BR112015002675B1 - Controlador de motor de salto de disparo, controlador de motor que inclui o controlador de motor de salto de disparo, controlador de motor de salto de disparo para um motor de ignição de faísca, método de operar motor de ignição de faísca, unidade de controle de motor, e método de controle da operação de salto de disparo de um motor - Google Patents

Abstract

controlador de motor de salto de disparo; controlador de motor que inclui o controlador de motor de salto de disparo; método de operação de um motor; e método de controle da operação de salto de disparo de um motor. trata-se de modalidades que se referem, geralmente, ao controle de salto de disparo de motores de combustão interna e, particularmente, a mecanismos para determinar uma fração de disparo operacional desejada. em algumas modalidades, uma unidade de determinação de fração de disparo é disposta para determinar uma fração de disparo adequada para entregar uma saída de motor solicitada. a unidade de determinação de fração de disparo pode utilizar estruturas de dados, tais como, tabelas de pesquisa na determinação da fração de disparo desejada. em um aspecto, a saída de motor desejada e um ou mais parâmetros de trem de potência operacionais, tal como, a velocidade de motor atual, são usados como índices para uma tabela de pesquisa usada para selecionar uma fração de disparo desejada. em outras modalidades, os índices adicionais para a estrutura de dados podem incluir qualquer um dentre: uma engrenagem de transmissão; uma pressão absoluta de coletor (map); temperatura de ar de coletor; um parâmetro indicativo de carga de massa de ar (mac) ; uma posição de came; uma saída de torque de cilindro; uma pressão de coletor permissível máxima; uma velocidade de veículo; e uma pressão barométrica.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica prioridade do pedido provisório no U.S. 61/682.065, depositado em 10 de agosto de 2012, que é incorporado no presente documento a título de referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção refere-se geralmente ao controle de salto de disparo de motores de combustão interna e, particularmente, a mecanismos para determinar uma fração de disparo operacional desejada. Em algumas modalidades, estruturas de dados, tais como, tabelas de pesquisa são usadas para determinar a fração de disparo desejada.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] A maioria dos veículos em operação hoje (e muitos outros dispositivos) é alimentada por motores de combustão interna (IC). Os motores de combustão interna têm tipicamente uma pluralidade de cilindros ou outras câmaras de trabalho onde a combustão ocorre. Sob condições de acionamento normais, o torque gerado por um motor de combustão interna precisa variar ao longo de uma ampla faixa, a fim de atender as demandas operacionais do condutor. Ao longo dos anos, inúmeros métodos de controlar o torque de motor de combustão interna foram propostos e utilizados. Na maioria dos motores a gasolina, a saída do motor é principalmente modulada ao controlar a quantidade de ar (e a quantidade correspondente de combustível) entregue para as câmaras de trabalho. Em muitos motores a diesel, a saída é modulada principalmente ao controlar a quantidade de combustível entregue para as câmaras de trabalho.

[004] Algumas abordagens buscam aprimorar a eficiência termodinâmica do motor variando-se o deslocamento efetivo do motor. Os motores de deslocamento variável mais comercialmente disponíveis são dispostos para desativar um conjunto fixo dos cilindros durante determinadas condições de operação de carga baixa. Quando um cilindro é desativado, seu pistão tipicamente ainda alterna, entretanto, nem ar nem combustível é entregue ao cilindro, então, o pistão não entrega nenhuma potência durante seu curso de potência. Uma vez que os cilindros que são "desligados" não entregam nenhuma potência, a carga proporcional nos cilindros restantes é aumentada permitindo, desse modo, que os cilindros restantes operem em uma eficiência termodinâmica aprimorada. A eficiência termodinâmica aprimorada resulta na eficiência de combustível aprimorada.

[005] Tipicamente, um motor de deslocamento variável terá um conjunto muito pequeno de modos operacionais disponíveis. Por exemplo, alguns motores de deslocamento variável de 8 cilindros comercialmente disponíveis são capazes de operar em um modo de 4 cilindros em que apenas quatro cilindros são usados, enquanto os outros quatro cilindros são desativados (um motor de deslocamento variável 4/8). Outro motor de deslocamento variável comercialmente disponível é um motor 3/4/6 que é um motor de seis cilindros que pode ser operado com 3, 4 ou 6 cilindros ativos. Certamente, ao longo dos anos, uma variedade de outros motores de deslocamento variável de conjunto de cilindros fixo também foi proposta, com alguns sugerindo a flexibilidade de operar com qualquer número de cilindros. Por exemplo, um motor de 4 cilindros pode ser operável em 1, 2, 3 ou 4 modos de cilindro.

[006] Outra abordagem de controle de motor que varia o deslocamento efetivo de um motor é referida como controle de motor de "salto de disparo". Em geral, o controle de motor de salto de disparo contempla ignorar seletivamente a disparo de determinados cilindros durante oportunidades de disparo selecionadas. Desse modo, um cilindro particular pode ser disparado durante uma oportunidade de disparo e, então, pode ser ignorado durante a próxima oportunidade de disparo e, então, seletivamente ignorado ou disparado durante a próxima oportunidade. Dessa maneira, mesmo o controle mais fino do motor deslocamento efetivo é possível. Por exemplo, a disparo de cada terceiro cilindro em um motor de 4 cilindros pode fornecer um deslocamento efetivo de 1/3 do deslocamento de motor total, que é um deslocamento fracionário que não é obtenível simplesmente ao desativar um conjunto de cilindros.

[007] Em geral, o controle de motor de salto de disparo é entendido por oferecer inúmeras vantagens potenciais, incluindo o potencial de economia de combustível significativamente aprimorado em 'muitas aplicações. Embora o conceito de controle de motor de salto de disparo esteja disponível durante muitos anos, e seus benefícios sejam compreendidos, o controle de motor de salto de disparo ainda não alcançou sucesso comercial significativo, em parte, devido aos desafios que o mesmo apresenta. Em muitas aplicações, tais como, aplicações automotivas, um dos desafios mais significativo apresentado pela operação de motor de salto de disparo se refere aos problemas de NVH (ruído, vibração & dureza). Em geral, um estereótipo associado ao controle de motor de salto de disparo consiste no fato de que a operação de salto de disparo de um motor irá fazer com que o motor funcione de maneira significativamente mais dura que a operação convencional.

[008] As patentes U.S. cedidas ao mesmo cessionário nos 7.577.511, 7.849.835, 7.886.715, 7.954.474, 8.099.224, 8.131.445, 8.131.447 e outros pedidos de patente cedidos ao mesmo cessionário descrevem uma nova classe de controladores de motor que tornam prático operar uma ampla variedade de motores de combustão interna em um modo operacional de salto de disparo. Embora os controladores descritos funcionem bem, existem esforços contínuos para aprimorar adicionalmente a tecnologia e/ou fornecer abordagens alternativas para implantar tal controle. 0 presente pedido descreve uma variedade de disposições que podem ser usadas para determinar e/ou controlar a fração de disparo de um motor que opera em um modo operacional de salto de disparo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] As modalidades descritas referem-se geralmente ao controle de salto de disparo de motores de combustão interna e, particularmente, a mecanismos para determinar uma fração de disparo operacional desejada. Em algumas modalidades, uma unidade de determinação de fração de disparo é disposta para determinar uma fração de disparo adequada para entregar uma saída de motor solicitada. A unidade de determinação de fração de disparo pode utilizar estruturas de dados tais como, tabelas de pesquisa na determinação da fração de disparo desejada. Um controlador de disparo pode, então, ser disposto para direcionar ignições em uma maneira de salto de disparo que entrega a fração de disparo operacional desejada.

[010] Em um aspecto, a saída de motor desejada e um ou mais parâmetros de trem de potência operacionais, tal como, a velocidade de motor atual, são usados como índices em uma tabela de pesquisa usada para selecionar uma fração de disparo desejada. Em algumas modalidades, a engrenagem de transmissão serve como outro índice para a tabela de pesquisa. Em outras modalidades, os índices adicionais para a estrutura de dados podem incluir qualquer um dentre: uma pressão absoluta de coletor (MAP) ; uma posição de carne,- um parâmetro indicativo de carga de massa de ar (MAC); uma saída de torque de cilindro; uma pressão de coletor permissível máxima; uma velocidade de veículo; uma temperatura de coletor estimada; e uma pressão barométrica.

[011] Em algumas modalidades, a tabela de pesquisa é disposta para ditar a operação em um modo operacional de todos os cilindros em estados operacionais selecionados. Quando a operação de todos os cilindros for direcionada, uma saída do motor pode ser modulada principalmente com base na posição de borboleta.

