專利名稱：多行程可變排量發動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及車輛推進系統和操作車輛推進系統的方法。
背景技術：
一些車輛包括可在選擇的工況下部分停用(deactivate)的發動機以通過減少發 動機有效排量增加燃料效率。因此， 一些發動機可稱為具有可變排量能力，其中，發 動機的一個或多個汽缸中的燃燒可臨時停用或者中斷而發動機的其他汽缸繼續執行 燃燒。當車輛駕駛員要求增加的發動機輸出時，停用的汽缸可通過再次執行燃燒而啟 用，從而增加有效發動機排量并向車輛駕駛員提供需要的發動機輸出。
本發明的發明人認識到上述方法中的缺陷。作為一個示例，發明人認識到在某些
工況下，上述方法可能導致汽缸在停用狀態和執行燃燒的啟用狀態之間頻繁轉換。這
些轉換可能增加車輛駕駛員可察覺的發動機的噪聲、振動和聲振粗糙度(NVH)。另
外，當發動機執行啟用狀態和停用狀態之間的頻繁轉換時燃料效率可能降低。因此，
具有可變排量能力的發動機可能僅顯示出有限的燃料效率提高，而在駕駛員看來，可 察覺的車輛駕駛性能會降低。
發明內容
作為非限制性的示例，上述問題中的至少一些可通過一種操作車輛推進系統的方 法解決，所述方法包括操作發動機以產生發動機輸出；經變速器傳遞所述發動機輸
出至一個或多個驅動輪；響應于第一工況，通過調節發動機的燃燒汽缸和停用汽缸的 相對數量改變提供給驅動輪的扭矩；以及響應于第二工況，通過調節每個燃燒循環中 燃燒汽缸所執行的行程數，同時使變速器在不同的傳動比之間換檔，以改變提供給驅 動輪的扭矩。
由于從四行程循環向二行程循環轉換發動機可以增加發動機的功率密度(power density),車輛的駕駛員所要求的發動機輸出可能會得到滿足，同時保持停用汽缸 處于停用狀態而不是在停用汽缸中啟動燃燒。另外，發動機操作與變速器狀態的配合 可進一步減少在啟用汽缸狀態和停用汽缸狀態之間轉換的數目。
圖1示出設置在車輛推進系統中的示例多行程可變排量內燃發動機。 圖2示出描述可用于控制圖1所示的發動機的示例流程的流程圖。圖3示出可由控制系統用于按照圖2所示的流程控制圖l所示的發動機的示例圖 表。 '
圖4示出描述可用于控制圖1的發動機的示例流程的流程圖。
圖5A和5B示出描述分別處于二行程循環和四行程循環的發動機汽缸的操作的示 例正時圖。
圖6描述了示例發動機汽缸的細節圖。
圖7示出描述示例控制策略(control strategy)的流程圖。 圖8示出示例變速器換檔方案(shift schedule)
具體實施例方式
圖1示出多行程可變排量內燃發動機100。發動機100可包括一個或多個燃燒室 或者汽缸110,圖6示意性地示出其非限制性示例。在一些實施例中，發動機100可 配置為車輛推進系統的構件。例如，發動機100可操作地經變速器140與一個或多個 示意性地在130處示出的驅動輪連接。在其他實施例中，發動機100可配置為發電系 統的構件，并可選擇性地與發電裝置如電機連接。
變速器140可包括多個可選傳動比。如以下將在圖7和圖8的內容中所述，變速 器可響應于發動機的特定的操作模式，在兩個或者多個上述傳動比間轉換。例如，發 動機汽缸中的至少一些可包括配置為選擇性地執行多行程操作的多行程汽缸。多行程 操作可包括調節每個循環中多行程汽缸執行的行程數。作為非限制性示例，多行程汽 缸在一些工況下可以四行程循環操作，并在其他工況下以二行程循環操作。
發動機汽缸中的至少一些可包括配置為選擇性地執行停用操作的可變排量汽缸。 停用操作可包括在一個或多個循環中中斷停用的可變排量汽缸中的空氣和燃料的燃 燒。當可變排量汽缸處于停用狀態時，發動機的其他汽缸，如多行程汽缸可繼續執行 燃燒，從而使得發動機可以降低的有效排量工作。
