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汽缸停用控制和方法

閱讀:327發(fā)布:2022-08-01

專利匯可以提供汽缸停用控制和方法專利檢索,專利查詢,專利分析的服務(wù)。并且一種用于 發(fā)動(dòng)機(jī) 的摩擦損失管理系統(tǒng)包括: 內(nèi)燃機(jī) ,其包括 曲軸 和多個(gè)汽缸;往復(fù)式 活塞 組件,其連接至所述曲軸; 燃料 噴射器,其連接至噴射 控制器 ;進(jìn)氣 閥 ,其連接至進(jìn)氣閥控制器;以及排氣閥,其連接至排氣閥控制器??刂茊卧ㄖ辽僖唤M控制 算法 ,所述至少一組控制算法被配置為接收發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng) 力 需求數(shù)據(jù),并且基于接收到的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)和進(jìn)一步基于所述多個(gè)汽缸的感測到的或存儲(chǔ)的摩擦值來確定所述多個(gè)汽缸中停用的汽缸數(shù)量。確定停用的汽缸數(shù)量通過在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求的同時(shí)選擇具有最低總摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸組合來使所述多個(gè)汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件之間的摩擦最小化。,下面是汽缸停用控制和方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦損失管理系統(tǒng),包括:
內(nèi)燃機(jī),其包括曲軸和與所述曲軸相關(guān)聯(lián)的多個(gè)汽缸,所述多個(gè)汽缸中的每一個(gè)包括相應(yīng)的:
往復(fù)式活塞組件,其連接至所述曲軸;
連接至噴射控制器燃料噴射器,所述燃料噴射器被配置為停用和重新激活;
連接至進(jìn)氣控制器的進(jìn)氣閥,所述進(jìn)氣閥被配置為停用和重新激活;以及連接至排氣閥控制器的排氣閥,所述排氣閥被配置為停用和重新激活;以及控制單元,其包括至少一個(gè)處理器、至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置以及存儲(chǔ)在所述至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一組處理器可執(zhí)行控制算法,所述至少一組控制算法被配置為:
從一個(gè)或多個(gè)動(dòng)需求輸入接收發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù);
接收發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù),其包括每分鐘曲軸轉(zhuǎn)數(shù)和所述發(fā)動(dòng)機(jī)上的當(dāng)前負(fù)載中的至少一個(gè);
當(dāng)所述接收到的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)在一個(gè)或多個(gè)指定范圍內(nèi)時(shí),基于所述接收到的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)和進(jìn)一步基于所述多個(gè)汽缸的感測到的或存儲(chǔ)的摩擦值來確定所述多個(gè)汽缸中停用的汽缸數(shù)量;以及
命令停用所述多個(gè)汽缸中的所述確定數(shù)量的汽缸,其中所述進(jìn)氣閥控制器響應(yīng)于所述命令而停用所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)進(jìn)氣閥,其中所述排氣閥控制器響應(yīng)于所述命令而停用所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)排氣閥,并且其中所述噴射控制器響應(yīng)于所述命令而停用所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)燃料噴射器,
其中確定所述多個(gè)汽缸中停用的所述汽缸數(shù)量通過在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求的同時(shí)選擇具有最低總摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸組合來使所述多個(gè)汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件之間的摩擦最小化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述一組控制算法進(jìn)一步被配置為當(dāng)已經(jīng)確定所述多個(gè)汽缸中停用的所述汽缸數(shù)量時(shí),選擇作用汽缸和停用汽缸的分配以使所述多個(gè)汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞之間的總摩擦最小化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述一組控制算法進(jìn)一步被配置為通過基于更新的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)和基于所述多個(gè)燃燒汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞之間的更新的摩擦測定來確定所述多個(gè)汽缸中停用的新汽缸數(shù)量,以隨時(shí)間變化迭代地更新所述多個(gè)汽缸中停用的所述汽缸數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述一組控制算法進(jìn)一步被配置為隨時(shí)間變化動(dòng)態(tài)地分配所述多個(gè)汽缸中停用的所述汽缸數(shù)量,并且動(dòng)態(tài)地調(diào)整作用汽缸和停用汽缸的所述分配,使得作用汽缸和停用汽缸的數(shù)量和位置圍繞所述內(nèi)燃機(jī)隨時(shí)間變化而變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述控制單元包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和汽缸停用控制器,所述汽缸停用控制器包括所述至少一個(gè)處理器、所述至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置以及存儲(chǔ)在所述至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置中的所述至少一組處理器可執(zhí)行控制算法,其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元基于在所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元處接收到的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)來確定所述多個(gè)汽缸中停用的所述汽缸數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其中所述汽缸停用控制器從所述電子控制單元接收停用所述多個(gè)汽缸中的所述確定數(shù)量的汽缸的所述命令,并且其中所述汽缸停用控制器實(shí)施所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的進(jìn)氣閥和所述相應(yīng)的排氣閥的停用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元命令所述噴射控制器停用所述確定數(shù)量的停用汽缸的所述相應(yīng)的燃料噴射器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述汽缸停用控制器命令失效保護(hù)子程序,所述失效保護(hù)子程序包括以下步驟:驗(yàn)證所述確定數(shù)量的汽缸的燃料噴射已被停用。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述汽缸停用控制器命令失效保護(hù)子程序,所述失效保護(hù)子程序包括以下步驟:確定所述噴射控制器是否已經(jīng)將燃料噴射至所述確定數(shù)量的汽缸中的任一個(gè)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述汽缸停用控制器命令失效保護(hù)子程序,所述失效保護(hù)子程序包括以下步驟:確定所述噴射控制器是否接收到停用所述確定數(shù)量的汽缸的所述命令。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述汽缸停用控制器命令執(zhí)行失效保護(hù)子程序以確認(rèn)已經(jīng)停用所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的進(jìn)氣閥和所述相應(yīng)的排氣閥。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述汽缸停用控制器命令執(zhí)行失效保護(hù)子程序以避免與所述相應(yīng)進(jìn)氣閥和所述相應(yīng)排氣閥的停用定時(shí)相關(guān)聯(lián)的臨界轉(zhuǎn)變風(fēng)險(xiǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述汽缸停用控制器命令重新激活所述停用的相應(yīng)進(jìn)氣閥和所述停用的相應(yīng)排氣閥,并且其中所述汽缸停用控制器進(jìn)一步命令執(zhí)行失效保護(hù)子程序以避免與所述相應(yīng)進(jìn)氣閥和所述相應(yīng)排氣閥的重新激活定時(shí)相關(guān)聯(lián)的臨界轉(zhuǎn)變風(fēng)險(xiǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述汽缸停用控制器命令失效保護(hù)子程序,所述失效保護(hù)子程序包括以下步驟:驗(yàn)證所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的排氣閥處于前一次排氣閥關(guān)閉與排氣閥打開命令前之間的切換窗口中。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述汽缸停用控制器命令失效保護(hù)子程序,所述失效保護(hù)子程序包括以下步驟:驗(yàn)證所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的排氣閥處于排氣閥打開事件之外的切換窗口中。
16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述汽缸停用控制器命令失效保護(hù)子程序,所述失效保護(hù)子程序包括以下步驟:驗(yàn)證所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的進(jìn)氣閥處于進(jìn)氣閥打開命令之后的切換窗口中。
17.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng),其中所述汽缸停用控制器命令失效保護(hù)子程序,所述失效保護(hù)子程序包括以下步驟:驗(yàn)證所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的進(jìn)氣閥處于進(jìn)氣閥打開事件之外的切換窗口中。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中用于停用所述確定數(shù)量的汽缸的所述命令被定時(shí)為發(fā)生在所述確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥已經(jīng)打開和關(guān)閉之后且在所述確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)開始打開之后但在所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)關(guān)閉之前。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中用于停用所述確定數(shù)量的汽缸的所述命令被定時(shí)為發(fā)生在所述確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥已經(jīng)打開和關(guān)閉之后且在所述確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)打開和開始關(guān)閉之后但在所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的燃料噴射器已經(jīng)噴射燃料之前。
20.根據(jù)權(quán)利要求1、18或19中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的進(jìn)氣閥各自包括連接至其相應(yīng)的進(jìn)氣閥控制器的相應(yīng)的液壓致動(dòng)閂,其中所述相應(yīng)的液壓致動(dòng)閂鎖被配置為停用和重新激活其相應(yīng)的進(jìn)氣閥。
21.根據(jù)權(quán)利要求1、18或19中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其中所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的進(jìn)氣閥各自包括連接至其相應(yīng)的進(jìn)氣閥控制器的相應(yīng)的電致動(dòng)閂鎖,其中所述相應(yīng)的電致動(dòng)閂鎖被配置為停用和重新激活其相應(yīng)的進(jìn)氣閥。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)是包括至少一個(gè)凸輪導(dǎo)軌的凸輪式發(fā)動(dòng)機(jī),其中所述至少一個(gè)凸輪導(dǎo)軌包括用于所述多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的至少一個(gè)相應(yīng)凸輪凸,其中所述至少一個(gè)相應(yīng)凸輪凸角與所述至少一個(gè)凸輪導(dǎo)軌一起旋轉(zhuǎn)以提升和降低所述相應(yīng)進(jìn)氣閥中的一個(gè),并且其中所述至少一個(gè)相應(yīng)凸輪凸角有助于所述感測到的或存儲(chǔ)的摩擦值。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng),其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于所述多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的至少一個(gè)汽缸停用單元,所述至少一個(gè)汽缸停用單元被配置為響應(yīng)于所述停用命令而接收控制信號(hào)以便停用所述相應(yīng)的進(jìn)氣閥和所述相應(yīng)的排氣閥。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng),其中所述至少一個(gè)汽缸停用單元是由油壓控制閥液壓控制,并且其中所述油壓控制閥由所述汽缸停用控制器控制。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng),其中所述至少一個(gè)汽缸停用單元是電子控制的,并且其中所述汽缸停用控制器控制所述電子控制裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中確定汽缸數(shù)量導(dǎo)致產(chǎn)生扭力的作用汽缸和停用汽缸的組合,并且其中通過使用附屬于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的變速器離合器中的一個(gè)來補(bǔ)償所述扭力。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中確定汽缸數(shù)量導(dǎo)致作用汽缸和停用汽缸的組合,并且其中所述多個(gè)汽缸中的一半以上是停用汽缸。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中確定汽缸數(shù)量導(dǎo)致作用汽缸和停用汽缸的組合,并且其中所述多個(gè)汽缸中僅有一個(gè)是停用汽缸。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中確定汽缸數(shù)量導(dǎo)致作用汽缸和停用汽缸的組合,并且其中所述確定汽缸數(shù)量包括在一個(gè)停用汽缸、兩個(gè)停用汽缸或三個(gè)停用汽缸的選項(xiàng)中進(jìn)行選擇。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中確定汽缸數(shù)量導(dǎo)致作用汽缸和停用汽缸的組合,并且其中所述確定包括選擇所述多個(gè)汽缸中的一半作為停用汽缸。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其進(jìn)一步包括排氣管理系統(tǒng),并且其中確定汽缸數(shù)量是進(jìn)一步基于對(duì)所述排氣管理系統(tǒng)進(jìn)行熱浸泡。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),進(jìn)一步包括負(fù)載監(jiān)測傳感器,其中所述至少一組控制算法進(jìn)一步被配置為:
