CN107407212B - 减速气缸切断 - Google Patents

Abstract

描述了用于使发动机在减速气缸切断(DCCO)状态与操作状态之间转变的方法和安排。在一方面，从DCCO的转变开始于再启动气缸以泵送空气，以便在对任何气缸点火之前减小进气歧管中的压力。在另一方面，从DCCO的转变涉及空气泵送跳转点火操作模式的使用。在所述歧管压力已经被减小之后，所述发动机可以转变到气缸停用跳转点火操作模式或其他适当的操作模式。在又一方面，描述了一种使用跳转点火方法转变到DCCO的方法。在这一方面，工作周期的被点火的分率逐渐降低至阈值点火分率。然后，在达到所述阈值点火分率之后，停用所有所述工作室。

Description

减速气缸切断

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年1月28日提交的美国申请号15/009,533和2015年3月23日提交的临时申请号62/137,053的优先权。

技术领域

本申请总体上涉及用于在内燃机的操作过程中支持减速气缸切断的控制策略。

背景技术

燃料经济性是发动机设计中主要的考虑。汽车发动机中常用的一种燃料节约技术被称为减速燃料切断(DFCO-有时被称为减速燃料关断DFSO)。当不存在转矩请求时(例如，当加速器踏板未被压下时)，这种操作模式典型地在发动机/车辆的减速过程中使用。在DFCO过程中，燃料被注入气缸中，从而提供燃料经济性的相应改进。

尽管减速燃料切断提高燃料效率，但它具有若干限制。最显著地，尽管燃料不被注入气缸中，但进气阀和排气阀仍然操作，从而将空气泵送穿过气缸。将空气泵送穿过气缸具有若干潜在缺点。例如，大多数汽车发动机具有不良好适用于处理大量未燃烧的空气的排放控制系统(例如，催化转化器)。因此，以减速燃料切断模式操作延长的时间段可能导致不可接受的排放水平。因此，DFCO模式操作典型地不容许延长的时间段，并且经常涉及不希望的排放特性。另外地，需要功以便将空气泵送穿过气缸，这限制了燃料节约。

原则上，可以通过停用气缸来进一步改进与DFCO相关联的燃料节约，这样使得当燃料不被递送时，空气不被泵送穿过气缸，而不是简单地切断燃料供应。这种气缸停用方法可以被称为减速气缸切断(DCCO)而不是DFCO。减速气缸切断提供改进的燃料经济性和改进的排放特性。燃料经济性改进部分地通过由于将空气泵送穿过气缸的损失的减少来提供。可以通过以DCCO模式操作比DFCO模式更长的时间段来进一步改进燃料经济性，因为排气系统的催化剂的氧饱和度是较小的问题。排放改进是由于以下事实：在DCCO过程中大量的空气未被泵送穿过气缸进入排气系统中。

尽管减速气缸切断提供燃料经济性和排放特性的显著改进的潜能，但它涉及阻碍其商业采用的一些挑战。确实，申请人未意识到DCCO在商业车辆应用中的使用。因此，有助于减速气缸切断的使用的改进发动机控制策略将是希望的。本申请描述了有助于减速气缸切断的使用的技术和控制策略。

发明内容

描述了用于将发动机从减速气缸切断状态过渡到操作状态并且反之亦然的方法和安排。在一方面，在所选择操作条件下，发动机的所有工作室响应于无转矩请求被停用，这样使得当曲轴旋转时，没有工作室被点火，并且没有空气被泵送穿过工作室。在所有工作室停用后，至少一些工作室被再启动，以便在一系列空气泵送工作周期期间将空气泵送穿过再启动的工作室，以便从而降低进气歧管中的压力。在空气泵送工作周期期间，再启动的气缸不被点火。然后，至少一些工作周期仅在至少多个跳转工作周期已经执行后被点火。利用这种方法，进气歧管压力在气缸切断事件后对任何工作周期点火之前被降低。

在一些实施例中，该一系列跳转工作周期中在所有工作室停用之后发生在第一个点火工作周期之前的跳转工作周期的数量在工作室的数量的1至4倍范围内。

在一些应用中，在所有工作室停用后第一点火工作周期开始之前，进气歧管压力被降低至低于标定阈值的压力。通过举例，在一些实施例中大致0.4巴数量级的阈值压力可以是适合的。

工作室再启动可以响应于多种不同转矩请求执行，包括但不限于：空转请求、加速器踏板轻击敲入、辅助电源请求等。

典型地，旨在将空气泵送穿过气缸的工作周期将完全不被加燃料-然而，在受限的情况下，可能希望在一些空气泵送工作周期期间引入少量的燃料以便调节催化转化器或其他排放控制设备。

在另一方面，当过渡出减速气缸切断状态时，发动机以空气泵送跳转点火操作模式操作。在这种模式中，一些工作周期是加燃料和点火的活动工作周期，并且其他工作周期是空气泵送工作周期，在所述空气泵送工作周期中，在没有点火的情况下将空气泵送穿过相关联工作室，以便帮助相对于存在于空气泵送跳转点火操作模式的开始处的歧管压力降低歧管压力。在歧管压力已经被降低后，发动机可以过渡到气缸停用跳转点火操作模式或其他适当的操作模式(例如，可变位排量模式或所有气缸操作模式)。

