本申請(qǐng)是2012年10月17日遞交的申請(qǐng)?zhí)枮?01280050603.1，發(fā)明名稱為“跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制中的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)管理”的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2011年10月17日提交的臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/548,187以及2012年4月30日提交的臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/640,646的優(yōu)先權(quán)，這些申請(qǐng)均通過引用結(jié)合在此。

本發(fā)明總體上涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的跳過點(diǎn)火控制。更具體地說，使用點(diǎn)火分?jǐn)?shù)管理來幫助緩解跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制中的nvh問題。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今運(yùn)行的大多數(shù)車輛(以及許多其他裝置)由內(nèi)燃(ic)發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)典型地具有用于發(fā)生燃燒的多個(gè)氣缸或其他工作室。在正常駕駛條件下，由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的扭矩需要在一個(gè)寬的范圍上變動(dòng)以便滿足駕駛員的操作要求。近年來，已提出并利用了許多控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的方法。一些這類方法考慮改變發(fā)動(dòng)機(jī)的有效排量。通過有時(shí)跳過某些氣缸的點(diǎn)火來改變發(fā)動(dòng)機(jī)的有效排量的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方法經(jīng)常被稱為“跳過點(diǎn)火(skipfire)”發(fā)動(dòng)機(jī)控制。一般來說，跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制被認(rèn)為提供大量潛在優(yōu)點(diǎn)，包括在許多應(yīng)用中顯著改善燃料經(jīng)濟(jì)性的潛力。盡管跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制的概念已經(jīng)存在多年，并且它的益處得到理解，但跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制尚未實(shí)現(xiàn)顯著的商業(yè)成功。

眾所周知，運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)勢(shì)必引起明顯的噪聲和振動(dòng)，這些噪聲和振動(dòng)在本領(lǐng)域中經(jīng)常統(tǒng)稱為nvh(噪聲、振動(dòng)以及聲振粗糙度)。一般來說，與跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制相關(guān)聯(lián)的一個(gè)固定印象是一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的跳過點(diǎn)火操作將會(huì)使該發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來明顯比常規(guī)操作更粗糙。在許多應(yīng)用(如汽車應(yīng)用)中，跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制提出的最重大挑戰(zhàn)之一是振動(dòng)控制。的確，無法令人滿意地解決nvh問題被認(rèn)為是阻礙跳過點(diǎn)火型發(fā)動(dòng)機(jī)控制的廣泛采用的主要障礙之一。

共同受讓的美國(guó)專利號(hào)7,954,474；7,886,715；7,849,835；7,577,511；8,099,224；8,131,445和8,131,447以及共同受讓的申請(qǐng)?zhí)?3/004,839；13/004,844；以及其他專利申請(qǐng)描述了使得以一種跳過點(diǎn)火工作模式操作多種多樣內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)切實(shí)可行的多種發(fā)動(dòng)機(jī)控制器。這些專利和專利申請(qǐng)各自通過引用結(jié)合在此。盡管所描述的控制器能良好地工作，人們?nèi)栽诶^續(xù)努力以進(jìn)一步改善這些以及其他跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的性能以便進(jìn)一步緩解在跳過點(diǎn)火控制下運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的nvh問題。本申請(qǐng)描述了在許多應(yīng)用中可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能的另外的跳過點(diǎn)火控制特征和增強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在描述的不同實(shí)施例中，跳過點(diǎn)火控制用于傳輸所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。一個(gè)控制器確定適用于傳輸一個(gè)請(qǐng)求輸出的一個(gè)跳過點(diǎn)火的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)以及(在適當(dāng)時(shí))相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置。

在一方面，該點(diǎn)火分?jǐn)?shù)選自一組可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，其中該組可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化而變化，這樣使得在較高發(fā)動(dòng)機(jī)速度下比在較低發(fā)動(dòng)機(jī)速度下可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)多。該控制器然后以傳輸選定的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的一種跳過點(diǎn)火方式指導(dǎo)點(diǎn)火。

在另一方面，首先確定一個(gè)請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，該請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)適用于在選定的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件下(其可以是優(yōu)化的操作條件或其他條件)傳輸所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。在適當(dāng)時(shí)，之后確定一個(gè)調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，該調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)是一個(gè)更優(yōu)選的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。該調(diào)整(操作/命令)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)通常接近，但不同于請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。然后以大致上傳輸命令調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的一種跳過點(diǎn)火方式指導(dǎo)實(shí)際點(diǎn)火。適當(dāng)調(diào)整至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，這樣使得發(fā)動(dòng)機(jī)在調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)下輸出所希望的輸出。

這種調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的使用在請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可能導(dǎo)致產(chǎn)生包括不希望的頻率分量和/或易于誘導(dǎo)不希望的振動(dòng)或聲學(xué)特征的一種點(diǎn)火順序時(shí)尤其有用。在這類情況下，可以使用一個(gè)更理想的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)并且可以使用其他發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)(如進(jìn)氣歧管壓力、氣門正時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)等)以確保傳輸所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。在一些實(shí)施例中，一個(gè)調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元被安排成用于確定一個(gè)操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，該操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)相對(duì)于該請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)減少一個(gè)限定頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)。

在又另一方面，濾波可以用于在多個(gè)點(diǎn)火機(jī)會(huì)上擴(kuò)展命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)變化。這在跳過點(diǎn)火控制器中尤其有用，這些跳過點(diǎn)火控制器追蹤已被請(qǐng)求但尚未得到該點(diǎn)火控制器指導(dǎo)的點(diǎn)火的部分并且使用這類信息來幫助管理不同的命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡。

在另一方面，在一些實(shí)施例中，控制器進(jìn)一步被安排成用于調(diào)整一個(gè)或多個(gè)選定的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)(例如，歧管壓力、氣門正時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)、油門位置等)，作為跳過點(diǎn)火控制的一部分。一般來說，這類調(diào)整的響應(yīng)要慢于可以做出的命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的改變。在這類應(yīng)用中，濾波可以被安排成用于使得對(duì)命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的改變的響應(yīng)對(duì)應(yīng)于對(duì)一個(gè)或多個(gè)變化的發(fā)動(dòng)機(jī)控制參數(shù)的改變的響應(yīng)。

在不同的實(shí)施例中，一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整塊可以被安排成用于使得以一種使得發(fā)動(dòng)機(jī)在當(dāng)前命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)下產(chǎn)生所希望的輸出的方式調(diào)整一個(gè)或多個(gè)選定的動(dòng)力傳動(dòng)系控制參數(shù)。在另一方面，提供一個(gè)濾波器，該濾波器具有與一個(gè)或多個(gè)調(diào)整的動(dòng)力傳動(dòng)系控制參數(shù)的響應(yīng)大致相匹配的響應(yīng)。該濾波器被安排成用于使得命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的改變對(duì)應(yīng)于調(diào)整的動(dòng)力傳動(dòng)系控制參數(shù)的改變。

在另一方面，跳過點(diǎn)火控制器被安排成用于選擇一個(gè)基礎(chǔ)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，該基礎(chǔ)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)具有在當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度下每秒將重復(fù)至少指定次數(shù)的一個(gè)重復(fù)點(diǎn)火循環(huán)長(zhǎng)度。這種安排可以幫助減少發(fā)生不希望的振動(dòng)。

根據(jù)上述方面中任一方面的跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制器優(yōu)選被安排成用于追蹤已被命令但尚未得到指導(dǎo)的一個(gè)點(diǎn)火的部分，從而幫助管理不同命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡。這些控制器還優(yōu)選被安排成用于在傳輸命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的同時(shí)并且通過命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的變化來擴(kuò)展點(diǎn)火。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，這種功能性通過使用一階σ-δ轉(zhuǎn)換器(firstordersigmadeltaconverter)或其功能等效物來提供。

在一些實(shí)施例中，遲滯可以應(yīng)用于點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的確定，以幫助降低在選定點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間快速來回波動(dòng)的幾率。遲滯可以應(yīng)用于請(qǐng)求扭矩、發(fā)動(dòng)機(jī)速度和/或其他合適的輸入。

在一些實(shí)施例中，可以不定期地指示另外的點(diǎn)火來促進(jìn)打破與一個(gè)命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的循環(huán)模式。另外或可替代地，高頻抖動(dòng)可以添加至該命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)以促進(jìn)打破與一個(gè)重復(fù)點(diǎn)火循環(huán)相關(guān)聯(lián)的循環(huán)模式。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)多維查找表可以用于確定操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。在選定的實(shí)現(xiàn)方式中，該查找表的第一索引是請(qǐng)求輸出和請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)中的一個(gè)并且該查找表的第二索引是發(fā)動(dòng)機(jī)速度。在不同的實(shí)施例中，該查找表的另外或替代的索引是傳動(dòng)齒輪。

上文所述的不同方面以及特征可以單獨(dú)實(shí)施或以任何組合實(shí)施。

附圖說明

結(jié)合附圖，通過參考以下描述可以最好地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基于跳過點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制單元的方框圖。

圖2是示出適于用作調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器的循環(huán)模式發(fā)生器的方框圖。

圖3是在選定發(fā)動(dòng)機(jī)速度下使用根據(jù)圖2的循環(huán)模式發(fā)生器比較傳輸點(diǎn)火分?jǐn)?shù)與請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的示例性曲線圖。

圖4是示出結(jié)合選定過渡管理和模式打破特征的另一個(gè)替代的基于跳過點(diǎn)火的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制單元的方框圖。

圖5是示出在小范圍點(diǎn)火分?jǐn)?shù)上操作發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)觀察到的振動(dòng)(以縱向加速度測(cè)量)的曲線圖。

圖6是根據(jù)點(diǎn)火控制單元的另一個(gè)實(shí)施例比較傳輸點(diǎn)火分?jǐn)?shù)與請(qǐng)求點(diǎn)火的曲線圖。

圖7是在一個(gè)特定實(shí)現(xiàn)方式中比較傳輸點(diǎn)火分?jǐn)?shù)與請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的放大段。

圖8是潛在可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的數(shù)量隨著最大可能的循環(huán)點(diǎn)火機(jī)會(huì)變化的曲線圖。

圖9是潛在可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的數(shù)量隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度變化的曲線圖。

在附圖中，有時(shí)使用相似參考標(biāo)號(hào)表示相似的結(jié)構(gòu)元件。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，附圖中的描繪是圖解性的并且不成比例。

具體實(shí)施方式

跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制器通常被認(rèn)為易于產(chǎn)生不希望的振動(dòng)。當(dāng)使用一小組固定的跳過點(diǎn)火的點(diǎn)火模式時(shí)，可以選擇這些可供使用的點(diǎn)火模式以便于使穩(wěn)定狀態(tài)使用期間的振動(dòng)最小化。因此，許多跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制器被安排成用于僅允許使用非常小的一組預(yù)定點(diǎn)火模式。雖然可以使這類設(shè)計(jì)工作，但將可供使用的跳過點(diǎn)火的點(diǎn)火模式局限于非常小的一組預(yù)定順序傾向于限制因使用跳過點(diǎn)火控制而變得可能的燃料效率增益。在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡期間，這類設(shè)計(jì)還傾向于經(jīng)歷發(fā)動(dòng)機(jī)粗糙度。最近，本申請(qǐng)的受讓人已提出便于以一種連續(xù)可變的排量模式操作發(fā)動(dòng)機(jī)的多種跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，其中動(dòng)態(tài)確定點(diǎn)火以滿足駕駛員的要求。這類點(diǎn)火控制器(一些這類點(diǎn)火控制器在結(jié)合的專利和專利申請(qǐng)中進(jìn)行描述)不局限于使用相對(duì)小的一組固定點(diǎn)火模式。相反，在一些描述的實(shí)現(xiàn)方式中，可以在任何時(shí)間通過以滿足駕駛員要求的方式改變傳輸跳過點(diǎn)火的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)來改變發(fā)動(dòng)機(jī)的有效排量以遵循駕駛員的要求。雖然這類控制器能良好地工作，人們?nèi)栽诶^續(xù)努力以更進(jìn)一步改善跳過點(diǎn)火控制器設(shè)計(jì)的噪聲、振動(dòng)以及聲振粗糙度(nvh)特征。

