本申請(qǐng)要求2014年9月22日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?2/053,351的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)以其全文通過援引并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及用于在發(fā)動(dòng)機(jī)的跳過點(diǎn)火式運(yùn)行期間控制在多個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡的方法和安排。

背景技術(shù)：

許多類型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料效率可以通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)的排量來(lái)實(shí)質(zhì)性地改善。這允許在需要時(shí)可獲得最大扭矩，也可以在不需要最大扭矩時(shí)，通過使用較小排量來(lái)顯著地減少泵送損失并提高熱力學(xué)效率。現(xiàn)今改變排量的最常見的方法是基本上同時(shí)停用一組缸。在這種途徑中，不向停用的缸遞送燃料，并且只要這些缸保持停用，就保持其相關(guān)聯(lián)的進(jìn)氣閥和排氣閥關(guān)閉。例如，一個(gè)8缸可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)可以停用這些缸中的一半(即，4個(gè)缸)，這樣使得僅使用剩余的四個(gè)缸進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)?，F(xiàn)今可獲得的可商購(gòu)可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)典型地僅支持兩種或至多三種固定模式的排量。

改變發(fā)動(dòng)機(jī)的有效排量的另一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制途徑被稱為“跳過點(diǎn)火式”發(fā)動(dòng)機(jī)控制?？偟膩?lái)說(shuō)，跳過點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)想在所選點(diǎn)火時(shí)機(jī)過程中選擇性地跳過某些缸的點(diǎn)火。因此，特定缸可以在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)過程中被點(diǎn)火并且然后可以在下一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)過程中被跳過，并且然后在下一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)過程中被選擇性地跳過或點(diǎn)火。以此方式，對(duì)有效發(fā)動(dòng)機(jī)排量的甚至更細(xì)化控制是可能的。例如，對(duì)4缸發(fā)動(dòng)機(jī)中的每隔兩個(gè)缸進(jìn)行點(diǎn)火將提供為最大發(fā)動(dòng)機(jī)排量的1/3的有效排量，這是通過簡(jiǎn)單地停用一組缸所不能獲得的分量排量。在概念上，使用跳過點(diǎn)火式控制基本上可以獲得任何有效排量，但在實(shí)踐中大多數(shù)實(shí)現(xiàn)方式將運(yùn)行限制于一組可用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)、序列或模式。本申請(qǐng)人已經(jīng)提交了描述跳過點(diǎn)火式控制的多種不同途徑的多份專利。

跳過點(diǎn)火式控制的一種已知特征是，在跳過點(diǎn)火式控制下運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)趨向于與發(fā)動(dòng)機(jī)的“正常的”所有缸運(yùn)行相比具有所不太希望的噪音、振動(dòng)與聲振粗糙度(NVH)。因此，一直在努力開發(fā)可以幫助減少跳過運(yùn)行期間的NVH問題而仍維持其某些益處的技術(shù)和機(jī)理。典型地，可獲得的跳過點(diǎn)火式點(diǎn)火分?jǐn)?shù)/序列/模式是至少部分地基于其優(yōu)選的NVH特性來(lái)選擇的。雖然在減小了在以這些點(diǎn)火分?jǐn)?shù)運(yùn)行時(shí)的NVH，但在不同點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間過渡的過程中可能出現(xiàn)NVH問題。本申請(qǐng)描述了可以幫助管理NVH問題而同時(shí)在不同點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間過渡的過程中實(shí)現(xiàn)所希望性能的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

描述了用于控制在發(fā)動(dòng)機(jī)的跳過點(diǎn)火式運(yùn)行期間在多個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡的、用以幫助減少不希望的NVH后果并使這些過渡順暢的多種方法和安排?？傮w上，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的過渡是逐漸實(shí)施的，優(yōu)選地是以相對(duì)密切地跟蹤歧管填充動(dòng)力學(xué)的方式實(shí)施的。

在一些優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)于每次點(diǎn)火時(shí)機(jī)都改變?cè)撁铧c(diǎn)火分?jǐn)?shù)。所描述的另一種途徑考慮了針對(duì)該過渡的至少一部分將該命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)每次點(diǎn)火時(shí)機(jī)改變基本上相同的量。當(dāng)該命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)被提供至跳過點(diǎn)火式點(diǎn)火正時(shí)確定模塊，該跳過點(diǎn)火式點(diǎn)火正時(shí)確定模塊包括跟蹤已經(jīng)請(qǐng)求但沒有遞送的、或已經(jīng)遞送但沒有請(qǐng)求的點(diǎn)火的一部分的累加器功能時(shí)，這些途徑特別好地起作用。

在多個(gè)不同實(shí)施例中，命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的改變被相對(duì)于節(jié)氣門位置改變的開始加以延遲，以幫助補(bǔ)償與歧管空氣壓力改變相關(guān)聯(lián)的固有延遲。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，改變?cè)撁铧c(diǎn)火分?jǐn)?shù)的方式為使得該跳過分?jǐn)?shù)與該進(jìn)氣歧管壓力的乘積在整個(gè)過渡過程中保持基本上恒定。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，每次點(diǎn)火時(shí)機(jī)使用線性轉(zhuǎn)換速率來(lái)改變?cè)撁铧c(diǎn)火分?jǐn)?shù)，從而使得每次點(diǎn)火時(shí)機(jī)該命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變的量在整個(gè)過渡過程中是相同的?？梢曰诙鄠€(gè)因素來(lái)改變適合于任何具體過渡的實(shí)際轉(zhuǎn)換速率，例如基于所希望點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變的幅度以及多個(gè)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度，等等。

可以使用多種多樣的其他發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)，包括火花延緩、前饋節(jié)氣門控制、前饋凸輪軸控制、泵送空氣穿過被跳過的缸、以及其他技術(shù)，來(lái)幫助進(jìn)一步使該過渡順暢。

還描述了應(yīng)對(duì)在過渡的中間該目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變的情形的技術(shù)。

附圖說(shuō)明

通過參照以下結(jié)合附圖給出的說(shuō)明，可以最好地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的跳過點(diǎn)火控制器的功能框圖。

圖2示意性地展示了在過渡過程中模式振動(dòng)和扭矩不匹配型振動(dòng)的影響。

圖3(a)-3(d)是一組圖表，示出了通過使用一階帶通濾波器來(lái)使該過渡順暢時(shí)在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)l/3與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)2/3之間的代表性預(yù)期恒定扭矩過渡的過程中，所請(qǐng)求的和經(jīng)調(diào)整的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)、節(jié)氣門位置、進(jìn)氣歧管壓力以及發(fā)動(dòng)機(jī)總扭矩。

圖4(a)-4(d)是一組圖表，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在使用了延遲的線性轉(zhuǎn)換時(shí)在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)l/3與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)2/3之間的代表性預(yù)期恒定扭矩過渡的過程中，兩種類型的經(jīng)調(diào)整的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)、節(jié)氣門位置、進(jìn)氣歧管壓力以及發(fā)動(dòng)機(jī)總扭矩。

圖5是圖表，示出了在正在進(jìn)行第一過渡時(shí)請(qǐng)求第二點(diǎn)火分?jǐn)?shù)過渡的情況下在代表性的被中斷的過渡過程中，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(Y軸)隨時(shí)間(X軸)的變化。

圖6(a)-6(d)是一組圖表，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在使用了延遲的線性轉(zhuǎn)換時(shí)在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)l/3與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)2/3之間的代表性預(yù)期恒定扭矩過渡的過程中，經(jīng)調(diào)整的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)、進(jìn)氣歧管壓力、火花正時(shí)以及發(fā)動(dòng)機(jī)總扭矩。

圖7是圖表，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例在使用了延遲的線性轉(zhuǎn)換并且泵送空氣穿過被停用的缸時(shí)在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)l/3與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)2/3之間的代表性預(yù)期恒定扭矩過渡的過程中，經(jīng)調(diào)整的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)和進(jìn)氣歧管壓力。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的針對(duì)不同的初始和目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換速率的示例性查找表。

在附圖中，有時(shí)使用相同的參考號(hào)來(lái)表示相同的結(jié)構(gòu)要素。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，附圖中的描繪是圖解的而不是按比例的。

具體實(shí)施方式

當(dāng)可獲得有限的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)集合時(shí)，在不同點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡典型地還涉及對(duì)所選發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整。這是因?yàn)?，在任何具體點(diǎn)火密度下，都將存在適合于有效遞送所希望發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的相關(guān)聯(lián)運(yùn)行參數(shù)(例如，空氣進(jìn)氣量、火花正時(shí)等等)。因此，當(dāng)對(duì)點(diǎn)火密度進(jìn)行改變時(shí)，典型地希望基本上同時(shí)調(diào)整所選發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，從而在新的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)時(shí)維持希望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。不經(jīng)過這樣的調(diào)整，在相同發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置下的運(yùn)行典型地會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生比當(dāng)點(diǎn)火密度增大時(shí)所希望的更大的扭矩、以及比當(dāng)點(diǎn)火密度減小時(shí)所希望的更小的扭矩。

