燃烧室。
[0029]管壳152可以包含内壁和外壁。如上所述，管壳152的内壁可以被耦接至管道146。气囊歧管150可以经由突出物被紧固到管壳152的外壁。管壳152可以被插入到定位在空气进气歧管44和汽缸30之间的隔板的开口内。气囊歧管150可以被定位在汽缸盖和空气进气歧管44之间的空间内，经由冷却剂通道与进气道隔开。将参考图2-图5B进一步详细地讨论进气道140、可变气囊148、第二可变气囊149、管道146、管壳152和气囊歧管150。
[0030]进气门52和排气门54经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动而被控制。凸轮致动系统51和53可以均包括一个或多个凸轮，并且可以利用凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程系统的一个或多个，其中这些系统可以被控制器12运转以改变气门运转。进气门52和排气门54的位置分别由传感器55和57确定。在可替换的实施例中，进气门52和/或排气门54可以通过电动气门致动控制。例如，汽缸30可以可替换地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。
[0031]在一些实施例中，发动机10的汽缸均可以被配置有一个或多个燃料喷射器，用于供应燃料到汽缸。作为非限制性示例，汽缸30被示出包括一个燃料喷射器66，该燃料喷射器被提供来自燃料系统的燃料。燃料喷射器66被示出直接耦接至汽缸30，用于与经由电子驱动器68与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接地喷射燃料到汽缸30内。以此方式，燃料喷射器66提供被称为燃料到燃烧室30内的直接喷射。
[0032]如图1所示，进气通道42包括具有节流板64的节气门62。在该特定示例中，节流板64的位置可以经由提供至包括在节气门62中的电动马达或致动器(通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置)的信号通过控制器12改变。以此方式，节气门62可以被运转以改变提供到燃烧室30以及其他发动机汽缸的进气。例如，节流板64的位置通过节气门位置信号TP被提供到控制器12。进气道42还包括质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122，用于向控制器12提供各自的信号MAF和MAP。
[0033]在选择运转模式下，响应于来自控制器12的火花提前信号SA，点火系统88可以经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。虽然火花点火组件被示出，但是在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室可以在具有或不具有点火火花的情况下以压缩点火模式被运转。
[0034]发动机10还包括压缩装置，诸如包括至少沿进气歧管44布置的压缩机162的涡轮增压器或机械增压器。对于涡轮增压器，压缩机162可以至少部分地由沿排气通道48布置的涡轮164(例如，经由轴)驱动。对于机械增压器，压缩机162可以至少部分地由发动机和/或电动机驱动，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至发动机的一个或多个汽缸的压缩(例如，增压)量可以由控制器12改变。
[0035]排气传感器126被示出耦接至排放控制装置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的指示的任意适合的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EG0、HEG0(加热型EGO)、N0X传感器、HC传感器或CO传感器。排气控制装置70被示出沿排气传感器126下游的排气通道48布置。装置70可以是三元催化剂(TWC)、N0X捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。在一些实施例中，在发动机10的运转期间，通过在特定空燃比内运转发动机的至少一个汽缸，排放控制装置70可以被周期性地重置。
[0036]控制器12被示为微型计算机，其包括微处理器单元102、输入/输入端口104、用于可执行程序和校准值的在该特定示例中被示为只读存储器芯片(R0M)106的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、不失效存储器(KAM)IlO和数据总线。控制器12还可以接收来自耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了上述那些信号以外，还包括:来自质量空气流量传感器120的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的发动机冷却剂温度(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的绝对歧管压力信号MAP。可以从信号PIP由控制器12产生发动机转速信号RPM。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。注意，可以使用上述传感器的各种组合，诸如有MAF传感器而无MAP传感器，或者反之亦可。例如，在按化学计量比运转期间，MAP传感器可以给出发动机扭矩的指示。此外，该传感器与探测的发动机转速一起能够提供对引入汽缸内的充气(包括空气)的估计。在一个示例中，传感器118也可以用作发动机转速传感器，其可以在曲轴每次旋转期间都产生预定数目的等距脉冲。
