CN108350812A - 汽缸停用控制和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于发动机的摩擦损失管理系统包括：内燃机，其包括曲轴和多个汽缸；往复式活塞组件，其连接至所述曲轴；燃料喷射器，其连接至喷射控制器；进气阀，其连接至进气阀控制器；以及排气阀，其连接至排气阀控制器。控制单元包括至少一组控制算法，所述至少一组控制算法被配置为接收发动机动力需求数据，并且基于接收到的发动机动力需求数据和进一步基于所述多个汽缸的感测到的或存储的摩擦值来确定所述多个汽缸中停用的汽缸数量。确定停用的汽缸数量通过在满足发动机动力需求的同时选择具有最低总摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸组合来使所述多个汽缸与其相应的往复式活塞组件之间的摩擦最小化。

Description

汽缸停用控制和方法
技术领域
本申请提供了用于控制汽缸停用的方法和系统。
背景技术
在所有操作条件下使用全部六个汽缸的车辆效率低下。例如，诸如在汽油系统中，当发动机操作需要化学计量空燃比时，存在发生过度燃料消耗的操作条件。在低负载、怠速、滑行或巡航条件范围内向所有汽缸进行燃料供应会导致过度使用燃料。这些低操作条件不需要最佳的发动机输出。
同样，在柴油系统中，存在如下情况：所使用的燃料量超过了驱动发动机所需的燃料量。期望降低燃料消耗。
发明内容
本文所公开的方法通过用于减少燃料消耗并提高发动机效率的系统和方法克服了上述缺点并改进了现有技术。
本发明提供一种用于发动机的摩擦损失管理系统，所述摩擦损失管理系统包括：内燃机，其包括曲轴和多个汽缸；往复式活塞组件，其连接至曲轴；燃料喷射器，其连接至喷射控制器；进气阀，其连接至进气阀控制器；以及排气阀，其连接至排气阀控制器。控制单元包括至少一组控制算法，所述至少一组控制算法被配置为接收发动机动力需求数据，并且基于接收到的发动机动力需求数据和进一步基于多个汽缸的感测到的或存储的摩擦值来确定多个汽缸中停用的汽缸数量。确定停用的汽缸数量通过在满足发动机动力需求的同时选择具有最低总摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸组合来使多个汽缸与其相应的往复式活塞组件之间的摩擦最小化。
一种用于在汽缸停用模式下操作多缸发动机系统的方法可包括确定发动机系统在至少一个阈值范围内操作。所述方法选择要停用的多缸发动机的多个汽缸。执行失效保护操作以确认停用机构的闩锁位置。然后，所述系统在选定数量的汽缸中进入汽缸停用模式，进入汽缸停用模式包括停用对选定数量的汽缸的燃料喷射，并且停用对选定数量的汽缸的进气阀致动和排气阀致动。
一种用于在汽缸停用模式下操作多缸发动机系统的方法可包括确定发动机系统在至少一个阈值范围内操作，所述至少一个阈值范围包括发动机动力需求。执行摩擦测定以使多个汽缸与其相应的往复式活塞组件之间的摩擦最小化。所述方法包括在满足发动机动力需求的同时，基于摩擦测定来选择具有最低总摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸组合。选择要停用的多缸发动机的多个汽缸可基于使选定数量的汽缸的相应活塞组件与相应汽缸壁之间的摩擦最小化。
另外的目的和优点将在以下描述中在某种程度上进行阐述，并且在某种程度上将通过描述而显而易见，或者可通过本发明的实践而了解。这些目的和优点也将通过所附权利要求中特别指出的要素和组合来实现和获得。
应当理解的是，前述一般描述及以下详细描述两者均仅为示例性和解释性的，而不限制本发明。
附图说明
图1是发动机系统的系统布局。
图2A至2C是替代性发动机系统。
图3A至3C是包括汽缸和活塞组件的发动机的示例。
图4是汽缸停用技术的流程图。
图5是示出6个作用汽缸点火的示例性示意图。
图6是包括3个作用汽缸点火和3个停用汽缸的汽缸组合的示例性示意图。
图7A至7C是III型发动机汽缸停用机构的示例。
图8A和8B是II型发动机汽缸停用机构的示例。
图9A至9C是用于解释临界转变方面的图示。
图10A至10E是可与所公开的系统和方法一起使用的替代性发动机类型的图示。
图11是停用信号的曲线图。
图12A是作为汽缸停用和发动机转速的函数的由摩擦变化引起的转矩变化的曲线图。
图12B是示出作为汽缸停用和发动机转速的函数的由摩擦变化引起的电动机转矩变化的曲线图。
图13是重新激活信号的曲线图。
图14是阀升程分布相对于凸轮轴和曲轴分布的曲线图。
图15是用于在汽缸停用决定期间实施失效保护子程序的方法的流程图。
图16是系统布局的示例。
图17是用于发动机电子控制单元的示意图的示例。
图18是汽缸停用控制器的示意图的示例。
图19是用于进入汽缸停用模式的流程图的示例。
图20是用于执行失效保护模式和失效保护子程序的流程图的示例。
图21是发动机电子控制单元和系统布局的另一个示意图。
具体实施方式
现在将详细地参考附图中说明的示例。尽可能地，在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。诸如“左”和“右”等方向参考是为了便于参考附图。
图1是用于发动机110的摩擦损失管理系统1000的示意图。内燃机110包括曲轴101和与曲轴相关联的多个汽缸1至4。以4缸发动机作为示例来进行说明，但是也可使用其它数量的汽缸。曲轴110经由变速器和附属离合器1100将转矩输出至车辆传动系。离合器1100可抑制发动机110中的NVH(噪声、振动和不平顺性)。确定汽缸数量可导致产生扭力的作用汽缸和停用汽缸的组合。通过使用附属于发动机的变速器或离合器中的一个来补偿扭力。
发动机通过致动器、传感器以及其它连接与ECU(电子控制单元)1700进行电子通信并且由ECU(电子控制单元)1700控制。ECU 1700与CDA(汽缸停用)控制器1800通信。CDA控制器1800与OCV1至OCV4(油压控制阀)或其它致动机构(诸如螺线管或电子开关机构)进行电子通信并控制它们。汽缸停用机构7000的示例如图1所示并且由OCV1控制。汽缸停用机构7000被选择性地致动以允许提升和降低阀，或者停用附属阀的致动。
多个汽缸1至4中的每一个均包括连接至曲轴110的相应的往复式活塞组件160。燃料喷射器310连接至喷射控制器300，且所述燃料喷射器被配置为停用和重新激活，并且还可被配置为改变喷射的燃料的量和定时。虽然在图1中示出了发动机110的一个示例，但是也考虑其它发动机，例如汽油、柴油机、混合动力、替代性燃料发动机等。还考虑各种数量和定向的汽缸，包括图10A至10C中总结的那些汽缸，并且进一步包含，例如，同轴式、“V”型和“水平对置式”发动机。下面讨论的摩擦管理原理适用于活塞发动机，包含凸轮和无凸轮发动机。
活塞组件160可包括通常以165指示的密封件的环形组件，以保持相应汽缸1至4中的燃烧压力。环形组件可包括上部、下部和控油环行密封件，或其它密封件或密封技术。汽缸1至4可与发动机组102一体地形成，或者汽缸104可包括汽缸衬套112。燃烧室120形成在汽缸内，使得当喷射的燃料燃烧时，活塞组件160可将转矩传递至曲轴101。活塞组件160根据冲程循环在汽缸中往复运动，使得可执行进气、燃烧和排气功能。随着往复运动速度的增加，密封抵靠汽缸壁或汽缸衬套112的活塞组件160的移动受到摩擦值增加的影响。
进气阀130连接至进气阀控制器，所述进气阀控制器可为VVA(可变阀致动)控制器200或者ECU 1700和CDA控制器1800中的一个或两个。进气阀130可被配置为停用和重新激活，使得汽缸可执行主动点火或者使得汽缸可使发动机系统的摩擦和能量损失最小化。同样，排气阀150连接至排气阀控制器，所述排气阀控制器可为VVA(可变阀致动)控制器200或者ECU 1700和CDA控制器1800中的一个或两个。排气阀150可被配置为停用和重新激活，使得汽缸可执行主动点火或者使得汽缸可使发动机系统的摩擦和能量损失最小化。
参考图2A，示出了用于发动机系统10的示意图。发动机100包括6个汽缸1至6。可使用其它数量的汽缸，但是为了便于讨论，以6个汽缸为例进行说明。汽缸1至6从进气歧管103接收进气流体，所述进气流体是燃烧气体，诸如空气或与排气混合的空气(排气再循环“EGR”)。进气歧管传感器173可监测进气流体的压力、流动速率、氧含量、排气含量或其它质量。进气歧管103连接至发动机组中的进气口133以向汽缸1至6提供进气流体。在柴油发动机中，除进气歧管增压时之外，进气歧管具有真空。CDA是有益的，这是因为汽缸可关闭。停用的汽缸具有大量不处于真空状态的流体，而不是在真空情况下将活塞向下拉动。燃料效率是通过不将真空吸入活塞来获得的。通过停用汽缸获得进一步的效率，这是因为活塞组件160上的环形组件165不会直接或经由衬套摩擦地接合抵靠汽缸。
燃料经由燃料喷射控制器300被喷射至单独汽缸。燃料喷射控制器300可调整被喷射至每个汽缸中的燃料的量和定时，并且可关闭并恢复对每个汽缸的燃料喷射。每个汽缸1至6的燃料喷射对于每个汽缸106可为相同的或独特的，使得一个汽缸具有的燃料可比另一个汽缸更多，并且一个汽缸可不具有燃料喷射，而其它汽缸具有燃料。
可变阀致动器(VVA)200还耦接至汽缸1至6以致动进气阀130和排气阀150。VVA200可改变进气阀130和排气阀150的致动，以便正常、提前或延迟打开或关闭阀或者其组合，或者停止阀的操作。VVA控制器200可为独立处理器、ECU 1700的子部件或CDA控制器1700的子部件。在进一步的替代方案中，ECU 1700可集成CDA控制器1700和VVA控制器200。
VVA控制器200可实施进气阀早开(EIVO)、进气阀早关(EIVC)、进气阀晚开(LIVO)、进气阀晚关(LIVC)、排气阀早开(EEVO)、排气阀早关(EEVC)、排气阀晚开(LEVO)、排气阀晚关(LEVC)、EEVC与LIVO的组合或者负阀重叠(NVO)。VVA控制器200可与液压、电动或电动螺线管系统协作以控制进气阀130和排气阀150。发动机100可为凸轮或无凸轮的，或者为混合“凸轮-无凸轮VVA”。
如在图7A、8A以及10A至10E的示例中，进气阀130和排气阀150可耦接至用于致动的凸轮系统、液压导轨、锁定摇臂、其它摇臂、电动液压致动器等。或者无凸轮直接作用机构可选择性地操作单独的阀。虽然图3B和3C示出了一个进气阀130和一个排气阀150，但是在图3A中，每个汽缸可具有两个进气阀130和两个排气阀150。为了清楚起见，图3A的示例移除了发动机组102，并且以虚线示出汽缸。
柴油发动机通过使用活塞160压缩汽缸1至6中的进气流体而工作。燃料经由燃料喷射器310喷射。高热和压缩点燃燃料，并且燃烧迫使活塞从上止点(TDC)至下止点(BDC)，并且转矩由此被引导至曲轴101。虽然柴油操作可被称为“4冲程”，但是诸如2冲程和8冲程等其它操作模式也是可能的。在4冲程中，活塞从TDC移动至BDC以向汽缸填充进气流体(冲程1)。循环的开始如图3B所示，并且图3C示出了当汽缸充满进气流体时冲程1的结束。活塞升回至TDC(冲程2)。燃料被注入并且点燃以将活塞160推至BDC(冲程3)。活塞再次上升至TDC以将废气从排气阀中排出(冲程4)。进气阀130在冲程1期间打开并且在冲程2至4期间关闭，但是VVA 200可调整打开和关闭的定时。排气阀150在冲程4期间打开并且在冲程2至4期间关闭，但是VVA 200可调整打开和关闭的定时。
废气通过发动机组102中的排气口l55离开汽缸。排气口155与排气歧管105连通。排气歧管传感器175可监测废气的压力、流动速率、氧含量、氮氧化物或一氧化氮(NOx)含量、硫含量、其它污染物含量或其它质量。废气可驱动可变几何涡轮增压器(VGT)501或其它涡轮增压器的涡轮510。涡轮增压器501可经由涡轮增压器控制器500来控制，以调整涡轮510与压缩机512之间的联轴器514。可调整VGT以便控制废气中的进气或排气流动速率或背压。
