双重主动燃料管理定序.pdf

本发明涉及双重主动燃料管理定序。一种系统包括汽缸选择模块和气门停用模块。汽缸选择模块选择用于主动燃料管理的发动机汽缸。当发动机的发动机速度小于或等于预定速度时，气门停用模块在停用选定汽缸的排气门之前停用发动机的选定汽缸的进气门。

1.  一种系统，包括：
汽缸选择模块，其选择用于主动燃料管理的发动机汽缸；以及
气门停用模块，当所述发动机的发动机速度小于或等于预定速度时，所述气门停用模块在停用所述发动机的选定汽缸的排气门之前停用所述选定汽缸的进气门。

2.  如权利要求1所述的系统，其中，所述预定速度包含1200转每分钟的速度。

3.  如权利要求1所述的系统，还包括：
转矩请求监视模块，其监视所请求的转矩；以及
气门启用模块，当所述所请求的转矩大于或等于预定转矩并且所述发动机速度小于或等于所述预定速度时，所述气门启用模块在启用由所述停用模块停用的所述排气门之前启用由所述停用模块停用的所述进气门。

4.  如权利要求1所述的系统，其中，当所述发动机速度大于所述预定速度时，所述气门停用模块在停用所述进气门之前停用所述排气门。

5.  如权利要求3所述的系统，其中，当所述所请求的转矩大于或等于所述预定转矩并且所述发动机速度大于所述预定速度时，所述气门启用模块在启用由所述停用模块停用的所述进气门之前启用由所述停用模块停用的所述排气门。

6.  如权利要求3所述的系统，还包括加速器输入模块，所述加速器输入模块测量加速踏板的变化速率并基于所述加速踏板的所述变化速率输出所述所请求的转矩。

7.  如权利要求1所述的系统，还包括速度监视模块，所述速度监视模块监视所述发动机速度，指示何时所述发动机速度小于或等于所述预定速度，以及指示何时所述发动机速度大于所述预定速度。

8.  如权利要求1所述的系统，还包括感测所述发动机速度的速度传感器。

9.  一种方法，包括：
选择用于主动燃料管理的发动机汽缸；以及
当所述发动机的发动机速度小于或等于预定速度时，在停用所述发动机的选定汽缸的排气门之前停用所述选定汽缸的进气门。

10.  如权利要求9所述的方法，还包括：选择1200转每分钟的速度作为所述预定速度。

11.  如权利要求9所述的方法，还包括：
监视所请求的转矩；以及
当所述所请求的转矩大于或等于预定转矩并且所述发动机速度小于或等于所述预定速度时，在启用所述排气门中被停用的排气门之前启用所述进气门中被停用的进气门。

12.  如权利要求9所述的方法，还包括：当所述发动机速度大于所述预定速度时，在停用所述进气门之前停用所述排气门。

13.  如权利要求11所述的方法，还包括：当所述所请求的转矩大于或等于所述预定转矩并且所述发动机速度大于所述预定速度时，在启用所述进气门中被停用的进气门之前启用所述排气门中被停用的排气门。

14.  如权利要求11所述的方法，还包括：
测量加速踏板的变化速率；以及
基于所述加速踏板的所述变化速率输出所述所请求的转矩。

15.  如权利要求9所述的方法，还包括：
感测所述发动机速度；
监视所述发动机速度；
指示何时所述发动机速度小于或等于所述预定速度；以及
指示何时所述发动机速度大于所述预定速度。