[0037]如上所述，图2图示说明发动机10和空气进气歧管44的更简洁的描绘。具体地，虽然图2按比例描绘了发动机10、空气进气歧管44和气囊歧管150之间的空间关系，但是如果需要也可以使用其他相对尺寸。图2按比例绘制。
[0038]发动机10可以包括汽缸盖210，汽缸盖210可以经由空气进气歧管流道240流体地耦接至空气进气歧管44。空气进气歧管流道240可以远离汽缸盖210朝向平行于燃烧室的平面延伸和弯曲。以此方式，空间可以被定位在汽缸盖210和空气进气歧管240之间。气囊歧管150可以被定位在空气进气歧管44和汽缸盖210之间的空间内，直接在空气进气歧管流道240下方。如上所述，气囊歧管150经由管配件220被耦接至管壳(例如，管壳152)。管配件220的数量可以等于汽缸盖210内存在的管壳的数量。以此方式，每个管壳可以被直接地耦接至气囊歧管150。管壳的结构的附加细节将在下面进一步详细地讨论。
[0039]气囊歧管150可以在第二控制阀260的下游包括气囊歧管出口250，其可以排出(bleed off)至空气进口系统。出口 250可以流体地耦接至真空源(未示出)。气囊歧管出口250可以在第二控制阀260的上游直接弯曲。气囊歧管出口 250可以远离空气进气歧管44朝向汽缸盖210弯曲。本领域的技术人员应当认识到，基于汽缸盖的包装和汽缸盖附近(例如，在汽缸向下的方向上)的空间限制，气囊歧管出口250可以在其他可能的方向上弯曲。第二控制阀260可以被调节，以便由真空提供的负压力量可以被调节。以此方式，可变气囊(例如，可变气囊148)的泄气速率可以被控制。例如，如果第二控制阀260处于较大程度的打开位置，则泄气速率与第二控制阀260处于较小程度的打开位置相比可以被增加。
[0040]气囊歧管150还可以包括被耦接至压缩空气源290的气囊歧管空气导管280。压缩空气源290可以经由空气进气歧管导管270和气囊歧管空气导管280分别提供气流到空气进气歧管44和气囊歧管150中的一个或多个。从压缩空气源290传递至空气进气歧管44的气流可以经由定位在空气进气歧管44和压缩空气源290之间的可变阀274被调节。同样地，传递至气囊歧管150的气流可以经由定位在压缩空气源290和气囊歧管150之间的控制阀被调节。空气进气歧管导管270被定位在进气通道42的下游。压缩空气可以由发动机的涡轮增压器的压缩机产生，并且被储存在压缩空气存储装置(例如，压缩空气源290)中。
[0041]如图所示，发动机10包含四个汽缸，因此空气进气歧管44包含四个空气进气歧管流道240。每个空气进气歧管流道240可以通向进气道140。以此方式，空气可以流经进气通道(例如，进气通道42)进入空气进气歧管44、通过空气进气歧管出口 240且然后通过单独的汽缸气道/流道进入对应的燃烧室(例如，汽缸30) ο如上所述，进气门(例如，进气门52)可以被致动以调节在燃烧室内接收的空气的量。在到达燃烧室之前，根据气囊的充气程度，气流可以经由可变气囊(例如，可变气囊148)被改变。例如，气流可以被限制，并且充气运动可以通过增加气囊的充气程度而被增加。
[0042]在一些实施例中，附加地或可替换地，第二可变气囊可以被定位在空气进气歧管出口 240内。第二可变气囊可以是椭圆形的。第二可变气囊可以被定位在空气进气歧管出口240的最上壁最远离燃烧室。也就是说，发动机10可以包括两个气囊，即定位在最靠近燃烧室的汽缸气道的最底壁上的第一气囊和定位在最远离燃烧室的空气进气歧管出口的最顶壁上的第二气囊。
[0043]第一气囊和第二气囊两者都可以被耦接至气囊歧管150并且被共同地控制。额外地或可替换地，第一气囊可以是耦接至气囊歧管150的唯一气囊，而第二气囊可以耦接至分开的气囊歧管。以此方式，第一气囊和第二气囊可以被分别地运转。例如，一个气囊可以在另一气囊未被充气时被充气。另外，第一气囊和第二气囊可以以不同的速率被充气和/或泄气。这允许进入汽缸的充气运动在不同的位置处被改变，从而允许提高的汽缸充气的滚流和祸流控制。
[0044]现在转向图3，其示出汽缸盖210的透视图300，其中为了更准确地描绘由气囊汽缸150所占据的空间，空气进气歧管44被删除。图3表示带有插入到多个隔板内的管壳152的汽缸盖。管壳152被耦接至气囊歧管150，气囊歧管150可以被用于充气或泄气耦接至与每个管壳相关联的管道的可变气囊。如图2所示，汽缸盖210和空气进气歧管44之间存在空间。如图3所示，空间间隔可以有利地被气囊歧管150占据，由此允许容纳气囊，即使在汽缸盖的附近有限的空间可用性。另外，特定位置允许冷却剂在气囊附近循环，从而避免气囊热降解。图3按比例绘制。
[0045]汽缸盖210可以包含多个进气歧管气道140。如上面参考图2所提及的，进气道140可以被耦接至空气进气歧管流道(例如，空气进气歧管流道240)或空气进气歧管(例如，空气进气歧管44)。如图所示，多个管壳152被定位在进气道140的下面。具体地，单个管壳152被插入到定位在单独的进气道140下面的隔板内。隔板可以被定位在燃烧室(例如，汽缸30)和单独的进气道140之间，且更具体地，在汽缸盖和对应的单独的进气流道之间。
[0046]隔板可以具有多个管状开口，每个管状开口均设置在对应的进气道140下面并且面对空气进气歧管44。每个开口在汽缸盖210的至少一部分长度上延伸。隔板的开口可以被机械加工，使得管壳152的内壁与隔板开口的外边缘对准。以此方式，当管壳152插入到隔板内时，定位在隔板内的空间中的冷却剂不会漏出隔板空间。隔板空间可以从隔板的开口延伸至最接近空气进气歧管44的燃烧室壁(例如，燃烧室壁32)。隔板空间可以足够大以容纳整个管壳152。将参考图4详细地描述隔板。