废气在后处理系统中过滤。后处理系统可包括各种污染物管理机构，诸如碳氢化合物、燃料或尿素定量给料器。几种过滤器可为单独的或组合的，诸如DOC、DPF、SCR、NH3、Cu-Ze SCR等过滤器。一种或多种催化剂800过滤污染物，并且可包括柴油机微粒过滤器(DPF)，柴油催化剂通常包括各种稀土金属以过滤污染物，包含NOx。至少一个排气传感器807被放置在后处理系统中以测量排气条件，诸如废气排放量、NOx含量、排气温度、流动速率等。排气传感器807可包括一种以上类型的传感器，诸如化学、热、光学、电阻、速度、压力传感器等。排气传感器807可包括传感器阵列，其中传感器分配选项包含在催化剂800之前、之后或之内。还可包含与涡轮增压器501连接的传感器以检测涡轮和压缩机活动。
废气可在被至少一种催化剂800过滤之后离开系统。或者，废气可经由各种路径重新引导至进气歧管103，其中一些路径在图2A至2C中进行说明。在图2A中，废气在EGR冷却器455中被冷却。EGR控制器400致动EGR阀410以选择性地控制被供应至进气歧管103的EGR的量。再循环至歧管103的废气会影响汽缸中的空燃比(AFR)。废气稀释歧管103中的氧含量。燃料定量给料器中的未燃烧燃料或燃烧后剩余的未燃烧燃料增加了AFR中的燃料量。烟灰和其它颗粒以及污染气体也会减少空燃比的空气部分。虽然通过进气系统700引入的新鲜空气可提高AFR，但是EGR可降低AFR，并且燃料喷射至汽缸可进一步降低AFR。因此，EGR控制器、燃料喷射控制器400以及进气辅助控制器600可通过分别操作EGR阀410、燃料喷射器310以及进气辅助装置610来为发动机操作条件调整空燃比。因此，调整点火汽缸的空燃比可包括进行以下中的一项操作：通过控制增压器增加至少一个点火汽缸的新鲜空气，或者通过增加点火汽缸的废气再循环来减少点火汽缸的空燃比。这可在增大或不增大涡轮增压器501的情况下完成。
图2B中的变型发动机系统12移除了一个废气再循环路径以利于替代路径。EGR控制器400可替代地耦接至EGR阀412以将废气沿着第二EGR路径613、沿着EGR路径612引导至进气辅助装置601。替代地，废气可在被催化剂800过滤之后再循环。因此，EGR阀414可由EGR控制器400控制以将EGR的一些部分沿着第一EGR路径610、沿着EGR路径612引导至进气辅助装置601。控制EGR阀412或EGR阀414调整被包含在汽缸1至6内的空燃比中的排气量。
如图2C中示意地所示，使用非常小的进气辅助装置601通过将可用氧气增压来延长汽缸停用(CDA)的操作范围。小型空气泵、增压器或风扇连接至诸如进气系统700的充氧源。进气系统可供应新鲜空气以增加柴油机的进气歧管中的空燃比。进气辅助装置601可增加进气歧管的气流并且可增加进入汽缸的空气，而非将CDA限制为低负载或怠速条件。这可通过提高AFR的空气部分来提供更稀燃发动机。虽然在汽缸停用(CDA)模式期间可降低AFR，但是进气辅助装置可通过针对低压进气歧管增加流来增加AFR。这与现有技术相反，其寻求在CDA模式期间消除能量消耗。EGR不需要暂停来限制二氧化碳的排放，但是可进行调节。
通过控制汽缸1至6的空燃比，可去除涡轮增压器501，因此简化了控制算法输出并且减少了系统费用。在图2C中，去除了涡轮增压器501。新鲜空气可通过进气系统700自然地吸入至进气歧管103，并且进气辅助装置601可被选择性地控制以增大进气歧管103的进气流。如果进气辅助装置对进气流加热，那么诸如当使用增压器时，可选地包含增压空气冷却器650以调节进气流温度。
图5示出了用于发动机系统10、12或14或类似发动机系统的正常操作模式。进气流体720被提供给每个汽缸1至6。每个汽缸接收燃料320并且进行燃烧循环。废气420离开每个汽缸1至6。在发动机的某些负载和速度条件期间，诸如当需要全矩输出时，可使用正常模式。或者，当巡航模式与CDA模式相比为发动机系统提供更好的温度或NOx输出时。
图6示出了汽缸停用模式(CDA)。一半汽缸被停用。汽缸1至3接收与转矩输出需求相称的燃料。当发动机需要保持某个转矩水平并且实施CDA模式时，可停用汽缸4至6，同时加倍汽缸1至3的燃料。由于减少整个汽缸的摩擦力而获得燃料经济性益处，因此可将两倍以下的燃料提供给点火汽缸1至3以获得与在正常模式下全部六个汽缸点火相同的转矩水平。例如，当关闭一半汽缸时，点火汽缸可接收1.95倍燃料以在停用期间保持稳定的转矩输出。因此，CDA模式通过减少燃料使用以获得期望的转矩输出来产生燃料经济性益处。
通过停用凸轮式发动机中的汽缸，由于减少凸轮导轨上的摩擦获得额外的燃料经济性益处。通过减少寄生摩擦损失，停用汽缸提高了发动机效率并因此提高了燃料经济性。一种用于使摩擦最小化的方法考虑了活塞组件160与汽缸壁或汽缸衬套之间的摩擦。摩擦数据可被存储在控制单元中或实时感测。可选择汽缸停用以使摩擦损失最小化。另一种用于使摩擦最小化的方法涉及一种凸轮式发动机。所述发动机包括至少一个凸轮导轨，其中至少一个凸轮导轨包括用于多个汽缸中的每一个的至少一个相应的凸轮凸角。至少一个相应的凸轮凸角与至少一个凸轮导轨一起旋转以提升和降低相应进气阀中的一个。至少一个相应的凸轮凸角与其附属的滚柱指轮随动器或其附属的滚柱指轮提升器之间的摩擦有助于感测的或存储的摩擦值。如图10A至10E所示，各种凸轮凸角3A至3E旋转，并可具有寄生摩擦损失。通过将阀停用，可减少凸轮凸角3A至3E之间的阻力。中断凸轮凸角与阀1A至1E之间的连接减少了凸轮凸角旋转时抵抗凸轮凸角的材料的量，并且因此与凸轮凸角一起旋转的凸轮导轨182、183需要较少的能量来旋转，从而减少对系统造成的能量负担，并且最终减少燃料使用量。
例如，可修改摇臂2B至2E或液压间隙调节器11A至11E中的一个或多个，以结合汽缸停用机构，诸如图7A至7C以及8A和8B所示的那些汽缸停用机构。因此，I型、II型、III型、IV型以及V型发动机可受益于在本文所公开的系统和方法。
对于点火汽缸1至3，进气阀130和排气阀150在由VVA控制器200控制的情况下移动。然而，对于汽缸4至6，没有致动进气阀130和排气阀150。
增加汽缸1至3的燃料使得汽缸1至3中的混合物更“富”。因为空气少且燃料多，所以汽缸的空燃比较低。所产生的废气更热。当空燃比接近下限时，涡轮出口温度(TOT)上升。柴油发动机系统14不使用涡轮增压器501，并且因此为了方便起见使用“涡轮出口温度”来指示涡轮501所处的位置处的排气温度。当AFR增加时，TOT遵循多项式曲线。
与必须具有诸如14.7∶1(十四点七份空气对一份汽油)等的化学计量空燃比(AFR)的汽油发动机相比，柴油系统可改变汽缸中的AFR并仍然正常工作。点火汽缸中的AFR范围可从，例如，14∶1至100∶1(十四份空气对一份柴油燃料直至100份空气对一份柴油燃料)。在低AFR下烟灰是一个问题，因此当期望高温操作时将AFR保持为22∶1至24∶1是有益的。为了避免烟灰，调整点火汽缸的空燃比包括调整进气气体和燃料喷射中的一个或两个以保持选定空燃比。CDA模式可在17∶1至70∶1或20∶1至50∶1之间的AFR下操作。另一个AFR范围是24∶1至45∶1。用于提供大约300摄氏度的后处理催化剂床温的一个AFR的范围是30∶1至45∶1AFR。
由于AFR与TOT之间的多项式关系，可开发用于感测低温条件并且调整空燃比以使排气温度达到期望范围的控制算法。使用上述废气再循环(EGR)控制器400，燃料喷射控制器300和进气辅助控制器600是调节排气温度的一个方面。在选择汽缸时进入汽缸停用(CDA)模式是调整AFR和TOT的另一个方面。
进入CDA模式减少了通过发动机100的气流。使用全部6个汽缸通过发动机吸入更多空气。因为对CDA模式汽缸停用进气阀130和排气阀150，所以在CDA模式下更少空气通过发动机吸入并且更少空气被推入排气歧管105中。这降低了废气420的流动速率。废气420在后处理系统中更加停滞，因此其在催化剂800中更长时间地滞留，由此将更多的污染物和热量传递给催化剂800。通过进入CDA模式，以此方式抑制催化剂800中的对流是对催化剂进行“热浸泡”的有效方式。热催化剂800是有效催化剂。
对于催化剂材料(铂、钯、铑等)的给定混合物，催化剂800具有理想的操作温度范围。在所述理想的温度范围中，催化剂对于捕获污染物是最有效的。因此，控制排气温度可控制催化剂800的温度，从而控制催化剂800捕获污染物的功效。通过进入CDA模式来减少对流，对催化剂800进行“热浸泡”允许热排气将热量传递至催化剂800，以将催化剂升高至理想温度。移动进出CDA模式还通过调整每个汽缸的AFR来控制排气温度。另外经由EGR阀、进气辅助装置以及燃料喷射中的一个或多个来控制AFR会进一步影响排气温度和污染物捕获。
发动机系统可包括排气管理系统。确定汽缸数量是进一步基于对排气管理系统进行热浸泡。确定汽缸数量可进一步基于减少排气管理系统中的对流热传递，使得随着确定的汽缸数量增加，对流热传递实现更大降幅。
可实施计算机控制以实时处理车辆条件以动态地调整选择停用的汽缸的数量和位置。如上所述，控制单元可包括集成至中央控制单元2100(图21)中的VVA控制器200、ECU1700或CDA控制器1800中的一个或多个，或者包括这些部件的网络(图16)。控制单元包括至少一个处理器1720、2120、1820、至少一个存储装置2130、1730、1830以及被存储在至少一个存储装置中的至少一组处理器可执行控制算法。分配编程和联网可使得远程装置能够由控制单元来控制，并且如所说明，处理器可被分解为多个子程序和子处理器。至少一个存储装置2130、1730、1830是诸如随机存取存储器(RAM)、可擦编程只读存储器(EPROM)、大容量存储装置、可移动介质驱动器、动态随机存取存储器(DRAM)、硬盘驱动器等的有形可读存储器结构。信号本身被排除在外。用于执行本文所公开的方法所必需的算法存储在至少一个存储装置2130、1730、1830中以供至少一个处理器1720、2120、1820执行。
作为另外的示例，计算机结构可靠近用于VGT控制装置500的涡轮增压器501，另一种计算机结构可靠近用于EGR控制器400的EGR阀410，另一种计算机结构可靠近用于可变阀致动器200的进气阀和排气阀，又另一种计算机控制器可被放置用于燃料喷射控制器300，并且又另一种计算机控制器可被实施用于进气辅助控制器600。子程序可存储在分布式计算机结构中，其中集中式或核心处理在计算机控制系统1400处进行。
至少一组控制算法被配置为从一个或多个动力需求输入(诸如车辆传感器1714)接收发动机动力需求数据。动力需求数据可，例如，表达为加速器踏板位置、肯定用户选择(开关选择)、系统选择(诸如由俄亥俄州克利夫兰的伊顿公司拥有的ULTRASHIFT或ULTRASHIFT PLUS齿轮选择)、传动系速度传感器、发动机传感器输出等中的一个或多个。其它示例性车辆传感器1714可包括进气歧管传感器173、排气歧管传感器175以及排气传感器807，并且沿着BUS或类似布线被发送至传感器数据存储装置。
控制单元接收发动机操作参数，这些发动机操作参数包括可经由车辆传感器1714感测的每分钟曲轴转数和发动机上的当前负载中的至少一个。已知当前发动机操作特性有助于控制单元决定输出信号的定时，诸如可变阀致动、汽缸停用以及燃料喷射信号。当接收到的发动机动力需求数据在一个或多个指定范围内时，控制单元基于接收到的发动机动力需求数据和进一步基于多个汽缸的感测到的或存储的摩擦值来确定多个汽缸中停用的汽缸数量。这是方法步骤1901的一部分。在一个或多个指定范围内可包括监测发动机操作模式并且查看包括怠速发动机操作模式、负载怠速发动机操作模式、滑行操作模式以及负载发动机操作模式中的一个或多个的至少一个阈值范围。基于发动机操作模式是怠速发动机操作模式、负载怠速发动机操作模式、滑行操作模式还是负载发动机操作模式来调整作用汽缸和停用汽缸的汽缸组合。
当发动机处于CDA模式的范围内时，控制单元命令停用多个汽缸中的确定数量的汽缸。如图4A中所概述，进气阀控制器(诸如OCV1和OCV2或汽缸停用机构7000)响应于所述命令而停用确定数量的汽缸的相应的进气阀。排气阀控制器(诸如OCV3和OCV4或汽缸停用机构7000)响应于所述命令而停用确定数量的汽缸的相应的排气阀。并且，喷射控制器300响应于所述命令而停用确定数量的汽缸的相应的燃料喷射器。
图4A总结了进入汽缸停用的步骤。在步骤S103中，切断进入选定汽缸的燃料。在步骤S105中，无论是通过电子方式还是液压方式，诸如电子螺线管、电闩锁、液压闩锁、凸轮选择、禁用可控升降机构、凸轮-无凸轮致动器、混合动力电液压系统或类似装置，均会使进气阀和排气阀脱离致动。一定量的进气流被捕获在停用汽缸中，并且图4A的步骤S107的示例捕获增压空气。