在另一方面，描述一种使用跳转点火方法从操作模式向所有气缸切断操作模式过渡的方法。在这个方面中，工作周期的被点火的分率逐渐降低至阈值点火分率。然后，在达到阈值点火分率后，所有工作室被停用。在一些实施例中，阈值点火分率在0.12至0.4的范围内。

附图说明

参考结合附图进行的以下说明可以最佳地理解本发明及其优点，在附图中：

图1是示出根据本发明的非排他性实施例的实现气缸切断的方法的流程图。

图2是示出从DCCO模式转出至操作模式的非排他性方法的流程图。

图3是示出从DCCO模式转出至空转模式的非排他性方法的流程图。

图4是适用于结合本发明的合并跳转点火控制的非排他性实施例使用的跳转点火控制器和发动机控制器的功能框图。

在附图中，相同的参考数字有时用于指定相同的结构元件。还应当认识到，附图中的描绘是图解的而不是按比例的。

具体实施方式

描述了用于在操作内燃机的过程中支持减速气缸切断的一些控制策略。

如背景中所提示的，存在与实现减速气缸切断相关联的若干挑战。一个这样的挑战与进气歧管压力相关联。确切地说，当所有气缸被停用时，没有空气从进气歧管退出。同时，围绕节流阀和进气系统的泄露将引起歧管填充朝向大气压力。因此，当气缸重新接合时，可以通过每次气缸点火提供比所希望更多的转矩，这可以导致不希望的NVH(噪声、振动和不平顺性)特性。用于解决NVH影响的一种潜在方式是以将发动机输出降低至足以缓解NVH问题的方式瞬时地延迟点火。尽管这种方法可以起作用，但是其具有在使用点火延迟的气缸点火机会过程中浪费燃料的缺点。

在一方面，申请人提出了可以帮助缓解在从DCCO(气缸切断)模式转变到操作模式的过程中的过渡NVH问题的另一种方法。确切地说，当从DCCO(气缸切断)模式向操作模式转变时，一些或所有气缸被简单地启动以便在它们被加燃料和点火之前泵送空气。将空气泵送穿过气缸可以被用于在目标操作初始化之前将歧管压力汲取下降到所希望的水平。这可以被认为是在转变到气缸点火模式之前从DCCO(气缸切断)转变到DFCO(燃料切断)模式。在重新开始点火之前降低歧管压力可以帮助改进与转变相关联的NVH特性，同时降低或有时甚至消除对于利用更浪费的技术的需求，诸如点火延迟。

接下来参考图1的流程图，将描述实现DCCO的方法。初始地，在发动机的操作过程中，发动机控制器(例如，动力传动系统控制模块(PCM)、发动机控制单元(ECU)等)基于由框110、112表示的当前操作情况确定气缸切断是适当的。导致气缸切断是适当的确定的通常情境是当驾驶员释放加速器踏板(有时被称为加速器(轻击敲出))时，这在驾驶员希望减速时频繁地发生(这种使用情况已经导致短语“减速”气缸切断-DCCO的使用)。尽管减速倾向于是用于进入气缸切断模式的最常见触发中的一个，但应当理解，气缸切断(被称为DCCO)在多种其他情况下也可以是适当的，例如：(a)当加速器踏板被释放而车辆在下坡行进时，不管车辆是加速或减速；(b)在变速器换挡事件或其他过渡事件期间，其中可能希望瞬时减少净发动机转矩等。总体上，发动机控制设计师可以指定限定DCCO被认为是适当的或不适当的情况的任何数量的规程。

DCCO是适当的大多数情境对应于不需要发动机转矩以驱动车辆的情况。因此，图1的流程图开始于110，其中做出不需要发动机转矩的初始确定。当不需要转矩时，逻辑判定操作情况是否适用于在步骤112中进入DCCO模式。

应当理解，可能存在一些无发动机转矩操作情况，其中可能不希望进入DCCO模式。例如，在大多数非混合燃料发动机中，希望在车辆被操作时以某一最小速度(例如，以空转速度)保持曲轴旋转。因此，发动机操作规程可以指定将仅在曲轴以高于标定DCCO进入发动机速度阈值的速度旋转时进入DCCO模式，从而防止在发动机以空转或接近空转发动机速度操作时进入DCCO模式。类似地，在许多应用中，可能不可能使曲轴完全从传动系分离。因此，发动机操作规程可以指定在车辆停止或缓慢移动-例如，以低于DCCO进入阈值车辆速度行进-时不可以进入DCCO模式，这可以随齿轮或其他操作情况的变化而改变。在另一个示例中，当希望发动机制动时，DCCO可以是不适当的，如可以是当驾驶员制动和/或以下部齿轮驱动时的情况。在又一个示例中，当执行某些诊断测试时，DCCO可以是不适当的。在某些类型的牵引力控制事件等期间，DCCO操作还可以是不希望的(或确切地希望的)。应当理解，这些仅仅是几个示例，并且存在DCCO可以被认为是适当的或不适当的多种多样的情况。限定DCCO操作何时是适当的或不适当的实际规程可以在实现方式之间大大改变，并且完全在发动机控制设计者的判断能力范围内。