接收負(fù)載數(shù)據(jù);
確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載;
基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)上的所述負(fù)載來確定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出需求;以及
當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載低于第一閾值時(shí),調(diào)整所述多個(gè)汽缸中已選擇停用的所述數(shù)量以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)輸出需求。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng),其中當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載高于所述第一閾值時(shí),所述控制算法進(jìn)一步被配置為:
取消選擇已選擇停用的所述多個(gè)汽缸中的至少一個(gè);
命令所述噴射控制器激活用于所述取消選擇的汽缸中的所述至少一個(gè)的所述相應(yīng)燃料噴射器;
命令所述進(jìn)氣閥控制器激活用于所述取消選擇的汽缸中的所述至少一個(gè)的所述相應(yīng)進(jìn)氣閥,以及
命令所述排氣閥控制器激活用于所述取消選擇的汽缸中的所述至少一個(gè)的所述相應(yīng)排氣閥控制器。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng),其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī),并且其中所述至少一組控制算法進(jìn)一步被配置為基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出需求來調(diào)整對(duì)所述燃料噴射器的命令以調(diào)整被噴射至所述多個(gè)汽缸中的作用汽缸的燃料量。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng),其進(jìn)一步包括進(jìn)氣輔助裝置和氣流傳感器,其中所述至少一組控制算法進(jìn)一步被配置為:
接收氣流數(shù)據(jù);
確定進(jìn)入所述相應(yīng)進(jìn)氣閥的氣流量;
基于所述確定的氣流量和基于所述燃料噴射器命令來確定所述多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的空燃比;以及
基于所述確定的空燃比,當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)上的所述負(fù)載在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí),命令所述進(jìn)氣輔助裝置增加進(jìn)入所述多個(gè)汽缸的氣流。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng),進(jìn)一步包括氣流傳感器,其中所述至少一組控制算法進(jìn)一步被配置為:
接收氣流數(shù)據(jù);
確定進(jìn)入所述相應(yīng)進(jìn)氣閥的氣流量;
基于所述確定的氣流量和基于所述燃料噴射器命令來確定所述多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的空燃比;以及
基于所述確定的空燃比,調(diào)整對(duì)所述燃料噴射器的命令以調(diào)整被噴射至所述多個(gè)汽缸中的作用汽缸的所述燃料量。
37.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述每個(gè)相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件包括環(huán)形組件以將所述相應(yīng)的活塞組件流體密封抵靠其對(duì)應(yīng)汽缸,并且其中每個(gè)相應(yīng)的環(huán)形組件有助于所述總摩擦。
38.根據(jù)權(quán)利要求1或37所述的系統(tǒng),其中所述多個(gè)汽缸中的每個(gè)汽缸包括形成燃燒室的襯套,并且其中每個(gè)襯套抵抗所述對(duì)應(yīng)的往復(fù)式活塞組件的運(yùn)動(dòng)。
39.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),進(jìn)一步包括排氣管理系統(tǒng),并且其中確定汽缸數(shù)量是進(jìn)一步基于減少所述排氣管理系統(tǒng)中的對(duì)流熱傳遞,使得隨著所述確定的汽缸數(shù)量增加,所述對(duì)流熱傳遞實(shí)現(xiàn)更大降幅。
40.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),進(jìn)一步包括汽缸停用機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌,所述汽缸停用機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌被配置為停用和重新激活所述進(jìn)氣閥和所述排氣閥,其中所述命令是具有能量平的電信號(hào),其中所述導(dǎo)軌包括被配置為存儲(chǔ)所述命令的能量水平的一部分的電能存儲(chǔ)裝置,其中存儲(chǔ)所述命令的能量水平的一部分減少所述系統(tǒng)中的能量浪費(fèi)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng),其中確定汽缸數(shù)量是進(jìn)一步基于減少所述系統(tǒng)中的能量浪費(fèi),使得所述控制器被配置為通過在迭代確定期間重復(fù)地選擇與存儲(chǔ)的命令能量相關(guān)聯(lián)的停用汽缸來選擇最大化存儲(chǔ)的命令能量水平的使用量的汽缸組合。
42.一種用于在汽缸停用模式下操作多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法,包括:
確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在至少一個(gè)閾值范圍內(nèi)操作;
選擇要停用的所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)汽缸;
執(zhí)行失效保護(hù)操作以確認(rèn)停用機(jī)構(gòu)的閂鎖位置;
在所述選定數(shù)量的汽缸中進(jìn)入汽缸停用模式,
其中進(jìn)入汽缸停用模式包括:
停用對(duì)所述選定數(shù)量的汽缸的燃料噴射;以及
停用對(duì)所述選定數(shù)量的汽缸的進(jìn)氣閥致動(dòng)和排氣閥致動(dòng)。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,其進(jìn)一步包括延遲所述選定數(shù)量的汽缸的停用,以避免相應(yīng)活塞與所述選定數(shù)量汽缸的相應(yīng)進(jìn)氣閥和相應(yīng)排氣閥之間的臨界轉(zhuǎn)變關(guān)系。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,其中相對(duì)于所述選定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)排氣閥進(jìn)入停用模式發(fā)生在排氣閥打開命令之前的切換窗口中。
45.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的方法,其中相對(duì)于所述選定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)進(jìn)氣閥進(jìn)入停用模式發(fā)生在進(jìn)氣閥打開命令之后并且在所述選定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)進(jìn)氣閥的所述進(jìn)氣閥打開命令之后關(guān)閉之前的切換窗口中。
46.根據(jù)權(quán)利要求42或43所述的方法,其中相對(duì)于所述選定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)進(jìn)氣閥進(jìn)入停用模式發(fā)生在進(jìn)氣閥打開命令之后并且在有任何燃料噴射進(jìn)入所述選定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)進(jìn)氣閥之前的切換窗口中。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法,進(jìn)一步包括重新激活所述選定數(shù)量的汽缸的步驟,其中重新激活包括在命令打開所述選定數(shù)量的汽缸的所述進(jìn)氣閥之前命令打開所述選定數(shù)量的汽缸的所述排氣閥。
48.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,其中當(dāng)所述選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)進(jìn)氣閥和相應(yīng)排氣閥關(guān)閉時(shí),所述選定數(shù)量的汽缸進(jìn)入汽缸停用模式。
49.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,其中選擇要停用的所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的所述多個(gè)汽缸是基于使所述選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)活塞組件與相應(yīng)汽缸壁之間的摩擦最小化。
50.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,進(jìn)一步包括以下步驟:驗(yàn)證用于所述選定數(shù)量的汽缸的燃料噴射已被停用。
51.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,進(jìn)一步包括以下步驟:確定燃料是否已經(jīng)噴射至所述選定數(shù)量的汽缸中的任一個(gè)中。
52.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,進(jìn)一步包括以下步驟:確定噴射控制器是否已經(jīng)接收到停用所述選定數(shù)量的汽缸的命令。
53.根據(jù)權(quán)利要求42和50至52中任一項(xiàng)所述的方法,進(jìn)一步包括以下步驟:確認(rèn)已經(jīng)停用所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的進(jìn)氣閥和所述相應(yīng)的排氣閥。
54.根據(jù)權(quán)利要求42和50至52中任一項(xiàng)所述的方法,進(jìn)一步包括以下步驟:避免與所述選定數(shù)量的汽缸的所述進(jìn)氣閥和所述排氣閥的停用定時(shí)相關(guān)聯(lián)的臨界轉(zhuǎn)變風(fēng)險(xiǎn)。
55.根據(jù)權(quán)利要求42和50到52中任一項(xiàng)所述的方法,進(jìn)一步包括以下步驟:重新激活所述停用的進(jìn)氣閥和所述停用的排氣閥,并且避免與所述進(jìn)氣閥和所述排氣閥的重新激活定時(shí)相關(guān)聯(lián)的臨界轉(zhuǎn)變風(fēng)險(xiǎn)。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法,其中避免相對(duì)于所述進(jìn)氣閥的所述重新激活的臨界轉(zhuǎn)變風(fēng)險(xiǎn)的步驟包括監(jiān)測相對(duì)于所述停用的進(jìn)氣閥的相應(yīng)活塞的位置,并且當(dāng)所述相應(yīng)活塞的位置指示所述相應(yīng)活塞已離開所述選定數(shù)量的停用汽缸的上止點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)重新激活。
57.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法,其中避免相對(duì)于所述排氣閥的所述重新激活的臨界轉(zhuǎn)變風(fēng)險(xiǎn)的步驟包括監(jiān)測相對(duì)于所述停用的排氣閥的相應(yīng)活塞的位置,并且當(dāng)所述相應(yīng)活塞的位置指示所述相應(yīng)活塞已離開所述選定數(shù)量的停用汽缸的下止點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)重新激活。
58.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,進(jìn)一步包括以下步驟:驗(yàn)證所述選定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)排氣閥處于前一次排氣閥關(guān)閉與排氣閥打開命令前之間的切換窗口中。
59.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,進(jìn)一步包括以下步驟:驗(yàn)證所述選定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)排氣閥處于排氣閥打開事件之外的切換窗口中。
60.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,進(jìn)一步包括以下步驟:驗(yàn)證所述確定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)進(jìn)氣閥處于進(jìn)氣閥打開命令之后的切換窗口中。
61.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,其中進(jìn)入汽缸停用模式的步驟被定時(shí)為發(fā)生在所述選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥已經(jīng)打開和關(guān)閉之后且在所述選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)開始打開之后但在所述選定數(shù)量的汽缸的所述相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)關(guān)閉之前。
62.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,其中進(jìn)入汽缸停用模式的步驟被定時(shí)為發(fā)生在所述選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥已經(jīng)打開和關(guān)閉之后且在所述選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)打開且開始關(guān)閉之后但在所述選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的燃料噴射器已噴射燃料之前。
63.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,其中所述選定數(shù)量的汽缸中的每個(gè)進(jìn)氣閥包括被連接用于液壓致動(dòng)的相應(yīng)的液壓致動(dòng)閂鎖,并且其中所述失效保護(hù)操作通過監(jiān)測抵靠所述液壓致動(dòng)閂鎖的液壓壓力來確認(rèn)所述閂鎖的位置。
64.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法,其中所述選定數(shù)量的汽缸中的每個(gè)進(jìn)氣閥包括被連接用于電致動(dòng)的相應(yīng)的電致動(dòng)閂鎖,并且其中所述失效保護(hù)操作通過監(jiān)測所述電致動(dòng)閂鎖的電信號(hào)來確認(rèn)所述閂鎖的位置。
65.一種用于在汽缸停用模式下操作多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法,包括:
確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在至少一個(gè)閾值范圍內(nèi)操作,所述至少一個(gè)閾值范圍包括發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求;
執(zhí)行摩擦測定以使多個(gè)汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件之間的摩擦最小化;
在滿足所述發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求的同時(shí),基于所述摩擦測定來選擇具有最低總摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸組合;
