在瞬變操作時(shí)用于可變氣缸停用的遞歸點(diǎn)火模式算法
【專利摘要】一種氣缸控制模塊基于在先前時(shí)段期間使用的Q個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列、在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、以及操作條件產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列，所述預(yù)定時(shí)段包括先前時(shí)段和未來(lái)時(shí)段。Q是大于0的整數(shù)。所述氣缸控制模塊基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)分別激活和停止所述氣缸中要起用的第一氣缸和所述氣缸中要停用的第二氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開。燃料控制模塊將燃料提供給所述氣缸中的第一氣缸，且禁止所述氣缸中的第二氣缸的燃料供應(yīng)。
【專利說(shuō)明】在瞬變操作時(shí)用于可變氣缸停用的遞歸點(diǎn)火模式算法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2012年9月10日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/699,014的權(quán)益。上述申請(qǐng)的公開內(nèi)容在此作為參考全文引入。
[0002]本申請(qǐng)與2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798,451,2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，351、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，586、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，590、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，435、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，536、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，471、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，701,2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，518,2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/799，129、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，540、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，574、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/799，181、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/799，116、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，624、2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，384,2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，775和2013年3月13日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/798，400有關(guān)。上述申請(qǐng)的公開內(nèi)容在此作為參考全文引入。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸停用控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]在此提供的背景說(shuō)明是為了總體上介紹本發(fā)明背景的目的。當(dāng)前所署名發(fā)明人的工作(在【背景技術(shù)】部分描述的程度上)和本描述中否則不足以作為申請(qǐng)時(shí)的現(xiàn)有技術(shù)的各方面，既不明顯地也非隱含地被承認(rèn)為與本發(fā)明相抵觸的現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)在氣缸內(nèi)燃燒空氣和燃料混合物以驅(qū)動(dòng)活塞，從而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量經(jīng)由節(jié)氣門調(diào)節(jié)。更具體地，節(jié)氣門調(diào)節(jié)節(jié)氣門面積，其增加或減少進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量。當(dāng)節(jié)氣門面積增加時(shí)，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量增加。燃料控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)燃料噴射的速率，以給氣缸提供期望空氣/燃料混合物和/或?qū)崿F(xiàn)期望扭矩輸出。增加提供給氣缸的空氣和燃料量增加發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出。