确定数量的汽缸的相应的进气阀可包括连接至其相应的进气阀控制器的相应的液压致动闩锁。液压致动闩锁可被配置为停用和重新激活其相应的进气阀。失效保护操作可通过监测液压致动闩锁的液压压力来确认闩锁的位置。液压致动闩锁可用被替换为相应的电致动闩锁，并且失效保护操作可通过监测电致动闩锁的电信号来确认闩锁的位置。
图4A的方法可单独使用以提高发动机的燃料效率和污染物控制。但是，图4B示出了汽缸停用和另外的控制益处的组合。例如，当控制单元1700或2100确定多个汽缸中停用的汽缸数量时，进行计算以使多个汽缸与其相应的往复式活塞组件之间的摩擦最小化。对比计算在满足发动机动力需求的同时使得能够选择具有最低总摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸组合。这是方法步骤1903的一部分。作为示例，执行摩擦测定以使摩擦最小化可包括已知发动机操作模式何时是滑行模式，并且停用尽可能多的汽缸以使摩擦进一步最小化以延长滑行模式。当发动机模式是滑行模式时，这可导致选择具有最低总摩擦的汽缸组合以及零作用汽缸和全停用汽缸的组合。另外，发动机操作模式进一步包括结对模式，并且选择汽缸组合可进一步基于使摩擦最小化以优化结对模式。
控制单元中的一组控制算法可进一步被配置为选择作用汽缸和停用汽缸的分配，以使多个汽缸1至6与其相应的往复式活塞160之间的总摩擦最小化。一旦确定了多个汽缸中停用的汽缸数量，就可在考虑，例如，导轨设置、汽缸容量、所述系统是静态还是动态CDA系统(这些选择是否可在发动机缸体上“行走”)、凸轮位置、曲轴位置、冲程循环位置等情况下来确定停用汽缸的分配。例如，所述一组控制算法可进一步被配置为随时间变化动态地分配多个汽缸中停用的汽缸数量并且动态地调整作用汽缸和停用汽缸的分配，使得作用汽缸和停用汽缸的数量和位置围绕内燃机随时间变化而变化。
所述一组控制算法进一步被配置为随时间变化而迭代地更新多个汽缸中停用的汽缸数量。基于更新的发动机动力需求数据和基于多个燃烧汽缸与其相应的往复式活塞之间的更新摩擦测定，可确定多个汽缸中停用的新汽缸数量。例如，随着发动机转速增加，活塞组件160与汽缸之间的摩擦增加，因此随着发动机转速增加，有利于尽可能多地调整汽缸选择以减小摩擦。增加对作用汽缸的燃料定量加料可能是停用另外的汽缸的必然结果。
参考图4B，在步骤S401中，控制单元决定发动机负载是否满足进入CDA模式的标准。如果发动机系统具有合适的负载或曲轴RPM或这两者均满足CDA标准，则计算机控制系统在步骤S403中在满足当前负载和RPM需求的同时选择可停用的汽缸数量。要考虑的另外的因素是排气温度是在阈值范围内还是为目标温度、制动热效率(BTE)是否高于BTE阈值、或者废气排放量是否在某个范围内或为目标水平中的一个或多个。一种策略在不影响发动机的转矩输出的情况下停用尽可能多的汽缸。另一种策略可停用尽可能多的汽缸以将排气温度尽可能保持为高。另一种策略停用尽可能多的汽缸以尽可能具有燃料高效操作。又另一种策略使摩擦最小化。另一种策略监测用于执行失效保护子程序的失效保护因素。另一种策略是监测电容以使能源浪费最小化并且使能量再利用率最大化。执行这些策略的查询标准在步骤S401中完成，并且除了其它数据之外，还可考虑失效保护、电容、摩擦、能量使用和燃料经济性数据。
一旦在步骤S403中选择了停用的汽缸数量，则在步骤S405中，燃料喷射控制器300关闭进入选定汽缸的燃料。在步骤S413中可对点火汽缸进行空燃比(AFR)的并行或随之产生的调整。被喷射至汽缸中的燃料量范围为0至100％，并且可通过合适的机制进行计算机控制，这些机制包括传感器、变送器、接收器以及致动器。步骤S413可另外或可替代地包括调整燃料喷射的定时或量、进气流、废气再循环(EGR)、点火汽缸的阀打开或阀关闭分布(升程或定时)中的一个或多个。这可包括上面详述的AFR调整策略，并且可包括压缩机512或进气辅助装置601或适当地排除涡轮增压器501。当发动机是柴油发动机时，至少一组控制算法进一步被配置为基于发动机输出需求来调整对燃料喷射器的命令以调整被喷射至多个汽缸中的作用汽缸的燃料量。
在进行了燃料调整的情况下，在步骤S407中对于选定的停用汽缸关闭进气阀和排气阀致动。在步骤S409中，系统监测排气温度、制动热效率、污染水平、通过催化剂的排气流动速率等中的一个或多个。如果不可能调整停用汽缸的数量，则继续步骤S409中的监测，但是如果可停用另外的汽缸，则步骤S411执行此操作。例如，温度、污染物、摩擦、能量再利用、热浸泡或流动速率的阈值可指示CDA中汽缸数量的增加或减小将会改进排气条件。因此，如果阈值指示以CDA模式调整汽缸将有益于目标排气条件，则所述方法通过返回至步骤S401来检查诸如负载和RPM等其它参数是否允许CDA模式。
在一个方面中，并且参考图5，为了方便起见，发动机为一般化的发动机并且以线性方式标记有6个汽缸。在实际实施方案中，汽缸不总是线性对齐的。即使它们线性对齐，它们也不会总是按照图中编号的序列进行点火。即，汽缸可能不会按照顺序1、2、3、4、5、6点火。例如，正常操作模式下的发动机的点火顺序可为1、5、3、6、2、4。在CDA模式下，汽缸4、5、6停用。剩余汽缸按照顺序1、3、2点火。取决于发动机在其点火序列中的位置，选择停用的汽缸可在算法迭代之间改变。因此，第一次迭代可按照上述阐明的顺序进行点火。第二次迭代可将正常的点火顺序改变为3、6、2、4、1、5。在所述顺序中，汽缸点火3、2、1，而汽缸4至6停用。然而，用于实施新的CDA模式停用顺序的起始顺序可激活停用的汽缸，并且停用点火汽缸。顺序5、3、6、2、4、1将按顺序5、6、4将汽缸点火，其中汽缸1至3停用。因此，不仅汽缸点火和停用的数量会改变，而且选择点火和停用的汽缸可在算法迭代之间变化。
参考流程图，可分析步骤S409的结果，并且可在步骤S415中确定是否调整排气分布。如上所述，为了调整排气方面以及其加热催化剂800或将污染物从废气中过滤的能力，可能必须在汽缸水平处调整发动机活动。而且因此，如果要调整排气分布，则算法返回至步骤S413。否则，系统继续在步骤S409中监测。
在步骤S417中，如当发动机上的负载增加至阈值以上时，可能必须一起退出CDA模式。或者，当制动热效率或污染物控制在CDA模式之外更好时。作为另外的示例，可计算选定汽缸组合的燃料使用量并且计算包括全作用汽缸的汽缸组合的燃料使用量。比较两个计算结果示出了哪种燃料效率更高：全作用汽缸模式还是停用汽缸模式。各种计算可包括所述测定，例如，可比较停用的更多或更少汽缸的计算。在作用和停用汽缸上进入更高或更低的变速器齿轮可与当前状态和确定状态进行比较。当计算和比较示出了选定汽缸组合的燃料使用量低于全作用汽缸的汽缸组合的燃料使用量时，可进入汽缸停用模式。
系统通过返回至步骤S401来检查发动机是否仍然满足用于实施CDA模式的标准。如果不满足基本标准，则步骤S417触发退出CDA模式。停用的汽缸接收阀致动控制和燃料喷射以返回至点火模式。然而，算法可通过继续步骤S413、S409以及S415中的流程来继续检查AFR调整或阀分布调整是否有益于排气分布。
进入、退出或延迟进入或退出CDA模式的触发条件可如上所述涉及燃料经济性、BTE、污染物管理等。然而，另一个问题是“临界转变”。可通过查看图7A至9C中的汽缸停用示例和图14的曲线图来理解临界转变。
汽缸停用机构7000用于V型发动机，并且在图1中被示为相对于图7A所示的视图旋转90度。凸轮凸角7003E抵靠安置在套筒7400中的轴承7300旋转。闩锁或“销”组件7700被弹簧7600偏置，使得闩锁的边缘7770卡在套筒7400的凹部7450中。在所述默认锁定条件下，没有从油压控制阀OCV1供应油压，但是可能供应了稳态压力。推杆7500安置在套筒7400内，并且可选液压间隙调节器(HLA)7011E也内置于套筒7400中。凸轮凸角7003E具有经由推杆7500提升和降低附属阀1E的偏心分布。在锁定条件下，推杆7500根据套筒运动箭头SM与套筒7400一起移动。但是，当经由油压控制阀OCV1通过激励电极7800以(经由螺线管、线轴或其它装置)打开阀将液压流体施加至闩锁7700时，闩锁克服弹簧7600的弹簧力并且闩锁7700内陷。然后，推杆7500根据推杆箭头PR在套筒7400内往复运动，并且凸轮凸角分布不会提升或降低阀1E。“失去了”凸轮运动。
图7B和7C更详细地示出了闩锁7700。供油口7480与油压控制阀OCV1流体连通。抵靠闩锁7700的面7777以及围绕闩锁7700的腔体7420内的油压使闩锁凹陷。闩锁的边缘7770不再位于凹部7450中。
如果不考虑闩锁7700运动相对于凸轮凸角的位置的定时，则发生临界转变。如果闩锁的边缘7770仅部分地接合在凹部7450中，则闩锁7700可能从凹部7450中滑出。阀然后可能会突然下降，并且可能发生活塞接触。或者，突然运动可能会损坏推杆。任何一种情况都可能会严重损坏发动机。
图8A至9C中示出了II型发动机汽缸停用机构。在图8A中，偏心凸轮凸角8003B相对于汽缸停用机构8100和阀150位于顶部。排气口155的一部分被示为靠近阀150的阀头。阀杆延伸至汽缸停用机构8100上的阀杆座8900。弹簧156、弹簧座159以及轴环157有助于将阀150偏置。包含液压间隙调节器(HLA)8500以调整相距阀的间隙。HLA 8500可经由套筒8850中的孔8853与闩锁7700共享流体压力。HLA 8500安置在HLA凹部8855中。
轴承8300在轴承轴8320上旋转，并且凸轮凸角8003B在轴承8300上旋转。当闩锁8870的边缘8810卡在旋转臂8700的凹部8710上时，凸轮凸角8003B通过相对于轴承8300旋转而将阀150上推和下推。弹簧8860在插塞8840与闩锁8870之间被偏置至锁定条件。所述插塞包含用于与油压控制阀OCV对接的供油口8830。
轴承轴8320可与延伸部8200一体地形成。轴承轴8320经由臂8110和8150从弹簧8140接收偏置力。弹簧8140由保持器8500保持。臂8150抵靠凸耳8410安置。弹簧力将轴承8300偏置成与凸轮凸角8003B接触。
如果进入或退出汽缸停用模式的定时不是相对于凸轮凸角旋转调整的，则边缘8810将仅与凹部8710部分接合。闩锁8870可相对于内臂8700滑移，或者臂8700可相对于闩锁8870滑移。这种运动被称为临界转变，因为其可能通过使得阀与活塞接触或者由于内臂8700相对于凸轮凸角8003B的恶劣冲程而严重损坏发动机。避免临界转变也避免了“夹紧”闩锁7700或8870和导致闩锁功效受损。
II型和V型汽缸停用机构仅是示例性的，其它汽缸停用机构可与本文所公开的系统和方法一起使用。应用于I型、III型和IV型发动机的替代方案也在所公开的系统和方法的适用范围内。
参考图14和15可理解避免临界转变。凸轮轴传感器CM1和曲轴传感器CK1可为霍尔效应或其它传感器以跟踪凸轮轴181、182和曲轴101上的齿。单独的齿沿着时间轴水平绘制。通过跟踪缺失的齿，诸如缺失的曲轴齿CKM，或者通过检测凸轮轴上的大或小齿，诸如CMS1和CMS2，ECU 1700和CDA控制器1800可跟踪发动机循环的活动并且可获知活塞在汽缸中的位置并且可获知凸轮凸角相对于停用机构的位置。跟踪缺失或不同大小的齿并且已知齿之间的定时允许简单的跟踪机制。图14中圈出了临界转变的位置。在圈出的时间段内启动汽缸停用可产生闩锁从其凹部中滑出并且导致临界转变事件的风险。
为了避免临界转变事件，汽缸停用控制器1800命令执行失效保护子程序以避免与相应进气阀和相应排气阀的停用定时相关联的临界转变风险。汽缸停用控制器1800命令失效保护子程序，其包括以下步骤：验证确定数量的汽缸的相应的排气阀处于前一次排气阀关闭与排气阀打开命令前之间的切换窗口中。失效保护子程序的另一个方面可包括以下步骤：验证确定数量的汽缸的相应的排气阀处于排气阀打开事件之外的切换窗口中。为了保护排气阀，在切换窗口1或2期间可发出汽缸停用命令，但是一旦排气阀打开已经开始，下一个切换窗口不会启动，直至进气阀开始提升。然后，在排气阀打开指令至部分排气阀降低之间存在非停用窗口。