在所述選定停用汽缸中進(jìn)入汽缸停用模式,
其中進(jìn)入汽缸停用模式包括:
停用對(duì)所述選定停用汽缸的燃料噴射;以及
停用對(duì)所述選定停用汽缸的進(jìn)氣閥致動(dòng)和排氣閥致動(dòng)。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,其中所述摩擦測定包括存取所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的感測到的或存儲(chǔ)的摩擦值。
67.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,進(jìn)一步包括圍繞所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)分配所述作用汽缸和停用汽缸,以使所述多個(gè)汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件之間的總摩擦最小化。
68.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,進(jìn)一步包括通過基于更新的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)和基于更新的摩擦測定來確定新的汽缸組合,以迭代地更新所述汽缸選擇。
69.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,進(jìn)一步包括動(dòng)態(tài)地調(diào)整作用汽缸和停用汽缸的分配,使得所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的作用汽缸和停用汽缸的數(shù)量和位置隨時(shí)間變化而變化。
70.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,進(jìn)一步包括,其中所述測定包括監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式,其中所述至少一個(gè)閾值范圍包括怠速發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式、負(fù)載怠速發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式、滑行模式以及負(fù)載發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式中的一個(gè)或多個(gè),并且其中基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式是所述怠速發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式、所述負(fù)載怠速發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式、所述滑行操作模式還是所述負(fù)載發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式來調(diào)整作用汽缸和停用汽缸的所述汽缸組合。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的方法,其中當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式是所述滑行模式時(shí)執(zhí)行所述摩擦測定進(jìn)一步包括使摩擦最小化以延長所述滑行模式。
72.根據(jù)權(quán)利要求70所述的方法,其中當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)模式是所述滑行模式時(shí),選擇具有最低總摩擦的汽缸組合導(dǎo)致零作用汽缸和全停用汽缸的組合。
73.根據(jù)權(quán)利要求65或70所述的方法,其中選擇所述汽缸組合進(jìn)一步基于對(duì)后處理裝置提供熱浸泡。
74.根據(jù)權(quán)利要求70所述的方法,其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式進(jìn)一步包括結(jié)對(duì)模式,并且其中選擇所述汽缸組合進(jìn)一步基于使摩擦最小化以優(yōu)化結(jié)對(duì)模式。
75.根據(jù)權(quán)利要求65、70或71中任一項(xiàng)所述的方法,其中執(zhí)行摩擦測定進(jìn)一步包括執(zhí)行凸輪摩擦測定以使一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)凸輪凸角與一個(gè)或多個(gè)閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的摩擦最小化。
76.根據(jù)權(quán)利要求65、70或71中任一項(xiàng)所述的方法,進(jìn)一步包括計(jì)算所述選定汽缸組合的燃料使用量、計(jì)算包括全作用汽缸的汽缸組合的燃料使用量,并且當(dāng)所述選定汽缸組合的所述燃料使用量低于所述全作用汽缸的汽缸組合的所述燃料使用量時(shí)執(zhí)行進(jìn)入所述汽缸停用模式。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法,進(jìn)一步包括針對(duì)所述選定汽缸組合和全作用汽缸的汽缸組合中的一個(gè)或兩個(gè)調(diào)整齒輪選擇。
78.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,進(jìn)一步包括,其中所述測定包括監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸速度,其中所述至少一個(gè)閾值范圍被分解為高速閾值范圍和低速閾值范圍,并且其中基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸速度是在所述高速閾值范圍內(nèi)還是在所述低速閾值范圍內(nèi)來調(diào)整所述汽缸組合。
79.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,其中所述測定包括監(jiān)測包括啟動(dòng)模式的發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式,并且其中所述至少一個(gè)閾值范圍包括所述啟動(dòng)模式。
80.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,其中所述測定包括監(jiān)測加速器位置,并且其中所述至少一個(gè)閾值范圍包括加速器位置子組。
81.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,其中所述測定包括監(jiān)測用戶輸入,并且其中所述至少一個(gè)閾值范圍包括所述用戶輸入。
82.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,其中所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī),其中所述方法進(jìn)一步包括對(duì)所述作用汽缸點(diǎn)火并且通過增加被噴射至所述作用汽缸的燃料量來調(diào)整所述作用汽缸的所述空燃比。
83.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,其中所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī),其中所述方法進(jìn)一步包括對(duì)所述作用汽缸點(diǎn)火并且通過降低被噴射至所述作用汽缸的燃料量來調(diào)整所述作用汽缸的所述空燃比。
84.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,進(jìn)一步包括對(duì)所述作用汽缸點(diǎn)火并且調(diào)整所述作用汽缸的燃料噴射定時(shí)。
85.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,進(jìn)一步包括對(duì)所述作用汽缸點(diǎn)火并且進(jìn)行以下一項(xiàng)或兩項(xiàng)操作:調(diào)整所述作用汽缸的進(jìn)氣閥致動(dòng)定時(shí)和調(diào)整所述作用汽缸的排氣閥致動(dòng)定時(shí)。
86.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,其中所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)是凸輪操作式發(fā)動(dòng)機(jī),所述方法進(jìn)一步包括讀取凸輪觸發(fā)器、讀取曲軸觸發(fā)器,以及基于凸輪觸發(fā)器讀數(shù)和曲軸觸發(fā)器讀數(shù)來運(yùn)行失效保護(hù)。
87.根據(jù)權(quán)利要求65或86所述的方法,進(jìn)一步包括:掃描曲軸齒輪以獲得曲軸狀態(tài)、掃描凸輪軸齒輪以獲得凸輪軸狀態(tài)、接收在所述選定停用汽缸中進(jìn)入汽缸停用模式的命令,以及基于所述曲軸狀態(tài)和所述凸輪軸狀態(tài)對(duì)在所述選定停用汽缸中進(jìn)入汽缸停用模式進(jìn)行定時(shí),其中所述定時(shí)避免所述停用進(jìn)氣閥、所述停用排氣閥以及在所述選定停用汽缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞組件之間的臨界轉(zhuǎn)變誤差。
88.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,進(jìn)一步包括執(zhí)行排氣管理系統(tǒng)加熱測定,其中選擇汽缸組合是進(jìn)一步基于減少排氣管理系統(tǒng)中的對(duì)流熱傳遞,使得隨著所述停用汽缸的數(shù)量增加,所述對(duì)流熱傳遞實(shí)現(xiàn)更大降幅。
89.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,其中所述選定數(shù)量的汽缸中的每個(gè)進(jìn)氣閥包括被連接用于液壓致動(dòng)的相應(yīng)的液壓致動(dòng)閂鎖,并且其中所述方法進(jìn)一步包括執(zhí)行失效保護(hù)操作以通過監(jiān)測抵靠所述液壓致動(dòng)閂鎖的液壓壓力來確認(rèn)所述閂鎖的位置。
90.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,其中所述選定數(shù)量的汽缸中的每個(gè)進(jìn)氣閥包括被連接用于電致動(dòng)的相應(yīng)的電致動(dòng)閂鎖,并且其中所述方法進(jìn)一步包括執(zhí)行失效保護(hù)操作以通過監(jiān)測所述電致動(dòng)閂鎖的電信號(hào)來確認(rèn)所述閂鎖的位置。
91.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法,其中所述多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括汽缸停用機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌,所述汽缸停用機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌被配置為停用和重新激活所述選定停用汽缸的進(jìn)氣閥和排氣閥,其中所述導(dǎo)軌包括被配置為將能量的一部分電容式地存儲(chǔ)在所述導(dǎo)軌上的電能存儲(chǔ)裝置,其中所述方法進(jìn)一步包括執(zhí)行能量浪費(fèi)確定,所述能量浪費(fèi)確定包括確定哪些導(dǎo)軌具有電容式存儲(chǔ)的能量,并且在汽缸組合的迭代選擇期間重新選擇附屬汽缸以減少能量浪費(fèi)。

說明書全文

汽缸停用控制和方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本申請(qǐng)提供了用于控制汽缸停用的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

[0002] 在所有操作條件下使用全部六個(gè)汽缸的車輛效率低下。例如,諸如在汽油系統(tǒng)中,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)操作需要化學(xué)計(jì)量空燃比時(shí),存在發(fā)生過度燃料消耗的操作條件。在低負(fù)載、怠速滑行或巡航條件范圍內(nèi)向所有汽缸進(jìn)行燃料供應(yīng)會(huì)導(dǎo)致過度使用燃料。這些低操作條件不需要最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。
[0003] 同樣,在柴油系統(tǒng)中,存在如下情況:所使用的燃料量超過了驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的燃料量。期望降低燃料消耗。發(fā)明內(nèi)容
[0004] 本文所公開的方法通過用于減少燃料消耗并提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率的系統(tǒng)和方法克服了上述缺點(diǎn)并改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)
[0005] 本發(fā)明提供一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦損失管理系統(tǒng),所述摩擦損失管理系統(tǒng)包括:內(nèi)燃機(jī),其包括曲軸和多個(gè)汽缸;往復(fù)式活塞組件,其連接至曲軸;燃料噴射器,其連接至噴射控制器;進(jìn)氣,其連接至進(jìn)氣閥控制器;以及排氣閥,其連接至排氣閥控制器??刂茊卧ㄖ辽僖唤M控制算法,所述至少一組控制算法被配置為接收發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)需求數(shù)據(jù),并且基于接收到的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)和進(jìn)一步基于多個(gè)汽缸的感測到的或存儲(chǔ)的摩擦值來確定多個(gè)汽缸中停用的汽缸數(shù)量。確定停用的汽缸數(shù)量通過在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求的同時(shí)選擇具有最低總摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸組合來使多個(gè)汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件之間的摩擦最小化。
[0006] 一種用于在汽缸停用模式下操作多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法可包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在至少一個(gè)閾值范圍內(nèi)操作。所述方法選擇要停用的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)汽缸。執(zhí)行失效保護(hù)操作以確認(rèn)停用機(jī)構(gòu)的位置。然后,所述系統(tǒng)在選定數(shù)量的汽缸中進(jìn)入汽缸停用模式,進(jìn)入汽缸停用模式包括停用對(duì)選定數(shù)量的汽缸的燃料噴射,并且停用對(duì)選定數(shù)量的汽缸的進(jìn)氣閥致動(dòng)和排氣閥致動(dòng)。
[0007] 一種用于在汽缸停用模式下操作多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法可包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在至少一個(gè)閾值范圍內(nèi)操作,所述至少一個(gè)閾值范圍包括發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求。執(zhí)行摩擦測定以使多個(gè)汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件之間的摩擦最小化。所述方法包括在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求的同時(shí),基于摩擦測定來選擇具有最低總摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸組合。選擇要停用的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)汽缸可基于使選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)活塞組件與相應(yīng)汽缸壁之間的摩擦最小化。
[0008] 另外的目的和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述中在某種程度上進(jìn)行闡述,并且在某種程度上將通過描述而顯而易見,或者可通過本發(fā)明的實(shí)踐而了解。這些目的和優(yōu)點(diǎn)也將通過所附權(quán)利要求中特別指出的要素和組合來實(shí)現(xiàn)和獲得。
