跳过点火发动机控制中的点火分数管理制造技术

在描述的不同实施例中，跳过点火控制用于传输一个所希望的发动机输出。一个控制器确定适用于传输一个请求输出的一个跳过点火的点火分数和(在适当时)相关联的发动机设置。在一方面，该点火分数选自一组可供使用的点火分数，其中该组可供使用的点火分数随着发动机速度的变化而变化，这样使得在较高发动机速度下比在较低发动机速度下可供使用的点火分数多。该控制器然后以传输选定的点火分数的一种跳过点火方式指导点火。在其他实施例中，该跳过点火控制器被安排成用于选择一个基础点火分数，该基础点火分数具有在当前发动机速度下每秒将重复至少一个指定次数的一个重复点火循环长度。这种安排可以帮助减少发生不希望的振动。

【技术实现步骤摘要】
跳过点火发动机控制中的点火分数管理本申请是2012年10月17日递交的申请号为201280050603.1，专利技术名称为“跳过点火发动机控制中的点火分数管理”的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2011年10月17日提交的临时申请号61/548,187以及2012年4月30日提交的临时申请号61/640,646的优先权，这些申请均通过引用结合在此。
本专利技术总体上涉及内燃发动机的跳过点火控制。更具体地说，使用点火分数管理来帮助缓解跳过点火发动机控制中的NVH问题。
技术介绍
现今运行的大多数车辆(以及许多其他装置)由内燃(IC)发动机提供动力。内燃发动机典型地具有用于发生燃烧的多个气缸或其他工作室。在正常驾驶条件下，由内燃发动机产生的扭矩需要在一个宽的范围上变动以便满足驾驶员的操作要求。近年来，已提出并利用了许多控制内燃发动机扭矩的方法。一些这类方法考虑改变发动机的有效排量。通过有时跳过某些气缸的点火来改变发动机的有效排量的发动机控制方法经常被称为“跳过点火(skipfire)”发动机控制。一般来说，跳过点火发动机控制被认为提供大量潜在优点，包括在许多应用中显著改善燃料经济性的潜力。尽管跳过点火发动机控制的概念已经存在多年，并且它的益处得到理解，但跳过点火发动机控制尚未实现显著的商业成功。众所周知，运行发动机势必引起明显的噪声和振动，这些噪声和振动在本领域中经常统称为NVH(噪声、振动以及声振粗糙度)。一般来说，与跳过点火发动机控制相关联的一个固定印象是一个发动机的跳过点火操作将会使该发动机运转起来明显比常规操作更粗糙。在许多应用(如汽车应用)中，跳过点火发动机控制提出的最重大挑战之一是振动控制。的确，无法令人满意地解决NVH问题被认为是阻碍跳过点火型发动机控制的广泛采用的主要障碍之一。共同受让的美国专利号7,954,474；7,886,715；7,849,835；7,577,511；8,099,224；8,131,445和8,131,447以及共同受让的申请号13/004,839；13/004,844；以及其他专利申请描述了使得以一种跳过点火工作模式操作多种多样内燃发动机切实可行的多种发动机控制器。这些专利和专利申请各自通过引用结合在此。尽管所描述的控制器能良好地工作，人们仍在继续努力以进一步改善这些以及其他跳过点火发动机控制器的性能以便进一步缓解在跳过点火控制下运行的发动机的NVH问题。本申请描述了在许多应用中可以改善发动机性能的另外的跳过点火控制特征和增强。
技术实现思路
在描述的不同实施例中，跳过点火控制用于传输所希望的发动机输出。一个控制器确定适用于传输一个请求输出的一个跳过点火的点火分数以及(在适当时)相关联的发动机设置。在一方面，该点火分数选自一组可供使用的点火分数，其中该组可供使用的点火分数随着发动机速度的变化而变化，这样使得在较高发动机速度下比在较低发动机速度下可供使用的点火分数多。该控制器然后以传输选定的点火分数的一种跳过点火方式指导点火。在另一方面，首先确定一个请求点火分数，该请求点火分数适用于在选定的发动机运行条件下(其可以是优化的操作条件或其他条件)传输所希望的发动机输出。在适当时，之后确定一个调整点火分数，该调整点火分数是一个更优选的操作点火分数。该调整(操作/命令)点火分数通常接近，但不同于请求点火分数。然后以大致上传输命令调整点火分数的一种跳过点火方式指导实际点火。适当调整至少一个发动机控制参数，这样使得发动机在调整点火分数下输出所希望的输出。这种调整点火分数的使用在请求点火分数可能导致产生包括不希望的频率分量和/或易于诱导不希望的振动或声学特征的一种点火顺序时尤其有用。在这类情况下，可以使用一个更理想的操作点火分数并且可以使用其他发动机控制参数(如进气歧管压力、气门正时、点火正时等)以确保传输所希望的发动机输出。在一些实施例中，一个调整点火分数确定单元被安排成用于确定一个操作点火分数，该操作点火分数相对于该请求点火分数减少一个限定频率范围内的振动。