CN110733490A - 用于操作发动机的方法和系统 - Google Patents

Abstract

描述了用于操作发动机的方法和系统，所述发动机包括用于调节发动机压缩比的压缩比连杆机构。所述系统和方法提供了基于预测或预期的发动机工况来改变发动机压缩比的不同方式。在一个示例中，预测或预期的发动机工况可以包括预测或预期的变速器换挡。

Description

用于操作发动机的方法和系统

技术领域

本说明书涉及用于操作内燃发动机的方法和系统。所述方法和系统对于减小发动机爆震的可能性可能特别有用。

背景技术

发动机可以包括用于改变发动机压缩比的致动器。通过改变发动机压缩比，有可能可以提高发动机效率。在一个示例中，在较高的发动机转速和负荷下，可以在发动机中提供较低的压缩比，以减小发动机爆震的可能性。当发动机爆震的可能性较低时，可以在较低的发动机负荷下在同一发动机中提供较高的压缩比，以增大发动机效率。当发动机在中间负荷水平下操作时，压缩比可以被设置为在高压缩比和低压缩比之间的中间值。然而，即使在可变压缩的情况下，发动机也可能在一些状况期间爆震。因此，可能期望提供一种减小可变压缩比发动机的发动机爆震可能性的方法，所述可变压缩比发动机包括用于调节发动机压缩比的致动器。

发明内容

发明人在此已经认识到上述问题，并且已经开发了一种发动机操作方法，包括：响应于当前发动机转速和发动机负荷，经由控制器调节发动机压缩比；经由所述控制器预测变速器从第一挡位到第二挡位的换挡；以及响应于基于所述变速器的预测的换挡的发动机转速和发动机负荷，经由所述控制器调节发动机压缩比。

通过预测或预估变速器换挡预计发生的时刻，有可能可以提供减小发动机爆震的可能性的技术结果，所述发动机爆震可能与由于变速器换挡引起的发动机负荷变化相关。具体地，发动机压缩比(CR)可以在变速器升挡之前减小，使得当变速器换挡完成时发动机处于较低的压缩比，使得由变速器换挡引起的发动机负荷的增大可以不引起发动机爆震。相反，当变速器降挡时，发动机压缩比可以维持在较低水平，直到变速器换挡完成，因为发动机可以在发动机效率不显著降低的情况下在较短的时间段内以较低的压缩比操作。

本说明书可以提供若干优点。具体地，所述方法可以在变速器换挡之前和之后提供改进的发动机爆震控制。此外，所述方法预测或预计变速器换挡事件，使得可以操作压缩比装置以提高发动机效率并减轻发动机爆震。此外，所述方法可以减小当变速器在固定齿轮比之间换挡时可能由操作压缩比改变装置引起的传动系扭矩扰动的可能性。

当单独或结合附图理解时，从下面的“具体实施方式”中，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将变得显而易见。

应当理解，提供以上发明内容部分是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式部分中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决以上或本公开中任何部分所指出的任何缺点的实现方式。

附图说明

当单独或参考附图理解时，通过阅读本文中称为具体实施方式的实施例的示例，将更全面地理解本文描述的优点，在附图中：

图1是发动机的示意图；

图2是包括图1的发动机的传动系的示意图；

图3A和图3B示出了在两个位置的发动机压缩比改变连杆机构；

图4示出了示例变速器换挡规律的曲线图；

图5示出了示例发动机压缩比映射图的曲线图；

图6示出了根据图7至图11的方法的示例发动机操作序列的曲线图；并且

图7至图11示出了用于操作可变压缩比发动机的示例方法的流程图。

具体实施方式

本说明书涉及操作可变压缩比发动机和改变发动机压缩比以减小发动机爆震的可能性并减小传动系扭矩扰动的可能性。发动机可以是图1中所示的类型，或者它可以是柴油发动机。发动机可以结合到具有如图2所示变速器的传动系中。发动机可以包括一个或多个气缸压缩比改变连杆机构，如图3A和图3B所示。变速器可以根据如图4所示的换挡规律进行换挡。如图5的压缩比映射图所示，发动机压缩比可以改变。发动机可以根据图7至图11的方法操作，以提供图6所示的操作序列。

参考图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，所述内燃发动机包括多个气缸，其中一个气缸在图1中示出。控制器12从图1至图3B所示的各种传感器接收信号，并且基于接收到的信号和存储在控制器12的存储器中的指令，采用图1至图3B所示的致动器来调节发动机和动力传动系统或传动系的操作。

发动机10由气缸盖35和缸体33组成，其包括燃烧室30和气缸壁32。活塞36定位在其中，并且其经由与曲轴40的连接而与杆117一起往复运动。飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动机96(例如，低压(以小于30伏操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地推进小齿轮95以接合环形齿轮99。起动机96可以直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以通过皮带或链条选择性地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴40时处于基本状态。

燃烧室30示出为通过相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53来操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。可以通过气门激活装置59选择性地激活和停用进气门52。可以通过气门激活装置58选择性地激活和停用排气门54。气门激活装置58和59可以是机电装置。

燃料喷射器66被示出为被定位成将燃料直接喷射到气缸30中，这是本领域技术人员已知的直接喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送到燃料喷射器66。在一个示例中，高压双级燃料系统可以用于产生更高的燃料压力。

此外，进气歧管44示出为与涡轮增压器压缩机162和发动机进气口42连通。在其他示例中，压缩机162可以是机械增压器压缩机。轴161将涡轮增压器涡轮164机械地联接到涡轮增压器压缩机162。可选的电子节气门62调节节流板64的位置以控制从压缩机162到进气歧管44的空气流量。增压室45中的压力可以被称为节气门入口压力，因为节气门62的入口在增压室45内。节气门出口位于进气歧管44中。在一些示例中，节气门62和节流板64可以位于进气门52与进气歧管44之间，使得节气门62是进气道节气门。压缩机再循环阀47可以被选择性地调节到完全打开与完全关闭之间的多个位置。可以经由控制器12调节废气门163，以允许排气选择性地绕过涡轮164以控制压缩机162的转速。空气滤清器43清洁进入发动机进气口42的空气。

无分电器点火系统88响应控制器12的火花正时信号，经由点火线圈89和火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出为联接到催化转化器70上游的排气歧管48。或者，可以用双态排气氧传感器代替UEGO传感器126。

可以经由调节火花正时、经由燃料喷射器供应的燃料量、燃料正时、节流板位置、进气门和排气门正时、增压压力、火花能量和供应到发动机的空气量来调节发动机扭矩。因此，可以经由调节诸如点火线圈89的致动器的操作、节气门62的位置、废气门163的位置、压缩机再循环阀47的位置、进气门激活装置59和排气门激活装置58来调节发动机扭矩。

在一个示例中，转化器70可以包括多个催化剂砖。在另一个示例中，可使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个催化剂砖。在一个示例中，转化器70可以是三元催化器。

控制器12在图1中示出为常规微型计算机，包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106(例如，非暂时性存储器)、随机存取存储器108、保活存储器110和常规数据总线。除了先前讨论的那些信号之外，还示出了控制器12从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；联接到加速踏板130的位置传感器134，用于感测由人脚132所施加的力；联接到制动踏板150的位置传感器154，用于感测由人脚132所施加的力；来自联接到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)测量结果：来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入发动机的空气质量的测量结果；以及来自传感器68的节气门位置测量结果。还可以感测气压(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的一个优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每转中产生预定数量的等间隔脉冲，由此可以确定发动机转速(RPM)。此外，控制器12可以与人/机接口91通信以指示诊断状态并向车辆乘员提供反馈。