[0009] 應(yīng)當(dāng)理解的是,前述一般描述及以下詳細(xì)描述兩者均僅為示例性和解釋性的,而不限制本發(fā)明。附圖說明
[0010] 圖1是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)布局。
[0011] 圖2A至2C是替代性發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
[0012] 圖3A至3C是包括汽缸和活塞組件的發(fā)動(dòng)機(jī)的示例。
[0013] 圖4是汽缸停用技術(shù)的流程圖。
[0014] 圖5是示出6個(gè)作用汽缸點(diǎn)火的示例性示意圖。
[0015] 圖6是包括3個(gè)作用汽缸點(diǎn)火和3個(gè)停用汽缸的汽缸組合的示例性示意圖。
[0016] 圖7A至7C是III型發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用機(jī)構(gòu)的示例。
[0017] 圖8A和8B是II型發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用機(jī)構(gòu)的示例。
[0018] 圖9A至9C是用于解釋臨界轉(zhuǎn)變方面的圖示。
[0019] 圖10A至10E是可與所公開的系統(tǒng)和方法一起使用的替代性發(fā)動(dòng)機(jī)類型的圖示。
[0020] 圖11是停用信號(hào)的曲線圖。
[0021] 圖12A是作為汽缸停用和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)的由摩擦變化引起的轉(zhuǎn)矩變化的曲線圖。
[0022] 圖12B是示出作為汽缸停用和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)的由摩擦變化引起的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩變化的曲線圖。
[0023] 圖13是重新激活信號(hào)的曲線圖。
[0024] 圖14是閥升程分布相對(duì)于凸輪軸和曲軸分布的曲線圖。
[0025] 圖15是用于在汽缸停用決定期間實(shí)施失效保護(hù)子程序的方法的流程圖。
[0026] 圖16是系統(tǒng)布局的示例。
[0027] 圖17是用于發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元的示意圖的示例。
[0028] 圖18是汽缸停用控制器的示意圖的示例。
[0029] 圖19是用于進(jìn)入汽缸停用模式的流程圖的示例。
[0030] 圖20是用于執(zhí)行失效保護(hù)模式和失效保護(hù)子程序的流程圖的示例。
[0031] 圖21是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元和系統(tǒng)布局的另一個(gè)示意圖。

具體實(shí)施方式

[0032] 現(xiàn)在將詳細(xì)地參考附圖中說明的示例。盡可能地,在整個(gè)附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記來指代相同或相似的部件。諸如“左”和“右”等方向參考是為了便于參考附圖。
[0033] 圖1是用于發(fā)動(dòng)機(jī)110的摩擦損失管理系統(tǒng)1000的示意圖。內(nèi)燃機(jī)110包括曲軸101和與曲軸相關(guān)聯(lián)的多個(gè)汽缸1至4。以4缸發(fā)動(dòng)機(jī)作為示例來進(jìn)行說明,但是也可使用其它數(shù)量的汽缸。曲軸110經(jīng)由變速器和附屬離合器1100將轉(zhuǎn)矩輸出至車輛傳動(dòng)系。離合器1100可抑制發(fā)動(dòng)機(jī)110中的NVH(噪聲、振動(dòng)和不平順性)。確定汽缸數(shù)量可導(dǎo)致產(chǎn)生扭力的作用汽缸和停用汽缸的組合。通過使用附屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的變速器或離合器中的一個(gè)來補(bǔ)償扭力。
[0034] 發(fā)動(dòng)機(jī)通過致動(dòng)器、傳感器以及其它連接與ECU(電子控制單元)1700進(jìn)行電子通信并且由ECU(電子控制單元)1700控制。ECU?1700與CDA(汽缸停用)控制器1800通信。CDA控制器1800與OCV1至OCV4(油壓控制閥)或其它致動(dòng)機(jī)構(gòu)(諸如螺線管或電子開關(guān)機(jī)構(gòu))進(jìn)行電子通信并控制它們。汽缸停用機(jī)構(gòu)7000的示例如圖1所示并且由OCV1控制。汽缸停用機(jī)構(gòu)7000被選擇性地致動(dòng)以允許提升和降低閥,或者停用附屬閥的致動(dòng)。
[0035] 多個(gè)汽缸1至4中的每一個(gè)均包括連接至曲軸110的相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件160。燃料噴射器310連接至噴射控制器300,且所述燃料噴射器被配置為停用和重新激活,并且還可被配置為改變噴射的燃料的量和定時(shí)。雖然在圖1中示出了發(fā)動(dòng)機(jī)110的一個(gè)示例,但是也考慮其它發(fā)動(dòng)機(jī),例如汽油、柴油機(jī)、混合動(dòng)力、替代性燃料發(fā)動(dòng)機(jī)等。還考慮各種數(shù)量和定向的汽缸,包括圖10A至10C中總結(jié)的那些汽缸,并且進(jìn)一步包含,例如,同軸式、“V”型和“平對(duì)置式”發(fā)動(dòng)機(jī)。下面討論的摩擦管理原理適用于活塞發(fā)動(dòng)機(jī),包含凸輪和無凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0036] 活塞組件160可包括通常以165指示的密封件的環(huán)形組件,以保持相應(yīng)汽缸1至4中的燃燒壓力。環(huán)形組件可包括上部、下部和控油環(huán)行密封件,或其它密封件或密封技術(shù)。汽缸1至4可與發(fā)動(dòng)機(jī)組102一體地形成,或者汽缸104可包括汽缸襯套112。燃燒室120形成在汽缸內(nèi),使得當(dāng)噴射的燃料燃燒時(shí),活塞組件160可將轉(zhuǎn)矩傳遞至曲軸101。活塞組件160根據(jù)沖程循環(huán)在汽缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng),使得可執(zhí)行進(jìn)氣、燃燒和排氣功能。隨著往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的增加,密封抵靠汽缸壁或汽缸襯套112的活塞組件160的移動(dòng)受到摩擦值增加的影響。
[0037] 進(jìn)氣閥130連接至進(jìn)氣閥控制器,所述進(jìn)氣閥控制器可為VVA(可變閥致動(dòng))控制器200或者ECU?1700和CDA控制器1800中的一個(gè)或兩個(gè)。進(jìn)氣閥130可被配置為停用和重新激活,使得汽缸可執(zhí)行主動(dòng)點(diǎn)火或者使得汽缸可使發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的摩擦和能量損失最小化。同樣,排氣閥150連接至排氣閥控制器,所述排氣閥控制器可為VVA(可變閥致動(dòng))控制器200或者ECU?1700和CDA控制器1800中的一個(gè)或兩個(gè)。排氣閥150可被配置為停用和重新激活,使得汽缸可執(zhí)行主動(dòng)點(diǎn)火或者使得汽缸可使發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的摩擦和能量損失最小化。
[0038] 參考圖2A,示出了用于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10的示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)100包括6個(gè)汽缸1至6??墒褂闷渌鼣?shù)量的汽缸,但是為了便于討論,以6個(gè)汽缸為例進(jìn)行說明。汽缸1至6從進(jìn)氣歧管103接收進(jìn)氣流體,所述進(jìn)氣流體是燃燒氣體,諸如空氣或與排氣混合的空氣(排氣再循環(huán)“EGR”)。進(jìn)氣歧管傳感器173可監(jiān)測進(jìn)氣流體的壓力、流動(dòng)速率、含量、排氣含量或其它質(zhì)量。進(jìn)氣歧管103連接至發(fā)動(dòng)機(jī)組中的進(jìn)氣口133以向汽缸1至6提供進(jìn)氣流體。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中,除進(jìn)氣歧管增壓時(shí)之外,進(jìn)氣歧管具有真空。CDA是有益的,這是因?yàn)槠卓申P(guān)閉。停用的汽缸具有大量不處于真空狀態(tài)的流體,而不是在真空情況下將活塞向下拉動(dòng)。燃料效率是通過不將真空吸入活塞來獲得的。通過停用汽缸獲得進(jìn)一步的效率,這是因?yàn)榛钊M件160上的環(huán)形組件165不會(huì)直接或經(jīng)由襯套摩擦地接合抵靠汽缸。
[0039] 燃料經(jīng)由燃料噴射控制器300被噴射至單獨(dú)汽缸。燃料噴射控制器300可調(diào)整被噴射至每個(gè)汽缸中的燃料的量和定時(shí),并且可關(guān)閉并恢復(fù)對(duì)每個(gè)汽缸的燃料噴射。每個(gè)汽缸1至6的燃料噴射對(duì)于每個(gè)汽缸106可為相同的或獨(dú)特的,使得一個(gè)汽缸具有的燃料可比另一個(gè)汽缸更多,并且一個(gè)汽缸可不具有燃料噴射,而其它汽缸具有燃料。
[0040] 可變閥致動(dòng)器(VVA)200還耦接至汽缸1至6以致動(dòng)進(jìn)氣閥130和排氣閥150。VVA?200可改變進(jìn)氣閥130和排氣閥150的致動(dòng),以便正常、提前或延遲打開或關(guān)閉閥或者其組合,或者停止閥的操作。VVA控制器200可為獨(dú)立處理器、ECU?1700的子部件或CDA控制器
1700的子部件。在進(jìn)一步的替代方案中,ECU?1700可集成CDA控制器1700和VVA控制器200。
[0041] VVA控制器200可實(shí)施進(jìn)氣閥早開(EIVO)、進(jìn)氣閥早關(guān)(EIVC)、進(jìn)氣閥晚開(LIVO)、進(jìn)氣閥晚關(guān)(LIVC)、排氣閥早開(EEVO)、排氣閥早關(guān)(EEVC)、排氣閥晚開(LEVO)、排氣閥晚關(guān)(LEVC)、EEVC與LIVO的組合或者負(fù)閥重疊(NVO)。VVA控制器200可與液壓、電動(dòng)或電動(dòng)螺線管系統(tǒng)協(xié)作以控制進(jìn)氣閥130和排氣閥150。發(fā)動(dòng)機(jī)100可為凸輪或無凸輪的,或者為混合“凸輪-無凸輪VVA”。
[0042] 如在圖7A、8A以及10A至10E的示例中,進(jìn)氣閥130和排氣閥150可耦接至用于致動(dòng)的凸輪系統(tǒng)、液壓導(dǎo)軌、鎖定搖臂、其它搖臂、電動(dòng)液壓致動(dòng)器等?;蛘邿o凸輪直接作用機(jī)構(gòu)可選擇性地操作單獨(dú)的閥。雖然圖3B和3C示出了一個(gè)進(jìn)氣閥130和一個(gè)排氣閥150,但是在圖3A中,每個(gè)汽缸可具有兩個(gè)進(jìn)氣閥130和兩個(gè)排氣閥150。為了清楚起見,圖3A的示例移除了發(fā)動(dòng)機(jī)組102,并且以虛線示出汽缸。
[0043] 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通過使用活塞160壓縮汽缸1至6中的進(jìn)氣流體而工作。燃料經(jīng)由燃料噴射器310噴射。高熱和壓縮點(diǎn)燃燃料,并且燃燒迫使活塞從上止點(diǎn)(TDC)至下止點(diǎn)(BDC),并且轉(zhuǎn)矩由此被引導(dǎo)至曲軸101。雖然柴油操作可被稱為“4沖程”,但是諸如2沖程和8沖程等其它操作模式也是可能的。在4沖程中,活塞從TDC移動(dòng)至BDC以向汽缸填充進(jìn)氣流體(沖程1)。循環(huán)的開始如圖3B所示,并且圖3C示出了當(dāng)汽缸充滿進(jìn)氣流體時(shí)沖程1的結(jié)束?;钊刂罷DC(沖程2)。燃料被注入并且點(diǎn)燃以將活塞160推至BDC(沖程3)?;钊俅紊仙罷DC以將廢氣從排氣閥中排出(沖程4)。進(jìn)氣閥130在沖程1期間打開并且在沖程2至4期間關(guān)閉,但是VVA?200可調(diào)整打開和關(guān)閉的定時(shí)。排氣閥150在沖程4期間打開并且在沖程2至4期間關(guān)閉,但是VVA?200可調(diào)整打開和關(guān)閉的定時(shí)。
[0044] 廢氣通過發(fā)動(dòng)機(jī)組102中的排氣口l55離開汽缸。排氣口155與排氣歧管105連通。排氣歧管傳感器175可監(jiān)測廢氣的壓力、流動(dòng)速率、氧含量、氮氧化物或一氧化氮(NOx)含量、硫含量、其它污染物含量或其它質(zhì)量。廢氣可驅(qū)動(dòng)可變幾何渦輪增壓器(VGT)501或其它渦輪增壓器的渦輪510。渦輪增壓器501可經(jīng)由渦輪增壓器控制器500來控制,以調(diào)整渦輪
510與壓縮機(jī)512之間的聯(lián)軸器514。可調(diào)整VGT以便控制廢氣中的進(jìn)氣或排氣流動(dòng)速率或背壓。
[0045] 廢氣在后處理系統(tǒng)中過濾。后處理系統(tǒng)可包括各種污染物管理機(jī)構(gòu),諸如氫化合物、燃料或尿素定量給料器。幾種過濾器可為單獨(dú)的或組合的,諸如DOC、DPF、SCR、NH3、Cu-Ze?SCR等過濾器。一種或多種催化劑800過濾污染物,并且可包括柴油機(jī)微粒過濾器(DPF),柴油催化劑通常包括各種稀土金屬以過濾污染物,包含NOx。至少一個(gè)排氣傳感器807被放置在后處理系統(tǒng)中以測量排氣條件,諸如廢氣排放量、NOx含量、排氣溫度、流動(dòng)速率等。排氣傳感器807可包括一種以上類型的傳感器,諸如化學(xué)、熱、光學(xué)、電阻、速度、壓力傳感器等。排氣傳感器807可包括傳感器陣列,其中傳感器分配選項(xiàng)包含在催化劑800之前、之后或之內(nèi)。還可包含與渦輪增壓器501連接的傳感器以檢測渦輪和壓縮機(jī)活動(dòng)。
[0046] 廢氣可在被至少一種催化劑800過濾之后離開系統(tǒng)。或者,廢氣可經(jīng)由各種路徑重新引導(dǎo)至進(jìn)氣歧管103,其中一些路徑在圖2A至2C中進(jìn)行說明。在圖2A中,廢氣在EGR冷卻器455中被冷卻。EGR控制器400致動(dòng)EGR閥410以選擇性地控制被供應(yīng)至進(jìn)氣歧管103的EGR的量。再循環(huán)至歧管103的廢氣會(huì)影響汽缸中的空燃比(AFR)。廢氣稀釋歧管103中的氧含量。
燃料定量給料器中的未燃燒燃料或燃燒后剩余的未燃燒燃料增加了AFR中的燃料量。煙灰和其它顆粒以及污染氣體也會(huì)減少空燃比的空氣部分。雖然通過進(jìn)氣系統(tǒng)700引入的新鮮空氣可提高AFR,但是EGR可降低AFR,并且燃料噴射至汽缸可進(jìn)一步降低AFR。因此,EGR控制器、燃料噴射控制器400以及進(jìn)氣輔助控制器600可通過分別操作EGR閥410、燃料噴射器310以及進(jìn)氣輔助裝置610來為發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件調(diào)整空燃比。因此,調(diào)整點(diǎn)火汽缸的空燃比可包括進(jìn)行以下中的一項(xiàng)操作:通過控制增壓器增加至少一個(gè)點(diǎn)火汽缸的新鮮空氣,或者通過增加點(diǎn)火汽缸的廢氣再循環(huán)來減少點(diǎn)火汽缸的空燃比。這可在增大或不增大渦輪增壓器
501的情況下完成。
[0047] 圖2B中的變型發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)12移除了一個(gè)廢氣再循環(huán)路徑以利于替代路徑。EGR控制器400可替代地耦接至EGR閥412以將廢氣沿著第二EGR路徑613、沿著EGR路徑612引導(dǎo)至進(jìn)氣輔助裝置601。替代地,廢氣可在被催化劑800過濾之后再循環(huán)。因此,EGR閥414可由EGR控制器400控制以將EGR的一些部分沿著第一EGR路徑610、沿著EGR路徑612引導(dǎo)至進(jìn)氣輔助裝置601??刂艵GR閥412或EGR閥414調(diào)整被包含在汽缸1至6內(nèi)的空燃比中的排氣量。
[0048] 如圖2C中示意地所示,使用非常小的進(jìn)氣輔助裝置601通過將可用氧氣增壓來延長汽缸停用(CDA)的操作范圍。小型空氣、增壓器或風(fēng)扇連接至諸如進(jìn)氣系統(tǒng)700的充氧源。進(jìn)氣系統(tǒng)可供應(yīng)新鮮空氣以增加柴油機(jī)的進(jìn)氣歧管中的空燃比。進(jìn)氣輔助裝置601可增加進(jìn)氣歧管的氣流并且可增加進(jìn)入汽缸的空氣,而非將CDA限制為低負(fù)載或怠速條件。這可通過提高AFR的空氣部分來提供更稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然在汽缸停用(CDA)模式期間可降低AFR,但是進(jìn)氣輔助裝置可通過針對(duì)低壓進(jìn)氣歧管增加流來增加AFR。這與現(xiàn)有技術(shù)相反,其尋求在CDA模式期間消除能量消耗。EGR不需要暫停來限制二氧化碳的排放,但是可進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0049] 通過控制汽缸1至6的空燃比,可去除渦輪增壓器501,因此簡化了控制算法輸出并且減少了系統(tǒng)費(fèi)用。在圖2C中,去除了渦輪增壓器501。新鮮空氣可通過進(jìn)氣系統(tǒng)700自然地吸入至進(jìn)氣歧管103,并且進(jìn)氣輔助裝置601可被選擇性地控制以增大進(jìn)氣歧管103的進(jìn)氣流。如果進(jìn)氣輔助裝置對(duì)進(jìn)氣流加熱,那么諸如當(dāng)使用增壓器時(shí),可選地包含增壓空氣冷卻器650以調(diào)節(jié)進(jìn)氣流溫度。
