專利名稱：用于噪聲、振動和工作粗暴的氣缸停用扭矩限值的制作方法
技術領域：
本發明涉及隨選排量型內燃機的方法和系統。
技術背景本部分的陳述只是提供與本發明相關的背景資料，并不構成現有技術。一些內燃機包括在運轉過程中停用 一個或多個氣缸的發動機控制系統。該停用一般發生在低負荷狀況下。例如，可采用4個氣缸來運轉 8缸發動機，以便通過減少泵氣損失來提高燃油經濟性。該過程通常稱 作隨選排量或DOD。使用了所有發動機氣缸的運轉稱為啟用模式。停用 模式是指使用少于所有發動機氣缸的運轉(一個或多個氣缸未啟用)。控制發動機在啟用模式和停用模式之間轉換的傳統方法是基于發 動機真空度。 一些方法包括發動機真空度滯后副以阻止啟用和停用模式 之間的反復。這些方法在發動才幾小4丑矩狀況下忽略發動才幾:扭矩并且對燃 油經濟性有負面影響。同樣，這些方法在發動機大扭矩狀況下對噪聲、 振動和工作粗暴也有負面影響。發明內容因此，提供一種用于控制發動機在啟用所有氣缸的啟用模式和啟用 少于所有氣缸的停用模式之間轉換的發動機控制系統。該系統包括基 于發動機轉速和車速來確定噪聲、振動和工作粗暴(NVH)扭矩限值的 噪聲、振動和工作粗暴(NVH)限值模塊；以及，基于NVH扭矩限值 和所請求扭矩，在限制噪聲、振動和工作粗暴的同時使發動機在啟用模 式和停用模式之間轉換的模式轉換模塊。另 一方面，提供一種控制內燃機在啟用所有氣缸的啟用模式和啟用 少于所有氣缸的停用模式之間轉換的方法。該方法包括基于發動機轉 速和車速來確定噪聲、振動和工作粗暴(NVH)扭矩限值；以及，如果 所請求扭矩大于NVH扭矩限值，就在限制NVH的同時控制發動機從停 用模式轉換到啟用模式。
在另一個方面，提供一種控制內燃機在啟用所有氣缸的啟用模式和 啟用少于所有氣缸的停用模式之間轉換的方法。該方法包括基于發動機轉速和車速來確定噪聲、振動和工作粗暴(NVH)扭矩限值；以及， 如果所請求扭矩小于NVH扭矩限值減去一個滯后，就在限制NVH的同 時控制發動機從啟用模式轉換到停用模式。從本文提供的描述可以清楚更多適用領域。應當明白，描述和特定 例子只是用作說明的目的，并不意圖限制本發明的范圍。
本文描述的附圖只用作-說明的目的，并不意圖以任何方式限制本發 明的范圍。圖l是車輛的原理框圖，該車輛包括隨選排量型內燃機。 圖2是數據流程圖，示出氣缸停用系統。圖3是流程圖，示出基于用于噪聲、振動和工作粗暴(NVH)的扭 矩限值控制氣缸停用的方法。圖4是曲線圖，示出在氣缸停用事件期間，帶有NVH扭矩限值控 制和不帶有NVH扭矩限值控制的噪聲數據。
具體實施方式
下列描述實際上只是示例性的，并不意圖限制本發明的范圍、應用 或用法。應當明白，在所有附圖中，相應的附圖標記表示相同或相應的 部件和特征。如本文所用的，連通是指使用所有發動機氣缸的運轉。停 用是指使用少于所有發動機氣缸的運轉(一個或多個氣缸未啟用)。如 本文所用的，術語模塊是指特定用途集成電路(ASIC)、電子電路、執 行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的或分組的)和 存儲器、組合邏輯電路和/或其它可提供所述功能的適合元件。現在參照圖1,車輛10包括用于驅動變速器14的發動機12。變速 器14是由發動機12通過相應的變矩器或離合器16驅動的自動變速器 或手動變速器。空氣經過節氣門13進入發動機12。發動機12包括N 個氣缸18。在發動機運轉過程中，選擇性地停用氣缸18中的一個或多 個。盡管圖1只畫出8個氣缸(N = 8),但可以意識到，發動機12可以 包括更多或更少的氣缸18。例如，設想有4、 5、 6、 8、 10、 12、 16個 氣缸的發動機。空氣經過進氣歧管20進入發動機12并且在氣缸18中與燃油一起燃燒。選擇性地打開和關閉發動機的進氣門24以使空氣能夠通過進氣口 進入氣缸18。進氣門的位置由進氣凸輪軸26控制。同時，噴油器(未 示出)向氣缸18內噴射燃油。控制噴油器以在氣缸18中提供所需空燃 (A/F)比。活塞(未示出)在氣缸18內壓縮A/F混合物。高溫空氣的 壓縮點燃了氣缸18內的燃油，這樣驅動了活塞。活塞又驅動曲軸(未 示出)以產生驅動扭矩。