在流程图中，无发动机转矩和DCCO进入确定被示为是不同步骤。然而，应当理解，不需要这些决定是不同的。相反，在任何特定时间所需的转矩量可以简单地是确定DCCO操作何时被认为是适当的规程的一部分。

如果进入DCCO模式被认为是适当的，所有气缸如由框114所示被停用。可替代地，如果DCCO发动机操作在当前时间是不适当的，那么不进入DCCO模式，并且可以用如由框116所示的常规方式控制发动机。

当进入DCCO模式时，存在可以停用气缸的若干方式。在一些情况下，在做出进入DCCO模式的决定后(即，立即有效)，气缸中的每一个在下一个可控制工作周期中被停用。在其他情况下，可能希望使用跳转点火方法更逐渐地将点火分率斜坡下降到DCCO，在跳转点火方法中一些工作周期被点火并且其他工作周期被跳转。当发动机从跳转点火模式转变到DCCO模式时，跳转点火斜坡下降方法良好地起作用。然而，应当理解，跳转点火斜坡下降方法还可以用于促进从发动机的“正常的”所有气缸操作转变到DCCO，或从使用减小的排量(例如，当使用8个气缸中的4个操作时等)的可变排量模式转变到DCCO。

当利用逐渐转变时，点火分率可以被逐渐减小直到达到阈值点火分率，此时所有气缸均可以被停用。通过举例，在0.12至0.4范围内的点火分率阈值被认为对于大多数斜坡类型的应用良好地起作用。在逐渐减小过程中，与跳转工作周期相关联的工作室优选地在跳转工作周期期间被停用-尽管这不是必要条件。如果做出DCCO模式进入决定时发动机以低于点火分率阈值的点火分率在跳转点火模式下操作，那么所有气缸可以在它们的下一个对应的工作周期中被停用。

存在可能希望使曲轴从变速器或传动系的其他部分分离的时候。因此，当进入DCCO模式时，动力系控制器可以可选地引导变矩器离合器(TCC)或其他离合器或传动系滑动控制机构以便使曲轴至少部分地从变速器分离，以便减少车辆速度与发动机速度之间的联接，如由框118所示。可能的分离程度将倾向于随并入动力系中的(多个)特定传动系滑动控制机构改变。存在可能希望使发动机从传动系机械地分离的一些操作情况。例如，当车辆速度是零但发动机速度不是零时，希望分离。在减速期间，也可以希望使发动机从传动系分离，尤其是当制动器被使用时。诸如变速器换挡的其他情况也频繁地受益于使发动机从传动系分离。

DCCO(气缸切断)的特性是由于泵送损失的减少，发动机比它在DFCO(燃料切断)期间具有更少的阻力。在实践中，当发动机从变速器有效地脱离时，差别是相当显著的并且可以轻易地观察到。如果容许的话，DFCO泵送损失将导致许多发动机在大约一秒或至多两秒的时段内减速至停止，而相同发动机可以在DCCO(气缸切断)下花费5-10倍的时长来减速至停止。由于DFCO相当快速地止动发动机，在DFCO期间保持传动系接合是常见的，这意味着发动机倾向于随着车辆减速并且与DFCO相关联的泵送损失对发动机制动有影响。相比之下，当使用DCCO时，发动机可以在由传动系组件(例如，变矩器离合器(TCC)、双离合器变速器等)容许的程度上从变速器脱离。在实践中，在某些操作情况下，这允许DCCO在比DFCO更长的时段内使用。

发动机保持在DCCO模式中，直到ECU确定是退出DCCO模式的时间。用于退出DCCO模式的两个最常见的触发倾向于是当接收到转矩请求时或当发动机减速至空转操作被认为是适当的速度时。发动机速度的进一步降低可以导致不希望的发动机熄火，因此发动机被放置在空转操作中以避免熄火。通常，转矩请求通过压下加速器踏板(有时在此被称为加速器轻击敲入)来引起。然而，可能存在需要独立于加速器踏板轻击敲入的转矩的多种其他情境。例如，这些类型的情境可以在诸如空调等的附件需要转矩时发生。通过将空调离合器接合到车辆动力系从而在发动机上放置额外转矩负载来启动许多车辆空调。

在一个实施例中，如果在DCCO操作模式过程中接收对附件转矩负载的请求，那个请求被拒绝直到DCCO模式操作完成。禁止诸如空调的附件在DCCO过程中接合的关键优点在于，发动机上的转矩需求值在DCCO时段过程中将继续为零。一旦发动机不再处于DCCO模式，就可以接合空调，而不影响车辆乘员的舒适度。这在不过早将发动机换挡出DCCO模式的情况下保留了发动机速度。允许继续DCCO操作的一个关键优点在于可以改进燃料经济性。

在另一个实施例中，对附件转矩负载，诸如空调接合的请求可以导致DCCO模式的结束。在这个实施例中，发动机负载，诸如空调离合器的接合的实际增加可以稍微延迟以便允许使用在此所描述的方法平滑地过渡出DCCO的时间。通过在空调接合之前适当地调整发动机参数，可以避免制动转矩的不希望变化。可替代地，在一些实施例中，车辆转矩变换器可以在预期添加附件负载或与其重合的情况下被锁定。在这种情况下，车辆动量将辅助给附件负载提供动力，从而使得发动机速度在DCCO模式时被维持。