[0006]在某些情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)氣缸可停用。氣缸的停用可包括停用氣缸的進(jìn)氣閥的打開和關(guān)閉，和中止氣缸的燃料供應(yīng)。一個(gè)或多個(gè)氣缸可例如在所述一個(gè)或多個(gè)氣缸停用時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠產(chǎn)生請(qǐng)求扭矩量時(shí)停用，以例如減少燃料消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]—種氣缸控制模塊:使用N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸和第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)產(chǎn)生期望氣缸起用/停用序列；基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)激活所述氣缸中要起用的第一氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；以及基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)停止所述氣缸中要停用的第二氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開。所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的每個(gè)與第二預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)。N是大于0的整數(shù)，第二預(yù)定數(shù)量小于第一預(yù)定數(shù)量。燃料控制模塊將燃料提供給所述氣缸中的第一氣缸，且禁止所述氣缸中的第二氣缸的燃料供應(yīng)。所述氣缸控制模塊還基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及操作條件產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。所述未來(lái)時(shí)段在第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)之后，預(yù)定時(shí)段包括第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)和未來(lái)時(shí)段，P是0和N之間且包括0和N的整數(shù)。
[0008]在其它特征中，一種氣缸控制模塊基于在先前時(shí)段期間使用的Q個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列、在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、以及操作條件產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列，所述預(yù)定時(shí)段包括先前時(shí)段和未來(lái)時(shí)段。Q是大于0的整數(shù)。所述氣缸控制模塊還:基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)激活所述氣缸中要起用的第一氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；以及基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)停止所述氣缸中要停用的第二氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開。燃料控制模塊將燃料提供給所述氣缸中的第一氣缸，且禁止所述氣缸中的第二氣缸的燃料供應(yīng)。
[0009]在另外的特征中，一種氣缸控制方法，包括:使用N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸和第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)產(chǎn)生期望氣缸起用/停用序列；基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)激活所述氣缸中要起用的第一氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；以及基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)停止所述氣缸中要停用的第二氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開。所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的每個(gè)與第二預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)。N是大于0的整數(shù)，第二預(yù)定數(shù)量小于第一預(yù)定數(shù)量。所述氣缸控制方法還包括:將燃料提供給所述氣缸中的第一氣缸；禁止所述氣缸中的第二氣缸的燃料供應(yīng)；以及基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及操作條件產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。所述未來(lái)時(shí)段在第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)之后，預(yù)定時(shí)段包括第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)和未來(lái)時(shí)段，P是0和N之間且包括0和N的整數(shù)。
[0010]方案1.一種氣缸控制系統(tǒng)，包括:
氣缸控制模塊，所述氣缸控制模塊:
使用N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸和第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)產(chǎn)生期望氣缸起用/停用序列，所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的每個(gè)與第二預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)，其中，N是大于0的整數(shù)，第二預(yù)定數(shù)量小于第一預(yù)定數(shù)量；
基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)激活所述氣缸中要起用的第一氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；以及
基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)停止所述氣缸中要停用的第二氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；和
燃料控制模塊，所述燃料控制模塊將燃料提供給所述氣缸中的第一氣缸，且禁止所述氣缸中的第二氣缸的燃料供應(yīng)，
其中，所述氣缸控制模塊還基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及操作條件產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列，以及其中，所述未來(lái)時(shí)段在第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)之后，預(yù)定時(shí)段包括第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)和未來(lái)時(shí)段，P是0和N之間且包括0和N的整數(shù)。