[0050] 圖5示出了用于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)10、12或14或類似發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的正常操作模式。進(jìn)氣流體720被提供給每個(gè)汽缸1至6。每個(gè)汽缸接收燃料320并且進(jìn)行燃燒循環(huán)。廢氣420離開每個(gè)汽缸1至6。在發(fā)動(dòng)機(jī)的某些負(fù)載和速度條件期間,諸如當(dāng)需要全矩輸出時(shí),可使用正常模式?;蛘撸?dāng)巡航模式與CDA模式相比為發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)提供更好的溫度或NOx輸出時(shí)。
[0051] 圖6示出了汽缸停用模式(CDA)。一半汽缸被停用。汽缸1至3接收與轉(zhuǎn)矩輸出需求相稱的燃料。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要保持某個(gè)轉(zhuǎn)矩水平并且實(shí)施CDA模式時(shí),可停用汽缸4至6,同時(shí)加倍汽缸1至3的燃料。由于減少整個(gè)汽缸的摩擦力而獲得燃料經(jīng)濟(jì)性益處,因此可將兩倍以下的燃料提供給點(diǎn)火汽缸1至3以獲得與在正常模式下全部六個(gè)汽缸點(diǎn)火相同的轉(zhuǎn)矩水平。例如,當(dāng)關(guān)閉一半汽缸時(shí),點(diǎn)火汽缸可接收1.95倍燃料以在停用期間保持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩輸出。因此,CDA模式通過減少燃料使用以獲得期望的轉(zhuǎn)矩輸出來產(chǎn)生燃料經(jīng)濟(jì)性益處。
[0052] 通過停用凸輪式發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸,由于減少凸輪導(dǎo)軌上的摩擦獲得額外的燃料經(jīng)濟(jì)性益處。通過減少寄生摩擦損失,停用汽缸提高了發(fā)動(dòng)機(jī)效率并因此提高了燃料經(jīng)濟(jì)性。一種用于使摩擦最小化的方法考慮了活塞組件160與汽缸壁或汽缸襯套之間的摩擦。摩擦數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)在控制單元中或?qū)崟r(shí)感測??蛇x擇汽缸停用以使摩擦損失最小化。另一種用于使摩擦最小化的方法涉及一種凸輪式發(fā)動(dòng)機(jī)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括至少一個(gè)凸輪導(dǎo)軌,其中至少一個(gè)凸輪導(dǎo)軌包括用于多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的至少一個(gè)相應(yīng)的凸輪凸。至少一個(gè)相應(yīng)的凸輪凸角與至少一個(gè)凸輪導(dǎo)軌一起旋轉(zhuǎn)以提升和降低相應(yīng)進(jìn)氣閥中的一個(gè)。至少一個(gè)相應(yīng)的凸輪凸角與其附屬的滾柱指輪隨動(dòng)器或其附屬的滾柱指輪提升器之間的摩擦有助于感測的或存儲(chǔ)的摩擦值。如圖10A至10E所示,各種凸輪凸角3A至3E旋轉(zhuǎn),并可具有寄生摩擦損失。通過將閥停用,可減少凸輪凸角3A至3E之間的阻力。中斷凸輪凸角與閥1A至1E之間的連接減少了凸輪凸角旋轉(zhuǎn)時(shí)抵抗凸輪凸角的材料的量,并且因此與凸輪凸角一起旋轉(zhuǎn)的凸輪導(dǎo)軌182、183需要較少的能量來旋轉(zhuǎn),從而減少對(duì)系統(tǒng)造成的能量負(fù)擔(dān),并且最終減少燃料使用量。
[0053] 例如,可修改搖臂2B至2E或液壓間隙調(diào)節(jié)器11A至11E中的一個(gè)或多個(gè),以結(jié)合汽缸停用機(jī)構(gòu),諸如圖7A至7C以及8A和8B所示的那些汽缸停用機(jī)構(gòu)。因此,I型、II型、III型、IV型以及V型發(fā)動(dòng)機(jī)可受益于在本文所公開的系統(tǒng)和方法。
[0054] 對(duì)于點(diǎn)火汽缸1至3,進(jìn)氣閥130和排氣閥150在由VVA控制器200控制的情況下移動(dòng)。然而,對(duì)于汽缸4至6,沒有致動(dòng)進(jìn)氣閥130和排氣閥150。
[0055] 增加汽缸1至3的燃料使得汽缸1至3中的混合物更“富”。因?yàn)榭諝馍偾胰剂隙?,所以汽缸的空燃比較低。所產(chǎn)生的廢氣更熱。當(dāng)空燃比接近下限時(shí),渦輪出口溫度(TOT)上升。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)14不使用渦輪增壓器501,并且因此為了方便起見使用“渦輪出口溫度”來指示渦輪501所處的位置處的排氣溫度。當(dāng)AFR增加時(shí),TOT遵循多項(xiàng)式曲線。
[0056] 與必須具有諸如14.7∶1(十四點(diǎn)七份空氣對(duì)一份汽油)等的化學(xué)計(jì)量空燃比(AFR)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比,柴油系統(tǒng)可改變汽缸中的AFR并仍然正常工作。點(diǎn)火汽缸中的AFR范圍可從,例如,14∶1至100∶1(十四份空氣對(duì)一份柴油燃料直至100份空氣對(duì)一份柴油燃料)。在低AFR下煙灰是一個(gè)問題,因此當(dāng)期望高溫操作時(shí)將AFR保持為22∶1至24∶1是有益的。為了避免煙灰,調(diào)整點(diǎn)火汽缸的空燃比包括調(diào)整進(jìn)氣氣體和燃料噴射中的一個(gè)或兩個(gè)以保持選定空燃比。CDA模式可在17∶1至70∶1或20∶1至50∶1之間的AFR下操作。另一個(gè)AFR范圍是24∶1至45∶1。用于提供大約300攝氏度的后處理催化劑床溫的一個(gè)AFR的范圍是30∶1至45∶1AFR。
[0057] 由于AFR與TOT之間的多項(xiàng)式關(guān)系,可開發(fā)用于感測低溫條件并且調(diào)整空燃比以使排氣溫度達(dá)到期望范圍的控制算法。使用上述廢氣再循環(huán)(EGR)控制器400,燃料噴射控制器300和進(jìn)氣輔助控制器600是調(diào)節(jié)排氣溫度的一個(gè)方面。在選擇汽缸時(shí)進(jìn)入汽缸停用(CDA)模式是調(diào)整AFR和TOT的另一個(gè)方面。
[0058] 進(jìn)入CDA模式減少了通過發(fā)動(dòng)機(jī)100的氣流。使用全部6個(gè)汽缸通過發(fā)動(dòng)機(jī)吸入更多空氣。因?yàn)閷?duì)CDA模式汽缸停用進(jìn)氣閥130和排氣閥150,所以在CDA模式下更少空氣通過發(fā)動(dòng)機(jī)吸入并且更少空氣被推入排氣歧管105中。這降低了廢氣420的流動(dòng)速率。廢氣420在后處理系統(tǒng)中更加停滯,因此其在催化劑800中更長時(shí)間地滯留,由此將更多的污染物和熱量傳遞給催化劑800。通過進(jìn)入CDA模式,以此方式抑制催化劑800中的對(duì)流是對(duì)催化劑進(jìn)行“熱浸泡”的有效方式。熱催化劑800是有效催化劑。
[0059] 對(duì)于催化劑材料(鉑、鈀、銠等)的給定混合物,催化劑800具有理想的操作溫度范圍。在所述理想的溫度范圍中,催化劑對(duì)于捕獲污染物是最有效的。因此,控制排氣溫度可控制催化劑800的溫度,從而控制催化劑800捕獲污染物的功效。通過進(jìn)入CDA模式來減少對(duì)流,對(duì)催化劑800進(jìn)行“熱浸泡”允許熱排氣將熱量傳遞至催化劑800,以將催化劑升高至理想溫度。移動(dòng)進(jìn)出CDA模式還通過調(diào)整每個(gè)汽缸的AFR來控制排氣溫度。另外經(jīng)由EGR閥、進(jìn)氣輔助裝置以及燃料噴射中的一個(gè)或多個(gè)來控制AFR會(huì)進(jìn)一步影響排氣溫度和污染物捕獲。
[0060] 發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可包括排氣管理系統(tǒng)。確定汽缸數(shù)量是進(jìn)一步基于對(duì)排氣管理系統(tǒng)進(jìn)行熱浸泡。確定汽缸數(shù)量可進(jìn)一步基于減少排氣管理系統(tǒng)中的對(duì)流熱傳遞,使得隨著確定的汽缸數(shù)量增加,對(duì)流熱傳遞實(shí)現(xiàn)更大降幅。
[0061] 可實(shí)施計(jì)算機(jī)控制以實(shí)時(shí)處理車輛條件以動(dòng)態(tài)地調(diào)整選擇停用的汽缸的數(shù)量和位置。如上所述,控制單元可包括集成至中央控制單元2100(圖21)中的VVA控制器200、ECU?1700或CDA控制器1800中的一個(gè)或多個(gè),或者包括這些部件的網(wǎng)絡(luò)(圖16)。控制單元包括至少一個(gè)處理器1720、2120、1820、至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置2130、1730、1830以及被存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一組處理器可執(zhí)行控制算法。分配編程和聯(lián)網(wǎng)可使得遠(yuǎn)程裝置能夠由控制單元來控制,并且如所說明,處理器可被分解為多個(gè)子程序和子處理器。至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置2130、1730、1830是諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、可擦編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、大容量存儲(chǔ)裝置、可移動(dòng)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、硬盤驅(qū)動(dòng)器等的有形可讀存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。信號(hào)本身被排除在外。用于執(zhí)行本文所公開的方法所必需的算法存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置2130、1730、1830中以供至少一個(gè)處理器1720、2120、1820執(zhí)行。
[0062] 作為另外的示例,計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)可靠近用于VGT控制裝置500的渦輪增壓器501,另一種計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)可靠近用于EGR控制器400的EGR閥410,另一種計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)可靠近用于可變閥致動(dòng)器200的進(jìn)氣閥和排氣閥,又另一種計(jì)算機(jī)控制器可被放置用于燃料噴射控制器300,并且又另一種計(jì)算機(jī)控制器可被實(shí)施用于進(jìn)氣輔助控制器600。子程序可存儲(chǔ)在分布式計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)中,其中集中式或核心處理在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1400處進(jìn)行。
[0063] 至少一組控制算法被配置為從一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力需求輸入(諸如車輛傳感器1714)接收發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)。動(dòng)力需求數(shù)據(jù)可,例如,表達(dá)為加速踏板位置、肯定用戶選擇(開關(guān)選擇)、系統(tǒng)選擇(諸如由俄亥俄州克利夫蘭的伊頓公司擁有的ULTRASHIFT或ULTRASHIFT?PLUS齒輪選擇)、傳動(dòng)系速度傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器輸出等中的一個(gè)或多個(gè)。其它示例性車輛傳感器1714可包括進(jìn)氣歧管傳感器173、排氣歧管傳感器175以及排氣傳感器807,并且沿著BUS或類似布線被發(fā)送至傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。
[0064] 控制單元接收發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù),這些發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)包括可經(jīng)由車輛傳感器1714感測的每分鐘曲軸轉(zhuǎn)數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)上的當(dāng)前負(fù)載中的至少一個(gè)。已知當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)操作特性有助于控制單元決定輸出信號(hào)的定時(shí),諸如可變閥致動(dòng)、汽缸停用以及燃料噴射信號(hào)。當(dāng)接收到的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)在一個(gè)或多個(gè)指定范圍內(nèi)時(shí),控制單元基于接收到的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)和進(jìn)一步基于多個(gè)汽缸的感測到的或存儲(chǔ)的摩擦值來確定多個(gè)汽缸中停用的汽缸數(shù)量。這是方法步驟1901的一部分。在一個(gè)或多個(gè)指定范圍內(nèi)可包括監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式并且查看包括怠速發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式、負(fù)載怠速發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式、滑行操作模式以及負(fù)載發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式中的一個(gè)或多個(gè)的至少一個(gè)閾值范圍?;诎l(fā)動(dòng)機(jī)操作模式是怠速發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式、負(fù)載怠速發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式、滑行操作模式還是負(fù)載發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式來調(diào)整作用汽缸和停用汽缸的汽缸組合。
[0065] 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于CDA模式的范圍內(nèi)時(shí),控制單元命令停用多個(gè)汽缸中的確定數(shù)量的汽缸。如圖4A中所概述,進(jìn)氣閥控制器(諸如OCV1和OCV2或汽缸停用機(jī)構(gòu)7000)響應(yīng)于所述命令而停用確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥。排氣閥控制器(諸如OCV3和OCV4或汽缸停用機(jī)構(gòu)7000)響應(yīng)于所述命令而停用確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥。并且,噴射控制器300響應(yīng)于所述命令而停用確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的燃料噴射器。
[0066] 圖4A總結(jié)了進(jìn)入汽缸停用的步驟。在步驟S103中,切斷進(jìn)入選定汽缸的燃料。在步驟S105中,無論是通過電子方式還是液壓方式,諸如電子螺線管、電閂鎖、液壓閂鎖、凸輪選擇、禁用可控升降機(jī)構(gòu)、凸輪-無凸輪致動(dòng)器、混合動(dòng)力電液壓系統(tǒng)或類似裝置,均會(huì)使進(jìn)氣閥和排氣閥脫離致動(dòng)。一定量的進(jìn)氣流被捕獲在停用汽缸中,并且圖4A的步驟S107的示例捕獲增壓空氣。