相对于选定数量的汽缸的相应的进气阀进入停用模式可发生在进气阀打开命令之后并且在选定数量的汽缸的相应的进气阀的进气阀打开命令之后关闭之前的切换窗口中。相对于选定数量的汽缸的相应的进气阀进入停用模式可发生在进气阀打开命令之后并且在有任何燃料喷射进入选定数量的汽缸的相应进气阀之前的切换窗口中。当重新激活选定数量的汽缸时，重新激活包括在命令打开选定数量的汽缸的进气阀之前命令打开选定数量的汽缸的排气阀。当选定数量的汽缸的相应进气阀和相应排气阀关闭时，选定数量的汽缸进入汽缸停用模式。
在其它替代方案中，用于停用确定数量的命令可被定时为发生在确定数量的汽缸的相应的排气阀已经打开和关闭之后且在确定数量的汽缸的相应的进气阀已经开始打开之后但在确定数量的汽缸的相应的进气阀已经关闭之前。而且，用于停用确定数量的命令可被定时为发生在确定数量的汽缸的相应的排气阀已经打开和关闭之后且在确定数量的汽缸的相应的进气阀已经打开和开始关闭之后但在确定数量的汽缸的相应的燃料喷射器已经喷射燃料之前。
失效保护可包含以下步骤：验证选定数量的汽缸的相应的排气阀处于前一次排气阀关闭与排气阀打开命令前之间的切换窗口中。替代步骤：验证选定数量的汽缸的相应的排气阀处于排气阀打开事件之外的切换窗口中。而且，失效保护子程序可包括以下步骤：验证确定数量的汽缸的相应的进气阀处于进气阀打开命令之后的切换窗口中。
进入汽缸停用模式的步骤可被定时为发生在选定数量的汽缸的相应的排气阀已经打开和关闭之后且在选定数量的汽缸的相应的进气阀已经开始打开之后但在选定数量的汽缸的相应的进气阀已经关闭之前。进入汽缸停用模式的步骤可被定时为发生在选定数量的汽缸的相应的排气阀已经打开和关闭之后且在选定数量的汽缸的相应的进气阀已经打开且开始关闭之后但在选定数量的汽缸的相应的燃料喷射器已喷射燃料之前。
另外，失效保护子程序可包括以下步骤：验证确定数量的汽缸的相应的进气阀处于进气阀打开命令之后或之外的切换窗口中。通过等待直至进气阀升程已经开始，随着升程事件将闩锁夹紧在适当位置中，闩锁不能从凹部中滑出。如果产生停用信号以移动闩锁8870或7700，则由于油压控制阀OCV1引起的油压损失将不会导致闩锁从凹部中退出，这是因为闩锁被升程事件的力夹紧。即使是电动致动闩锁(其为预期的替代实施例)也不会由于在升程期间的夹紧力而从凹部中移出。
相对于接近传感器的电压读数示出了排气阀升程事件和进气阀升程事件的峰值。由于传感器的位置和阀的形状，接近传感器会产生峰值限幅。
代替多个齿读数，另一种替代方案预期跟踪活塞组件160的位置。或者，齿读数可被转换成活塞位置数据以监测活塞组件160的位置。避免关于进气阀的重新激活的临界转变风险可包括监测相对于停用进气阀的相应活塞位置，并且当相应活塞位置指示相应活塞已离开选定数量的停用汽缸的上止点时启动重新激活。避免关于排气阀的重新激活的临界转变风险可包括监测相对于停用排气阀的相应活塞位置，并且当相应活塞位置指示相应活塞已离开选定数量的停用汽缸的下止点时启动重新激活。
图11示出了可将电压施加至引线7800以导致孔7850中的油压对闩锁7700加压。在进气阀升程刚刚开始之后并且在排气阀刚好完全关闭之前，可在第二切换窗口中施加电压。由于闩锁7700夹紧在HLA 7011E与套管7400之间的凹部中，如由尖峰所指示，油压迅速增加。当闩锁移动至解锁条件时，OCV压力稍微下降，并且然后在停用期间稳定之前再次增加压力。在发出OCV电压信号之后，OCV电流迅速上升。以此方式增加压力允许快速的锁定响应时间，并且可成为能量浪费计算的一部分。
由于在OCV控制导轨上包含电容装置，在减少能量浪费的同时可具有更快的响应时间。图16和21示出了通向OCV和汽缸停用机构7000的电容器。在汽缸停用机构7000或电控液压系统中具有电子闩锁使得系统更具响应性。汽缸停用机构可单独布置，或者可被布置在导轨中，诸如图3A所示的OCV1和OCV2以及OCV3和OCV4。汽缸停用机构的导轨可被配置为停用和重新激活进气阀和排气阀。停用命令可为具有能量水平的电信号。导轨包括电能存储装置，诸如电容器，并且能量存储装置被配置为存储命令的能量水平的一部分。因为在下一个命令期间多余的能量被充分利用(更快的响应时间)，所以存储命令的能量水平的一部分减少了系统中的能量浪费。因此，确定汽缸数量可进一步基于减少系统中的能量浪费。控制器单元被配置为通过在迭代确定期间重复地选择与存储的命令能量相关联的停用汽缸来选择使所存储的命令能量水平的使用量最大化的汽缸组合。
在重新激活期间，汽缸停用控制器1800命令重新激活停用的进气阀和停用的排气阀。汽缸停用控制器1800进一步命令执行失效保护子程序以避免与相应进气阀和相应排气阀的重新激活定时相关联的临界转变风险。
如图13所示，当排气阀和进气阀均不能启动升程或者其也不能接触活塞组件160时，OCV电压终止。这也避免了将闩锁7700或8870“夹紧”在凹部7450或8710上。因此适当地定时再激活信号避免了临界转变，并且为此执行失效保护子程序。
图15示出了初步和中断协议。在外环中，主要协议指示迭代地扫描曲轴齿和扫描凸轮轴齿。根据图14的原理确定每个轴的位置。在经由齿读数定位凸轮轴和曲轴位置这两者之后，主协议确认必要的发动机信息是已知的，诸如发动机循环、阀位置以及活塞位置中的一个或多个。也可求解发动机转速。ECU 1700和CDA控制器1800具有用于确认齿信息的车载信息。从凸轮和曲轴传感器CM1和CK1接收到的数据可与已知数据进行比较，并且一旦确认了位置，协议就可增加齿并且扫描下一个预期的齿图案。在结合可为通过开关从ECU1700发出的信号或者来自用户的手动输入的停用命令之后，所述协议考虑当前发动机状态是否与停用命令兼容。确认或延迟停用定时以避免临界转变。然后将停用命令输出至汽缸停用机构7000、OCV等。
如果曲轴或凸轮轴齿读数触发中断协议，则中心循环中的中断协议会启动发动机行为的“保持”。例如，如果(对于凸轮轴和曲轴中的任一个或两个)在选定时间段内没有检测到齿，则这是由中断协议读取以需要保持状态命令的触发器。发出保持以防止发动机行为发生转变。同样，运行失效保护可触发中断协议发出保持状态命令。
图16和21示出了替代控制单元和系统布局。在图16中，控制单元包括与汽缸停用控制器1800分开的发动机控制单元1700。它们各自包括至少一个处理器1720、1820、至少一个存储装置1730、1830以及被存储在至少一个存储装置中的至少一组处理器可执行控制算法。发动机控制单元1700基于在发动机控制单元处接收到的发动机动力需求数据来确定多个汽缸中停用的汽缸数量。发动机动力需求数据可来自车辆传感器1714并且可从基于车辆传感器1714存储的操作条件1735而导出。车辆传感器1714可感测许多事物，诸如加速度、减速度、发动机操作模式、用户输入、稳定系统参数等。凸轮传感器1710和曲轴传感器CK1可为图3A的霍尔效应传感器CM1或CK1或者其他类型的传感器，诸如光学、磁性、电动传感器等。凸轮传感器1710和曲轴传感器1712向ECU 1700和CDA控制器1800两者馈送数据以建立实时凸轮齿数据和曲轴齿数据以与存储的凸轮齿数据1731、1831和曲轴齿数据1733、1833进行比较。
ECU 1700处理所存储的数据以执行燃料喷射管理模块1720中的燃料喷射控制(定时、量、汽缸停用等)。来自模块的输出被发送至燃料控制器300，其可以两种方式传送所述输出以辅助失效保护确定。
ECU 1700还在摩擦计算器1723中执行摩擦计算。而且，在能量浪费计算器1725中执行浪费能量计算。两个计算器的结果与燃料喷射管理输出一起被馈送至组合器1740，以导致将最终汽缸停用命令发送至CDA控制器。组合器1740可比较计算结果以确定发动机对燃料的最佳使用。CDA控制器1800将数据返回至ECU 1700以进一步处理，此确认确定数量的汽缸已经停用相应的进气阀和相应的排气阀。停用确认或对ECU的其它反馈可确保发动机持续操作。
在汽缸停用控制器1800中，凸轮计算器1823处理所存储的以及实时的凸轮数据并且将其进行比较以发现凸轮轴位置并求解其它信息，诸如凸轮位置、阀打开或关闭位置等。曲轴计算器1825处理所存储的以及实时的曲轴数据，并且将其进行比较以发现曲轴位置并求解其它信息，诸如活塞组件160的位置、冲程循环位置等。所求解的信息被馈送至失效保护计算器1827以检查中断协议触发器，以及其它失效保护子程序。来自OCV的OCV反馈信号1714可被存储为OCV状态数据1837，并且这可被转发至失效保护计算器以进行处理。可求解锁定位置，或者可考虑管路压力。ECU 1700发布汽缸选择1839，其可被存储在存储器中并且被转发用于失效保护检查。在失效保护计算器检查命令和决定之后，输出处理器为汽缸停用机构(此处为OCV)制定最终信号。
比较图16和21，图16中示出了元件网络，而图21中示出了合并结构。在图16中，汽缸停用控制器从电子控制单元1700接收停用多个汽缸中的所述确定数量的汽缸的命令，其中汽缸停用控制器1800实施确定数量的汽缸的相应进气阀和相应排气阀的停用。而且，如上所述，凸轮传感器CM1和曲轴传感器CK1将数据发送至ECU 1700以供处理。信号调节板1602中断传感器数据以使得感测数据与CDA控制器兼容以供使用。通信电路1604将CDA控制器停用信号格式化为与OCV兼容，并且还准备格式化的停用信号以与电容式存储装置C兼容。来自OCV的反馈被馈送至信号调节板1602，使得CDA控制器1800可处理反馈。
图16还包含用于确认燃料喷射控制器1606的燃料已被关闭的替代失效保护子程序。可能需要在阀停用之前关闭燃料喷射，以确保不会由于停用命令而发生壁润湿或其它负燃料使用。在又另一种替代方案中，燃料关闭确认可被发送至CDA控制器1800并且被包含在失效保护子程序处理中。
图21的替代布局合并了计算以形成更稳健并且具有更少网络的ECU 2100。存储器2130从凸轮传感器CM1、曲轴传感器CK1以及车辆传感器1714接收数据。在此，处理器包含分配编程以形成用于数据处理的多个车载子程序。摩擦计算器1723和能量浪费计算器1725将结果馈送给CDA控制器1700以用于汽缸选择和制定停用命令。可变阀致动(VVA)控制器200组装用于诸如进气阀早开(EIVO)、进气阀晚开(LIVC)、排气阀早开(EEVO)等策略的可变阀致动信号。燃料控制器300也被结合至ECU 2100中，并且将燃料信号发送至燃料喷射器控制器1606。
图19示出了用于进入CDA模式并选择停用的汽缸的决策树。当发动机动力需求处于CDA模式的范围内时，如在步骤1901中确定，可能发生三个事件。在一个流中，在步骤1915中确定排气温度。可在步骤1917中进行热浸泡决定。如果需要热浸泡，则在步骤1919中优化CDA模式以向排气系统提供最大热量。在另一个流中，通过实施图12A和12B的考虑，在步骤1903中使摩擦最小化。而且，在步骤1913中通过考虑电容式存储装置C确定最大能量再利用率。在步骤1905中发送三个输出以计算比较燃料使用量。在此，如上所述，比较几个计算结果示出了哪个计算的燃料效率更高，并且对比计算可进一步包含在齿轮选择变化和不变的情况下与全作用汽缸模式的以上比较。在步骤1907中选择汽缸组合。在步骤1908中执行一个或多个失效保护，这在图20中更详细地描述。如果CDA模式是安全的，则在步骤1911中发布停用命令并且发动机进入CDA模式。如果CDA不安全，则过程可返回进行失效保护处理，诸如对定时进行调整，或者所述过程可返回至流程图中的较高处步骤。
图12A和12B导致决定停用一个或多个汽缸以通过减少由汽缸组中的作用汽缸引起的摩擦来减少曲轴上的转矩消耗。在图12A中，移除了活塞的发动机具有相对于每分钟发动机转速(RPM)的曲轴驱动转矩。在全部6个汽缸作用的情况下，即，不进行汽缸停用选择，可在上线看到曲轴所需的转矩。所述发动机的曲轴转矩需求得到改进，这是因为凸轮在停用汽缸上面临的阻力不及其在作用汽缸上面临的阻力大。随着停用汽缸组中的汽缸数量增加，移动曲轴所需的转矩减小。这意味着，除了通过停用燃料喷射节省燃料外，并且除了通过提高作用汽缸的效率来节省燃料外，停用汽缸通过防止曲轴上的能量消耗来增加燃料节省。在发动机怠速时，可知1700RPM下的增量转矩ΔT等于从6个作用汽缸移动至3个作用汽缸和3个停用汽缸所节省的至少2英尺磅转矩。参考图12的数据辅助汽缸停用决定，因为控制策略有利于将停用的汽缸数量最大化以通过在满足发动机动力需求的同时选择具有最低总摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸组合来使多个汽缸与其相应的往复式活塞组件之间的摩擦最小化。