[0011]方案2.根據(jù)方案1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，未來(lái)時(shí)段包括至少兩個(gè)未來(lái)點(diǎn)火/不點(diǎn)火事件。
[0012]方案3.根據(jù)方案1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，P大于1。
[0013]方案4.根據(jù)方案1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，所述氣缸控制模塊基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及發(fā)動(dòng)機(jī)速度產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
[0014]方案5.根據(jù)方案1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，所述氣缸控制模塊基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
[0015]方案6.根據(jù)方案1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的
期望數(shù)量是整數(shù)。
[0016]方案7.根據(jù)方案1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，所述氣缸控制模塊還基于分別與預(yù)定氣缸起用/停用子序列有關(guān)的預(yù)定百分比產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
[0017]方案8.根據(jù)方案1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，所述氣缸控制模塊使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的預(yù)定氣缸起用/停用子序列產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
[0018]方案9.根據(jù)方案8所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，所述氣缸控制模塊基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及操作條件從預(yù)定氣缸起用/停用子序列選擇。
[0019]方案10.根據(jù)方案1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，所述氣缸控制模塊基于噪音和振動(dòng)來(lái)產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
[0020]方案11.一種氣缸控制系統(tǒng)，包括:
氣缸控制模塊，所述氣缸控制模塊:
基于在先前時(shí)段期間使用的Q個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列、在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、以及操作條件產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列，所述預(yù)定時(shí)段包括先前時(shí)段和未來(lái)時(shí)段，
其中，Q是大于0的整數(shù)；
基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)激活所述氣缸中要起用的第一氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；以及
基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)停止所述氣缸中要停用的第二氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；和
燃料控制模塊，所述燃料控制模塊將燃料提供給所述氣缸中的第一氣缸，且禁止所述氣缸中的第二氣缸的燃料供應(yīng)。
[0021]方案12.—種氣缸控制方法，包括:
使用N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸和第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)產(chǎn)生期望氣缸起用/停用序列，所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的每個(gè)與第二預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)，其中，N是大于0的整數(shù)，第二預(yù)定數(shù)量小于第一預(yù)定數(shù)量；
基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)激活所述氣缸中要起用的第一氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；
基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)停止所述氣缸中要停用的第二氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；
將燃料提供給所述氣缸中的第一氣缸；
禁止所述氣缸中的第二氣缸的燃料供應(yīng)；以及
基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及操作條件產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列，
其中，所述未來(lái)時(shí)段在第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)之后，預(yù)定時(shí)段包括第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)和未來(lái)時(shí)段，P是0和N之間且包括0和N的整數(shù)。
[0022]方案13.根據(jù)方案12所述的氣缸控制方法，其中，未來(lái)時(shí)段包括至少兩個(gè)未來(lái)點(diǎn)火/不點(diǎn)火事件。