在另一个实施例中，用于附件转矩负载的请求可以导致设定将在固定时间段，例如10或20秒后终止DCCO模式的定时器。由于大多数DCCO模式操作时期将小于10或20秒，这个实施例将一般允许DCCO操作在不过早终止的情况下继续。这个实施例可以在诸如沿着延长的下坡斜坡下降的情况下有用，其中如果车辆空调保持关闭延长的时期，车辆乘员可能变得不舒适。

当用于增加的转矩的请求被接收时(如由框120指示)，发动机过渡到递送所希望转矩的操作模式，如由框122所示。可替代地，如果发动机速度减速低于DCCO阈值或发动机另外被触发以进入空转模式(如由框125所示)，发动机过渡到空转模式，如由框127所示。

如在上文中所讨论的，当所有气缸被停用时，没有空气从进气歧管退出。同时，围绕节流阀和进气系统的泄露将引起歧管填充朝向大气压力。因此，当气缸重新接合时，可以通过每次气缸点火提供比所希望更多的转矩，这可以导致不希望的NVH(噪声、振动和不平顺性)特性。当过渡到空转模式或需要相对较小动力的其他模式时，这尤其是问题。因此，例如，当过渡出DCCO模式至空转模式中时，经常希望将歧管压力降低到更适用于初始化空转操作的目标压力。这可以通过在一组工作周期期间打开进气阀和排气阀完成，以便从而将空气抽出进气歧管并且使此类空气传送穿过未燃的排气。这在此有时被称为DFCO工作状态，因为它考虑在不将燃料注入气缸中的情况下将空气泵送穿过气缸，如典型地在DFCO操作期间发生的。

用于初始化空转操作的实际目标空气压力将根据设计目标和对于任何特定发动机的需求改变。通过举例，在大致0.3至0.4巴范围内的目标歧管压力在许多应用中适于过渡到空转。

将歧管压力降低到任何给定目标压力将所需的DFCO工作周期的数量将随多种因素改变，包括初始和目标歧管压力、进气歧管相对于气缸的大小以及穿过节流阀的空气泄露的速率。歧管和气缸大小是已知的，穿过节流阀的空气泄露可以轻易地被估算，并且当前进气歧管压力可以从进气歧管压力传感器获得。因此，将歧管压力降低到给定目标压力所需的工作周期的数量可以在任何时间轻易地被确定。发动机控制器然后可以启动气缸以便为适当数量的工作周期泵送空气。

基于转矩请求和潜在地不同当前操作情况(例如，发动机速度，齿轮等)，过渡到操作情况而不是空转可以用相同的方式处理，除了目标歧管压力可以不同。当希望更高的歧管压力时，需要较少DFCO泵送以便达到所希望的歧管压力。

尽管适于将歧管压力降压到所希望水平的工作周期的实际数量将改变，典型的标度在1至4个发动机周期，并且更优选地1至2个发动机周期的量级上。(在四冲程发动机中，每个发动机周期构成曲轴的两次回转)。因此，歧管压力降低可以典型的相当快速地完成(例如，在0.1或0.2秒内)，甚至当发动机趋近空转速度时。此类响应在许多操作情况下相当适当。

可能存在希望更快响应于转矩请求的时候，并且可能希望在使用纯DFCO将歧管压力降低到所希望的水平之前开始递送转矩。存在可以提供更快响应的若干方式。例如，当首先请求转矩时，发动机可以初始地以跳转点火模式操作，其中空气在跳转工作周期而不是停用跳转气缸期间被泵送穿过气缸。在其他情况下，可以使用一些气缸被点火、一些被停用并且一些泵送空气的过渡模式。这具有通过更早开始点火提供快速响应的优点和通过不同时泵送穿过所有非点火气缸降低泵送到催化剂的氧的总水平的益处。点火/停用/泵送的实际决定取决于转矩请求的等级和紧急性。

使用跳转点火操作满足初始转矩请求倾向于降低初始转矩冲量和过渡的相应不平顺性，并且在跳转工作周期期间泵送空气帮助快速地降低歧管压力。可替代地，通过启动和对一组固定气缸点火同时将空气泵送穿过第二组气缸(这可以被认为是以DFCO模式操作第二组气缸)可以获得某种程度上类似的益处。

当希望时，被点火气缸的转矩输出可以使用点火延迟或其他常规转矩降低技术如所希望的进一步缓解。

应当理解，DCCO模式操作可以在使用内燃机和电动机以向传动系供应转矩的混合动力车辆中使用。DCCO操作模式的使用允许更多的转矩专用于给可以给电动机提供动力的电池充电。来自电池的能量还可以被用于驱动附件，诸如空调，因此空调的操作将不影响DCCO模式操作。DCCO模式操作还可以在具有开始/停止能力的车辆中使用，即，其中发动机在驱动周期期间之间自动地关闭。在后者情况下，可以用发动机空转或降低发动机速度维持DCCO模式操作，因为不再存在对于维持连续发动机操作的需求。