從控制的角度，可以通過簡(jiǎn)單改變對(duì)要點(diǎn)火的特定缸的選擇來(lái)非?？焖俚馗淖凕c(diǎn)火密度，然而空氣進(jìn)氣量的對(duì)應(yīng)改變由于進(jìn)氣歧管的填充或排空所固有的等待時(shí)間而趨向于更慢地實(shí)現(xiàn)。這在所希望的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)顯著改變、例如從1/2到1或從1/3到2/3(這要求空氣進(jìn)氣量/歧管壓力對(duì)應(yīng)地大大改變)時(shí)是特別值得注意的?？傮w上，在過渡過程中點(diǎn)火密度與目標(biāo)缸空氣進(jìn)氣量之間的任何不匹配都將導(dǎo)致低頻扭矩?cái)_動(dòng)(除非被補(bǔ)償)，這可能被感知為NVH。如果這種不匹配導(dǎo)致扭矩喘振，則可以延緩火花正時(shí)以維持希望的扭矩。然而，延緩火花以減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的所不希望的負(fù)面影響是，延緩火花一般降低燃料效率。而且，過度的火花延緩將導(dǎo)致不點(diǎn)火，從而進(jìn)一步降低效率并且潛在地不利地影響發(fā)動(dòng)機(jī)。

通過減慢點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡也可以或多或少地緩解這個(gè)扭矩不匹配問題。減慢過渡允許點(diǎn)火密度的改變更緊密地追隨進(jìn)氣歧管壓力的改變。然而，即使空氣/扭矩與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)準(zhǔn)確匹配，從一個(gè)點(diǎn)火密度到另一個(gè)點(diǎn)火密度的任何改變也將造成低頻振動(dòng)，因?yàn)橹虚g點(diǎn)火分?jǐn)?shù)具有不希望的點(diǎn)火模式。減慢過渡趨向于加劇這些類型的擾動(dòng)。所感知到的總NVH可以認(rèn)為是這兩種影響之和。來(lái)自過渡點(diǎn)火模式的分量NVH_模式和來(lái)自過渡扭矩不匹配的分量NVH_不匹配可以被認(rèn)為要相加從而形成總NVH_總，NVH_總＝NVH_模式+NVH_不匹配。圖2繪制了隨過渡時(shí)間而變的NVH、示意性地展示了這種情形。對(duì)于短的過渡時(shí)間，NVH_模式曲線170低而NVH_不匹配曲線172高。對(duì)于長(zhǎng)的過渡時(shí)間，情形反過來(lái)。NVH_總曲線174顯示了最小值、通常在如圖2所示的200毫秒附近。因此通常希望的是具有在200msec附近的過渡長(zhǎng)度，例如從約150msec至約300msec。應(yīng)了解的是，某些過渡可能較長(zhǎng)或較短并且在一些情況下，總NVH可能并不嚴(yán)格地是模式和不匹配NVH之和，但這樣的概念總體上在定性方面是準(zhǔn)確的。

本申請(qǐng)人之前描述了多種多樣的跳過點(diǎn)火控制器。在圖1中功能性地展示了適合于實(shí)施本發(fā)明的跳過點(diǎn)火控制器10。所展示的跳過點(diǎn)火控制器10包括扭矩計(jì)算器20、點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元30、過渡調(diào)整單元40、點(diǎn)火正時(shí)確定單元50、以及動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊60。出于展示的目的，將跳過點(diǎn)火控制器10與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)70分開示出。然而，應(yīng)了解的是，在許多實(shí)施例中，跳過點(diǎn)火控制器10的功能性可以并入ECU 70中。其實(shí)，預(yù)期將跳過點(diǎn)火控制器并入ECU或動(dòng)力傳動(dòng)系控制單元中是最常用的實(shí)施方式。

扭矩計(jì)算器20被安排成基于多個(gè)輸入在任何給定時(shí)刻確定所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。該扭矩計(jì)算器向點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元30輸出請(qǐng)求扭矩21。該點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元30被安排成基于當(dāng)前運(yùn)行條件確定適合于遞送所希望扭矩的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)、并且輸出適合于遞送該所希望扭矩的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)33。點(diǎn)火定時(shí)確定單元50負(fù)責(zé)確定遞送所希望的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的點(diǎn)火序列。該點(diǎn)火序列可以使用任何合適的途徑來(lái)確定。在一些優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式中，可以逐個(gè)點(diǎn)火時(shí)機(jī)地動(dòng)態(tài)地作出點(diǎn)火決定，這允許非?？焖俚貙?shí)現(xiàn)所希望的改變。本申請(qǐng)之前已經(jīng)描述了非常適于基于潛在隨時(shí)間改變的請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)或發(fā)動(dòng)機(jī)輸出來(lái)確定適當(dāng)點(diǎn)火序列的多種多樣的點(diǎn)火正時(shí)確定單元。許多這樣的點(diǎn)火正時(shí)確定單元是基于西格瑪?shù)聽査D(zhuǎn)換器的，該轉(zhuǎn)換器非常適于逐個(gè)點(diǎn)火時(shí)機(jī)地作出點(diǎn)火決定。在一些情況下，可以在過渡開始時(shí)設(shè)定該西格瑪?shù)聽査D(zhuǎn)換器中的初始累加器值以便在該過渡過程中生成具有低NVH的點(diǎn)火模式。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，可以使用模式發(fā)生器或預(yù)定義模式來(lái)利于所希望的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的遞送。

該扭矩計(jì)算器20接收可以影響或指明任何時(shí)刻的所希望發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的多個(gè)輸入。在汽車應(yīng)用中，對(duì)該扭矩計(jì)算器的這些主要輸入之一是指示加速踏板的位置的加速踏板位置(APP)信號(hào)24。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，該加速踏板位置信號(hào)是直接從加速踏板位置傳感器(未示出)接收的，而在其他實(shí)現(xiàn)方式中，可選的預(yù)處理器22可以在將加速踏板信號(hào)遞送至該跳過點(diǎn)火控制器10之前對(duì)其加以修改。其他主要輸入可以來(lái)自其他功能塊，例如巡航控制器(CCS命令26)、變速器控制器(AT命令27)、牽引控制單元(TCU命令28)等等。還有可能影響扭矩計(jì)算的多個(gè)因素例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度。當(dāng)在扭矩計(jì)算中利用這樣的因素時(shí)，該扭矩計(jì)算器在必要時(shí)還提供或可獲得適當(dāng)?shù)妮斎耄绨l(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM信號(hào)29)。

進(jìn)一步，在一些實(shí)施例中，可能希望的是考慮傳動(dòng)系中的能量/扭矩?fù)p失、和/或?yàn)榱蓑?qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)附件例如空調(diào)器、交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵、水泵、真空泵和/或這些以及其他部件的組合而需要的能量/扭矩。在這樣的實(shí)施例中，該扭矩計(jì)算器可以被安排來(lái)計(jì)算這樣的值或接收對(duì)相關(guān)聯(lián)損失的指示，從而使得可以在所希望扭矩的計(jì)算過程中考慮這些。

扭矩計(jì)算的性質(zhì)隨著車輛的運(yùn)行狀態(tài)改變。例如，在正常運(yùn)行期間，所希望扭矩可以主要是基于駕駛員的輸入，這可以通過加速踏板位置信號(hào)24來(lái)反映。當(dāng)在巡航控制下運(yùn)行時(shí)，所希望扭矩可以主要是基于來(lái)自巡航控制器的輸入。當(dāng)變速器換檔迫近時(shí)，可以使用變速器換檔扭矩計(jì)算來(lái)確定換檔操作過程中的所希望扭矩。當(dāng)牽引控制器或類似物指示牽引事件的潛在損失時(shí)，可以使用牽引控制算法來(lái)確定適合于應(yīng)對(duì)該事件的所希望扭矩。在一些情形中，壓下制動(dòng)踏板可以引起特定發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制。當(dāng)發(fā)生要求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的所度量控制的其他事件時(shí)，可以使用其他的控制算法或邏輯來(lái)確定此類事件從始至終的所希望扭矩。在任何的這些情形中，所要求扭矩的確定可以按任何被認(rèn)為適合于具體情形的方式來(lái)進(jìn)行。例如，適當(dāng)扭矩的確定可以按算法、使用基于當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)的查找表、使用適當(dāng)邏輯、使用設(shè)定值、使用存儲(chǔ)的曲線、使用以上這些的任何組合、和/或使用任何其他適當(dāng)?shù)耐緩絹?lái)進(jìn)行。特定應(yīng)用的扭矩計(jì)算可以由該扭矩計(jì)算器自身進(jìn)行、或者可以由其他部件(在該ECU之內(nèi)或之外)進(jìn)行并且被報(bào)告給該扭矩計(jì)算器以便實(shí)施。