[0023]方案14.根據(jù)方案12所述的氣缸控制方法，還包括:基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及發(fā)動(dòng)機(jī)速度產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
[0024]方案15.根據(jù)方案12所述的氣缸控制方法，還包括:基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
[0025]方案16.根據(jù)方案12所述的氣缸控制方法，其中，在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量是整數(shù)。
[0026]方案17.根據(jù)方案12所述的氣缸控制方法，還包括:基于分別與預(yù)定氣缸起用/停用子序列有關(guān)的預(yù)定百分比產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
[0027]方案18.根據(jù)方案12所述的氣缸控制方法，還包括:使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的預(yù)定氣缸起用/停用子序列產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
[0028]方案19.根據(jù)方案18所述的氣缸控制方法，還包括:基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及操作條件從預(yù)定氣缸起用/停用子序列選擇。
[0029]方案20.根據(jù)方案12所述的氣缸控制方法,還包括:基于噪音和振動(dòng)來(lái)產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
[0030]本發(fā)明的進(jìn)一步應(yīng)用領(lǐng)域從下文提供的詳細(xì)說(shuō)明顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，詳細(xì)說(shuō)明和具體示例僅旨在用于說(shuō)明的目的且并不旨在限制本發(fā)明的范圍。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]從詳細(xì)說(shuō)明和附圖將更充分地理解本發(fā)明，在附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；
圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的用于氣缸停用的選定子序列的第一示例陣列；
圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的用于氣缸停用的選定子序列的第二示例陣列；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊的功能框圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的氣缸控制模塊的功能框圖；和圖6是根據(jù)本發(fā)明的氣缸停用方法的功能框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0032]在可變氣缸停用(VCD)系統(tǒng)中，車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)氣缸可根據(jù)選擇停用模式(即，序列)停用和/或操作。因此，小于發(fā)動(dòng)機(jī)中氣缸(正常點(diǎn)火)的總數(shù)的指令數(shù)量的氣缸可以在給定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)或發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)內(nèi)點(diǎn)火。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)可能停用模式，控制模塊確定實(shí)施哪一個(gè)停用模式且相應(yīng)地選擇停用模式。發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸基于停用模式選擇性地操作(即，點(diǎn)火或不點(diǎn)火)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)可以指的是每個(gè)氣缸經(jīng)受完整燃燒循環(huán)的時(shí)段，且在四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中可對(duì)應(yīng)于兩個(gè)曲軸轉(zhuǎn)數(shù)。
[0033]僅作為示例，車輛的控制模炔基于多個(gè)因素確定所選擇停用模式，包括但不限于，期望有效氣缸數(shù)(ECC)、與每個(gè)停用模式有關(guān)的相應(yīng)燃料經(jīng)濟(jì)性和/或與每個(gè)停用模式有關(guān)的噪音和振動(dòng)(N&V)。燃料效率和N&V至少部分地基于氣缸起用和停用的序列(即，停用模式)。
[0034]當(dāng)ECC是整數(shù)(例如，1，2，3，…，n，其中，η是發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣缸數(shù)量)時(shí)，多個(gè)預(yù)定模式中的每一個(gè)可以與期望ECC相對(duì)應(yīng)。期望ECC與期望發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩相對(duì)應(yīng)。在一些情況下，期望ECC是非整數(shù)值(即，非整數(shù)ECC)。因此，對(duì)于給定數(shù)量的循環(huán)，包括第一 ECC(例如，5)的第一停用模式可以在所述循環(huán)中的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)使用，同時(shí)包括第二 ECC (例如，6)的第二停用模式可以在其它循環(huán)中使用。因而，在給定數(shù)量的循環(huán)內(nèi)的平均ECC可對(duì)應(yīng)于期望非整數(shù)ECC (例如，5.5)。比每個(gè)循環(huán)可用于點(diǎn)火的氣缸總數(shù)(η)更短的模式的ECC可等于該模式的起用氣缸數(shù)量除以該模式中的事件數(shù)量乘以每個(gè)循環(huán)可用于點(diǎn)火的氣缸總數(shù)(η)。