在此所述的跳過點(diǎn)火的點(diǎn)火控制方法致力于獲得動(dòng)態(tài)確定點(diǎn)火順序的靈活性，同時(shí)降低受控發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間產(chǎn)生不希望的點(diǎn)火順序的幾率。在一些描述的實(shí)施例中，這部分地通過避免或最大程度減少使用具有不希望的nvh特征的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)特定實(shí)例中，已觀察到低頻率振動(dòng)(例如，在0.2至8hz的范圍內(nèi))尤其會(huì)引起車輛乘坐者的反感，并且因此，在一些實(shí)施例中，已做出努力來最大程度減少使用最可能產(chǎn)生處于這一頻率范圍內(nèi)的振動(dòng)的點(diǎn)火順序。同時(shí)，優(yōu)選對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制以持續(xù)傳輸所希望的輸出并且平穩(wěn)地處理過渡。在一些其他實(shí)施例中，提供促進(jìn)使用具有更好nvh特征的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的機(jī)制。

問題的本質(zhì)可能在一種跳過點(diǎn)火控制器的背景下能夠最容易看出，該跳過點(diǎn)火控制器將輸入到該點(diǎn)火控制器的信號(hào)視作對(duì)指定點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的請(qǐng)求并且利用一階σ-δ轉(zhuǎn)換器來確定具體點(diǎn)火正時(shí)。當(dāng)使用一階σ-δ轉(zhuǎn)換器時(shí)，那么從概念上來說，對(duì)于任何給出的數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)的輸入信號(hào)水平(例如，對(duì)于任何具體的請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù))，該點(diǎn)火控制器都將產(chǎn)生一個(gè)基本上固定的重復(fù)點(diǎn)火模式(部分歸因于輸入信號(hào)的量化)。在這種實(shí)施例中，一個(gè)穩(wěn)定輸入會(huì)有效導(dǎo)致產(chǎn)生一個(gè)固定的點(diǎn)火模式(但是點(diǎn)火順序的相位可能會(huì)基于累加器中的初始值而略有偏差)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在產(chǎn)生一些點(diǎn)火模式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將十分平穩(wěn)地操作，而其他點(diǎn)火模式則更可能產(chǎn)生不希望的振動(dòng)。我們觀察到具有在0.2至8hz的一般范圍內(nèi)的頻率分量的點(diǎn)火順序傾向于產(chǎn)生最不希望的振動(dòng)并且如果跳過點(diǎn)火的點(diǎn)火控制單元被局限于僅產(chǎn)生使那個(gè)范圍內(nèi)的基頻分量最小化的點(diǎn)火順序模式，那么車輛乘坐者將感受到明顯較平穩(wěn)的乘坐。

接下來參考圖1，將描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制器。該發(fā)動(dòng)機(jī)控制器包括一個(gè)點(diǎn)火控制單元120(跳過點(diǎn)火控制器)，該點(diǎn)火控制單元被安排成用于嘗試消除(或至少大致上減少)包括在一個(gè)指定頻率范圍內(nèi)的基頻分量的點(diǎn)火順序的產(chǎn)生。出于說明目的，將0.2至8hz的頻率范圍視作關(guān)注頻率范圍。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，在此描述的這些概念可以更通常用于消除/最小化任何關(guān)注頻率范圍內(nèi)的頻率分量，這樣使得點(diǎn)火控制器設(shè)計(jì)者可以容易地定制一種控制器來抑制該設(shè)計(jì)者關(guān)注的任何一個(gè)或多個(gè)頻率范圍。

跳過點(diǎn)火的點(diǎn)火控制單元120接收指示一個(gè)所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的一個(gè)輸入信號(hào)110并且被安排成用于產(chǎn)生一系列點(diǎn)火命令(驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)113)，這些點(diǎn)火命令一起協(xié)作以使發(fā)動(dòng)機(jī)150使用跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制來提供該所希望的輸出。點(diǎn)火控制單元120包括一個(gè)請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器122、一個(gè)調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124、一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊133以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器130。

在圖1中，輸入信號(hào)110示出為由一個(gè)扭矩計(jì)算器80提供，但是應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，該輸入信號(hào)可以來自任何其他合適的來源。扭矩計(jì)算器80被安排成用于在任何給定時(shí)間基于多個(gè)輸入來確定所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。該扭矩計(jì)算器將一個(gè)所希望或請(qǐng)求的扭矩110輸出至點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器90。在不同的實(shí)施例中，該所希望的扭矩可以基于多個(gè)輸入，這些輸入在任何給定時(shí)間影響或指示該所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。在汽車應(yīng)用中，輸入到扭矩計(jì)算器的主要輸入之一典型地是指示加速器踏板位置的加速器踏板位置(app)信號(hào)83。其他主要輸入可以來自其他功能塊，如巡航控制器(ccs命令84)、變速器控制器(at命令85)、牽引力控制單元(tcu命令86)等。還存在可能影響扭矩計(jì)算的許多因素，如發(fā)動(dòng)機(jī)速度。當(dāng)這類因素用于扭矩計(jì)算中時(shí)，那么適當(dāng)?shù)妮斎?如發(fā)動(dòng)機(jī)速度(rpm信號(hào)87))也將被提供或者必要時(shí)可由扭矩計(jì)算器獲得。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，在許多情況下，扭矩計(jì)算器80的功能性可以由ecu提供。在其他實(shí)施例中，信號(hào)110可以接收自或源自多種其他來源中的任一來源，這些來源包括加速器踏板位置傳感器、巡航控制器等。

請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器122被安排成用于確定一個(gè)跳過點(diǎn)火的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，該跳過點(diǎn)火的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)將適于在選定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件下傳輸所希望的輸出(例如，使用對(duì)于燃料效率來說優(yōu)化的操作參數(shù)，但這并非必要條件)。點(diǎn)火分?jǐn)?shù)指示傳輸所希望的輸出將要求的、選定操作條件下的點(diǎn)火百分比。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)基于優(yōu)化點(diǎn)火的百分比來確定，與如果所有氣缸在一個(gè)最優(yōu)操作點(diǎn)處點(diǎn)火將產(chǎn)生的扭矩相比，該優(yōu)化點(diǎn)火的百分比被要求用于傳輸駕駛員請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。然而，在其他情況下，可以使用不同水平的參考點(diǎn)火來確定適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火分?jǐn)?shù)。

請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器122可以采用多種多樣不同的形式。通過舉例，在一些實(shí)施例中，可以簡(jiǎn)單且適當(dāng)?shù)乜s放輸入信號(hào)110。然而，在許多應(yīng)用中，希望將輸入信號(hào)110視作一個(gè)請(qǐng)求扭矩或以一些其他方式處理。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)通常并不與請(qǐng)求扭矩線性相關(guān)，而是可能取決于多種變量，如發(fā)動(dòng)機(jī)速度、傳動(dòng)齒輪以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)/動(dòng)力傳輸系統(tǒng)車輛操作參數(shù)。因此，在不同實(shí)施例中，請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器122可以在確定所希望的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)時(shí)，考慮當(dāng)前車輛操作條件(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)速度、歧管壓力、齒輪等)、環(huán)境條件和/或其他因素。不管適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火分?jǐn)?shù)如何確定，請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器122都將輸出指示一個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的一個(gè)請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)信號(hào)123，該點(diǎn)火分?jǐn)?shù)將適于在參考操作條件下提供所希望的輸出。請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)信號(hào)123被傳遞至調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124。

如上文所論述，一些類型的跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的一個(gè)特征在于它們有時(shí)可能會(huì)指導(dǎo)使用能夠誘導(dǎo)不希望的發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛振動(dòng)的點(diǎn)火順序。調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124通常被安排成用于(a)選擇接近請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)、已知具有希望的nvh特征的一個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)；或者(b)抑制或防止使用最可能產(chǎn)生不希望的振動(dòng)和/或聲學(xué)噪聲的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124可以采用多種多樣不同的形式，如將在下文更詳細(xì)地描述。調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124的輸出是指示發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)期輸出的有效點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的命令操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)信號(hào)125。命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)125可以直接或間接地饋入到驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器130中。驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器130被安排成用于發(fā)出一系列點(diǎn)火命令(例如，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)113)，這些點(diǎn)火命令使得發(fā)動(dòng)機(jī)傳輸由命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)125指示的點(diǎn)火百分比。

驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器130也可以采用多種多樣不同的形式。例如，在一個(gè)描述的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器130采用一個(gè)一階σ-δ轉(zhuǎn)換器的形式。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，可以使用眾多其他驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器，包括更高階σ-δ轉(zhuǎn)換器、其他預(yù)測(cè)自適應(yīng)控制器、基于查找表的轉(zhuǎn)換器、或被安排成用于傳輸由命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)信號(hào)125所請(qǐng)求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的任何其他合適的轉(zhuǎn)換器或控制器。通過舉例，受讓人的其他專利申請(qǐng)中描述的許多驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器同樣可以用于這種點(diǎn)火控制結(jié)構(gòu)中。驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器130輸出的驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)113可以傳遞至一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ecu)或協(xié)調(diào)實(shí)際點(diǎn)火的燃燒控制器140。

由于命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)信號(hào)125可以命令不同于請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器122確定的可能點(diǎn)火機(jī)會(huì)的百分比的點(diǎn)火，應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，如果未做出適當(dāng)調(diào)整的話，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出將不一定與駕駛員要求相匹配。因此，點(diǎn)火控制器120可以包括一個(gè)動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊133，該動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊被適配成調(diào)整選定動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)以調(diào)整每次點(diǎn)火的輸出，這樣使得實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大致上等于請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。通過舉例，如果請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)123在參考點(diǎn)火條件下是48％，并且命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)125是50％，那么可以調(diào)整這些發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，這樣使得每次點(diǎn)火的扭矩輸出是參考點(diǎn)火的約96％。以此方式，點(diǎn)火控制器120確保傳輸?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)輸出大致上等于輸入信號(hào)110請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。

存在可以以其調(diào)整這些發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)以改變由每次點(diǎn)火提供的扭矩的多種方式。一種有效方法是調(diào)整傳輸至每個(gè)點(diǎn)燃?xì)飧椎倪M(jìn)氣質(zhì)量(massaircharge；mac)并且允許發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ecu)140針對(duì)命令的mac提供適當(dāng)?shù)娜剂瞎?yīng)。這最容易通過調(diào)整油門位置進(jìn)而改變進(jìn)氣歧管(map)壓力來實(shí)現(xiàn)。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，可以使用其他技術(shù)(例如，改變氣門正時(shí))來改變mac并且同樣存在可以用于改變每次點(diǎn)火提供的扭矩的許多其他發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，包括燃料供應(yīng)、點(diǎn)火提前正時(shí)等。如果受控發(fā)動(dòng)機(jī)允許空氣燃料比的廣泛變化(例如，如在大多數(shù)柴油機(jī)中所允許的)，那么有可能僅通過調(diào)整燃料供應(yīng)來改變氣缸扭矩輸出。因此，能夠以所希望的任何方式調(diào)整每次氣缸點(diǎn)火的輸出以便于確保在命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)下的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大致上與所請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相同。

