可变排量发动机控制制造技术

本发明专利技术涉及可变排量发动机控制。提供了用于控制发动机运转的方法和系统。一种方法包含在第一状况期间，在单个汽缸被停用且剩余汽缸被激活第一进气持续时段的情况下运转发动机，以及在第二状况期间，在所述单个汽缸被停用且所述剩余汽缸被激活第二进气持续时段的情况下运转发动机。该方法还包含在第三状况期间，在所有汽缸被激活的情况下运转发动机。

【技术实现步骤摘要】
可变排量发动机控制
本公开涉及使用凸轮廓线变换系统以三缸和四缸模式运转可变排量发动机(VDE)。
技术介绍
本领域公知使用可变排量运转的发动机以用于在需要降低的发动机输出的运转模式期间通过停用汽缸来提供增加的燃料效率。这种设计也可以包含凸轮廓线变换(CPS)以使能高或低升程气门运行模式，高或低升程气门运行模式分别对应于在高和低发动机转速期间的增加的燃料效率。另外，在CPS系统中，可变排量发动机(VDE)设计可以通过基于发动机输出需要来停用汽缸的无升程凸轮廓线来实现。然而，当在各种排量模式之间转变时，例如，当从非VDE(或全缸)模式向VDE(或减少的汽缸)模式转变时，会发生与可变排量发动机相关的潜在问题，且反之亦然。具体地，该转变能够显著地影响歧管压力、发动机空气流、发动机功率和发动机扭矩输出。例如，这些转变可以产生发动机扭矩输出的扰动并可以增加发动机的噪声、振动和不舒适性(NVH)。
技术实现思路
在此专利技术人已经认识到上述问题并提出至少部分地解决该问题的方法。一种方法包含在第一状况期间，在单个汽缸被停用且剩余汽缸被激活第一进气持续时段的情况下运转发动机，在第二状况期间，在单个汽缸被停用且剩余汽缸被激活第二进气持续时段的情况下运转发动机，以及在第三状况期间，在所有汽缸被激活的情况下运转发动机。以此方式，四缸发动机(例如)可以以三缸模式被运转从而提供改善的燃料经济性。例如，发动机可以包含四个汽缸，其中仅单个汽缸包括停用机构。剩余三个汽缸可以包括至少一个进气门，所述进气门可以经由两个凸轮凸角之一在打开位置和闭合位置之间被致动。第一凸轮凸角可以提供在第一气门升程的第一进气持续时段，并且第二凸轮凸角可以提供在第二气门升程的第二进气持续时段。这里，第一进气持续时段可以长于第二进气持续时段。另外，第一气门升程可以高于第二气门升程。发动机可以包括凸轮廓线变换(CPS)系统以便在不同发动机工况期间在第一凸轮凸角和第二凸轮凸角之间切换。在一种示例中，如果发动机在轻负荷下运转，则单个汽缸可以被停用且剩余三个汽缸可以被运转，使得其进气门由其对应的第二凸轮凸角致动。在另一种示例中，如果发动机在中等负荷下运转，则单个汽缸可以被停用且剩余三个汽缸可以被运转，使得其进气门由其对应的第一凸轮凸角致动。在非常高的发动机负荷期间，发动机可以被以非VDE模式运转且第一汽缸可以被激活而剩余三个汽缸可以被运转，使得其进气门由其对应的第一凸轮凸角致动。因而，在低发动机负荷状况期间，发动机可以以具有较短进气持续时段的三缸模式运转，并且在中等发动机负荷状况期间，发动机可以以具有较长进气持续时段的三缸模式运转。以此方式，通过改变进气持续时段和进气门升程，发动机可以在较宽的发动机负荷范围内主要以三缸VDE模式运转。仅在可能相对少发生的非常高的发动机负荷期间，发动机可以转变为全缸模式。因此，在驱动循环期间在三缸VDE模式和全缸模式之间转变次数可以显著地被降低。另外，通过降低在VDE模式和非VDE模式之间的转变次数可以获得较平稳的发动机运转。此外，通过主要以三缸VDE模式运转发动机，也可以减少燃料消耗，从而使维护成本降低。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出发动机内的示例汽缸的示意图。图2描绘根据本公开的实施例的具有双涡管涡轮增压器的四缸发动机的示意布局。图3是根据本公开的曲轴的图示说明。图4描绘用于图2示出的实施例的替代排气布局。图5示出根据本公开的实施例的包括曲轴、平衡轴和凸轮轴的发动机的示意图。图6-图8图示说明在不同的发动机运转模式中的示例火花正时图。图9描绘用于基于发动机工况选择VDE模式或非VDE模式运转的示例流程图。图10描绘用于根据本公开的基于发动机工况在不同的发动机模式之间转变的示例流程图。图11示出图示说明基于发动机转速和发动机负荷选择发动机运转模式的示例绘图。图12示出带有集成排气歧管的图2的发动机的示例布局。图13表示用于图12的发动机的替代排气布局。图14示出带有凸轮廓线变换系统的图2的发动机的实施例，该凸轮廓线变换系统允许发动机基本以三缸模式运转。图15描绘根据本公开的用于图14的实施例的示例气门正时。图16是用于运转图14的示例发动机的示例流程图。图17图示说明对于图14的示例发动机用于在不同的发动机运转模式之间转变的示例流程图。图18描绘在发动机运转的两个VDE和非VDE模式之间的示例转变。具体实施方式以下描述涉及运转发动机系统，诸如图1的发动机系统。发动机系统可以是耦接至图2所示的双涡管涡轮增压器的四缸发动机，该四缸发动机能够以可变排量发动机(VDE)模式运转。四缸发动机可以包括如图2所示的对称排气布局或可以具有如图4所示的非对称排气布局。另外，发动机可以包括诸如图3的曲轴的曲轴，该曲轴使发动机能够以三缸或两缸模式运转，每种模式使用均匀点火，如图6和图8分别示出的。发动机也可以以使用非均匀点火地四缸模式运转，如图7所示。控制器可以被配置成基于发动机负荷选择发动机运转模式并可以基于扭矩需求(图18)、发动机负荷和转速(图11)的变化在这些模式(图9和图10)之间转变。可以通过使得单个平衡轴(如图5所示)沿与曲轴的旋转相反的方向旋转来平衡在示例发动机中的曲轴旋转。图2的发动机系统可以被修改以包括带有对称排气布局(图12)或非对称排气布局(图13)的集成排气歧管(IEM)。发动机的附加实施例(图14)可以包括能够主要以三缸VDE模式和进入四缸模式的较少行程(excursions)运转的发动机。这里，发动机以三缸模式运转可以包含使用较短的进气持续时段或较长的进气持续时段(图15)中的一者运转。控制器可以基于发动机负荷选择发动机运转模式(图16)并可以基于发动机负荷的变化在可利用的模式之间转变(图17)。现在参考图1，其示出火花点火式内燃发动机10的示例描绘。可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和来自车辆操作者132经由输入设备130的输入控制发动机10。在该示例中，输入设备130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室30(也被称为汽缸30)可以包括燃烧室壁32，其中活塞36设置在燃烧室壁中。活塞36可以被耦接至曲轴40，使得活塞的往复运动被转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统(未示出)被耦接至车辆的至少一个驱动车轮。另外，起动机马达可以经由飞轮(未示出)被耦接至曲轴40以使发动机10能够起动运转。燃烧室30可以经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气并可以经由排气歧管48和排气通道58排出燃烧气体。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，其包含：在第一状况期间，在单个汽缸被停用且剩余汽缸被激活第一进气持续时段的情况下运转所述发动机；在第二状况期间，在所述单个汽缸被停用且所述剩余汽缸被激活第二进气持续时段的情况下运转所述发动机；并且在第三状况期间，在所有汽缸被激活的情况下运转所述发动机。