[0035]當(dāng)不同的停用模式在相應(yīng)循環(huán)內(nèi)實(shí)施時(shí)，得到的可變停用模式可能不是周期性的。僅作為示例，停用模式可以是隨機(jī)的和/或偽隨機(jī)的。因此，一些可變停用模式引起不希望車輛振動(dòng)(即，不利地影響N&V)。扭矩輸出、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、對(duì)根據(jù)頻率而變的脈沖扭矩的車輛敏感性和/或其它因素可造成給定停用模式的N&V。
[0036]在根據(jù)本發(fā)明原理的氣缸停用系統(tǒng)中，未來(lái)停用模式(僅作為示例，對(duì)于接下來(lái)兩個(gè)循環(huán))針對(duì)車輛的給定操作條件被選擇以最小化N&V (包括最小化諧振振動(dòng)和脈沖振動(dòng))，最小化空氣進(jìn)氣和排氣噪音，且最大化扭矩傳輸平穩(wěn)性。停用模式基于給定數(shù)量的先前停用模式(僅作為示例，先前6個(gè)循環(huán))來(lái)選擇。當(dāng)車輛的操作條件變化時(shí)，相應(yīng)地選擇不同未來(lái)停用模式。
[0037]現(xiàn)在參考圖1，示出示例性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的功能框圖。車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100包括發(fā)動(dòng)機(jī)102，發(fā)動(dòng)機(jī)102基于來(lái)自于駕駛員輸入模塊104的駕駛員輸入燃燒空氣/燃料混合物以產(chǎn)生扭矩。空氣通過(guò)進(jìn)氣系統(tǒng)108被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)102。進(jìn)氣系統(tǒng)108可包括進(jìn)氣歧管110和節(jié)氣門閥112。僅作為示例，節(jié)氣門閥112可包括具有可旋轉(zhuǎn)葉片的蝶形閥。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM) 114控制節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116調(diào)整節(jié)氣門閥112的開度來(lái)控制進(jìn)入進(jìn)氣歧管110中的空氣流量。
[0038]空氣從進(jìn)氣歧管110被抽吸到發(fā)動(dòng)機(jī)102的氣缸中。雖然發(fā)動(dòng)機(jī)102包括多個(gè)氣缸，但為了說(shuō)明目的，示出了單個(gè)的具有代表性的氣缸118。僅作為示例，發(fā)動(dòng)機(jī)102可能包括2、3、4、5、6、8、10和/或12個(gè)氣缸。ECM 114在某些情況下可指導(dǎo)氣缸致動(dòng)器模塊120以選擇性地停用某些氣缸，如下文進(jìn)一步所述，這可改善燃料效率。[0039]發(fā)動(dòng)機(jī)102可使用四沖程循環(huán)操作。下文所述的四個(gè)沖程將稱為進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、燃燒沖程和排氣沖程。在曲軸(未示出)每一轉(zhuǎn)期間，在氣缸118內(nèi)發(fā)生四個(gè)沖程中的兩個(gè)。因而，氣缸118需要兩個(gè)曲軸轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)經(jīng)歷所有四個(gè)沖程。
[0040]在進(jìn)氣沖程期間，空氣從進(jìn)氣歧管110通過(guò)進(jìn)氣閥122抽吸到氣缸118中。ECM114控制燃料致動(dòng)器模塊124，燃料致動(dòng)器模塊124調(diào)節(jié)燃料噴射，以實(shí)現(xiàn)期望的空氣/燃料比。燃料可以在中央位置噴射燃料進(jìn)入進(jìn)氣歧管110或在多個(gè)位置噴射燃料進(jìn)入進(jìn)氣歧管110，例如，在每個(gè)氣缸進(jìn)氣閥122附近。在各個(gè)實(shí)施方式(未示出)中，燃料可以直接噴射到氣缸中或者噴射到與氣缸有關(guān)的混合腔/端口中。燃料致動(dòng)器模塊124可以中止向要停用的氣缸噴射燃料。
[0041]噴射的燃料與空氣混合且在氣缸118中形成空氣/燃料混合物。在壓縮沖程期間，氣缸118中的活塞(未顯示出)壓縮空氣/燃料混合物。發(fā)動(dòng)機(jī)102可以是壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，在該情況下壓縮引起空氣/燃料混合物的點(diǎn)火?？蛇x地，發(fā)動(dòng)機(jī)102可以是火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，在該情況下，基于來(lái)自ECM 114的信號(hào)，火花致動(dòng)器模塊126激勵(lì)氣缸118中的火花塞128，其點(diǎn)火空氣/燃料混合物。一些類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，例如均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)火(HCCI)發(fā)動(dòng)機(jī)，可執(zhí)行壓縮點(diǎn)火和火花點(diǎn)火兩者?；鸹ǖ亩〞r(shí)可相對(duì)于活塞處于其最上位置時(shí)的時(shí)間(稱為上止點(diǎn)(TDC))來(lái)規(guī)定。
[0042]火花致動(dòng)器模塊126可以由定時(shí)信號(hào)控制，定時(shí)信號(hào)指定在TDC之前或之后多遠(yuǎn)產(chǎn)生火花。由于活塞位置與曲軸旋轉(zhuǎn)直接相關(guān)，因而火花致動(dòng)器模塊126的操作可以與曲軸位置同步?；鸹ㄖ聞?dòng)器模塊126可中止將火花提供給停用氣缸或者將火花提供給停用氣缸。
[0043]在燃燒沖程期間，空氣/燃料混合物的燃燒驅(qū)動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)曲軸。燃燒沖程可限定為活塞到達(dá)TDC和活塞返回到最下位置(稱為下止點(diǎn)(BDC))時(shí)之間的時(shí)間。
[0044]在排氣沖程期間，活塞開始從BDC向上移動(dòng)并且通過(guò)排氣閥130排出燃燒副產(chǎn)物。燃燒副產(chǎn)物通過(guò)排氣系統(tǒng)134從車輛中排出。
[0045]進(jìn)氣閥122可被進(jìn)氣凸輪軸140所控制，而排氣閥130可被排氣凸輪軸142所控制。在各種實(shí)施方式中，多個(gè)進(jìn)氣凸輪軸(包括進(jìn)氣凸輪軸140)可以控制氣缸118的多個(gè)進(jìn)氣閥(包括進(jìn)氣閥122)和/或可以控制多組氣缸(包括氣缸118)的進(jìn)氣閥(包括進(jìn)氣閥122)。類似地，多個(gè)排氣凸輪軸(包括排氣凸輪軸142)可以控制氣缸118的多個(gè)排氣閥和/或可以控制多組氣缸(包括氣缸118)的排氣閥(包括排氣閥130)。