[012] Nas modalidades selecionadas, cada entrada na tabela de pesquisa inclui um campo de fração de disparo que armazena um indicador de fração de disparo associado indicativo de uma fração de disparo desejada associada a tal entrada. Em algumas modalidades, as entradas de tabela podem incluir adicionalmente um segundo campo disposto para armazenar um valor indicativo de um segundo parâmetro operacional desejado. Por exemplo, o segundo campo pode ser um campo de MAC disposto para armazenar um indicador de MAC indicativo de uma carga de massa de ar operacional desejada. Quando usado, o indicador de MAC pode ser um valor de referência relativo ou fixo.

[013] Em outro aspecto, os métodos de determinar uma fração de disparo operacional desejada são descritos. Em algumas modalidades, as tabelas de pesquisa, tais como, aquelas descritas acima são usadas na determinação da fração de disparo.

[014] Em uma modalidade específica, uma saída de motor desejada é determinada em termos de uma fração de torque de motor desejada. A fração de torque desejada é indicativa da saída de motor desejada em relação a uma saída de motor disponível de máximo de referência. Uma fração de disparo operacional desejada é, então, determinada com base, pelo menos em parte, na fração de torque e velocidade de motor desejada. As ignições de cilindro são, então, direcionadas em uma maneira de salto de disparo que entrega a saída de motor desejada ao disparar a porcentagem de ciclos de trabalho disponíveis indicados pela fração de disparo operacional desejada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[015] A presente invenção e as vantagens da mesma podem ser mais bem compreendidas com referência à seguinte descrição tomada em conjunto com os desenhos anexos em que:

[016] A Figura IA é um diagrama de blocos de um controlador de motor de salto de disparo que incorpora uma calculadora de fração de disparo de acordo com algumas modalidades da presente invenção.

[017] A Figura 1B é um diagrama de blocos de outro controlador de motor de salto de disparo exemplificative que incorpora uma calculadora de fração de disparo.

[018] A Figura 1C é um diagrama de blocos de outro controlador de motor de salto de disparo exemplificativo que incorpora uma calculadora de torque.

[019] A Figura 2 é uma representação de uma estrutura de dados de tabela adequada para uso na determinação da fração de disparo, de acordo com uma modalidade descrita da presente invenção.

[020] A Figura 3 é uma representação de uma estrutura de dados de tabela adequada para uso na determinação da fração de disparo, de acordo com outra modalidade.

[021] A Figura 4 é uma representação de uma estrutura de dados de tabela adequada para uso na determinação da fração de disparo, de acordo com uma terceira modalidade.

[022] A Figura 5 é um diagrama de blocos funcional que mostra uma estrutura de controle de fração de disparo, de acordo com outra modalidade.

[023] A Figura 6 é uma representação de uma estrutura de dados de tabela adequada para uso na determinação de uma fração de disparo mínima, de acordo com uma modalidade descrita da presente invenção.

[024] Nos desenhos, as referências numéricas similares algumas vezes são usadas para designar elementos estruturais similares. Deve-se avaliar também que as representações nas Figuras são diagramáticas em não em escala.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[025] A presente invenção refere-se geralmente a métodos, estruturas de dados e dispositivos para determinar a fração de disparo no controle de salto de disparo.

[026] A Figura IA é um diagrama de blocos que ilustra diagramaticamente um controlador de disparo de salto representativo que utiliza uma calculadora de fração de disparo, de acordo com uma modalidade descrita. O controlador de disparo de salto 90 inclui uma unidade de determinação de fração de disparo 92 (algumas vezes referida como uma calculadora de fração de disparo) e uma unidade de determinação de temporização de disparo 94. A calculadora de fração de disparo 92 é disposta para determinar uma fração de disparo que é adequada para entregar a saída de motor desejada e informar a unidade de determinação de temporização de disparo 94 sobre a fração de disparo desejada. A unidade de determinação de temporização de disparo 94 é responsável por determinar uma sequência de disparo que entrega a fração de disparo desejada. A sequência de disparo pode ser determinada usando qualquer abordagem adequada. Em algumas implantações, o disparo pode ser dinamicamente determinado em uma oportunidade de disparo individual disparando-se a base de oportunidade, conforme descrito em algumas das patentes incorporadas. Em outras, os geradores de padrão ou padrões predefinidos podem ser usados para facilitar a entrega da fração de disparo desejada.

[027] Referindo-se a seguir à Figura 1B, outro controlador de motor de salto de disparo que incorpora uma calculadora de fração de disparo será descrito. Nessa modalidade, o controlador 100 inclui um controlador de disparo de salto 110 disposto para trabalhar em conjunto com uma unidade de controle de motor (ECU) 140. Em outras modalidades, a funcionalidade do controlador de disparo de salto 110 pode ser incorporada à ECU 140. O controlador de disparo de salto ilustrado 110 inclui uma calculadora de fração de disparo 112, uma unidade de filtro opcional 114, um módulo de ajuste de parâmetro de trem de potência 116 e um módulo de determinação de temporização de disparo 120. 0 controlador de disparo de salto recebe um sinal de entrada 111 indicativo de uma saída de motor desejada e é disposto para gerar uma sequência de comandos de disparo que faz com que um motor 150 proporcione a saída desejada usando uma abordagem de salto de disparo.

[028] Na modalidade da Figura 1B, o sinal de entrada 111 é tratado como uma solicitação para uma saída de motor desejada. O sinal 111 pode ser recebido ou derivado a partir de um sensor de posição de pedal do acelerador (APP) ou outras fontes adequadas, tal como, um controlador de cruzeiro, uma calculadora de torque, uma ECU, etc. Na Figura IB, um pré-processador opcional 168 pode modificar o sinal de pedal do acelerador antes da entrega ao controlador de disparo de salto 110. Entretanto, deve-se avaliar que em outras implantações, o sensor de posição de pedal do acelerador 163 pode se comunicar diretamente com o controlador de disparo de salto 110.

[029] A saída de motor desejada também pode se basear em fatores além da, ou em vez da posição de pedal do acelerador. Por exemplo, em algumas modalidades, as condições operacionais atuais, tais como, velocidade de motor, velocidade e/ou engrenagem de veículo podem ser usadas em conjunto com a posição de pedal do acelerador ao determinar a saída de motor desejada. De maneira similar, diversas condições ambientais, tais como, pressão barométrica, temperatura ambiente, etc. podem ser usadas substancialmente do mesmo modo. De maneira adicional ou alternativa, pode ser desejável considerar a energia necessária para acionar acessórios de motor, tais como, o ar condicionado, alternadores/geradores, bomba de direção hidráulica, bombas d'água, bombas de vácuo e/ou qualquer combinação desses e outros componentes. A determinação apropriada dessas perdas de acessórios pode ser realizada por uma calculadora de torque, a ECU ou outros componentes adequados. Tal calculadora de torque, etc., pode ser disposta para dotar a calculadora de fração de disparo 112 com um único valor/sinal indicativo do torque solicitado total, (por exemplo, em vez do sinal 111) ou fornecer um ou mais valores/sinais separados (não mostrados) para a calculadora de fração de disparo 112, de modo que a própria calculadora de fração de disparo determine o torque solicitado total com base nas múltiplas solicitações de torque inseridas. Por meio de exemplo, pedido de patente de propriedade conjunta no 61/682.135 (que é incorporado no presente documento a título de referência) descreve algumas calculadoras de torque que podem ser usadas para determinar a saída de motor desejada. Em ainda outras modalidades, o sinal de saída de motor desejado 111 ou um sinal de entrada suplementar pode se originar a partir de um controlador de cruzeiro, um controlador de transmissão, um sistema de controle de tração (para reduzir o deslizamento da roda) e/ou a partir de qualquer outra fonte adequada.

[030] A calculadora de fração de disparo 112 recebe o sinal de entrada 111 (e quando presente, outras fontes adequadas) e é disposta para determinar uma fração de disparo de salto de disparo que pode ser apropriada para entregar a saída desejada sob condições de operação de motor selecionadas. A fração de disparo é indicativa da fração ou porcentagem de ignições sob as condições de operação atuais (ou direcionadas) que são necessárias para entregar a saída desejada. Em algumas modalidades preferidas, a fração de disparo pode ser determinada com base na porcentagem de ignições otimizadas que são necessárias para entregar o torque de motor solicitado pelo condutor (por exemplo, quando os cilindros são disparados em um ponto de operação substancialmente otimizado para eficiência de combustível). Entretanto, em outros casos, ignições de referência de nível diferentes, ignições otimizadas para fatores além da eficiência de combustível, as configurações de motor atuais, etc. podem ser usadas na determinação da fração de disparo apropriada.