在一些操作模式下，在跳過點(diǎn)火機(jī)會(huì)期間，氣缸被禁用。也就是說，除了在跳過工作循環(huán)期間不給這些氣缸供燃料之外，氣門也將保持關(guān)閉以減少泵送損失。在相應(yīng)氣缸被點(diǎn)燃的有效點(diǎn)火機(jī)會(huì)期間，這些氣缸優(yōu)選在靠近或處于它們的最優(yōu)操作區(qū)域(如與最優(yōu)燃料效率相對(duì)應(yīng)的一個(gè)操作區(qū)域)在一定條件(例如，氣門正時(shí)和點(diǎn)火正時(shí)，以及燃料噴射水平)下操作。雖然認(rèn)為優(yōu)化燃料效率將是許多實(shí)現(xiàn)方式中的主要目的之一，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，在任何特定應(yīng)用中，增大的扭矩或減少的排放也可能是用于確定最優(yōu)操作區(qū)域的因素。因此，能夠以控制器設(shè)計(jì)者認(rèn)為合適的任何方式選擇參考或“最優(yōu)”點(diǎn)火的特征。

在圖1所示出的實(shí)施例中，許多部件圖解性地示出為獨(dú)立的功能塊。雖然在實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式中，獨(dú)立的部件可以用于每個(gè)功能塊，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，不同塊的功能性能夠以任意數(shù)量的組合容易地集成在一起。通過舉例，請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器122、調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124以及動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊133都可以容易地一起集成到一個(gè)單一的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元224中(圖4中標(biāo)出)或者可以實(shí)現(xiàn)為合并多種不同功能塊組合的部件?？商娲?，該調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器和該動(dòng)力傳動(dòng)系調(diào)整模塊的功能性可以集成到一個(gè)振動(dòng)控制單元中。不同功能塊的功能性能夠以算法方式、以模擬或數(shù)字邏輯方式、使用查找表或以任何其他合適的方式來實(shí)現(xiàn)。任何描述的部件也可以根據(jù)需要合并到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元140的邏輯中。

在一個(gè)具體實(shí)例中，應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，在圖1示出的實(shí)施例中，請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器122和調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124合作以產(chǎn)生指示點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)基于當(dāng)前加速器踏板位置以及其他操作條件是希望的、適當(dāng)?shù)?。雖然作為兩個(gè)獨(dú)立部件的這些部件的功能性的描述有助于解釋點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器的總體功能，并且這兩個(gè)部件的組合能良好地工作以選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火分?jǐn)?shù)，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，相同或相似的功能性可以經(jīng)由許多其他技術(shù)來容易地實(shí)現(xiàn)。例如，在一些實(shí)施例中，一個(gè)扭矩請(qǐng)求可以直接轉(zhuǎn)化成所希望的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。該扭矩請(qǐng)求可能是一個(gè)所希望的扭矩計(jì)算的結(jié)果(例如，由ecu或有效充當(dāng)扭矩計(jì)算器的其他部件計(jì)算)，該扭矩請(qǐng)求可以直接或間接源自加速器踏板位置，或者該扭矩請(qǐng)求可以由任何其他合適的來源提供。

在其他實(shí)施例中，可以使用一個(gè)多維查找表來選擇所希望的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，而無需計(jì)算或確定請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的單獨(dú)步驟。通過舉例，在一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)方式中，該查找表可以基于(a)加速器踏板位置；(b)發(fā)動(dòng)機(jī)速度(例如rpm)；以及(c)傳動(dòng)齒輪。當(dāng)然，包括歧管絕對(duì)壓力(map)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度以及凸輪設(shè)置(即氣門開啟和閉合次數(shù))、點(diǎn)火正時(shí)等的多種其他索引同樣可以用于其他具體實(shí)現(xiàn)方式中。使用查找表的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于建模允許發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者定制并且預(yù)設(shè)計(jì)將用于任何具體操作條件的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。這類選擇可以被定制以結(jié)合針對(duì)振動(dòng)緩解、聲學(xué)特征、燃料經(jīng)濟(jì)性以及其他競(jìng)爭(zhēng)且潛在沖突的因素所希望的權(quán)衡。這種表也可以被安排成用于鑒別適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣質(zhì)量(mac)和/或與選定點(diǎn)火分?jǐn)?shù)一起使用以提供所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的其他適當(dāng)?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置，從而同樣結(jié)合動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊133的功能性。

任何以及所有描述的部件都可以被安排成用于十分快速地更新它們的決定/計(jì)算。在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，這些決定計(jì)算基于逐個(gè)點(diǎn)火機(jī)會(huì)(又稱為逐個(gè)工作循環(huán))更新，但這并非必要條件。不同部件的逐個(gè)點(diǎn)火機(jī)會(huì)操作的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于它使控制器非常易于對(duì)改變的輸入和/或條件作出響應(yīng)(特別是在與控制器僅可以在一個(gè)整個(gè)點(diǎn)火模式已完成之后或在其他設(shè)置延遲之后作出響應(yīng)相比較時(shí))。雖然逐個(gè)點(diǎn)火機(jī)會(huì)操作非常有效，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，這些不同部件(并且尤其是點(diǎn)火控制器130之前的部件)可以更緩慢地更新，同時(shí)仍提供可接受的控制(如(例如)通過更新曲軸的每次回轉(zhuǎn)等)。

在許多優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式中，點(diǎn)火控制器130(或等效功能性)基于逐個(gè)點(diǎn)火機(jī)會(huì)做出一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)火/不點(diǎn)火的決定。這并不意指必須在發(fā)生燃燒事件的同時(shí)做出這個(gè)決定，因?yàn)榭赡芤笠恍┣爸脮r(shí)間來適當(dāng)?shù)嘏趴諝飧撞⑶覟闅飧坠┤剂稀Ｒ虼?，點(diǎn)火決定典型地是與點(diǎn)火事件同時(shí)期做出的，但不必是同時(shí)的。這個(gè)點(diǎn)火決定可以在點(diǎn)火機(jī)會(huì)工作循環(huán)之前不久或大致上同時(shí)做出，或者該決定可以在早于實(shí)際點(diǎn)火機(jī)會(huì)一個(gè)或多個(gè)工作循環(huán)做出。另外，雖然許多實(shí)現(xiàn)方式獨(dú)立做出每個(gè)工作室點(diǎn)火機(jī)會(huì)的點(diǎn)火決定，但在其他實(shí)現(xiàn)方式中，可能希望同時(shí)做出多個(gè)決定(例如兩個(gè)或更多個(gè))。

在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，點(diǎn)火控制單元120可以以與發(fā)動(dòng)機(jī)速度和氣缸相位(例如，到達(dá)氣缸1上的上止點(diǎn)(tdc)或一些其他參考)同步的一個(gè)信號(hào)操作。該tdc同步信號(hào)可以用作該點(diǎn)火控制單元的一個(gè)時(shí)鐘。該時(shí)鐘可以被配置，這樣使得它具有與每次氣缸點(diǎn)火機(jī)會(huì)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)上升數(shù)字信號(hào)。例如對(duì)于一個(gè)六氣缸、四沖程的發(fā)動(dòng)機(jī)來說，該時(shí)鐘可以具有三個(gè)上升數(shù)字信號(hào)/發(fā)動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)。連續(xù)時(shí)鐘脈沖中的上升數(shù)字信號(hào)可以調(diào)整相位以大致上與每個(gè)氣缸在其壓縮沖程結(jié)束時(shí)的tdc(上止點(diǎn))位置相匹配，但這并非必要條件。因此，時(shí)鐘與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的相位關(guān)系可以出于方便而選擇并且也可以使用不同的相位關(guān)系。

循環(huán)模式發(fā)生器

接下來參考圖2，將更為詳細(xì)地描述一個(gè)調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124(在此有時(shí)稱為一個(gè)循環(huán)模式發(fā)生器(cpg)124(a)的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)方式。從概念上來說，循環(huán)模式發(fā)生器124(a)被安排成用于確定接近請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的一個(gè)操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，同時(shí)試圖確保所得點(diǎn)火順序消除或最小化人類最大敏感度的頻率范圍內(nèi)的點(diǎn)火頻率分量。已經(jīng)存在涉及振動(dòng)對(duì)車輛乘坐者作用的大量研究。例如，iso2631提供了與振動(dòng)對(duì)車輛乘坐者的影響有關(guān)的指導(dǎo)。一般來說，頻率在0.2與8hz之間的振動(dòng)被認(rèn)為屬于從乘客舒適性觀點(diǎn)來說最糟糕的振動(dòng)類型(但當(dāng)然存在許多對(duì)最相關(guān)界限有爭(zhēng)議的理論)。因此，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，希望以使該范圍(或者車輛/發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者最關(guān)注的任何一個(gè)或多個(gè)范圍)內(nèi)的振動(dòng)頻率最小化的一種控制模式操作發(fā)動(dòng)機(jī)。

在第一個(gè)描述的實(shí)施例中，這部分通過確保使用了以超過指定閾值的頻率重復(fù)的一種點(diǎn)火“模式”或“順序”來實(shí)現(xiàn)。因此，循環(huán)模式發(fā)生器124(a)有效充當(dāng)用于減少由請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器確定的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)中可能存在的低頻成分的一個(gè)濾波器。實(shí)際重復(fù)閾值可以根據(jù)任何具體應(yīng)用的需要而變化，但通常認(rèn)為約6至12hz的最小重復(fù)閾值在許多應(yīng)用中都能良好地工作。出于說明目的，以下實(shí)例利用一個(gè)8hz的最小重復(fù)閾值，該最小重復(fù)閾值已被發(fā)現(xiàn)適用于許多應(yīng)用。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，所使用的實(shí)際閾值水平可以在應(yīng)用之間變化，并且在某些應(yīng)用中，該閾值實(shí)際上可以基于操作條件(例如像發(fā)動(dòng)機(jī)速度)而發(fā)生一些變化。

返回該實(shí)例，如果選擇每秒重復(fù)八次或更多次的一種循環(huán)點(diǎn)火模式，那么我們可以相當(dāng)確信該點(diǎn)火模式自身將不具有或具有低于8hz的最小基頻分量。換句話說，如果該點(diǎn)火模式是周期性的并且該循環(huán)模式每秒重復(fù)的次數(shù)是8或更多，那么發(fā)動(dòng)機(jī)將以低于8hz的最小振動(dòng)操作。在這個(gè)實(shí)施例中，圖2中示出的調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124(a)被安排成用于使得驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器130輸出每秒重復(fù)至少8次(即處于或高于重復(fù)閾值)的一種點(diǎn)火指令重復(fù)模式。

為了更好地說明該概念，考慮在2400rpm下以所希望的重復(fù)閾值8hz操作的一種四沖程、六氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)將每分鐘具有7200次點(diǎn)火機(jī)會(huì)或每秒具有120次點(diǎn)火機(jī)會(huì)。因此，只要使用不超過15次以上點(diǎn)火機(jī)會(huì)(即每秒120次點(diǎn)火機(jī)會(huì)除以8hz)的一個(gè)重復(fù)點(diǎn)火順序(在此稱為一個(gè)循環(huán)點(diǎn)火順序)，就可以認(rèn)為該循環(huán)點(diǎn)火模式自身將不具有低于8hz的頻率分量。

實(shí)施這種方法的一種方式是計(jì)算可以用于一個(gè)重復(fù)順序而沒有引入低于所希望的閾值(例如8hz)的頻率分量的風(fēng)險(xiǎn)的點(diǎn)火機(jī)會(huì)的最大數(shù)量。這個(gè)值在此稱為最大可能循環(huán)點(diǎn)火機(jī)會(huì)(mpcfo)并且可以通過用每秒的點(diǎn)火機(jī)會(huì)除以所希望的最小振動(dòng)頻率來計(jì)算。mpcfo也可以使用查找表(lut)來確定。在這個(gè)實(shí)例中，mpcfo＝120/8＝15。mpcfo的任何分?jǐn)?shù)值可以向下舍入或舍位以避免在一個(gè)不想要的頻率范圍內(nèi)的頻率成分。注意，mpcfo是反映每個(gè)循環(huán)的點(diǎn)火機(jī)會(huì)的一個(gè)無因次數(shù)，因?yàn)樗从沉它c(diǎn)火機(jī)會(huì)頻率與最小所希望的振動(dòng)頻率的比。