用于从DCCO模式过渡到正常转矩递送模式的过渡控制规程和策略可以基于转矩请求的性质和由发动机设计者选择的NVH/性能折中大大改变。以下参考图2的流程图讨论一些代表性过渡策略。

过渡策略可以显著地基于转矩请求的性质改变。例如，当驾驶员重重地按压在加速器踏板(有时在此被称为“踏板重踩”)上时，可能假设立即转矩递送是最重要的，并且瞬时NVH问题可能被认为较不是问题。因此，当转矩请求响应于踏板重踩时，控制器可以在最早可用机会启动所有气缸并且以完全(或最大可用)功率立即操作气缸，如图2的框305和308所示。

控制器还确定所希望的进气歧管压力，如由框311所示。所希望的压力然后可以与实际(当前)歧管压力相比较，如由框314所示。由于以上所述的节流阀泄露问题，当前歧管压力将非常经常(但不总是)高于所希望的歧管压力。如果当前歧管压力处于或低于所希望的歧管压力，那么气缸可以如适于递送所希望转矩被启动。当发动机控制器支持跳转点火发动机操作时，可以使用跳转点火控制或使用所有气缸操作递送转矩，基于转矩请求的性质无论哪个是适当的，如由框317所示。可替代地，如果当前歧管压力高于所希望的歧管压力，那么可以采用一些所描述过渡技术，如由从框320下降的“是”分支所示。

如在上文中所述，可以通过将空气泵送穿过一些或所有气缸来汲取下降歧管压力。NVH问题可以典型地通过在对任何气缸点火之前将歧管压力降低至所希望的水平来缓解。然而，等待通过将空气泵送穿过气缸来降低歧管压力在转矩递送中自然地引入延迟。泵送延迟的长度将作为当前发动机速度和当前歧管压力与所希望歧管压力之间的差别两者的函数改变。典型地，延迟相对较短，因此在许多情况下，可能适于延迟转矩递送直到歧管压力已经通过将空气泵送穿过一个或多个气缸降低到目标压力，如由从框320下降的“是”分支所示。在其他情况下，可能希望尽可能快地开始转矩递送。在此类情况下，可以用跳转点火模式操作发动机以便递送所希望的转矩，同时在跳转工作周期期间将空气泵送穿过气缸，直到歧管压力被降低至所希望的水平，如由框323所示。一旦达到所希望的歧管压力(由检验326所示)，可以使用任何所希望的方法递送所希望的转矩，包括所有气缸操作、跳转点火操作或降低排量操作，如由框329所示。当跳转点火操作被用于递送所希望的转矩时，一旦达到所希望歧管压力，气缸优选地在跳转工作周期被停用。

应当明显的是，在过渡期间使用跳转点火操作的优点是可以在不需要或降低对于使用燃料无效率技术此类点火延迟以降低发动机的转矩输出的需求的情况下递送所希望水平的转矩。在跳转工作周期期间将空气泵送穿过气缸具有比在跳转工作周期期间使用具有气缸停用的跳转点火将发生的更快速地降低歧管压力的优点。

应当理解，利用空气泵送方法的所描述跳转点火可以与其他转矩管理策略联接以便在适当时进一步减少NVH问题。例如，在有助于可变阀门升程的发动机中，阀门升程可以结合跳转点火/空气泵送修改以便进一步减少NVH问题。在另一个示例中，还可以在适当时使用点火延迟以便进一步管理转矩递送。因此，应当理解，利用空气泵送的跳转点火是可以在多种多样应用中并结合多种多样其他转矩管理策略利用以便在过渡出DCCO操作时帮助缓解NVH问题的工具。

尽管主要描述了跳转点火操作，但应当理解，可以使用可变排量类型的方法获得某种程度上类似的益处，其中第一组气缸被操作(点火)并且第二组气缸在过渡期间泵送空气。在又一实施例中，第一组气缸可以用跳转点火模式操作(在过渡期间)，并且第二组气缸在过渡期间泵送空气。也就是，在跳转点火组中的气缸可以被选择性地点火和选择性地跳转直到过渡-具有或不具有空气泵送穿过那个组中的跳转气缸。

返回框320，可能存在转矩递送可以被充分地延迟的时候，这样使得进气歧管压力空气可以通过在转矩递送开始前将空气泵送穿过一个或多个气缸降低至所希望水平，如由来自框320的“是”分支所示。在这种情况下，控制器可以确定泵送周期(在框332中被称为“DFCO工作周期”)的数量。然后，空气被泵送穿过一个或多个气缸用于确定数量的工作周期，如由框335所示，此时发动机可以如所希望的操作以便递送所希望的转矩。

尽管图2的流程图将DFCO泵送和跳转点火/空气泵送示为单独路径，但应当理解，在其他情况下，该两个方法可以用不同混合方式一起使用(和/或结合其他转矩管理方案)。例如，在一些情况下，可能希望在短时期内(例如，一个发动机周期内)将空气泵送穿过所有气缸，并且此后以利用空气泵送模式的跳转点火操作，直到歧管压力被降低至所希望的水平。这种方法可以缩短延迟直到转矩递送开始，同时相比于立即进入利用空气泵送模式的跳转点火可能地缓解某些NVH作用。

