CN101144433A - 用于噪声、振动和工作粗暴的气缸停用扭矩限值 - Google Patents

用于噪声、振动和工作粗暴的气缸停用扭矩限值 Download PDF

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Abstract

提供一种用于控制发动机在启用所有气缸的启用模式和启用少于所有气缸的停用模式之间转换的发动机控制系统。该系统包括：基于发动机转速和车速来确定噪声、振动和工作粗暴(NVH)扭矩限值的噪声、振动和工作粗暴(NVH)限值模块；以及基于NVH扭矩限值和所请求扭矩，在限制噪声、振动和工作粗暴的同时使发动机在启用模式和停用模式之间转换的模式转换模块。

Description

用于噪声、振动和工作粗暴的气缸停用扭矩限值
技术领域
本发明涉及随选排量型内燃机的方法和系统。
背景技术
本部分的陈述只是提供与本发明相关的背景资料，并不构成现有技术。
一些内燃机包括在运转过程中停用一个或多个气缸的发动机控制系统。该停用一般发生在低负荷状况下。例如，可采用4个气缸来运转8缸发动机，以便通过减少泵气损失来提高燃油经济性。该过程通常称作随选排量或DOD。使用了所有发动机气缸的运转称为启用模式。停用模式是指使用少于所有发动机气缸的运转(一个或多个气缸未启用)。
控制发动机在启用模式和停用模式之间转换的传统方法是基于发动机真空度。一些方法包括发动机真空度滞后副以阻止启用和停用模式之间的反复。这些方法在发动机小扭矩状况下忽略发动机扭矩并且对燃油经济性有负面影响。同样，这些方法在发动机大扭矩状况下对噪声、振动和工作粗暴也有负面影响。
发明内容
因此，提供一种用于控制发动机在启用所有气缸的启用模式和启用少于所有气缸的停用模式之间转换的发动机控制系统。该系统包括：基于发动机转速和车速来确定噪声、振动和工作粗暴(NVH)扭矩限值的噪声、振动和工作粗暴(NVH)限值模块；以及，基于NVH扭矩限值和所请求扭矩，在限制噪声、振动和工作粗暴的同时使发动机在启用模式和停用模式之间转换的模式转换模块。
另一方面，提供一种控制内燃机在启用所有气缸的启用模式和启用少于所有气缸的停用模式之间转换的方法。该方法包括：基于发动机转速和车速来确定噪声、振动和工作粗暴(NVH)扭矩限值；以及，如果所请求扭矩大于NVH扭矩限值，就在限制NVH的同时控制发动机从停用模式转换到启用模式。
在另一个方面，提供一种控制内燃机在启用所有气缸的启用模式和启用少于所有气缸的停用模式之间转换的方法。该方法包括：基于发动机转速和车速来确定噪声、振动和工作粗暴(NVH)扭矩限值；以及，如果所请求扭矩小于NVH扭矩限值减去一个滞后，就在限制NVH的同时控制发动机从启用模式转换到停用模式。
从本文提供的描述可以清楚更多适用领域。应当明白，描述和特定例子只是用作说明的目的，并不意图限制本发明的范围。
附图说明
本文描述的附图只用作说明的目的，并不意图以任何方式限制本发明的范围。
图1是车辆的原理框图，该车辆包括随选排量型内燃机。
图2是数据流程图，示出气缸停用系统。
图3是流程图，示出基于用于噪声、振动和工作粗暴(NVH)的扭矩限值控制气缸停用的方法。
图4是曲线图，示出在气缸停用事件期间，带有NVH扭矩限值控制和不带有NVH扭矩限值控制的噪声数据。
具体实施方式
下列描述实际上只是示例性的，并不意图限制本发明的范围、应用或用法。应当明白，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。如本文所用的，连通是指使用所有发动机气缸的运转。停用是指使用少于所有发动机气缸的运转(一个或多个气缸未启用)。如本文所用的，术语模块是指特定用途集成电路(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、专用的或分组的)和存储器、组合逻辑电路和/或其它可提供所述功能的适合元件。
现在参照图1，车辆10包括用于驱动变速器14的发动机12。变速器14是由发动机12通过相应的变矩器或离合器16驱动的自动变速器或手动变速器。空气经过节气门13进入发动机12。发动机12包括N个气缸18。在发动机运转过程中，选择性地停用气缸18中的一个或多个。尽管图1只画出8个气缸(N＝8)，但可以意识到，发动机12可以包括更多或更少的气缸18。例如，设想有4、5、6、8、10、12、16个气缸的发动机。空气经过进气歧管20进入发动机12并且在气缸18中与燃油一起燃烧。
