CN106368825A - 发动机的停缸装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机的停缸装置及其控制方法，所述发动机的停缸装置选择性地停用多个汽缸中的至少一个汽缸。所述停缸装置可以包括：停用进气口，其设置为将进气供应至选择性地停用的汽缸。停用进气门，其设置在所述停用进气口处，以选择性地打开/关闭所述停用进气口。停用排气口，其设置为将来自选择性地停用的汽缸的排放气体排出。停用排气门，其设置在所述停用排气口处，以选择性地打开/关闭所述停用排气口。以及控制器，其控制所述停用进气门和所述停用排气门的操作。

Description

发动机的停缸装置及其控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年7月20日提交的韩国专利申请第10-2015-0102663号的优先权权益，该申请通过引入以其全部内容并入本文。
技术领域
本发明涉及一种发动机的停缸装置。
背景技术
本部分中的陈述仅仅提供与本发明相关的背景信息，而不构成现有技术。
通常，内燃机是这样的装置：其通过在燃烧室内燃烧气体混合物而产生热量，利用来自该热量的能量而运行。就内燃机而言，通常使用用于增大功率并且降低噪声与振动的具有多个汽缸的多缸发动机。
近来，随着能源成本的增加，研制出了这样的发动机的停缸装置：当发动机产生少量动力时，这种停缸装置通过停用发动机内的多个汽缸中的某些汽缸来提高燃料效率。
这种停缸装置所使用的停缸方式为：通过仅仅在多个汽缸的某些汽缸中喷射和燃烧气体混合物(而在另外的汽缸中不喷射和点燃气体混合物)来使发动机运行。
例如，对于四缸发动机，这种装置在两个汽缸中不喷射和点燃气体混合物，而仅仅利用另外的两个汽缸来使发动机运行。
然而，根据现有技术的停缸装置，需要利用可变气门升程技术来适当地调节气门升程，因此停缸装置的制造成本会增加。此外，当以液压或电子方式来控制气门升程时，发动机的结构会很复杂，并且将难以保持耐久性。并且，在气门升程的控制中，操作可靠性会变差。此外，进气门的直接控制将关系到降低噪声和振动。
发明内容
本发明提供了发动机的停缸装置及其控制方法，其优点在于能够提高操作可靠性。
本发明提供了发动机的停缸装置及其控制方法，其进一步的优点在于：具有较高的耐久性，并且由于具有简单的配置而降低制造成本。
根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置可以为选择性地停用多个汽缸中的至少一个汽缸的停缸装置。所述停缸装置可以包括：停用进气口，其设置为将进气供应至选择性地停用的汽缸；停用进气门，其设置在所述停用进气口处，以选择性地打开/关闭所述停用进气口；停用排气口，其设置为将来自选择性地停用的汽缸的排放气体排出；停用排气门，其设置在所述停用排气口处，以选择性地打开/关闭所述停用排气口；以及控制器，其控制所述停用进气门和所述停用排气门的操作。
所述停用进气门和所述停用排气门可以控制为使得所述停用进气口和所述停用排气口的打开量彼此同步。
所述停用进气门可以设置于在所述停用进气口处设置的腔室，并且所述停用进气门可以配置为包括：板部件，其形成为扁平形状以选择性地打开/关闭所述停用进气口；以及铰链构件，其为所述板部件的枢转轴。
所述停用排气门可以设置于在所述停用排气口处设置的腔室，并且所述停用排气门可以配置为包括：板部件，其形成为扁平形状以选择性地打开/关闭所述停用排气口；以及铰链构件，其为所述板部件的枢转轴。
选择性地停用的汽缸可以为至少两个汽缸，并且所述停用进气口可以分叉以与选择性地停用的至少两个汽缸连通。
选择性地停用的汽缸可以为至少两个汽缸，并且所述停用排气口可以分叉以与选择性地停用的至少两个汽缸连通。
可以操作所述停用进气门，以对所述停用进气口的打开量进行占空比控制。
可以操作所述停用排气门，以对所述停用排气口的打开量进行占空比控制。
根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置的控制方法可以包括：识别发动机的运行状态；控制停用进气门；以及控制停用排气门。
识别发动机的运行状态的步骤可以包括确定发动机是否启动。
识别发动机的运行状态的步骤可以包括确定是否需要将停用汽缸停用。
当需要将停用汽缸停用时，可以将所述停用进气门控制为关闭所述停用进气口。
可以将所述停用排气门控制为与所述停用进气门同步，以关闭所述停用排气口。
当不需要将停用汽缸停用时，可以根据发动机的运行状态来对所述停用进气门打开停用进气口的打开量进行占空比控制。