當排氣門28處于打開位置時，迫使氣缸18內 的燃燒廢氣排出排氣口。排氣門的位置由排氣凸輪軸30控制。盡管每 個氣缸18只畫出單個進、排氣門24、 28,但能夠意識到，發動機12的 每個氣缸18可以有多個進、排氣門24、 28。控制模塊32與發動機12以及本文所述的多個輸入和傳感器通信。 發動機轉速傳感器34基于發動機轉速來產生信號。進氣歧管絕對壓力 (MAP)傳感器36基于進氣歧管20壓力來產生信號。質量氣流(MAF) 傳感器38基于流入發動機12的空氣質量來產生信號。車速傳感器(未 示出)沿著車輛的傳動系(未示出)布置并且產生車速信號。車輛駕駛員操縱加速踏板40以調整節氣門13。更具體地，踏板位 置傳感器42產生傳輸給控制模塊32的踏板位置信號。控制模塊32根 據該踏板位置信號來計算駕駛員所請求扭矩。控制模塊32按照傳統方 法根據不同的氣流、RPM、負荷和溫度傳感器信號來確定發動機扭矩。 控制模塊32基于所請求扭矩和發動機扭矩來產生節氣門控制信號。節 氣門致動器(未示出)基于節氣門控制信號來調控節氣門13從而調節 進入發動機12的氣 流o在出現發動機輕負荷時，控制模塊32將發動機12轉換到停用模 式。在示范性實施例中，停用N/2個氣缸18。切斷燃油、空氣和點火以 停用氣缸。關閉停用氣缸18的進、排氣口以減少泵氣損失。可用空動 裝置將進、排氣門24、 28與它們各自的凸輪軸26、 30分離從而停止運 轉。現在參照圖2,本發明提供一種基于噪聲、振動和工作粗暴(NVH) 扭矩限值來控制連通和停用模式之間的轉換的控制方法和系統。將該 NVH扭矩限值確定為在停用模式中不產生過大噪聲、振動和工作粗暴 (NVH)的情況下可以產生的扭矩的最大值。數據流圖說明了可嵌入控 制模塊32中的氣缸停用系統的各種實施例。本發明的氣缸停用系統的 各種實施例可包括嵌入控制模塊32中的任意數量的子模塊。所示子模 塊可以進行組合和/或進一步拆分以便同樣地控制連通和停用模式之間 的轉換。在各種實施例中，圖2的控制模塊32包括NVH限值模塊50和模 式轉換模塊52。該NVH限值模塊50接收作為輸入的發動機轉速54和 車速56。如所意識到的，向系統的這些輸入可以/人車輛10#企測到、/人 車輛10的其它控制模塊(未示出)接收或由控制模塊32中的其它子模 塊確定。該NVH限值模塊50基于發動機轉速54和車速56來確定NVH 扭矩限值58。該模式轉換模塊52接收作為輸入的NVH扭矩限值58和 扭矩請求60。該模式轉換模塊52基于NVH扭矩限值58和扭矩請求60 的比較結果來將當前模式62選為連通模式或停用模式。現在參照圖3,流程圖說明了本發明的基于NVH扭矩限值來控制氣 缸停用的方法。在車輛處于點火狀態的時候可以一直運行所示方法。在 示范性實施例中，每隔一秒鐘運行一次該方法。在圖3中，在100處， 由節氣門位置確定駕駛員所請求扭矩。在102處，基于發動機轉速和車 速來確定NVH的NVH扭矩限值。在各種實施例中，可以從用發動機轉 速和車速作索引的二維表中插值得到最大扭矩限值。在104處，如果發 動機處于停用模式，那么在106處控制器估計駕駛員所請求扭矩。在106 處，如果駕駛員所請求扭矩大于或等于NVH的NVH扭矩限值，那么在 110處控制器將發動機轉換到連通模式。否則，在104處，如果發動機 不處于停用模式，那么在108處控制器估計駕駛員所請求扭矩。在108 處，如果駕駛員所請求扭矩小于NVH的NVH 4丑矩限值減去一個滯后， 那么在112處控制器估計其他停用模式允許條件。在112處，如果其它 發動機停用模式條件，包括但不局限于足夠的油壓、發動機轉速和變速 器檔位，都得到了滿足，那么在114處控制器將發動機轉換到停用模式。現在參照圖4,曲線圖說明了在氣缸停用運轉期間，采用了 NVH 扭矩限值控制方法和沒采用NVH扭矩限值控制的噪聲數據。分貝(dB) 聲壓水平沿Y軸用200表示。RPM發動機轉速沿X軸用210表示。沒 采用NVH扭矩限值方法所獲得的聲壓水平數據用220表示。采用NVH 扭矩限值方法所獲得的聲壓水平數據用230表示。目標NVH水平用240 表示。可以很容易看出，相對于目標NVH， NVH限值明顯比不受限的