該點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元30接收來(lái)自該扭矩計(jì)算器20的請(qǐng)求扭矩信號(hào)21、以及其他輸入，例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度以及針對(duì)在當(dāng)前條件下遞送所請(qǐng)求的扭矩確定適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行點(diǎn)火分?jǐn)?shù)33有用的多個(gè)不同的動(dòng)力傳動(dòng)系運(yùn)行參數(shù)和/或環(huán)境條件。點(diǎn)火分?jǐn)?shù)指示了為了遞送所希望的輸出而要使用的點(diǎn)火的分?jǐn)?shù)或百分比。通常，將該點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元限制為有限的一組可用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)、模式或序列，這些是至少部分地基于其相對(duì)更希望的NVH特性所選擇的(在此有時(shí)統(tǒng)稱為可用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)集合)。有多個(gè)因素可能影響該可用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)集合。這些典型地包括所請(qǐng)求的扭矩、缸負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)速度(例如，RPM)、和當(dāng)前變速器檔位。它們潛在地還可以包括多個(gè)不同的環(huán)境條件，例如環(huán)境壓力或溫度和/或其他所選動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)。該點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元30被安排成用于基于這樣的因素和/或該跳過點(diǎn)火控制器設(shè)計(jì)者可能認(rèn)為重要的任何其他因素來(lái)選擇所希望的運(yùn)行點(diǎn)火分?jǐn)?shù)33。舉例而言，在共同未決的申請(qǐng)?zhí)?3/654,244；13/654,248、13/963,686和14/638,908中描述了幾個(gè)適合的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元，這些申請(qǐng)通過援引并入本文。

可用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)/模式的數(shù)量以及其間可以使用它們的運(yùn)行條件可以基于多種不同的設(shè)計(jì)目標(biāo)和NVH考慮因素廣泛改變。在一個(gè)具體實(shí)例中，該點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元可以被安排成用于將可用運(yùn)行點(diǎn)火分?jǐn)?shù)限制為29個(gè)可能的運(yùn)行點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的集合—其中的每一者是分母為9或更小的分?jǐn)?shù)—即，0、1/9、1/8、1/7、1/6、1/5、2/9、1/4、2/7、1/3、3/8、2/5、3/7、4/9、1/2、5/9、4/7、3/5、5/8、2/3、5/7、3/4、7/9、4/5、5/6、6/7、7/8、8/9和1。然而，在某些(其實(shí)大多數(shù))運(yùn)行條件下，該可用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)集合可以減少，并且有時(shí)這個(gè)集合被大大減小?？傮w上，該可用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)集合趨向于在較低檔位和較低發(fā)動(dòng)機(jī)速度下是較小的。例如，可能在有些運(yùn)行范圍(例如，接近怠速和/或在第一檔中)中該可用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)集合局限于僅兩個(gè)可用-(例如，1/2或1)或僅4個(gè)可能的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)-例如，1/3、1/2、2/3和1。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，針對(duì)不同運(yùn)行條件的容許點(diǎn)火分?jǐn)?shù)/模式可以廣泛改變。

由于該可用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)集合是有限的，典型地將需要改變多個(gè)不同的動(dòng)力傳動(dòng)系運(yùn)行參數(shù)例如空氣進(jìn)氣質(zhì)量(MAC)和/或火花正時(shí)，以確保實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出匹配所希望的輸出。在所展示的實(shí)施例中，提供了與該點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器30合作的動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊60。該動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊60指導(dǎo)該ECU70來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定選定的動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)以確保實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出基本上等于在命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)下請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。舉例而言，動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊60可以負(fù)責(zé)確定為了幫助確保實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相匹配而希望的所希望MAC、火花正時(shí)和/或其他發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置。雖然該動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊60被展示為單獨(dú)的部件，但它通常被實(shí)施為發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元70的一部分。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，該動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊60可以被安排成用于直接控制多個(gè)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置。

該點(diǎn)火正時(shí)確定模塊50被安排成用于發(fā)出點(diǎn)火命令序列52以致使該發(fā)動(dòng)機(jī)遞送由命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)48指定的點(diǎn)火百分比。該點(diǎn)火正時(shí)確定模塊50可以采用多種多樣的不同形式。舉例而言，西格瑪?shù)聽査D(zhuǎn)換器作為點(diǎn)火正時(shí)確定模塊50工作良好。本受讓人的多份申請(qǐng)和專利公開描述了多種不同的適合的點(diǎn)火正時(shí)確定模塊，包括多種多樣的作為點(diǎn)火正時(shí)確定模塊工作良好的基于西格瑪?shù)聽査霓D(zhuǎn)換器。例如參見美國(guó)專利號(hào)7,577,511、7,849,835、7,886,715、7,954,474、8,099,224、8,131,445、8,131,447、8,839,766以及在2013年2月22日提交的未決的申請(qǐng)?zhí)?3/774,134。由點(diǎn)火正時(shí)確定模塊50輸出的該點(diǎn)火命令序列(有時(shí)被稱為驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)52)可以被傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)70或另一個(gè)模塊，例如協(xié)調(diào)實(shí)際點(diǎn)火的燃燒控制器(在圖1中未示出)。使用西格瑪?shù)聽査D(zhuǎn)換器或類似結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)是，它固有地包括跟蹤已經(jīng)請(qǐng)求但還沒有遞送的點(diǎn)火部分的累加器功能。這樣的安排通過考慮之前點(diǎn)火/零點(diǎn)火決定的影響而幫助使過渡順暢。

如上文所述，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的陡然過渡可能導(dǎo)致不希望的振動(dòng)和/或扭矩喘振或下降，即如上文相對(duì)于圖2所討論的不希望的NVH_總。扭矩喘振/下降的出現(xiàn)是因?yàn)?，通常至少在過渡過程中扭矩請(qǐng)求的改變小于點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的改變。點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變因此將致使發(fā)動(dòng)機(jī)超過/低于所請(qǐng)求的扭矩水平。因此，在圖1中展示的實(shí)施例中，該過渡調(diào)整單元40被安排成用于幫助減輕與所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)33的階躍改變相關(guān)聯(lián)的振動(dòng)和扭矩喘振/下降。當(dāng)發(fā)生所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的階躍改變時(shí)，該過渡調(diào)整單元40具有使該點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變延展在短時(shí)間段上的作用。這種“延展”(可以包括簡(jiǎn)短延遲)可以幫助使在不同的命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡順暢并且可以幫助補(bǔ)償與歧管填充相關(guān)聯(lián)的多種不同的延遲。這些可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)改變的機(jī)械延遲和/或慣性型歧管填充/排空延遲。當(dāng)所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)48與所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)33相同。然而，在發(fā)生過渡時(shí)，命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)48有效地從前一個(gè)所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)逐漸改變至目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。

如果過渡的性質(zhì)使得該過渡調(diào)整單元所強(qiáng)加的延遲是可接受的，則通過使用這樣的安排可以獲得更順暢的運(yùn)行。如果，如果過渡的性質(zhì)使得更快的響應(yīng)是所希望的(例如，當(dāng)駕駛員重踩在加速踏板上時(shí)、或在牽引控制事件的過程中)，則可能希望繞過或修改該過渡調(diào)整單元40的設(shè)置以便提供更快的響應(yīng)。因此，一些實(shí)現(xiàn)方式結(jié)合了管理點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變請(qǐng)求的分開的“快路徑”和“慢路徑”途徑。在這樣的應(yīng)用中，可以針對(duì)“快路徑”響應(yīng)繞過該過渡調(diào)整單元而在“慢路徑”改變中使用該過渡調(diào)整單元。更一般地，該過渡調(diào)整單元40的特性可以取決于管控所希望過渡的輸入而改變，即所希望的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換速率可以隨著加速踏板位置的改變速率和/或改變幅度而改變。

為了考慮以上描述的進(jìn)氣歧管填充動(dòng)力學(xué)，本申請(qǐng)人之前已經(jīng)提出了在過渡調(diào)整單元40的位置使用濾波器，該濾波器粗略地模擬空氣填充動(dòng)力學(xué)以便使點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡順暢。舉例而言，這樣的途徑在美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3/654,244和13/654,248中進(jìn)行了描述，這些專利申請(qǐng)全部通過援引并入本文?？傮w上，所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)在到達(dá)該點(diǎn)火正時(shí)確定單元之前被傳遞經(jīng)過一個(gè)或兩個(gè)濾波器，從而使得所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的階躍改變被更加漸進(jìn)地呈現(xiàn)給該點(diǎn)火正時(shí)確定模塊。在共同未決的申請(qǐng)?zhí)?4/203,444中描述了另一種過渡管理途徑。

在所并入的專利中描述的濾波途徑對(duì)于幫助減輕振動(dòng)而言工作良好。本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用下文描述的基于轉(zhuǎn)換速率的技術(shù)中的一些技術(shù)，有時(shí)可以獲得甚至更好的結(jié)果。