圖1示出包括總計8個汽缸的發動機100的非限制性示例。注意，在其他的實施 例中發動機100可包括其他合適數量的汽缸，如包括2， 3, 4, 5, 6, 10或者12個 汽缸。示于112的第一汽缸組包括4個可選擇性地搡作以執行多行程操作的多行程汽 缸。示于114的第二汽缸組包括4個可選擇性地操作以執行停用搡作的可變排量汽缸。 在其他的示例中，第一汽缸組和第二汽缸組可包括比圖1所示的特定實施例更多或者 更少的汽缸。
控制系統120可操作并通信地連接至發動機100、變速器M0、驅動輪1"、以 及車輛的其他適當部件。在選定的工況下，控制系統可配置為使第一汽缸組ll2 的多行程汽缸執行多行程操作，并可配置為使第二汽缸組114的可變排量汽缸執行停 用搡作。
圖2示出描述可由控制系統120執行的示例流程的流程圖。在210處'可由控制
5系統評估一個或多個工況。這些工況可包括發動機轉速、發動機負載、駕駛員要求的 發動機輸出的指示(如車輛駕駛員或者使用者所要求的)、駕駛員要求的發動機轉速 的指示(如車輛駕駛員或者使用者所要求的)、環境條件例如空氣溫度、濕度和壓力、 車輛速度、變速器狀態、發動機NVH指示，以及其他參照圖6描述的合適工況。
在212,可判斷可變排量汽缸是否被將停用。例如，發動機可初始地以所有汽缸 以四行程循環執行燃燒操作。為了確認可變排量汽缸是否將停用，控制系統可響應于 在210處評估的工況引用任何合適的函數，查找表，或者圖表。
示于圖3的非限制性示例圖300可由控制系統從存儲器中引用。圖300的橫軸指 示第一工況，如發動機轉速，圖300的縱軸指示第二工況，如發動機輸出。其他合適 的工況可由其他的示例中的圖表表示。發動機輸出可指由發動機產生或者由車輛駕駛 員所要求的發動機扭矩或者發動機功率。圖300還示出在該特定的示例中的至少三個 不同的搡作區域。第一操作區域310由線條312,線條332,橫軸以及縱軸限定。第 二操作區域320由線條322,線條332,橫軸，縱軸限定。因此，區域320可至少部 分與區域310重疊。第三搡作區域330由線條332和橫軸限定。因此，線條332至少 在一些工況下可界定操作區域310和330的邊界。
在該特定的示例中，操作區域310對應于所有的發動機汽缸以四行程循環搡作的 發動機模式。示例的操作點340在區域310中示出，其中發動機可初始地以其所有的 汽缸以四行程循環執行燃燒搡作。相比之下，搡作區域330可對應于多行程汽缸以四 行程循環操作、可變排量汽缸以停用狀態操作的發動機模式。當發動機在搡作區域 330中操作時，由于并非所有的汽缸可執行燃燒，搡作區域330可限制至圖300中與 操作區域310相比相對較低的發動機輸出的區域，如圖3所示。另外，由于在較低發 動機轉速的情況下發動機的一些汽缸停用，尤其當啟用的汽缸以四行程循環操作，而 其他的汽缸停用時，可導致不期望的噪聲、振動和聲振粗糙度(NVH)的水平，操作 區域330也可限制至較高發動機轉速。
當發動機從搡作點340進行至操作點342時，發動機可繼續以其所有的汽缸以四 行程循環操作執行燃燒，即使操作點342在操作區域320內。如在隨后的操作點的內 容中描述的，搡作區域320可對應于顯示路徑依賴(path dependence)的滯后帶 (hysteresis band),可以使得發動機直接通過操作區域310進入搡作區域330而 不以操作區域320所示的模式操作。