[031] Na modalidade ilustrada, se fornece um módulo de ajuste de parâmetro de trem de potência opcional 116 que coopera com a calculadora de fração de disparo 112. 0 módulo de ajuste de parâmetro de trem de potência 116 direciona a ECU 140 para ajustar os parâmetros de trem de potência apropriadamente selecionados para assegurar que a saída de motor real se iguale substancialmente à saída de motor solicitada na fração de disparo comandada. Por meio de exemplo, o módulo de ajuste de parâmetro de trem de potência 116 pode ser responsável por determinar a carga de massa de ar desejada (MAC) e/ou outras configurações de motor que são desejáveis para ajudar a assegurar que a saída de motor real corresponda à saída de motor solicitada. Certamente, em outras modalidades, o módulo de ajuste de parâmetro de trem de potência 116 pode ser disposto para controlar diretamente diversas configurações de motor.

[032] O módulo de determinação de temporização de disparo 120 é disposto para emitir uma sequência de comandos de disparo (por exemplo, sinal de pulso de acionamento 113) que faz com que o motor entregue a porcentagem de ignições ditada por uma fração de disparo comandada 119. O módulo de determinação de temporização de disparo 120 pode adotar uma ampla variedade de formas diferentes. Por meio de exemplo, os conversores sigma-delta funcionam bem como o módulo de determinação de temporização de disparo 120. Inúmeras patentes e pedidos de patente da cessionária descrevem diversos módulos de determinação de temporização de disparo adequados, que incluem uma ampla variedade de conversores à base de sigma-delta diferentes que funcionam bem como o módulo de determinação de temporização de disparo. Consulte, por exemplo, as patentes nos U.S. 7.577.511, 7.849.835, 7.886.715, 7.954.474, 8.099.224, 8.131.445, 8.131.447 e o pedido no 13/774.134, cada um dos quais é incorporado no presente documento a título de referência. A sequência de comandos de disparo (algumas vezes referida como um sinal de pulso de acionamento 113) emitida pelo módulo de determinação de temporização de disparo 120 pode ser passada para uma unidade de controle de motor (ECU) ou controlador de combustão 140 que coordena as ignições reais.

[033] Na modalidade ilustrada na Figura IB, a saída da calculadora de fração de disparo 112 é opcionalmente passada através de uma unidade de filtro 114 antes de ser entregue para o módulo de determinação de temporização de disparo 120. A unidade de filtro 114 é disposta para atenuar o efeito de qualquer alteração de etapa na fração de disparo comandada, de modo que a alteração na fração de disparo seja estendida sobre um período mais longo. Essa "extensão" ou atraso pode ajudar a suavizar as transições entre frações de disparo comandadas diferentes e também pode ser usada para ajudar a compensar os atrasos mecânicos ao mudar os parâmetros de motor.

[034] Em particular, a unidade de filtro 114 pode incluir um primeiro filtro que suaviza a transição abrupta entre as frações de disparo comandadas diferente para proporcionar melhor resposta para o comportamento de motor e, então, evitar uma resposta transitória irregular. Em algumas circunstâncias, uma alteração na fração de disparo comandada e/ou outros fatores irão fazer com que o módulo de ajuste de trem de potência 116 direcione uma alteração correspondente às configurações de motor (ou outro trem de potência) (por exemplo, posição de borboleta que pode ser usada para controlar a pressão de coletor/carga de massa de ar). Na medida em que o tempo de resposta do primeiro filtro é diferente do(s) tempo(s) de resposta para implantar alterações na configuração de motor direcionada, pode haver uma incompatibilidade entre a saída de motor solicitada e a saída de motor entregue. De fato, na prática, o tempo de resposta mecânica associado à implantação de tais alterações é muito mais lento que a taxa de relógio da unidade de controle de disparo. Por exemplo, uma alteração comandada na pressão de coletor pode envolver mudar a posição de borboleta que tem um atraso de tempo mecânico associado. Uma vez que a borboleta se move, há um atraso de tempo adicional para atingir a pressão de coletor desejada. 0 resultado consiste no fato de que muitas vezes não é possível implantar uma alteração comandada em determinadas configurações de motor no período de tempo de uma única oportunidade de disparo. Se não considerados, esses atrasos podem resultar em uma diferença entre as saídas de motor solicitadas e entregues. A unidade de filtro 114 também pode incluir um segundo filtro para ajudar a reduzir tais discrepâncias. Mais especificamente, o segundo filtro pode ser escalonado, de modo que sua saída mude em uma taxa similar ao comportamento de motor; por exemplo, o mesmo pode corresponder substancialmente à dinâmica de enchimento/descarga do coletor de admissão. Os filtros dentro da unidade de filtro 114 podem ser construídos em uma ampla variedade de maneiras diferentes.

[035] A calculadora de fração de disparo 112, a unidade de filtro 114 e o módulo de ajuste de parâmetro de trem de potência 116 podem adotar uma ampla variedade de formas diferentes e suas funcionalidades podem ser alternativamente incorporadas em uma ECU ou proporcionadas por outros componentes mais integrados, por grupos de subcomponentes ou usando uma ampla variedade de abordagens alternativas. Em diversas implantações alternativas, esses blocos funcionais podem ser realizados algoritmicamente usando um microprocessador, ECU ou outro dispositivo de computação, usando componentes analógicos ou digitais, usando lógica programável, usando combinações dos anteriores e/ou de qualquer outra maneira adequada.

[036] Em ainda outras implantações, a calculadora de fração de disparo 112 pode ser disposta para determinar frações de disparo "solicitadas" em termos de uma saída de cilindro de referência. Quando uma saída de cilindro de referência for usada, a referência pode ser um valor fixo ou pode ser variável com base no trem de potência, veículo ou parâmetros/condições ambientais selecionados. A fração de disparo solicitada pode, então, ser usada na seleção de uma fração de disparo operacional que pode ter atributos preferidos (tais como, características de NVH melhores). Quando tal ajuste for realizado na fração de disparo solicitada, é tipicamente desejável ajustar outros parâmetros de motor ou trem de potência de forma correspondente para assegurar que a saída de motor desejada seja realmente entregue. Por meio de exemplo, tal arquitetura é descrita nos pedidos de patente cedidos ao mesmo cessionário nos 13/654.244 e 13/654.248 que são incorporados no presente documento a título de referência.

[037] Outra implantação de controlador de disparo de salto específica será descrita a seguir com referência à Figura 1C. Nessa modalidade, uma calculadora de torque 175 é usada para determinar uma saída de motor desejada 111(c) que é proporcionada para a calculadora de fração de disparo 112. Em outros aspectos, os componentes do controlador de disparo de salto 110(c) podem ser similares aos descrito acima em relação à Figura IA ou 1B.

[038] Na modalidade da Figura 1C, a posição de pedal do acelerador (APP) e velocidade de veículo (RPM) são usadas como índices em uma tabela de pesquisa 176 que retorna uma posição de borboleta alvo (TP) . Essa tabela é projetada para fornecer boa dirigibilidade e tais tabelas são implantadas em diversos motores comercialmente disponíveis. Para uma dada posição de borboleta (TP) e velocidade de motor alvo, um torque alvo ou desejado pode ser determinado. 0 torque desejado pode ser algoritmicamente calculado, obtido a partir de uma tabela de pesquisa ou de qualquer outra maneira adequada. Na implantação descrita, o torque desejado é caracterizado como uma fração- especificamente, a fração ou porcentagem do torque gerado sob condições de cilindro de referência ou nominal. (Note que a fração pode ser potencialmente maior que um) . Em outras modalidades, a saída desejada pode ser caracterizada de outros modos - tal como, o número de cilindros necessário (por exemplo, 3.1) fora do número total de cilindros, uma saída de torque total ou de outros modos. As condições de cilindro de referência podem ser um valor predefinido fixo ou um valor que varia com determinadas condições ambientais ou operacionais (por exemplo, pressão barométrica, velocidade de motor, etc.).

[039] Opcionalmente, a calculadora de torque 175 pode ser disposta para considerar a carga utilizada pelos acessórios de motor ao adicionar estimativas que consideram a energia necessária para conduzir tais acessórios até a saída solicitada pelo condutor indicada pela posição de pedal do acelerador ao determinar a fração de torque desejada. De maneira adicional, a calculadora de torque 175 pode ser disposta para considerar as entradas a partir de outros sistemas de controle dentro do veículo ao determinar o torque desejado. Tais entradas podem ser destinadas a suprimir ou suplementar a saída desejada, conforme indicado pela posição de pedal do acelerador. Por meio de exemplo, uma ECU ou controlador de transmissão pode solicitar reduções de torque transitórias durante as mudanças de transmissão; um controlador de tração pode solicitar saída de motor reduzida ou específica durante eventos de perda de tração potenciais; e/ou um controlador de cruzeiro pode direcionar a saída de motor enquanto o veículo se encontra sob controle de cruzeiro.