[0067] 確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥可包括連接至其相應(yīng)的進(jìn)氣閥控制器的相應(yīng)的液壓致動(dòng)閂鎖。液壓致動(dòng)閂鎖可被配置為停用和重新激活其相應(yīng)的進(jìn)氣閥。失效保護(hù)操作可通過監(jiān)測液壓致動(dòng)閂鎖的液壓壓力來確認(rèn)閂鎖的位置。液壓致動(dòng)閂鎖可用被替換為相應(yīng)的電致動(dòng)閂鎖,并且失效保護(hù)操作可通過監(jiān)測電致動(dòng)閂鎖的電信號(hào)來確認(rèn)閂鎖的位置。
[0068] 圖4A的方法可單獨(dú)使用以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料效率和污染物控制。但是,圖4B示出了汽缸停用和另外的控制益處的組合。例如,當(dāng)控制單元1700或2100確定多個(gè)汽缸中停用的汽缸數(shù)量時(shí),進(jìn)行計(jì)算以使多個(gè)汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件之間的摩擦最小化。對(duì)比計(jì)算在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求的同時(shí)使得能夠選擇具有最低總摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸組合。這是方法步驟1903的一部分。作為示例,執(zhí)行摩擦測定以使摩擦最小化可包括已知發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式何時(shí)是滑行模式,并且停用盡可能多的汽缸以使摩擦進(jìn)一步最小化以延長滑行模式。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式是滑行模式時(shí),這可導(dǎo)致選擇具有最低總摩擦的汽缸組合以及零作用汽缸和全停用汽缸的組合。另外,發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式進(jìn)一步包括結(jié)對(duì)模式,并且選擇汽缸組合可進(jìn)一步基于使摩擦最小化以優(yōu)化結(jié)對(duì)模式。
[0069] 控制單元中的一組控制算法可進(jìn)一步被配置為選擇作用汽缸和停用汽缸的分配,以使多個(gè)汽缸1至6與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞160之間的總摩擦最小化。一旦確定了多個(gè)汽缸中停用的汽缸數(shù)量,就可在考慮,例如,導(dǎo)軌設(shè)置、汽缸容量、所述系統(tǒng)是靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)CDA系統(tǒng)(這些選擇是否可在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上“行走”)、凸輪位置、曲軸位置、沖程循環(huán)位置等情況下來確定停用汽缸的分配。例如,所述一組控制算法可進(jìn)一步被配置為隨時(shí)間變化動(dòng)態(tài)地分配多個(gè)汽缸中停用的汽缸數(shù)量并且動(dòng)態(tài)地調(diào)整作用汽缸和停用汽缸的分配,使得作用汽缸和停用汽缸的數(shù)量和位置圍繞內(nèi)燃機(jī)隨時(shí)間變化而變化。
[0070] 所述一組控制算法進(jìn)一步被配置為隨時(shí)間變化而迭代地更新多個(gè)汽缸中停用的汽缸數(shù)量?;诟碌陌l(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)和基于多個(gè)燃燒汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞之間的更新摩擦測定,可確定多個(gè)汽缸中停用的新汽缸數(shù)量。例如,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加,活塞組件160與汽缸之間的摩擦增加,因此隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加,有利于盡可能多地調(diào)整汽缸選擇以減小摩擦。增加對(duì)作用汽缸的燃料定量加料可能是停用另外的汽缸的必然結(jié)果。
[0071] 參考圖4B,在步驟S401中,控制單元決定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載是否滿足進(jìn)入CDA模式的標(biāo)準(zhǔn)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具有合適的負(fù)載或曲軸RPM或這兩者均滿足CDA標(biāo)準(zhǔn),則計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在步驟S403中在滿足當(dāng)前負(fù)載和RPM需求的同時(shí)選擇可停用的汽缸數(shù)量。要考慮的另外的因素是排氣溫度是在閾值范圍內(nèi)還是為目標(biāo)溫度、制動(dòng)熱效率(BTE)是否高于BTE閾值、或者廢氣排放量是否在某個(gè)范圍內(nèi)或?yàn)槟繕?biāo)水平中的一個(gè)或多個(gè)。一種策略在不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出的情況下停用盡可能多的汽缸。另一種策略可停用盡可能多的汽缸以將排氣溫度盡可能保持為高。另一種策略停用盡可能多的汽缸以盡可能具有燃料高效操作。又另一種策略使摩擦最小化。另一種策略監(jiān)測用于執(zhí)行失效保護(hù)子程序的失效保護(hù)因素。另一種策略是監(jiān)測電容以使能源浪費(fèi)最小化并且使能量再利用率最大化。執(zhí)行這些策略的查詢標(biāo)準(zhǔn)在步驟S401中完成,并且除了其它數(shù)據(jù)之外,還可考慮失效保護(hù)、電容、摩擦、能量使用和燃料經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)。
[0072] 一旦在步驟S403中選擇了停用的汽缸數(shù)量,則在步驟S405中,燃料噴射控制器300關(guān)閉進(jìn)入選定汽缸的燃料。在步驟S413中可對(duì)點(diǎn)火汽缸進(jìn)行空燃比(AFR)的并行或隨之產(chǎn)生的調(diào)整。被噴射至汽缸中的燃料量范圍為0至100%,并且可通過合適的機(jī)制進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制,這些機(jī)制包括傳感器、變送器、接收器以及致動(dòng)器。步驟S413可另外或可替代地包括調(diào)整燃料噴射的定時(shí)或量、進(jìn)氣流、廢氣再循環(huán)(EGR)、點(diǎn)火汽缸的閥打開或閥關(guān)閉分布(升程或定時(shí))中的一個(gè)或多個(gè)。這可包括上面詳述的AFR調(diào)整策略,并且可包括壓縮機(jī)512或進(jìn)氣輔助裝置601或適當(dāng)?shù)嘏懦郎u輪增壓器501。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),至少一組控制算法進(jìn)一步被配置為基于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出需求來調(diào)整對(duì)燃料噴射器的命令以調(diào)整被噴射至多個(gè)汽缸中的作用汽缸的燃料量。
[0073] 在進(jìn)行了燃料調(diào)整的情況下,在步驟S407中對(duì)于選定的停用汽缸關(guān)閉進(jìn)氣閥和排氣閥致動(dòng)。在步驟S409中,系統(tǒng)監(jiān)測排氣溫度、制動(dòng)熱效率、污染水平、通過催化劑的排氣流動(dòng)速率等中的一個(gè)或多個(gè)。如果不可能調(diào)整停用汽缸的數(shù)量,則繼續(xù)步驟S409中的監(jiān)測,但是如果可停用另外的汽缸,則步驟S411執(zhí)行此操作。例如,溫度、污染物、摩擦、能量再利用、熱浸泡或流動(dòng)速率的閾值可指示CDA中汽缸數(shù)量的增加或減小將會(huì)改進(jìn)排氣條件。因此,如果閾值指示以CDA模式調(diào)整汽缸將有益于目標(biāo)排氣條件,則所述方法通過返回至步驟S401來檢查諸如負(fù)載和RPM等其它參數(shù)是否允許CDA模式。
[0074] 在一個(gè)方面中,并且參考圖5,為了方便起見,發(fā)動(dòng)機(jī)為一般化的發(fā)動(dòng)機(jī)并且以線性方式標(biāo)記有6個(gè)汽缸。在實(shí)際實(shí)施方案中,汽缸不總是線性對(duì)齊的。即使它們線性對(duì)齊,它們也不會(huì)總是按照?qǐng)D中編號(hào)的序列進(jìn)行點(diǎn)火。即,汽缸可能不會(huì)按照順序1、2、3、4、5、6點(diǎn)火。例如,正常操作模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火順序可為1、5、3、6、2、4。在CDA模式下,汽缸4、5、6停用。剩余汽缸按照順序1、3、2點(diǎn)火。取決于發(fā)動(dòng)機(jī)在其點(diǎn)火序列中的位置,選擇停用的汽缸可在算法迭代之間改變。因此,第一次迭代可按照上述闡明的順序進(jìn)行點(diǎn)火。第二次迭代可將正常的點(diǎn)火順序改變?yōu)?、6、2、4、1、5。在所述順序中,汽缸點(diǎn)火3、2、1,而汽缸4至6停用。然而,用于實(shí)施新的CDA模式停用順序的起始順序可激活停用的汽缸,并且停用點(diǎn)火汽缸。順序5、3、6、2、4、1將按順序5、6、4將汽缸點(diǎn)火,其中汽缸1至3停用。因此,不僅汽缸點(diǎn)火和停用的數(shù)量會(huì)改變,而且選擇點(diǎn)火和停用的汽缸可在算法迭代之間變化。
[0075] 參考流程圖,可分析步驟S409的結(jié)果,并且可在步驟S415中確定是否調(diào)整排氣分布。如上所述,為了調(diào)整排氣方面以及其加熱催化劑800或?qū)⑽廴疚飶膹U氣中過濾的能力,可能必須在汽缸水平處調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)活動(dòng)。而且因此,如果要調(diào)整排氣分布,則算法返回至步驟S413。否則,系統(tǒng)繼續(xù)在步驟S409中監(jiān)測。
[0076] 在步驟S417中,如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載增加至閾值以上時(shí),可能必須一起退出CDA模式?;蛘撸?dāng)制動(dòng)熱效率或污染物控制在CDA模式之外更好時(shí)。作為另外的示例,可計(jì)算選定汽缸組合的燃料使用量并且計(jì)算包括全作用汽缸的汽缸組合的燃料使用量。比較兩個(gè)計(jì)算結(jié)果示出了哪種燃料效率更高:全作用汽缸模式還是停用汽缸模式。各種計(jì)算可包括所述測定,例如,可比較停用的更多或更少汽缸的計(jì)算。在作用和停用汽缸上進(jìn)入更高或更低的變速器齒輪可與當(dāng)前狀態(tài)和確定狀態(tài)進(jìn)行比較。當(dāng)計(jì)算和比較示出了選定汽缸組合的燃料使用量低于全作用汽缸的汽缸組合的燃料使用量時(shí),可進(jìn)入汽缸停用模式。
[0077] 系統(tǒng)通過返回至步驟S401來檢查發(fā)動(dòng)機(jī)是否仍然滿足用于實(shí)施CDA模式的標(biāo)準(zhǔn)。如果不滿足基本標(biāo)準(zhǔn),則步驟S417觸發(fā)退出CDA模式。停用的汽缸接收閥致動(dòng)控制和燃料噴射以返回至點(diǎn)火模式。然而,算法可通過繼續(xù)步驟S413、S409以及S415中的流程來繼續(xù)檢查AFR調(diào)整或閥分布調(diào)整是否有益于排氣分布。
[0078] 進(jìn)入、退出或延遲進(jìn)入或退出CDA模式的觸發(fā)條件可如上所述涉及燃料經(jīng)濟(jì)性、BTE、污染物管理等。然而,另一個(gè)問題是“臨界轉(zhuǎn)變”??赏ㄟ^查看圖7A至9C中的汽缸停用示例和圖14的曲線圖來理解臨界轉(zhuǎn)變。
[0079] 汽缸停用機(jī)構(gòu)7000用于V型發(fā)動(dòng)機(jī),并且在圖1中被示為相對(duì)于圖7A所示的視圖旋轉(zhuǎn)90度。凸輪凸角7003E抵靠安置在套筒7400中的軸承7300旋轉(zhuǎn)。閂鎖或“銷”組件7700被彈簧7600偏置,使得閂鎖的邊緣7770卡在套筒7400的凹部7450中。在所述默認(rèn)鎖定條件下,沒有從油壓控制閥OCV1供應(yīng)油壓,但是可能供應(yīng)了穩(wěn)態(tài)壓力。推桿7500安置在套筒7400內(nèi),并且可選液壓間隙調(diào)節(jié)器(HLA)7011E也內(nèi)置于套筒7400中。凸輪凸角7003E具有經(jīng)由推桿7500提升和降低附屬閥1E的偏心分布。在鎖定條件下,推桿7500根據(jù)套筒運(yùn)動(dòng)箭頭SM與套筒7400一起移動(dòng)。但是,當(dāng)經(jīng)由油壓控制閥OCV1通過激勵(lì)電極7800以(經(jīng)由螺線管、線軸或其它裝置)打開閥將液壓流體施加至閂鎖7700時(shí),閂鎖克服彈簧7600的彈簧力并且閂鎖
7700內(nèi)陷。然后,推桿7500根據(jù)推桿箭頭PR在套筒7400內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng),并且凸輪凸角分布不會(huì)提升或降低閥1E?!笆チ恕蓖馆嗊\(yùn)動(dòng)。
[0080] 圖7B和7C更詳細(xì)地示出了閂鎖7700。供油口7480與油壓控制閥OCV1流體連通。抵靠閂鎖7700的面7777以及圍繞閂鎖7700的腔體7420內(nèi)的油壓使閂鎖凹陷。閂鎖的邊緣7770不再位于凹部7450中。
[0081] 如果不考慮閂鎖7700運(yùn)動(dòng)相對(duì)于凸輪凸角的位置的定時(shí),則發(fā)生臨界轉(zhuǎn)變。如果閂鎖的邊緣7770僅部分地接合在凹部7450中,則閂鎖7700可能從凹部7450中滑出。閥然后可能會(huì)突然下降,并且可能發(fā)生活塞接觸?;蛘?,突然運(yùn)動(dòng)可能會(huì)損壞推桿。任何一種情況都可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0082] 圖8A至9C中示出了II型發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸停用機(jī)構(gòu)。在圖8A中,偏心凸輪凸角8003B相對(duì)于汽缸停用機(jī)構(gòu)8100和閥150位于頂部。排氣口155的一部分被示為靠近閥150的閥頭。閥桿延伸至汽缸停用機(jī)構(gòu)8100上的閥桿座8900。彈簧156、彈簧座159以及軸環(huán)157有助于將閥150偏置。包含液壓間隙調(diào)節(jié)器(HLA)8500以調(diào)整相距閥的間隙。HLA?8500可經(jīng)由套筒8850中的孔8853與閂鎖7700共享流體壓力。HLA?8500安置在HLA凹部8855中。
[0083] 軸承8300在軸承軸8320上旋轉(zhuǎn),并且凸輪凸角8003B在軸承8300上旋轉(zhuǎn)。當(dāng)閂鎖8870的邊緣8810卡在旋轉(zhuǎn)臂8700的凹部8710上時(shí),凸輪凸角8003B通過相對(duì)于軸承8300旋轉(zhuǎn)而將閥150上推和下推。彈簧8860在插塞8840與閂鎖8870之間被偏置至鎖定條件。所述插塞包含用于與油壓控制閥OCV對(duì)接的供油口8830。
[0084] 軸承軸8320可與延伸部8200一體地形成。軸承軸8320經(jīng)由臂8110和8150從彈簧8140接收偏置力。彈簧8140由保持器8500保持。臂8150抵靠凸8410安置。彈簧力將軸承
8300偏置成與凸輪凸角8003B接觸。
[0085] 如果進(jìn)入或退出汽缸停用模式的定時(shí)不是相對(duì)于凸輪凸角旋轉(zhuǎn)調(diào)整的,則邊緣8810將僅與凹部8710部分接合。閂鎖8870可相對(duì)于內(nèi)臂8700滑移,或者臂8700可相對(duì)于閂鎖8870滑移。這種運(yùn)動(dòng)被稱為臨界轉(zhuǎn)變,因?yàn)槠淇赡芡ㄟ^使得閥與活塞接觸或者由于內(nèi)臂
8700相對(duì)于凸輪凸角8003B的惡劣沖程而嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)動(dòng)機(jī)。避免臨界轉(zhuǎn)變也避免了“夾緊”閂鎖7700或8870和導(dǎo)致閂鎖功效受損。
[0086] II型和V型汽缸停用機(jī)構(gòu)僅是示例性的,其它汽缸停用機(jī)構(gòu)可與本文所公開的系統(tǒng)和方法一起使用。應(yīng)用于I型、III型和IV型發(fā)動(dòng)機(jī)的替代方案也在所公開的系統(tǒng)和方法的適用范圍內(nèi)。
[0087] 參考圖14和15可理解避免臨界轉(zhuǎn)變。凸輪軸傳感器CM1和曲軸傳感器CK1可為霍爾效應(yīng)或其它傳感器以跟蹤凸輪軸181、182和曲軸101上的齒。單獨(dú)的齒沿著時(shí)間軸水平繪制。通過跟蹤缺失的齒,諸如缺失的曲軸齒CKM,或者通過檢測凸輪軸上的大或小齒,諸如CMS1和CMS2,ECU?1700和CDA控制器1800可跟蹤發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的活動(dòng)并且可獲知活塞在汽缸中的位置并且可獲知凸輪凸角相對(duì)于停用機(jī)構(gòu)的位置。跟蹤缺失或不同大小的齒并且已知齒之間的定時(shí)允許簡單的跟蹤機(jī)制。圖14中圈出了臨界轉(zhuǎn)變的位置。在圈出的時(shí)間段內(nèi)啟動(dòng)汽缸停用可產(chǎn)生閂鎖從其凹部中滑出并且導(dǎo)致臨界轉(zhuǎn)變事件的風(fēng)險(xiǎn)。