在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环，所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常，在进气冲程期间，排气门54关闭，进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30，并且活塞36运动到气缸的底部，以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸底部并在其冲程结束时(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。

在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖运动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程结束时并且最靠近气缸盖的点(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在下文称为点火的过程中，喷射的燃料由诸如火花塞92之类的已知点火装置点燃，从而引起燃烧。

在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将经燃烧的空气燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。应当注意，以上仅作为示例示出，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，例如以提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他示例。

图2是包括动力传动系统或传动系200的车辆225的框图。图2的动力传动系统包括图1中示出的发动机10。动力传动系统200被示出为包括车辆系统控制器255、发动机控制器12、变速器控制器254和制动器控制器250。控制器可以通过控制器局域网(CAN)299进行通信。控制器中的每一个可以向其他控制器提供信息，诸如：扭矩输出极限(例如，装置或部件的被控制以不被超过的扭矩输出)、扭矩输入极限(例如，装置或部件的被控制以不被超过的扭矩输入)、被控制的装置的扭矩输出、传感器和致动器数据、诊断信息(诸如，关于劣化的变速器的信息、关于劣化的发动机的信息、关于劣化的制动器的信息)。此外，车辆系统控制器255可以向发动机控制器12、变速器控制器254和制动器控制器250提供命令，以实现驾驶员输入请求和基于车辆工况的其他请求。

例如，响应于驾驶员释放加速踏板和车速，车辆系统控制器255可以请求期望的车轮扭矩或车轮功率水平，以提供期望的车辆减速率。期望的车轮扭矩可以由车辆系统控制器255向制动控制器250请求制动扭矩来提供。

在其他示例中，控制动力传动系统装置的分区可以以不同于图2中所示出的方式进行划分。例如，单个控制器可代替车辆系统控制器255、发动机控制器12、变速器控制器254和制动器控制器250。替代地，车辆系统控制器255和发动机控制器12可以是单个单元，而变速器控制器254和制动器控制器250是独立的控制器。

在所述示例中，动力传动系统200可以由发动机10提供动力。发动机10可用图1中所示出的发动机起动系统来起动。另外，发动机10的扭矩可以经由诸如燃料喷射器、节气门等扭矩致动器204来调节。

发动机输出扭矩可以被传输到变矩器206。变矩器206包括涡轮286以将扭矩输出到输入轴270。变速器输入轴270将变矩器206机械地联接到自动变速器208。变矩器206还包括变矩器旁路锁止离合器212(TCC)。当TCC被锁定时，扭矩从泵轮285直接传递到涡轮286。TCC由控制器254电动地操作。或者，TCC可以是液压锁定的。在一个示例中，变矩器可以被称为变速器的部件。

当变矩器锁止离合器212完全脱离接合时，变矩器206通过变矩器涡轮286与变矩器泵轮285之间的流体传递将发动机扭矩传递到自动变速器208，从而实现扭矩倍增。相反，当变矩器锁止离合器212完全接合时，发动机输出扭矩经由变矩器离合器直接传递到自动变速器208的输入轴270。替代地，变矩器锁止离合器212可以部分地接合，从而能够调节传送到变速器的扭矩量。变速器控制器254可以被配置成通过响应于各种发动机操作条件或根据基于驾驶员的发动机操作请求而调节变矩器锁止离合器来调节由变矩器212传输的扭矩量。变矩器206还包括机械驱动泵283，机械驱动泵对流体加压以操作挡位离合器211。泵283经由泵轮285驱动，泵轮以与发动机10相同的速度旋转。

自动变速器208包括挡位离合器(例如，挡位1至10)211和前进离合器210。自动变速器208为固定阶梯传动比变速器。挡位离合器211和前进离合器210可以选择性地接合，以改变输入轴270的实际总转数与车轮216的实际总转数的比率。通过经由换挡控制电磁阀209调节供应到挡位离合器的流体，可以使挡位离合器211接合或断开。来自自动变速器208的扭矩输出也可以经由输出轴260传送到车轮216，以推进车辆。具体地，自动变速器208可以响应于车辆行驶条件而在输入轴270处传递输入驱动扭矩，然后将输出驱动扭矩传输到车轮216。变速器控制器254选择性地激活或接合TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。变速器控制器还选择性地停用或断开TCC 212、挡位离合器211和前进离合器210。当变速器208接合在驻车挡时，变速器控制器254从挡位离合器211移除加压流体。此外，当变速器换挡器213处于驻车位置时，变速器控制器254接合驻车棘爪268以减小变速器轴移动和车辆移动。换挡器的位置(例如，驻车挡、空挡或行驶挡)可以经由换挡器位置传感器214来指示。当变速器208被命令停车时，停车棘爪268可以接合输出轴260或变速器208内的齿轮。致动器267可以通过经由控制器12发送的命令接合或脱离驻车棘爪268。

此外，可以通过接合摩擦车轮制动器218将摩擦力施加到车轮216。在一个示例中，摩擦车轮制动器218可以响应于驾驶员将他/她的脚压在制动踏板(未示出)上和/或响应于制动器控制器250内的指令而接合。另外，制动器控制器250可以响应于由车辆系统控制器255给出的信息和/或请求而应用制动器218。以相同的方式，通过响应于驾驶员将他的脚从制动踏板释放、制动器控制器指令、和/或车辆系统控制器指令和/或信息而使车轮制动器218脱离接合，可以减小对车轮216的摩擦力。例如，作为自动发动机停止程序的一部分，车辆制动器可以通过控制器250向车轮216施加摩擦力。

响应于使车辆225加速的请求，车辆系统控制器可以从加速踏板或其他装置获得驾驶员需求扭矩或动力请求。然后，车辆系统控制器255响应于驾驶员需求扭矩命令发动机10。车辆系统控制器255从发动机控制器12请求发动机扭矩。如果发动机扭矩小于变速器输入扭矩极限(例如，不应超过的阈值)，则扭矩被输送到变矩器206，变矩器随后将所请求的扭矩的至少一部分传送给变速器输入轴270。变速器控制器254响应于可以基于输入轴扭矩和车速的换挡规律和TCC锁止规律而选择性地锁定变矩器离合器212并通过挡位离合器211接合挡位。

因此，各种动力传动系统部件的扭矩控制可以由车辆系统控制器255监控，其中对发动机10、变速器208和制动器218的局部扭矩控制经由发动机控制器12、变速器控制器254和制动器控制器250提供。

作为一个示例，可以通过控制节气门开度和/或气门正时、气门升程和涡轮增压或机械增压发动机的增压来调节火花正时、燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和/或进气的组合，从而控制发动机扭矩输出。在柴油发动机的情况中，控制器12可以通过控制燃料脉冲宽度、燃料脉冲正时和进气的组合来控制发动机扭矩输出。在所有情况下，可以逐缸执行发动机控制以控制发动机扭矩输出。