[040] Na modalidade da Figura 1C, a calculadora de fração de disparo 112 usa a fração de torque desejada 111(c) (saída de motor desejada) proporcionada pela calculadora de torque 175 para determinar a fração de disparo desejada. A fração de disparo apropriada para uma determinada fração de torque pode variar um pouco com base na condição operacional selecionada, tal como, velocidade de motor (e potencialmente engrenagem) e, desse modo, as tabelas de pesquisa usadas podem ter múltiplos índices - como, por exemplo, fração de torque desejada (isto é, saída de motor desejada) e RPM em algumas implantações particulares.

[041] Em algumas implantações, pode ser desejável usar apenas o controle de salto de disparo quando o motor estiver operando em uma faixa particular de condições - como, por exemplo, em uma velocidade de motor dentro de uma faixa permissível. As velocidades de operação de motor mínimas e máximas para a operação de salto de disparo podem ser incorporadas na tabela de fração de disparo ao ditar a operação de todos os cilindros (ou de cilindro reduzido) em velocidades de motor específicas ou sob condições de operação específicas. Para as considerações de NVH, pode ser desejável requerer o uso de uma fração de disparo mínima (que pode variar com base nos fatores, tal como, velocidade e engrenagem de motor). Deve-se avaliar que tal mínimo também pode ser prontamente incorporado nas tabelas de fração de disparo. As tabelas de fração de disparo podem ser dispostas para adotar configurações de motor nominais ou de referência, ou podem ser dispostas para direcionar as configurações de motor associadas.

[042] Em algumas modalidades, a fração de disparo desejada é, então, enviada para o módulo de determinação de temporização de disparo. Em outras modalidades, para ajudar a lidar com preocupações de NVH, pode ser desejável utilizar apenas as frações de disparo selecionadas a partir de um conjunto de frações de disparo operacional disponíveis. Em tais modalidades, as frações de disparo desejadas podem ser usadas na seleção de uma fração de disparo operacional. De maneira simultânea, diversas configurações de motor, tais como, temporização de válvula (carne), posição de borboleta, e/ou temporização de faísca podem ser apropriadamente ajustadas para assegurar que o motor entregue a saída desejada na fração de disparo operacional. Por meio de exemplo, tais disposições são descritas nas patentes cedidas ao mesmo cessionário nos 13/654.244 e 13/654.248 que são incorporados no presente documento a título de referência.

[043] Embora não requerido em todas as implantações, a determinação de torque, a determinação de fração de disparo e a determinação se deve ignorar ou disparar um cilindro durante qualquer particular ciclo de trabalho são realizadas de maneira preferencialmente individual em um ciclo de trabalho através da base de ciclo de trabalho. Ou seja, as determinações de fração de torque e disparo são preferencialmente atualizadas a cada oportunidade de disparo e a decisão de disparo é preferencialmente realizada a cada oportunidade de disparo. Desse modo, no contexto da calculadora de fração de disparo 112, a fração de disparo atualmente desejada pode ser novamente determinada antes de cada oportunidade de disparo. Facilitar tal rastreamento dinâmico da fração de disparo desejada permite que o controlador seja particularmente responsivo a alteração de demandas enquanto mantém os benefícios de operação de salto de disparo. Embora o disparo da oportunidade através de atualizações de oportunidade de disparo seja desejável em muitas aplicações, deve-se avaliar que nas modalidades alternativas, qualquer um dos cálculos atualizados e/ou decisões de disparo podem ser realizados menos frequentemente que o apropriado para qualquer controlador de disparo de salto particular.

UNIDADE DE DETERMINAÇÃO DE FRAÇÃO DE DISPARO

[044] Existem inúmeros fatores que podem influenciar a fração de disparo desejada. Esses incluem tipicamente a saída de motor solicitada (que muitas vezes é determinada em grande parte com base na posição de pedal do acelerador) e parâmetros de operação de trem de potência selecionados, tais como, a velocidade de motor atual (por exemplo, RPM) e/ou a engrenagem de transmissão atual. A unidade de determinação de fração de disparo 112 é disposta para determinar a fração de disparo desejada com base em tais fatores e/ou quaisquer outros fatores que o projetor de controlador de disparo de salto pode considerar importante.

[045] Em algumas modalidades, a unidade de determinação de fração de disparo 112 é disposta para utilizar uma tabela de pesquisa para determinar a fração de disparo desejada. Por meio de exemplo, a Figura 2 ilustra diagramaticamente uma tabela de pesquisa 200 que pode ser usada para determinar a fração de disparo apropriada em algumas implantações. A tabela de pesquisa pode ser implantada em qualquer tipo apropriado de memória usando uma variedade de construções de tabela convencionais. Na modalidade ilustrada na Figura 2, três índices independentes são fornecidos e cada entrada de tabela 2 03 tem um campo de fração de disparo 204 que armazena um valor de indicador de fração de disparo 205 que indica a fração de disparo desejada associada a essa entrada. O primeiro índice 207 se baseia em uma saída de motor solicitada, conforme descrito acima, que pode ser determinada de qualquer maneira adequada pela calculadora de torque, um sensor de posição de pedal do acelerador ou por qualquer outro componente apropriado. 0 segundo índice 209 se baseia em um primeiro parâmetro de operação de trem de potência - especificamente, a velocidade de motor na modalidade ilustrada. O terceiro índice 211 se baseia em um segundo parâmetro de operação de trem de potência - especificamente, a engrenagem de transmissão. Em outras modalidades, diversos outros índices baseados em outros parâmetros de operação de trem de potência podem ser usados além de, ou em vez de um ou mais dos índices descritos. Além disso, as condições do meio ambiente, tais como, pressão do ar ambiente (que varia com a altitude e outros fatores) e/ou temperatura do ar ambiente podem ser usadas como índices de tabela além de parâmetros operacionais de motor e veículo.

[046] O valor de índice de saída de motor solicitado pode se basear em uma ampla variedade de entradas diferentes. Por exemplo, em algumas modalidades, o índice de saída de motor solicitado pode ser direta ou indiretamente baseado na saída do sensor de posição de pedal do acelerador. Em outras modalidades, a saída de motor solicitada pode ser indicativa de um torque solicitado ou outro indicador de saída de motor desejado. Tal solicitação pode se originar de um controlador de cruzeiro, a ECU, uma calculadora de torque, um bloco lógico (por exemplo, um pré-processador) que converte o sinal de sensor de posição de pedal em um torque solicitado, um sistema de controle de tração ou a partir de qualquer outra fonte adequada. Em outras modalidades, a calculadora de fração de disparo (ou uma calculadora de torque que determina o torque solicitado total) pode ser disposta para somar a solicitação de torque a partir de múltiplas fontes e/ou para, de outro modo, determinar, calcular ou selecionar uma saída de motor desejada com base nas condições de operação atuais usando qualquer critério que possa ser considerado apropriado pelo projetor de controle de motor. A saída de motor solicitada pode ser fornecida em termos de um número absoluto (por exemplo, um torque solicitado particular), em termos de uma fração ou porcentagem (por exemplo, uma fração de torque particular, conforme descrito acima em relação à Figura 1C), ou de qualquer outra maneira e as tabelas podem ser consequentemente escalonadas.

[047] Deve-se avaliar que existem inúmeros fatores além da saída de motor solicitada que podem influenciar a fração de disparo desejada. Por exemplo, diversos parâmetros de operação de trem de potência, tais como, a velocidade de motor atual (por exemplo, RPM) e/ou a engrenagem de transmissão atual podem influenciar a fração de disparo desejada. As condições operacionais, tal como, a saída de torque de cada cilindro, ou fatores que influenciam essa saída, tal como, a carga de massa de ar (MAC) , a posição de carne (por exemplo, posição de fase de carne) , a pressão absoluta de coletor (MAP), e/ou a temperatura de coletor estimada também podem ser usados como índices. Na modalidade ilustrada na Figura 2, a velocidade de motor e engrenagem de transmissão que estão atualmente em uso são usadas como índices adicionais para a tabela de pesquisa 200, de modo que a fração de disparo possa ser mais bem adaptada ao estado de operação atual do veículo em qualquer dado tempo.

[048] A velocidade de motor pode ser útil por diversas razões. Inicialmente, pode ser desejável requerer uma fração de disparo mínima mesmo quando a saída de motor solicitada for baixa como, por exemplo, em marcha lenta ou velocidades de motor abaixo de um limiar designado (por exemplo, 1.000 ou 1.500 RPM, etc.). Isso pode ser útil para atenuar os problemas de NVH. Por exemplo, as velocidades de motor mais altas têm frequências de disparo mais altas (para uma dada fração de disparo) - que tendem a ter características de vibração melhores nas faixas de frequência que são mais notáveis para os passageiros. Além disso, para uma dada saída de motor solicitada, a fração de disparo que é desejável para um motor que está operando atualmente a 1.500 RPM pode ser mais alta que a fração de disparo desejável em uma velocidade de motor mais alta (por exemplo, 4.000 RPM) .