[0047]每个管壳152均可以包括外表面320。每个外表面320可以包括突出物220，突出物将单独的气囊歧管(例如，气囊歧管150)紧固到管壳152的外表面320。在一个示例中，与外表面320连通的气囊歧管150部分可以被配置为固定销(dowel pin)。因此，在一个实施例中，多个管配件220可以连接多个外表面320，以密封到大气的气囊致动空气路线和密封发动机汽缸盖冷却套。气囊歧管150的轴线与管壳152的横轴线332(或外表面)平行。以此方式，气囊歧管150和管壳152之间的连接点的数量可以等于管壳152的数量。如当前示例所示，四个管壳被定位在汽缸盖210内。因此，在管壳152和气囊歧管150之间存在四个连接点。然而，在可替换的实施例中，管壳和连接点的数量可以更大或更小。
[0048]每个管壳152可以经由多个螺栓334被固定至隔板的外部法兰。如图所示，螺栓334可以沿管壳152的横轴线332彼此相反地被插入(也就是说，沿着管壳的宽度，沿平行于气囊歧管150的轴线而延伸的轴线)。螺栓334可以被插入到定位在管壳152的外表面320上的对应的孔内，孔沿管壳的横轴线332(沿较长的平面)对称设置。以此方式，每个管壳可以占据汽缸盖210和汽缸之间的汽缸进气道140下面的空间。参考图4将进一步详细地讨论管道和隔板。
[0049]可变气囊进口324可以将气囊歧管150流体地耦接至管壳的内部部分，特别地耦接至管壳的内部管道(如图4所示)。内部管道可以从可变气囊进口324的一端穿到被定位在进气道140内的可变气囊(例如，可变气囊148)。可变气囊进口 324的一部分可以至少部分地被管道容纳。被管道容纳的可变气囊进口 324的一部分可以在隔板内的进气道140的下面。
[0050] 从外表面320继续，可变气囊进口 324可以连接至气囊歧管150。可变气囊进口 324的直径可以小于气囊歧管150的直径。气囊歧管150可以以直线方式沿着轴线332，并且在第二控制阀260的上游直接弯曲。气囊歧管150可以将空气提供至多个可变气囊进口324。气囊歧管150可以经由气囊歧管空气导管280接收空气，其中气囊歧管空气导管280将气囊歧管流体地耦接至压缩空气源(例如，压缩空气源290)。第一控制阀340可以沿气囊歧管空气导管280被定位在靠近气囊歧管150的气囊歧管进口 342的位置处，用于控制经由气囊歧管150传递到气囊的空气量。如图所示，气囊歧管进口 342可以被耦接至最中间管壳之间的气囊歧管150。附加地或可替换地，气囊歧管进口 342可以被定位为紧邻最外部管壳之一。因此，当第一控制阀340被至少部分地打开时，空气可以从压缩空气源流进气囊歧管150内。第一控制阀340可以被用于调节气流进入气囊歧管150。如果第一控制阀340被关闭，那么气囊歧管150不可以接收空气，从而导致进气道140中的气囊也不能接收空气。
[0051 ] 气囊歧管150中的空气可以经由气囊歧管出口 250流出气囊歧管150。气囊歧管出口 250可以从气囊歧管150的主轴线偏移。具体地，气囊歧管150可以沿汽缸盖210的长度平行于管壳的横轴线332纵向延伸，然后穿过最后的管壳，气囊歧管的轴线可以朝向汽缸盖210的一侧成曲线或轻微地弯曲和转弯。第二控制阀260沿气囊歧管150被设置在气囊歧管中紧靠在通过弯曲部分的位置处。如果第二控制阀260至少部分打开，那么空气可以流经气囊歧管出口 250。第二控制阀260可以被用于调节通过气囊歧管出口 250从气囊歧管150离开的气流速率。气囊歧管出口 250可以被耦接至真空，这可以通过将负压力用于气囊歧管150，帮助空气通过气囊歧管出口 250流出。以此方式，经由真空，空气可以从气囊歧管150被吸出。然而，如果第二控制阀260处于关闭位置，那么气囊歧管150可以不经历由真空产生的负压力，并且空气不会流经气囊歧管出口 250。如果第二控制阀260处于关闭位置，那么定位在进气道140中的气囊不会泄气。
[0052]图4示出汽缸盖的放大视图400，描绘了汽缸盖的一个进气道、隔板和管壳。如上所述，汽缸盖可以包含一定数量的进气流道、隔板和管壳，所述数量等于燃烧室的数量。图4按比例绘制。
[0053]汽缸盖210包含隔板410上面的进气道140。隔板410可以被定位在进气道140和燃烧室(例如，汽缸30)之间。隔板410可以在燃烧室的最靠近气囊歧管150—侧上。存在冷却套(未示出)，冷却套包括冷却剂通道，且通向隔板410内的空间，使得冷却剂可以流经隔板410内的空间。因此，隔板密封件414可以被设置在隔板开口上的外部法兰上，隔板开口直接朝向汽缸盖210和气囊歧管150之间的空间。例如，参考图2，隔板开口可以通向由汽缸盖210和空气进气歧管(例如，空气进气歧管44)之间的气囊歧管150占据的空间。以此方式，隔板密封件将阻止冷却剂泄漏至大气。
[0054]管壳152被插入到隔板410内。如图所示，管壳152被设计使得管壳152的尺寸匹配隔板410的开口的尺寸，并且管壳152可以匹配进入隔板410。当将管壳152插入隔板410内时，管壳152的内表面抵靠隔板密封件414挤压，使得冷却剂不会流出隔板410。管壳152可以经由螺栓334被紧固至隔板410。螺栓334可以首先被驱动穿过管壳152上对应的孔418，然后穿过隔板410的外表面上对应的孔422。当将管壳152插入隔板410时，管壳对应的孔418和隔板对应的孔422对齐。如上所述，螺栓334可以沿管壳152的横轴线彼此相反设置。管壳对应的孔418和隔板对应的孔422可以被刻有螺纹，以便当管壳152插入并且紧固螺栓334通过管壳对应的孔418和隔板对应的孔422时，管壳152可以被接合至隔板410。