在又另一方面，滤波可以用于在多个点火机会上扩展命令点火分数变化。这在跳过点火控制器中尤其有用，这些跳过点火控制器追踪已被请求但尚未得到该点火控制器指导的点火的部分并且使用这类信息来帮助管理不同的命令点火分数之间的过渡。在另一方面，在一些实施例中，控制器进一步被安排成用于调整一个或多个选定的发动机参数(例如，歧管压力、气门正时、点火正时、油门位置等)，作为跳过点火控制的一部分。一般来说，这类调整的响应要慢于可以做出的命令点火分数的改变。在这类应用中，滤波可以被安排成用于使得对命令点火分数的改变的响应对应于对一个或多个变化的发动机控制参数的改变的响应。在不同的实施例中，一个动力传动系参数调整块可以被安排成用于使得以一种使得发动机在当前命令点火分数下产生所希望的输出的方式调整一个或多个选定的动力传动系控制参数。在另一方面，提供一个滤波器，该滤波器具有与一个或多个调整的动力传动系控制参数的响应大致相匹配的响应。该滤波器被安排成用于使得命令点火分数的改变对应于调整的动力传动系控制参数的改变。在另一方面，跳过点火控制器被安排成用于选择一个基础点火分数，该基础点火分数具有在当前发动机速度下每秒将重复至少指定次数的一个重复点火循环长度。这种安排可以帮助减少发生不希望的振动。根据上述方面中任一方面的跳过点火发动机控制器优选被安排成用于追踪已被命令但尚未得到指导的一个点火的部分，从而帮助管理不同命令点火分数之间的过渡。这些控制器还优选被安排成用于在传输命令点火分数的同时并且通过命令点火分数的变化来扩展点火。在一些实现方式中，这种功能性通过使用一阶Σ-Δ转换器(firstordersigmadeltaconverter)或其功能等效物来提供。在一些实施例中，迟滞可以应用于点火分数的确定，以帮助降低在选定点火分数之间快速来回波动的几率。迟滞可以应用于请求扭矩、发动机速度和/或其他合适的输入。在一些实施例中，可以不定期地指示另外的点火来促进打破与一个命令点火分数相关联的循环模式。另外或可替代地，高频抖动可以添加至该命令点火分数以促进打破与一个重复点火循环相关联的循环模式。在一些实施例中，一个多维查找表可以用于确定操作点火分数。在选定的实现方式中，该查找表的第一索引是请求输出和请求点火分数中的一个并且该查找表的第二索引是发动机速度。在不同的实施例中，该查找表的另外或替代的索引是传动齿轮。上文所述的不同方面以及特征可以单独实施或以任何组合实施。附图说明结合附图，通过参考以下描述可以最好地理解本专利技术及其优点，在附图中：图1是示出根据本专利技术的一个实施例的基于跳过点火的发动机点火控制单元的方框图。图2是示出适于用作调整点火分数计算器的循环模式发生器的方框图。图3是在选定发动机速度下使用根据图2的循环模式发生器比较传输点火分数与请求点火分数的示例性曲线图。图4是示出结合选定过渡管理和模式打破特征的另一个替代的基于跳过点火的发动机点火控制单元的方框图。图5是示出在小范围点火分数上操作发动机时观察到的振动(以纵向加速度测量)的曲线图。图6是根据点火控制单元的另一个实施例比较传输点火分数与请求点火的曲线图。图7是在一个特定实现方式中比较传输点火分数与请求点火本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跳过点火发动机控制器，包括：一个请求点火分数计算器，该请求点火分数计算器被安排成用于确定适用于在选定的发动机运行条件下传输一个所希望的发动机输出的一个请求点火分数；一个调整点火分数确定单元，该调整点火分数确定单元被安排成用于确定一个操作点火分数，该操作点火分数相对于该请求点火分数减少一个限定频率范围内的振动；以及一个点火控制器，该点火控制器被安排成用于以传输该操作点火分数的一种跳过点火方式指导点火。

【技术特征摘要】
2011.10.17 US 61/548,187;2012.04.30 US 61/640,6461.一种跳过点火发动机控制器，包括：一个请求点火分数计算器，该请求点火分数计算器被安排成用于确定适用于在选定的发动机运行条件下传输一个所希望的发动机输出的一个请求点火分数；一个调整点火分数确定单元，该调整点火分数确定单元被安排成用于确定一个操作点火分数，该操作点火分数相对于该请求点火分数减少一个限定频率范围内的振动；以及一个点火控制器，该点火控制器被安排成用于以传输该操作点火分数的一种跳过点火方式指导点火。2.如权利要求1所述的跳过点火发动机控制器，其中该点火控制器被安排成用于传输该操作点火分数的同时通过该操作点火分数的变化来扩展这些点火。3.如权利要求1或2所述的跳过点火发动机控制器，其中基于逐个点火机会由该点火控制器确定该操作点火分数并且加以鉴别。4.