图12B示出了完全组装的发动机的测试结果。在此，电动机力矩(在不需要供应净转矩的情况下驱动发动机所需的转矩)与发动机转速成形成对照。同样，全作用汽缸组需要最大的转矩输出。停用汽缸通过减少泵送损失并且通过减少摩擦损失来提高发动机的效率。燃料经济性提高。2100RPM下的增量转矩ΔT在从6个汽缸作用转换为3个作用汽缸和3个停用汽缸时可节省能量约70％。
图12A和12B的原理可应用于下坡坡度，诸如1/2％或1％坡度，并且可选择全汽缸停用汽缸组来节省燃料并延长滑行和结对能力。随着电动机转矩减小，滑行或结对的车辆将行驶得更远。
图20中概述了几种失效保护协议。在步骤1908中执行失效保护可包括几个决定和步骤中的一个或多个。例如，在步骤2201中，一个失效保护子程序监测闩锁位置。在步骤2203中决定闩锁位置是否安全。如果不安全，则在步骤2218中维持当前的汽缸选择。如果闩锁位置是安全的，则在步骤2222中致动CDA机构。
在另一个流中，如果凸轮位置是已知的，并且切换窗口打开，则可执行步骤2222。步骤2210可与步骤2212中的阀位置感测和步骤2214中的曲轴位置决定相组合，或者每个步骤可为单独的失效保护子程序。步骤2214和2212的肯定结果导致切换窗口确定。如果切换窗口打开，则在步骤2222中致动CDA机构，但是如果切换窗口关闭，则在步骤2218中维持当前的汽缸选择。
在另一个流程中，失效保护子程序在步骤2221中检查燃料喷射是否已停用。替代地，失效保护子程序包括以下步骤：确定喷射控制器是否已经将燃料喷射至确定数量的停用汽缸中的任一个汽缸。或者，失效保护子程序包括以下步骤：确定喷射控制器是否已接收到停用确定数量的汽缸的命令。否定结果通向步骤2218，而肯定结果通向步骤2222。
另外的失效保护子程序可包括CDA控制器1800确认已经停用确定数量的汽缸的相应的进气阀和相应的排气阀。
可布置静态CDA模式使得公共导轨以刚性方式向指定汽缸供应致动。导轨可打开或关闭。例如，一对油压控制阀OCV1和OCV2总是一起致动。替代地，动态CDA模式允许致动OCV1和OCV2中的一个或两个。如果所有汽缸均具有汽缸停用机构使得发动机系统进一步包括用于多个汽缸中的每一个的至少一个汽缸停用单元，则所有汽缸均可使用CDA模式，并且CDA的模式相对于发动机而言可随时间变化而变化。
在另一个方面中，确定汽缸数量导致作用汽缸和停用汽缸的组合，其中多个汽缸中的一半以上是停用汽缸。替代地，多个汽缸中只有一个是停用汽缸。而且，可能的是，确定汽缸数量包括在一个停用汽缸、两个停用汽缸或三个停用汽缸的选项中进行选择。而且，多个汽缸中的一半可为停用汽缸。
在又一方面中，发动机系统可包括负载监测传感器。至少一组控制算法被配置为接收负载数据、确定发动机上的负载，并且基于发动机上的负载来确定发动机输出需求。当发动机上的负载低于第一阈值时，可调整选择停用的多个汽缸的所述数量以满足发动机输出需求。当发动机上的负载高于第一阈值时，控制算法可进一步被配置为取消选择已选择停用的多个汽缸中的至少一个汽缸、命令喷射控制器激活至少一个取消选择的汽缸的相应的燃料喷射器、命令进气阀控制器激活至少一个取消选择的汽缸的相应的进气阀，并且命令排气阀控制器激活至少一个取消选择的汽缸的相应的排气阀控制器。
当发动机系统包括进气辅助装置和气流传感器时，至少一组控制算法进一步被配置为接收气流数据、确定进入相应进气阀的气流量，并且基于确定的气流量和基于燃料喷射器命令来确定多个汽缸中的每一个的空燃比。基于确定的空燃比，当发动机上的负载在预定范围内时，命令进气辅助装置增加进入多个汽缸的气流。替代地，基于确定的空燃比，可调整对燃料喷射器的命令以调整被喷射至多个汽缸中的作用汽缸的燃料量。
一种用于在汽缸停用模式下操作多缸发动机系统的方法可包括确定发动机系统在至少一个阈值范围内操作。所述方法选择要停用的多缸发动机的多个汽缸。执行失效保护操作以确认停用机构的闩锁位置。然后，所述系统在选定数量的汽缸中进入汽缸停用模式，进入汽缸停用模式包括停用对选定数量的汽缸的燃料喷射，并且停用对选定数量的汽缸的进气阀致动和排气阀致动。
一种用于在汽缸停用模式下操作多缸发动机系统的方法可包括确定发动机系统在至少一个阈值范围内操作，所述至少一个阈值范围包括发动机动力需求。执行摩擦测定以使多个汽缸与其相应的往复式活塞组件之间的摩擦最小化。所述方法包括在满足发动机动力需求的同时，基于摩擦测定来选择具有最低总摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸组合。选择要停用的多缸发动机的多个汽缸可基于使选定数量的汽缸的相应活塞组件与相应汽缸壁之间的摩擦最小化。
用于摩擦测定的方法可包括存取多缸发动机系统的感测到的或存储的摩擦值。而且，所述方法可包括围绕多缸发动机系统分配作用汽缸和停用汽缸，以使多个汽缸与其相应的往复式活塞组件之间的总摩擦最小化。汽缸的分配和数量可基于更新的发动机动力需求数据和基于更新的摩擦测定来迭代地更新。作用汽缸和停用汽缸的分配可进行调整，使得多缸发动机系统的作用汽缸和停用汽缸的数量和位置随时间变化而变化。
执行摩擦测定可进一步包括执行凸轮摩擦测定以使一个或多个旋转凸轮凸角与一个或多个阀致动机构之间的摩擦最小化。
可监测发动机曲轴速度，并且设定用于进入或退出CDA模式的至少一个阈值范围，其中阈值范围被分解为高速阈值范围和低速阈值范围。可基于发动机曲轴速度是在高速阈值范围内还是在低速阈值范围内来调整汽缸组合。也可监测包括启动模式的发动机操作模式。所述至少一个阈值范围可包括启动模式。替代地，阈值可为受监测加速器位置子组，或另一个用户输入，诸如开关选择或“按钮向上”或“按钮向下”命令。
考虑到本说明书和本文公开的示例的实践，其它实施方案对于本领域技术人员是显而易见的。

Claims (91)

1.一种用于发动机的摩擦损失管理系统，包括：
内燃机，其包括曲轴和与所述曲轴相关联的多个汽缸，所述多个汽缸中的每一个包括相应的：
往复式活塞组件，其连接至所述曲轴；
连接至喷射控制器的燃料喷射器，所述燃料喷射器被配置为停用和重新激活；
连接至进气阀控制器的进气阀，所述进气阀被配置为停用和重新激活；以及
连接至排气阀控制器的排气阀，所述排气阀被配置为停用和重新激活；以及
控制单元，其包括至少一个处理器、至少一个存储装置以及存储在所述至少一个存储装置中的至少一组处理器可执行控制算法，所述至少一组控制算法被配置为：
从一个或多个动力需求输入接收发动机动力需求数据；
接收发动机操作参数，其包括每分钟曲轴转数和所述发动机上的当前负载中的至少一个；
当所述接收到的发动机动力需求数据在一个或多个指定范围内时，基于所述接收到的发动机动力需求数据和进一步基于所述多个汽缸的感测到的或存储的摩擦值来确定所述多个汽缸中停用的汽缸数量；以及
命令停用所述多个汽缸中的所述确定数量的汽缸，其中所述进气阀控制器响应于所述命令而停用所述确定数量的汽缸的所述相应进气阀，其中所述排气阀控制器响应于所述命令而停用所述确定数量的汽缸的所述相应排气阀，并且其中所述喷射控制器响应于所述命令而停用所述确定数量的汽缸的所述相应燃料喷射器，
其中确定所述多个汽缸中停用的所述汽缸数量通过在满足发动机动力需求的同时选择具有最低总摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸组合来使所述多个汽缸与其相应的往复式活塞组件之间的摩擦最小化。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一组控制算法进一步被配置为当已经确定所述多个汽缸中停用的所述汽缸数量时，选择作用汽缸和停用汽缸的分配以使所述多个汽缸与其相应的往复式活塞之间的总摩擦最小化。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述一组控制算法进一步被配置为通过基于更新的发动机动力需求数据和基于所述多个燃烧汽缸与其相应的往复式活塞之间的更新的摩擦测定来确定所述多个汽缸中停用的新汽缸数量，以随时间变化迭代地更新所述多个汽缸中停用的所述汽缸数量。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述一组控制算法进一步被配置为随时间变化动态地分配所述多个汽缸中停用的所述汽缸数量，并且动态地调整作用汽缸和停用汽缸的所述分配，使得作用汽缸和停用汽缸的数量和位置围绕所述内燃机随时间变化而变化。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制单元包括发动机控制单元和汽缸停用控制器，所述汽缸停用控制器包括所述至少一个处理器、所述至少一个存储装置以及存储在所述至少一个存储装置中的所述至少一组处理器可执行控制算法，其中所述发动机控制单元基于在所述发动机控制单元处接收到的发动机动力需求数据来确定所述多个汽缸中停用的所述汽缸数量。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述汽缸停用控制器从所述电子控制单元接收停用所述多个汽缸中的所述确定数量的汽缸的所述命令，并且其中所述汽缸停用控制器实施所述确定数量的汽缸的所述相应的进气阀和所述相应的排气阀的停用。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述发动机控制单元命令所述喷射控制器停用所述确定数量的停用汽缸的所述相应的燃料喷射器。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述汽缸停用控制器命令失效保护子程序，所述失效保护子程序包括以下步骤：验证所述确定数量的汽缸的燃料喷射已被停用。
9.根据权利要求6所述的系统，其中所述汽缸停用控制器命令失效保护子程序，所述失效保护子程序包括以下步骤：确定所述喷射控制器是否已经将燃料喷射至所述确定数量的汽缸中的任一个中。
10.根据权利要求6所述的系统，其中所述汽缸停用控制器命令失效保护子程序，所述失效保护子程序包括以下步骤：确定所述喷射控制器是否接收到停用所述确定数量的汽缸的所述命令。
11.根据权利要求6所述的系统，其中所述汽缸停用控制器命令执行失效保护子程序以确认已经停用所述确定数量的汽缸的所述相应的进气阀和所述相应的排气阀。
12.根据权利要求6所述的系统，其中所述汽缸停用控制器命令执行失效保护子程序以避免与所述相应进气阀和所述相应排气阀的停用定时相关联的临界转变风险。
13.根据权利要求6所述的系统，其中所述汽缸停用控制器命令重新激活所述停用的相应进气阀和所述停用的相应排气阀，并且其中所述汽缸停用控制器进一步命令执行失效保护子程序以避免与所述相应进气阀和所述相应排气阀的重新激活定时相关联的临界转变风险。
14.根据权利要求6所述的系统，其中所述汽缸停用控制器命令失效保护子程序，所述失效保护子程序包括以下步骤：验证所述确定数量的汽缸的所述相应的排气阀处于前一次排气阀关闭与排气阀打开命令前之间的切换窗口中。
15.根据权利要求6所述的系统，其中所述汽缸停用控制器命令失效保护子程序，所述失效保护子程序包括以下步骤：验证所述确定数量的汽缸的所述相应的排气阀处于排气阀打开事件之外的切换窗口中。
16.根据权利要求6所述的系统，其中所述汽缸停用控制器命令失效保护子程序，所述失效保护子程序包括以下步骤：验证所述确定数量的汽缸的所述相应的进气阀处于进气阀打开命令之后的切换窗口中。
17.根据权利要求6所述的系统，其中所述汽缸停用控制器命令失效保护子程序，所述失效保护子程序包括以下步骤：验证所述确定数量的汽缸的所述相应的进气阀处于进气阀打开事件之外的切换窗口中。
18.根据权利要求1所述的系统，其中用于停用所述确定数量的汽缸的所述命令被定时为发生在所述确定数量的汽缸的相应的排气阀已经打开和关闭之后且在所述确定数量的汽缸的相应的进气阀已经开始打开之后但在所述确定数量的汽缸的所述相应的进气阀已经关闭之前。
19.根据权利要求1所述的系统，其中用于停用所述确定数量的汽缸的所述命令被定时为发生在所述确定数量的汽缸的相应的排气阀已经打开和关闭之后且在所述确定数量的汽缸的相应的进气阀已经打开和开始关闭之后但在所述确定数量的汽缸的所述相应的燃料喷射器已经喷射燃料之前。