運轉有提高。從前面的描述本領域沖支術人員現在能夠意識到可以以各種形式實 現本發明的廣泛教導。因此，雖然結合其特定例子描述了本發明，但是 不應由此限制本發明的真實范圍，因為對本領域技術人員而言，通過學 習附圖、說明書和以下權利要求可以很明顯得到其它變形。
權利要求
1. 一種用于控制發動機在啟用所有氣缸的啟用模式和啟用少于所有氣缸的停用模式之間轉換的發動機控制系統，包括基于發動機轉速和車速來確定噪聲、振動和工作粗暴(NVH)扭矩限值的噪聲、振動和工作粗暴(NVH)限值模塊；以及在基于NVH扭矩限值和所請求扭矩限制噪聲、振動和工作粗暴的同時使發動機能夠在啟用模式和停用模式之間轉換的模式轉換模塊。
2. 如權利要求l所述的系統，其中，模式轉換模塊基于NVH扭矩限值、滯后和所請求扭矩允許發動機從啟用模式轉換到停用模式。
3. 如權利要求l所述的系統，其中，如果所請求扭矩大于NVH扭 矩限值，模式轉換模塊命令從停用模式轉換到啟用模式。
4. 如權利要求l所述的系統，其中，如果所請求扭矩等于NVH扭 矩限值，模式轉換模塊命令從停用模式轉換到啟用模式。
5. 如權利要求2所述的系統，其中，如果所請求扭矩小于NVH扭 矩限值減去該滯后，模式轉換模塊允許從啟用模式轉換到停用模式。
6. 如權利要求4所述的系統，其中，如果滿足發動機停用允許條 件，模式轉換模塊允許從啟用模式到停用模式的轉換。
7. 如權利要求1所述的系統，其中，模式轉換模塊基于加速踏板 位置來確定所請求扭矩。
8. 如權利要求l所述的系統，其中，NVH限值模塊基于對存儲在 由發動機轉速和車速的索引所定義的二維表中的值進行插值來確定 NVH扭矩限值。
9. 一種控制內燃機在啟用所有氣缸的啟用模式和啟用少于所有氣 缸的停用模式之間轉換的方法，包括基于發動機轉速和車速來確定噪聲、振動和工作粗暴(NVH)扭矩 限值；以及如果所請求扭矩大于NVH扭矩限值，則在限制NVH的同時控制發 動機從停用模式轉換到啟用模式。
10. 如權利要求9所述的方法，還包括，如果所請求扭矩等于NVH 扭矩限值，則控制發動機從停用模式轉換到啟用模式。
11. 如權利要求9所述的方法，還包括，如果所請求扭矩小于NVH 扭矩限值減去一個滯后，則控制發動機從啟用模式轉換到停用模式。
12. 如權利要求11所述的方法，還包括，如果滿足發動機停用允 許條件，則控制發動機從啟用模式轉換到停用模式。
13. 如權利要求9所述的方法，還包括，根據加速踏板位置來確定所請求扭矩。
14. 如權利要求9所述的方法，其中，該確定包括基于對由發動機 轉速和車速的索引定義的二維表中的值進行插值來確定NVH扭矩限值。
15. —種控制內燃機在啟用所有氣缸的啟用模式和啟用少于所有氣 缸的停用模式之間轉換的方法，包括基于發動機轉速和車速來確定噪聲、振動和工作粗暴(NVH)扭矩 限值；以及如果所請求扭矩小于NVH 4丑矩限值減去滯后，則在限制NVH的同 時控制發動機從啟用模式轉換到停用模式。
16. 如權利要求15所述的方法，其中該控制包括，如果所請求扭 矩小于NVH扭矩限值減去滯后并且如果滿足發動機停用允許條件，則 控制發動機從啟用模式轉換到停用模式。
17. 如權利要求15所述的方法，還包括根據加速踏板位置來確定 所請求扭矩。
18. 如權利要求15所述的方法，其中該確定包括基于對由發動機 轉速和車速的索引定義的二維表中的值進行插值來確定NVH扭矩限值。
全文摘要
提供一種用于控制發動機在啟用所有氣缸的啟用模式和啟用少于所有氣缸的停用模式之間轉換的發動機控制系統。該系統包括基于發動機轉速和車速來確定噪聲、振動和工作粗暴(NVH)扭矩限值的噪聲、振動和工作粗暴(NVH)限值模塊；以及基于NVH扭矩限值和所請求扭矩，在限制噪聲、振動和工作粗暴的同時使發動機在啟用模式和停用模式之間轉換的模式轉換模塊。
文檔編號F02D17/00GK101144433SQ200710148778
公開日2008年3月19日 申請日期2007年9月11日 優先權日2006年9月11日
發明者A·E·小斯皮查, K·C·王, W·R·文納三世 申請人:通用汽車環球科技運作公司