將mpcfo取作15，確保點(diǎn)火順序的重復(fù)處于或高于所希望的頻率的各種可能的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可以通過將所有可能分?jǐn)?shù)視為具有15或更小的分母來確定。這些可能的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)包括：15/15、14/15、13/15、12/15、11/15…3/15、2/15、1/15；14/14、13/14、12/14…3/14、2/14、1/14；等，重復(fù)分母值是13至1的這種模式。各種可能的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的回顧表明對(duì)于為15的mpcfo，存在73個(gè)獨(dú)特的可能操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(即，消除了重復(fù)的值，因?yàn)樵S多分?jǐn)?shù)(例如6/15、4/10、2/5)將是重復(fù)的)。調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124(a)可以將這組可能的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)視作與為15的mpcfo相關(guān)聯(lián)的一組可供使用的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，mpcfo將隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化而變化，并且不同的mpcfo將具有不同組可供使用的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。為了進(jìn)一步說明這一點(diǎn)，圖8是示出潛在可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的數(shù)量隨著mpcfo變化而變化的曲線圖。

可以在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間容易地動(dòng)態(tài)確定可供使用的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)組，該組可供使用的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確保點(diǎn)火順序?qū)⒁源笥谧钚≈貜?fù)閾值的速率重復(fù)。此確定能夠以算法方式計(jì)算；通過使用查找表或其他合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來尋找；或者通過任何其他合適的機(jī)制來計(jì)算。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，這十分容易實(shí)施，部分原因是mpcfo相當(dāng)容易計(jì)算并且每個(gè)獨(dú)特的mpcfo將具有一個(gè)固定的可允許點(diǎn)火分?jǐn)?shù)組。

一般來說，使用mpcfo計(jì)算方法鑒別的該組可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可以視為一組候選點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。如下文將更詳細(xì)論述，還可能希望進(jìn)一步排除一些選定的特定點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，因?yàn)樗鼈儠?huì)激發(fā)車輛共振或引起令人不快的噪聲。這些排除的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可以取決于動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)(如傳動(dòng)齒輪速比)而變化。

循環(huán)模式發(fā)生器124(a)通常被安排成用于選擇在任何給定發(fā)動(dòng)機(jī)速度下最合適的可供使用的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。應(yīng)清楚，很多(事實(shí)上大多數(shù))時(shí)候，命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)125將是不同的，盡管相對(duì)接近請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)123。圖3是比較請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)與在mpcfo為15的情況下可能由一個(gè)代表性調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124產(chǎn)生的傳輸點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的示例性曲線圖。如在圖3中可以看到，僅使用有限數(shù)量的離散點(diǎn)火分?jǐn)?shù)導(dǎo)致了一個(gè)階梯步進(jìn)型傳輸點(diǎn)火分?jǐn)?shù)行為。

如上文指出，請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)123基于將適于在具體點(diǎn)火條件(例如，優(yōu)化點(diǎn)火)下傳輸所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的點(diǎn)火百分比來確定。當(dāng)命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)125不同于請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)123時(shí)，如果氣缸在與確定請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)中設(shè)想的條件完全相同的條件下被點(diǎn)燃，那么發(fā)動(dòng)機(jī)150的實(shí)際輸出將與所希望的輸出不匹配。因此，動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊133(其可以任選實(shí)施為調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124(a)的一部分)還被安排成用于適當(dāng)?shù)卣{(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的一些操作參數(shù)，這樣使得在使用調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)時(shí)，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相匹配。雖然動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊133被示出為一個(gè)獨(dú)立的部件，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，這種功能性可以容易地(并且經(jīng)常會(huì))合并到ecu或其他合適的部件之中。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以容易地改變?cè)S多參數(shù)以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整每次點(diǎn)火傳輸?shù)呐ぞ?，以確保使用該調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相匹配。通過舉例，可以容易地調(diào)整參數(shù)(如油門位置、點(diǎn)火提前/正時(shí)、進(jìn)氣門定時(shí)和排氣門定時(shí)、燃料供應(yīng)等)來提供每次點(diǎn)火所希望的扭矩輸出。

如在圖3中可以看到，對(duì)于除接近0和1的那些以外的所有請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)水平來說，循環(huán)模式發(fā)生器124(a)輸出的離散點(diǎn)火分?jǐn)?shù)水平相對(duì)接近請(qǐng)求水平。如在其他地方所描述，當(dāng)請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)接近1時(shí)，可能優(yōu)選以一種正常工作模式而不是一種跳過點(diǎn)火操作模式來運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可能接近零(如(例如)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在空轉(zhuǎn)時(shí))，可能優(yōu)選以一種正常(非跳過點(diǎn)火)操作模式運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，或者減少每次點(diǎn)火的輸出，這樣使得一個(gè)更高的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)被要求。從控制觀點(diǎn)來說，這通過以下來容易地實(shí)現(xiàn)：(a)簡(jiǎn)單地減少請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器123中利用的參考點(diǎn)火輸出；并且(b)相應(yīng)地調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。

如下文將更詳細(xì)論述，循環(huán)模式發(fā)生器124(a)(或者其他調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器)可以任選包括一個(gè)rpm遲滯模塊和一個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)遲滯模塊。這些模塊用于使因發(fā)動(dòng)機(jī)速度或請(qǐng)求扭矩的微小改變?cè)斐傻腸pg水平的不必要波動(dòng)最小化。遲滯閾值可以隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度和請(qǐng)求扭矩的變化而變化。而且，這些遲滯閾值取決于是否請(qǐng)求增大或減小扭矩而可以是不對(duì)稱的。遲滯水平也可以隨著動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)(如傳動(dòng)齒輪速比或其他車輛參數(shù)(如是否應(yīng)用剎車))的變化而變化。

噪聲

上文所述循環(huán)模式產(chǎn)生方法在減少發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)方面是非常有效的。然而，使用重復(fù)模式存在一些潛在缺點(diǎn)(如果不適當(dāng)解決的話)。首先，如下文將更詳細(xì)解釋，該模式自身的重復(fù)性質(zhì)會(huì)使共振或差頻受到激發(fā)，從而導(dǎo)致一種嗡嗡聲或嗡響聲。其次，一些重復(fù)模式導(dǎo)致跳過氣缸時(shí)間延長(zhǎng)，從而可能引起發(fā)動(dòng)機(jī)的熱問題、機(jī)械問題和/或控制問題。在一個(gè)v8發(fā)動(dòng)機(jī)中，可以表示為分?jǐn)?shù)n/8的所有跳過點(diǎn)火的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)都具有這種潛在問題。例如，一個(gè)1/2的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可能潛在地始終點(diǎn)燃一組四個(gè)汽缸并且從不點(diǎn)燃其他四個(gè)(這基于被點(diǎn)燃的具體氣缸可能是希望的或不希望的)。類似地，一個(gè)1/8的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可能始終點(diǎn)燃一個(gè)氣缸，但從不點(diǎn)燃其他七個(gè)。其他分?jǐn)?shù)也可以顯示出這種特性。當(dāng)然，其他型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)具有類似問題。

為了更好地理解聲學(xué)差頻問題的本質(zhì)，考慮一個(gè)1/3的命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，該命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)傾向于在許多類型的發(fā)動(dòng)機(jī)中非常平滑地運(yùn)轉(zhuǎn)。在這種安排中，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可以通過每三個(gè)氣缸點(diǎn)火來實(shí)施。以1500rpm運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)四沖程v8發(fā)動(dòng)機(jī)每三個(gè)氣缸點(diǎn)火會(huì)導(dǎo)致331/3hz的基頻。在如此高的點(diǎn)火頻率下，駕駛員幾乎檢測(cè)不到振動(dòng)。不幸的是，所得模式的規(guī)律性會(huì)產(chǎn)生聲學(xué)問題。確切地說，實(shí)際氣缸點(diǎn)火的順序每24個(gè)機(jī)會(huì)重復(fù)來點(diǎn)火。因此，如果個(gè)別氣缸點(diǎn)火具有略微不同的聲學(xué)特征(由于如排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)等因素，這是常見的)，那么可以產(chǎn)生4.2hz的聲學(xué)差頻。這種差頻可以發(fā)生的原因在于雖然在1500rpm下每三個(gè)氣缸點(diǎn)火會(huì)導(dǎo)致331/3hz的基頻，但在一個(gè)八氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，完全相同的氣缸點(diǎn)火模式每24個(gè)點(diǎn)火機(jī)會(huì)進(jìn)行重復(fù)。在1500rpm下，每秒存在100個(gè)點(diǎn)火機(jī)會(huì)，從而導(dǎo)致完全相同的氣缸順序每秒重復(fù)約4.2次(即100÷24≈4.2)。因此，存在產(chǎn)生約4.2hz的差頻的潛力。這種差頻有時(shí)對(duì)車輛乘坐者來說是可察覺的并且當(dāng)可以感知時(shí)，就會(huì)在聲學(xué)上變得令人討厭。在另一方面，該差頻足夠低以至于觀察者需要花費(fèi)一些時(shí)間才能認(rèn)識(shí)到它。因此，當(dāng)在相同點(diǎn)火分?jǐn)?shù)下持續(xù)驅(qū)動(dòng)車輛數(shù)秒時(shí)，在其他情況下不會(huì)引人注意的聲學(xué)共振會(huì)變得明顯起來。當(dāng)然，可以存在同樣可以受到激發(fā)的許多其他共振差頻。

在實(shí)踐中，已觀察到在一些發(fā)動(dòng)機(jī)中，少數(shù)允許的循環(huán)點(diǎn)火模式/點(diǎn)火分?jǐn)?shù)產(chǎn)生不希望的聲學(xué)特征。事實(shí)上，一些最平滑的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(如1/3和1/2)有時(shí)易于產(chǎn)生不希望的聲學(xué)特征。在一些情況下，這些不希望的聲學(xué)特征與上文論述的共振差頻的類型相關(guān)聯(lián)，這些共振差頻的類型似乎與排氣路徑的特征和/或駐留頻率相關(guān)。在其他情況下(例如，在使用1/2時(shí))，噪聲可能與切換至氣缸排或組或在氣缸排或組之間切換相關(guān)聯(lián)。對(duì)于任何特定發(fā)動(dòng)機(jī)和任何特定車輛(具有它們的相關(guān)聯(lián)的排氣系統(tǒng)等)來說，可以容易地鑒別產(chǎn)生不希望的聲學(xué)噪聲的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)/發(fā)動(dòng)機(jī)速度組合。這種鑒別可以通過經(jīng)驗(yàn)或分析來實(shí)現(xiàn)。

聲學(xué)噪聲問題能夠以多種不同方式解決。例如，易于產(chǎn)生不希望的聲學(xué)噪聲的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可以相對(duì)容易地根據(jù)經(jīng)驗(yàn)鑒別，并且調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器可以被設(shè)計(jì)來排除在特定操作條件下使用這類分?jǐn)?shù)。在一個(gè)這種安排中，可以使用下一個(gè)更高或下一個(gè)最接近的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)來代替感知到可能產(chǎn)生聲學(xué)噪聲的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。在其他實(shí)施例中，命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)與計(jì)算點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間可以存在少量偏移，如下文將更詳細(xì)描述。雖然首先在循環(huán)模式發(fā)生器124(a)的背景中論述了聲學(xué)噪聲問題，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，基本聲學(xué)問題可應(yīng)用于任何點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元的設(shè)計(jì)之中。