20.根据权利要求1、18或19中任一项所述的系统，其中所述确定数量的汽缸的所述相应的进气阀各自包括连接至其相应的进气阀控制器的相应的液压致动闩锁，其中所述相应的液压致动闩锁被配置为停用和重新激活其相应的进气阀。
21.根据权利要求1、18或19中任一项所述的系统，其中所述确定数量的汽缸的所述相应的进气阀各自包括连接至其相应的进气阀控制器的相应的电致动闩锁，其中所述相应的电致动闩锁被配置为停用和重新激活其相应的进气阀。
22.根据权利要求1所述的系统，其中所述发动机是包括至少一个凸轮导轨的凸轮式发动机，其中所述至少一个凸轮导轨包括用于所述多个汽缸中的每一个的至少一个相应凸轮凸角，其中所述至少一个相应凸轮凸角与所述至少一个凸轮导轨一起旋转以提升和降低所述相应进气阀中的一个，并且其中所述至少一个相应凸轮凸角有助于所述感测到的或存储的摩擦值。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述发动机系统进一步包括用于所述多个汽缸中的每一个的至少一个汽缸停用单元，所述至少一个汽缸停用单元被配置为响应于所述停用命令而接收控制信号以便停用所述相应的进气阀和所述相应的排气阀。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述至少一个汽缸停用单元是由油压控制阀液压控制，并且其中所述油压控制阀由所述汽缸停用控制器控制。
25.根据权利要求23所述的系统，其中所述至少一个汽缸停用单元是电子控制的，并且其中所述汽缸停用控制器控制所述电子控制装置。
26.根据权利要求1所述的系统，其中确定汽缸数量导致产生扭力的作用汽缸和停用汽缸的组合，并且其中通过使用附属于所述发动机的变速器或离合器中的一个来补偿所述扭力。
27.根据权利要求1所述的系统，其中确定汽缸数量导致作用汽缸和停用汽缸的组合，并且其中所述多个汽缸中的一半以上是停用汽缸。
28.根据权利要求1所述的系统，其中确定汽缸数量导致作用汽缸和停用汽缸的组合，并且其中所述多个汽缸中仅有一个是停用汽缸。
29.根据权利要求1所述的系统，其中确定汽缸数量导致作用汽缸和停用汽缸的组合，并且其中所述确定汽缸数量包括在一个停用汽缸、两个停用汽缸或三个停用汽缸的选项中进行选择。
30.根据权利要求1所述的系统，其中确定汽缸数量导致作用汽缸和停用汽缸的组合，并且其中所述确定包括选择所述多个汽缸中的一半作为停用汽缸。
31.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括排气管理系统，并且其中确定汽缸数量是进一步基于对所述排气管理系统进行热浸泡。
32.根据权利要求1所述的系统，进一步包括负载监测传感器，其中所述至少一组控制算法进一步被配置为：
接收负载数据；
确定所述发动机上的负载；
基于所述发动机上的所述负载来确定发动机输出需求；以及
当所述发动机上的负载低于第一阈值时，调整所述多个汽缸中已选择停用的所述数量以满足发动机输出需求。
33.根据权利要求32所述的系统，其中当所述发动机上的负载高于所述第一阈值时，所述控制算法进一步被配置为：
取消选择已选择停用的所述多个汽缸中的至少一个；
命令所述喷射控制器激活用于所述取消选择的汽缸中的所述至少一个的所述相应燃料喷射器；
命令所述进气阀控制器激活用于所述取消选择的汽缸中的所述至少一个的所述相应进气阀，以及
命令所述排气阀控制器激活用于所述取消选择的汽缸中的所述至少一个的所述相应排气阀控制器。
34.根据权利要求32所述的系统，其中所述发动机是柴油发动机，并且其中所述至少一组控制算法进一步被配置为基于所述发动机输出需求来调整对所述燃料喷射器的命令以调整被喷射至所述多个汽缸中的作用汽缸的燃料量。
35.根据权利要求32所述的系统，其进一步包括进气辅助装置和气流传感器，其中所述至少一组控制算法进一步被配置为：
接收气流数据；
确定进入所述相应进气阀的气流量；
基于所述确定的气流量和基于所述燃料喷射器命令来确定所述多个汽缸中的每一个的空燃比；以及
基于所述确定的空燃比，当所述发动机上的所述负载在预定范围内时，命令所述进气辅助装置增加进入所述多个汽缸的气流。
36.根据权利要求32所述的系统，进一步包括气流传感器，其中所述至少一组控制算法进一步被配置为：
接收气流数据；
确定进入所述相应进气阀的气流量；
基于所述确定的气流量和基于所述燃料喷射器命令来确定所述多个汽缸中的每一个的空燃比；以及
基于所述确定的空燃比，调整对所述燃料喷射器的命令以调整被喷射至所述多个汽缸中的作用汽缸的所述燃料量。
37.根据权利要求1所述的系统，其中所述每个相应的往复式活塞组件包括环形组件以将所述相应的活塞组件流体密封抵靠其对应汽缸，并且其中每个相应的环形组件有助于所述总摩擦。
38.根据权利要求1或37所述的系统，其中所述多个汽缸中的每个汽缸包括形成燃烧室的衬套，并且其中每个衬套抵抗所述对应的往复式活塞组件的运动。
39.根据权利要求1所述的系统，进一步包括排气管理系统，并且其中确定汽缸数量是进一步基于减少所述排气管理系统中的对流热传递，使得随着所述确定的汽缸数量增加，所述对流热传递实现更大降幅。
40.根据权利要求1所述的系统，进一步包括汽缸停用机构的导轨，所述汽缸停用机构的导轨被配置为停用和重新激活所述进气阀和所述排气阀，其中所述命令是具有能量水平的电信号，其中所述导轨包括被配置为存储所述命令的能量水平的一部分的电能存储装置，其中存储所述命令的能量水平的一部分减少所述系统中的能量浪费。
41.根据权利要求40所述的系统，其中确定汽缸数量是进一步基于减少所述系统中的能量浪费，使得所述控制器被配置为通过在迭代确定期间重复地选择与存储的命令能量相关联的停用汽缸来选择最大化存储的命令能量水平的使用量的汽缸组合。
42.一种用于在汽缸停用模式下操作多缸发动机系统的方法，包括：
确定所述发动机系统在至少一个阈值范围内操作；
选择要停用的所述多缸发动机的多个汽缸；
执行失效保护操作以确认停用机构的闩锁位置；
在所述选定数量的汽缸中进入汽缸停用模式，
其中进入汽缸停用模式包括：
停用对所述选定数量的汽缸的燃料喷射；以及
停用对所述选定数量的汽缸的进气阀致动和排气阀致动。
43.根据权利要求42所述的方法，其进一步包括延迟所述选定数量的汽缸的停用，以避免相应活塞与所述选定数量汽缸的相应进气阀和相应排气阀之间的临界转变关系。
44.根据权利要求42所述的方法，其中相对于所述选定数量的汽缸的所述相应排气阀进入停用模式发生在排气阀打开命令之前的切换窗口中。
45.根据权利要求42或43所述的方法，其中相对于所述选定数量的汽缸的所述相应进气阀进入停用模式发生在进气阀打开命令之后并且在所述选定数量的汽缸的所述相应进气阀的所述进气阀打开命令之后关闭之前的切换窗口中。
46.根据权利要求42或43所述的方法，其中相对于所述选定数量的汽缸的所述相应进气阀进入停用模式发生在进气阀打开命令之后并且在有任何燃料喷射进入所述选定数量的汽缸的所述相应进气阀之前的切换窗口中。
47.根据权利要求46所述的方法，进一步包括重新激活所述选定数量的汽缸的步骤，其中重新激活包括在命令打开所述选定数量的汽缸的所述进气阀之前命令打开所述选定数量的汽缸的所述排气阀。
48.根据权利要求42所述的方法，其中当所述选定数量的汽缸的相应进气阀和相应排气阀关闭时，所述选定数量的汽缸进入汽缸停用模式。
49.根据权利要求42所述的方法，其中选择要停用的所述多缸发动机的所述多个汽缸是基于使所述选定数量的汽缸的相应活塞组件与相应汽缸壁之间的摩擦最小化。
50.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤：验证用于所述选定数量的汽缸的燃料喷射已被停用。
51.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤：确定燃料是否已经喷射至所述选定数量的汽缸中的任一个中。
52.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤：确定喷射控制器是否已经接收到停用所述选定数量的汽缸的命令。
53.根据权利要求42和50至52中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：确认已经停用所述确定数量的汽缸的所述相应的进气阀和所述相应的排气阀。
54.根据权利要求42和50至52中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：避免与所述选定数量的汽缸的所述进气阀和所述排气阀的停用定时相关联的临界转变风险。
55.根据权利要求42和50到52中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：重新激活所述停用的进气阀和所述停用的排气阀，并且避免与所述进气阀和所述排气阀的重新激活定时相关联的临界转变风险。
56.根据权利要求55所述的方法，其中避免相对于所述进气阀的所述重新激活的临界转变风险的步骤包括监测相对于所述停用的进气阀的相应活塞的位置，并且当所述相应活塞的位置指示所述相应活塞已离开所述选定数量的停用汽缸的上止点时启动重新激活。
57.根据权利要求55所述的方法，其中避免相对于所述排气阀的所述重新激活的临界转变风险的步骤包括监测相对于所述停用的排气阀的相应活塞的位置，并且当所述相应活塞的位置指示所述相应活塞已离开所述选定数量的停用汽缸的下止点时启动重新激活。
58.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤：验证所述选定数量的汽缸的所述相应排气阀处于前一次排气阀关闭与排气阀打开命令前之间的切换窗口中。
59.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤：验证所述选定数量的汽缸的所述相应排气阀处于排气阀打开事件之外的切换窗口中。
60.根据权利要求42所述的方法，进一步包括以下步骤：验证所述确定数量的汽缸的所述相应进气阀处于进气阀打开命令之后的切换窗口中。
61.根据权利要求42所述的方法，其中进入汽缸停用模式的步骤被定时为发生在所述选定数量的汽缸的相应的排气阀已经打开和关闭之后且在所述选定数量的汽缸的相应的进气阀已经开始打开之后但在所述选定数量的汽缸的所述相应的进气阀已经关闭之前。
62.根据权利要求42所述的方法，其中进入汽缸停用模式的步骤被定时为发生在所述选定数量的汽缸的相应的排气阀已经打开和关闭之后且在所述选定数量的汽缸的相应的进气阀已经打开且开始关闭之后但在所述选定数量的汽缸的相应的燃料喷射器已喷射燃料之前。
63.根据权利要求42所述的方法，其中所述选定数量的汽缸中的每个进气阀包括被连接用于液压致动的相应的液压致动闩锁，并且其中所述失效保护操作通过监测抵靠所述液压致动闩锁的液压压力来确认所述闩锁的位置。
64.根据权利要求42所述的方法，其中所述选定数量的汽缸中的每个进气阀包括被连接用于电致动的相应的电致动闩锁，并且其中所述失效保护操作通过监测所述电致动闩锁的电信号来确认所述闩锁的位置。
65.一种用于在汽缸停用模式下操作多缸发动机系统的方法，包括：
确定所述发动机系统在至少一个阈值范围内操作，所述至少一个阈值范围包括发动机动力需求；
执行摩擦测定以使多个汽缸与其相应的往复式活塞组件之间的摩擦最小化；
在满足所述发动机动力需求的同时，基于所述摩擦测定来选择具有最低总摩擦的作用汽缸和停用汽缸的汽缸组合；
在所述选定停用汽缸中进入汽缸停用模式，
其中进入汽缸停用模式包括：
停用对所述选定停用汽缸的燃料喷射；以及
停用对所述选定停用汽缸的进气阀致动和排气阀致动。
66.根据权利要求65所述的方法，其中所述摩擦测定包括存取所述多缸发动机系统的感测到的或存储的摩擦值。
67.根据权利要求65所述的方法，进一步包括围绕所述多缸发动机系统分配所述作用汽缸和停用汽缸，以使所述多个汽缸与其相应的往复式活塞组件之间的总摩擦最小化。
68.根据权利要求65所述的方法，进一步包括通过基于更新的发动机动力需求数据和基于更新的摩擦测定来确定新的汽缸组合，以迭代地更新所述汽缸选择。
69.根据权利要求65所述的方法，进一步包括动态地调整作用汽缸和停用汽缸的分配，使得所述多缸发动机系统的作用汽缸和停用汽缸的数量和位置随时间变化而变化。