变速器控制器254经由位置传感器271接收变速器输入轴位置。变速器控制器254可以通过对来自位置传感器271的信号求导或者在预定时间间隔内对若干已知的角距离脉冲进行计数，将变速器输入轴位置转换成输入轴转速。变速器控制器254可以从扭矩传感器272接收变速器输出轴扭矩。或者，传感器272可以是位置传感器或扭矩和位置传感器。如果传感器272是位置传感器，则控制器254可以在预定时间间隔内对轴位置脉冲进行计数，以确定变速器输出轴转速。变速器控制器254还可以对变速器输出轴转速求导，以确定变速器输出轴加速度。变速器控制器254、发动机控制器12以及车辆系统控制器255还可以从传感器277接收另外的变速器信息，所述传感器可以包括但不限于泵输出管路压力传感器、变速器液压传感器(例如，挡位离合器流体压力传感器)、以及环境温度传感器。

制动器控制器250经由车轮转速传感器223接收车轮转速信息并从车辆系统控制器255接收制动请求。制动器控制器250还可以直接或通过CAN 299从图1所示的制动踏板传感器154接收制动踏板位置信息。制动器控制器250可以响应于来自车辆系统控制器255的车轮扭矩命令而提供制动。制动器控制器250还可以提供防滑和车辆稳定性制动，以改善车辆制动和稳定性。这样，制动控制器250可以向车辆系统控制器255提供车轮扭矩极限(例如，不得超过的阈值负车轮扭矩)。

图3A和图3B示出了改变发动机10压缩比的气缸压缩比改变连杆机构。图3A示出了在第一位置的压缩比改变连杆机构300，其增大气缸30的压缩比。图3B示出了处于第二位置的压缩比改变连杆机构300，其减小气缸30的压缩比。控制器12可以包括非暂时性可执行指令，以在所示位置和其他位置操作气缸压缩比改变连杆机构，以调节发动机压缩比。

连杆117被示出经由联接销302机械地联接到上连杆303。上连杆303联接到曲柄销304，并且曲柄销304是曲轴40的一部分。曲柄轴颈318经由发动机缸体33支撑，并且曲柄销304从曲柄轴颈318偏移。上连杆303经由联接销306机械地联接到下连杆315。下连杆315经由联接销308机械地联接到控制连杆316。马达312经由联接销309机械地联接到控制连杆316。马达312的轴310可以选择性地顺时针或逆时针旋转，以推进或缩回控制连杆316。控制器12可以选择性地向马达312提供电流，并且可以经由电流传感器350c监测电流。供应给马达312以维持控制连杆316的位置的电流可以指示施加到杆117的力，因为杆117机械地联接到控制连杆316。因此，马达312可以用作联接到控制连杆316的力传感器。在一些示例中，应变计350b可以机械地联接到下控制线315，以确定施加到杆117的力。替代地，应变计350a可以机械地联接到控制连杆316，以确定施加到杆117的力。

图3A示出了经由逆时针旋转的马达轴310处于延伸状态的控制连杆316，这导致上连杆303旋转，从而改变杆117和上连杆303之间的角度。图3B示出了经由顺时针旋转的马达轴310处于缩回状态的控制连杆316，这导致上连杆303旋转并改变杆117和上连杆303之间的角度。图3A示出了处于高压缩状态(例如，14:1的压缩比)的压缩比改变连杆机构300，而图3B示出了处于低压缩状态(例如，8:1的压缩比)的压缩比改变连杆机构300。

因此，图1至图3B的系统提供了一种车辆系统，其包括：发动机，其包括压缩比调节连杆机构；自动变速器，其联接到所述发动机；和控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，以根据增加或减小的加速踏板位置和所述自动变速器从第一挡位到第二挡位的预测换挡来经由所述压缩比调节连杆机构改变所述发动机压缩比。所述系统还包括在将所述自动变速器从所述第一挡位换挡到所述第二挡位之前改变所述发动机压缩比的附加指令。所述系统包括其中改变所述发动机压缩比包括减小所述发动机压缩比。所述系统还包括紧随将所述自动变速器从所述第一挡位换挡到所述第二挡位之后改变所述发动机压缩比的附加指令。所述系统包括其中改变所述发动机压缩比包括增大所述发动机压缩比。所述系统包括其中预测所述变速器的换挡包括预期加速踏板位置和预期车辆速度。

现在参考图4，示出了示例变速器换挡规律的曲线图。竖直轴线表示加速踏板位置，并且加速踏板位置在竖直轴线箭头的方向上增大(例如，进一步应用或压下)。水平轴线表示车辆速度，并且车辆速度沿水平轴线箭头方向增大。

实线402、404、406、409和410是变速器挡位升挡线，并且点划线401、403、405、407和408是变速器挡位降挡线。具体地，线402是1>2换挡的升挡曲线。线404是2>3换挡的升挡曲线。线406是3>4换挡的升挡线。线409是4>5换挡的升挡曲线。线410是5>6换挡的升挡曲线。线401是2>1换挡的降挡曲线。线403是3>2换挡的降挡曲线。线405是4>3换挡的降挡曲线。线407是5>4换挡的降挡曲线。线408是6>5换挡的降挡曲线。

如果当前时刻的加速踏板位置和车辆速度的交点与升挡曲线相交，则变速器升挡。如果当前时刻的加速踏板位置和车辆速度的交点与降挡曲线相交，则变速器降挡。

图4示出了加速踏板位置和车辆速度的改变可以如何用于预测、预期或预估换挡。特别地，如果加速踏板位置和车辆速度在第一时刻在点450处相交，并且在短时间之后加速踏板位置和车辆速度在451处相交，则加速踏板位置和车辆速度的改变率可以用于预估将在未来时间点453处的加速踏板位置和车辆速度。线452是点450和451之间的线的延伸，这允许预估到达点453的车辆速度和加速踏板位置。线452与线405相交的时刻是变速器响应于加速踏板位置和车辆速度而预计、预估或预期降挡的时刻。因此，如果换挡预估基于加速踏板从点450移动到451，则预估从4>3的降挡。图7的方法更详细地解释了换挡预估。

现在参考图5，示出了示例发动机压缩比映射图。在所述示例中，基于发动机负荷和发动机转速调节发动机压缩比。然而，在其他示例中，可以响应于其他发动机参数(例如，发动机扭矩和发动机转速)来调节发动机压缩比。

竖直轴线表示发动机负荷(例如，流过发动机的实际空气质量除以流过发动机的理论最大空气质量)，并且发动机负荷在竖直轴线箭头的方向上增大。水平轴线表示发动机转速并且发动机转速在水平轴线箭头方向上增大。

在较低的发动机转速和负荷下(例如，区域501)，发动机以较高的压缩比(例如，14:1)操作。在较高的发动机转速和负荷下(例如，区域503)，发动机以较低的压缩比(例如，8:1)操作。在中等发动机转速和负荷下(例如，区域505)，发动机以中等压缩比(例如，在14:1到8:1之间)操作。

现在参考图6，示出了显示预示的发动机操作序列的曲线图。可以经由图1至图3B的系统配合图7至图11的方法来提供图6的序列。图6的曲线图是时间对齐的，并且它们同时发生。时刻t0至t10处的竖直线表示序列中的感兴趣时间。控制器12可包括非暂时性可执行指令，以用于在图6的描述中示出且论述的状况下操作发动机。

图6的第一曲线图是加速踏板位置随时间变化的曲线图。竖直轴线表示加速踏板位置并且加速踏板位置在竖直轴线箭头的方向上增大。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。曲线602表示加速踏板位置。