還觀察到，聲學(xué)噪聲問題并不總是嚴(yán)格地是點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的函數(shù)。相反，包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度、齒輪等的其他變量可能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)操作的聲學(xué)特征具有影響。因此，調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元可以被安排成用于避免使用產(chǎn)生這種不希望的聲學(xué)噪聲的任何點(diǎn)火分?jǐn)?shù)/發(fā)動(dòng)機(jī)速度/齒輪組合。在利用查找表來確定適當(dāng)?shù)恼{(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)125的實(shí)施例中，可以簡(jiǎn)單地從可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)組中消除任何具有不希望的聲學(xué)特征的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。在實(shí)時(shí)計(jì)算(例如，以算法方式或使用邏輯)命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)125的實(shí)施例中，可以首先計(jì)算一個(gè)建議點(diǎn)火分?jǐn)?shù)并且之后可以檢查該建議點(diǎn)火分?jǐn)?shù)以確保該建議點(diǎn)火分?jǐn)?shù)不是一個(gè)禁止點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。如果結(jié)果證明一個(gè)建議點(diǎn)火分?jǐn)?shù)是被禁止的，那么可以選擇一個(gè)相鄰的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(例如，下一個(gè)更高的點(diǎn)火分?jǐn)?shù))來代替該禁止點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。這種檢查可以使用任何合適的技術(shù)來進(jìn)行。通過舉例，使用發(fā)動(dòng)機(jī)速度作為一個(gè)索引的一個(gè)查找表可以用于鑒別對(duì)于任何給定發(fā)動(dòng)機(jī)速度來說被禁止的潛在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。

另一種方法將是簡(jiǎn)單地將充分緩解聲學(xué)噪聲的一個(gè)因素添加到禁止點(diǎn)火分?jǐn)?shù)中。例如，如果已知一個(gè)建議點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(如1/3)具有不希望的聲學(xué)特征，那么可以使用一個(gè)不同的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(例如17/50或7/20)代替該建議點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。這些分?jǐn)?shù)幾乎具有為1/3的相同點(diǎn)火頻率，所以將僅要求稍微減小每個(gè)點(diǎn)火扭矩以使輸出扭矩大致上與請(qǐng)求扭矩相匹配。同樣，實(shí)際偏移可以基于具體的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件來預(yù)設(shè)或計(jì)算。

可以用于解決潛在的聲學(xué)問題的另一種機(jī)制是有時(shí)打破由點(diǎn)火控制器產(chǎn)生的重復(fù)模式。為了預(yù)防在僅某些氣缸被點(diǎn)燃/未被點(diǎn)燃的情況中產(chǎn)生的熱問題和機(jī)械問題，這也可能是希望的。打破循環(huán)模式的一種方法是使控制器不定期地添加一次額外的點(diǎn)火。這能夠以多種方式來實(shí)現(xiàn)。在圖4示出的實(shí)施例中，提供了一個(gè)額外點(diǎn)火插入器272，該點(diǎn)火插入器可以被編程，以有時(shí)少量增大輸入點(diǎn)火控制器230的值。這具有增大請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的作用并且將產(chǎn)生一些額外的點(diǎn)火。例如，如果插入器使命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)增大1％持續(xù)延長(zhǎng)的時(shí)期，那么點(diǎn)火控制器將每100個(gè)點(diǎn)火機(jī)會(huì)提供一次額外的點(diǎn)火?？梢愿淖冞@些額外點(diǎn)火的頻率和一般正時(shí)來滿足任何具體設(shè)計(jì)的需要，但通常希望保持相當(dāng)?shù)偷念~外點(diǎn)火數(shù)，這樣使得它們不會(huì)顯著影響發(fā)動(dòng)機(jī)總輸出。通過舉例，將由命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)信號(hào)125指導(dǎo)的點(diǎn)火百分比增大約0.5％至5％通常足以充分打破這些模式以顯著減少聲學(xué)噪聲。在示出的實(shí)施例中，插入器位于點(diǎn)火控制器230的上游。然而，還應(yīng)清楚的是，這些額外點(diǎn)火可以在多個(gè)位置處引入到點(diǎn)火控制單元邏輯中以實(shí)現(xiàn)相同的功能。

插入器272也可以被編程以插入僅與特定點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(例如，被認(rèn)為具有聲學(xué)問題或其他問題的點(diǎn)火分?jǐn)?shù))相關(guān)聯(lián)的另外的點(diǎn)火(例如，增大點(diǎn)火分?jǐn)?shù))。相反地，該插入器可以被安排成用于不插入與特定點(diǎn)火分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的另外的點(diǎn)火。在一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)方式中，該插入器可以包括用于鑒別額外點(diǎn)火插入的頻率的一個(gè)二維查找表(該二維查找表針對(duì)任何具體的操作狀態(tài)可以是零、正數(shù)或負(fù)數(shù))，其中一個(gè)索引是請(qǐng)求扭矩或命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)并且另一個(gè)是發(fā)動(dòng)機(jī)速度。當(dāng)然，更高或更低維度的查找表以及使用其他索引(例如，齒輪)和/或多種算法以及其他方法的表同樣可以用于確定插入的頻率。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可能同樣希望隨機(jī)化這些插入的正時(shí)。仍然在其他實(shí)現(xiàn)方式中，可能希望隨著時(shí)間改變插入的量值(例如，對(duì)于一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)輸入來說，第一短周期增加1％，之后增加2％插入并且然后增加零插入)。因此，可以廣泛改變插入的性質(zhì)來滿足任何具體應(yīng)用的需要。

打破模式的另一種方法是將高頻抖動(dòng)引入到cpg命令信號(hào)中。高頻抖動(dòng)可以被視為疊加在主信號(hào)或第二信號(hào)上的一個(gè)隨機(jī)類噪聲信號(hào)。如果需要，那么除另外的點(diǎn)火之外或代替這些另外的點(diǎn)火，可以由插入器272引入該高頻抖動(dòng)。在其他實(shí)現(xiàn)方式中，可以在點(diǎn)火控制器230內(nèi)內(nèi)部地引入該高頻抖動(dòng)(或者插入器272的任何其他功能)。

下文相對(duì)于圖6和圖7論述了緩解聲學(xué)問題的另外其他方法。另外，應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，除了控制點(diǎn)火分?jǐn)?shù)和點(diǎn)火順序之外，一些聲學(xué)問題還可以通過車輛機(jī)械設(shè)計(jì)來解決。點(diǎn)火順序控制算法與車輛機(jī)械設(shè)計(jì)的復(fù)雜度之間可能存在一個(gè)權(quán)衡，其中本領(lǐng)域技術(shù)人員可以確定一個(gè)成本有效的工程解決方案。

平滑操作

已觀察到在常規(guī)跳過點(diǎn)火控制器(該控制器典型地利用一小組有效點(diǎn)火分?jǐn)?shù))中，一些更為明顯的發(fā)動(dòng)機(jī)粗糙度傾向于與不同點(diǎn)火模式之間的過渡相關(guān)聯(lián)。上文相對(duì)于圖1所述的跳過點(diǎn)火控制器的一個(gè)特征在于基于σ-δ的點(diǎn)火控制器(驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器)130固有地?cái)U(kuò)展點(diǎn)火命令，甚至是在改變命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的中途。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，點(diǎn)火命令的這種擴(kuò)展具有若干不希望的效果。首先，該擴(kuò)展傾向于使發(fā)動(dòng)機(jī)在任何給定點(diǎn)火分?jǐn)?shù)下的操作平滑，這是因?yàn)辄c(diǎn)火傾向于相當(dāng)均勻地?cái)U(kuò)展。另外，該擴(kuò)展幫助使不同點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡平滑，因?yàn)棣?δ轉(zhuǎn)換器的累加器功能有效地追蹤先前已被請(qǐng)求但尚未被傳輸?shù)囊粋€(gè)點(diǎn)火的部分–并且因此點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡并不傾向于像沒有這種追蹤將觀察到的一樣中斷。換句話說，該σ-δ轉(zhuǎn)換器有效地追蹤了已被請(qǐng)求(例如，被命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)信號(hào)125請(qǐng)求)但尚未得到指導(dǎo)(例如，以驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)113的形式指導(dǎo))的一個(gè)點(diǎn)火的部分。對(duì)最近點(diǎn)火的這種追蹤或“記憶”促進(jìn)了一個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)與點(diǎn)火順序中任何點(diǎn)處的下一個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡，這是相當(dāng)有利的。也就是說，一種模式?jīng)]有必要在一個(gè)不同的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)被命令之前完成一個(gè)循環(huán)。

再者，一些描述的實(shí)現(xiàn)方式涵蓋一個(gè)基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度(rpm)的時(shí)鐘的使用。使用一個(gè)基于rpm的時(shí)鐘的一個(gè)潛在伴隨問題是每次氣缸點(diǎn)火傾向于引起發(fā)動(dòng)機(jī)rpm的明顯改變。從控制觀點(diǎn)來說，這會(huì)有效地引起時(shí)鐘的跳動(dòng)，該跳動(dòng)會(huì)不利地影響控制器。使用一個(gè)rpm時(shí)鐘的控制器中的點(diǎn)火的更為均勻的擴(kuò)展的另一個(gè)益處在于該擴(kuò)展還傾向于減少時(shí)鐘跳動(dòng)的不利影響。

雖然基于σ-δ的點(diǎn)火控制器(以及其他相似類型的轉(zhuǎn)換器)為使發(fā)動(dòng)機(jī)操作平滑做出很多，但仍存在可以用于幫助進(jìn)一步使該發(fā)動(dòng)機(jī)操作平滑的許多其他控制特征。再次參考圖4，將描述可以添加至任何描述的跳過點(diǎn)火控制器或與其一起使用來進(jìn)一步改善受控發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛的平滑度和運(yùn)行性能的若干另外的部件和控制方法。在圖4的實(shí)施例中，點(diǎn)火控制單元220包括一個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元224、一對(duì)低通濾波器270、274，以及一個(gè)點(diǎn)火控制器230(以及任選插入器272)。在這個(gè)實(shí)施例中，動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊133也負(fù)責(zé)確定所希望的進(jìn)氣質(zhì)量(mac)和/或希望用于幫助確保實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出相匹配的其他發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置。點(diǎn)火控制器230可以采用一個(gè)σ-δ轉(zhuǎn)換器或傳輸命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的任何其他轉(zhuǎn)換器的形式。

已觀察到在穩(wěn)定狀態(tài)操作期間，大多數(shù)駕駛員在駕駛時(shí)無法將他們的腳完美地仍然保持在加速器踏板上。也就是說，大多數(shù)駕駛員的腳在駕駛期間甚至是在他們?cè)噲D使踏板保持穩(wěn)定時(shí)都傾向于略微上下振蕩。這被認(rèn)為部分歸因于生理因素并且部分歸因于道路固有的振動(dòng)。無論何種原因，這類振蕩都會(huì)轉(zhuǎn)化成請(qǐng)求扭矩的微小振動(dòng)，從而會(huì)潛在地引起相鄰點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間相對(duì)頻繁的來回切換，如果這些振蕩恰好超過一個(gè)閾值，那么這通常會(huì)引起點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器在兩個(gè)不同點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間切換。點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間這類頻繁的來回切換通常是不希望的并且典型地不會(huì)反映駕駛員實(shí)際上改變發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的任何意圖。多種不同的機(jī)制可以用于緩解加速器踏板信號(hào)110中這類微小振動(dòng)的影響。通過舉例，在一些實(shí)施例中，提供一個(gè)預(yù)濾波器261來過濾出這類微小輸入信號(hào)振蕩。該預(yù)濾波器可以用于有效地消除輸入信號(hào)110中被認(rèn)為是駕駛員不期望的一些微小振蕩振動(dòng)。在其他實(shí)施例中，除預(yù)濾波器261之外或代替該預(yù)濾波器，在命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的確定中，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元224可以被安排成用于應(yīng)用遲滯至加速器踏板輸入信號(hào)110，或否則忽略加速器踏板輸入信號(hào)110中的微小振蕩振動(dòng)。這可以容易地通過使用一個(gè)遲滯常數(shù)來實(shí)現(xiàn)，該遲滯常數(shù)要求輸入信號(hào)110在請(qǐng)求/命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)做出任何改變之前改變一個(gè)設(shè)定量。當(dāng)然，這種遲滯常數(shù)的值可以廣泛地變化來滿足任何具體應(yīng)用的需要。類似地，除一個(gè)常數(shù)之外，遲滯閾值還可以采用扭矩請(qǐng)求百分比變化的形式或使用其他合適的閾值函數(shù)。