70.根据权利要求65所述的方法，进一步包括，其中所述测定包括监测发动机操作模式，其中所述至少一个阈值范围包括怠速发动机操作模式、负载怠速发动机操作模式、滑行模式以及负载发动机操作模式中的一个或多个，并且其中基于所述发动机操作模式是所述怠速发动机操作模式、所述负载怠速发动机操作模式、所述滑行操作模式还是所述负载发动机操作模式来调整作用汽缸和停用汽缸的所述汽缸组合。
71.根据权利要求70所述的方法，其中当所述发动机操作模式是所述滑行模式时执行所述摩擦测定进一步包括使摩擦最小化以延长所述滑行模式。
72.根据权利要求70所述的方法，其中当所述发动机模式是所述滑行模式时，选择具有最低总摩擦的汽缸组合导致零作用汽缸和全停用汽缸的组合。
73.根据权利要求65或70所述的方法，其中选择所述汽缸组合进一步基于对后处理装置提供热浸泡。
74.根据权利要求70所述的方法，其中所述发动机操作模式进一步包括结对模式，并且其中选择所述汽缸组合进一步基于使摩擦最小化以优化结对模式。
75.根据权利要求65、70或71中任一项所述的方法，其中执行摩擦测定进一步包括执行凸轮摩擦测定以使一个或多个旋转凸轮凸角与一个或多个阀致动机构之间的摩擦最小化。
76.根据权利要求65、70或71中任一项所述的方法，进一步包括计算所述选定汽缸组合的燃料使用量、计算包括全作用汽缸的汽缸组合的燃料使用量，并且当所述选定汽缸组合的所述燃料使用量低于所述全作用汽缸的汽缸组合的所述燃料使用量时执行进入所述汽缸停用模式。
77.根据权利要求76所述的方法，进一步包括针对所述选定汽缸组合和全作用汽缸的汽缸组合中的一个或两个调整齿轮选择。
78.根据权利要求65所述的方法，进一步包括，其中所述测定包括监测发动机曲轴速度，其中所述至少一个阈值范围被分解为高速阈值范围和低速阈值范围，并且其中基于所述发动机曲轴速度是在所述高速阈值范围内还是在所述低速阈值范围内来调整所述汽缸组合。
79.根据权利要求65所述的方法，其中所述测定包括监测包括启动模式的发动机操作模式，并且其中所述至少一个阈值范围包括所述启动模式。
80.根据权利要求65所述的方法，其中所述测定包括监测加速器位置，并且其中所述至少一个阈值范围包括加速器位置子组。
81.根据权利要求65所述的方法，其中所述测定包括监测用户输入，并且其中所述至少一个阈值范围包括所述用户输入。
82.根据权利要求65所述的方法，其中所述多缸发动机系统包括柴油发动机，其中所述方法进一步包括对所述作用汽缸点火并且通过增加被喷射至所述作用汽缸的燃料量来调整所述作用汽缸的所述空燃比。
83.根据权利要求65所述的方法，其中所述多缸发动机系统包括柴油发动机，其中所述方法进一步包括对所述作用汽缸点火并且通过降低被喷射至所述作用汽缸的燃料量来调整所述作用汽缸的所述空燃比。
84.根据权利要求65所述的方法，进一步包括对所述作用汽缸点火并且调整所述作用汽缸的燃料喷射定时。
85.根据权利要求65所述的方法，进一步包括对所述作用汽缸点火并且进行以下一项或两项操作：调整所述作用汽缸的进气阀致动定时和调整所述作用汽缸的排气阀致动定时。
86.根据权利要求65所述的方法，其中所述多缸发动机是凸轮操作式发动机，所述方法进一步包括读取凸轮触发器、读取曲轴触发器，以及基于凸轮触发器读数和曲轴触发器读数来运行失效保护。
87.根据权利要求65或86所述的方法，进一步包括：扫描曲轴齿轮以获得曲轴状态、扫描凸轮轴齿轮以获得凸轮轴状态、接收在所述选定停用汽缸中进入汽缸停用模式的命令，以及基于所述曲轴状态和所述凸轮轴状态对在所述选定停用汽缸中进入汽缸停用模式进行定时，其中所述定时避免所述停用进气阀、所述停用排气阀以及在所述选定停用汽缸中往复运动的活塞组件之间的临界转变误差。
88.根据权利要求65所述的方法，进一步包括执行排气管理系统加热测定，其中选择汽缸组合是进一步基于减少排气管理系统中的对流热传递，使得随着所述停用汽缸的数量增加，所述对流热传递实现更大降幅。
89.根据权利要求65所述的方法，其中所述选定数量的汽缸中的每个进气阀包括被连接用于液压致动的相应的液压致动闩锁，并且其中所述方法进一步包括执行失效保护操作以通过监测抵靠所述液压致动闩锁的液压压力来确认所述闩锁的位置。
90.根据权利要求65所述的方法，其中所述选定数量的汽缸中的每个进气阀包括被连接用于电致动的相应的电致动闩锁，并且其中所述方法进一步包括执行失效保护操作以通过监测所述电致动闩锁的电信号来确认所述闩锁的位置。
91.根据权利要求65所述的方法，其中所述多缸发动机系统进一步包括汽缸停用机构的导轨，所述汽缸停用机构的导轨被配置为停用和重新激活所述选定停用汽缸的进气阀和排气阀，其中所述导轨包括被配置为将能量的一部分电容式地存储在所述导轨上的电能存储装置，其中所述方法进一步包括执行能量浪费确定，所述能量浪费确定包括确定哪些导轨具有电容式存储的能量，并且在汽缸组合的迭代选择期间重新选择附属汽缸以减少能量浪费。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113661316A (zh) * 2019-04-04 2021-11-16 卡明斯公司 具有气缸停用控制的内燃发动机的循环应用
CN113915040A (zh) * 2021-12-14 2022-01-11 潍柴动力股份有限公司 一种发动机的点火控制方法、装置、设备及存储介质

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112016003825T5 (de) * 2015-09-25 2018-05-24 Eaton Intelligent Power Limited Steuerung und verfahren zur zylinderabschaltung
CN108431390B (zh) 2016-01-19 2022-03-18 伊顿智能动力有限公司 针对热管理的汽缸停用和发动机制动
EP3500745A1 (en) 2016-08-17 2019-06-26 Eaton Intelligent Power Limited Friction mitigation in cylinder deactivation
US11187162B2 (en) 2016-08-17 2021-11-30 Eaton Intelligent Power Limited Extended coast and controlled deceleration using cylinder deactivation
KR102552501B1 (ko) * 2018-10-17 2023-07-06 현대자동차주식회사 엔진의 실린더 비활성화 제어 장치 및 그 방법
US10690071B1 (en) 2018-12-12 2020-06-23 Denso International America, Inc. Control system for variable displacement engine
US10961930B2 (en) * 2018-12-12 2021-03-30 Denso International America, Inc. Control system for variable displacement engine
US10781762B2 (en) 2018-12-12 2020-09-22 Denso International America, Inc. Control system for variable displacement engine
US10690036B1 (en) 2018-12-20 2020-06-23 Denso International America, Inc. Diagnostic test for engine exhaust system
KR102604964B1 (ko) * 2019-07-24 2023-11-21 자콥스 비히클 시스템즈, 인코포레이티드. 적어도 2개의 실린더를 위한 비활성화기들에 작동 가능하게 연결된 비활성화기 제어기를 구비한 시스템 및 실린더 비활성화를 위한 방법
US11181063B2 (en) * 2019-12-30 2021-11-23 Cummins Inc. Predictive road speed governor
CN115066545B (zh) 2020-01-24 2024-01-05 康明斯有限公司 用于修改气缸停用策略的动态气缸停用寿命因子
FR3111391A1 (fr) 2020-06-15 2021-12-17 Psa Automobiles Sa Moteur thermique comportant un dispositif de desactivation de cylindre
US11988163B2 (en) 2022-09-09 2024-05-21 Paccar Inc Cylinder deactivation expanded operational range with additional air source integrated with turbocharger
US11808180B1 (en) 2023-02-27 2023-11-07 Caterpillar Inc. Valve actuation system having lifter sleeves configured for control fluid communication with valve lifter activation-deactivation switches

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120221217A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 Cummins Intellectual Property, Inc. System and method of cylinder deactivation for optimal engine torque-speed map operation
CN103089364A (zh) * 2013-02-28 2013-05-08 长城汽车股份有限公司 用于发动机的可变气门升程驱动装置的致动机构
CN104047655A (zh) * 2013-02-22 2014-09-17 伊顿公司 用于左侧和右侧方位的定制vva摇臂

Family Cites Families (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4255789A (en) * 1978-02-27 1981-03-10 The Bendix Corporation Microprocessor-based electronic engine control system
JP3004307B2 (ja) 1990-03-23 2000-01-31 三菱重工業株式会社 ディーゼル機関のクランク軸ねじり振動抑制装置
US5363270A (en) * 1992-09-18 1994-11-08 General Motors Corporation Rapid response dual coil electromagnetic actuator with capacitor
US5490486A (en) * 1994-10-05 1996-02-13 Ford Motor Company Eight cylinder internal combustion engine with variable displacement
AR000059A1 (es) 1994-11-07 1997-05-21 Eaton Corp Disposicion y metodo para medir y analizar la operacion de un componentegiratorio en la linea de transmision de un vehiculo.