如将由本领域技术人员理解的，将大量空气泵送穿过发动机可以使催化转化器饱和，从而提出潜在排放问题。因此，在一些情况下，排放问题可以限制在从DCCO操作过渡到所希望操作状态期间可以使用的空气泵送工作周期的数量-类似于排放问题当前限制燃料切断DFCO的使用的方式。然而，应当理解，在几乎所有情况下，DCCO相对于DFCO的使用将延长不需要燃料的时期，从而改进燃料效率。利用泵送方法的所述跳转点火具有减少将进气歧管压力降低到所希望水平所需的跳转工作周期的数量的额外优点，因为点火工作周期典型地基本上汲取与空气泵送工作周期相同量的空气。

在一些所描述实施例中，控制器预先确定将歧管压力降低至所希望水平所需的空气泵送(和或点火)工作周期的数量。这是非常实际的，因为歧管填充和汲取下降动态可以相对容易表征。在一些实施例中，适用于使用给定的任何当前和目标发动机状态的空气泵送工作周期和/或利用空气泵送过渡序列的跳转点火的适当数量可以通过查询表的使用被发现。在其他实施例中，可以在过渡的时间动态地计算空气泵送工作周期和/或利用空气泵送过渡序列的跳转点火的所需数量。在又一实施例中，预定的序列可以被用于限定适当的DFCO延迟或利用空气泵送过渡序列的跳转点火。

从DCCO过渡到空转操作可以经常被认为是转矩请求的特殊情况。图3是示出从DCCO过渡至空转的非排他性方法的流程图。如在上文中所述，存在可以初始化从DCCO至空转的过渡的一些不同触发。一种常见的触发是当发动机速度下降低于DCCO退出阈值时，如由框403所示。在一些实现方式中，另一种触发可以基于车辆速度，如框406所示。在不同实现方式中，也可能存在多种其他空转触发，如由框409所示。一般而言，DCCO操作将继续直到达到过渡触发或发动机被断开，如由框411所示。

典型地，当命令过渡到空转时，控制器将具有在任何气缸点火开始之前将进气歧管泵送下降至所希望的空转歧管压力的时间。因此，在所示实施例中，当空转过渡触发时，控制逻辑确定将歧管压力降低至所希望目标压力所需的空气泵送工作周期的数量，如由框415所示。在一些实施例中，查询表可以被用于基于一个或多个简单指标限定空气泵送工作周期的数量，诸如当前歧管压力和/或发动机速度。然后气缸被启动以泵送空气用于标定数量的工作周期以便将歧管压力降低至所希望水平，如由框418所示。此后，发动机可以过渡至正常空转操作模式，如由框421所示。

在其他实施例中，除非未满足专用标准，否则可以在命令从DCCO过渡到空转的过渡的任何时间使用默认固定数量的空气泵送工作周期。

如以上所述，申请人已经开发了良好适用于改进内燃机的燃料效率的动态跳转点火发动机控制技术。通常，跳转点火发动机控制设想在所选择的点火机会期间选择性地跳转某些气缸的点火。因此，例如，特定气缸可以在点火时机过程中被点火并且然后可以在下一个点火时机过程中被跳转，并且然后在下一个点火时机过程中被选择性地跳转或点火。跳转点火发动机操作不同于常规可变排量发动机空气，其中在某些低负载操作情况下固定组气缸基本上同时被停用，并且只要发动机维持相同排量就保持停用。在常规可变排量控制中，特定气缸点火的序列对于每个发送机周期将总是精确地相同，只要发动机保持在相同排量模式中，而在跳转点火操作期间经常不是这样。例如，八缸可变排量发动机可以停用这些气缸中的一半(即，四个气缸)，从而使得仅使用剩余的四个气缸进行操作。现今可获得的可商购可变排量发动机典型地仅支持两种或至多三种固定模式排量。

一般而言，跳转点火发动机操作有助于有效发动机排量比使用常规可变排量方法可能的更好的控制，因为跳转点火操作包括至少一些有效排量，其中每个发动机周期不必点火和跳转该一个或多个相同气缸。例如，对四缸发动机中的每个第三个气缸进行点火将提供最大发动机排量的1/3的有效排量，这是通过简单地停用一组气缸所不能获得的分式排量。

在动态跳转点火的情况下，可以由点火机会基础对点火机会做出点火决定，与简单地使用预定点火模式相反。通过举例，美国专利号8,099,224和9,086,020中描述了代表性动态跳转点火控制器，这些专利均通过引用结合在此。

当以跳转点火模式操作时，气缸在跳转工作周期期间总体上被停用以便降低泵送损失；然而，如先前所讨论的，存在跳转工作周期可以泵送空气的某些情况。因此，被构造成用于以动态跳转点火模式操作的发动机优选地具有适用于停用这些气缸中的每一个的硬件。这个气缸停用硬件可以被用于帮助支持所描述的减速气缸切断。