仍然在其他應(yīng)用中，扭矩遲滯可以由一個(gè)扭矩計(jì)算器、ecu或作為確定請(qǐng)求扭矩的一部分的其他部件來應(yīng)用。所使用的實(shí)際扭矩遲滯閾值和/或所使用的應(yīng)用遲滯的性質(zhì)可以廣泛地變化來滿足所希望的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

重要的是認(rèn)識(shí)到將相關(guān)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元122、224等局限于僅改變請(qǐng)求/命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)以響應(yīng)大于一個(gè)閾值量的輸入信號(hào)振動(dòng)并不意指點(diǎn)火控制單元120、220等不傳輸遵循駕駛員請(qǐng)求的一個(gè)實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。相反，該輸入信號(hào)的任何較小的振動(dòng)能夠通過適當(dāng)?shù)馗淖儼l(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置(例如，進(jìn)氣質(zhì)量)同時(shí)使用相同的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)以一種更傳統(tǒng)的方式來處理。

在此描述的一些點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器的一個(gè)特別值得注意的特征在于可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的數(shù)量基于發(fā)動(dòng)機(jī)的操作速度是或可能是可改變的。也就是說，在較高發(fā)動(dòng)機(jī)速度下可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的數(shù)量可能大于(并且潛在地顯著大于)在較低發(fā)動(dòng)機(jī)速度下可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的數(shù)量。這個(gè)特征相當(dāng)不同于常規(guī)跳過點(diǎn)火控制器，該常規(guī)跳過點(diǎn)火控制器通常被局限于使用獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的一個(gè)相對(duì)較小的固定的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)組。通過舉例，上文所述的循環(huán)模式發(fā)生器124(a)的算法實(shí)現(xiàn)方式被安排成用于動(dòng)態(tài)地計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間可能的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)狀態(tài)的數(shù)量和值。因此，該組可能的操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)將在mpcfo整數(shù)值改變的任何時(shí)間發(fā)生改變。當(dāng)然，在其他(例如，基于表的)實(shí)現(xiàn)方式中，更多點(diǎn)火分?jǐn)?shù)變得可供使用時(shí)所處的閾值能夠以不同方式改變。

無論如何，由于命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可以隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化而部分地發(fā)生變化，所以可能存在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的小變化將引起命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的改變的情況。已觀察到點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡傾向于是不希望的振動(dòng)和/或聲學(xué)噪聲的一個(gè)潛在來源并且相鄰點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的快速來回波動(dòng)往往是特別不希望的。為了幫助降低這類波動(dòng)的頻率，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元124、124(a)、224等可以被安排成用于提供一個(gè)基于動(dòng)態(tài)rpm的遲滯，這樣使得發(fā)動(dòng)機(jī)速度的相對(duì)較小的振動(dòng)不會(huì)引起點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的改變。

為了更好地說明問題的本質(zhì)，考慮利用一個(gè)循環(huán)模式發(fā)生器(cpg)124(a)來確定命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的一個(gè)點(diǎn)火控制單元120、220。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，每次氣缸點(diǎn)火都可能各自引起發(fā)動(dòng)機(jī)速度(rpm)的一個(gè)不可忽略的改變。因此，如果發(fā)動(dòng)機(jī)在接近閾值的速度下在cpg水平之間操作，那么特定氣缸的連續(xù)點(diǎn)火和不點(diǎn)火將會(huì)使控制器在cpg水平之間來回波動(dòng)并且因此使命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)來回波動(dòng)，而這是不希望的。(注意，輸入或請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的一個(gè)范圍映射到一個(gè)公用命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，即一個(gè)公用cpg水平上)。因此，在這種實(shí)現(xiàn)方式中，希望確保發(fā)動(dòng)機(jī)速度的一個(gè)改變?cè)谘h(huán)模式發(fā)生器124(a)實(shí)際上將一個(gè)初始cpg水平改變至一個(gè)不同的cpg水平之前高于一個(gè)最小步進(jìn)值。任何具體控制器設(shè)計(jì)中應(yīng)用的rpm遲滯的量可以發(fā)生變化以滿足具體車輛控制方案的需要。然而，通過舉例，適用于描述的循環(huán)模式發(fā)生器124(a)實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)公式如下：

rpm遲滯＝(高通截止頻率*120/#氣缸)

其中高通截止頻率(highpasscutofffrequency)是指示了一個(gè)點(diǎn)火指令的重復(fù)模式每秒預(yù)期重復(fù)的最小次數(shù)的重復(fù)閾值-例如上文提供的實(shí)例中的8hz，并且#氣缸是發(fā)動(dòng)機(jī)具有的氣缸數(shù)量。如上文所論述，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可能希望隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度、齒輪或其他因素的變化而變化高通截止頻率。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，rpm遲滯的應(yīng)用水平也可以隨著這類因素的變化而變化。

在其他應(yīng)用中，可能希望使用一個(gè)預(yù)定的rpm遲滯閾值(即，要求發(fā)動(dòng)機(jī)速度變化大于一個(gè)指定值(例如，200rpm))或基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度百分比的一個(gè)rpm遲滯(例如，要求發(fā)動(dòng)機(jī)速度變化大于一個(gè)指定發(fā)動(dòng)機(jī)速度百分比(例如，標(biāo)稱發(fā)動(dòng)機(jī)速度的5％))。當(dāng)然，用于這類閾值的實(shí)際值可以廣泛地變化以滿足任何具體應(yīng)用的需要。

在另一個(gè)具體的實(shí)現(xiàn)方式中，可以提供一個(gè)鎖存器來保持在最近的發(fā)動(dòng)機(jī)速度波動(dòng)中觀察到的一個(gè)最小發(fā)動(dòng)機(jī)速度值(例如，rpm)。鎖存的發(fā)動(dòng)機(jī)速度之后僅在觀察到發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化超過rpm遲滯時(shí)增大。這個(gè)鎖存的發(fā)動(dòng)機(jī)速度然后可以用于要求發(fā)動(dòng)機(jī)速度作為一個(gè)計(jì)算或查找表的一部分的不同計(jì)算之中。這類計(jì)算的實(shí)例可能包括用于mpcfo的計(jì)算或用作不同查找表的索引等的發(fā)動(dòng)機(jī)速度。在某些計(jì)算中使用這個(gè)鎖存的最小發(fā)動(dòng)機(jī)速度值的一些優(yōu)點(diǎn)在于：(a)它幫助確保對(duì)扭矩請(qǐng)求減小(例如，在駕駛員釋放加速器踏板時(shí))的快速響應(yīng)；以及(b)確保高通截止頻率不下降到請(qǐng)求值以下。

瞬態(tài)響應(yīng)

采用基于描述的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)管理的跳過點(diǎn)火控制器，在命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)做出改變的任何時(shí)間都將典型地存在請(qǐng)求進(jìn)氣質(zhì)量(mac)的一個(gè)步進(jìn)改變。然而，在許多情況下，油門的響應(yīng)時(shí)間和與增大或減小穿過進(jìn)氣歧管來提供mac的所請(qǐng)求改變的氣流流率相關(guān)聯(lián)的固有延遲是如此以使得如果存在請(qǐng)求mac的一個(gè)步進(jìn)改變，那么在接下來幾個(gè)點(diǎn)火機(jī)會(huì)期間實(shí)際上可供使用的空氣量(即，實(shí)際mac)可以略微不同于請(qǐng)求mac。因此，在這類情況下，實(shí)際上可供用于接下來的命令點(diǎn)火(或接下來幾個(gè)命令點(diǎn)火)的mac可以略微不同于請(qǐng)求mac。通常有可能預(yù)測(cè)和改正這類錯(cuò)誤。

在圖4示出的實(shí)施例中，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器224的輸出在它傳輸?shù)近c(diǎn)火控制器230之前通過一對(duì)濾波器270、274。濾波器270和274(這些濾波器可以是低通濾波器)緩解命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)中的任何步進(jìn)變化的影響，這樣使得在較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)擴(kuò)展點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的變化。這種“擴(kuò)展”或延遲可以幫助使不同命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的過渡平滑并且還可以用于幫助補(bǔ)償改變發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的機(jī)械延遲。

具體來說，濾波器270使不同命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(例如，不同的cpg水平)之間的突然過渡平滑以提供對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)行為的更好響應(yīng)并且因此避免一種沖擊的瞬態(tài)響應(yīng)。在cpg水平之間的過渡期間在非cpg水平下操作通常是可接受的，因?yàn)轫憫?yīng)的瞬態(tài)性質(zhì)避免了產(chǎn)生低頻率振動(dòng)。

如前文所論述，在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元224指導(dǎo)命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的一個(gè)改變時(shí)，也將典型地使動(dòng)力傳動(dòng)系調(diào)整模塊133指導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置(例如，可以用于控制歧管壓力/進(jìn)氣質(zhì)量的油門位置)的一個(gè)相應(yīng)的改變。從濾波器270的響應(yīng)時(shí)間不同于用于實(shí)施指導(dǎo)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置的改變的一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)時(shí)間的意義上來說，請(qǐng)求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與傳輸?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)輸出之間可以存在失配。事實(shí)上，在實(shí)踐中，與實(shí)施這類改變相關(guān)聯(lián)的機(jī)械響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于點(diǎn)火控制單元的時(shí)鐘速度。例如，歧管壓力的命令改變可以涉及改變油門位置，這具有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的機(jī)械時(shí)間延遲并且存在該油門的實(shí)際移動(dòng)與所希望的歧管壓力的實(shí)現(xiàn)之間的另一個(gè)時(shí)間延遲。最終結(jié)果是在單個(gè)點(diǎn)火機(jī)會(huì)的時(shí)間范圍內(nèi)經(jīng)常是不可能實(shí)施某些發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置的命令改變的。如果不加以應(yīng)對(duì)的話，那么這些延遲將導(dǎo)致請(qǐng)求發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)輸出之間的差異。在示出的實(shí)施例中，提供濾波器274來幫助減少這類偏差。更確切地說，對(duì)濾波器274進(jìn)行縮放，因此它的輸出以與發(fā)動(dòng)機(jī)行為相似的速率改變；例如，它可以大致上與進(jìn)氣歧管填充/未填充動(dòng)力學(xué)相匹配。

在圖4示出的實(shí)施例中，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元224的輸出225(a)通過濾波器270，從而產(chǎn)生信號(hào)225(b)。如果使用了一個(gè)插入器272，那么在這個(gè)階段它的輸出通過加法器226來添加，從而產(chǎn)生信號(hào)225(c)。當(dāng)然，如果未使用插入器(或者未應(yīng)用插入)，那么信號(hào)225(b)和225(c)將是相同的。這個(gè)信號(hào)225(c)優(yōu)選地是在確定適當(dāng)?shù)膭?dòng)力傳動(dòng)系設(shè)置中由動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)調(diào)整模塊133可見并且使用的命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，這樣使得這些發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置經(jīng)過適當(dāng)?shù)赜?jì)算來傳輸針對(duì)考慮了濾波器270和(如果存在)插入器272的影響的命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的所希望的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。然而，信號(hào)225(c)在它實(shí)際上作為命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)225(d)傳輸?shù)近c(diǎn)火控制器230之前通過濾波器274。如上文所述，濾波器274被安排成用于幫助解決改變發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置中固有的瞬態(tài)響應(yīng)延遲。因此，濾波器274幫助確保點(diǎn)火控制器230實(shí)際上要求的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)能解決這類固有的延遲。