双重主动燃料管理定序
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2008年9月11日提交的美国临时申请No.61/095,988的受益权。在此以引入的方式引入上述申请的内容。
技术领域
[0002]本发明涉及发动机控制系统，更具体而言，涉及在不同驱动速度下的主动燃料管理。
背景技术
[0003]这里提供的背景技术描述，目的是为了从总体上介绍本发明的背景。当前署名发明人的工作(以在此背景技术部分中所描述的为限)和在提交时否则可能不构成现有技术的本说明书的各方面，既不明确地也不默示地被承认为是针对本发明的现有技术。
[0004]现在参照图1，示出了内燃发动机100(以下称为发动机100)的功能框图。控制模块104控制发动机100的运行。控制模块104也可控制变速器108。控制模块104可从加速器输入模块110和变速器输入模块112接收驾驶员输入。驾驶员输入可指示一定大小的请求或需求转矩。
[0005]加速器输入模块110可包括加速踏板和踏板位置传感器(两者均未示出)。踏板位置传感器可感测加速踏板的变化速率。加速器输入模块110可基于加速踏板的变化速率来确定请求或需求转矩的大小。变速器输入模块112可包括变速杆、变速踏板(paddle)、和/或变速按钮(均未示出)。
[0006]基于驾驶员输入，控制模块104控制节气门116。节气门116调节吸入到发动机100的进气歧管118中的空气进气量。节气门116的位置可由节气门位置传感器120测量。流入进气歧管118的空气的量可由质量空气流量(MAF)传感器122测量。进气歧管118内的压力可由歧管绝对压力(MAP)传感器124测量。来自进气歧管118的空气与燃料混合以在一个或多个汽缸126中产生空气-燃料混合物。仅作为实例，示出了8个汽缸126-1、126-2......和126-8(统称为汽缸126)。发动机100可包括更多或更少的汽缸。
[0007]在汽缸126中燃烧空气-燃料混合物会产生转动曲轴(未示出)的转矩。曲轴通过转矩传递装置130连接于变速器108。转矩传递装置130可包括变矩器或离合器。每分钟转数(RPM)传感器132可测量曲轴的速度。曲轴的速度代表发动机100的速度(即发动机速度)。
[0008]取决于由驾驶员输入所指示的转矩需求，控制模块104可停用和再启用一个或多个汽缸126。当不需要最大转矩时，控制模块104可停用一个或多个汽缸126以提高燃料经济性。例如，可停用所示带阴影线的汽缸126(例如，汽缸126-1等；以下称为选定汽缸)。随后，当驾驶员输入指示需要附加转矩时，控制模块104再启用选定汽缸。
[0009]控制模块104可以不同的方式停用和再启用选定汽缸。仅作为实例，控制模块104可操纵挺杆油歧管组件(LOMA)134，该组件包括螺线管致动的油控制阀(OCV)(未示出)，其响应于控制模块104停用和再启用选定汽缸。
[0010]每个汽缸126通过进气门接收空气并通过排气门输出燃烧所生成的废气(两者均未示出)。汽缸126的进气门和排气门可经由凸轮轴驱动的推杆由摇臂致动(均未示出)。推杆可包括液压控制的可切换空动装置(SLMD)(未示出)。
[0011]为了停用选定汽缸，OCV向对应于选定汽缸的SLMD发送液压信号。致动SLMD会使摇臂从凸轮轴上脱离并关闭选定汽缸的进气门和排气门。当选定汽缸的进气门和排气门已关闭时，选定汽缸被停用。随后，基于转矩需求，OCV可通过启动对应的SLMD和重新打开选定汽缸的进气门和排气门而再启用选定汽缸。
发明内容
[0012]一种系统，包括汽缸选择模块和气门停用模块。汽缸选择模块选择用于主动燃料管理的发动机汽缸。当发动机的发动机速度小于或等于预定速度时，气门停用模块在停用选定汽缸的排气门之前停用发动机的选定汽缸的进气门。当发动机速度大于预定速度时，气门停用模块在停用进气门之前停用排气门。
[0013]该系统还包括转矩请求监视模块和气门启用模块。转矩请求监视模块监视所请求的转矩。当所请求的转矩大于或等于预定转矩并且发动机速度小于或等于预定速度时，气门启用模块在启用由停用模块停用的排气门之前启用由停用模块停用的进气门。当所请求的转矩大于或等于预定转矩并且发动机速度大于预定速度时，气门启用模块在启用由停用模块停用的进气门之前启用由停用模块停用的排气门。
[0014]一种方法，包括：选择用于主动燃料管理的发动机汽缸，以及当发动机的发动机速度小于或等于预定速度时，在停用选定汽缸的排气门之前停用发动机的选定汽缸的进气门。该方法还包括：当发动机速度大于预定速度时，在停用进气门之前停用排气门。