图6的第二曲线图是发动机负荷随时间变化的曲线图。竖直轴线表示发动机负荷并且发动机负荷在竖直轴线箭头的方向上增大。迹线604表示发动机负荷。发动机负荷可以表示为范围从0到1的值，其中0没有发动机负荷并且1是全发动机负荷。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。

图6的第三曲线图是预测的、预估的或预期的变速器挡位方法对时间的曲线图。竖直轴线表示预测的、预估的或预期的变速器挡位，并且预测的、预估的或预期的变速器挡位沿竖直轴线表示。迹线606表示预测的、预估的或预期的变速器挡位。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。

图6的第四曲线图是接合的变速器挡位随时间变化的曲线图。竖直轴线表示接合的变速器，并且接合的变速器沿竖直轴线指示。迹线608表示接合的变速器。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。

图6的第五曲线图是发动机压缩比(CR)随时间变化的曲线图。竖直轴线表示发动机压缩比并且发动机压缩比在竖直轴线箭头的方向上增大。迹线610表示发动机压缩比。水平轴线表示时间，并且时间从图的左侧向图的右侧增加。

在时刻t0，加速踏板被大量压下，并且发动机负荷为高负荷。预测变速器挡位比为第4挡位，并且接合变速器挡位为第4挡位。发动机压缩比被设置为低值以减小发动机爆震的可能性。

在时刻t1处，人类驾驶员(未示出)开始释放加速踏板(例如，松加速踏板状况)，并且随着响应于加速踏板位置关闭发动机节气门(未示出)，发动机负荷开始下降。预测变速器挡位和接合的变速器挡位保持不变并且发动机压缩比保持低压缩比。

在时刻t2处，预测变速器挡位从第4挡位改变到第6挡位，指示预计升挡。如在方法700的描述中更详细地描述的，预测变速器挡位改变。加速踏板位置和发动机负荷继续下降并且变速器仍然接合在第4挡位。发动机压缩比不变。

在时刻t3处，接合的变速器挡位从第4挡位改变到第6挡位。即使发动机负荷减小，预测变速器挡位也保持在第6挡位并且发动机压缩比维持在低水平，使得在变速器换挡期间不进行压缩比的改变。这可以减小传动系扭矩扰动的可能性。发动机负荷短暂增大，因为挡位改变导致发动机转速减小和发动机负荷增大，以维持发动机扭矩。换挡完成后，压缩比开始改变到高压缩比，使得可以增大发动机效率。

在时刻t3和时刻t4之间，发动机压缩比从低压缩比改变到高压缩比。加速踏板位置和发动机负荷完成下降，然后保持在低水平。变速器保持接合在第6挡位，并且预测变速器挡位保持在第6挡位。

在时刻t4处，车辆速度下降(未示出)，因此预测变速器降挡到第5挡位。加速踏板保持不被应用并且发动机负荷保持为低负荷。变速器保持接合在第6挡位并且发动机压缩比保持为高压缩比。

在时刻t5处，由于发动机转速增大并且发动机扭矩(未示出)被维持，所以变速器接合的挡位从第6挡位改变到第5挡位，并且挡位改变使发动机负荷减小较小的量。加速踏板位置保持不变，并且预测变速器挡位保持在第5挡位。发动机压缩比保持高压缩比。

在时刻t6处，车辆速度继续下降(未示出)，因此预测变速器降挡到第4挡位。加速踏板保持不被应用并且发动机负荷保持为低负荷。变速器保持接合在第5挡位并且发动机压缩比保持为高压缩比。

在时刻t7处，由于发动机转速增大并且发动机扭矩(未示出)被维持，所以变速器接合的挡位从第5挡位改变到第4挡位，并且挡位改变使发动机负荷减小较小的量。加速踏板位置保持不变，并且预测变速器挡位保持在第4挡位。发动机压缩比保持高压缩比。

在时刻t7到时刻t8之间，预测变速器挡位从第4挡位改变到第3挡位，但是第3挡位未接合在变速器中。加速踏板位置保持不变并且发动机负荷在其由于在时刻t7处的换挡而改变之后保持为低负荷。

在时刻t8，人类驾驶员开始应用加速踏板并且发动机负荷开始增大。预测变速器挡位从第3挡位改变到第4挡位，并且变速器保持接合在第4挡位。发动机压缩比保持为高压缩比，但是基于发动机转速(未示出)和负荷将其调节到较低水平。

在时间t9，加速踏板位置继续升高并且发动机负荷继续升高。预计变速器升挡到第5挡位，并且变速器保持接合在第4挡位。基于预测的变速器挡位和加速踏板位置，发动机压缩比开始被调节到最低水平。预测的变速器挡位是升挡，使得升挡将导致较低的发动机转速和较高的发动机负荷，以在升挡之前维持发动机扭矩水平。减小发动机压缩比可以减小由于变速器换挡而可能发生的发动机爆震的可能性。在预测变速器挡位接合之前降低发动机压缩比，使得发动机可能不会由于变速器挡位改变而发生爆震。

在时刻t10处，第5挡位接合在变速器中，并且由于在加速踏板位置增大的同时变速器升挡，发动机负荷增大。发动机以低压缩比操作，并且预测变速器挡位保持在第5挡位。

这样，当换挡预计增大发动机负荷并且发动机在换挡之前以低压缩比操作时，可以在换挡之后改变发动机压缩比。替代地，当挡位改变预计增大发动机负荷并且发动机在挡位改变之前以高压缩比操作时，可以在挡位改变之前改变发动机压缩比，使得可以避免发动机爆震的可能性。

现在参考图7，示出了用于操作发动机的流程图。图7的方法的至少某些部分可以作为存储在图1至图3B中所示出的系统的非暂时性存储器中的可执行指令被并入。另外，图7的方法的某些部分可以作为由控制器执行的用以转换一个或多个装置的操作状态的操作或动作在物理世界中发生。本文描述的一些控制参数可以通过从本文描述的传感器和致动器接收输入来确定。图7的方法也可以提供图6中所示出的操作序列。此外，发动机可以在方法700中提到的条件下操作。发动机控制器还可以包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，以在方法700中提到的条件下操作发动机。

在702处，方法700确定车辆工况，包括但不限于车辆速度、加速踏板位置、发动机转速、发动机负荷和发动机温度。可以经由传感器确定各种车辆工况。方法700前进到704。

在704处，方法700判断加速踏板位置是否正在增大(例如，正在进一步踩下)。在一个示例中，方法700可以根据在两个不同时刻获取的加速踏板传感器输出来计算加速踏板位置的导数。如果导数的符号是正的，则方法700可以确定加速踏板位置正在增大。如果方法700确定加速踏板位置正在增大，则答案为是，并且方法700前进到图8的720。否则，方法700前进到706。

在706处，方法700判断加速踏板位置是否正在减小(例如，至少部分地被释放)。如果在704处确定的加速踏板位置的导数的符号为负，则方法700可以确定加速踏板位置正在减小。如果方法700确定加速踏板位置正在减小，则答案为是并且方法700前进到图9的740。否则，方法700前进到708。