應(yīng)清楚的是，完成由濾波器270賦予的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間的命令過渡的延遲在大多數(shù)情況下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的總體響應(yīng)來說將是無關(guān)緊要的。然而，存在可能不希望這種延遲的時(shí)候，如(例如)在請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)存在大的改變時(shí)。為了適應(yīng)這類情況，濾波器可以結(jié)合一個(gè)旁通模式，該旁通模式使點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元224的輸出225(a)在指導(dǎo)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的大改變時(shí)直接傳遞到點(diǎn)火控制器230中。這類旁通式濾波器的設(shè)計(jì)在濾波器設(shè)計(jì)領(lǐng)域中是熟知的。例如，濾波器內(nèi)部設(shè)置可以重新初始化以便于迫使該濾波器的輸出達(dá)到一個(gè)預(yù)定值。

多種低通濾波器設(shè)計(jì)可以用于實(shí)施低通濾波器270和274二者。這些濾波器的結(jié)構(gòu)可以發(fā)生變化以滿足任何具體應(yīng)用的需要?？商娲?，傳感器可以被安排成用于將積極監(jiān)測(cè)map時(shí)間演變的信號(hào)饋入點(diǎn)火控制單元220中。給出這種信息和一個(gè)精確的map模型后，濾波器274可以基于這種信息來調(diào)整。在一些具體實(shí)施例中，低通iir(無限脈沖響應(yīng))濾波器用作濾波器270和274并且已發(fā)現(xiàn)這些濾波器工作起來特別良好。與命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)信號(hào)225和點(diǎn)火控制器230類似，這種iir濾波器優(yōu)選以每次點(diǎn)火機(jī)會(huì)計(jì)時(shí)。接下來解釋適用于這種應(yīng)用的一個(gè)具體一階iir濾波器設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。雖然描述了一個(gè)具體的濾波器設(shè)計(jì)，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，同樣可以利用包括fir(有限脈沖響應(yīng))濾波器等的多種多樣其他低通濾波器。

如熟悉濾波器設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，具有取樣時(shí)間t的離散一階iir濾波器的公式將是：

yn＝ct*xn+(1-ct)y(n-1)

然而，在描述的實(shí)施例中，時(shí)鐘是可變的并且依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)速度。因此，為了將一階iir濾波器從一個(gè)常數(shù)采樣時(shí)間轉(zhuǎn)換成基于曲軸角度的一個(gè)可變采樣時(shí)間一階濾波器，系數(shù)必須重新計(jì)算如下：

cf＝(ct/t)*(60/rpm)/(#氣缸2)

cf＝(2*ct/t)*(60/rpm)/(#氣缸)

cf＝k*(60/rpm)/(#氣缸)

其中濾波器的系數(shù)ct和cf分別用于一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)“t”濾波器和一個(gè)角度或點(diǎn)火分?jǐn)?shù)基準(zhǔn)“f”濾波器。

因此，具有與以上提到的時(shí)間基準(zhǔn)iir濾波器相同的特征的一個(gè)一階iir濾波器的公式將是：

yf＝cf*xf+(1-cf)y(f-1)

雖然已描述了一個(gè)具體的一階iir濾波器，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，包括更高階iir濾波器和其他合適的濾波器的其他濾波器可以容易地用于代替描述的離散一階iir濾波器。

扭曲點(diǎn)火分?jǐn)?shù)

在上文所述的方法中，鑒別了具有良好振動(dòng)(或nvh)特征的一組操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)并且在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，點(diǎn)火分?jǐn)?shù)確定單元224著重使用這些點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。該組操作點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可以通過分析、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或使用其他合適的方法來獲得。將一個(gè)跳過點(diǎn)火控制器限制于使用這類點(diǎn)火分?jǐn)?shù)可以顯著減少發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)。查看這種方法的一種方式是觀察到請(qǐng)求扭矩的范圍被映射到單個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，從而導(dǎo)致該請(qǐng)求扭矩與命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間如圖3中所示的一個(gè)階梯步進(jìn)式映射。換句話說，在這種方法中，命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)在一個(gè)扭矩請(qǐng)求范圍內(nèi)(在圖3中反映為一個(gè)請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)范圍)保持恒定。

在相對(duì)于圖2描述的實(shí)施例中，披露了用于鑒別某些點(diǎn)火分?jǐn)?shù)值的一種具體方法，這些點(diǎn)火分?jǐn)?shù)值已知用于降低由以跳過點(diǎn)火模式操作發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)量。為了便于描述，那些點(diǎn)可以稱為cpg點(diǎn)，但這類點(diǎn)可以通過分析、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或使用混合技術(shù)來確定。在實(shí)踐中，在使用十分接近一個(gè)cpg點(diǎn)但并不與其完全相同的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的情況下，觀察到的振動(dòng)將不會(huì)急劇攀升。相反地，雖然關(guān)系遠(yuǎn)不是線性的，但離任何cpg點(diǎn)越遠(yuǎn)的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的振動(dòng)特征傾向于越差。這種特征可以(例如)在圖5中以圖形形式看出，該圖5示出了在cpg點(diǎn)1/3處附近的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)下的測(cè)量的縱向加速(振動(dòng)的一個(gè)尤其顯著的特征)。將參考圖6至圖7描述的一個(gè)替代的調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124(b)中利用了這種特征。

在這個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器124被安排成用于以一種方式將請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(或請(qǐng)求扭矩)映射到命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)，該方式有些類似于圖3的階梯步進(jìn)式方法，但區(qū)別在于“階梯”的延伸部分375被設(shè)計(jì)成具有輕微的斜率(即不是水平的)而“階梯”的上升部分377具有更陡峭的斜率，如可以在圖6和圖7二者中看出。從概念上來說，以這種方式將請(qǐng)求扭矩(或請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù))映射到一個(gè)命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)125的一個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器具有若干有趣的特征。

通過將一個(gè)輕微的斜率添加到階梯的延伸部分，與一個(gè)請(qǐng)求扭矩范圍相關(guān)聯(lián)的命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)125被扭曲，這樣使得它停留在一個(gè)目標(biāo)cpg點(diǎn)附近，但并不是恒定的。以此方式，振動(dòng)被減少，因?yàn)榻咏點(diǎn)pg點(diǎn)的值也傾向于具有良好的振動(dòng)特征。同時(shí)，聲學(xué)共振極少可能受到激發(fā)，特別是在請(qǐng)求扭矩/點(diǎn)火分?jǐn)?shù)持續(xù)變化，甚至是變化很小量的情況下。如上文指出，研究已發(fā)現(xiàn)事實(shí)上即使是在穩(wěn)定狀態(tài)驅(qū)動(dòng)條件下，加速器踏板輸出的信號(hào)也傾向于輕微振蕩?？梢岳幂斎胄盘?hào)的這種固有特征來幫助減少聲學(xué)共振。

階梯的上升部分從概念上來說可以被認(rèn)為代表cpg階段之間的過渡。通過推測(cè)，這些過渡區(qū)域通常反映具有不太希望的振動(dòng)特征的區(qū)域。如果這個(gè)區(qū)域中映射的斜率相對(duì)較陡，那么cpg階段之間的過渡將相對(duì)較快，這意指從概率上來說，請(qǐng)求扭矩將處于這些過渡區(qū)域中的時(shí)間量相對(duì)較低。通過最小化點(diǎn)火控制器130、230經(jīng)過指導(dǎo)來輸出處于這些過渡區(qū)域內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的時(shí)間，顯著降低了產(chǎn)生不希望的振動(dòng)的可能性并且可以獲得良好的nvh特征。

存在可以用于產(chǎn)生具有這種性質(zhì)的映射的許多算法。一種簡(jiǎn)單的方法是一種分段線性映射。這種映射可以容易地通過以下內(nèi)容來表征：(1)一組希望的操作點(diǎn)(例如，cpg點(diǎn))；(2)規(guī)定操作點(diǎn)附近的映射的斜率的一個(gè)參數(shù)；以及(3)規(guī)定處于這些操作點(diǎn)之間的中間處置處的點(diǎn)的映射的斜率的一個(gè)參數(shù)。該組操作點(diǎn)可以使用任何合適的方法(例如，以算法方式、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)等)來鑒別。注意，先前描述的cpg點(diǎn)針對(duì)這個(gè)目的工作得特別良好，并且下文描述使用cpg點(diǎn)作為操作點(diǎn)。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，使用cpg點(diǎn)當(dāng)然并非必要條件。這些cpg點(diǎn)附近的映射的斜率(se)與階梯的延伸部分375的斜率相對(duì)應(yīng)。這個(gè)斜率(se)將小于1并且優(yōu)選顯著小于1。通過舉例，1/3或更小以及更優(yōu)選地0.1或更小的斜率能良好地工作。處于這些cpg點(diǎn)之間的中間位置處的點(diǎn)的映射的斜率(sm)與階梯的上升部分377的斜率對(duì)應(yīng)。這個(gè)斜率(sm)將大于1(并且優(yōu)選顯著大于1，例如3或更大，并且更優(yōu)選地10或更大)。在示出的實(shí)施例中，階梯的上升部分的中心位于cpg點(diǎn)之間的中點(diǎn)處，這能良好地工作，但是這同樣并非嚴(yán)格的必要條件。

采用這組限制條件，完全確定了從輸入點(diǎn)火分?jǐn)?shù)至輸出點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的映射。給出以上參數(shù)后，在任何時(shí)間都可以使用以下算法來計(jì)算該輸出點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。

步驟1：找出輸入點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(cpglo)下方的最大cpg點(diǎn)以及輸入點(diǎn)火分?jǐn)?shù)(cpghi)上方的最小cpg點(diǎn)。

步驟2：計(jì)算cpglo與cpghi的中點(diǎn)(mp)。

步驟3：確定通過cpglo具有斜率se的一條線與通過mp具有斜率sm的一條直線的交點(diǎn)。這是低分割點(diǎn)(bplo)。

步驟4：確定通過cpghi具有斜率se的一條直線與通過mp具有斜率sm的一條直線的交點(diǎn)。這是高分割點(diǎn)(bphi)。

步驟5：確定該請(qǐng)求點(diǎn)火分?jǐn)?shù)位于哪個(gè)分段。三個(gè)分段分別：a)在cpglo與bplo之間；b)在bplo與bphi之間；以及c)在bphi與cpghi之間。

步驟6：使用相應(yīng)的線(表示為一個(gè)線性方程)來計(jì)算該輸出點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。

在即時(shí)計(jì)算線段的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，步驟1至5僅在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)從一個(gè)分段移到另一個(gè)時(shí)或在這些輸入?yún)?shù)之一(例如，該組可供使用的cpg點(diǎn))改變時(shí)需要進(jìn)行計(jì)算。因此，僅最后步驟將每次點(diǎn)火機(jī)會(huì)都需要計(jì)算。當(dāng)然，前五個(gè)步驟的結(jié)果還可以容易地以查找表形式實(shí)施以更進(jìn)一步簡(jiǎn)化計(jì)算。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，cpg點(diǎn)之間的一個(gè)或多個(gè)線段的形狀可以容易地使用這種方法來定制，并且這些分段可以容易地使用不同于相鄰cpg點(diǎn)之間的中點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)中間點(diǎn)來限定。

點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的這種描述的扭曲是緊湊的并且易于計(jì)算。這還有益于降低在使用單個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)持續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間段時(shí)更有可能發(fā)生的聲學(xué)共振建立的幾率。輸入點(diǎn)火分?jǐn)?shù)到輸出點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的映射的性質(zhì)使發(fā)動(dòng)機(jī)偏好在低振動(dòng)區(qū)域內(nèi)操作。這兩個(gè)目的(即，停留在一個(gè)振動(dòng)良好的點(diǎn)上的偏好相對(duì)于避免聲學(xué)共振的希望)之間的權(quán)衡可以使用一小組參數(shù)來做出。