然而，當發動機繼續從操作點342進行至操作點344時，控制系統可判斷212處 的答案為是，流程進入214。在214,可變排量汽缸可由控制系統停用。在一些實施 例中，為使汽缸停用，控制系統可執行下列操作中的一個或多個中斷可變排量汽缸 中的燃料供應，中斷可變排量汽缸中的火花點火，以及使可變排量汽缸的進氣門和/ 或排氣門保持于關閉位置。
當可變排量汽缸停用后，多行程汽缸可繼續以四行程循環執行燃燒，從而產生可用于推進車輛的發動機輸出。在可變排量汽缸被停用時多行程汽缸所消耗的燃料以及 啟用汽缸所產生的發動機輸出可實質上少于當所有的汽缸以四行程循環執行燃燒時 可產生的發動機輸出。因此，當發動機輸出和/或發動機轉速在指定的操作區域，如 區域330時，停用一些發動機汽缸可以增加燃料效率。
可選地，當發動機保持在操作區域310時，212處的答案可判斷為否，流程將返 回。作為另一個示例，當控制系統診斷發動機具有不允許可變排量汽缸停用的發動機 的有效操作的故障時，212處的答案可判斷為否，所有的發動機汽缸可繼續執行燃燒， 從而避免汽缸的停用操作。
流程從214進行到216。在216可判斷是否啟動多行程操作以保持可變排量汽缸 處于停用狀態的操作。例如，當發動機由搡作點344進行到操作點346時，控制系統 可判斷多行程汽缸所執行的行程數是否可調節以增加或者減少發動機輸出，從而允許 可變排量汽缸的繼續停用。
在一些實施例中，控制系統可配置為當控制系統診斷多行程汽缸有不允許控制系 統調節多行程汽缸執行的行程數的故障時，判斷216處的答案為否。否則，響應于使 發動機搡作點置于320內的工況，包括需要的發動機輸出的增加、發動機轉速、變速 器狀態的改變等的指示，可判斷216處的答案為是。
若控制系統判斷216處的答案為是，流程可進入218。在218,控制系統可調節 每個循環中多行程汽缸所執行的行程數以保持可變排量汽缸在停用狀態。作為第一示 例，控制系統可減少每個循環中多行程汽缸所執行的行程數以使得發動機輸出進一步 增加，而不啟用目前停用的可變排量汽缸。例如，控制系統可將多行程汽缸由四行程 循環轉換至二行程循環，同時可變排量汽缸保持在停用狀態。例如，該操作可在位于 操作區域320內的操作點346執行。由于多行程汽缸轉換至二行程循環，因相比于四 行程循環以二行程循環搡作的這些汽缸的燃燒頻率和功率密度增加，發動機輸出可增 加。
作為第二示例，控制系統可增加每個循環中多行程汽缸所執行的行程數，以使發 動機輸出能夠減少。例如，當發動機在操作點346操作，多行程汽缸以二行程循環執 行燃燒且可變排量汽缸停用，控制系統可響應于當發動機由操作點3"進行至操作點 348時發動機輸出的減少或者需要的減少而增加多行程汽缸所執行的行程數。例如， 控制系統可將多行程汽缸由二行程循環轉換至四行程循環，以減少發動機輸出，同時 保持可變排量汽缸在停用狀態。
控制系統也可響應于發動機轉速改變，調節多行程汽缸所執行的行程數，同時可 變排量汽缸停用。例如，發動機從操作點3"可進行至操作點"0。作為非限制性示 例，操作點350可以指發動機的怠速狀態。當操作點350不再位于操作區域330內時， 多行程汽缸可由四行程循環轉換至二行程循環，以相比于以四行程循環操作減少的 NVH執行發動機怠速，同時可變排量汽缸停用。與四行程循環相反'啟用的發動機汽缸以二行程循環操作，可使得發動機低速限制(engine lug limit,即，發動機/變 速器相互作用的低速限制)降低約一半，從而使得發動機在較低的怠速下操作。