[049] A engrenagem de transmissão também pode ser um fator importante ao determinar a fração de disparo desejada. Uma razão na qual a engrenagem de transmissão pode ser importante consiste no fato de que as engrenagens diferentes tendem a ter características de NVH diferentes (ruído, vibração e dureza). Ou seja, diferentes engrenagens podem ter características de vibração e/ou acústicas diferentes, dados os parâmetros de operação similares, tais como, velocidade de motor, fração de disparo, etc. Por exemplo, uma determinada fração de disparo pode funcionar suavemente na 4 a engrenagem em uma velocidade de motor particular, enquanto a mesma fração de disparo pode gerar vibrações indesejáveis em outra engrenagem na mesma velocidade de motor. Ou seja, em parte, porque o mesmo pulso de torque gerado a partir de um motor será transferido para a linha de transmissão de maneira diferente por engrenagens diferentes.

[050] As tabelas de pesquisa descritas podem ser usadas para implantar uma ampla variedade de algoritmos de determinação de fração de disparo diferentes. Uma das vantagens da abordagem de tabela de pesquisa descrita consiste no fato de que as correlações entre os parâmetros de operação específicos e a fração de disparo direcionada podem ser definidas de qualquer maneira considerada apropriada pelo projetor de controlador de motor. Isso permite que o projetor determine os mapeamentos desejados entre diversos parâmetros de operação e a fração de disparo desejada de maneira experimental, analítica ou usando qualquer combinação de tais abordagens. Acessar as tabelas é um mecanismo de tempo e processamento eficiente para determinar a fração de disparo, uma vez que as tabelas podem ser acessadas muito rapidamente, o que facilita o disparo da oportunidade através da atualização de oportunidade de disparo da fração de disparo desejada. Desse modo, se desejado, a fração de disparo "atual" pode ser determinada e atualizada antes de cada oportunidade de disparo. Certamente, as tabelas também podem ser prontamente usadas em outras implantações, onde tal redeterminação frequente da fração de disparo desejada não é necessária. 0 uso de tabelas de pesquisa também permite que os valores de entrada e, desse modo, os mapeamentos desejados sejam facilmente atualizados, se desejado. Por exemplo, as tabelas podem ser atualizadas, se desejado, como parte da manutenção de veículo. De maneira adicional, múltiplas tabelas podem ser fornecidas para uso sob condições de acionamento ou ambientais diferentes.

[051] A tabela de pesquisa pode ser implantada como uma única tabela de pesquisa multidimensional, ou pode ser construída como um conjunto de tabelas de pesquisa diferentes que são associadas a um parâmetro de operação particular. Por exemplo, uma tabela de pesquisa separada pode ser fornecida para uso em cada engrenagem de transmissão, etc. Para os propósitos desse pedido - as estruturas de tabela que utilizam tabelas de pesquisa fisicamente separadas com base em um parâmetro particular (por exemplo, uma tabela física ou lógica separada para cada engrenagem) são consideradas conceitualmente iguais a uma tabela de pesquisa multidimensional que utiliza esse parâmetro particular (engrenagem no dado exemplo) como um índice adicional. Desse modo, o termo "tabela de pesquisa multidimensional", conforme usado no presente documento, se destina a abranger qualquer estrutura de dados ou conjunto de estruturas de dados que é disposto para ser acessado usando duas ou mais variáveis diferentes (por exemplo, índices). Essa podem incluir tabelas física ou logicamente separadas, arranjos, etc.

[052] Na modalidade descrita acima, um dos índices para a tabela se baseia na velocidade de motor ou RPM. Em outras modalidades, tal índice pode se basear em um valor que é direta ou indiretamente indicativo da velocidade de motor, tal como, a velocidade rotacional de um eixo de carnes, a velocidade rotacional de um componente de trem de acionamento, etc. ou ainda a velocidade de veículo.

[053] Em algumas modalidades, as entradas para a calculadora de fração de disparo 112 podem ser quantizadas e a tabela pode ser apropriadamente dimensionada, de modo que todos os possíveis parâmetros de entrada sejam explicitamente definidos na tabela de pesquisa. Em outras modalidades, técnicas de interpolação convencionais podem ser usadas para determinar a fração de disparo desejada com base nas entradas de tabela disponíveis mais próximas. Na tabela mostrada na Figura 2, apenas algumas entradas são fornecidas para cada valor de índice para propósitos ilustrativos. Mesmo quando tais etapas de índice não refinadas são fornecidas na tabela, técnicas de interpolação padrão podem ser usadas para determinar as frações de disparo apropriadas para condições intermediárias. Na prática, muitas vezes será desejável ter etapas muito mais finas entre os valores de índice de tabela e as faixas de valores irá variar amplamente com base na faixa operacional esperada do controle de salto de disparo do motor.

[054] Conforme será avaliado por aqueles familiarizados com o controle de motor de salto de disparo, as frações de disparo baixas (porém, diferentes de zero) algumas vezes podem ter características de vibração insatisfatórias, particularmente quando o motor estiver operando em uma velocidade de motor relativamente baixa. Portanto, em algumas implantações, será desejável ditar uma fração de disparo ou frequência de disparo mínima. Quando uma fração de disparo mínima for usada, pode ser desejável reduzir a saída de cada disparo apropriadamente, de modo que a saída de motor total corresponda à saída desejada com a fração de disparo mínima no lugar. Isso pode ser prontamente realizado ajustando-se outros parâmetros, tal como, a temporização de faísca, carga de massa de ar (MAC), posição de fase de carne, elevador de carne ou pressão absoluta de coletor de admissão (MAP) em conjunto com a fração de disparo. Inúmeras abordagens podem ser usadas para controlar apropriadamente a saída de cada disparo. Por meio de exemplo, em uma abordagem, as tabelas de pesquisa podem ser dispostas para ajustar a fração de disparo a uma fração de disparo mínima desejada para a velocidade de motor associada em resposta às solicitações de torque relativamente pequenas. Outro componente ou bloco lógico (tal como, o módulo de ajuste de parâmetro de trem de potência 116 ou ECU 140) pode, então, ser disposto para ajustar outros parâmetros de motor, conforme apropriado para assegurar que o motor entregue a saída desejada na fração de disparo solicitada.

[055] Na modalidade ilustrada, inúmeros valores de fração de disparo na tabela são identificados como "1" - o que significa que todos os cilindros podem ser disparados todo o tempo. Consulte, em particular, o quadrante inferior direito da tabela Engrenagem 6 ilustrada na Figura 2. Em algumas circunstâncias, a solicitação de torque associada a "1" simplesmente não pode ser atendida pelo motor na velocidade de motor associada (o que pode ser especialmente verdadeiro para as entradas no canto direito inferior dessa tabela). Em outras circunstâncias, o ajuste de outros parâmetros de motor de modos convencionais - tal como, avançar o eixo de carnes ou aumentar a carga de massa de ar pode ser usado para fornecer o torque desejado de motor.

[056] Em uma abordagem diferente, as próprias tabelas de pesquisa podem ser dispostas para definir outros parâmetros de operação além da fração de disparo. Tal disposição é ilustrada na Figura 3 que mostra uma tabela 300 que define uma carga de massa de ar desejada relativa além da fração de disparo. Especificamente, na modalidade ilustrada, cada entrada de tabela 303 tem dois campos separados. 0 primeiro campo é um campo de fração de disparo (FF) 3 04 que contém um valor indicador de fração de disparo 305, conforme descrito acima em relação à Figura 2. 0 segundo campo é um campo de MAC relativa 316 que armazena um indicador da porcentagem relativa de uma MAC de referência designada 307 que deve ser usada em conjunto com a fração de disparo designada. Esse campo algumas vezes é referido no presente documento como o campo de ajuste de MAC e é rotulado como "MAC" na tabela da Figura 3.