【技术特征摘要】
2014.07.29 US 14/445,9191.一种用于发动机的方法，其包含：
在包括第一发动机负荷的第一状况期间，经由控制器通过停用机构将单个汽缸被停用且剩余汽缸被激活第一进气持续时段的情况下运转所述发动机；
在包括低于所述第一发动机负荷的第二发动机负荷的第二状况期间，经由所述控制器在所述单个汽缸被停用且所述剩余汽缸被激活第二进气持续时段的情况下运转所述发动机；并且
在包括高于所述第一发动机负荷的第三发动机负荷的第三状况期间，经由所述控制器在所有汽缸被激活的情况下运转所述发动机。


2.根据权利要求1所述的方法，还包含在所述第一状况期间以第一进气门升程运转所述剩余汽缸，以及在所述第二状况期间，以第二进气门升程运转所述剩余汽缸。


3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述第三状况期间，以所述第一进气持续时段和所述第一进气门升程激活所有汽缸。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一进气门升程高于所述第二进气门升程。


5.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一进气持续时段长于所述第二进气持续时段。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一进气持续时段为近似240曲柄角度，并且其中所述第二进气持续时段为近似120曲柄角度。


7.根据权利要求1所述的方法，其中在所有三种状况期间，排气持续时段是相同的。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述排气持续时段为近似260曲柄角度。


9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二状况包括怠速发动机状况。


10.根据权利要求1所述的方法，还包含使用在第一凸轮和第二凸轮之间的凸轮廓线变换系统在所述第一状况和所述第二状况之间切换，所述第一凸轮用于打开所述剩余汽缸中每个的第一进气门所述第一进气持续时段，并且所述第二凸轮用于打开所述剩余汽缸中每个的所述第一进气门所述第二进气持续时段。


11.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机包含直列式布置的四个汽缸。


12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述第一状况和所述第二状况期间，所述发动机中的点火事件隔开240曲柄角度。


13.根据权利要求11所述的方法，其中在所述第三状况期间，所述单个汽缸在第四汽缸和第三汽缸之间近似中途被点火，并且其中所述第四汽缸和所述第三汽缸间隔240曲柄角...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·A·波伊尔，G·P·麦康威尔，J·D·欧文，邱金辉，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US