[0055]管道146从管壳152的内表面伸出并且将占据位于隔板410内的部分空间。以此方式，当将管壳152插入到隔板410内时，管道146被冷却剂包围。管道146可以是中空的且成Y形。可变气囊148可以被耦接至冷却剂/空气路线密封件434，冷却剂/空气路线密封件434被耦接至管道146的每个分叉末端。管道146的末端在本文中可以被称为尖端。管道可以是Y形，以便将气囊148提供至给定燃烧室的每个进气门(例如，进气门52)。例如，管道430可以是如图所示的Y形，以提供两个气囊148到燃烧室的两个分开的进气门。在可替换的示例中，管道146可以是线性的且不分叉的，其中燃烧室只包含一个进气门。本领域的技术人员应当认识到，管道146的形状可以被设计，使得其能够提供等于汽缸的进气门数量的气囊148数量。
[0056]当管壳152被插入到隔板410内时，冷却剂/空气路线密封件434可以物理地耦接至定位在最靠近燃烧室的进气道140的最底壁内的开口的外表面。以此方式，不管可变气囊148的充气程度，充满在隔板410内的空间的冷却剂都不可以进入进气道140。相反地，穿过汽缸盖气道的空气不可以进入水套。开口可以适应气囊148，使得开口的直径基本上等于气囊148的直径。当气囊148被泄气时，气囊148可以与进气道140的最底壁齐平。以此方式，完全泄气的气囊148不会阻碍进气道140中的任何通道。参考图1，气囊148和进气门52之间的距离可以在10-40mm之间。如上所述，距离允许至少部分泄气的气囊控制通过进气道140的气流，并且通过至少部分阻碍进气道140而产生滚流。滚流可以被定义为圆形的涡轮运动，其可以增加空燃混合物的混合效率。
[0057]经由可变气囊进口 324和可变气囊路径440，气囊148可以流体耦接至气囊歧管150。可变气囊路径440可以至少部分地被管道146容纳。充满隔板410的冷却剂围绕在管道146的外部并且与可变气囊路径440隔离开。如图4所示，管道146是Y形，因此当管道146分叉时，可变气囊路径440可以分叉。换言之，可变气囊路径440可以呈现与管道146的形状相似的形状。
[0058]可变气囊路径440可以从气囊148的底部延伸至管壳152的外壁320。经由管配件220，可变气囊路径440可以被邻接至可变气囊进口 324并且与可变气囊进口 324流体耦接。管配件220被螺纹安装进管壳152内，管配件220的相反端具有压缩式密封布置，其产生与气囊歧管150的气密连接，从而在气囊歧管150和管壳152之间提供密封导管。以此方式，可变气囊路径440被流体耦接并且被邻接至可变气囊进口 324。
[0059]如上所述，可变气囊148的充气程度可以基于发动机工况被调节。在一个示例中，气囊148可以被充气，以便其可以部分地阻碍进气道140内的空气路线。附加地或可替换地，气囊148可以被泄气，以便其可以与进气道140的最底壁齐平并且不阻碍进气道140中的空气路径。图5A和图5B分别地示出气囊处于泄气状态和充气状态。
[0060]图5A和图5B描绘了带有进气道140和管壳152的汽缸盖210。经由被插入对应的螺纹孔的螺栓334，管壳152可以被紧固至隔板(例如，隔板410)。外壁320可以经由管配件220紧固至可变气囊进口 324。可变气囊进口 324可以流体地耦接至气囊歧管150。应当认识到，虽然图5A-5B描绘了气囊处于完全泄气状态或充气状态，但是并不意味着限制且在可替换的示例中，气囊可以具有处于完全充气状态和完全泄气状态之间的任意充气程度。图5A和图5B两者按比例绘制。[0061 ]现在转向图5A，气囊148被示出在进气道140内处于完全泄气状态。如上所述，在进气道140内的完全泄气的气囊可以完全地与紧邻燃烧室的进气道140的最底壁齐平。以此方式，从进气歧管(例如，进气歧管44)流动到进气道140的空气可以不被气囊148阻碍和/或控制。通过将气囊泄气，到对应的汽缸的气流速率可以增加。
[0062]经由停用压缩空气源(例如，压缩空气源290)、至少部分地关闭控制阀(例如，第一控制阀340)、至少部分地打开第二控制阀(例如，第二控制阀260)和应用真空，气囊148可以被泄气。通过调节第二控制阀和应用的真空压力中的一个或多个，可以调节泄气速率。例如，调节第二控制阀到更大程度的打开位置可以增加泄气速率，同时应用恒定负压力。同样地，对于第二控制阀处于固定的、至少部分打开的位置，增加由真空引进的负压力也可以增加泄气速率。
[0063]图5A中所示的完全泄气的气囊148被图示说明为与进气道140的最底壁齐平。如所提及的，完全泄气的气囊148可以不控制通过进气道140的气流。以此方式，不会产生滚流并且气流速率可以增加。
[0064]现在转向图5B，气囊148被示出在进气道140中处于完全充气状态。如上所述，进气道中完全充气的气囊可以至少部分地阻碍和控制气流流经进气道140进入燃烧室。气囊148可以被完全充气，以控制气流并产生滚流，这可以增加空燃混合物的混合。这样做，可以增加燃料效率。
[0065]附加地或可替换地，气囊可以部分地充气，以控制气流并产生滚流。然而，由部分充气的气囊产生的滚流可以少于由完全充气的气囊产生的滚流。另外，与由完全充气的气囊提供的气流相比，部分充气的气囊可以提供增加的气流到燃烧室。
[0066]经由停用真空、关闭第二控制阀260、至少部分地打开第一控制阀340和开启压缩空气源，气囊148可以至少部分地被充气。经由调节控制阀和压缩空气源中的一个或多个，充气速率可以被调节。例如，调节第一控制阀340到更大程度的打开位置可以增加充气速率。同样地，增加通过压缩空气源提供的充气空气压力可以增加充气速率。
[0067]图6描绘了实施例600，其图示说明管道146、(一个或多个)气囊148和排气道610的俯视图，其中汽缸盖被移除。图7描绘了垂直于(一个或多个)进气道140、管道146和气囊148的轴线332分割的横截面视图。如图所示，进气道140倾斜向下延伸至汽缸，并且因此管道的尖端还具有对应于进气道140的倾斜的向下倾斜。以此方式，进气道140可以更牢固地容纳气囊148。此外，管道146在双分叉点的上游基本上是线性的，其中管道146在双分叉点处开始向下倾斜，对应于双分叉点下游的进气道140的倾斜。