[0088] 為了避免臨界轉(zhuǎn)變事件,汽缸停用控制器1800命令執(zhí)行失效保護(hù)子程序以避免與相應(yīng)進(jìn)氣閥和相應(yīng)排氣閥的停用定時(shí)相關(guān)聯(lián)的臨界轉(zhuǎn)變風(fēng)險(xiǎn)。汽缸停用控制器1800命令失效保護(hù)子程序,其包括以下步驟:驗(yàn)證確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥處于前一次排氣閥關(guān)閉與排氣閥打開命令前之間的切換窗口中。失效保護(hù)子程序的另一個(gè)方面可包括以下步驟:驗(yàn)證確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥處于排氣閥打開事件之外的切換窗口中。為了保護(hù)排氣閥,在切換窗口1或2期間可發(fā)出汽缸停用命令,但是一旦排氣閥打開已經(jīng)開始,下一個(gè)切換窗口不會(huì)啟動(dòng),直至進(jìn)氣閥開始提升。然后,在排氣閥打開指令至部分排氣閥降低之間存在非停用窗口。
[0089] 相對(duì)于選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥進(jìn)入停用模式可發(fā)生在進(jìn)氣閥打開命令之后并且在選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥的進(jìn)氣閥打開命令之后關(guān)閉之前的切換窗口中。相對(duì)于選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥進(jìn)入停用模式可發(fā)生在進(jìn)氣閥打開命令之后并且在有任何燃料噴射進(jìn)入選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)進(jìn)氣閥之前的切換窗口中。當(dāng)重新激活選定數(shù)量的汽缸時(shí),重新激活包括在命令打開選定數(shù)量的汽缸的進(jìn)氣閥之前命令打開選定數(shù)量的汽缸的排氣閥。當(dāng)選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)進(jìn)氣閥和相應(yīng)排氣閥關(guān)閉時(shí),選定數(shù)量的汽缸進(jìn)入汽缸停用模式。
[0090] 在其它替代方案中,用于停用確定數(shù)量的命令可被定時(shí)為發(fā)生在確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥已經(jīng)打開和關(guān)閉之后且在確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)開始打開之后但在確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)關(guān)閉之前。而且,用于停用確定數(shù)量的命令可被定時(shí)為發(fā)生在確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥已經(jīng)打開和關(guān)閉之后且在確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)打開和開始關(guān)閉之后但在確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的燃料噴射器已經(jīng)噴射燃料之前。
[0091] 失效保護(hù)可包含以下步驟:驗(yàn)證選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥處于前一次排氣閥關(guān)閉與排氣閥打開命令前之間的切換窗口中。替代步驟:驗(yàn)證選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥處于排氣閥打開事件之外的切換窗口中。而且,失效保護(hù)子程序可包括以下步驟:驗(yàn)證確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥處于進(jìn)氣閥打開命令之后的切換窗口中。
[0092] 進(jìn)入汽缸停用模式的步驟可被定時(shí)為發(fā)生在選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥已經(jīng)打開和關(guān)閉之后且在選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)開始打開之后但在選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)關(guān)閉之前。進(jìn)入汽缸停用模式的步驟可被定時(shí)為發(fā)生在選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的排氣閥已經(jīng)打開和關(guān)閉之后且在選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥已經(jīng)打開且開始關(guān)閉之后但在選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的燃料噴射器已噴射燃料之前。
[0093] 另外,失效保護(hù)子程序可包括以下步驟:驗(yàn)證確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥處于進(jìn)氣閥打開命令之后或之外的切換窗口中。通過等待直至進(jìn)氣閥升程已經(jīng)開始,隨著升程事件將閂鎖夾緊在適當(dāng)位置中,閂鎖不能從凹部中滑出。如果產(chǎn)生停用信號(hào)以移動(dòng)閂鎖8870或7700,則由于油壓控制閥OCV1引起的油壓損失將不會(huì)導(dǎo)致閂鎖從凹部中退出,這是因?yàn)殚V鎖被升程事件的力夾緊。即使是電動(dòng)致動(dòng)閂鎖(其為預(yù)期的替代實(shí)施例)也不會(huì)由于在升程期間的夾緊力而從凹部中移出。
[0094] 相對(duì)于接近傳感器電壓讀數(shù)示出了排氣閥升程事件和進(jìn)氣閥升程事件的峰值。由于傳感器的位置和閥的形狀,接近傳感器會(huì)產(chǎn)生峰值限幅。
[0095] 代替多個(gè)齒讀數(shù),另一種替代方案預(yù)期跟蹤活塞組件160的位置?;蛘撸X讀數(shù)可被轉(zhuǎn)換成活塞位置數(shù)據(jù)以監(jiān)測活塞組件160的位置。避免關(guān)于進(jìn)氣閥的重新激活的臨界轉(zhuǎn)變風(fēng)險(xiǎn)可包括監(jiān)測相對(duì)于停用進(jìn)氣閥的相應(yīng)活塞位置,并且當(dāng)相應(yīng)活塞位置指示相應(yīng)活塞已離開選定數(shù)量的停用汽缸的上止點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)重新激活。避免關(guān)于排氣閥的重新激活的臨界轉(zhuǎn)變風(fēng)險(xiǎn)可包括監(jiān)測相對(duì)于停用排氣閥的相應(yīng)活塞位置,并且當(dāng)相應(yīng)活塞位置指示相應(yīng)活塞已離開選定數(shù)量的停用汽缸的下止點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)重新激活。
[0096] 圖11示出了可將電壓施加至引線7800以導(dǎo)致孔7850中的油壓對(duì)閂鎖7700加壓。在進(jìn)氣閥升程剛剛開始之后并且在排氣閥剛好完全關(guān)閉之前,可在第二切換窗口中施加電壓。由于閂鎖7700夾緊在HLA?7011E與套管7400之間的凹部中,如由尖峰所指示,油壓迅速增加。當(dāng)閂鎖移動(dòng)至解鎖條件時(shí),OCV壓力稍微下降,并且然后在停用期間穩(wěn)定之前再次增加壓力。在發(fā)出OCV電壓信號(hào)之后,OCV電流迅速上升。以此方式增加壓力允許快速的鎖定響應(yīng)時(shí)間,并且可成為能量浪費(fèi)計(jì)算的一部分。
[0097] 由于在OCV控制導(dǎo)軌上包含電容裝置,在減少能量浪費(fèi)的同時(shí)可具有更快的響應(yīng)時(shí)間。圖16和21示出了通向OCV和汽缸停用機(jī)構(gòu)7000的電容器。在汽缸停用機(jī)構(gòu)7000或電控液壓系統(tǒng)中具有電子閂鎖使得系統(tǒng)更具響應(yīng)性。汽缸停用機(jī)構(gòu)可單獨(dú)布置,或者可被布置在導(dǎo)軌中,諸如圖3A所示的OCV1和OCV2以及OCV3和OCV4。汽缸停用機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌可被配置為停用和重新激活進(jìn)氣閥和排氣閥。停用命令可為具有能量水平的電信號(hào)。導(dǎo)軌包括電能存儲(chǔ)裝置,諸如電容器,并且能量存儲(chǔ)裝置被配置為存儲(chǔ)命令的能量水平的一部分。因?yàn)樵谙乱粋€(gè)命令期間多余的能量被充分利用(更快的響應(yīng)時(shí)間),所以存儲(chǔ)命令的能量水平的一部分減少了系統(tǒng)中的能量浪費(fèi)。因此,確定汽缸數(shù)量可進(jìn)一步基于減少系統(tǒng)中的能量浪費(fèi)??刂破鲉卧慌渲脼橥ㄟ^在迭代確定期間重復(fù)地選擇與存儲(chǔ)的命令能量相關(guān)聯(lián)的停用汽缸來選擇使所存儲(chǔ)的命令能量水平的使用量最大化的汽缸組合。
[0098] 在重新激活期間,汽缸停用控制器1800命令重新激活停用的進(jìn)氣閥和停用的排氣閥。汽缸停用控制器1800進(jìn)一步命令執(zhí)行失效保護(hù)子程序以避免與相應(yīng)進(jìn)氣閥和相應(yīng)排氣閥的重新激活定時(shí)相關(guān)聯(lián)的臨界轉(zhuǎn)變風(fēng)險(xiǎn)。
[0099] 如圖13所示,當(dāng)排氣閥和進(jìn)氣閥均不能啟動(dòng)升程或者其也不能接觸活塞組件160時(shí),OCV電壓終止。這也避免了將閂鎖7700或8870“夾緊”在凹部7450或8710上。因此適當(dāng)?shù)囟〞r(shí)再激活信號(hào)避免了臨界轉(zhuǎn)變,并且為此執(zhí)行失效保護(hù)子程序。
[0100] 圖15示出了初步和中斷協(xié)議。在外環(huán)中,主要協(xié)議指示迭代地掃描曲軸齒和掃描凸輪軸齒。根據(jù)圖14的原理確定每個(gè)軸的位置。在經(jīng)由齒讀數(shù)定位凸輪軸和曲軸位置這兩者之后,主協(xié)議確認(rèn)必要的發(fā)動(dòng)機(jī)信息是已知的,諸如發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)、閥位置以及活塞位置中的一個(gè)或多個(gè)。也可求解發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。ECU?1700和CDA控制器1800具有用于確認(rèn)齒信息的車載信息。從凸輪和曲軸傳感器CM1和CK1接收到的數(shù)據(jù)可與已知數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,并且一旦確認(rèn)了位置,協(xié)議就可增加齒并且掃描下一個(gè)預(yù)期的齒圖案。在結(jié)合可為通過開關(guān)從ECU?1700發(fā)出的信號(hào)或者來自用戶的手動(dòng)輸入的停用命令之后,所述協(xié)議考慮當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)是否與停用命令兼容。確認(rèn)或延遲停用定時(shí)以避免臨界轉(zhuǎn)變。然后將停用命令輸出至汽缸停用機(jī)構(gòu)7000、OCV等。
[0101] 如果曲軸或凸輪軸齒讀數(shù)觸發(fā)中斷協(xié)議,則中心循環(huán)中的中斷協(xié)議會(huì)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)行為的“保持”。例如,如果(對(duì)于凸輪軸和曲軸中的任一個(gè)或兩個(gè))在選定時(shí)間段內(nèi)沒有檢測到齒,則這是由中斷協(xié)議讀取以需要保持狀態(tài)命令的觸發(fā)器。發(fā)出保持以防止發(fā)動(dòng)機(jī)行為發(fā)生轉(zhuǎn)變。同樣,運(yùn)行失效保護(hù)可觸發(fā)中斷協(xié)議發(fā)出保持狀態(tài)命令。
[0102] 圖16和21示出了替代控制單元和系統(tǒng)布局。在圖16中,控制單元包括與汽缸停用控制器1800分開的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1700。它們各自包括至少一個(gè)處理器1720、1820、至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置1730、1830以及被存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)裝置中的至少一組處理器可執(zhí)行控制算法。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1700基于在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元處接收到的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)來確定多個(gè)汽缸中停用的汽缸數(shù)量。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)可來自車輛傳感器1714并且可從基于車輛傳感器1714存儲(chǔ)的操作條件1735而導(dǎo)出。車輛傳感器1714可感測許多事物,諸如加速度、減速度、發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式、用戶輸入、穩(wěn)定系統(tǒng)參數(shù)等。凸輪傳感器1710和曲軸傳感器CK1可為圖3A的霍爾效應(yīng)傳感器CM1或CK1或者其他類型的傳感器,諸如光學(xué)、磁性、電動(dòng)傳感器等。凸輪傳感器1710和曲軸傳感器1712向ECU?1700和CDA控制器1800兩者饋送數(shù)據(jù)以建立實(shí)時(shí)凸輪齒數(shù)據(jù)和曲軸齒數(shù)據(jù)以與存儲(chǔ)的凸輪齒數(shù)據(jù)1731、1831和曲軸齒數(shù)據(jù)1733、1833進(jìn)行比較。
[0103] ECU?1700處理所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以執(zhí)行燃料噴射管理模1720中的燃料噴射控制(定時(shí)、量、汽缸停用等)。來自模塊的輸出被發(fā)送至燃料控制器300,其可以兩種方式傳送所述輸出以輔助失效保護(hù)確定。
[0104] ECU?1700還在摩擦計(jì)算器1723中執(zhí)行摩擦計(jì)算。而且,在能量浪費(fèi)計(jì)算器1725中執(zhí)行浪費(fèi)能量計(jì)算。兩個(gè)計(jì)算器的結(jié)果與燃料噴射管理輸出一起被饋送至組合器1740,以導(dǎo)致將最終汽缸停用命令發(fā)送至CDA控制器。組合器1740可比較計(jì)算結(jié)果以確定發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃料的最佳使用。CDA控制器1800將數(shù)據(jù)返回至ECU?1700以進(jìn)一步處理,此確認(rèn)確定數(shù)量的汽缸已經(jīng)停用相應(yīng)的進(jìn)氣閥和相應(yīng)的排氣閥。停用確認(rèn)或?qū)CU的其它反饋可確保發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)操作。
[0105] 在汽缸停用控制器1800中,凸輪計(jì)算器1823處理所存儲(chǔ)的以及實(shí)時(shí)的凸輪數(shù)據(jù)并且將其進(jìn)行比較以發(fā)現(xiàn)凸輪軸位置并求解其它信息,諸如凸輪位置、閥打開或關(guān)閉位置等。曲軸計(jì)算器1825處理所存儲(chǔ)的以及實(shí)時(shí)的曲軸數(shù)據(jù),并且將其進(jìn)行比較以發(fā)現(xiàn)曲軸位置并求解其它信息,諸如活塞組件160的位置、沖程循環(huán)位置等。所求解的信息被饋送至失效保護(hù)計(jì)算器1827以檢查中斷協(xié)議觸發(fā)器,以及其它失效保護(hù)子程序。來自O(shè)CV的OCV反饋信號(hào)
1714可被存儲(chǔ)為OCV狀態(tài)數(shù)據(jù)1837,并且這可被轉(zhuǎn)發(fā)至失效保護(hù)計(jì)算器以進(jìn)行處理??汕蠼怄i定位置,或者可考慮管路壓力。ECU?1700發(fā)布汽缸選擇1839,其可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并且被轉(zhuǎn)發(fā)用于失效保護(hù)檢查。在失效保護(hù)計(jì)算器檢查命令和決定之后,輸出處理器為汽缸停用機(jī)構(gòu)(此處為OCV)制定最終信號(hào)。