选择性地打开和关闭发动机的进气门24以使空气能够通过进气口进入气缸18。进气门的位置由进气凸轮轴26控制。同时，喷油器(未示出)向气缸18内喷射燃油。控制喷油器以在气缸18中提供所需空燃(A/F)比。活塞(未示出)在气缸18内压缩A/F混合物。高温空气的压缩点燃了气缸 8内的燃油，这样驱动了活塞。活塞又驱动曲轴(未示出)以产生驱动扭矩。当排气门28处于打开位置时，迫使气缸18内的燃烧废气排出排气口。排气门的位置由排气凸轮轴30控制。尽管每个气缸18只画出单个进、排气门24、28，但能够意识到，发动机12的每个气缸18可以有多个进、排气门24、28。
控制模块32与发动机12以及本文所述的多个输入和传感器通信。发动机转速传感器34基于发动机转速来产生信号。进气歧管绝对压力(MAP)传感器36基于进气歧管20压力来产生信号。质量气流(MAF)传感器38基于流入发动机12的空气质量来产生信号。车速传感器(未示出)沿着车辆的传动系(未示出)布置并且产生车速信号。
车辆驾驶员操纵加速踏板40以调整节气门13。更具体地，踏板位置传感器42产生传输给控制模块32的踏板位置信号。控制模块32根据该踏板位置信号来计算驾驶员所请求扭矩。控制模块32按照传统方法根据不同的气流、RPM、负荷和温度传感器信号来确定发动机扭矩。控制模块32基于所请求扭矩和发动机扭矩来产生节气门控制信号。节气门致动器(未示出)基于节气门控制信号来调控节气门13从而调节进入发动机12的气流。
在出现发动机轻负荷时，控制模块32将发动机12转换到停用模式。在示范性实施例中，停用N/2个气缸18。切断燃油、空气和点火以停用气缸。关闭停用气缸18的进、排气口以减少泵气损失。可用空动装置将进、排气门24、28与它们各自的凸轮轴26、30分离从而停止运转。
现在参照图2，本发明提供一种基于噪声、振动和工作粗暴(NVH)扭矩限值来控制连通和停用模式之间的转换的控制方法和系统。将该NVH扭矩限值确定为在停用模式中不产生过大噪声、振动和工作粗暴(NVH)的情况下可以产生的扭矩的最大值。数据流图说明了可嵌入控制模块32中的气缸停用系统的各种实施例。本发明的气缸停用系统的各种实施例可包括嵌入控制模块32中的任意数量的子模块。所示子模块可以进行组合和/或进一步拆分以便同样地控制连通和停用模式之间的转换。
在各种实施例中，图2的控制模块32包括NVH限值模块50和模式转换模块52。该NVH限值模块50接收作为输入的发动机转速54和车速56。如所意识到的，向系统的这些输入可以从车辆10检测到、从车辆10的其它控制模块(未示出)接收或由控制模块32中的其它子模块确定。该NVH限值模块50基于发动机转速54和车速56来确定NVH扭矩限值58。该模式转换模块52接收作为输入的NVH扭矩限值58和扭矩请求60。该模式转换模块52基于NVH扭矩限值58和扭矩请求60的比较结果来将当前模式62选为连通模式或停用模式。
现在参照图3，流程图说明了本发明的基于NVH扭矩限值来控制气缸停用的方法。在车辆处于点火状态的时候可以一直运行所示方法。在示范性实施例中，每隔一秒钟运行一次该方法。在图3中，在100处，由节气门位置确定驾驶员所请求扭矩。在102处，基于发动机转速和车速来确定NVH的NVH扭矩限值。在各种实施例中，可以从用发动机转速和车速作索引的二维表中插值得到最大扭矩限值。在104处，如果发动机处于停用模式，那么在106处控制器估计驾驶员所请求扭矩。在106处，如果驾驶员所请求扭矩大于或等于NVH的NVH扭矩限值，那么在110处控制器将发动机转换到连通模式。否则，在104处，如果发动机不处于停用模式，那么在108处控制器估计驾驶员所请求扭矩。在108处，如果驾驶员所请求扭矩小于NVH的NVH扭矩限值减去一个滞后，那么在112处控制器估计其他停用模式允许条件。在112处，如果其它发动机停用模式条件，包括但不局限于足够的油压、发动机转速和变速器档位，都得到了满足，那么在114处控制器将发动机转换到停用模式。
现在参照图4，曲线图说明了在气缸停用运转期间，采用了NVH扭矩限值控制方法和没采用NVH扭矩限值控制的噪声数据。分贝(dB)声压水平沿Y轴用200表示。RPM发动机转速沿X轴用210表示。没采用NVH扭矩限值方法所获得的声压水平数据用220表示。采用NVH扭矩限值方法所获得的声压水平数据用230表示。目标NVH水平用240表示。可以很容易看出，相对于目标NVH，NVH限值明显比不受限的运转有提高。
从前面的描述本领域技术人员现在能够意识到可以以各种形式实现本发明的广泛教导。因此，虽然结合其特定例子描述了本发明，但是不应由此限制本发明的真实范围，因为对本领域技术人员而言，通过学习附图、说明书和以下权利要求可以很明显得到其它变形。