[0068]图8A、8B和8C图示说明控制阀的不同可能位置。图8A图示说明描绘控制阀340处于气囊歧管150的上游的实施例802。以此方式，气囊148可以全部接收基本上等量的空气。以此方式，气囊148可以不彼此独立地被充气。
[0069]图8B图示说明描绘管壳152的内壁下游和气囊148的上游的控制阀810的实施例804。如图所示，气囊148A-D可以彼此独立地被控制。以此方式，气囊148A可以接收第一充气量，同时气囊148接收第二更高或更低的充气量。因此，第一管壳可以将空气供给提供至第一管壳的气囊，其中提供至第一管壳的气囊的空气供给不等于提供至第二管壳的气囊的空气供给。
[0070]图8C图示说明描述管壳152的内壁下游以及气囊148E和148F的上游的控制阀840E和840F的实施例806。气囊148E可以接收第一空气量，第一空气量高于或低于提供至相同管壳的气囊148F的第二空气量。也就是说，第一管壳的第一气囊可以接收空气供给，而独立于被提供至第一管壳的第二气囊或第二管壳的第三气囊的空气供给。
[0071]将参考图9进一步详细描述用于给气囊148充气/泄气的方法和条件。另外，将参考图10描述用于包括耦接至汽缸气道的第一气囊和耦接至进气歧管的第二气囊的实施例的方法和条件。
[0072]图9图示说明用于调节发动机汽缸盖的进气流道内气囊的充气的示例性方法900。该方法可以包括由于降低的发动机负载而至少部分地给气囊充气以引进/增加影响空燃混合物的滚流的条件。另外，该方法可以包括由于增加的发动机负载而至少部分地给气囊泄气以提供滚流同时允许气流速率增加的条件。
[0073]方法900可以在902处开始，其中控制器估计、测量和/或确定当前发动机运转参数。估计的当前发动机运转参数可以包括但不限于歧管气流速率、车辆速度、节气门位置、歧管真空、发动机转速、增压水平、压缩机转速和燃烧空燃比。经由车辆速度、节气门位置和歧管真空中的一个或多个可以确定发动机负载。
[0074]在904中，方法900包括确定当前发动机负载是否低于第一阈值。第一阈值可以反映低发动机负载。在一个示例中，当发动机在怠速时和/或节气门位置至少部分关闭时，当前发动机负载可以低于第一阈值。因此，当节气门处于大部分关闭的位置时，较少气流被提供至发动机，这反映当前发动机负载低于第一阈值。
[0075]如果发动机负载不低于第一阈值，那么该方法前进到906，以确定当前发动机负载是否正在降低。基于节气门位置以高于阈值速率的速率正在降低(例如，节气门位置正被命令朝向完全关闭的位置)、车辆速度降低和歧管真空增加，可以确定发动机负载降低。
[0076]如果发动机负载低于第一阈值(在904处)或发动机负载正在降低(在906处)，那么方法900可以前进到908并且给气囊充气。在908处，给气囊充气包括至少部分地打开控制阀910、关闭第二控制阀912和开启从压缩空气源传递空气914中的每个。如上所述，经由调节控制阀和从压缩空气源输出的空气的压力中的一个或多个，可以调节气囊充气程度。因此，可以首先基于发动机负载确定期望的气囊充气程度，充气程度随着发动机负载降低(例如低于第一阈值)而增加。然后，基于期望的气囊充气程度，可以调节控制阀的开度和/或压缩空气源的输出。在一个示例中，当发动机负载低于第一阈值并且发动机负载开始进一步降低时，气囊可以被保持完全充气。空气可以从压缩的空气源流经气囊歧管进口、通过至少部分打开的控制阀、进入气囊歧管、然后通过气囊歧管路径进入气囊进口并且进入气囊。
[0077]作为一个示例，车辆可以从高负载过渡到中负载区域。响应于降低的发动机负载，控制器可以确定气囊将要被充气。然而，基于发动机负载处于第一阈值的阈值距离内，气囊可以不被完全充气。因此，如果发动机负载超过第一阈值的阈值距离，则气囊可以被完全充气。通过保持气囊在中负载区域中低于完全充气，期望的气流速率可以在中负载区域中被提供。
[0078]应当明白，当发动机负载高于第一阈值但是低于第二阈值时(如下面阐述的)，基于发动机负载，充气程度可以类似地被调节。具体地，当发动机负载在第一阈值和第二阈值之间时，气囊可以部分充气，而不是完全充气或完全泄气。
[0079]返回906，如果确定当前发动机负载没有正在降低，并且发动机负载低于第一阈值，那么方法900前进到916以确定当前发动机负载是否大于第二阈值。如上所述，第二阈值可以是较高的发动机负载。如果节气门位置处于更大程度的打开(例如，节气门全开)、车辆速度高(例如，高于40mph)和/或歧管真空低，那么可以确定发动机负载高于第二阈值。
[0080]如果当前发动机负载不高于第二阈值，那么方法900前进到918以确定当前发动机负载是否正在增加。如果节气门开度正在以阈值速率增加(例如，朝向节气门全开)、车辆速度正在增加和/或歧管真空正在降低，那么可以确定发动机负载增加。
[0081]如果方法900确定发动机负载大于第二阈值或者发动机负载正在增加，那么方法900可以前进到920并且给气囊泄气。可以优选地在增加发动机负载时给气囊泄气，以在较高的负载下经由增加的气流速率增加空燃混合。因此，通过给气囊泄气以提供增加的气流速率同时降低充气滚流可以增加燃料效率。泄气程度可以基于发动机负载确定。具体地，当发动机负载增加时(例如，高于第二阈值)，泄气程度可以增加。
[0082]在920处，方法900包括通过关闭控制阀922、打开第二控制阀924和开启真空到气囊歧管的应用926中的一个或多个来给气囊泄气。如上所述，通过调节第二控制阀的开度和/或通过调节由真空源提供的负压力量，可以调节泄气速率。作为一个示例，通过增加第二控制阀的开度，可以增加泄气速率。同样地，通过增加由真空源实施的负压力，可以增加泄气速率。以此方式，空气可以以增加的速率流出气囊，以给气囊泄气。在给气囊泄气的情况下，空气可以从气囊流到气囊进口、通过气囊歧管路径并且进入气囊歧管、然后通过至少部分打开的第二控制阀并进入真空源。然后可以退出该方法。