在708处，方法预测、预估或预期待由变速器接合的下一挡位。在一个示例中，在第一时刻测量加速踏板位置和车辆速度(例如，加速踏板位置＝200计数并且车辆速度＝30Kph)。此外，方法700在第二时刻测量加速踏板位置和车辆速度(例如，加速踏板位置＝300计数并且车辆速度＝32Kph)。然后，方法700确定加速踏板位置的变化率和两点之间的车辆速度变化率。在所述示例中，当样本之间的时间为1秒时，加速器位置的变化率为100计数/秒(例如，(300-200计数)/1秒)。车辆加速度变化率为2Kph/秒(32-30Kph/1秒)。

下一个变速器挡位可以被预测为在未来预定时刻处(例如，距当前时刻2秒)。在一个示例中，所述预定时间量是压缩比致动器将发动机压缩比改变特定量(例如，权限的全部范围8:1至14:1或权限的部分范围8:1至12:1，或者反之亦然)所花费的时间量。因此，如果压缩比需要两秒钟才能完全前进，则方法700通过将两个当前测量点(例如，200计数/30Kph和300计数/32Kph)之间的线延长两秒钟来预测未来的变速器齿轮比。由于确定加速踏板位置正在以100计数/秒的速度变化，所以在未来两秒的加速踏板位置是300计数+2秒(100计数/秒)＝500计数。类似地，未来两秒的车辆速度为32Kph+2(2Kph/秒)＝36Kph。如果预测的加速踏板位置和预测的换挡规律中的车辆速度的交点与升挡曲线或降挡曲线相交，则预测变速器挡位是由升挡曲线或降挡曲线描述的挡位。如果预测的加速踏板位置和预测的车辆速度的交点跨越一个以上的升挡曲线或一个以上的降挡曲线，则预测变速器挡位是由在未来预定时间量处最接近预测的加速踏板位置和预测的车辆速度的升挡曲线或降挡曲线描述的挡位。例如，如果变速器接合在第四挡位中，并且预测加速踏板位置和车辆加速度通过4>3降挡曲线的边界，则通过方法700预测变速器挡位是第3挡位。相反，如果变速器接合在第四挡位中，并且预测加速踏板位置和车辆加速度通过4>5升挡曲线的边界，则通过方法700预测变速器挡位是第5挡位。图4经由点450、451和453以图形方式示出了这个概念。如果变速器接合在第四挡位中，并且预测加速踏板位置和车辆加速度没有通过升挡曲线或降挡曲线的边界，则通过方法700预测变速器挡位保持当前接合的挡位。方法700在预测变速器挡位之后前进到710。

在710处，方法700判断在预定时间量(例如，在708处描述的预定时间量)内是否预测到变速器挡位降挡。如果是这样，则答案为是，并且方法700前进到图10的750。否则，方法700前进到712。

在712处，方法700判断在预定时间量(例如，在708处描述的预定时间量)内是否预测到变速器挡位升挡。如果是这样，则答案为是，并且方法700前进到图11的770。否则，方法700前进到714。

在714处，方法700响应于发动机转速和负荷来调节发动机压缩比。在一个示例中，方法700将发动机压缩比调节到如图5中所示的映射图中定义的压缩比。可以经由如图3A和图3B所示的致动器和控制器12来调节发动机压缩比。因此，当发动机转速和负荷变化时，可以增大或减小发动机压缩比以改善发动机效率。方法700继而退出。

在720处，方法700预测、预估或预期待由变速器接合的下一挡位。在一个示例中，如在708处所描述的，预测下一变速器挡位。方法700在预测变速器挡位之后前进到721。

在721处，方法700判断在预定时间量(例如，在708处描述的预定时间量)内是否预测到变速器挡位升挡。如果是这样，则回答为是，并且方法700前进到722。否则，方法700前进到730。

在722处，方法700估计紧随预测的升挡之后发动机负荷和发动机转速将是多少。在一个示例中，方法700通过将紧随升挡之后预测的车辆速度(例如，在720处预测的车辆速度)除以预测的挡位和车辆的车桥的组合比率来估计紧随预测的升挡之后的发动机转速。然后将结果除以轮胎在单次旋转中行进的距离。可以经由查找表来确定预测发动机负荷，所述查找表由紧随换挡之前的发动机转速和发动机扭矩来参考。针对发动机空燃比和火花正时修改来自所述表的发动机负荷输出。例如，预测发动机负荷＝f(预测_发动机_转速，发动机_扭矩)，其中f是输出发动机扭矩的经验确定值的函数，预测_发动机_转速是预测发动机转速(例如，紧随换挡之后的发动机转速)，发动机_扭矩是换挡之前的发动机扭矩。在一个示例中，可以经由操作连接到测力计的发动机并且监测发动机转速、发动机负荷和发动机扭矩来确定函数f中的值。方法700在确定预测的发动机转速和负荷值之后前进到723。

在723处，方法700确定在未来预定时刻处的预测发动机压缩比。预测发动机压缩比基于在722处确定的预测发动机负荷和速度。在一个示例中，预测发动机负荷和速度作为索引或参考值被应用到发动机压缩比映射图(例如，如图5所示)中，并且发动机压缩比映射图输出发动机压缩比值。所述操作可以表示为发动机CR＝ENG_CR(预测发动机转速，预测发动机负荷)，其中CR是预测发动机压缩比，ENG_CR是发动机压缩比映射图，并且预测发动机转速和负荷是用于参考函数或表ENG_CR的参数。方法700前进到724。

在724处，方法700估计在未来预定时刻处将发动机压缩比从其当前值移动到预测发动机压缩比所花费的时间量。在一个示例中，描述发动机压缩比的移动的函数由发动机压缩比从其当前值到其预测值的改变来参考。例如，如果当前发动机压缩比为8:1并且预测的发动机压缩比为10:1，则描述发动机压缩比的移动的函数经由2:1的值(例如，10:1-8:1＝2:1)被参考或索引。所述操作可以被描述为改变发动机压缩比＝CR_time(CR_Δ)的时间量，其中CR_time是输出改变发动机压缩比的时间量的函数并且CR_Δ是压缩比(例如，2:1)的改变。函数CR_time中的值可以经由操作发动机、要求压缩比改变、以及记录压缩比改变装置将发动机压缩比从其初始值改变到其要求值所花费的时间量来确定。方法700在估计改变发动机压缩比的时间之后前进到725。

在725处，当到预测的变速器换挡开始的时间量等于将发动机压缩比从其当前值移动到预测的发动机压缩比(例如，基于紧随升挡之后的发动机转速和负荷的发动机压缩比)所花费的时间加上阈值时间量时，方法700开始将发动机压缩比从其当前值改变到预测值。例如，如果需要0.5秒来将发动机压缩比从其当前值14:1移动到预测的发动机压缩比8:1(例如，基于紧随当前升挡之后的发动机转速和负荷的发动机压缩比)，并且预测的变速器升挡在未来2秒，则发动机压缩比在未来1.5秒减去阈值时间量(例如，确保压缩比改变完成的时间量(例如，0.1秒))开始改变。因此，如果预测变速器从当前时间在未来2秒换挡，需要0.5秒来改变发动机压缩比，并且阈值时间量为0.1秒，则压缩比在未来的1.4秒开始改变到预测值。在变速器升挡之前完成压缩比改变，以减小发动机爆震的可能性。方法700前进到726。