在一個(gè)方面，使用指定的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換速率來(lái)幫助使點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡順暢。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在開始該經(jīng)轉(zhuǎn)換的過渡之前還包括簡(jiǎn)短的延遲。對(duì)于任何過渡而言適合的轉(zhuǎn)換速率可以取決于多個(gè)運(yùn)行參數(shù)，包括當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度、進(jìn)氣/排氣閥正時(shí)、扭矩需求、初始點(diǎn)火分?jǐn)?shù)和目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)、空氣進(jìn)氣質(zhì)量等等。該轉(zhuǎn)換速率還可以取決于車輛參數(shù)，例如歧管大小、NVH來(lái)源與車廂乘客之間的聲學(xué)和振動(dòng)傳遞路徑、以及車輛款式，即轎車、跑車、豪華車等等。舉例而言，量級(jí)在每點(diǎn)火時(shí)機(jī)1％-5％點(diǎn)火分?jǐn)?shù)上的線性轉(zhuǎn)換速率在許多應(yīng)用中表現(xiàn)良好。2％的線性轉(zhuǎn)換速率將使得從點(diǎn)火分?jǐn)?shù)0到1的過渡從過渡開始之時(shí)起跨越50個(gè)點(diǎn)火時(shí)機(jī)的過程，這在八缸發(fā)動(dòng)機(jī)中僅僅跨越6個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)。1％的轉(zhuǎn)換速率將花費(fèi)兩倍長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)過渡，而4％的轉(zhuǎn)換速率將使得過渡花費(fèi)一半長(zhǎng)的時(shí)間。舉例而言，如果進(jìn)行從點(diǎn)火分?jǐn)?shù)1/2到點(diǎn)火分?jǐn)?shù)1的過渡，2％的轉(zhuǎn)換速率將表明，對(duì)于在任何強(qiáng)加的延遲之后的第一點(diǎn)火時(shí)機(jī)，命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)將是52％，對(duì)于第二點(diǎn)火時(shí)機(jī)該命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)將是54％，以此類推，直到獲得所希望的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)1。當(dāng)然，在其他情況下轉(zhuǎn)換速率將隨著初始和目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)來(lái)改變。

適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換速率可以通過在過渡過程中響應(yīng)于節(jié)氣門移動(dòng)觀察歧管壓力來(lái)確定。通過測(cè)量進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力(MAP)隨時(shí)間的變化，可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)可以多快地降下歧管壓力。具有小的進(jìn)氣歧管的發(fā)動(dòng)機(jī)或者以高發(fā)動(dòng)機(jī)速度運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)與具有大的進(jìn)氣歧管或在以低RPM運(yùn)行時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)相比可以使用較高的轉(zhuǎn)換速率?？傮w上，進(jìn)氣歧管與其排空相比將更快地填充。增大點(diǎn)火分?jǐn)?shù)典型地要求排空進(jìn)氣歧管，而減小點(diǎn)火分?jǐn)?shù)典型地要求填充進(jìn)氣歧管以避免扭矩波動(dòng)或下降。因此，通常與對(duì)于點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的減小(典型地對(duì)應(yīng)于較高的所希望空氣進(jìn)氣量/歧管壓力)相比希望對(duì)于點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的增大(典型地對(duì)應(yīng)于較低的所希望空氣進(jìn)氣量/歧管壓力)利用更慢的轉(zhuǎn)換速率。如上文所述，多個(gè)其他因素也可以影響歧管填充/排空動(dòng)力學(xué)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度、進(jìn)氣/排氣閥正時(shí)、當(dāng)前空氣進(jìn)氣量、當(dāng)前和目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，因此該過渡調(diào)整單元40可以被安排成部分地基于這些因素中的任一者、或其他適當(dāng)?shù)囊蛩貋?lái)設(shè)定適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換速率。

可以使用多種技術(shù)來(lái)確定適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換速率。在一些情況下，可以使用查找表來(lái)在初始與目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間確定適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換速率。圖8展示了這樣的表格800，其中轉(zhuǎn)換速率以每次點(diǎn)火時(shí)機(jī)的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)百分比變化來(lái)表示。當(dāng)然，轉(zhuǎn)換速率也可以用其他變量來(lái)表示，例如時(shí)間、曲軸角度等等。表格800中的錄入項(xiàng)應(yīng)被認(rèn)為僅是示例性的并且在實(shí)踐中可以與圖8中給出的不同。表格800列出了29個(gè)可能的第一初始點(diǎn)火分?jǐn)?shù)以及29個(gè)可能的第二目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。中央對(duì)角線880沒有顯示錄入項(xiàng)，因?yàn)樗鼘?duì)應(yīng)于初始和目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)是相等的，即，沒有過渡。在對(duì)角線880上方的錄入項(xiàng)對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火分?jǐn)?shù)增大，而在該對(duì)角線下方的錄入項(xiàng)對(duì)應(yīng)于點(diǎn)火分?jǐn)?shù)減小。如之前總體提及的，與進(jìn)氣歧管排空相比其更快速地填充，因此在該對(duì)角線上方的轉(zhuǎn)換速率總體上小于在該對(duì)角線下方的轉(zhuǎn)換速率。這個(gè)表格中另一個(gè)明顯的特征是對(duì)于點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變大的過渡增大了轉(zhuǎn)換速率。這有助于減小過渡時(shí)間從而將NVH_模式最小化。另一個(gè)特征是一些過渡具有的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變小，而使得轉(zhuǎn)換速率可以被設(shè)定為100％，即，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的階躍函數(shù)式改變。由表格800中的轉(zhuǎn)換速率和初始點(diǎn)火分?jǐn)?shù)推導(dǎo)出的這些點(diǎn)火分?jǐn)?shù)值可以用作西格瑪?shù)聽査D(zhuǎn)換器的輸入來(lái)確定點(diǎn)火序列。在其他實(shí)施例中，可以直接使用具有可以用于在不同點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間過渡的多種不同點(diǎn)火序列的查找表來(lái)確定適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火序列。

在任何給定過渡的過程中使用的實(shí)際轉(zhuǎn)換速率可以相對(duì)于查找表800中給出那些基于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件和駕駛員輸入進(jìn)行修改。例如，如果駕駛員快速壓下或釋放加速踏板，則過渡的實(shí)際轉(zhuǎn)換速率可以被增大，以使得車輛更具響應(yīng)性。在一些情況下，可以不使用這個(gè)表格，并且點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可以立即改變成其目標(biāo)值。這有可能具有顯著的NVH后果，但大且快速的加速踏板位置改變可能指示安全問題，這優(yōu)先于NVH顧慮。高的發(fā)動(dòng)機(jī)速度在給定的時(shí)間窗口中產(chǎn)生更多的點(diǎn)火時(shí)機(jī)。因此有可能具有在200ms附近的過渡時(shí)間、同時(shí)具有較慢的轉(zhuǎn)換速率。進(jìn)氣/排氣閥正時(shí)的改變可能影響在每個(gè)點(diǎn)火事件的過程中引入的空氣量，因此影響進(jìn)氣歧管填充/排空的速率。這樣，可以基于閥正時(shí)使用實(shí)際轉(zhuǎn)換速率來(lái)修改來(lái)自表格800中所示的值。發(fā)動(dòng)機(jī)速度還影響缸所引起的空氣量，因此它也可以影響實(shí)際轉(zhuǎn)換速率。應(yīng)了解的是，不同于具有類似于圖8所示的單一二維查找表并且修改實(shí)際轉(zhuǎn)換速率值，可以使用加入了額外變量作為指數(shù)(即，閥正時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度等等)的更高維度的表格。

如上文所述，在過渡開始之前還可以加入簡(jiǎn)短的延遲。該延遲的長(zhǎng)度可以基于該改變的性質(zhì)以及具體發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)選擇(這些設(shè)計(jì)選擇可以涉及在所希望響應(yīng)性、NVH考慮以及設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單性方面的多種權(quán)衡)而改變。舉例而言，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在1至10個(gè)點(diǎn)火時(shí)機(jī)的量級(jí)上的延遲在多個(gè)不同的實(shí)現(xiàn)方式中作用良好。取決于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)缸的數(shù)量，這種延遲可以為幾毫秒到100毫秒的量級(jí)。替代地，在一些情況下，可能希望延遲節(jié)氣門的運(yùn)動(dòng)以及歧管絕對(duì)壓力改變的開始，直到點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的過渡已經(jīng)開始之后。這種類型的延遲在從較高到較低點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的過渡中可以是特別有利的，其中可以使用火花正時(shí)調(diào)整來(lái)減小每缸扭矩輸出。而且，在一些缸啟用/停用方法中，在決定改變點(diǎn)火分?jǐn)?shù)與該決定的實(shí)施之間可以存在延遲。因此，到點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的實(shí)際改變開始之時(shí)，歧管壓力可能已經(jīng)在改變。這種延遲的適當(dāng)?shù)闹悼梢栽陬愃朴趫D8所示的查找表中找到，其中錄入項(xiàng)現(xiàn)在對(duì)應(yīng)于與多個(gè)不同過渡相關(guān)聯(lián)的延遲。所使用的實(shí)際延遲值可以相對(duì)于該表格中列出的那些以類似于關(guān)于圖8所描述的方式進(jìn)行修改。替代地，這些延遲值可能沒有在查找表中列出、而是可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和運(yùn)行條件來(lái)確定。