[0083]在一个示例中，当发动机负载大于第二阈值但在第二阈值的阈值距离内时，气囊可以只部分地泄气。然而，如果发动机负载大于第二阈值并且超过第二阈值的阈值距离，那么气囊可以被完全泄气。这可能是因为在较高的负载下需要增加的气流和降低的滚流。完全泄气的气囊可以不阻碍进气流道(例如，汽缸气道)并且不控制气流滚流。在较高的发动机负载下给气囊泄气可以允许满足期望的空气需求。
[0084]返回918，如果确定发动机负载没有增加，那么该方法可以前进到928，并且保持当前发动机运转参数，这包括不调节气囊。例如，可以保持现有气囊充气/泄气状态。然后可以退出该方法。
[0085]因此，方法900表示用于调节定位在汽缸盖的进气流道中的单个可变气囊运转的示例性方法。当确定发动机负载正在降低时，气囊可以被充气，并且当确定发动机负载正在增加时，气囊可以被泄气。以此方式，通过在较低的发动机负载下给气囊充气以提供滚流以增加空燃混合并且在较高的发动机负载下给气囊泄气以提供增加的气流，燃烧可以被优化。
[0086]图10图示说明方法1000，其可以被用于调节进气道(例如，汽缸气道)中的第一气囊和进气道上游的进气歧管中的第二气囊中的每个。方法1000可以独立于方法900被实施。在描绘的实施例中，第一气囊和第二气囊中的每个均被耦接至共用汽缸。类似地，对于进气道和进气歧管流道中的每个发动机汽缸，可以存在第一气囊和第二气囊，以允许到每个汽缸的气流被独立地且单独地调节。然而，在可替换的实施例中，每个汽缸均可以具有在对应的流道中的第一可变气囊，同时第二气囊可以作为所有发动机汽缸的共用气囊存在，第二共用气囊被设置在流道进口上游的位置处的进气歧管中。在本文中，第一气囊可以允许汽缸的单独的气流调节，而第二气囊允许所有发动机汽缸的全局(共用)气流调节。
[0087]气囊可以响应于感测的车辆运转参数而被调节。如下面所阐述的，控制器可以以至少三种模式运转，其中气囊处于不同的充气/泄气状态。在第一模式期间，控制器可以改变第一可变气囊的充气状态，而不改变第二可变气囊。在第二模式期间，控制器可以改变第二可变气囊的充气状态，而不改变第一可变气囊。在第三模式期间，控制器可以改变第一可变气囊和第二可变气囊两者。第一模式、第二模式和第三模式可以彼此相互排斥。
[0088]方法1000可以在1002处开始，其包括估计、测量和/或确定发动机运转参数。估计的发动机运转参数可以包括但不限于测量气流速率、车辆速度、节气门位置、歧管真空、发动机转速、增压水平和空燃比。经由车辆速度、节气门位置和歧管真空中的一个或多个可以确定发动机负载。
[0089]在1004处，该方法包括确定是否满足第一模式的条件。进入第一模式的条件可以基于节气门位置、发动机负载、气流速率和空燃混合中的一个或多个。在一个示例中，响应于当发动机气流速率满足时对增加的空气滚流的需求，可以进入第一模式。在另一示例中，响应于当发动机负载降低时(并且要求气流进一步下降)第二气囊被完全充气，可以进入第一模式。在又一示例中，响应于当发动机负载增加时(并且要求气流进一步增加)第二气囊被完全泄气，可以进入第一模式。
[0090]如果满足进入第一模式的条件，那么方法1000可以前进到1006进入第一模式。在1008处，运转第一模式包括改变第一气囊的充气/泄气状态，而不改变第二气囊(也就是说，当保持第二气囊的状态时)。只改变第一气囊可以包括基于感测的车辆运转而给气囊充气或泄气。作为一个示例，如果发动机负载正在降低(例如，节气门位置变为更大程度的关闭)，那么改变可以包括增加第一气囊的充气程度。可替换地，如果发动机负载正在增加(例如，节气门位置变为更大程度的打开)，那么改变可以包括增加第一气囊的泄气程度。如上所述，第一气囊可以可选择地以第一模式改变而第二气囊保持不变。因此，当进入第一模式时，第二气囊可以被完全泄气、部分充气或完全充气。因此，在第一模式中，第一气囊可以被改变为比第二气囊更大程度的充气或更大程度的泄气。然后方法1000可以退出。
[0091]如果不满足第一模式的进入条件，那么方法1000可以前进到1010，以确定是否满足第二模式的进入条件。第二模式的进入条件可以基于进气气流速率(例如，气流速率不同于期望的气流速率)、改变的发动机负载和偏离期望的真空的歧管真空。在一个示例中，响应于当滚流满足时对增加的气流的需求，可以进入第二模式。在另一示例中，响应于当发动机负载降低时(并且要求气流进一步下降)第一气囊被完全充气，可以进入第二模式。在又一示例中，响应于当发动机负载增加时(并且要求气流进一步增加)第一气囊被完全泄气，可以进入第二模式。
[0092]如果满足第二模式的条件，那么方法1000前进到1012，以进入第二模式。在1014处，方法1000包括在第二模式期间在不改变第一气囊的充气/泄气状态的情况下(也就是说，当保持第一气囊的状态时)，改变第二气囊的充气/泄气状态。只改变第二气囊可以包括基于感测的车辆运转给气囊充气或泄气。
[0093]作为一个示例，当在给定滚流量下期望增加气流速率时，改变可以包括增加第二气囊的充气程度。可替换地，如果在给定滚流量下期望降低气流速率，那么改变可以包括增加第二气囊的泄气程度。如上所述，当第一气囊保持不变时，第二气囊可以可选择地以第二模式被改变。因此，当进入第二模式时，第一气囊可以被完全泄气、部分充气或完全充气。因此，在第二模式中，第二气囊可以被改变为比第一气囊更大程度的充气或更大程度的泄气。然后方法100可以退出。
[0094]如果不满足第二模式的进入条件，那么方法1000可以前进到1016以确定是否满足第三模式的条件。第三模式的条件可以基于发动机负载、节气门位置和进气气流速率中的每个。在一个示例中，响应于期望的滚流和期望的进气气流速率中的每个均未被满足，可以进入第三模式。在另一示例中，响应于在低发动机负载下松踏板(tip-out)或在高发动机负载下踩踏板(tip-1n(诸如在低发动机负载下松踏板到关闭的节气门或在高发动机负载下踩踏板到节气门全开(WOT))，可以进入第三模式。