一种跳过点火发动机控制器，包括：一个点火分数确定单元，该点火分数确定单元被安排成用于确定适用于传输一个所希望的发动机输出的一个操作跳过点火的点火分数；一个点火控制器，该点火控制器被安排成用于以传输确定的操作点火分数的一种跳过点火方式指导点火；并且其中该点火分数确定单元被安排成用于仅选择不会导致该点火控制器以具有低于一个指定频率阈值的频率分量的点火模式指导点火的点火分数。5.如权利要求1、2、4中任一项所述的跳过点火发动机控制器，其中该点火控制器被安排成用于追踪已被命令但尚未得到指导的一个点火的部分，从而帮助管理不同点火分数之间的过渡。6.如权利要求1、2、4中任一项所述的跳过点火发动机控制器，其中该点火控制器包括追踪已被请求但尚未得到该点火控制器指导的一个点火的一个相对部分的一个累加器，其中该累加器帮助使不同点火分数之间的过渡平滑。7.如权利要求1、2、4中任一项所述的跳过点火发动机控制器，其中该点火控制器包括一个一阶Σ-Δ转换器或起到大致上与该一阶Σ-Δ转换器等效的作用。8.如权利要求1、2、4中任一项所述的跳过点火发动机控制器，其中在该点火分数的确定中由该点火分数确定单元应用迟滞以帮助降低在操作点火分数之间快速来回波动的几率。9.如权利要求1、2、4中任一项所述的跳过点火发动机控制器，该跳过点火发动机控制器进一步包括一个插入器，该插入器被安排成用于不定期地指示该点火控制器插入另外的点火，以帮助促进打破与该选定的操作点火分数相关联的一个循环模式。10.如权利要求1、2、4中任一项所述的跳过点火发动机控制器，其中该点火分数确定单元包括：一个请求点火分数确定单元，该请求点火分数确定单元被安排成用于接收指示一个所希望的发动机输出的一个输入信号并且确定适用于在选定的发动机运行条件下传输该所希望的发动机输出的一个请求点火分数，其中该点火分数确定单元输出指示一个所希望的点火分数的一个请求点火分数信号；以及一个振动控制单元，该振动控制单元确定该所希望的点火分数是否将产生包括不希望的频率分量的一个点火顺序，其中在该振动控制单元确定该请求点火分数信号将产生具有不希望的频率分量的一个点火顺序时，该振动控制单元确定与这些请求点火分数相比将造成显著较少的这些不希望的频率分量的一个修改的操作点火分数，并且使得充分地调整选定的发动机控制参数，这样使得该发动机在该修改的操作点火分数下输出该所希望的输出。11.如权利要求1、2、4中任一项所述的跳过点火发动机控制器，其中该点火分数确定单元被安排成用于选择一个操作点火分数，该操作点火分数减少在大致上与一个车辆的乘坐者最敏感的一个频率范围相匹配的一个频率范围内的振动。12.如权利要求1、2、4中任一项所述的跳过点火发动机控制器，其中该点火分数确定单元进一步被安排成用于防止使用将产生不希望的声学噪声的操作点火分数。13.如权利要求4所述的跳过点火发动机控制器，其中该点火分数确定单元包括鉴别适于用作该选定的点火分数的点火分数的一个查找表并且其中该查找表的一个索引是选自以下该组中的至少一个，该组由请求输出、请求点火分数以及发动机速度组成。14.如权利要求13所述的跳过点火发动机控制器，其中该查找表是一个多维查找表并且该查找表的一个第一索引是请求输出和请求点火分数中的一个并且用于该查找表的一个第二索引是发动机速度。15.如权利要求13所述的跳过点火发动机控制器，其中该查找表的一个另外的索引是传动齿轮。16.如权利要求4所述的跳过点火发动机控制器，该跳过点火发动机控制器进一步包括一个高频抖动插入器，该高频抖动插入器被安排成用于将高频抖动添加到该选定的点火分数中，以帮助促进打破与该选定的操作点火分数相关联的一个循环模式。17.如权利要求4所述的跳过点火发动机控制器，其中基于逐个点火机会由该点火控制器确定该选定的点火分数并且加以鉴别。18.一种包括一个振动控制单元的跳过点火发动机控制器，该振动控制单元接收指示与一个所希望的发动机输出相关联的一个请求点火分数的一个信号并且确定该请求点火分数是否包括不希望的频率分量，其中在该振动控制单元确定该请求点火分数信号具有不希望的频率分量时，该振动控制单元确定一个修改的所希望的点火分数并且充分地调整选定的发动机控制参数，这样使得该发动机在该修改的点火分数下输出该所希望的输出。19.如权利要求18所述的跳过点火发动机控制器，其中该振动控制单元进一步被安排成用于防止使用将产生不希望的声学噪声的多个选定的点火分数。20.一种跳过点火发动机控制器，包括：一个请求点火分数确定单元，该请求点火分数确定单元被安排成...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·R·皮尔雅伯里，A·S·特里帕蒂，路易斯·J·塞拉诺，
申请(专利权)人：图拉技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US