在控制方面存在非常顯著的挑戰(zhàn)是當(dāng)希望改變點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的同時(shí)保持所產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩恒定時(shí)。這可能被認(rèn)為是小的扭矩請(qǐng)求改變引起所要求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的改變的一種限制性情況。圖3(a)-3(d)以簡(jiǎn)化的形式描繪了在這樣的理想化情況下的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。圖3(a)-3(d)展示了在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)l/3與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)2/3之間的預(yù)期恒定扭矩過渡的過程中，所請(qǐng)求的和經(jīng)調(diào)整的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)、節(jié)氣門位置、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力(MAP)以及發(fā)動(dòng)機(jī)總扭矩輸出。在圖3(a)中，所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)210被示出為在初始值1/3與最終值2/3之間的階躍函數(shù)。階躍發(fā)生在時(shí)刻t₁，該時(shí)刻可以被設(shè)定為零并限定過渡的開始。經(jīng)調(diào)整的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)212被示出為追隨所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)直到時(shí)刻t₁、接著跟隨一階低通濾波器所描繪的軌跡。在過渡結(jié)束時(shí)的時(shí)刻t_tr，所請(qǐng)求的和經(jīng)調(diào)整的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)再次相等。

應(yīng)了解的是，過渡時(shí)間t_tr可以取決于多個(gè)條件而改變，例如初始和最終狀態(tài)下的扭矩請(qǐng)求、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、變速器檔位、以及缸負(fù)載。過渡時(shí)間一般是針對(duì)提供如關(guān)于圖2所討論的可接受NVH性能來(lái)選擇的。

圖3(b)示出了節(jié)流葉片位置220的響應(yīng)與時(shí)間的關(guān)系。第一初始節(jié)氣門位置220a保持恒定，直到在時(shí)刻t₁過渡開始?？梢允褂们梆伩刂扑惴▉?lái)控制節(jié)氣門閥瓣位置，因?yàn)檫@將減少總過渡時(shí)間從而減少NVH_模式。因?yàn)樵谶@個(gè)過渡中，目標(biāo)MAP低于初始MAP，節(jié)氣門將在該過渡的過程中關(guān)閉以便幫助減小MAP。節(jié)氣門在時(shí)間段T_th上移動(dòng)到關(guān)閉位置。T_th的持續(xù)時(shí)間至少部分地由在將所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)信號(hào)處理成新的節(jié)氣門位置時(shí)的延遲以及物理地移動(dòng)該節(jié)流葉片所必須的時(shí)間來(lái)限定。這個(gè)時(shí)間可以相當(dāng)小，大致20msec、在1或若干個(gè)點(diǎn)火時(shí)機(jī)的量級(jí)上。節(jié)氣門閥瓣在該過渡的大部分過程中保持在該關(guān)閉位置。它在該過渡快要結(jié)束時(shí)移動(dòng)至其最終目標(biāo)位置220b。它在該過渡的整個(gè)剩余部分中都保持在基本上恒定的位置。在圖3b中，第二目標(biāo)節(jié)氣門位置是比該第一初始節(jié)氣門位置更完全打開的。這可能似乎是反直觀的，因?yàn)榈诙繕?biāo)MAP低于該第一初始MAP；然而，因?yàn)閳D3a-d描繪的是理想化的恒定扭矩過渡，因此發(fā)動(dòng)機(jī)空氣引入在初始和目標(biāo)運(yùn)行條件之間應(yīng)當(dāng)是相似的?？諝庖胨降牟煌瑢⒂捎诎l(fā)動(dòng)機(jī)效率的不同引起。在該第二目標(biāo)條件下，泵送損失更大，因?yàn)镸AP較低，并且因此發(fā)動(dòng)機(jī)需要更多空氣來(lái)產(chǎn)生相同扭矩。影響發(fā)動(dòng)機(jī)效率的其他因素包括火花正時(shí)、進(jìn)氣/排氣閥正時(shí)和升程、以及缸負(fù)載?？傮w上，這些變量可以在初始或目標(biāo)運(yùn)行條件下產(chǎn)生或多或少有效的運(yùn)行，因此目標(biāo)節(jié)氣門位置可以比初始節(jié)氣門位置打開得更多或更少。

應(yīng)了解的是，圖3(b)中描繪的節(jié)氣門軌跡是代表性的理想化節(jié)氣門軌跡。在實(shí)踐中，可以使用其他類型的節(jié)氣門軌跡，例如MAP閉環(huán)控制、閉環(huán)MAP以及額外前饋節(jié)氣門控制。在過渡過程中可以改變節(jié)氣門的位置，并且最終節(jié)氣門位置可以高于、類似于或低于初始值。

圖3(c)示出了MAP和跳過分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化。跳過分?jǐn)?shù)被定義為一減去點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。所請(qǐng)求的跳過分?jǐn)?shù)236和所得到的所請(qǐng)求的MAP 230、以及經(jīng)調(diào)整的跳過分?jǐn)?shù)238和所得到的經(jīng)調(diào)整的MAP 231均被示出。兩個(gè)歧管壓力230和231以及跳過分?jǐn)?shù)236和238是基本上恒定的，直到在t₁時(shí)過渡開始。所請(qǐng)求的MAP 230響應(yīng)于節(jié)氣門閥板的關(guān)閉以及空氣通過引入到缸中而從進(jìn)氣歧管中去除而開始下降。如之前描述的，因?yàn)檫M(jìn)氣歧管的填充/排空動(dòng)力學(xué)，MAP 230的響應(yīng)相對(duì)慢。所請(qǐng)求的跳過分?jǐn)?shù)236再現(xiàn)了圖3(a)中所示的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)210的響應(yīng)、并且在過渡開始時(shí)具有階躍函數(shù)下降。經(jīng)調(diào)整的跳過分?jǐn)?shù)238具有更漸進(jìn)的過渡。與經(jīng)調(diào)整的跳過分?jǐn)?shù)238相關(guān)聯(lián)的更漸進(jìn)的過渡使得進(jìn)氣歧管更慢地抽空，從而使得經(jīng)調(diào)整的MAP 231比所請(qǐng)求的MAP 230更慢地過渡。如果其他發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)是固定的，則MAP與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的乘積是與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出基本上成比例的。對(duì)于恒定的扭矩輸出而言，這暗示了MAP和跳過分?jǐn)?shù)應(yīng)當(dāng)彼此追隨，即，它們的乘積應(yīng)當(dāng)在過渡過程中基本上恒定。MAP和跳過分?jǐn)?shù)的發(fā)散程度指示了扭矩不匹配。面積234和235限定了與經(jīng)調(diào)整的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的不匹配、并且是與該經(jīng)調(diào)整的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)212所產(chǎn)生的過剩扭矩成比例的。類似地，面積232與234之和是與所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)210所產(chǎn)生的過剩扭矩成比例的。

在圖3(d)中更清楚地示出了同點(diǎn)火分?jǐn)?shù)與MAP之間的不匹配相關(guān)聯(lián)的扭矩喘振?；邳c(diǎn)火分?jǐn)?shù)到目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的中間過渡而出現(xiàn)的扭矩喘振用曲線240展示。對(duì)比之下，通過使用經(jīng)調(diào)整的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)而產(chǎn)生的扭矩喘振用曲線242展現(xiàn)。可以看到，通過使用濾波器來(lái)使過渡順暢，顯著地減小了總扭矩喘振，但喘振的持續(xù)時(shí)間可能由于進(jìn)氣歧管壓力沒有盡快地被抽空減小而略微延長(zhǎng)。凈扭矩喘振是扭矩不匹配在該不匹配的持續(xù)時(shí)間上的積分。雖然使用一階濾波器來(lái)使點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡順暢可以顯著減小與過渡相關(guān)聯(lián)的扭矩喘振/下降，但可能難以定義在寬范圍的運(yùn)行條件下以及全部范圍的可能點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變下工作良好的濾波器(或?yàn)V波器組)。這樣的一個(gè)原因是，由于線性濾波器而出現(xiàn)的變化是與該分?jǐn)?shù)的變化成比例的、同時(shí)持續(xù)相同時(shí)間量。因此例如，從1/2到1的改變將是從1/2到3/4的改變的兩倍大、但將在相同的時(shí)間段內(nèi)發(fā)生。歧管動(dòng)力學(xué)，尤其是排空，趨向于是不同的。并非是較大的變化改變更快，而是改變的速率是相似的，但改變的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。線性濾波器的另一個(gè)方面是，對(duì)階躍改變的響應(yīng)(就像在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變時(shí)看到的)在階躍之時(shí)具有最大輸出改變、并且隨著每個(gè)相繼的階躍具有遞減的改變量。這不僅不與物理行為匹配，而且還加重了點(diǎn)火分?jǐn)?shù)過渡的開始與歧管的物理行為不匹配的后果。

在多種應(yīng)用中，可以代替現(xiàn)有技術(shù)濾波器方案來(lái)實(shí)施線性轉(zhuǎn)換速率過渡管理策略，以幫助進(jìn)一步減小扭矩喘振/下降和振動(dòng)。將參照?qǐng)D4來(lái)示意性地描述這種途徑的其中一些潛在優(yōu)點(diǎn)。更具體地，圖4(a)-4(d)總體上示出了與圖3(a)-3(d)所示相同類型的信息，除了這些圖將經(jīng)延遲的線性轉(zhuǎn)換速率的示例性使用與示例性的一階濾波器圖解地進(jìn)行比較。應(yīng)了解的是，這些圖是圖解性質(zhì)的并且旨在展示概念而不是反映來(lái)自特定試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@些曲線的性質(zhì)在實(shí)踐中將必然非常依賴于多個(gè)變量，包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度和運(yùn)行條件、濾波器的傳遞函數(shù)的性質(zhì)、指定轉(zhuǎn)換速率、所采用的延遲等等。