當發動機進行至操作點352時，控制系統判斷216處的答案為否，且流程進行至 220。在220,可調節每個循環中多行程汽缸執行的行程數，以對應當可變排量汽缸 啟用時可變排量汽缸所執行的行程數。例如，控制系統可將多行程汽缸由操作點350 處執行的二行程循環轉換至四行程循環。與該轉換相配合，控制系統可在222啟用可 變排量汽缸。例如，當多行程汽缸轉換至四行程循環時可以四行程循環啟用可變排量 汽缸。以此方式，發動機可再次在操作點352處操作，所有的發動機汽缸以四行程循 環執行燃燒。從222流程可返回。
在一些實施例中，當控制系統判斷是否啟動多行程搡作以保持可變排量汽缸處于 停用狀態時，可考慮發動機輸出和/或發動機轉速的改變速率。例如，當發動機由操 作點348進行至操作點352時，發動機可直接轉換至所有的汽缸以四行程循環操作的 模式，而不是將多行程汽缸轉換成二行程循環，同時保持可變排量汽缸處于停用狀態。 以此方式，可減少轉換的數目。因此，操作區域320提供的滯后帶與210處評估的一 個或多個工況速率相關。
另外，在一些實施例中，發動機可選擇性地包括操作區域362界定的附加的操作 模式。在該示例中，操作區域362由線條360,線條312，以及縱軸界定。區域362 可指所有的發動機汽缸以二行程循環執行燃燒的操作模式。例如，當發動機由操作點 352進行至操作點354時，控制系統可將所有的發動機汽缸由四行程循環轉換至二行 程循環，從而增加發動機的功率密度和燃燒頻率。因此，相比于前面描述的操作模式， 發動機輸出可增加。
當發動機由操作點354進行至再次在操作區域310內的操作點時，控制系統可將 發動機汽缸由二行程循環轉換至四行程循環，從而允許發動機輸出進一步減少。以此 方式，發動機可響應于工況的改變在二行程循環和四行程循環之間轉換，同時所有的 汽缸都執行燃燒。因此，應理解可變排量汽缸也可配置為多行程汽缸。換句話說，可 變排量汽缸可在一些工況下停用，并在其他工況下可在二行程循環和四行程循環之間 轉換。
圖4示出描述可由控制系統執行以將多行程汽缸在二行程循環和四行程循環之 間轉換的示例流程的流程圖。在412處可判斷是否根據圖2的流程以二行程循環操作 汽缸(如，多行程汽缸)。若412處的答案為是，控制系統可根據二行程循環在4" 處調節一個或多個汽缸的進氣門和/或排氣門正時，在416處調節汽缸燃料供給，在 418處調節點火正時。
可選地，若412處的答案為否，流程可進入420,可判斷是否根據圖2的流程以 四行程循環操作汽缸。若420處的答案為是，流程可根據四行程循環在"2處調節一 個或多個汽缸的進氣門和/或排氣門正時，在424處調節汽缸燃料供給，在426處調節點火正時。另外，在一些實施例中，可響應于特定的發動機操作模式調節節氣門位 置以改變供給至執行燃燒的汽缸的進氣流。同樣參照圖5A和圖5B，示出分別以二行程循環和四行程循環操作的示例汽缸的 正時圖。沿著圖5A和圖5B的橫軸提供相關于活塞位置的時間的指示。上止點(TDC) 和下止點(BDC)代表活塞在發動機操作過程中往復運動時，相對于汽缸的活塞位置。 圖5A和圖5B的比較示出，二行程循環中汽缸進氣門和排氣門開啟次數為四行程循環 時的2倍。另外，二行程循環期間的燃料輸送到發動機的頻率可為四行程循環期間的 2倍。例如，在二行程循環中，約每360曲軸轉角度(crank angle degree)向汽缸 供給燃料，而在四行程循環中，約每720曲軸轉角度向汽缸供給燃料。另外，在二行 程循環中，在汽缸中空燃進氣的點火可在每TDC附近(例如，約每360曲軸轉角度) 執行，而在四行程循環中，可在每隔TDC附近(例如，約每720曲軸轉角度)執行。圖6示出發動機100的示例汽缸110的示意圖，發動機IOO包括與汽缸相連的進 氣系統和排氣系統部件。注意汽缸110可對應一個或者多個前面描述的可變排量汽缸 和多行程汽缸。