[057] A MAC de referência pode ser um valor absoluto fixo, entretanto, de maneira mais frequente, esse pode ser um valor que é determinado com base nas condições de operação atuais. Em algumas modalidades preferidas, a MAC de referência é uma carga de massa de ar que facilita a operação dos cilindros sob condições substancialmente ótimas (termodinâmicas ou, de outro modo). Por exemplo, a carga de massa de ar de referência pode ser ajustada igual à carga de massa de ar que fornece a eficiência termodinâmica substancialmente mais alta (combustível) no estado de operação atual do motor (por exemplo, velocidade de motor, condições ambientais, etc.). Entretanto, deve-se avaliar que a MAC de referência pode ser otimizada para outros fatores que incluem emissões, considerações de vibração, saída de torque total ou pode ser otimizada de uma maneira que considere múltiplos fatores que incluem esses e diversos recursos ambientais e operacionais, tal como, altitude ou níveis de vácuo de coletor de admissão desejados. Independente de como a MAC de referência é determinada, deve- se avaliar que a MAC de referência pode ser uma variável que varia com o estado operacional do motor. Por exemplo, a velocidade de motor e a pressão barométrica ambiente são dois fatores que podem afetar a MAC ótima em qualquer dado tempo.

[058] Na modalidade ilustrada, o valor armazenado no campo de ajuste de MAC relativa 316 é um valor relativo que indica uma fração ou porcentagem da MAC de referência que deve ser usada, em vez de um valor absoluto da MAC. O valor relativo é particularmente útil nas modalidades que utilizam uma MAC de referência variável, de modo que a saída de motor real escalone de maneira apropriada. Entretanto, deve-se avaliar que nas modalidades alternativas, os valores MAC ajustados podem ser usados. Independente se um valor fixo ou relativo da MAC é fornecido na tabela 300, o controlador de motor pode ser disposto para ajustar as configurações de motor (por exemplo, posição de borboleta, temporização de válvula, etc.) de uma maneira que faça com que a MAC desejada seja entregue para os cilindros de operação. Tais ajustes podem ser controlados pelo módulo de ajuste de parâmetro de trem de potência 116, a ECU 140, a calculadora de fração de disparo 112 ou qualquer outro componente apropriado usando técnicas de configurações de controle de motor convencionais.

[059] Na modalidade ilustrada na Figura 3, o segundo campo de cada entrada de tabela é a MAC relativa. Mais geralmente, a tabela de pesquisa pode ser disposta para fornecer valores indicativos de quaisquer parâmetros de operação desejados, ou valores que podem ser úteis no cálculo dos valores apropriados de tais outros parâmetros de operação desejados podem ser incluídos em conjunto com as indicações de fração de disparo. Tais outros valores de parâmetro de operação podem ser fornecidos além da, ou em vez da MAC relativa. Os parâmetros de operação adicionais podem ser prontamente controlados ao fornecer campos adicionais dentro de cada entrada para definir os outros parâmetros desejados. Por meio de exemplo, uma pressão absoluta de coletor relativa (por exemplo, em relação à pressão barométrica), em conjunto com informações sobre a temporização de válvula de admissão e escape pode ser prontamente usada no lugar da MAC. Em motores que utilizam eixos de carne que facilitam a elevação de válvula variável, isso, algumas vezes, pode ser desejável para avançar ou retardar o carne, a fim de modificar a temporização dos eventos de abertura e fechamento de válvula de admissão e escape. Em tais modalidades, outro valor de tabela pode ser indicativo do avanço de carne desejado (ou faseamento de carne). A quantidade de injeção de combustível e a temporização de ignição para motores de ignição por faísca são exemplos de alguns outros parâmetros de operação de motor que podem ser desejáveis para especificar em algumas implantações específicas.

[060] Na modalidade da Figura 3, a maioria dos campos de ajuste de MAC 316 é mostrada armazenando o valor 1" que indica que a MAC de referência deve ser usada. Quando uma MAC otimizada for usada como a MAC de referência, isso permite que o motor opere sob condições quase ótimas ao longo da maior parte de sua faixa de operação. Entretanto, em regiões onde a solicitação de torque é relativamente baixa e uma fração de disparo mínima está sendo usada, a MAC é ajustada para modular a saída de motor. Em outras modalidades, as considerações de NVH podem tornar desejável utilizar apenas um conjunto limitado de frações de disparo ou evitar o uso de determinadas frações de disparo sob condições de operação selecionadas. Em tais modalidades, a tabela pode ser disposta para variar mais ativamente a MAC relativa (ou outros parâmetros de trem de potência controlados) como uma função da solicitação de torque. Tal tabela é ilustrada na Figura 4.

[061] Na tabela ilustrada na Figura 4, o índice de solicitação de torque tem granularidade mais fina que os valores de fração de disparo associados (FF) . A fim de controlar o motor de uma maneira onde o torque substancialmente entregue corresponda à solicitação de torque, os valores de ajuste de MAC são apropriadamente ajustados. Quando o motor está operando na fração de disparo específica e valores de ajuste de MAC, o mesmo irá entregar substancialmente um torque de saída que corresponde à solicitação de torque. Os valores de ajuste de MAC maiores que 1 são possíveis porque a MAC de referência pode não corresponder ao valor MAC máximo absoluto. Em geral, a eficiência de combustível ótima não é obtida com o valor MAC mais alto possível.

[062] Na modalidade da Figura 2 uma tabela de pesquisa é usada para determinar a fração de disparo desejada. Em outros projetos pode ser desejável determinar a fração de disparo algoritmicamente ou de outras maneiras adequadas baseadas em uma combinação de alguns dos fatores descritos (por exemplo, saída desejada, velocidade e engrenagem de motor). Isso pode ser realizado usando-se uma variedade de abordagens diferentes. Por meio de exemplo, em algumas modalidades, cada engrenagem de transmissão pode ter um conjunto predefinido de frações de disparo que pode ser usado para velocidades de motor diferentes. A fração de disparo apropriada pode, então, ser algoritmicamente determinada com base na solicitação de torque atual.

[063] Referindo-se a seguir à Figura 5, outra abordagem para determinar a fração de disparo desejada será descrita. Nessa modalidade, um determinador de fração de disparo 620 é disposto para calcular uma fração de disparo ótima dadas a RPM do motor e a solicitação de torque. A natureza ótima desse cálculo pode ser em relação à eficiência de combustível, emissões, vibrações ou qualquer outro fato desejado ou qualquer combinação desses e outros fatores. O bloco de determinação de fração de disparo 62 0 pode ser algoritmicamente implantado em um processador, usando equações, usando uma tabela de pesquisa, conforme mostrado na Figura 2, usando uma tabela de pesquisa com interpolação ou usando qualquer outro método adequado. Em paralelo com a determinação da fração de disparo ótima, a fração de disparo mínima é determinada por um bloco determinador de fração de disparo mínima 622. Esse bloco adota a engrenagem de veículo, a RPM e, opcionalmente, outras variáveis, tais como, carga de massa de ar nominal como entradas. Com base nessas entradas, o bloco determinador de fração de disparo mínima determina uma fração de disparo mínima permitida. Isso pode ser implantado em equações, uma tabela de pesquisa, conforme diagramaticamente ilustrado na Figura 6, (com ou sem interpolação) ou usando outras abordagens adequadas.

[064] Uma vez que tanto a fração de disparo ótima como a fração de disparo mínima é determinada, as mesmas são inseridas em um bloco de comparação 624, a emissão das mesmas é a fração de disparo máxima das duas. A fração de disparo desejada pode ser direcionada a um módulo de determinação de temporização de disparo apropriado 120, conforme previamente descrito. Quando a fração de disparo mínima for usada (ou em qualquer outra situação em que a fração de disparo desejada é maior que a fração de disparo ótima) , o bloco de comparação 624, então, informa um módulo de ajuste de parâmetro de trem de potência 116 ou outro componente apropriado (por exemplo, a ECU) que, por sua vez, é disposto para ajustar outros parâmetros de motor, de modo que a pressão absoluta de coletor alvo e/ou configurações de came, etc. se ajuste eficazmente à carga de massa de ar, de modo que a fração de disparo direcionada produza o torque ou potência solicitada.

[065] OUTROS RECURSOS

[066] Embora apenas algumas modalidades da invenção tenham sido descritas em detalhes, deve-se avaliar que a invenção pode ser implantadas de muitas outras formas sem se afastar do espírito ou escopo da invenção. Por exemplo, embora alguns controladores de motor de salto de disparo particulares que são adequados para utilizar as calculadoras de fração de disparo descritas tenham sido descritos, e outros tenham sido descritos em algumas das patentes incorporadas, deve-se avaliar que as calculadoras de fração de disparo descritas podem ser usadas em uma ampla variedade de controladores de salto de disparo diferentes e não se limitam ao uso nas classes descritas de controladores de disparo de salto.

[067] Uma vantagem de usar as diversas abordagens baseadas na tabela de pesquisa descrita para a determinação de fração de disparo consiste no fato de que o projeto de tabela tem ampla flexibilidade na definição da fração de disparo desejada para condições operacionais específicas. Tal controle determinístico tende a ser mais difícil de implantar usando abordagens baseadas em lógica quando o cálculo da fração de disparo desejada não for suscetível à definição algorítmica simples. A abordagem descrita também permite que o controlador de disparo de salto utilize uma faixa razoavelmente ampla de frações de disparo, quando desejado.