[0046]氣缸致動(dòng)器模塊120可以通過(guò)禁止打開進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130以停用氣缸118。進(jìn)氣閥122打開的時(shí)間可由進(jìn)氣凸輪移相器148相對(duì)于活塞TDC變化。排氣閥130打開的時(shí)間可由排氣凸輪移相器150相對(duì)于活塞TDC變化。移相器致動(dòng)器模塊158可根據(jù)來(lái)自ECM 114的信號(hào)控制進(jìn)氣凸輪移相器148和排氣凸輪移相器150。在實(shí)施時(shí)，可變閥升程(未示出)還可以由移相器致動(dòng)器模塊158控制。在各種其它實(shí)施方式中，進(jìn)氣閥122和/或排氣閥130可以通過(guò)凸輪軸之外的致動(dòng)器(例如，機(jī)電致動(dòng)器、電動(dòng)液壓致動(dòng)器、電磁致動(dòng)器等)控制。
[0047]發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可以包括為進(jìn)氣歧管110提供加壓空氣的增壓裝置。例如，圖1繪制了渦輪增壓器，其包括由流經(jīng)排氣系統(tǒng)134的排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪160-1。渦輪增壓器還包括由渦輪160-1驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)160-2，其壓縮通向節(jié)氣門閥112的空氣。在各種實(shí)施方式中，由曲軸驅(qū)動(dòng)的增壓器(未示出)可壓縮來(lái)自于節(jié)氣門閥112的空氣且將壓縮空氣提供給進(jìn)氣歧管110。
[0048]廢氣門162可以允許排氣旁通渦輪160-1，因此減少渦輪增壓器的增壓(進(jìn)氣空氣壓縮量)。ECM 114可經(jīng)由增壓致動(dòng)器模塊164控制渦輪增壓器。增壓致動(dòng)器模塊164可以通過(guò)控制廢氣門162的位置來(lái)調(diào)整渦輪增壓器的增壓。在各種實(shí)施方式中，多個(gè)渦輪增壓器可以由增壓致動(dòng)器模塊164控制。渦輪增壓器可以具有可變幾何形狀，其可以由增壓致動(dòng)器模塊164控制。
[0049]中間冷卻器(未不出)可以耗散壓縮空氣充氣中包含的一些熱量，這些熱量在空氣被壓縮時(shí)產(chǎn)生。雖然為了圖示目的單獨(dú)示出，但是渦輪160-1和壓縮機(jī)160-2可以彼此機(jī)械地連接，使得進(jìn)氣空氣緊鄰熱排氣。壓縮空氣充氣可以從排氣系統(tǒng)134的部件吸收熱量。
[0050]發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可以包括排氣再循環(huán)(EGR)閥170，其選擇性地將排氣改向回到進(jìn)氣歧管110。EGR閥170可以位于渦輪增壓器的渦輪160-1的上游。EGR閥170可以由EGR致動(dòng)器模塊172控制。
[0051]曲軸位置可以使用曲軸位置傳感器180測(cè)量。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度可以用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)傳感器182測(cè)量。ECT傳感器182可以位于發(fā)動(dòng)機(jī)102中或在冷卻劑循環(huán)的其他位置，例如散熱器(未示出)。
[0052]進(jìn)氣歧管110中的壓力可以使用歧管絕對(duì)壓力(MAP)傳感器184測(cè)量。在各種實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)真空度可以被測(cè)量，發(fā)動(dòng)機(jī)真空度是環(huán)境空氣壓力和進(jìn)氣歧管110中壓力之間的差。流入進(jìn)氣歧管110的空氣質(zhì)量流率可以使用空氣質(zhì)量流量(MAF)傳感器186測(cè)量。在各種實(shí)施方式中，MAF傳感器186可以位于還包括節(jié)氣門閥112的殼體內(nèi)。
[0053]節(jié)氣門閥112的位置可以使用一個(gè)或多個(gè)節(jié)氣門位置傳感器(TPS) 190測(cè)量。被抽吸到發(fā)動(dòng)機(jī)102中的空氣的溫度可以使用進(jìn)氣空氣溫度(IAT)傳感器192測(cè)量。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100還可以包括一個(gè)或多個(gè)其它傳感器193。ECM 114可以利用來(lái)自傳感器的信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100作出控制決定。
[0054]ECM 114可以與變速器控制模塊194通信以協(xié)調(diào)變速器(未示出)中的換檔。例如，ECM 114可以在換檔期間減少發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)102經(jīng)由曲軸將扭矩輸出給變速器(未示出)。一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接裝置，例如變矩器和/或一個(gè)或多個(gè)離合器，調(diào)節(jié)變速器輸入軸和曲軸之間的扭矩傳輸。扭矩在變速器輸入軸和變速器輸出軸之間經(jīng)由齒輪傳輸。
[0055]扭矩在變速器輸出軸和車輛車輪之間經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)差速器、傳動(dòng)軸等傳輸。接收由變速器輸出的扭矩的車輪將稱為驅(qū)動(dòng)輪。不從變速器接收扭矩的車輪將稱為非驅(qū)動(dòng)輪。
[0056]ECM 114可以與混合動(dòng)力控制模塊196通信以協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)102和一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)馬達(dá)198的操作。電動(dòng)馬達(dá)198也可以起到發(fā)電機(jī)的作用，且可以用于產(chǎn)生電能以由車輛電氣系統(tǒng)所使用和/或存儲(chǔ)于蓄電池中。在各種實(shí)施方式中，ECM 114、變速器控制模塊194和混合動(dòng)力控制模塊196的各個(gè)功能可以集成于一個(gè)或多個(gè)模塊。