[0015]该方法还包括：监视所请求的转矩，以及当所请求的转矩大于或等于预定转矩并且发动机速度小于或等于预定速度时，在启用排气门中被停用的排气门之前启用进气门中被停用的进气门。该方法还包括：当所请求的转矩大于或等于预定转矩并且发动机速度大于预定速度时，在启用进气门中被停用的进气门之前启用排气门中被停用的排气门。
[0016]本发明的进一步应用领域从下面提供的具体实施方式中将变得显而易见。应该理解，具体实施方式和特定实例仅用于说明的目的，而不是用于限制本发明的范围。
附图说明
[0017]从具体实施方式和附图中，将对本发明有更充分的理解，其中：
[0018]图1是根据现有技术的发动机控制系统的功能框图；
[0019]图2是利用根据本发明的双重主动燃料管理定序的示例性发动机控制模块的功能框图；以及
[0020]图3的流程图描绘了用于根据本发明在发动机中执行双重主动燃料管理定序的示例性方法的步骤。
具体实施方式
[0021]下面的描述本质上仅为示例性的，绝不是用于限制本发明、本发明的应用或使用。为简洁起见，将在附图中使用相同的标号表示相似的元件。在本文中使用时，表述“A、B和C中的至少一个”应该解释成意指采用了非排它性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应该理解，在不改变本发明原理的情况下，方法中的步骤可以以不同的顺序执行。
[0022]在本文中使用时，术语“模块”是指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或成组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或其它提供所述功能的合适部件。
[0023]具有多个汽缸的发动机可使用利用主动燃料管理顺序来停用和再启用选定汽缸的主动燃料管理系统以提高燃料效率。目前，主动燃料管理程序包括用以停用选定汽缸的停用顺序和用以再启用选定汽缸的再启用顺序。下面描述目前使用的(即常规的)主动燃料管理顺序。
[0024]正常来说，在具有四冲程循环的发动机中，汽缸在进气冲程期间吸入充气。汽缸在压缩冲程期间压缩该充气。汽缸在膨胀冲程期间燃烧该充气。最后，汽缸在排气冲程期间排出燃后充气，然后重复该四冲程循环。
[0025]目前，停用顺序从当充气在膨胀冲程期间燃烧时首先停用选定汽缸的排气门开始。由于排气门被关闭，燃后充气在排气冲程期间不从选定汽缸排出。随后，停用选定汽缸的进气门。由于排气门和进气门被关闭，燃后充气被困在选定汽缸中。当选定汽缸保持停用时，选定汽缸使被困充气压缩和膨胀。压缩具有相对高的压力/温度的被困充气通常会产生不期望水平的噪声、振动和粗暴性(NVH)。
[0026]再启用顺序开始于驾驶员输入指示了比活动汽缸所能输出的转矩更大的转矩需求时。基于该转矩需求，首先再启用停用汽缸的排气门。被困充气在再启用汽缸的排气冲程期间排出。随后，启用再启用汽缸的进气门。再启用汽缸在进气冲程期间吸入新鲜充气。再启用汽缸在压缩冲程期间压缩该新鲜充气。再启用汽缸在膨胀冲程期间燃烧该新鲜充气。只有到这时由再启用汽缸输出的附加转矩才能被传送给转矩传递装置。
[0027]本发明涉及提供一种双重主动燃料管理顺序。该双重主动燃料管理顺序包括：第一顺序，用于在发动机速度小于或等于预定速度时停用和再启用选定汽缸；以及在发动机速度大于预定速度时使用的第二顺序。
[0028]具体来说，第一顺序用在低的发动机速度时。仅作为实例，当发动机速度小于或等于1200转每分钟(RPM)时，使用第一顺序。与常规停用顺序不同的是，第一顺序包括第一停用顺序和第一再启用顺序。第一停用顺序首先停用选定汽缸的进气门，而不是首先停用排气门。由于排气门没有首先被停用，大量的燃后充气在排气冲程期间从选定汽缸排出。燃后充气在排气冲程期间从选定汽缸排出之后，停用选定汽缸的进气门。这样，在燃后充气从选定汽缸排出之后不会发生新鲜充气的吸入。然后，停用选定汽缸的排气门。因此，只有少量的燃后充气被困在停用汽缸中。
[0029]当选定汽缸被停用时，停用汽缸使该具有相对小的质量和低的压力/温度的少量被困充气压缩和膨胀。小质量的被困充气迅速冷却。再启用时，选定汽缸输出相对稳定和低的附加转矩。减小了停用/再启用转换时的转矩偏移的幅度。因此，减小了不期望水平的NVH。
[0030]第一再启用顺序开始于驾驶员输入指示需要附加转矩时。当加速踏板的变化速率大于或等于预定速率时，驾驶员输入指示需要附加转矩。与常规再启用顺序不同的是，在第一再启用顺序期间，首先再启用停用汽缸的进气门，而不是排气门。首先启用进气门允许再启用汽缸吸入新鲜充气，而无需首先等待被困充气从再启用汽缸中排出。因此，由再启用汽缸输出的附加转矩被迅速地传送给转矩传递装置。
[0031]低的发动机速度为首先停用和再启用进气门提供了足够的时间。此外，由于在第一顺序期间困在停用汽缸中的充气具有相对低的压力/温度，因此能够在不首先启用排气门的情况下安全地再启用停用汽缸的进气门。