汽缸110至少部分由燃燒室壁610和活塞612界定。活塞612可隨同 發動機的其他活塞經曲軸臂連接至曲軸616。曲軸616可經如圖1所示的變速器140 可操作地與驅動輪130連接。汽缸110可經進氣通道620接收進氣空氣。進氣通道620也可與發動機的其他汽 缸連通。進氣通道620可包括含可由控制系統120調節以改變提供給發動機汽缸的進 氣空氣的流量的節流板644的節氣門642。汽缸IIO可經一個或多個進氣門622與進 氣通道620連通。作為非限制性示例，這些進氣門可配置為設置在靠近汽缸110的頂 部或者上部區域的進氣提升閥。然而，在其他實施例中，這些進氣門可設置在汽缸的 下部區域。汽缸110可經排氣通道630排出燃燒產物。汽缸110可經一個或多個排氣門6" 與排氣通道630連通。作為非限制性示例，這些排氣門可配置為設置在靠近汽缸110 的頂部或者上部區域的排氣提升閥。在一些實施例中，汽缸110可選地包括可由點火系統658驅動的火花塞"6。燃 料噴射器650可設置在汽缸中，以向其中直接輸送燃料。然而，在其他實施例中，燃 料噴射器可設置在進氣門622上游的進氣通道620中。燃料噴射器650可由驅動器 652驅動。圖6示意性地示出控制系統120的非限制性示例。控制系統120可包括處理子系 統(CPU) 680,其可包括一個或多個處理器。CPU 680可與包括一個或多個只讀存儲 器(ROM) 682、隨機存取存儲器(RAMU84、保活存儲器(KAM) 686的存儲器連通。作為非限制性示例中，存儲器可存儲工況信息，以及本文描述的流程。CPU 680可經輸入/輸出裝置688與發動機100的各種傳感器和執行器連通。作 為非限制性示例，這些傳感器可提供工況信息至控制系統，并可包括來自傳感器9646的通過進氣通道620的質量空氣流量(MAF)的指示，來自傳感器648的歧管空 氣壓力(MAP)的指示，以及來自節氣門642的節氣門位置(TP)的指示，來自可與 冷卻劑通道614連通的傳感器654的發動機冷卻劑溫度(ECT)的指示，來自傳感器 670的發動機轉速(PIP)的指示，來自傳感器638的排氣氧含量(E0G)的指示，來 自踏板672的踏板位置傳感器676的車輛駕駛員674的請求或者輸入(PP )的指示， 來自傳感器626的進氣門位置的指示，來自傳感器636的排氣門位置的指示，等等。 另外，控制系統可經一個或多個下列執行器控制發動機100包括汽缸110的操作 經驅動器652以改變燃料噴射正時和噴射量，經點火系統658以改變點火正時，經進 氣門執行器624以改變進氣門正時，經排氣門執行器634以改變排氣門正時，以及經 節氣門642以改變節流板644的位置，等等。注意，進氣門執行器624和排氣門執行 器634可包括電磁氣門執行器(EVA)和/或基于凸輪從動件(cam-follower)的執行
器。另外，應理解進氣門和/或排氣門執行器可包括可使汽缸停用時停用氣門(如， 保持關閉)的其他適當的硬件。
圖7示出描述用于圖1的車輛推進系統的示例控制策略的流程圖。在712,控制
系統可判斷是否調節燃燒汽缸所執行的行程數。例如，控制系統可以引用前面描述的 圖2和圖3的流程。若712處的答案判斷為否，流程將返回。若712處的答案判斷為 是，流程進行至714。在714，控制系統可使變速器在不同的傳動比之間換檔，同時 調節燃燒汽缸所執行的行程數。如將在圖8的示例變速器換檔方案的內容中所述，可 根據燃燒汽缸所執行的行程數的調節而不同地調節變速器的傳動比。
圖8示出示例變速器換檔方案810和820。用于選擇性地以二行程模式和四行程 模式操作的發動機的第一換檔方案以實線示于810。用于僅以四行程模式操作的發動 機的第二換檔方案以虛線示于820。