可以根据所述停用进气门打开所述停用进气口的打开量来对所述停用排气门打开停用排气口的打开量进行占空比控制。
可以将所述停用进气门和所述停用排气门控制为彼此同步。
通过本文提供的说明书，其它应用领域将变得明显。应当理解，说明书和具体实施例仅仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本发明的范围。
附图说明
为了更好地理解本发明，现将参考附图以示例的方式描述本发明的各种形式，其中：
图1为显示了根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置的配置的示意图，其中有汽缸被停用；
图2为显示了根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置的配置的示意图，其中没有汽缸被停用；
图3为显示了根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置的配置的示意图，其中汽缸被进行占空比控制；
图4为根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置的控制方法的示意图；以及
图5为根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置的控制方法的流程图。
本文所描述的附图仅仅出于说明的目的，而不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
下列描述本质上仅为示例，而不旨在限制本公开、申请或用途。应当理解，贯穿附图，相同的附图标记表示相似或相同的部件和特征。
图1为显示了根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置的配置的图，其中有汽缸被停用。
如图1中所示，根据本发明的实施方案的停缸装置包括：停用进气口21、停用进气室40、停用进气门50、停用排气口61、停用排气室70、停用排气门80以及控制器90。
停用进气口21适配为其一端与进气歧管20连通，进气歧管20为用于将气体混合物或空气引导至发动机的每个汽缸11的通道。节气门30安装于进气歧管20，节气门30根据油门踏板的操作程度来调整流入进气歧管20的空气量。节气门30是本领域技术人员所公知的，因此将省略其详细的描述。在图1至图3中，流入进气歧管20的空气以及被供应至汽缸11的空气的流动由箭头表示。
虽然在图1中停缸装置被应用于在汽缸体10内具有四个汽缸11的四缸发动机，但是根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置并不限于此。
为了方便起见，在下文的描述中将停缸装置应用至四缸发动机，其中四个汽缸11按照布置次序称为“第一汽缸12、第二汽缸14、第三汽缸16以及第四汽缸18”。此外，从进气歧管20分叉以分别与第一汽缸12、第二汽缸14、第三汽缸16以及第四汽缸18连通的进气口被称为“第一进气口22、第二进气口24、第三进气口26以及第四进气口28”。
第二进气口24和第三进气口26形成为从停用进气口21的另一端分叉为两个。
停用进气室40设置在位于第二进气口24和第三进气口26的分叉点的前方的停用进气口21处。
停用进气门50设置于停用进气室40。此外，操作停用进气门50以打开/关闭停用进气口21或者调节从停用进气口21流入第二进气口24和第三进气口26的进气量。
停用进气门50包括铰链构件52和板部件54。
铰链构件52为板部件54的枢转轴。
板部件54可以形成为平板形状，并且通过绕着铰链构件52枢转来打开/关闭停用进气口21。此外，根据停用进气口21的开度、通过板部件54来调节从停用进气口21流入第二进气口24和第三进气口26的进气量。
控制器90与停用进气室40连接，以根据发动机的运行状态来控制停用进气门50的操作。即，控制器90从多个传感器(未示出)接收关于发动机的运行状态的信息，并且根据这些信息来执行用于打开/关闭停用进气口21的控制。
停用排气口61适配为其一端与排气歧管60连通，排气歧管60为用于接收来自发动机的汽缸11的排放气体以将其排出的通道。在图1至图3中，从排气歧管60排出的排放气体的流动由箭头表示。
为了方便起见，从排气歧管60分叉以分别与第一汽缸12、第二汽缸14、第三汽缸16以及第四汽缸18连通的排气口被称为“第一排气口62、第二排气口64、第三排气口66以及第四排气口68”。
第二排气口64和第三排气口66形成为从停用排气口61的另一端分叉为两个。