首先，圖4(a)將經(jīng)濾波的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變212與在使用經(jīng)延遲的線性轉(zhuǎn)換速率時(shí)可以看到的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變軌跡310進(jìn)行比較。經(jīng)濾波的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變212與圖3(a)中所示相同。在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)軌跡310中，命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)310從t₁(過渡的開始)持續(xù)規(guī)定的延遲時(shí)期T_D保持在原始點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。該時(shí)間延遲T_D可以大于或小于節(jié)氣門過渡時(shí)間t_th。適當(dāng)?shù)臅r(shí)間延遲T_D可以基于多個(gè)因素來(lái)改變，包括歧管填充/排空動(dòng)力學(xué)、節(jié)氣門響應(yīng)時(shí)間等等。在該延遲之后，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)310線性升高，直到達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。

圖4(b)示出了節(jié)氣門位置220的響應(yīng)與時(shí)間的關(guān)系。這個(gè)圖與圖3(b)相同，并且不再重復(fù)描述。圖4(c)示出了MAP和跳過分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化。在圖4(c)中，經(jīng)濾波的跳過分?jǐn)?shù)238和所得到的MAP 231與圖3(c)所示相同。與經(jīng)濾波的跳過分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的扭矩不匹配用面積334和332a描繪出。這個(gè)面積與圖3(c)中描繪的相等。經(jīng)延遲的線性轉(zhuǎn)換跳過分?jǐn)?shù)330再現(xiàn)了點(diǎn)火分?jǐn)?shù)310的變化。與經(jīng)延遲的線性轉(zhuǎn)換相關(guān)聯(lián)的扭矩不匹配用面積332a和332b描繪出。面積332a與扭矩喘振相關(guān)聯(lián)，而面積332b與扭矩滯后相關(guān)聯(lián)。為清楚起見，這個(gè)圖假定與經(jīng)濾波的線性轉(zhuǎn)換和經(jīng)延遲的線性轉(zhuǎn)換二者相關(guān)聯(lián)的MAP 231是相等的，而在實(shí)踐中它們由于與不同點(diǎn)火分?jǐn)?shù)軌跡相關(guān)聯(lián)的不同抽空損失而略微不同。

圖4(d)示出了在這兩種情況之間的所得到的扭矩。曲線242展示了使用經(jīng)濾波的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)產(chǎn)生的扭矩、并且與圖3(d)所示相同。曲線340展示了使用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的經(jīng)延遲的線性轉(zhuǎn)換速率而產(chǎn)生的扭矩。與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的經(jīng)延遲的線性轉(zhuǎn)換速率改變相關(guān)聯(lián)的扭矩不匹配顯著小于與經(jīng)濾波的改變相關(guān)聯(lián)的扭矩不匹配，從而證明了這種控制方法的優(yōu)點(diǎn)。

當(dāng)利用線性轉(zhuǎn)換速率時(shí)，線性轉(zhuǎn)換的斜率和延遲(如果有的話)的長(zhǎng)度將各自對(duì)于扭矩不匹配的幅度和意義具有直接影響。多個(gè)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)特征和運(yùn)行參數(shù)也將影響扭矩不匹配(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)速度、歧管特征、火花正時(shí)、閥正時(shí)、閥升程、空氣/燃料化學(xué)計(jì)量比等等)。當(dāng)選擇線性轉(zhuǎn)換速率使得它密切地近似歧管填充動(dòng)力學(xué)時(shí)，與過渡相關(guān)聯(lián)的扭矩喘振或滯后可以被顯著減小。其實(shí)，已經(jīng)觀察到在許多過渡中，恰當(dāng)選擇的線性轉(zhuǎn)換速率可以比所描述的一階濾波器更密切地追隨歧管填充動(dòng)力學(xué)。然而應(yīng)了解的是，喘振或滯后的幅度可以基于所選擇的轉(zhuǎn)換速率有多密切(或多差地)近似歧管填充動(dòng)力學(xué)而顯著改變。

存在著過渡可能被新的目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)請(qǐng)求中斷的時(shí)刻。也就是，在從第一點(diǎn)火分?jǐn)?shù)到第二點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的過渡的中間，存在作出第二改變請(qǐng)求的時(shí)刻。在這樣的情況下，過渡單元可以開始實(shí)施從當(dāng)前狀態(tài)的第二改變，而不是等待第一過渡結(jié)束。例如，考慮當(dāng)該過渡調(diào)整單元40處于從點(diǎn)火分?jǐn)?shù)1/5到3/8的過渡的中間時(shí)，該點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元30請(qǐng)求到點(diǎn)火分?jǐn)?shù)7/8的改變的情形。這樣的情形在圖5中以圖形呈現(xiàn)，這是示出點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(Y軸)隨時(shí)間(X軸)變化的圖表。在所展示的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)初始地以線段“a”表示的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)1/5運(yùn)行。在時(shí)刻t₁，所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)增大至3/8。在指定的延遲(在所展示的實(shí)施例中為T_D)之后，在時(shí)刻t₂朝向點(diǎn)火分?jǐn)?shù)3/8的過渡使用指定的轉(zhuǎn)換速率(在此情況下為1％，參見圖8)開始。在時(shí)刻t₃，接收到7/8的改變請(qǐng)求，盡管到3/8的過渡尚未完成。朝向點(diǎn)火分?jǐn)?shù)3/8的過渡在該指定的延遲期間繼續(xù)，但一旦該指定的延遲在t₄結(jié)束，到點(diǎn)火分?jǐn)?shù)7/8的過渡就以指定的轉(zhuǎn)換速率開始。在t₃發(fā)生的決定改變目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)與在t₄發(fā)生的轉(zhuǎn)換速率改變之間的延遲T_D1可以不同于與過渡的開始相關(guān)聯(lián)的延遲T_D。在一些情況下，延遲T_D1可以為零，但在許多情況下，在點(diǎn)火決定與該決定的實(shí)施之間由于缸的啟用/停用機(jī)構(gòu)而存在固有的延遲。在所展示的實(shí)施例中，這些指定的延遲對(duì)于這兩種改變是相同的，但這并不是一項(xiàng)要求。在這種情況下，同1/5與7/8之間的過渡相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換速率為2％(參見圖2)。時(shí)刻t₄存在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換速率的彎曲點(diǎn)。在初始與最終點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間通常較大的改變將得到更快的轉(zhuǎn)換速率，以避免過量的、模式引發(fā)的NVH。在這個(gè)實(shí)例中，從當(dāng)前點(diǎn)火分?jǐn)?shù)到7/8的改變幅度大于從1/5到3/8的原先改變幅度，因此轉(zhuǎn)換速率增大。在一些情況下，相對(duì)轉(zhuǎn)換速率，即轉(zhuǎn)換速率與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)總改變之比，可以在過渡過程中保持大致恒定。在其他情況下，可能希望讓轉(zhuǎn)換速率在整個(gè)過渡過程中是固定的。作為參考，用“b”標(biāo)記的虛線示出了假如沒有請(qǐng)求第二轉(zhuǎn)變，到點(diǎn)火分?jǐn)?shù)2/5的改變的完成。雖然僅呈現(xiàn)了單一的過渡中間的改變，但應(yīng)了解的是可以應(yīng)用同樣的原理來(lái)實(shí)施在過渡過程中所請(qǐng)求的任何進(jìn)一步的改變。這些可以包括所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的增大以及減小、足夠快地發(fā)生而使得實(shí)際上絕不會(huì)得到多個(gè)中間點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的多個(gè)依次改變請(qǐng)求，等等。