在726处，当发动机转速和加速踏板位置与变速器换挡规律中的换挡曲线相交时，方法700将变速器换挡到预测的挡位或新的挡位。方法700在变速器升挡之后继而退出。

在730处，方法700判断在预定时间量(例如，在708处描述的预定时间量)内是否预测到变速器挡位降挡。如果是这样，则回答为是，并且方法700前进到731。否则，方法700前进到736。

在731处，方法700估计紧随预测的降挡之后发动机负荷和发动机转速将是多少。在一个示例中，方法700通过将紧随升挡之后预测的车辆速度(例如，在720处预测的车辆速度)除以预测的挡位和车辆的车桥的组合比率来估计紧随预测的升挡之后的发动机转速。然后将结果除以轮胎在单次旋转中行进的距离。可以经由查找表来确定预测发动机负荷，所述查找表由紧随换挡之前的发动机转速和发动机扭矩来参考。针对发动机空燃比和火花正时修改来自所述表的发动机负荷输出。例如，预测发动机负荷＝f(预测_发动机_转速，发动机_扭矩)，其中f是输出发动机扭矩的经验确定值的函数，预测_发动机_转速是预测发动机转速(例如，紧随换挡之后的发动机转速)，发动机_扭矩是换挡之前的发动机扭矩。在一个示例中，可以经由操作连接到测力计的发动机并且监测发动机转速、发动机负荷和发动机扭矩来确定函数f中的值。方法700在确定预测的发动机转速和负荷值之后前进到732。

在732处，方法700确定在未来预定时刻处的预测发动机压缩比。预测发动机压缩比基于在731处确定的预测发动机负荷和速度。在一个示例中，预测发动机负荷和速度作为索引或参考值被应用到发动机压缩比映射图(例如，如图5所示)中，并且发动机压缩比映射图输出发动机压缩比值。所述操作可以表示为发动机CR＝ENG_CR(预测发动机转速，预测发动机负荷)，其中CR是预测发动机压缩比，ENG_CR是发动机压缩比映射图，并且预测发动机转速和负荷是用于参考函数或表ENG_CR的参数。方法700前进到733。

在733处，方法700估计在未来预定时刻处将发动机压缩比从其当前值移动到预测发动机压缩比所花费的时间量。在一个示例中，描述发动机压缩比的移动的函数如前所描述由发动机压缩比从其当前值到其预测值的改变来参考。方法700在估计改变发动机压缩比的时间之后前进到734。

在734处，当到预测的变速器降挡开始的时间量等于将发动机压缩比从其当前值移动到预测的发动机压缩比(例如，基于紧随升挡之后的发动机转速和负荷的发动机压缩比)所花费的时间加上阈值时间量时，方法700开始将发动机压缩比从其当前值改变到预测值。因此，如果预测变速器从当前时间在未来2秒换挡，需要0.5秒来改变发动机压缩比，并且阈值时间量为0.1秒，则压缩比在未来的1.4秒开始改变到预测值。在变速器降挡之前完成压缩比改变以减小发动机爆震的可能性。方法700前进到735。

在735处，当发动机转速和加速踏板位置与变速器换挡规律中的换挡曲线相交时，方法700将变速器换挡到预测的挡位或新的挡位。方法700在变速器降挡之后继而退出。

在736处，方法700响应于发动机转速和负荷来调节发动机压缩比。在一个示例中，方法700将发动机压缩比调节到如图5中所示的映射图中定义的压缩比。可以经由如图3A和图3B所示的致动器和控制器12来调节发动机压缩比。因此，当发动机转速和负荷变化时，可以增大或减小发动机压缩比以改善发动机效率。方法700继而退出。

在740处，方法700预测、预估或预期待由变速器接合的下一挡位。在一个示例中，如在708处所描述的，预测下一变速器挡位。方法700在预测变速器挡位之后前进到741。

在741处，方法700判断在预定时间量(例如，在708处描述的预定时间量)内是否预测到变速器挡位升挡。如果是这样，则回答为是，并且方法700前进到742。否则，方法700前进到747。

在742处，方法700估计紧随预测的升挡之后发动机负荷和发动机转速将是多少。在一个示例中，方法700通过将紧随升挡之后预测的车辆速度(例如，在720处预测的车辆速度)除以预测的挡位和车辆的车桥的组合比率来估计紧随预测的升挡之后的发动机转速。然后将结果除以轮胎在单次旋转中行进的距离。可以通过在未来预定时刻处经由加速踏板位置和车辆速度的函数将加速踏板位置转换成发动机扭矩来确定预测发动机负荷。一旦预测发动机扭矩被确定，就可以经由将预测发动机负荷描述为预测发动机转速和预测发动机扭矩的函数的函数或表来确定预测发动机负荷。方法700在确定预测的发动机转速和负荷值之后前进到743。

在743处，方法700确定在未来预定时刻处的预测发动机压缩比。预测发动机压缩比基于在742处确定的预测发动机负荷和速度。在一个示例中，预测发动机负荷和速度作为索引或参考值被应用到发动机压缩比映射图(例如，如图5所示)中，并且发动机压缩比映射图输出发动机压缩比值。方法700前进到744。

在744处，方法700防止发动机压缩比在预测变速器换挡之前的预定时间量开始改变。例如，如果预测变速器换挡在2秒后，则发动机压缩比可能不会在预测变速器换挡的0.5秒内调节。这可以减小换挡期间传动系扭矩扰动的可能性。方法700前进到745。

在745处，当发动机转速和加速踏板位置与变速器换挡规律中的换挡曲线相交时，方法700将变速器换挡到预测的挡位或新的挡位。方法700在变速器升挡之后前进到746处。

在746处，方法700在预测的变速器升挡之后基于当前发动机转速和发动机负荷开始将发动机压缩比从其当前值改变。方法700在调节发动机压缩比之后继而退出。

在747处，方法700响应于发动机转速和负荷来调节发动机压缩比。在一个示例中，方法700将发动机压缩比调节到如图5中所示的映射图中定义的压缩比。可以经由如图3A和图3B所示的致动器和控制器12来调节发动机压缩比。因此，当发动机转速和负荷变化时，可以增大或减小发动机压缩比以改善发动机效率。方法700继而退出。

在750处，方法700判断发动机负荷是否小于阈值发动机负荷。如果是这样，则回答为是，并且方法700前进到751。否则，方法700前进到760。

在751处，方法700防止发动机压缩比在预测变速器换挡之前的预定时间量开始改变。例如，如果预测变速器换挡在2秒后，则发动机压缩比可能不会在预测变速器换挡的0.5秒内调节。这可以减小换挡期间传动系扭矩扰动的可能性。方法700前进到752。

在752处，当发动机转速和加速踏板位置与变速器换挡规律中的换挡曲线相交时，方法700将变速器换挡到预测的挡位或新的挡位。方法700在变速器降挡后前进到753。

在753处，方法700在预测的变速器降挡之后基于当前发动机转速和发动机负荷开始将发动机压缩比从其当前值改变。方法700在调节发动机压缩比之后继而退出。

在760处，方法700估计紧随预测的降挡之后发动机负荷和发动机转速将是多少。在一个示例中，方法700通过将紧随升挡之后预测的车辆速度(例如，在720处预测的车辆速度)除以预测的挡位和车辆的车桥的组合比率来估计紧随预测的升挡之后的发动机转速。然后将结果除以轮胎在单次旋转中行进的距离。可以通过在未来预定时刻处经由加速踏板位置和车辆速度的函数将加速踏板位置转换成发动机扭矩来确定预测发动机负荷。一旦预测发动机扭矩被确定，就可以经由将预测发动机负荷描述为预测发动机转速和预测发动机扭矩的函数的函数或表来确定预测发动机负荷。方法700在确定预测的发动机转速和负荷值之后前进到761。