[0095]如果满足第三模式的进入条件，那么方法1000可以前进到1018，以进入第三模式。在第三模式中，方法1000包括在1020处改变第一气囊和第二气囊中的每个。改变两个气囊可以包括给两个气囊充气、给两个气囊泄气或给一个气囊充气同时给另一个气囊泄气。第一气囊和第二气囊两者的改变可以以相同速率或以不同速率而被执行。例如，第一气囊可以以比第二气囊的充气更高或更低的速率被充气和/或被充气到更高或更低的充气程度。同样地，第一气囊可以以比第二气囊的泄气更高或更低的速率被充气和/或被充气到更高或更低的充气程度。在其它示例中，第一气囊的充气/泄气可以基于第二气囊的充气/泄气。例如，当第一气囊的充气被增加时，第二气囊的充气也可以被增加。在另一示例中，当第一气囊的充气被增加时，第二气囊的充气可以被降低。在可替换的示例中，第一气囊和第二气囊可以以彼此独立的速率改变。
[0096]返回1016，如果未满足第三模式的条件，那么方法1000可以前进到1022，保持当前发动机运转参数，这包括不改变第一气囊或第二气囊。换言之，第一气囊和第二气囊可以被保持处于其当前的充气/泄气状态。然后方法1000可以退出。
[0097]以此方式，第一气囊可以被充气以产生滚流或第一气囊可以被泄气以增加气流速率。此外，第二气囊可以被定位在该系统中，并且与第一气囊协同地被运转，从而为空燃混合提供协同效益。另外，第一气囊和第二气囊可以以不同的充气程度存在(例如，第一气囊被充气50%而第二气囊被充气25% )。改变第一气囊和第二气囊的技术效果是增加空燃混合，并且由此增加燃料经济性。另外，第一气囊和第二气囊可以被用于保持气流速率或改变气流速率到期望的气流速率。
[0098]通过经由管壳通过隔板的开口将第一气囊插入到进气流道的底部表面上最接近汽缸的开口内，气囊可以以紧凑设计被引进并且防止热降解。另外，气囊可以基于感测的发动机运转被调节，以优化每个单独的发动机汽缸的燃料效率。
[0099]在一个实施例中，一种系统包含具有进气道的汽缸和气囊，气囊被设置在最靠近汽缸的进气道的底部表面上的开口内。附加地或可替换地，该系统还包含用计算机可读指令编程的控制器，用于响应于工况而给气囊充气。工况包括响应于进气节气门被更大程度的关闭而给气囊充气。附加地或可替换地，气囊经由气囊进口被耦接至气囊歧管，并且其中气囊歧管被耦接至管壳的外壁。附加地或可替换地，管壳被插入到进气道和汽缸之间的隔板内，管壳还包含具有外壁和内壁的表面，外壁被耦接至气囊歧管，内壁被约束至隔板密封件，隔板密封件物理地邻接至隔板，中空的Y形管道从内壁延伸至气囊，并且其中管道是容纳气囊进口的单个路径，管道双分叉到第一和第二相同的气囊。附加地或可替换地，隔板密封件防止发动机冷却剂泄漏出隔板，发动机冷却剂围绕中空的Y形通道的外面部分，冷却剂密封件耦接至气囊和进气道的底部表面。附加地或可替换地，该系统还包括管壳，其中管壳包括中空的Y形通道，其包含气囊进口，并且气囊进口随着中空的Y形管道在隔板的内部通路内分叉而分叉。管壳经由多个螺栓被紧固至隔板，管壳的内壁被物理地耦接至隔板密封件，隔板密封件被附连至隔板密封件开口的外部法兰。气囊经由压缩空气源被充气。
[0100]—种汽缸盖系统的实施例，其包含汽缸盖，汽缸盖包括在隔板上的进气道，隔板流体地连通冷却剂通道;管壳，其被插入到隔板内且具有通过延伸构件与冷却剂密封的内部空气通道;和气囊，其被耦接至管壳的末端且流体地耦接至内部空气通道。附加地或可替换地，汽缸盖还包括隔板，隔板经由冷却剂通道和冷却剂密封件与进气道分离，并且其中隔板在进气道下面，在汽缸和汽缸盖的顶部之间。附加地或可替换地，气囊进一步耦接至冷却剂密封件，冷却剂密封件被耦接至管壳。附加地或可替换地，汽缸盖还包含每个汽缸具有两个气囊，在汽缸的每个进气道中均有一个气囊，汽缸包含两个进气道。当气囊被泄气时，其与进气道的最底壁齐平。
[0101]附加地或可替换地，汽缸盖还包含充满隔板的冷却剂，冷却剂通过冷却剂通道被传递或移除，隔板中的冷却剂围绕在延伸构件的外部并且经由冷却剂密封件与进气道隔离。附加地或可替换地，进气道被流体地耦接至进气歧管，进气歧管与汽缸盖间隔，并且其中气囊歧管被定位在进气歧管和汽缸盖之间的空间内。
[0102]—种方法的实施例，其包含:响应于感测的车辆运转参数，调节汽缸进气道中的第一可变气囊和进气歧管中的第二可变气囊中的每个。附加地或可替换地，该方法还包括其中调节包括至少三种模式:第一模式，其包括充气第一可变气囊，不充气第二可变气囊;第二模式，其包括充气第二可变气囊，不充气第一可变气囊；以及第三模式，其包括充气第一可变气囊和第二可变气囊两者。附加地或可替换地，调节车辆运转基于节气门位置和发动机负载中的一个或多个，其中第一模式、第二模式和第三模式彼此互相排斥。
[0103]注意，包括在本文中的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以存储为非临时性存储器中的可执行指令，并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其它发动机硬件的控制系统执行。本文描述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种行为、运转和/或功能可以按所示的顺序执行、并行地执行或在一些情况下省略。同样，处理的顺序不是实现本文面描述的实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述提供。根据使用的特定策略，所示的行为、运转和/或功能中的一个或更多个可以被重复地执行。此外，所述的行为、运转和/或功能可以图形化地被程序化到发动机控制系统的计算机可读存储介质的非临时性存储器之内的代码，其中所述的行为通过执行包括各种发动机硬件组件与电子控制器的系统中的指令而被执行。