雖然描述的分段線性映射能良好地工作，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，多種多樣其他映射可以容易地用于此處。例如，使用三次多項(xiàng)式來匹配cpg和中點(diǎn)處的斜率和值的技術(shù)可以容易地使用并且傾向于良好地工作。另外，在示出的實(shí)施例中，將使用單個(gè)函數(shù)來定義cpg點(diǎn)之間的映射的過渡。然而，這并非必要條件。在替代的實(shí)施例中，不同的函數(shù)可以用于映射相鄰cpg點(diǎn)對(duì)之間的過渡和/或不同的斜率可以用于各個(gè)不同的分段。例如，cpg點(diǎn)1/2附近的斜率可以是零，而相鄰分段可以具有一個(gè)正斜率。這對(duì)于在點(diǎn)火分?jǐn)?shù)接近一半(或者與傳統(tǒng)可變排量操作狀態(tài)共存的其他點(diǎn)火分?jǐn)?shù))時(shí)允許發(fā)動(dòng)機(jī)以與常規(guī)可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)更相似的一種方式操作是合乎需要的。可替代地，通過cpg點(diǎn)1/2的斜率可以是非常大或無窮大的，從而有效地排除在那個(gè)cpg水平下的操作。

其他特征

描述的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)管理技術(shù)利用發(fā)動(dòng)機(jī)操作特征的知識(shí)來鼓勵(lì)使用具有較低振動(dòng)特征同時(shí)通過改變合適的發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)(如進(jìn)氣質(zhì)量)來補(bǔ)償點(diǎn)火分?jǐn)?shù)變化的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。所得控制器通常相對(duì)易于實(shí)施并且與常規(guī)跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制相比較時(shí)可以顯著減輕nvh問題。雖然僅詳細(xì)描述了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，本發(fā)明在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下能夠以許多其他方式實(shí)施。

值得注意的是，許多特征，如濾波器270和274、插入器272、預(yù)濾波器261、點(diǎn)火分?jǐn)?shù)計(jì)算器(或其他部件)內(nèi)計(jì)算中使用的不同輸入信號(hào)上遲滯的使用、基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度或曲柄角的時(shí)鐘的使用等，都在具體實(shí)施例的背景下進(jìn)行了描述。雖然這些特征在某些實(shí)施例的背景下進(jìn)行了具體論述，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，概念在本質(zhì)上是更一般性的并且這類部件和它們的相關(guān)聯(lián)函數(shù)可有利地并入任何描述和/或要求的跳過點(diǎn)火的點(diǎn)火控制單元之中。

允許控制器利用與大多數(shù)跳過點(diǎn)火控制器所涵蓋的相當(dāng)小的一組(或常規(guī)可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)中允許的極度受限的排量選擇)相比相當(dāng)廣泛的一個(gè)點(diǎn)火分?jǐn)?shù)范圍有助于實(shí)現(xiàn)比這類常規(guī)設(shè)計(jì)可能具有的更好的燃料效率。有效點(diǎn)火分?jǐn)?shù)管理和描述的不同技術(shù)有助于緩解nvh問題。同時(shí)，請(qǐng)求扭矩通過調(diào)整適當(dāng)?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置(如油門設(shè)置)(這幫助控制歧管壓力以及因此控制mac)來適當(dāng)?shù)貍鬏斠詡鬏斔Ｍ陌l(fā)動(dòng)機(jī)輸出。所得組合有助于設(shè)計(jì)多種不同經(jīng)濟(jì)的跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)控制器。

上文注意到在許多實(shí)現(xiàn)方式中，可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的數(shù)量可以隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化而變化。雖然不存在固定截止值，但一般來說，在1000rpm或更高的發(fā)動(dòng)機(jī)速度下操作的八氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)狀態(tài)的數(shù)量具有至少23個(gè)可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)并且在高于1500rpm的發(fā)動(dòng)機(jī)速度下操作的相同發(fā)動(dòng)機(jī)具有的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)數(shù)量大于該可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)狀態(tài)的數(shù)量的兩倍。通過舉例，圖8圖解性示出了潛在可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)隨著圖2的實(shí)施例中的mpcfo的增加而增加。對(duì)于一個(gè)固定截止頻率來說，mpcfo與發(fā)動(dòng)機(jī)速度線性成比例。圖9繪制了具有一個(gè)8hz固定截止頻率的一個(gè)八氣缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的潛在可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的增加。如在其中可以看到，潛在可供使用的點(diǎn)火分?jǐn)?shù)的數(shù)量隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度而大于線性地增加，這促進(jìn)了更好的燃料效率以及點(diǎn)火分?jǐn)?shù)之間更平滑的過渡。

描述的若干實(shí)施例論述了基于算法或邏輯的方法以確定一個(gè)調(diào)整點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，任何描述的功能性可以容易地以算法方式、使用查找表、以離散邏輯方式、以可編程邏輯方式或以任何其他合適的方式來實(shí)現(xiàn)。

雖然描述了跳過點(diǎn)火管理，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，在實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式中，跳過點(diǎn)火控制并不需要用于排斥其他類型的發(fā)動(dòng)機(jī)控制。例如，將經(jīng)常存在以下操作條件：希望以一種常規(guī)(點(diǎn)燃所有氣缸)模式操作發(fā)動(dòng)機(jī)，其中與點(diǎn)火分?jǐn)?shù)相比，主要通過油門位置調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。另外或可替代地，在一個(gè)命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)與在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可變排量模式(即，在所有時(shí)間內(nèi)只能點(diǎn)燃一個(gè)固定氣缸組)中可供使用的一個(gè)操作狀態(tài)共存時(shí)，可能希望僅操作一個(gè)特定的預(yù)指定氣缸組以在這類點(diǎn)火分?jǐn)?shù)下模擬常規(guī)可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)操作。

已在控制適用于機(jī)動(dòng)車輛的四沖程活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火的背景下主要描述了本發(fā)明。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，描述的連續(xù)可變排量方法非常適于用在多種多樣內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)之中。這些包括用于幾乎任何類型的車輛(包括汽車、卡車、船、飛機(jī)、摩托車、踏板車等)、非車輛應(yīng)用(如發(fā)電機(jī)、割草機(jī)、落葉吹掃機(jī)、模型等)、以及利用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的幾乎任何其他應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)。描述的不同方法利用在多種多樣不同熱力循環(huán)下操作的發(fā)動(dòng)機(jī)–包括幾乎任何類型的二沖程活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)、奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(ottocycleengine)、雙循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)、米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(millercycleengine)、阿金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(atkinscycleengine)、汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)(wankelengine)以及其他類型的旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)、混合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(如雙奧托和柴油機(jī))、混合式發(fā)動(dòng)機(jī)、星型發(fā)動(dòng)機(jī)等。還相信，無論它們是否利用當(dāng)前已知或后來開發(fā)的熱力循環(huán)操作，所描述的方法都將能利用新近開發(fā)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)良好地工作。

結(jié)合的專利和專利申請(qǐng)中的一些實(shí)例涵蓋一種優(yōu)化的跳過點(diǎn)火方法，其中點(diǎn)燃的工作室在大致上最優(yōu)的條件(熱力或其他條件)下被點(diǎn)燃。例如，引入這些工作室用于每次氣缸點(diǎn)火的進(jìn)氣質(zhì)量可以設(shè)置為在發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前操作狀態(tài)(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)速度、環(huán)境條件等)下提供大致上最高的熱力效率的進(jìn)氣質(zhì)量。描述的控制方法在與這種類型的優(yōu)化跳過點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)操作結(jié)合使用時(shí)能非常良好地工作。然而，這絕不是必要條件。相反，該描述的控制方法不管這些工作室在何種條件下被點(diǎn)燃都能非常良好地工作。

如在一些參考專利和專利申請(qǐng)中解釋，描述的點(diǎn)火控制單元可以作為一個(gè)獨(dú)立的點(diǎn)火控制協(xié)同處理器或以任何其他合適的方式實(shí)施在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)。在許多應(yīng)用中，將希望將跳過點(diǎn)火控制作為一個(gè)另外的操作模式提供給常規(guī)(即，所有氣缸點(diǎn)火)發(fā)動(dòng)機(jī)操作。這允許發(fā)動(dòng)機(jī)在條件不太適合于跳過點(diǎn)火操作時(shí)以一種常規(guī)模式操作。例如，常規(guī)操作在某些發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)(如發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、低發(fā)動(dòng)機(jī)速度等)中可能是優(yōu)選的。

在一些實(shí)施例中，假設(shè)在管理點(diǎn)火分?jǐn)?shù)時(shí)可以使用所有氣缸。然而，那并非必要條件。如果希望用于特定應(yīng)用，那么點(diǎn)火控制單元可以容易地被設(shè)計(jì)來在要求排量低于一些指定閾值時(shí)始終跳過一些指定氣缸。仍然在其他的實(shí)現(xiàn)方式中，在它們的一些氣缸已被關(guān)閉的模式下操作時(shí)，可以將任何描述的工作循環(huán)跳過方法應(yīng)用到傳統(tǒng)可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)中。

描述的跳過點(diǎn)火控制可以容易地與多種其他燃料經(jīng)濟(jì)性和/或性能增強(qiáng)技術(shù)(包括稀燃技術(shù)、燃料噴射成型技術(shù)(fuelinjectionprofilingtechnique)、渦輪增壓、增壓作用等)一起使用。上文所述的大多數(shù)點(diǎn)火控制器實(shí)施例都利用了σ-δ轉(zhuǎn)換。雖然相信σ-δ轉(zhuǎn)換器非常適合用于這種應(yīng)用中，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，這些轉(zhuǎn)換器可以采用多種多樣的調(diào)制方案。例如，脈沖寬度調(diào)制、脈沖高度調(diào)制、面向cdma的調(diào)制或其他調(diào)制方案可以用于傳輸命令點(diǎn)火分?jǐn)?shù)。一些描述的實(shí)施例利用一階轉(zhuǎn)換器。然而，在其他實(shí)施例中，可以使用更高階轉(zhuǎn)換器。

大多數(shù)常規(guī)可變排量活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)被安排成用于通過在整個(gè)工作循環(huán)內(nèi)保持氣門關(guān)閉來禁用未使用的氣缸，從而試圖使通過未使用的氣缸的泵送空氣的負(fù)面效應(yīng)最小化。描述的實(shí)施例非常適用于能夠以一種類似方式來禁用或關(guān)閉被跳過的氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然這種方法能良好地工作，但活塞仍然在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)引入摩擦損耗，并且在實(shí)踐中，氣缸內(nèi)的一些壓縮氣體典型地將通過活塞環(huán)逃逸，由此還引入一些泵送損耗。由于活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成的摩擦損耗在活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)中相對(duì)較高，并且因此從理論上來說可以通過在被跳過的工作循環(huán)期間使活塞分離來實(shí)現(xiàn)總體燃料效率的顯著進(jìn)一步提高。在過去數(shù)年里，有若干發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)曾試圖通過使活塞脫離往復(fù)運(yùn)動(dòng)來減少可變排量發(fā)動(dòng)機(jī)中的摩擦損耗。本發(fā)明人不知道有任何這類設(shè)計(jì)曾實(shí)現(xiàn)商業(yè)成功。然而，猜測(cè)這類發(fā)動(dòng)機(jī)的有限市場(chǎng)阻礙了它們?cè)谂可a(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)中的發(fā)展。由于與活塞脫離(對(duì)于結(jié)合了描述的跳過點(diǎn)火和可變排量控制方法的發(fā)動(dòng)機(jī)來說是潛在可行的)相關(guān)聯(lián)的燃料效率增益相當(dāng)顯著，可能能使開發(fā)活塞脫離發(fā)動(dòng)機(jī)在商業(yè)上非常可行。

鑒于上述內(nèi)容，應(yīng)清楚本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)視為是說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)，而是可以在隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行修改。