申请人先前已经描述了多种跳转点火控制器。图4中功能性地示出了适用于实现本发明的跳转点火控制器10。所示跳转点火控制器10包括转矩计算器20、点火分率确定单元40、过渡调整单元45、点火定时确定单元50以及动力传动系参数调整模块60。转矩计算器20可以经由加速器踏板位置(APP)传感器80获得驾驶员请求的转矩。为了说明的目的，跳转点火控制器10被示为与发动机控制单元(ECU)70分离，这协调了实际发动机设置。然而，应当理解，在许多实施例中，跳转点火控制器10的功能性可以结合到ECU 70中。确实，将跳转点火控制器结合到ECU或动力传动系控制单元中预期是常见实现方式。

上文参考图1-3所述的控制方法由ECU引导安排。跳转点火过渡和操作可以由跳转点火控制器10引导。

DCCO模式操作的特征是有较小空气流动进入进气歧管，因为节流阀叶片可以关闭并且所有发动机被停用。这个发动机情况提供用于进行发动机诊断的唯一情况。具体而言，由于空气进气系统中的断裂的空气泄露可以通过在节流阀叶片关闭并且所有气缸停用的情况下监测MAP的速率变化被诊断。MAP的速率变化的增加，即进气歧管填充比预期更快指示空气进气系统泄露。当确定进气歧管比预期填充更快时，诊断出错码或其他适合的警告信号可以被供应至发动机控制器、发动机诊断模块或其他适合的设备。

DCCO模式还提供诊断窗口以便验证正确阀门停用。正确地操作DCCO模式暂停从发动机流动穿过排气系统的所有气体。如果气缸不能被停用，空气将被泵送到排气系统中。排气系统中与未燃烧空气泵送穿过气缸相关联的氧量过剩可以由排气系统氧监测器检测。当在排气系统中检测到此类氧量过剩时，诊断出错码或其他适合的警告信号可以被供应至发动机控制器、发动机诊断模块或其他适合的设备。

可以在DCCO模式期间执行的另一种诊断是针对泄露测试排气系统。在排气系统泄露存在的情况下，氧气传感器将在DCCO期间感测增加的氧气水平。氧气水平增加的幅值将可能比与气缸停用失败相关联的更小。其事件定时行为也将不同，因为排气系统泄露将具有连续氧气流入，而泵送气缸将仅在气缸排气冲程期间将氧气引入排气系统。因此，通过分析所感测氧气水平相对于基线值的时间行为，排气系统泄露可以不同于气缸停用失败。当检测到这种排气泄露时，诊断出错码或其他适合的警告信号可以被供应至发动机控制器、发动机诊断模块或其他适合的设备。

这些故障、空气泄露到空气进气系统中、空气泄露到排气系统中或气缸停用失败中的任何的检测可以可选地由指示器通知驾驶员，因此他/她意识到问题并可以采取适当的矫正措施。

虽然仅详细描述了几个特定实施例和过渡策略，但应当理解，本发明可以在不背离本发明的精神或范围的情况下以许多其他形式来实现。所述算法可以使用在与发动机控制单元或传动系控制模块或其他处理单元相关联的处理器上执行的软件代码以可编程逻辑或离散逻辑实现。所述方法尤其适用于在具有多个工作室的发动机上使用，尽管相同方法也可以在单缸发动机上使用。因此，本实施例应当被考虑为说明性的而不是限制性的并且本发明不限于在此给出的细节，但可以在随附权利要求书的范围和等效物内修改。

如在此所使用的，术语模块是指执行一个或多个软件或固件程序的应用专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他适合组件。

上述描述在性质上仅是示例性的并且布置在限制本披露、申请或使用。应当理解，贯穿幅图，相应参考号指示类似或相应部分或特征。因此，本实施例应当被考虑为说明性的而不是限制性的并且本发明不限于在此给出的细节，但可以在随附权利要求书的范围和等效物内修改。

Claims (21)

1.一种操作具有曲轴、进气歧管和多个工作室的发动机的方法，所述方法包括在所述发动机的操作过程中：

响应于无发动机转矩请求来停用所有所述工作室，这样使得当所述曲轴旋转时，所述工作室中没有一个被点火，并且没有空气被泵送穿过所述工作室；

在停用所有所述工作室后，再启动所述工作室中的至少一个，以便在一系列空气泵送工作周期期间将空气泵送穿过再启动的工作室，从而降低所述进气歧管中的压力，其中，所述再启动的工作室在所述空气泵送工作周期期间不被点火；以及

仅在多个所述空气泵送工作周期已经被执行后对至少一个工作周期点火，以便引起所述发动机递送所请求的转矩，由此在所有所述工作室的停用开始后的第一点火工作周期时的进气歧管压力低于紧接在所述一系列空气泵送工作周期中的第一个工作周期之前的所述进气歧管压力。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述一系列空气泵送工作周期中的在停用所有所述工作室之后发生在所述第一点火工作周期之前的空气泵送工作周期的数量在工作室的数量的1至4倍范围内。

3.如权利要求1所述的方法，其中，在停用所有所述工作室之后开始所述第一点火工作周期之前，所述进气歧管压力被降低至低于0.4巴的压力。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述工作室中的至少一个的所述再启动响应于转矩请求来执行。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述转矩请求是引导所述发动机从所有工作室停用模式转变到空转模式的空转转矩请求。