在761处，方法700确定在未来预定时刻处的预测发动机压缩比。预测发动机压缩比基于在760处确定的预测发动机负荷和速度。在一个示例中，预测发动机负荷和速度作为索引或参考值被应用到发动机压缩比映射图(例如，如图5所示)中，并且发动机压缩比映射图输出发动机压缩比值。方法700前进到762。

在762处，方法700估计在未来预定时刻处将发动机压缩比从其当前值移动到预测发动机压缩比所花费的时间量。在一个示例中，描述发动机压缩比的移动的函数由发动机压缩比从其当前值到其预测值的改变来参考。所述操作可以被描述为改变发动机压缩比＝CR_time(CR_Δ)的时间量，其中CR_time是输出改变发动机压缩比的时间量的函数并且CR_Δ是压缩比(例如，2:1)的改变。函数CR_time中的值可以经由操作发动机、要求压缩比改变、以及记录压缩比改变装置将发动机压缩比从其初始值改变到其要求值所花费的时间量来确定。方法700在估计改变发动机压缩比的时间之后前进到763。

在763处，当到预测的变速器换挡开始的时间量等于将发动机压缩比从其当前值移动到预测的发动机压缩比(例如，基于紧随降挡之后的发动机转速和负荷的发动机压缩比)所花费的时间加上阈值时间量时，方法700开始将发动机压缩比从其当前值改变到预测值。因此，如果预测变速器从当前时间在未来2秒换挡，需要0.5秒来改变发动机压缩比，并且阈值时间量为0.1秒，则压缩比在未来的1.4秒开始改变到预测值。在变速器降挡之前完成压缩比改变以减小发动机爆震的可能性。方法700前进到764。

在764处，当发动机转速和加速踏板位置与变速器换挡规律中的换挡曲线相交时，方法700将变速器换挡到预测的挡位或新的挡位。方法700在变速器降挡之后继而退出。

在770处，方法700判断发动机负荷是否小于阈值发动机负荷。如果是这样，则回答为是，并且方法700前进到771。否则，方法700前进到780。

在771处，方法700防止发动机压缩比在预测变速器换挡之前的预定时间量开始改变。例如，如果预测变速器换挡在2秒后，则发动机压缩比可能不会在预测变速器换挡的0.5秒内调节。这可以减小换挡期间传动系扭矩扰动的可能性。方法700前进到772。

在772处，当发动机转速和加速踏板位置与变速器换挡规律中的换挡曲线相交时，方法700将变速器换挡到预测的挡位或新的挡位。方法700在变速器升挡之后前进到773处。

在773处，方法700在预测的变速器升挡之后基于当前发动机转速和发动机负荷开始将发动机压缩比从其当前值改变。方法700在调节发动机压缩比之后继而退出。

在780处，方法700估计紧随预测的升挡之后发动机负荷和发动机转速将是多少。在一个示例中，方法700通过将紧随升挡之后预测的车辆速度(例如，在720处预测的车辆速度)除以预测的挡位和车辆的车桥的组合比率来估计紧随预测的升挡之后的发动机转速。然后将结果除以轮胎在单次旋转中行进的距离。可以通过在未来预定时刻处经由加速踏板位置和车辆速度的函数将加速踏板位置转换成发动机扭矩来确定预测发动机负荷。一旦预测发动机扭矩被确定，就可以经由将预测发动机负荷描述为预测发动机转速和预测发动机扭矩的函数的函数或表来确定预测发动机负荷。方法700在确定预测的发动机转速和负荷值之后前进到781。

在781处，方法700确定在未来预定时刻处的预测发动机压缩比。预测发动机压缩比基于在780处确定的预测发动机负荷和速度。在一个示例中，预测发动机负荷和速度作为索引或参考值被应用到发动机压缩比映射图(例如，如图5所示)中，并且发动机压缩比映射图输出发动机压缩比值。方法700前进到782。

在782处，方法700估计在未来预定时刻处将发动机压缩比从其当前值移动到预测发动机压缩比所花费的时间量。在一个示例中，描述发动机压缩比的移动的函数由发动机压缩比从其当前值到其预测值的改变来参考。所述操作可以被描述为改变发动机压缩比＝CR_time(CR_Δ)的时间量，其中CR_time是输出改变发动机压缩比的时间量的函数并且CR_Δ是压缩比(例如，2:1)的改变。函数CR_time中的值可以经由操作发动机、要求压缩比改变、以及记录压缩比改变装置将发动机压缩比从其初始值改变到其要求值所花费的时间量来确定。方法700在估计改变发动机压缩比的时间之后前进到783。

在783处，当到预测的变速器换挡开始的时间量等于将发动机压缩比从其当前值移动到预测的发动机压缩比(例如，基于紧随升挡之后的发动机转速和负荷的发动机压缩比)所花费的时间加上阈值时间量时，方法700开始将发动机压缩比从其当前值改变到预测值。因此，如果预测变速器从当前时间在未来2秒换挡，需要0.5秒来改变发动机压缩比，并且阈值时间量为0.1秒，则压缩比在未来的1.4秒开始改变到预测值。在变速器降挡之前完成压缩比改变以减小发动机爆震的可能性。方法700前进到784。

在784处，当发动机转速和加速踏板位置与变速器换挡规律中的换挡曲线相交时，方法700将变速器换挡到预测的挡位或新的挡位。方法700在变速器升挡之后继而退出。

这样，可以紧随换挡之前改变压缩比，以减小紧随换挡之后发动机爆震的可能性。此外，在换挡之前发动机压缩比低的情况下，压缩比可以直到紧随换挡之后才改变，使得可以避免在变速器换挡期间传动系扭矩扰动的可能性。

因此，图7至图11的方法提供了一种发动机操作方法，其包括：响应于当前发动机转速和发动机负荷，经由控制器调节发动机压缩比；经由所述控制器预测变速器从第一挡位到第二挡位的换挡；以及响应于基于所述变速器的预测的换挡的发动机转速和发动机负荷，经由所述控制器调节发动机压缩比。所述方法包括，其中在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之前调节所述发动机压缩比。所述方法包括，其中在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之前调节所述发动机压缩比包括在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始之前的某一时刻开始改变所述发动机压缩比，所述时刻是所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始的时刻减去在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之后压缩比改变致动器将所述发动机从其当前压缩比改变到基于发动机转速和发动机负荷的压缩比所用的时间。所述方法包括，其中所述第一挡位是比所述第二挡位高的挡位，使得所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡是降挡。所述方法包括，其中所述第一挡位是比所述第二挡位低的挡位，使得所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡是升挡。所述方法还包括将所述发动机压缩比的调节延迟到紧随所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之后的时刻。