扭矩管理

如上文所述，當(dāng)在過渡過程中遞送的扭矩匹配所希望扭矩時(shí)，過渡一般更順暢。按所描述的方式來(lái)控制點(diǎn)火分?jǐn)?shù)以及空氣進(jìn)氣量的主要原因之一是幫助減小扭矩振動(dòng)，這傾向于幫助減小不希望的振動(dòng)。當(dāng)發(fā)生空氣進(jìn)氣量/點(diǎn)火分?jǐn)?shù)不匹配時(shí)，可以用其他方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出進(jìn)行調(diào)制。一種這樣的途徑是以減輕這樣的扭矩振動(dòng)的方式來(lái)控制火花正時(shí)。一旦當(dāng)以允許的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)水平運(yùn)行時(shí)，火花正時(shí)被設(shè)定為或接近提供最佳燃料效率的正時(shí)，即對(duì)于給定MAC而言的最大扭矩，典型地表示為最大制動(dòng)扭矩(MBT)運(yùn)行點(diǎn)。當(dāng)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)增大并且空氣進(jìn)氣量減小時(shí)，在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的增大比對(duì)應(yīng)的空氣進(jìn)氣量減小更快速時(shí)自然會(huì)發(fā)生扭矩喘振?？梢酝ㄟ^在過渡過程中以提供更穩(wěn)定扭矩輸出的方式適當(dāng)?shù)匮泳徎鸹▉?lái)減輕這種喘振。總體上，延緩火花可以減小每次點(diǎn)火的輸出，如熟悉本領(lǐng)域的人員容易理解的。如果過渡之前的火花正時(shí)不與最大扭矩正時(shí)相對(duì)應(yīng)，則可以將火花提前有限的量，以便提供每次點(diǎn)火略微更大的扭矩，但爆震、點(diǎn)火失敗考慮等等典型地限制了使用火花提前的實(shí)用性。因此，火花延緩?fù)緩綄?duì)于避免扭矩喘振是特別有用的。當(dāng)在低到高的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)過渡中點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的增大比歧管可以排空的速度更快時(shí)、或者如果在高到低的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)過渡中歧管在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)改變之前開始時(shí)，就存在這樣的狀態(tài)?？傮w上，使用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)或空氣進(jìn)氣量延遲可以用來(lái)減輕扭矩不匹配，從而允許實(shí)現(xiàn)略微高于所請(qǐng)求的扭矩(如果未校正的話)，這可以是通過中度的火花延緩來(lái)減小的。接著可以使用相對(duì)短的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)升降(即，高的轉(zhuǎn)換速率)來(lái)減小點(diǎn)火分?jǐn)?shù)與空氣進(jìn)氣量之間的不匹配。點(diǎn)火分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換速率可以在時(shí)間或基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的某個(gè)參數(shù)(例如，曲軸角度、點(diǎn)火、或點(diǎn)火時(shí)機(jī))來(lái)定義。

使用火花正時(shí)控制來(lái)幫助確保發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)過渡過程中提供所希望扭矩的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，火花容易控制并且可以非?？斓剡M(jìn)行調(diào)整。如上文所述，可以在增加點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的過渡中使用火花延緩來(lái)減小扭矩不匹配。在一些情況下，僅火花延緩就足以消除這種不匹配；然而在其他情況下，空氣進(jìn)氣量的滯后可能太大而不能在不損害燃燒穩(wěn)定性的情況下通過火花延緩來(lái)補(bǔ)償。在所有情況下，延緩火花以減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的不希望的負(fù)面影響是，延緩火花將總體上減小燃料效率。因此，在可能的程度上，一般優(yōu)選的是在如上描述的整個(gè)過渡過程中使空氣進(jìn)氣量與跳過分?jǐn)?shù)匹配，以避免或者至少減少與火花延緩控制相關(guān)聯(lián)的效率損失。

出于比較的目的，圖6(a)-6(d)展示了在利用火花延緩以及經(jīng)延遲的線性轉(zhuǎn)換來(lái)進(jìn)一步幫助減輕扭矩喘振時(shí)，在既定恒定扭矩過渡過程中的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)、歧管壓力、火花提前、以及發(fā)動(dòng)機(jī)總輸出。如同在圖3(a)-(d)和4(a)-(d)中，過渡是從點(diǎn)火分?jǐn)?shù)l/3到點(diǎn)火分?jǐn)?shù)2/3。節(jié)氣門位置的改變類似于圖3(b)和圖4(b)中所描繪的并且沒有在6(a)-6(d)中描繪。在這些圖中，對(duì)初始火花正時(shí)進(jìn)行優(yōu)化以獲得最大制動(dòng)扭矩，即最有效運(yùn)行點(diǎn)。圖6(a)示出了在使用關(guān)于圖4描繪的經(jīng)延遲的線性轉(zhuǎn)換過渡途徑進(jìn)行管理的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)過渡的過程中，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)310的改變。圖6(b)示出了在該過渡的過程中MAP 231和跳過分?jǐn)?shù)330的對(duì)應(yīng)改變。面積332a和332b展示了跳過分?jǐn)?shù)330與MAP 231之間的不匹配。如圖4(d)所示，這些面積對(duì)應(yīng)于如果不采取校正措施的情況下扭矩不匹配的區(qū)域。圖6(c)展示了在過渡過程中火花正時(shí)的改變。如果火花正時(shí)被保持在其最大效率，則結(jié)果為曲線510。然而，可能希望與這個(gè)最大效率偏離，從而使得可以消除扭矩喘振。這種類型的調(diào)整在曲線512中描繪出。在過渡開始時(shí)火花被延緩，以便消除圖4(d)中看見的扭矩波動(dòng)。圖6(d)示出了所得到的對(duì)扭矩的影響。火花調(diào)整的扭矩540在過渡開始時(shí)沒有顯示出扭矩喘振，因?yàn)榛鸹ㄑ泳彍p小了每缸的輸出。在過渡快要結(jié)束時(shí)的扭矩下降542不能通過使用火花正時(shí)來(lái)去除，因?yàn)榛鸹ㄕ龝r(shí)已經(jīng)被調(diào)整至其最大效率點(diǎn)。

在一些情況下，扭矩下降542可能是不希望的。在這樣的情況下，減小延遲T_D將使得在該過渡中MAP 231始終在跳過分?jǐn)?shù)330的上方和右方。在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)將始終產(chǎn)生過量扭矩，這可以通過延緩火花正時(shí)來(lái)消除。這在改善NVH的同時(shí)將減小燃料效率。在其他情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)一般以略微不同于產(chǎn)生最大效率(典型地表示為最大制動(dòng)扭矩(MBT)點(diǎn))的正時(shí)的火花正時(shí)運(yùn)行。在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)具有的扭矩儲(chǔ)備使得，通過控制火花正時(shí)，既可以增大又可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。使發(fā)動(dòng)機(jī)以扭矩儲(chǔ)備運(yùn)行具有所不希望的減小燃料效率的影響，因此在此描述的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)過渡控制策略將對(duì)不以MBT火花正時(shí)運(yùn)行的需要最小化。

一些發(fā)動(dòng)機(jī)控制器具有切斷燃料到缸的遞送、同時(shí)仍以規(guī)律的方式打開這些閥的能力。這種技術(shù)致使進(jìn)氣空氣被泵送穿過這些缸并且優(yōu)選地將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出切斷為零。目前，最常用的燃料切斷是在減速過程中，其中燃料典型地從所有工作室被切斷，這是通常稱為減速燃料切斷(DFCO)。

在否則會(huì)導(dǎo)致扭矩喘振(例如，增大點(diǎn)火分?jǐn)?shù)同時(shí)減小空氣進(jìn)氣量)的跳過點(diǎn)火過渡的過程中，可以采用差不多類似的途徑來(lái)幫助平衡空氣進(jìn)氣量與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的改變。具體地，在跳過點(diǎn)火控制的過程中，對(duì)所選擇的工作循環(huán)不點(diǎn)火?？傮w上，與被跳過的工作循環(huán)相關(guān)聯(lián)的缸被停用，這樣使得在被跳過的工作循環(huán)期間它們不泵送空氣穿過該缸。然而，如果希望減小歧管中的空氣量，與所選擇的被跳過的工作循環(huán)相關(guān)聯(lián)的閥可以被啟用來(lái)在被跳過的工作循環(huán)期間泵送空氣穿過對(duì)應(yīng)的缸。由于這些工作循環(huán)旨在被跳過，所以沒有燃料被遞送至這些工作室并且不發(fā)生燃燒。

對(duì)于任何具體過渡而言被適當(dāng)?shù)赜糜诒盟涂諝獯┻^發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的被跳過的工作循環(huán)的數(shù)量可以基于該過渡的性質(zhì)而改變。例如，進(jìn)氣歧管動(dòng)力學(xué)、初始和目標(biāo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)、初始和目標(biāo)空氣進(jìn)氣量、所利用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換速率、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、否則將預(yù)見的扭矩喘振等因素全都可能影響被適當(dāng)?shù)赜糜诒盟涂諝獯┻^缸的工作循環(huán)的數(shù)量、以及其相應(yīng)的正時(shí)二者。使用該空氣泵送途徑的一些優(yōu)點(diǎn)包括，它可以相對(duì)于其他扭矩減輕途徑(例如，火花延緩)節(jié)省燃料并且通過幫助更快速地將歧管壓力減小到所希望水平而幫助加速該過渡。這種途徑的潛在缺點(diǎn)或限制是，排放系統(tǒng)(例如，催化轉(zhuǎn)化器)必須能夠處理穿過發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣，并且并非所有排放系統(tǒng)都一直具有這種能力。然而，當(dāng)實(shí)踐時(shí)，在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)過渡期間使用被跳過的缸來(lái)從歧管中泵出過量空氣可以是在跳過點(diǎn)火控制的過程中對(duì)被跳過的工作循環(huán)加以協(xié)同使用。