[0032]第二顺序用在较高的发动机速度时。仅作为实例，当发动机速度大于1200RPM时，使用第二顺序。第二顺序包括第二停用顺序和第二再启用顺序。第二停用顺序和第二再启用顺序与常规的停用和再启用顺序相同。换言之，在第二停用和再启用顺序期间，分别首先停用和再启用选定汽缸的排气门(即，在进气门之前)。
[0033]现在参照图2，示出了具有根据本发明的双重主动燃料管理顺序的示例性主动燃料管理系统200的功能框图。为了简化论述，仅仅示出了发动机100的相关部分。主动燃料管理系统200包括控制模块202。控制模块202包括汽缸选择模块204、速度监视模块206、气门停用模块208、气门启用模块210和转矩请求监视模块212。
[0034]汽缸选择模块204启动主动燃料管理并在启动了主动燃料管理时选择用于主动燃料管理的汽缸。具体来说，汽缸选择模块204选择在第一和第二停用和再启用顺序期间被停用和再启用的汽缸。仅作为实例，当发动机100包括8个汽缸时，汽缸选择模块204可选择汽缸126-1、126-4、126-6和126-7(以下称为选定汽缸)以供停用。仅作为实例，被整合在挺杆油歧管组件(LOMA)134或合适模块中的螺线管致动的油控制阀(OCV)可停用和再启用选定汽缸。具体来说，LOMA134或合适的模块可基于分别从气门停用模块208和气门启用模块210接收的输入来停用和再启用选定汽缸的进气门和排气门。
[0035]速度监视模块206基于从RPM传感器132接收的输入监视发动机速度。速度监视模块206向气门停用和启用模块208、210指示，何时发动机速度小于或等于预定速度，以及何时发动机速度大于预定速度。
[0036]当发动机速度小于或等于预定速度时，气门停用模块208生成并输出第一气门停用信号。第一气门停用信号包括首先停用选定汽缸的进气门然后再停用选定汽缸的排气门的信号。
[0037]转矩请求监视模块212从加速器输入模块110接收输入，该输入指示由驾驶员输入所请求的转矩。转矩请求监视模块212确定何时所请求的转矩大于或等于预定转矩以及何时所请求的转矩小于预定转矩。
[0038]当发动机速度小于或等于预定速度并且所请求的转矩大于或等于预定转矩时，气门启用模块210生成并输出第一气门再启用信号。第一气门再启用信号包括首先再启用选定汽缸的进气门然后再启用选定汽缸的排气门的信号。
[0039]另一方面，当发动机速度大于预定速度时，气门停用模块208生成并输出第二气门停用信号。第二气门停用信号包括首先停用选定汽缸的排气门然后停用选定汽缸的进气门的信号。此外，当发动机速度大于预定速度并且所请求的转矩大于或等于预定转矩时，气门启用模块210生成并输出第二气门再启用信号。第二气门再启用信号包括首先再启用选定汽缸的排气门然后再启用选定汽缸的进气门的信号。
[0040]现在参照图3，流程图示出了用于执行根据本发明的双重主动燃料管理定序的方法300的步骤。控制开始于步骤302。在步骤304，控制确定发动机速度是否小于或等于预定速度。
[0041]如果步骤304的结果为“是”，则控制在步骤306停用选定汽缸的进气门。在步骤308，控制停用选定汽缸的排气门。但是，如果步骤304的结果为“否”，则控制在步骤310停用选定汽缸的排气门。在步骤312，控制停用选定汽缸的进气门。
[0042]在步骤308和312结束时，控制在步骤314确定是否需要附加转矩。如果步骤314的结果为“否”，则控制等待。如果步骤314的结果为“是”，则控制在步骤316确定发动机速度是否小于或等于预定速度。
[0043]如果步骤316的结果为“是”，则控制在步骤318再启用选定汽缸的进气门。控制在步骤320再启用选定汽缸的排气门。控制返回到步骤304。
[0043]但是，如果步骤316的结果为“否”，则控制在步骤322再启用选定汽缸的排气门。控制在步骤324再启用选定汽缸的进气门。控制返回到步骤304。
[0045]除上文所列好处之外，使用双重主动燃料管理顺序还可以提供很多好处。例如，可提高燃料经济性。可减小不期望水平的NVH。由再启用汽缸输出的转矩可以迅速地传送给转矩传递装置。可减少在主动燃料管理转换时的变矩器离合器(TCC)打滑。可以提高在低的发动机速度时的主动燃料管理运行。可以减小主动燃料管理的切换滞后。由于选定汽缸更快的再启用等原因，可提高在低的发动机速度时的节气门响应。
[0046]从上面的描述中，本领域技术人员现在可以理解，可以以多种形式实施本发明的广泛教导。因此，尽管本发明包括特定实例，但本发明的真实范围不应该如此局限，因为本领域技术人员在研究了附图、说明书和下面的权利要求书之后，其它修改将变得显而易见。