所述方法还提供了一种发动机操作方法，其包括：响应于当前发动机转速和发动机负荷，经由控制器调节发动机压缩比；在所述加速踏板被释放时或者紧随所述加速踏板经由所述控制器被释放之后预测所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡；以及从所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始的时刻到所述变速器经由所述控制器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡结束的时刻维持发动机压缩比。所述方法包括，其中所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始的时刻是即将接合的离合器开始被应用的时刻。所述方法包括，其中所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡结束的时刻是即将接合的离合器完全应用的时刻。所述方法还包括紧随所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之后改变所述发动机压缩比。所述方法包括，其中所述第一挡位是比所述第二挡位高的挡位，使得所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡是降挡。所述方法包括，其中所述第一挡位是比所述第二挡位低的挡位，使得所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡是升挡。所述方法还包括当发动机转速和发动机负荷等于变速器换挡规律曲线的发动机转速和发动机负荷时，将变速器从第一挡位换挡到第二挡位。所述方法包括其中预测变速器换挡包括预期发动机加速踏板位置和预期车辆速度。

需注意，本文包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的特定例程可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、并行地执行或在某些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。可以根据所使用的特定策略重复执行所示动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所描述的动作、操作和/或功能的至少一部分可以图形地表示要编程到控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码。当通过在包括各种发动机硬件部件以及一个或多个控制器的系统中执行指令来实现所描述的动作时，控制动作还可以变换物理世界中的一个或多个传感器或致动器的操作状态。

以下是对本说明书进行的总结。在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，本领域技术人员在阅读了本说明书之后，将想到许多变化和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料配置来操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可以使用本说明书来获益。

根据本发明，一种发动机操作方法，其包括：响应于当前发动机转速和发动机负荷，经由控制器调节发动机压缩比；经由所述控制器预测变速器从第一挡位到第二挡位的换挡；以及响应于基于所述变速器的预测的换挡的发动机转速和发动机负荷，经由所述控制器调节发动机压缩比。

根据实施例，上述发明的特征还在于，其中在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之前调节所述发动机压缩比。

根据实施例，上述发明的特征还在于，其中在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之前调节所述发动机压缩比包括在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始之前的某一时刻开始改变所述发动机压缩比，所述时刻是所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始的时刻减去在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之后压缩比改变致动器将所述发动机从其当前压缩比改变到基于发动机转速和发动机负荷的压缩比所用的时间。

根据实施例，上述发明的特征还在于，其中所述第一挡位是比所述第二挡位高的挡位，使得所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡是降挡。

根据实施例，上述发明的特征还在于，所述第一挡位是比所述第二挡位低的挡位，使得所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡是升挡。

根据实施例，上述发明的特征还在于，将所述发动机压缩比的调节延迟到紧随所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之后的时刻。

根据本发明，一种发动机操作方法，其包括：响应于当前发动机转速和发动机负荷，经由控制器调节发动机压缩比；在所述加速踏板被释放时或者紧随所述加速踏板经由所述控制器被释放之后预测所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡；以及从所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始的时刻到所述变速器经由所述控制器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡结束的时刻维持发动机压缩比。

根据实施例，其中所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始的时刻是即将接合的离合器开始被应用的时刻。

根据实施例，上述发明的特征还在于，其中所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡结束的时刻是即将接合的离合器完全应用的时刻。

根据实施例，上述发明的特征还在于，紧随所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之后改变所述发动机压缩比。

根据实施例，上述发明的特征还在于，其中所述第一挡位是比所述第二挡位高的挡位，使得所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡是降挡。

根据实施例，上述发明的特征还在于，所述第一挡位是比所述第二挡位低的挡位，使得所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡是升挡。

根据实施例，上述发明的特征还在于，当发动机转速和发动机负荷等于变速器换挡规律曲线的发动机转速和发动机负荷时，将变速器从第一挡位换挡到第二挡位。

根据实施例，上述发明的特征还在于，其中预测变速器的换挡包括预期发动机加速踏板位置和预期车辆速度。

根据本发明，提供了一种车辆系统，其包括：发动机，其包括压缩比调节连杆机构；自动变速器，其联接到所述发动机；和控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，以根据增加或减小的加速踏板位置和所述自动变速器从第一挡位到第二挡位的预测换挡来经由所述压缩比调节连杆机构改变所述发动机压缩比。

根据实施例，上述发明的特征还在于，在将所述自动变速器从所述第一挡位换挡到所述第二挡位之前改变所述发动机压缩比的附加指令。

根据实施例，上述发明的特征还在于，其中改变所述发动机压缩比包括减小所述发动机压缩比。

根据实施例，上述发明的特征还在于，紧随将所述自动变速器从所述第一挡位换挡到所述第二挡位之后改变所述发动机压缩比的附加指令。

根据实施例，上述发明的特征还在于，其中改变所述发动机压缩比包括增大所述发动机压缩比。

根据实施例，上述发明的特征还在于，其中预测所述变速器的换挡包括预期加速踏板位置和预期车辆速度。

Claims (15)

1.一种发动机操作方法，其包括：

响应于当前发动机转速和发动机负荷，经由控制器调节发动机压缩比；

经由所述控制器预测变速器从第一挡位到第二挡位的换挡；以及

响应于基于所述变速器的预测的换挡的发动机转速和发动机负荷，经由所述控制器调节发动机压缩比。

2.如权利要求1所述的方法，其中在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之前调节所述发动机压缩比。

3.如权利要求2所述的方法，其中在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之前调节所述发动机压缩比包括在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始之前的某一时刻开始改变所述发动机压缩比，所述时刻是所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始的时刻减去在所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之后压缩比改变致动器将所述发动机从其当前压缩比改变到基于发动机转速和发动机负荷的压缩比所用的时间。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一挡位是比所述第二挡位高的挡位，使得所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡是降挡。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一挡位是比所述第二挡位低的挡位，使得所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡是升挡。

6.如权利要求5所述的方法，还包括将所述发动机压缩比的调节延迟到紧随所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡之后的时刻。

7.如权利要求1所述的方法，其还包括：

在所述加速踏板被释放时或紧随所述加速踏板经由所述控制器被释放之后预测所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡；以及

响应于所述加速踏板被释放或者紧随所述加速踏板经由控制器被释放之后，从变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始的时刻到所述变速器经由所述控制器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡结束的时刻经由所述控制器维持发动机压缩比。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡开始的时刻是即将接合的离合器开始被应用的时刻。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述变速器从所述第一挡位到所述第二挡位的换挡结束的时刻是即将接合的离合器完全应用的时刻。

10.一种车辆系统，其包括：

发动机，其包括压缩比调节连杆机构；

自动变速器，其联接到所述发动机；和

控制器，其包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，以根据增加或减小的加速踏板位置和所述自动变速器从第一挡位到第二挡位的预测换挡来经由所述压缩比调节连杆机构改变所述发动机压缩比。

11.如权利要求10所述的系统，还包括在将所述自动变速器从所述第一挡位换挡到所述第二挡位之前改变所述发动机压缩比的附加指令。

12.如权利要求11所述的系统，其中改变所述发动机压缩比包括减小所述发动机压缩比。

13.如权利要求10所述的系统，还包括紧随将所述自动变速器从所述第一挡位换挡到所述第二挡位之后改变所述发动机压缩比的附加指令。

14.如权利要求13所述的系统，其中改变所述发动机压缩比包括增大所述发动机压缩比。

15.如权利要求10所述的系统，其中预测所述变速器的换挡包括预期加速踏板位置和预期车辆速度。

Images