在較低車輛速度時，發動機的燃燒汽缸可以四行程模式(4S)操作，同時選擇第 一檔變速器檔位(1G)。在較高車輛速度時，變速器可升檔(up-shift)(如傳動比 降低)。如線條820所示，變速器可升檔至第二檔(2G),同時發動機的燃燒汽缸繼 續以四行程循環操作。相比之下，線條810示出在給定的發動機轉速下轉換至二行程 模式如何可使得變速器升檔至更大的程度，同時輸送相同或者相似水平的車輪扭矩。
例如，變速器可不升檔至第二檔(2G),而是升檔至第三檔(3G),因為當以二 行程模式操作時發動機具有足夠扭矩儲備(torque reserve)而可使第二檔(2G )可 選地跳過。因此，與升檔相配合，通過減少每個燃燒循環發動機的燃燒汽缸所執行的 行程數，變速器的中間檔可選地除去或者省略，從而降低變速器的成本、重量、及復 雜性，同時減少加速事件期間變速器所執行的換檔(shift)數。
例如，若發動機改為以每個燃燒事件中不變的行程數操作(例如，改為改變燃燒 汽缸和停用汽缸的相對數量)，例如，參考線條820所示的四行程循環，中間變速器 檔位可用于在車輛速度范圍內提供要求的車輪扭矩。線條820還示出在較高車速時變速器如何升檔至第三檔(3G),同時保持四行程操作。相比之下，操作點830示出在 較高發動機轉速時發動機如何從二行程模式再次轉換至四行程模式以操作。
線條850示出在選定的傳動比如3G期間發動機轉速如何與車輛速度成比例改變。 作為非限制性示例，操作點830可表示以四行程循環操作的發動機的低速限制，或者 表示在大于當以四行程循環操作時的發動機低速限制的發動機轉速下的換檔點。如線 條850所示，發動機可在較低發動機轉速下以二行程模式操作，在較高的發動機轉速 下以四行程模式操作。
在更高的發動機轉速下，線條810所描述的，發動機從四行程模式(4S)轉換為 二行程模式(2S)可以使得變速器直接從第三檔(3G)進行至第五檔(5G)，從而跳 過第四檔。當從3G到5G傳動比減少時，發動機轉速可減少并可以執行二行程模式。 由于發動機在二行程模式比四行程模式能夠產生更大的發動機扭矩(對于相同數量的 燃燒汽缸)，即使由于升檔引起傳動比更大的減少，發動機仍然可以提供所要求的車 輪扭矩。
相比之下，線條820描述了在再次升檔至第五檔(5G)之前四行程發動機如何利 用升檔至中間第四檔(4G),以在整個車速范圍內提供所要求的車輪扭矩。如在線條 810的操作點840所示，發動機的燃燒汽缸可再次從二行程模式(2S)轉換至四行程 模式(4S),同時保持變速器狀態在第五檔。
如圖8顯示，取決于發動機是否在二行程模式和四行程模式之間轉換或者發動機 是否保持在四行程模式(如，并改變為可選地停用或者啟用發動機汽缸)車輛速度可 通過使變速器不同地換檔而增加。通過在四行程循環和二行程循環之間轉換所提供的 多行程操作可以使變速器所執行的換檔數減少(如，跳過中間檔)，并可選地可以從 變速器中除去或者省略至少一些中間檔。
在一些實施例中，如參照線條820所描述的，這些中間檔可保留在變速器中，以 在車輛速度的整個范圍內通過使用中間檔，燃燒汽缸的數量的調節(如，使用VDE途 徑)仍然可提供所需要的車輪扭矩。
參照車輛速度的增加，車輛速度可以與上面所述的相似的方式減少。作為一個示 例，當車輛初始以較高的速度操作，當發動機接近其四行程模式的低速限制時，發動 機的燃燒汽缸可由四行程模式轉換為二行程模式，而不是執行降檔(down-shift)。 例如，如線條810在840處所示的，發動機初始以四行程循環(化)搡作，且變速器 位于第五檔(5G)時，推進系統可通過將發動機轉換至二行程循環，而響應車輛速度 減少。相比之下，如從第五檔(5G)轉換至第四檔(化)所示，線條8M示出以四行 程模式操作的發動機如何使用變速器的降檔。