[0057]改變發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的每個(gè)系統(tǒng)都可以稱作發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器。每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器接收致動(dòng)器值。例如，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116可被稱作發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，且節(jié)氣門開啟面積可以被稱作致動(dòng)器值。在圖1的示例中，節(jié)氣門致動(dòng)器模塊116通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)氣門閥112的葉片的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門開啟面積。[0058]火花致動(dòng)器模塊126也可以被稱作發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，而相應(yīng)的致動(dòng)器值可以是相對(duì)于氣缸TDC的火花提前量。其他發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器可包括氣缸致動(dòng)器模塊120、燃料致動(dòng)器模塊124、移相器致動(dòng)器模塊158、增壓致動(dòng)器模塊164和EGR致動(dòng)器模塊172。對(duì)于這些發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器，致動(dòng)器值可分別對(duì)應(yīng)于氣缸起用/停用序列、燃料供應(yīng)速率、進(jìn)氣和排氣凸輪移相器角度、增壓壓力和EGR閥開啟面積。ECM 114可產(chǎn)生致動(dòng)器值以便使得發(fā)動(dòng)機(jī)102產(chǎn)生期望發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。
[0059]ECM 114和/或發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)其它模塊可以實(shí)施本發(fā)明的氣缸停用系統(tǒng)。例如，ECM 114基于先前停用子序列和車輛的當(dāng)前操作條件來(lái)選擇一個(gè)或多個(gè)未來(lái)停用子序列，以最小化N&V。ECM 114根據(jù)所選擇停用子序列控制氣缸致動(dòng)器模塊120。僅作為示例，ECM 114基于與車輛操作條件相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)因素來(lái)從多個(gè)預(yù)定子序列選擇停用子序列，包括但不限于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、請(qǐng)求扭矩、選擇檔位、每缸空氣量(APC，例如，每個(gè)氣缸中空氣質(zhì)量的估計(jì)值或計(jì)算值)、每個(gè)氣缸的殘余排氣量(RPC，例如每個(gè)氣缸中的殘余排氣質(zhì)量)、以及相應(yīng)氣缸標(biāo)識(shí)符(ID)。僅作為示例，ECM 114基于車輛操作條件從包括預(yù)定子序列的查詢表選擇停用子序列。
[0060]僅作為示例，描述了四沖程、八缸(例如，V8)發(fā)動(dòng)機(jī)的停用子序列的序列以實(shí)現(xiàn)
5.5的期望ECC (有效氣缸數(shù))。可以使用其它序列以實(shí)現(xiàn)5.5的期望ECC和其它期望ECC(整數(shù)和非整數(shù))。示例性序列包括如下12個(gè)循環(huán)的子序列，其中，“1”表示起用氣缸事件，“0”表示停用氣缸事件:
10110101
10110101
11011101
11011101
11010110
11010110
11011101
11011101
11011010
11011010
11101101
11101101
在(上述)停用子序列的不例性序列中，對(duì)于5.5的平均ECC,總共66個(gè)氣缸在12個(gè)循環(huán)內(nèi)點(diǎn)火(即，66/12)。示例性序列包括6個(gè)子序列，每個(gè)子序列在一行中使用兩次。第一停用子序列(10110101)在第一和第二循環(huán)中重復(fù)。第二停用子序列(11011101)在第三和第四循環(huán)中重復(fù)。第三停用子序列(11010110)在第五和第六循環(huán)中重復(fù)。第二停用子序列在第七和第八循環(huán)中重復(fù)。第四停用子序列(11011010)在第九和第十循環(huán)中重復(fù)。第五停用子序列(11101101)在第十一和第十二循環(huán)中重復(fù)。因此，在序列中使用不同停用子序列以實(shí)現(xiàn)期望ECC。
[0061]對(duì)于任何給定序列，ECM 114基于車輛的當(dāng)前操作條件選擇包括在序列中的停用子序列以最小化N&V。ECM 114基于車輛的變化操作條件和最近使用的停用模式來(lái)選擇序列的未來(lái)子序列和/或停用模式(僅作為示例，使用遞歸算法)。僅作為示例，某些停用模式在連續(xù)使用或彼此緊接使用時(shí)可造成N&V。相反，某些停用模式在某些其它停用模式之后使用時(shí)可減少N&V。ECM 114連續(xù)地監(jiān)測(cè)哪些停用模式被使用以確保在給定序列中使用的未來(lái)停用模式最小化N&V。
[0062]例如，ECM 114可基于Νκ個(gè)最近(例如，先前緊接的)子序列來(lái)選擇NF個(gè)未來(lái)卿，
接下來(lái)的)子序列。示例性表1在下文示出，Νκ = 3且乂 = 1，其中，每個(gè)子序列對(duì)應(yīng)于重
復(fù)兩次的停用子序列。換句話說(shuō)，在示例中，ECM 114基于在最后6個(gè)循環(huán)期間使用的3個(gè)
先前子序列來(lái)選擇在下一循環(huán)(2轉(zhuǎn))期間使用的下一個(gè)子序列:_
【權(quán)利要求】