停用排气室70设置于停用排气口61。
停用排气门80设置于停用排气室70。此外，操作停用排气门80以打开/关闭停用排气口61或者根据从第二排气口64和第三排气口66流入停用排气口61的排放气体量来对气门的打开量和关闭量进行调节。
停用排气门80包括铰链构件82和板部件84。
铰链构件82为板部件84的枢转轴。
板部件84可以形成为平板形状，并且通过绕着铰链构件82枢转来打开/关闭停用排气口61。此外，根据停用排气口61的开度、通过板部件84来调节从第二排气口64和第三排气口66流入停用排气口61的排放气体量。
控制器90与停用排气室70连接，以根据发动机的运行状态来控制停用排气门80的操作。即，控制器90从多个传感器(未示出)接收关于发动机的运行状态的信息，并且根据这些信息来执行用于打开/关闭停用排气口61的控制。
并且，利用控制器90将停用进气门50和停用排气门80控制为彼此同步。即，根据停用进气门50的操作来控制停用排气门80的操作，从而使得可以将停用排气口61的打开/关闭量控制为等于停用进气口21的打开/关闭量。
在下文中，将参考图1至图3来描述根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置的工作。在图1至图3中，穿过节气门30并且随后流经进气歧管20、第一进气口22、第二进气口24、第三进气口26、第四进气口28、第一排气口62、第二排气口64、第三排气口66、第四排气口68和排气歧管60的进气量如图1至图3中的阴影所示。
图2为示出了根据本发明示例性实施方案的发动机的停缸装置的配置的示意图，其中没有汽缸被停用。图3为示出了根据本发明示例性实施方案的发动机的停缸装置的配置的示意图，其中汽缸被进行占空比控制(duty-control)。
如图1中所示，随着停用进气口21被关闭，进气不被供应至第二进气口24和第三进气口26。即，进气不会被供应至第二汽缸14和第三汽缸16。此时，停用排气门80与停用进气门50的关闭停用进气口21的操作同步，以关闭停用排气口61。即，第二汽缸14和第三汽缸16被停用。
如图2中所示，随着停用进气口21打开，进气被供应至第二进气口24和第三进气口26，与被供应至第一进气口22和第四进气口28一样。此时，停用排气门80与停用进气门50的打开停用进气口21的操作同步，以打开停用排气口61。即，第二汽缸14和第三汽缸16未被停用。
如图3中所示，随着停用进气口21的打开量处于占空比控制，对被供应至第二进气口24和第三进气口26的进气量也进行占空比控制。即，根据发动机的状态来对于待被供应至第二汽缸14和第三汽缸16的进气量进行控制。此时，停用排气门80与停用进气门50的对停用进气口21的打开量进行占空比控制的操作同步，以对停用排气口61的打开量进行占空比控制。虽然图3示出了静态占空比控制，但是如果必要的话，本领域技术人员可以分多个步骤或者持续地对停用进气口21的打开量进行占空比控制。
换言之，实现将燃料消耗改善为优于停缸的效果的部分可以配置为：停用进气口21和停用排气口61的打开/关闭量可以在停缸控制中的两个级别(例如开/关)之间进行调节。在该部分中，可以根据设计来调节燃料的喷射量，以提高燃料消耗的效率。
图4为根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置的控制方法的示意图。
如图4所示，如果发动机启动，则在步骤S100，控制器90识别发动机的运行状态。此外，在步骤S200，控制器90根据所识别的发动机的运行状态来控制停用进气门50。此外，在步骤S300，控制器90将停用排气门80控制为与停用进气门50的操作状态同步。在本文中，控制器90可以为对车辆的电子装置的各种控制进行管理(supervise)的常规电子控制单元。
图5为根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置的控制方法的流程图。
如图5中所示，在识别发动机的运行状态的步骤S100中，可以在步骤S110确定发动机是否启动。即，在发动机启动时，开始根据本发明的实施方案的发动机的停缸装置的控制方法。此外，在识别发动机的运行状态的步骤S100中，可以在步骤S120确定是否需要停用汽缸14和16的停用。
如果需要对停用汽缸14和16进行停用，则在控制停用进气门50的步骤S200中，在步骤S210将停用进气门50控制为关闭停用进气口21。从而，在控制停用排气门80的步骤S300中，在步骤S310将停用排气门80控制为关闭停用排气口61。