泵送空氣穿過一些或所有被跳過的缸具有更快速減小MAP的優(yōu)點(diǎn)，因此允許實(shí)現(xiàn)更快的過渡以及潛在更低水平的NVH。圖7展示了在兩種情況下的MAP和可能的跳過分?jǐn)?shù)，一種情況下不泵送空氣而一種情況泵送空氣。過渡在時(shí)刻t₁開始。不泵送的情況等效于之前關(guān)于圖6(b)所討論的。跳過分?jǐn)?shù)330基本上與MAP 231匹配，具有相對(duì)小的不匹配面積332a和332b。通過被跳過的缸泵送的情況具有更快的MAP 731下降，并且因此跳過分?jǐn)?shù)730可以更快地改變且仍基本上與MAP 731匹配。不匹配面積732a和732b的大小同與無(wú)泵送過渡332a和332b相關(guān)聯(lián)的那些相似?？傔^渡時(shí)間t_泵比之前的過渡時(shí)間t_tr短得多。如圖2中可見，如果NVH_不匹配可以保持在可接受水平，則較短的過渡時(shí)間是有利的，因?yàn)樗鼈兙哂休^低的NVH_模式并且因此具有潛在地較低的總NVH。在某些條件下，過渡時(shí)間甚至可以減小到零，即，在下一個(gè)工作循環(huán)中以階躍函數(shù)過渡達(dá)到目標(biāo)分?jǐn)?shù)。

調(diào)整進(jìn)氣歧管的填充/排空的替代性方法是改變進(jìn)氣和排氣閥正時(shí)。對(duì)于以凸輪運(yùn)行的閥，這是通過調(diào)整凸輪相位器來(lái)完成的，凸輪相位器控制閥打開和關(guān)閉的相對(duì)時(shí)間。對(duì)于具有可變閥升程或電子控制的閥的發(fā)動(dòng)機(jī)，更大的控制是可能的。在所有情況下，可以對(duì)調(diào)整閥運(yùn)動(dòng)以便針對(duì)給定的MAP提供所希望的MAC(在系統(tǒng)控制范圍之內(nèi))。這允許在過渡過程中進(jìn)行另一種程度的控制。在一些情況下，在過渡過程中使用的閥正時(shí)也可以在最終點(diǎn)火分?jǐn)?shù)水平下使用。

前饋空氣控制

如之前關(guān)于圖3b和4b討論的，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可以使用節(jié)氣門前饋控制來(lái)加速歧管壓力的所希望變化。所展示的實(shí)例使用了所命令的節(jié)氣門位置的簡(jiǎn)單階躍函數(shù)變化來(lái)調(diào)整MAP。然而，可以使用對(duì)節(jié)氣門的更復(fù)雜的控制方案來(lái)實(shí)現(xiàn)MAP的更快速過渡。一些控制方案可以整合前饋控制架構(gòu)與多種不同類型的反饋控制，例如PID(比例-積分-微分)控制器或狀態(tài)-空間控制器來(lái)更好地控制MAP響應(yīng)?？傮w上，前饋節(jié)氣門控制對(duì)將節(jié)氣門打開或關(guān)閉考慮成比對(duì)于在過渡過程中穩(wěn)態(tài)運(yùn)行而言所應(yīng)適當(dāng)?shù)囊?、并且接著返回到?duì)于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行而言所適當(dāng)?shù)乃健Ｔ诓煌c(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間過渡的過程中使用前饋節(jié)氣門控制可以幫助以可以幫助進(jìn)一步減少振動(dòng)的受控方式來(lái)加速該過渡。由于過渡更快地發(fā)生，典型地在這樣的過渡過程中可以使用更高的轉(zhuǎn)換速率。

以上大部分討論的焦點(diǎn)是使用節(jié)氣門作為改變每個(gè)缸中的空氣進(jìn)氣量的主要機(jī)構(gòu)。如熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的人員所了解的，還存在其他方式來(lái)改變空氣進(jìn)氣量，包括閥正時(shí)控制、進(jìn)氣/排氣閥正時(shí)和升程控制、增壓等等。在實(shí)踐時(shí)，可以使用前饋控制、通過使用這些空氣進(jìn)氣量控制機(jī)構(gòu)附加于或替代所描述的前饋節(jié)氣門控制地控制空氣進(jìn)氣量。例如，如果提供電子閥，則可以容易地控制每個(gè)閥的打開和關(guān)閉正時(shí)來(lái)利于所希望空氣進(jìn)氣量的更快速過渡。當(dāng)通過一個(gè)或多個(gè)凸輪軸來(lái)控制閥系時(shí)，可以使用對(duì)這些凸輪或凸輪軸的前饋控制來(lái)利于空氣進(jìn)氣量的更快速過渡。類似地，當(dāng)閥系支持可變閥升程時(shí)，可以使用對(duì)閥升程的適當(dāng)控制(包括前饋控制)來(lái)使空氣進(jìn)氣量更好地匹配點(diǎn)火密度。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)包括適當(dāng)?shù)挠布r(shí)，可以并行地使用這些空氣進(jìn)氣量控制機(jī)構(gòu)中的任一種。

可以獨(dú)立地使用所描述的前饋空氣控制或與火花延緩、和/或泵送空氣穿過被停用的缸和/或所描述的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)過渡轉(zhuǎn)換速率控制相結(jié)合地使用。前饋空氣控制的一個(gè)希望的特征是，它可以與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的增大和減小相結(jié)合地使用。

雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以以許多其他形式來(lái)實(shí)施而不背離本發(fā)明的精神或范圍。例如，主要是在整個(gè)過渡過程中使用恒定線性轉(zhuǎn)換速率的背景下描述了過渡轉(zhuǎn)換速率限制。雖然這樣的途徑作用良好，但應(yīng)了解的是，當(dāng)希望時(shí)可以使用更復(fù)雜的轉(zhuǎn)換速率，這些轉(zhuǎn)換速率可能對(duì)于更好地追隨特定歧管填充和/或排空動(dòng)力學(xué)和/或其他設(shè)計(jì)考慮因素是有用的。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可能希望將過渡劃分為兩個(gè)或更多個(gè)線性區(qū)段或者定義更復(fù)雜的過渡函數(shù)。

一些跳過點(diǎn)火控制器被安排成使得，它們固有地在多種正常行駛情景下要求相對(duì)大量的過渡次數(shù)，以便將燃料效率最大化。這在支持相對(duì)大的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)集合的行駛條件下尤其是如此。舉例而言，本申請(qǐng)人對(duì)具有高達(dá)29個(gè)可用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的跳過點(diǎn)火控制器的一些行駛測(cè)試趨向于在多種不同的正常行駛特征曲線的過程中平均每秒或每?jī)擅胪瓿梢淮芜^渡。為了駕駛舒適性，這使得尤其有希望利用在此描述的過渡管理途徑中的一些途徑。

已經(jīng)描述了若干不同的技術(shù)，包括點(diǎn)火分?jǐn)?shù)管理、空氣遞送管理、以及火花正時(shí)管理。雖然它們各自可以獨(dú)立地使用，但當(dāng)以避免過渡扭矩喘振或下降、而同時(shí)利于點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的快速過渡為目的組合使用時(shí)通?？色@得更好的結(jié)果。

在以上描述中，若干次提及了術(shù)語(yǔ)“缸”。術(shù)語(yǔ)缸應(yīng)理解為廣義地涵蓋任何適合類型的工作室。這些圖展示了多種多樣的裝置、設(shè)計(jì)、以及代表性的缸和/或發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)。應(yīng)了解的是，這些圖旨在是示例性和展示性的，并且其他實(shí)施例的特征和功能可以背離圖中所示出的。

本發(fā)明主要是在動(dòng)態(tài)跳過點(diǎn)火式運(yùn)行的背景下描述的，其中累加器或其他機(jī)構(gòu)跟蹤已經(jīng)請(qǐng)求但沒有遞送、或已經(jīng)遞送但沒有請(qǐng)求的點(diǎn)火的一部分。然而，所描述的這些技術(shù)同等地適用于管理任何不同跳過點(diǎn)火式點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡、或跳過點(diǎn)火式點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(其中單獨(dú)的缸有時(shí)被點(diǎn)火有時(shí)被跳過)與全部缸運(yùn)行((或使用固定一組缸運(yùn)行)，如在使用多種不同的搖擺缸停用(rolling cylinder deactivation)技術(shù)時(shí)可能發(fā)生的)之間的過渡。還可以使用類似的技術(shù)來(lái)在可變沖程發(fā)動(dòng)機(jī)控制中管理有效排量過渡，在該可變沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中每個(gè)工作室中的沖程數(shù)量被改變以便有效地改變發(fā)動(dòng)機(jī)的排量。

本發(fā)明還可能對(duì)于不使用跳過點(diǎn)火式控制的發(fā)動(dòng)機(jī)是有用的。例如，盡管本發(fā)明主要是在跳過點(diǎn)火控制過程中的不同點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡的背景下描述的，但所描述的這些技術(shù)還可以在使用跳過點(diǎn)火式過渡控制的更傳統(tǒng)的可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)中用于促進(jìn)在不同可變排量狀態(tài)之間的過渡。例如，能夠以4缸模式(即，4個(gè)固定缸)運(yùn)行的八缸可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)要求從點(diǎn)火分?jǐn)?shù)0.5到1的過渡，反之亦然，并且可以有利地使用在此描述的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)過渡管理技術(shù)。因此，本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的，并且本發(fā)明不限于在此給出的細(xì)節(jié)。