[068] Nas modalidades ilustradas, apenas alguns índices específicas, tais como, saída de motor desejada, velocidade e engrenagem de motor. Entretanto, deve-se avaliar que uma ampla variedade de outros parâmetros pode ser usada em outras modalidades para atender as necessidades de qualquer modalidade particular. Por exemplo, os parâmetros de trem de potência ou veículo, tais como, pressão absoluta de coletor (MAP), carga de massa de ar (MAC), configurações de fase de carne, posição de borboleta, saída de torque de cilindro, saída de torque de motor, velocidade de veículo e temperatura de coletor estimada podem ser usados em implantações particulares. De maneira similar, os parâmetros ambientais, tal como, a pressão barométrica ambiente podem ser usados. Certamente, outros parâmetros relevantes também podem ser usados como índices.

[069] Existem inúmeros sistemas de veículo que requerem o uso de um vácuo. Muitas vezes esse vácuo ê eficazmente fornecido pelo coletor de admissão e, particularmente, por uma pressão reduzida no coletor que é gerada ao fechar parcialmente a borboleta. Em contraste, as pressões de coletor mais altas são geralmente preferíveis a partir de um ponto de vista de eficiência de combustível. Os interesses conflitantes (i) do desejo por eficiência de combustível aprimorada, e (ii) da necessidade (tipicamente ocasional) de uma fonte de vácuo - faz com que seja desejável que algumas aplicações sejam capazes de ditar uma pressão de coletor máxima em determinados momentos. Tal abordagem é descrita, por exemplo, no pedido de patente provisório cedido ao mesmo cessionário no 61/682.168 que é incorporado no presente documento a título de referência. A alteração da pressão de coletor (MAP) afeta inerentemente a saída de cada disparo e, portanto, afeta a fração de disparo que é necessária para gerar uma saída de motor desejada particular. Tais restrições podem ser prontamente acomodadas usando a abordagem descrita ao incluir outra dimensão de tabela baseada na pressão de coletor máxima permitida.

[070] Embora, o gerenciamento de salto de disparo seja descrito, deve-se avaliar que nas implantações reais, o controle de salto de disparo não precisa ser precisa ser usado para a exclusão de outros tipos de controle de motor. Por exemplo, muitas vezes irão existir condições operacionais onde é desejável operar o motor em um modo convencional (disparar todos os cilindros), onde a saída do motor é modulada principalmente pela posição de borboleta em oposição à fração de disparo. De maneira adicional ou alternativa, quando uma fração de disparo comandada for coextensiva a um estado operacional que pode estar disponível em um modo de deslocamento variável padrão (isto é, onde apenas um conjunto fixo de cilindros é disparado todo o tempo), pode ser desejável operar apenas um conjunto pré-designado especifico de cilindros para imitar a operação de motor deslocamento variável convencional em tais frações de disparo.

[071] A invenção foi descrita principalmente no contexto de controlar a disparo de motores de pistão de 4 tempos adequados para uso em veículos a motor. Entretanto, deve-se avaliar que as abordagens descritas são muito bem adequadas para uso em uma ampla variedade de motores de combustão interna. Esses incluem motores para virtualmente qualquer tipo de veículo - incluindo carros, caminhões, barcos, aviões, motocicletas, scooters, etc.; para aplicações não veiculares, tais como, geradores, cortadores de grama, modelos, etc.; e virtualmente qualquer outra aplicação que utilize um motor de combustão interna. As diversas abordagens descritas funcionam em motores que operam sob uma ampla variedade de ciclos termodinâmicos diferentes - incluindo virtualmente qualquer tipo de motores de pistão de dois tempos, motores a diesel, motores de ciclo Otto, motores de ciclo dual, motores de ciclo Miller, motores de ciclo Atkinson, motores Wankel e outros tipos de motores rotativos, motores de ciclo misto (tais como, dois motores Otto e a diesel), motores híbridos, motores radiais, etc. Acredita-se também que as abordagens descritas irão funcionar bem em motores de combustão interna recentemente desenvolvidos independente se os mesmos operam utilizando ciclos termodinâmicos atualmente conhecidos ou posteriormente desenvolvidos.

[072] Alguns dos exemplos nas patentes e pedidos de patente incorporados contemplam uma abordagem de salto de disparo otimizada em que as câmaras de trabalho disparadas são disparadas sob condições substancialmente ótimas (termodinâmicas ou, de outro modo). Por exemplo, a carga de massa de ar introduzida nas câmaras de trabalho para cada uma das ignições de cilindro pode ser ajustada na carga de massa de ar que fornecer a eficiência termodinâmica substancialmente mais alta no estado de operação atual do motor (por exemplo, velocidade de motor, condições ambientais, etc.). A abordagem de controle descrita funciona muito bem quando usada em conjunto com esse tipo de operação de motor de salto de disparo otimizada. Entretanto, isso não é de modo algum um requisito. De preferência, a abordagem de controle descrita funciona muito bem independente das condições nas quais as câmaras de trabalho são disparadas.

[073] Conforme explicado em algumas das patentes e pedidos de patente mencionados, a unidade de controle de disparo descrita pode ser implantada dentro de uma unidade de controle de motor, como um coprocessador de controle de disparo separado ou de qualquer outra maneira adequada. Em muitas aplicações será desejável fornecer o controle de salto de disparo como um modo operacional adicional para a operação de motor convencional (isto é, disparo de todos os cilindros) . Isso permite que o motor seja operado em um modo convencional quando as condições não forem bem adequadas para a operação de salto de disparo. Por exemplo, a operação convencional pode ser preferível em determinados estados de motor, tais como, partida de motor, marcha lenta do motor, baixas velocidades de motor, etc.

[074] O controle de salto de disparo descrito pode ser prontamente usado em uma variedade de outras técnicas de aprimoramento de economia e/ou desempenho de combustível - incluindo técnicas de queima pobre, técnicas de perfil de injeção de combustível, turbocompressor, supercompressor, etc.

[075] Os motores de pistão de deslocamento variável mais convencionais são dispostos para desativar os cilindros não usados ao manter as válvulas fechadas ao longo de todo o ciclo de trabalho em uma tentativa de minimizar os efeitos negativos de bombear ar através dos cilindros não usados. As modalidades descritas funcionam bem em motores que têm a capacidade de desativar ou desligar os cilindros ignorados de uma maneira similar. Embora essa abordagem funcione bem, o pistão ainda alterna dentro do cilindro. A reciprocação do pistão dentro do cilindro introduz perdas de atrito e, na prática, alguns dos gases comprimidos dentro do cilindro irão escapar tipicamente além do anel do pistão introduzindo também, desse modo, algumas perdas de bombeamento. As perdas de atrito devido à reciprocação de pistão são relativamente altas nos motores de pistão e, portanto, aprimoramentos adicionais significativos na eficiência de combustível total podem ser teoricamente obtidos desengatando-se os pistões durante ciclos de trabalho ignorados. Em vista do que foi dito acima, deve ser aparente que as modalidades presentes devem ser consideradas ilustrativas e não restritivas e a invenção não deve ser limitada aos detalhes fornecidos no presente documento, porém, pode ser modificada dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims (26)

1. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, tendo uma borboleta e um eixo de cames tendo uma pluralidade de came, o controlador de motor de salto de disparo caracterizado por compreender: uma tabela de pesquisa incorporada em um meio legível por computador em que cada entrada na tabela de pesquisa inclui campo de fração de disparo que armazena um indicador de fração de disparo indicativo de uma fração de disparo desejada associada a tal entrada, em que o indicador de fração de disparo não identifica nenhum cilindro específico para ignição; uma unidade de determinação de fração de disparo disposta para determinar uma fração de disparo adequada para entregar uma saída de motor solicitada, em que a unidade de determinação de fração de disparo utiliza a tabela de pesquisa para determinar uma fração de disparo desejada, em que a unidade de determinação de fração de disparo utiliza pelo menos (i) a saída de motor solicitada, e (ii) uma velocidade de motor atual como índices para selecionar uma fração de disparo desejada; um controlador de disparo disposto para direcionar ignições em uma forma de salto de disparo que entrega a fração de disparo desejada; e um módulo de ajuste de parâmetro de trem de potência disposto para ajustar pelo menos um atuador de motor que afeta a carga de massa de ar (MAC)de forme que o motor entrega a saída de motor solicitada na fração de disparo desejada, em que pelo menos um atuador de motor afeta pelo menos uma fase de came, posição de came e posição de borboleta.

2. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um índice adicional para a tabela de pesquisa incluir engrenagem de transmissão.

3. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo a reivindicação 1, caracterizado por um índice adicional para a tabela de pesquisa incluir pelo menos um selecionado a partir do grupo que consiste em: pressão absoluta de coletor (MAP); temperatura de ar de coletor; um parâmetro indicativo de carga de massa de ar (MAC); um parâmetro indicativo de posição de came; saída de torque de cilindro; saída de torque de motor; pressão de coletor permissível máxima; velocidade de veículo; temperatura ambiente; e pressão barométrica.

4. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela tabela de pesquisa ser uma tabela de pesquisa multidimensional que inclui uma pluralidade de tabelas de pesquisa lógica ou fisicamente separadas.

5. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela tabela de pesquisa ditar a operação em um modo operacional de todos os cilindros em estados operacionais selecionados.

6. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelos estados operacionais selecionados para a operação de todos os cilindros incluírem velocidades de motor abaixo de um primeiro limiar e velocidades de motor acima de um segundo limiar.

7. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada entrada na tabela de pesquisa incluir adicionalmente um campo MAC disposto para armazenar um indicador MAC indicativo de uma carga de massa de ar operacional desejada.

8. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo indicador MAC ser um valor relativo.

9. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada entrada na tabela de pesquisa incluir adicionalmente um segundo campo disposto para armazenar um valor indicativo de um segundo parâmetro operacional desejado.

10. CONTROLADOR DE MOTOR QUE INCLUI O CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, conforme definido na reivindicação 1, caracterizado pelo controlador de motor ser disposto para operar algumas vezes o motor em um modo de disparo de todos os cilindros em que a saída do motor é principalmente modulada com base na posição de borboleta.

11. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO PARA UM MOTOR DE IGNIÇÃO DE FAÍSCA, caracterizado por compreender: uma tabela de pesquisa incorporada em um meio legível por computador, a tabela de pesquisa tendo uma multiplicidade de entradas, em que cada entrada inclui um campo de fração de disparo disposto para armazenar um indicador de fração de disparo associado indicativo de uma fração de disparo desejada, em que indicador de fração de disparo não identifica nenhum cilindro específico para ignição, e em que índices para a tabela de pesquisa inclui, (i) uma saída de motor desejada, e (ii) um primeiro parâmetro de trem de potência operacional; um controlador de disparo disposto para direcionar ignições em uma forma de salto de disparo que entrega a fração de disparo desejada selecionada usando a tabela de pesquisa; e um módulo de ajuste de parâmetro de trem de potência disposto para ajustar pelo menos uma configuração de motor que afeta pelo menos uma carga de massa de ar (MAC) e temporização de faísca, de forma que motor entrega a saída de motor solicitada na fração de disparo desejada.

12. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender adicionalmente um índice adicional para a tabela de pesquisa com base em um segundo parâmetro de trem de potência operacional que é diferente do primeiro parâmetro de trem de potência operacional.

13. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo primeiro e o segundo parâmetros de trem de potência operacionais serem selecionados a partir do grupo que consiste em: uma velocidade de motor; uma engrenagem de transmissão; uma pressão absoluta de coletor (MAP); uma temperatura de ar de coletor; uma carga de massa de ar (MAC); uma saída de torque de cilindro; uma posição de came; uma pressão de coletor permissível máxima; e uma velocidade de veículo.

14. MÉTODO DE OPERAR MOTOR DE IGNIÇÃO DE FAÍSCA, caracterizado por compreender: determinar uma saída de motor desejada em termos de uma fração de torque desejada, em que a fração de torque desejada é indicativa da saída de motor desejada relativa a uma referência de saída de motor máxima disponível; determinar uma fração de disparo operacional desejada baseada na tabela de pesquisa que utiliza uma fração de torque desejada como um primeiro indicativo e atual velocidade de motor como um segundo indicativo em que a tabela de pesquisa possui uma multiplicidade de entradas, em que cada entrada inclui um campo de fração de disparo disposto para armazenar um indicador de fração de disparo associado indicativo de uma fração de disparo desejada, e em que o indicador de fração de disparo não identifica nenhum cilindro específico para disparar, e determinar uma carga de massa de ar (MAC) de cilindro desejada baseada pelo menos em parte na fração de disparo operacional desejada, direcionar um ou mais atuadores de motor para operar em uma maneira que entrega a carga de massa de ar desejada; e direcionar a operação de salto de disparo do motor na fração de operação de disparo desejada de uma maneira que entrega a saída de motor desejada; e em que a operação na carga de massa de ar desejada e na fração de operação de disparo desejada faz com que o motor entregue a saída de motor solicitada na saída de motor.

15. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, caracterizado por compreender: determinar uma fração de disparo operacional desejada ao acessar uma tabela de pesquisa que tem uma multiplicidade de entradas, em que cada entrada inclui um campo de fração de disparo disposto para armazenar um indicador de fração de disparo associado indicativo de uma fração de disparo desejada, em que os índices para a tabela de pesquisa incluem: (i) uma saída de motor desejada; (ii) uma velocidade de motor; e (iii) um primeiro parâmetro de trem de potência operacional; e um controlador de disparo disposto para direcionar a operação de salto de disparo do motor na fração de disparo operacional desejada de uma maneira que entrega a saída de motor desejada.

16. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo índice de velocidade de motor atual ser disposto em faixas selecionadas de velocidade de motor.

17. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pela determinação da fração de disparo desejada se basear adicionalmente em uma pressão de coletor máxima atual que é desejável para uso.

18. UNIDADE DE CONTROLE DE MOTOR, caracterizada por incluir um controlador de salto de disparo de motor conforme definido na reivindicação 15, a unidade de controlador de motor sendo adicionalmente disposta para as vezes operar o motor em um modo de disparo de todos cilindros em que a saída de motor é primariamente modulada baseado na posição de borboleta.

19. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo segundo campo armazenar um valor indicativo de um selecionado a partir do grupo que consiste em: posição de borboleta; posição de came; e configuração MAP.

20. MÉTODO DE CONTROLE DA OPERAÇÃO DE SALTO DE DISPARO DE UM MOTOR, caracterizado por compreender: determinar uma fração de disparo operacional desejada ao acessar uma tabela de pesquisa que tem uma multiplicidade de entradas, cada entrada incluindo um campo de fração de disparo disposto para armazenar um indicador de fração de disparo associado indicativo de uma fração de disparo desejada, em que os índices para a tabela de pesquisa incluem: (i) uma saída de motor desejada; (ii) uma velocidade de motor; e (11) um primeiro parâmetro de trem de potência operacional que é diferente da velocidade de motor; e determinar uma carga de massa de ar (MAC) de cilindro desejada baseada pelo menos em parte na fração de disparo operacional desejada, direcionar um ou mais atuadores de motor para operar em uma maneira que entrega a carga de massa de ar desejada; e direcionar a operação de salto de disparo do motor na fração de operação de disparo desejada de uma maneira que entrega a saída de motor desejada; e em que a operação na carga de massa de ar desejada e na fração de operação de disparo desejada faz com que o motor entregue a saída de motor solicitada na saída de motor.

21. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo primeiro parâmetro de trem de potência operacional ser selecionado a partir do grupo que consiste em: uma engrenagem de transmissão; uma pressão absoluta de coletor (MAP); uma temperatura de ar de coletor; um parâmetro indicativo da carga de massa de ar (MAC); um parâmetro indicativo de posição de came; uma saída de torque de cilindro; uma saída de torque de motor; uma pressão de coletor permissível máxima; uma velocidade de veículo; uma temperatura ambiente; e uma pressão barométrica.

22. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por cada entrada na tabela de pesquisa incluir: uma fração de disparo disposta para armazenar um indicador de fração de disparo de indicador de fração de disparo indicativo de uma desejada fração de disparo operacional; e um campo MAC disposto para armazenar um indicador MAC indicativo de uma carga de massa de ar operacional desejada.

23. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo índice de saída de motor desejada ser representado na forma de uma fração de torque operacional desejado indicativo de uma saída de motor desejada relativa a uma referência máxima de saída disponível de motor.

24. CONTROLADOR DE MOTOR DE SALTO DE DISPARO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo índice de saída de motor desejado ser representado na forma de uma fração de torque operacional desejada indicativa de uma saída de motor desejada relativa a uma referência máxima de saída disponível de motor.

25. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo um ou mais atuadores de motor afetar pelo menos uma dentre posição de borboleta, posição de came e elevador de came.

26 MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender ainda determinar uma temporização de faísca desejada para ser usada em conjunção com a carga de massa de ar desejada e a fração de disparo operacional desejada fazer com que o motor entregue a saída de motor desejada.

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