如果不需要将停用汽缸14和16停用，则在控制停用进气门50的步骤S200中，在步骤S220，根据所识别的发动机的运行状态而对停用进气门50打开停用进气口21的打开量进行占空比控制。从而，在控制停用排气门80的步骤S300中，在步骤S320，对停用排气门80打开停用排气口61的打开量进行占空比控制。
如果将停用进气门50和停用排气门80控制为彼此同步，则即使在停用进气门50和停用排气门80中的任何一个发生故障时也可以确保操作可靠性。此外，由于停用进气门50和停用排气门80同时关闭停用进气口21和停用排气口61，因此可以使停用汽缸14和16的温度损失最小化。
根据本发明的实施方案，通过应用停用进气门50，可以对进气量进行占空比控制，并且可以改善燃料消耗。此外，由于仅仅控制停用气门50和80的结构变得简单，因此能够降低成本并且能够确保操作可靠性。此外，由于将进气部分和排气部分控制为彼此同步，因此能够确保停用汽缸的稳定性。
本发明的描述本质上仅为示例性的，因此不偏离本发明实质的各种变化形式旨在落入本发明的范围之内。这些变化形式不应当被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种发动机的停缸装置，该停缸装置选择性地停用多个汽缸中的至少一个汽缸，所述停缸装置包括：
停用进气口，其设置为将进气供应至选择性地停用的汽缸；
停用进气门，其设置在所述停用进气口处，以选择性地打开/关闭所述停用进气口；
停用排气口，其设置为将来自选择性地停用的汽缸的排放气体排出；
停用排气门，其设置在所述停用排气口处，以选择性地打开/关闭所述停用排气口；以及
控制器，其控制所述停用进气门和所述停用排气门的操作。
2.根据权利要求1所述的发动机的停缸装置，其中，所述停用进气门和所述停用排气门控制为使得所述停用进气口和所述停用排气口的打开量彼此同步。
3.根据权利要求1所述的发动机的停缸装置，其中，所述停用进气门设置于在所述停用进气口处设置的腔室，并且所述停用进气门包括：
板部件，其形成为扁平形状以选择性地打开/关闭所述停用进气口；以及
铰链构件，其为所述板部件的枢转轴。
4.根据权利要求1所述的发动机的停缸装置，其中，所述停用排气门设置于在所述停用排气口处设置的腔室，并且所述停用排气门配置为包括：
板部件，其形成为扁平形状以选择性地打开/关闭所述停用排气口；以及
铰链构件，其为所述板部件的枢转轴。
5.根据权利要求1所述的发动机的停缸装置，其中，汽缸中的至少两个汽缸选择性地停用，并且所述停用进气口分叉为与选择性地停用的至少两个汽缸连通。
6.根据权利要求1所述的发动机的停缸装置，其中，汽缸中的至少两个汽缸选择性地停用，并且所述停用排气口分叉为与选择性地停用的至少两个汽缸连通。
7.根据权利要求1所述的发动机的停缸装置，其中，所述停用进气门操作为对所述停用进气口的打开量进行占空比控制。
8.根据权利要求1所述的发动机的停缸装置，其中，所述停用排气门操作为对所述停用排气口的打开量进行占空比控制。
9.一种用于控制发动机的停缸装置的方法，所述停缸装置是根据权利要求1所述的停缸装置，所述方法包括：
识别发动机的运行状态；
对停用进气门进行控制；以及
对停用排气门进行控制。
10.根据权利要求9所述的用于控制发动机的停缸装置的方法，其中，识别发动机的运行状态的步骤包括确定发动机是否启动。
11.根据权利要求9所述的用于控制发动机的停缸装置的方法，其中，识别发动机的运行状态的步骤包括确定是否需要将停用汽缸停用。
12.根据权利要求11所述的用于控制发动机的停缸装置的方法，其中，当需要将停用汽缸停用时，将所述停用进气门控制为关闭停用进气口。
13.根据权利要求12所述的用于控制发动机的停缸装置的方法，将所述停用排气门控制为与所述停用进气门同步，以关闭所述停用排气口。
14.根据权利要求11所述的用于控制发动机的停缸装置的方法，其中，当不需要将停用汽缸停用时，根据发动机的运行状态来对所述停用进气门打开停用进气口的打开量进行占空比控制。
15.根据权利要求14所述的用于控制发动机的停缸装置的方法，其中，根据所述停用进气门打开所述停用进气口的打开量来对所述停用排气门打开停用排气口的打开量进行占空比控制。
16.根据权利要求9所述的用于控制发动机的停缸装置的方法，其中，将所述停用进气门和所述停用排气门控制为彼此同步。
CN201510920770.2A 2015-07-20 2015-12-11 发动机的停缸装置及其控制方法 Withdrawn CN106368825A (zh)

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