[0106] 比較圖16和21,圖16中示出了元件網(wǎng)絡(luò),而圖21中示出了合并結(jié)構(gòu)。在圖16中,汽缸停用控制器從電子控制單元1700接收停用多個(gè)汽缸中的所述確定數(shù)量的汽缸的命令,其中汽缸停用控制器1800實(shí)施確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)進(jìn)氣閥和相應(yīng)排氣閥的停用。而且,如上所述,凸輪傳感器CM1和曲軸傳感器CK1將數(shù)據(jù)發(fā)送至ECU?1700以供處理。信號(hào)調(diào)節(jié)板1602中斷傳感器數(shù)據(jù)以使得感測數(shù)據(jù)與CDA控制器兼容以供使用。通信電路1604將CDA控制器停用信號(hào)格式化為與OCV兼容,并且還準(zhǔn)備格式化的停用信號(hào)以與電容式存儲(chǔ)裝置C兼容。來自O(shè)CV的反饋被饋送至信號(hào)調(diào)節(jié)板1602,使得CDA控制器1800可處理反饋。
[0107] 圖16還包含用于確認(rèn)燃料噴射控制器1606的燃料已被關(guān)閉的替代失效保護(hù)子程序。可能需要在閥停用之前關(guān)閉燃料噴射,以確保不會(huì)由于停用命令而發(fā)生壁潤濕或其它負(fù)燃料使用。在又另一種替代方案中,燃料關(guān)閉確認(rèn)可被發(fā)送至CDA控制器1800并且被包含在失效保護(hù)子程序處理中。
[0108] 圖21的替代布局合并了計(jì)算以形成更穩(wěn)健并且具有更少網(wǎng)絡(luò)的ECU?2100。存儲(chǔ)器2130從凸輪傳感器CM1、曲軸傳感器CK1以及車輛傳感器1714接收數(shù)據(jù)。在此,處理器包含分配編程以形成用于數(shù)據(jù)處理的多個(gè)車載子程序。摩擦計(jì)算器1723和能量浪費(fèi)計(jì)算器1725將結(jié)果饋送給CDA控制器1700以用于汽缸選擇和制定停用命令。可變閥致動(dòng)(VVA)控制器200組裝用于諸如進(jìn)氣閥早開(EIVO)、進(jìn)氣閥晚開(LIVC)、排氣閥早開(EEVO)等策略的可變閥致動(dòng)信號(hào)。燃料控制器300也被結(jié)合至ECU?2100中,并且將燃料信號(hào)發(fā)送至燃料噴射器控制器1606。
[0109] 圖19示出了用于進(jìn)入CDA模式并選擇停用的汽缸的決策樹。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求處于CDA模式的范圍內(nèi)時(shí),如在步驟1901中確定,可能發(fā)生三個(gè)事件。在一個(gè)流中,在步驟1915中確定排氣溫度。可在步驟1917中進(jìn)行熱浸泡決定。如果需要熱浸泡,則在步驟1919中優(yōu)化CDA模式以向排氣系統(tǒng)提供最大熱量。在另一個(gè)流中,通過實(shí)施圖12A和12B的考慮,在步驟1903中使摩擦最小化。而且,在步驟1913中通過考慮電容式存儲(chǔ)裝置C確定最大能量再利用率。在步驟1905中發(fā)送三個(gè)輸出以計(jì)算比較燃料使用量。在此,如上所述,比較幾個(gè)計(jì)算結(jié)果示出了哪個(gè)計(jì)算的燃料效率更高,并且對(duì)比計(jì)算可進(jìn)一步包含在齒輪選擇變化和不變的情況下與全作用汽缸模式的以上比較。在步驟1907中選擇汽缸組合。在步驟1908中執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)失效保護(hù),這在圖20中更詳細(xì)地描述。如果CDA模式是安全的,則在步驟1911中發(fā)布停用命令并且發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入CDA模式。如果CDA不安全,則過程可返回進(jìn)行失效保護(hù)處理,諸如對(duì)定時(shí)進(jìn)行調(diào)整,或者所述過程可返回至流程圖中的較高處步驟。
[0110] 圖12A和12B導(dǎo)致決定停用一個(gè)或多個(gè)汽缸以通過減少由汽缸組中的作用汽缸引起的摩擦來減少曲軸上的轉(zhuǎn)矩消耗。在圖12A中,移除了活塞的發(fā)動(dòng)機(jī)具有相對(duì)于每分鐘發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)的曲軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在全部6個(gè)汽缸作用的情況下,即,不進(jìn)行汽缸停用選擇,可在上線看到曲軸所需的轉(zhuǎn)矩。所述發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)矩需求得到改進(jìn),這是因?yàn)橥馆喸谕S闷咨厦媾R的阻力不及其在作用汽缸上面臨的阻力大。隨著停用汽缸組中的汽缸數(shù)量增加,移動(dòng)曲軸所需的轉(zhuǎn)矩減小。這意味著,除了通過停用燃料噴射節(jié)省燃料外,并且除了通過提高作用汽缸的效率來節(jié)省燃料外,停用汽缸通過防止曲軸上的能量消耗來增加燃料節(jié)省。在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí),可知1700RPM下的增量轉(zhuǎn)矩ΔT等于從6個(gè)作用汽缸移動(dòng)至3個(gè)作用汽缸和3個(gè)停用汽缸所節(jié)省的至少2英尺磅轉(zhuǎn)矩。參考圖12的數(shù)據(jù)輔助汽缸停用決定,因?yàn)榭刂撇呗杂欣趯⑼S玫钠讛?shù)量最大化以通過在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求的同時(shí)選擇具有最低總摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸組合來使多個(gè)汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件之間的摩擦最小化。
[0111] 圖12B示出了完全組裝的發(fā)動(dòng)機(jī)的測試結(jié)果。在此,電動(dòng)機(jī)力矩(在不需要供應(yīng)凈轉(zhuǎn)矩的情況下驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的轉(zhuǎn)矩)與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成形成對(duì)照。同樣,全作用汽缸組需要最大的轉(zhuǎn)矩輸出。停用汽缸通過減少泵送損失并且通過減少摩擦損失來提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。燃料經(jīng)濟(jì)性提高。2100RPM下的增量轉(zhuǎn)矩ΔT在從6個(gè)汽缸作用轉(zhuǎn)換為3個(gè)作用汽缸和3個(gè)停用汽缸時(shí)可節(jié)省能量約70%。
[0112] 圖12A和12B的原理可應(yīng)用于下坡坡度,諸如1/2%或1%坡度,并且可選擇全汽缸停用汽缸組來節(jié)省燃料并延長滑行和結(jié)對(duì)能力。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩減小,滑行或結(jié)對(duì)的車輛將行駛得更遠(yuǎn)。
[0113] 圖20中概述了幾種失效保護(hù)協(xié)議。在步驟1908中執(zhí)行失效保護(hù)可包括幾個(gè)決定和步驟中的一個(gè)或多個(gè)。例如,在步驟2201中,一個(gè)失效保護(hù)子程序監(jiān)測閂鎖位置。在步驟2203中決定閂鎖位置是否安全。如果不安全,則在步驟2218中維持當(dāng)前的汽缸選擇。如果閂鎖位置是安全的,則在步驟2222中致動(dòng)CDA機(jī)構(gòu)。
[0114] 在另一個(gè)流中,如果凸輪位置是已知的,并且切換窗口打開,則可執(zhí)行步驟2222。步驟2210可與步驟2212中的閥位置感測和步驟2214中的曲軸位置決定相組合,或者每個(gè)步驟可為單獨(dú)的失效保護(hù)子程序。步驟2214和2212的肯定結(jié)果導(dǎo)致切換窗口確定。如果切換窗口打開,則在步驟2222中致動(dòng)CDA機(jī)構(gòu),但是如果切換窗口關(guān)閉,則在步驟2218中維持當(dāng)前的汽缸選擇。
[0115] 在另一個(gè)流程中,失效保護(hù)子程序在步驟2221中檢查燃料噴射是否已停用。替代地,失效保護(hù)子程序包括以下步驟:確定噴射控制器是否已經(jīng)將燃料噴射至確定數(shù)量的停用汽缸中的任一個(gè)汽缸?;蛘?,失效保護(hù)子程序包括以下步驟:確定噴射控制器是否已接收到停用確定數(shù)量的汽缸的命令。否定結(jié)果通向步驟2218,而肯定結(jié)果通向步驟2222。
[0116] 另外的失效保護(hù)子程序可包括CDA控制器1800確認(rèn)已經(jīng)停用確定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥和相應(yīng)的排氣閥。
[0117] 可布置靜態(tài)CDA模式使得公共導(dǎo)軌以剛性方式向指定汽缸供應(yīng)致動(dòng)。導(dǎo)軌可打開或關(guān)閉。例如,一對(duì)油壓控制閥OCV1和OCV2總是一起致動(dòng)。替代地,動(dòng)態(tài)CDA模式允許致動(dòng)OCV1和OCV2中的一個(gè)或兩個(gè)。如果所有汽缸均具有汽缸停用機(jī)構(gòu)使得發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的至少一個(gè)汽缸停用單元,則所有汽缸均可使用CDA模式,并且CDA的模式相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言可隨時(shí)間變化而變化。
[0118] 在另一個(gè)方面中,確定汽缸數(shù)量導(dǎo)致作用汽缸和停用汽缸的組合,其中多個(gè)汽缸中的一半以上是停用汽缸。替代地,多個(gè)汽缸中只有一個(gè)是停用汽缸。而且,可能的是,確定汽缸數(shù)量包括在一個(gè)停用汽缸、兩個(gè)停用汽缸或三個(gè)停用汽缸的選項(xiàng)中進(jìn)行選擇。而且,多個(gè)汽缸中的一半可為停用汽缸。
[0119] 在又一方面中,發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可包括負(fù)載監(jiān)測傳感器。至少一組控制算法被配置為接收負(fù)載數(shù)據(jù)、確定發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載,并且基于發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載來確定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出需求。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載低于第一閾值時(shí),可調(diào)整選擇停用的多個(gè)汽缸的所述數(shù)量以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)輸出需求。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載高于第一閾值時(shí),控制算法可進(jìn)一步被配置為取消選擇已選擇停用的多個(gè)汽缸中的至少一個(gè)汽缸、命令噴射控制器激活至少一個(gè)取消選擇的汽缸的相應(yīng)的燃料噴射器、命令進(jìn)氣閥控制器激活至少一個(gè)取消選擇的汽缸的相應(yīng)的進(jìn)氣閥,并且命令排氣閥控制器激活至少一個(gè)取消選擇的汽缸的相應(yīng)的排氣閥控制器。
[0120] 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括進(jìn)氣輔助裝置和氣流傳感器時(shí),至少一組控制算法進(jìn)一步被配置為接收氣流數(shù)據(jù)、確定進(jìn)入相應(yīng)進(jìn)氣閥的氣流量,并且基于確定的氣流量和基于燃料噴射器命令來確定多個(gè)汽缸中的每一個(gè)的空燃比。基于確定的空燃比,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)載在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí),命令進(jìn)氣輔助裝置增加進(jìn)入多個(gè)汽缸的氣流。替代地,基于確定的空燃比,可調(diào)整對(duì)燃料噴射器的命令以調(diào)整被噴射至多個(gè)汽缸中的作用汽缸的燃料量。
[0121] 一種用于在汽缸停用模式下操作多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法可包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在至少一個(gè)閾值范圍內(nèi)操作。所述方法選擇要停用的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)汽缸。執(zhí)行失效保護(hù)操作以確認(rèn)停用機(jī)構(gòu)的閂鎖位置。然后,所述系統(tǒng)在選定數(shù)量的汽缸中進(jìn)入汽缸停用模式,進(jìn)入汽缸停用模式包括停用對(duì)選定數(shù)量的汽缸的燃料噴射,并且停用對(duì)選定數(shù)量的汽缸的進(jìn)氣閥致動(dòng)和排氣閥致動(dòng)。
[0122] 一種用于在汽缸停用模式下操作多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法可包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在至少一個(gè)閾值范圍內(nèi)操作,所述至少一個(gè)閾值范圍包括發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求。執(zhí)行摩擦測定以使多個(gè)汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件之間的摩擦最小化。所述方法包括在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求的同時(shí),基于摩擦測定來選擇具有最低總摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸組合。選擇要停用的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)汽缸可基于使選定數(shù)量的汽缸的相應(yīng)活塞組件與相應(yīng)汽缸壁之間的摩擦最小化。
[0123] 用于摩擦測定的方法可包括存取多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的感測到的或存儲(chǔ)的摩擦值。而且,所述方法可包括圍繞多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)分配作用汽缸和停用汽缸,以使多個(gè)汽缸與其相應(yīng)的往復(fù)式活塞組件之間的總摩擦最小化。汽缸的分配和數(shù)量可基于更新的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力需求數(shù)據(jù)和基于更新的摩擦測定來迭代地更新。作用汽缸和停用汽缸的分配可進(jìn)行調(diào)整,使得多缸發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的作用汽缸和停用汽缸的數(shù)量和位置隨時(shí)間變化而變化。
[0124] 執(zhí)行摩擦測定可進(jìn)一步包括執(zhí)行凸輪摩擦測定以使一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)凸輪凸角與一個(gè)或多個(gè)閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的摩擦最小化。
[0125] 可監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸速度,并且設(shè)定用于進(jìn)入或退出CDA模式的至少一個(gè)閾值范圍,其中閾值范圍被分解為高速閾值范圍和低速閾值范圍??苫诎l(fā)動(dòng)機(jī)曲軸速度是在高速閾值范圍內(nèi)還是在低速閾值范圍內(nèi)來調(diào)整汽缸組合。也可監(jiān)測包括啟動(dòng)模式的發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式。所述至少一個(gè)閾值范圍可包括啟動(dòng)模式。替代地,閾值可為受監(jiān)測加速器位置子組,或另一個(gè)用戶輸入,諸如開關(guān)選擇或“按鈕向上”或“按鈕向下”命令。
[0126] 考慮到本說明書和本文公開的示例的實(shí)踐,其它實(shí)施方案對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
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