6.如权利要求4所述的方法，其中，所述转矩请求响应于以下各项中的至少一项：

加速器踏板轻击敲入；以及

对辅助电源的请求。

7.如权利要求1所述的方法，其中，响应于所述无发动机转矩请求，所述发动机使用跳转点火方法从第一操作模式转变到所有工作室切断操作模式，在所述跳转点火方法中一些工作周期被点火并且其他工作周期被跳转，其中所述转变包括：

将所述工作周期的被点火的分率逐渐降低至阈值点火分率；以及

在达到所述阈值点火分率之后，停用所有所述工作室。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述阈值点火分率在0.12至0.4的范围内。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一操作模式是所有工作室点火模式。

10.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一操作模式是跳转点火操作模式。

11.如权利要求7所述的方法，其中，与在被点火的所述工作周期的所述分率的逐渐减小期间未被点火的工作周期相关联的所述工作室在未被点火的所述工作周期期间被停用。

12.如权利要求10所述的方法，其中，与在被点火的所述工作周期的所述分率的逐渐减小期间未被点火的工作周期相关联的所述工作室在未被点火的所述工作周期期间被停用。

13.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

当所述发动机使所有工作室被禁用时，禁止空调的接合。

14.如权利要求1所述的方法，其中，所述空气泵送工作周期未被加燃料。

15.如权利要求1所述的方法，进一步包括：当停用所有所述工作室时或当停用所有所述工作室时增加传动系滑动以便减少车辆速度与发动机速度之间的联接。

16.一种操作具有曲轴、进气歧管和多个工作室的发动机的方法，所述方法包括在所述发动机的操作过程中：

停用所有所述工作室，这样使得当所述曲轴旋转时，所述工作室中没有一个被点火，并且没有空气被泵送穿过所述工作室；

在停用所有所述工作室后，以空气泵送跳转点火操作模式操作所述发动机，在所述空气泵送跳转点火操作模式中，一些工作周期是加燃料和点火的活动工作周期，并且一些工作周期是空气泵送工作周期，在所述空气泵送工作周期中，在没有点火的情况下将空气泵送穿过相关联工作室，以便帮助相对于所述空气泵送跳转点火操作模式开始时所存在的歧管压力来降低所述歧管压力；以及

在所述歧管压力已经被降低至目标水平之后，以所有工作室操作模式操作所述发动机。

17.如权利要求16所述的方法，其中，活动工作周期的分率在以所述空气泵送跳转点火操作模式操作期间逐渐地增加。

18.一种操作具有曲轴、进气歧管和多个工作室的发动机的方法，所述方法包括在所述发动机的操作过程中：

停用所有所述工作室，这样使得当所述曲轴旋转时，所述工作室中没有一个被点火，并且没有空气被泵送穿过所述工作室；

在停用所有所述工作室后，以空气泵送跳转点火操作模式操作所述发动机，在所述空气泵送跳转点火操作模式中，一些工作周期是加燃料和点火的活动工作周期，并且一些工作周期是空气泵送工作周期，在所述空气泵送工作周期中，在没有点火的情况下将空气泵送穿过相关联工作室，以便帮助相对于所述空气泵送跳转点火操作模式开始时所存在的歧管压力来降低所述歧管压力；以及

在所述歧管压力已经降低之后，以工作室停用跳转点火操作模式操作所述发动机，在所述工作室停用跳转点火操作模式中，一些工作周期是加燃料和点火的活动工作周期，并且一些工作周期是跳转工作周期，在所述跳转工作周期中，所述相关联工作室被停用，这样使得空气在所述跳转工作周期期间不被泵送穿过所停用的工作室。

19.如权利要求18所述的方法，其中，在所述空气泵送跳转点火操作模式中，所述工作室中的第一组以跳转点火模式操作并且所述工作室中的第二组以空气泵送模式操作。

20.一种操作具有曲轴、进气歧管和多个工作室的发动机的方法，所述方法包括在所述发动机的操作过程中：

停用所有所述工作室，这样使得当所述曲轴旋转时，所述工作室中没有一个被点火，并且没有空气被泵送穿过所述工作室；

在停用所有所述工作室后，以空气泵送跳转点火操作模式操作所述发动机，在所述空气泵送跳转点火操作模式中，一些工作周期是加燃料和点火的活动工作周期，一些工作周期是空气泵送工作周期，在所述空气泵送工作周期中，在没有点火的情况下将空气泵送穿过相关联工作室，以便帮助相对于所述空气泵送跳转点火操作模式开始时所存在的歧管压力来降低所述歧管压力，并且一些工作周期在不点火或没有空气被泵送穿过的情况下继续保持停用；以及

在所述歧管压力已经降低之后，以工作室停用跳转点火操作模式操作所述发动机，在所述工作室停用跳转点火操作模式中，一些工作周期是加燃料和点火的活动工作周期，并且一些工作周期是跳转工作周期，在所述跳转工作周期中，所述相关联工作室被停用，这样使得空气在所述跳转工作周期期间不被泵送穿过所停用的工作室。

21.如权利要求20所述的方法，进一步包括：当停用所有所述工作室时或当停用所有所述工作室时增加传动系滑动以便减少车辆速度与发动机速度之间的联接。