US5954018A (en) 1997-05-08 1999-09-21 Joshi; Vasant Mukund Mode selective internal combustion engine
US6196175B1 (en) 1999-02-23 2001-03-06 Eaton Corporation Hydraulically actuated valve deactivating roller follower
US6513470B1 (en) 2000-10-20 2003-02-04 Delphi Technologies, Inc. Deactivation hydraulic valve lifter
US6497207B2 (en) 2000-10-20 2002-12-24 Delphi Technologies, Inc. Deactivation roller hydraulic valve lifter
US6553962B1 (en) 2000-08-02 2003-04-29 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust valve deactivation and intake valve phasing to enable deceleration fuel shut off and engine braking
US6752121B2 (en) * 2001-05-18 2004-06-22 General Motors Corporation Cylinder deactivation system timing control synchronization
US6904752B2 (en) * 2001-11-30 2005-06-14 Delphi Technologies, Inc. Engine cylinder deactivation to improve the performance of exhaust emission control systems
US6647947B2 (en) 2002-03-12 2003-11-18 Ford Global Technologies, Llc Strategy and control system for deactivation and reactivation of cylinders of a variable displacement engine
US20040113731A1 (en) 2002-10-09 2004-06-17 David Moyer Electromagnetic valve system
US6931839B2 (en) * 2002-11-25 2005-08-23 Delphi Technologies, Inc. Apparatus and method for reduced cold start emissions
US7805927B2 (en) 2003-06-17 2010-10-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Diesel engine displacement on demand
US7370627B2 (en) * 2004-03-01 2008-05-13 Electro-Motive Diesel, Inc. Optimized low emission two-stroke internal combustion diesel engine
US7234455B2 (en) * 2005-09-02 2007-06-26 Ford Global Technologies, Llc Robust maximum engine torque estimation
US7421836B2 (en) * 2005-09-02 2008-09-09 Ford Global Technologies, Llc Air/fuel ratio validation for lean burn
TWI274104B (en) 2005-12-13 2007-02-21 Ind Tech Res Inst Multi-stage variable displacement engine
US7484484B2 (en) * 2006-03-14 2009-02-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Cylinder deactivation apparatus incorporating a distributed accumulator
US7523734B2 (en) 2006-05-15 2009-04-28 Gm Global Technology Operations, Inc. System to reduce crankshaft speed variations
US7930087B2 (en) 2006-08-17 2011-04-19 Ford Global Technologies, Llc Vehicle braking control
US7377249B1 (en) 2007-03-19 2008-05-27 Delphi Technologies, Inc. Outward-opening gas-exchange valve system for an internal combustion engine
US20080271709A1 (en) 2007-05-02 2008-11-06 Dingle Philip J G Combustion engine technology
US8650860B2 (en) 2007-05-31 2014-02-18 Caterpillar Inc. Catalyst temperature control system for a hybrid engine
US8020525B2 (en) 2007-07-12 2011-09-20 Ford Global Technologies, Llc Cylinder charge temperature control for an internal combustion engine
JP2009293613A (ja) * 2008-05-08 2009-12-17 Toyota Motor Corp 内燃機関の動弁システム
KR20090126619A (ko) * 2008-06-04 2009-12-09 현대자동차주식회사 차량의 씨 디 에이 장치 진단시스템 및 그 방법
US8776502B2 (en) 2008-07-03 2014-07-15 Donaldson Company, Inc. System and method for regenerating an auxiliary power unit exhaust filter
US8622036B2 (en) 2009-01-26 2014-01-07 GM Global Technology Operations LLC Engine including cylinder deactivation assembly and method of control
US9194261B2 (en) * 2011-03-18 2015-11-24 Eaton Corporation Custom VVA rocker arms for left hand and right hand orientations
US8667953B2 (en) * 2009-10-14 2014-03-11 GM Global Technology Operations LLC Cylinder deactivation to reduce fuel enrichment after fuel cutoff modes
JP5660847B2 (ja) 2010-10-20 2015-01-28 三菱重工業株式会社 ディーゼルエンジンの排気浄化装置
US8943803B2 (en) 2010-10-27 2015-02-03 Caterpillar Inc. Power system with cylinder-disabling strategy
US9062584B2 (en) * 2010-12-31 2015-06-23 Cummins, Inc. Hybrid engine aftertreatment thermal management strategy
US8813723B2 (en) * 2011-05-20 2014-08-26 GM Global Technology Operations LLC System and method for detecting a stuck fuel injector
WO2013063607A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-02 Mil-Spec Magnetics, Inc. Multi-displacement engine
DE102011086622B4 (de) * 2011-11-18 2022-08-18 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum Abschalten und zum Aktivieren eines Zylinders einer Brennkraftmaschine
JP5854126B2 (ja) 2012-03-22 2016-02-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US9328672B2 (en) 2012-07-31 2016-05-03 Tula Technology, Inc. Engine braking controller
US9222420B2 (en) * 2012-08-02 2015-12-29 Ford Global Technologies, Llc NOx control during cylinder deactivation
US9458780B2 (en) * 2012-09-10 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for controlling cylinder deactivation periods and patterns
US9638121B2 (en) * 2012-08-24 2017-05-02 GM Global Technology Operations LLC System and method for deactivating a cylinder of an engine and reactivating the cylinder based on an estimated trapped air mass
DE102012017275A1 (de) 2012-08-31 2014-03-06 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Steuerungseinrichtung zur momentneutralen Umschaltung einer aufladbaren Brennkraftmaschine
JP2014070624A (ja) 2012-10-01 2014-04-21 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気通路構造
US9157339B2 (en) 2012-10-05 2015-10-13 Eaton Corporation Hybrid cam-camless variable valve actuation system
US20140110130A1 (en) 2012-10-24 2014-04-24 Weatherford/Lamb, Inc. Anchor Latch on Off For Sucker Rods
US9181830B2 (en) 2012-12-12 2015-11-10 Caterpillar Inc. After-treatment system and method for six-stroke combustion cycle
EP2943672B1 (en) 2013-01-09 2019-05-15 Cummins IP, Inc. Thermal management control using limited bank operation
US9581097B2 (en) 2014-01-08 2017-02-28 Tula Technology, Inc. Determination of a high pressure exhaust spring in a cylinder of an internal combustion engine
US10161336B2 (en) 2013-06-05 2018-12-25 Ford Global Technologies, Llc System and method for determining valve operation
EP3039256B1 (en) 2013-08-30 2018-03-21 Eaton Corporation Method for optimizing response time of hydraulic latch-pin in cylinder deactivation rocker arm
JP2016532058A (ja) 2013-09-18 2016-10-13 トゥラ テクノロジー インコーポレイテッドＴｕｌａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ． ダイナミックスキップファイアリングエンジンにおける安全な弁活動化のためのシステムおよび方法
US10001044B2 (en) 2013-12-24 2018-06-19 Doosan Infracore Co., Ltd. Exhaust gas post-processing apparatus and control method therefor
SE537928C2 (sv) 2014-01-15 2015-11-24 Scania Cv Ab Förfarande och system för styrning av temperatur för ett avgasbehandlingssystem
US9273622B2 (en) * 2014-03-07 2016-03-01 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for pre-ignition control in a variable displacement engine
US9605601B2 (en) 2014-07-07 2017-03-28 Ford Global Technologies, Llc System and method for selective cylinder deactivation
GB2528259B (en) * 2014-07-14 2020-06-03 Ford Global Tech Llc Selectively deactivatable engine cylinder
US9297320B2 (en) 2014-07-25 2016-03-29 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for exhaust catalyst temperature control
US9863337B2 (en) 2014-10-31 2018-01-09 GM Global Technology Operations LLC Systems for regeneration of a gasoline particulate filter
US9631668B2 (en) 2015-03-24 2017-04-25 Caterpillar Inc. Washer member in valve housing of engine
DE112016003825T5 (de) 2015-09-25 2018-05-24 Eaton Intelligent Power Limited Steuerung und verfahren zur zylinderabschaltung
DE112016005174T5 (de) 2015-11-11 2018-07-26 Tula Technology, Inc. Abgastemperatursteuerung für einen Magerverbrennungsmotor
WO2017117289A1 (en) 2015-12-28 2017-07-06 Eaton Corporation Cylinder deactivation and engine braking for start or stop harmonics management
US10337444B2 (en) 2016-06-09 2019-07-02 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling fuel for reactivating engine cylinders
EP3500745A1 (en) 2016-08-17 2019-06-26 Eaton Intelligent Power Limited Friction mitigation in cylinder deactivation
US11187162B2 (en) 2016-08-17 2021-11-30 Eaton Intelligent Power Limited Extended coast and controlled deceleration using cylinder deactivation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120221217A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 Cummins Intellectual Property, Inc. System and method of cylinder deactivation for optimal engine torque-speed map operation
CN104047655A (zh) * 2013-02-22 2014-09-17 伊顿公司 用于左侧和右侧方位的定制vva摇臂
CN204082242U (zh) * 2013-02-22 2015-01-07 伊顿公司 改进的摇臂组件
CN103089364A (zh) * 2013-02-28 2013-05-08 长城汽车股份有限公司 用于发动机的可变气门升程驱动装置的致动机构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113661316A (zh) * 2019-04-04 2021-11-16 卡明斯公司 具有气缸停用控制的内燃发动机的循环应用
CN113661316B (zh) * 2019-04-04 2024-03-08 卡明斯公司 具有气缸停用控制的内燃发动机的循环应用
CN113915040A (zh) * 2021-12-14 2022-01-11 潍柴动力股份有限公司 一种发动机的点火控制方法、装置、设备及存储介质

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