1.一種氣缸控制系統(tǒng)，包括:氣缸控制模塊，所述氣缸控制模塊:使用N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸和第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)產(chǎn)生期望氣缸起用/停用序列，所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的每個(gè)與第二預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)，其中，N是大于0的整數(shù)，第二預(yù)定數(shù)量小于第一預(yù)定數(shù)量；基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)激活所述氣缸中要起用的第一氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；以及基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)停止所述氣缸中要停用的第二氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；和燃料控制模塊，所述燃料控制模塊將燃料提供給所述氣缸中的第一氣缸，且禁止所述氣缸中的第二氣缸的燃料供應(yīng)，其中，所述氣缸控制模塊還基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及操作條件產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列，以及其中，所述未來(lái)時(shí)段在第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)之后，預(yù)定時(shí)段包括第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)和未來(lái)時(shí)段，P 是0和N之間且包括0和N的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，未來(lái)時(shí)段包括至少兩個(gè)未來(lái)點(diǎn)火/不點(diǎn)火事件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，P大于1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，所述氣缸控制模炔基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及發(fā)動(dòng)機(jī)速度產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，所述氣缸控制模炔基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩請(qǐng)求產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量是整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，所述氣缸控制模塊還基于分別與預(yù)定氣缸起用/停用子序列有關(guān)的預(yù)定百分比產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸控制系統(tǒng)，其中，所述氣缸控制模塊使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的預(yù)定氣缸起用/停用子序列產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列。
9.一種氣缸控制系統(tǒng)，包括:氣缸控制模塊，所述氣缸控制模塊:基于在先前時(shí)段期間使用的Q個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列、在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、以及操作條件產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列，所述預(yù)定時(shí)段包括先前時(shí)段和未來(lái)時(shí)段，其中，Q是大于0的整數(shù)；基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)激活所述氣缸中要起用的第一氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；以及基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)停止所述氣缸中要停用的第二氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；和燃料控制模塊，所述燃料控制模塊將燃料提供給所述氣缸中的第一氣缸，且禁止所述氣缸中的第二氣缸的燃料供應(yīng)。
10.一種氣缸控制方法，包括:使用N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸和第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)產(chǎn)生期望氣缸起用/停用序列，所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的每個(gè)與第二預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)，其中，N是大于0的整數(shù)，第二預(yù)定數(shù)量小于第一預(yù)定數(shù)量；基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)激活所述氣缸中要起用的第一氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；基于期望氣缸起用/停用序列來(lái)停止所述氣缸中要停用的第二氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開；將燃料提供給所述氣缸中的第一氣缸；禁止所述氣缸中的第二氣缸的燃料供應(yīng)；以及基于在預(yù)定時(shí)段期間要起用的氣缸的期望數(shù)量、所述N個(gè)預(yù)定氣缸起用/停用子序列中的P個(gè)、以及操作條件產(chǎn)生未來(lái)時(shí)段的期望氣缸起用/停用序列，其中，所述未來(lái)時(shí)段在第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)之后，預(yù)定時(shí)段包括第一預(yù)定數(shù)量的曲軸轉(zhuǎn)數(shù)和未來(lái)時(shí)段，P是0和N之間且`包括0和N的整數(shù)。
【文檔編號(hào)】F02D17/02GK103670731SQ201310408186
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月10日
【發(fā)明者】R.S.貝克曼 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司