Claims (18)

1.一种用于控制发动机在启用所有气缸的启用模式和启用少于所有气缸的停用模式之间转换的发动机控制系统，包括：
基于发动机转速和车速来确定噪声、振动和工作粗暴(NVH)扭矩限值的噪声、振动和工作粗暴(NVH)限值模块；以及
在基于NVH扭矩限值和所请求扭矩限制噪声、振动和工作粗暴的同时使发动机能够在启用模式和停用模式之间转换的模式转换模块。
2.如权利要求1所述的系统，其中，模式转换模块基于NVH扭矩限值、滞后和所请求扭矩允许发动机从启用模式转换到停用模式。
3.如权利要求1所述的系统，其中，如果所请求扭矩大于NVH扭矩限值，模式转换模块命令从停用模式转换到启用模式。
4.如权利要求1所述的系统，其中，如果所请求扭矩等于NVH扭矩限值，模式转换模块命令从停用模式转换到启用模式。
5.如权利要求2所述的系统，其中，如果所请求扭矩小于NVH扭矩限值减去该滞后，模式转换模块允许从启用模式转换到停用模式。
6.如权利要求4所述的系统，其中，如果满足发动机停用允许条件，模式转换模块允许从启用模式到停用模式的转换。
7.如权利要求1所述的系统，其中，模式转换模块基于加速踏板位置来确定所请求扭矩。
8.如权利要求1所述的系统，其中，NVH限值模块基于对存储在由发动机转速和车速的索引所定义的二维表中的值进行插值来确定NVH扭矩限值。
9.一种控制内燃机在启用所有气缸的启用模式和启用少于所有气缸的停用模式之间转换的方法，包括：
基于发动机转速和车速来确定噪声、振动和工作粗暴(NVH)扭矩限值；以及
如果所请求扭矩大于NVH扭矩限值，则在限制NVH的同时控制发动机从停用模式转换到启用模式。
10.如权利要求9所述的方法，还包括，如果所请求扭矩等于NVH扭矩限值，则控制发动机从停用模式转换到启用模式。
11.如权利要求9所述的方法，还包括，如果所请求扭矩小于NVH扭矩限值减去一个滞后，则控制发动机从启用模式转换到停用模式。
12.如权利要求11所述的方法，还包括，如果满足发动机停用允许条件，则控制发动机从启用模式转换到停用模式。
13.如权利要求9所述的方法，还包括，根据加速踏板位置来确定所请求扭矩。
14.如权利要求9所述的方法，其中，该确定包括基于对由发动机转速和车速的索引定义的二维表中的值进行插值来确定NVH扭矩限值。
15.一种控制内燃机在启用所有气缸的启用模式和启用少于所有气缸的停用模式之间转换的方法，包括：
基于发动机转速和车速来确定噪声、振动和工作粗暴(NVH)扭矩限值；以及
如果所请求扭矩小于NVH扭矩限值减去滞后，则在限制NVH的同时控制发动机从启用模式转换到停用模式。
16.如权利要求15所述的方法，其中该控制包括，如果所请求扭矩小于NVH扭矩限值减去滞后并且如果满足发动机停用允许条件，则控制发动机从启用模式转换到停用模式。
17.如权利要求15所述的方法，还包括根据加速踏板位置来确定所请求扭矩。
18.如权利要求15所述的方法，其中该确定包括基于对由发动机转速和车速的索引定义的二维表中的值进行插值来确定NVH扭矩限值。
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