[0104]应当认识到，本文所公开的构造和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义，因为许多变体是可能的。例如，上述技术可以使用到V-6、I_4、1-6、V_12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置和其它特征、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。
[0105]下面的权利要求具体指出被认为新颖的和非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应当被理解为包括一个或更多个这样的元件的组合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以通过修改本申请的权利要求或通过在本申请或相关的申请中提出新权利要求被要求保护。这样的权利要求，无论比原权利要求范围更宽、更窄、等同或不同，均被认为包含在本公开的主题内。
【主权项】
1.一种系统，其包含: 具有进气道的汽缸； 气囊，其被设置在最靠近所述汽缸的所述进气道的底部表面上的开口内。2.根据权利要求1所述的系统，还包含用计算机可读指令编程的控制器，用于响应于工况给所述气囊充气。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述工况包括响应于进气节气门被更大程度的关闭，给所述气囊充气。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述气囊经由气囊进口被耦接至气囊歧管，并且其中所述气囊歧管被耦接至管壳的外壁。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述管壳被插入到所述进气道和所述汽缸之间的隔板内，所述管壳还包含: 表面，其具有外壁和内壁； 所述外壁被耦接至所述气囊歧管； 所述内壁被约束至隔板密封件，所述隔板密封件物理地邻接至所述隔板；以及 中空的Y形管道，其从所述内壁延伸至所述气囊，并且其中所述管道是容纳所述气囊进口的单个路径，并且其中所述管道分叉到第一和第二相同的气囊。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述隔板密封件防止发动机冷却剂泄漏出所述隔板，所述发动机冷却剂围绕所述中空的Y形通管道的外面部分，冷却剂密封件耦接至所述气囊和所述进气道的所述底部表面。7.根据权利要求1所述的系统，还包括管壳，其中所述管壳包括中空的Y形管道，所述中空的Y形管道包含气囊进口，并且所述气囊进口随着所述中空的Y形管道在隔板的内部通路内分叉而分叉。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述管壳经由多个螺栓被紧固至隔板，所述管壳的内壁被物理地耦接至隔板密封件，所述隔板密封件被附连至隔板密封件开口的外部法兰。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述气囊经由压缩空气源被充气。10.一种汽缸盖系统，其包含: 汽缸盖，其包括在隔板上的进气道，所述隔板与冷却剂通道流体连通； 管壳，其被插入到所述隔板内并且具有通过延伸构件与所述冷却剂密封的内部空气通道；以及 气囊，其被耦接至所述管壳的末端并且流体地耦接至所述内部空气通道。11.根据权利要求10所述的系统，其中所述隔板经由冷却剂通道和冷却剂密封件与所述进气道分离，并且其中所述隔板在所述进气道下面、在所述汽缸和所述汽缸盖的顶部之间。12.根据权利要求11所述的系统，其中所述气囊进一步耦接至所述冷却剂密封件，所述冷却剂密封件被耦接至所述管壳。13.根据权利要求10所述的系统，其中所述管壳在所述管壳的所述末端附近分叉，其中所述气囊被耦接至管壳尖端的顶部表面。14.根据权利要求10所述的系统，还包含每个汽缸具有两个气囊，在所述汽缸的每个进气道中均有一个气囊，所述汽缸包含两个进气道。15.根据权利要求10所述的系统，其中当所述气囊被泄气时，所述气囊与所述进气道的最底壁齐平。16.根据权利要求10所述的系统，还包含充满所述隔板的冷却剂，所述冷却剂通过所述冷却剂通道被传递或移除，所述隔板中的所述冷却剂围绕所述延伸构件的外部并且经由冷却剂密封件与所述进气道隔离。17.根据权利要求10所述的系统，其中所述进气道被流体地耦接至进气歧管，所述进气歧管与所述汽缸盖间隔，并且其中所述气囊歧管被定位在所述进气歧管和所述汽缸盖之间的空间内。18.—种方法，其包含: 响应于感测的车辆运转参数，调节汽缸进气道中的第一可变气囊和进气歧管中的第二可变气囊中的每个。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述调节包括至少三种模式，包括: 第一模式，其包括充气所述第一可变气囊，不充气所述第二可变气囊； 第二模式，其包括充气所述第二可变气囊，不充气所述第一可变气囊；以及 第三模式，其包括充气所述第一可变气囊和所述第二可变气囊两者。20.根据权利要求18所述方法，其中调节所述车辆运转基于节气门位置和发动机负载中的一个或多个，其中所述第一模式、第二模式和第三模式彼此互相排斥。
【文档编号】F02B31/06GK105927369SQ201610052643
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年1月26日
【发明人】C·D·威克斯
【申请人】福特环球技术公司