注意，當變速器中保留中間檔時，為了增加燃料效率，車輛減速期間發動機可可 選地以四行程模式操作，從而中間檔可以用于保持發動機轉速在四行程模式的低速限 制以及超速限制內。圖8還示出變速器如何響應于工況的改變，如車輛速度、發動機轉速、變速器狀 態、或者如加速器踏板位置指示的駕駛員要求的發動機扭矩、和/或是否釆用VDE或 者多行程操作，在較低傳動比和較高傳動比之間換檔。另外，圖8還示出在變速器從 較低傳動比換檔至較髙傳動比期間，每個燃燒循環中發動機所執行的行程數如何增 加；以及在變速器由較低傳動比換檔至較高傳動比期間，每個燃燒循環發動機所執行 的行程數如何減少。
應注意，本文中包括的示例控制和估計流程可用于各種發動機和/或車輛系統配 置。本文所述的流程可以表示任何數量的處理策略中的一種或多種，如事件驅動、中 斷驅動、多任務、多線程等。因此，所示的各種步驟、操作或功能可以按所示的順序 執行、并行執行，或在一些情況下略去。類似地，處理的順序不是實現本文中所述的 示例實施例的特征和優點所必需的，而是為便于演示和說明而提供。取決于所使用的 具體策略，可以重復執行所示步驟或功能中的一個或多個。此外，所述步驟可以在圖 形上表示編程到發動機控制系統中的計算機可讀存儲媒體中的代碼。
還應理解，在本文中公開的配置和例程本質上是示例性的，且這些具體實施例不 應被視為具有限制意義，因為大量的變體是可能的。例如，上述技術可以應用于V-6、 1-4、 1-6、 V-8、 V-IO、 V-12、對置4、及其他的發動機類型。本公開的主題包括在 本文中公開的各種系統和配置，及其他特征、功能，和/或屬性的所有新穎和非顯而 易見的組合及子組合。
本申請的權利要求特別指出視為新穎和非顯而易見的特定組合及子組合。這些權 利要求可能引用"一個"元素或"第一"元素或其等價。這樣的權利要求應被理解為 包括對一個或一個以上這樣的元素的結合，而不是要求或排除兩個或兩個以上這樣的 元素。所公開的特征、功能、元素和/或屬性的其他組合及子組合可以通過本申請權 利要求的修改或通過在本申請或相關申請中提出新的權利要求來請求保護。這樣的權 利要求，無論是在范圍上比原始權利要求更寬、更窄、等價或不同，都應被視為包括 在本申請的主題之內。
權利要求
1.一種操作車輛推進系統的方法，所述車輛推進系統包括通過變速器連接至車輛的一個或多個驅動輪的內燃發動機，該方法包括操作發動機以產生發動機輸出；經變速器傳遞所述發動機輸出至所述一個或多個驅動輪；響應于第一工況，通過調節發動機的燃燒汽缸和停用汽缸的相對數量改變提供給所述一個或多個驅動輪的扭矩；以及響應于第二工況，通過調節每個燃燒循環中燃燒汽缸所執行的行程數，同時使變速器在不同的傳動比之間換檔，以改變提供給所述一個或多個驅動輪的扭矩。
2. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，調節燃燒汽缸和停用汽缸的相對數量包括在保持變速器在選定的傳動比的同時調節燃燒汽缸和停用汽缸的相對數量。
3. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一工況和第二工況包括不同的發動機轉速和發動機產生的不同扭矩水平中的一個。
4. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一工況包括變速器的第一選定傳動比，所述第二工況包括變速器的不同于所述第一選定傳動比的第二選定傳動比。
5. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，調節燃燒汽缸所執行的行程數包括將燃燒汽缸從四行程循環轉換至二行程循環以增加發動機輸出，同時保持停用汽缸在停用狀態，所述將燃燒汽缸從四行程循環轉換至二行程循環包括增加與各燃燒汽缸相關聯的進氣提升閥的開啟頻率。
6. —種車輛推進系統，包括內燃發動機，所述內燃發動機包括第一汽缸組，所述第一汽缸組的各汽缸配置為選擇性地停用，其中燃燒中斷；第二汽缸組，所述第二汽缸組的各汽缸配置為選擇性地以二行程循環和四行程循環之一操作；可操作地連接所述內燃發動機至車輛的一個或多個驅動輪的變速器，所述變速器包括多個可選傳動比；以及控制系統，所述控制系統配置為以第一汽缸組和第二汽缸組以四行程循環執行燃燒的第一模式操作發動機；以第一汽缸組停用、第二汽缸組以四行程循環執行燃燒的第二模式操作發動機； 以第一汽缸組停用、第二汽缸組以二行程循環執行燃燒的第三模式操作發動機； 響應于發動機是以第一模式、第二模式、還是第三模式搡作改變變速器的選定傳 動比。
7. 如權利要求6所述的車輛推進系統，其特征在于，所述第一汽缸組包括與所 述第二汽缸組相同數量的汽缸。
8. 如權利要求6所述的車輛推進系統，其特征在于，所述控制系統還配置為在 發動機怠速期間執行第三模式；所述控制系統還配置為在高于所述發動機怠速的發動 機轉速下執行第一模式以產生較高發動機輸出；所述控制系統還配置為在髙于所述發 動機怠速的發動機轉速下執行第二模式以產生較低發動機輸出。
9. 如權利要求6所述的車輛推進系統，其特征在于，所述第一汽缸組的各汽缸 還配置為選擇性地以二行程循環和四行程循環中的一種操作；所述控制系統還配置為 以第一汽缸組和第二汽缸組以二行程循環執行燃燒的第四模式操作發動機；所述控制 系統還配置為響應于發動機是否以第四模式操作改變變速器的選定傳動比。
10. —種操作車輛推進系統的方法，包括通過在發動機的第一汽缸中重復執行燃燒，而不在發動機的第二汽缸中執行燃燒 以產生經變速器推進車輛的發動機輸出；以及減少每個燃燒循環中第一汽缸所執行的行程數，而不在發動機的第二汽缸中執行 燃燒，以增加第一量的發動機輸出；以及響應于每個燃燒循環中第一汽缸所執行的行程數改變變速器的傳動比；啟用第二汽缸并在發動機的第一汽缸和第二汽缸中重復執行燃燒，以增加大于所 述第一量的第二量的發動機輸出；以及響應于啟用第二汽缸改變變速器的傳動比；以及還包括啟用第二汽缸，增加每個燃燒循環中第一汽缸和第二汽缸所執行的行程 數，并在發動機的第一汽缸和第二汽缸中重復執行燃燒，以增加大于所述第二量的第 三量的發動機輸出。
全文摘要
本發明涉及多行程可變排量發動機。公開了車輛推進系統和操作車輛推進系統的方法。作為一個示例，該方法包括操作發動機以產生發動機輸出；經變速器傳遞所述發動機輸出至車輛的一個或多個驅動輪；響應于第一工況，通過調節發動機的燃燒汽缸和停用汽缸的相對數量改變提供給驅動輪的扭矩；以及響應于第二工況，通過調節每個燃燒循環中燃燒汽缸所執行的行程數，同時使變速器在不同的傳動比之間換檔，以改變提供給驅動輪的扭矩。通過本發明可增加發動機的功率密度，滿足所要求的發動機輸出，并可進一步減少在啟用汽缸狀態和停用汽缸狀態之間轉換的數目。
文檔編號B60W10/06GK101628580SQ20091016512
公開日2010年1月20日 申請日期2009年7月17日 優先權日2008年7月17日
發明者戈皮昌德拉·蘇尼拉, 約翰·奧塔維奧·米歇里尼 申請人:福特環球技術公司