Способ и система избирательной деактивации цилиндров

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами. Способ для двигателя содержит следующие этапы. Деактивация одного или более механизмов отдельного клапана цилиндра в соответствии с комбинацией цилиндров. Повторная активация одного или более механизмов клапана в ответ на запрос на кулачковое фазирование. Комбинация цилиндров содержит первый и второй деактивированный цилиндр и третий активный цилиндр. Повторная активация одного или более механизмов отдельного клапана цилиндра содержит повторную активацию механизма отдельного клапана цилиндра первого цилиндра при сохранении механизма отдельного клапана цилиндра второго цилиндра деактивированным. Раскрыты способ и система для двигателя. Технический результат заключается в повышении качества фазирования распределительного вала благодаря увеличению скорости фазирования при эксплуатации двигателя с одним или более деактивированными цилиндрами. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Ссылки на родственные заявки

Настоящей заявкой испрашивается приоритет по предварительной патентной заявке США №62/066,258, озаглавленной «METHOD AND SYSTEM FOR SELECTIVE CYLINDER DEACTIVATION» (Способ и система для избирательной деактивации цилиндров), поданной 20 октября 2014 г., все содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки для любых целей.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящая заявка относится к способам и системе для избирательной деактивации отдельных цилиндров двигателя в двигателе с изменением фаз кулачкового распределения (VCT - от англ. variable cam timing).

Предпосылки создания и сущность изобретения

Для большей экономии топлива двигатели могут быть выполнены с возможностью работы с изменяемым количеством активных или деактивированных цилиндров, при этом, опционально, общее соотношение воздуха и топлива в выхлопной смеси поддерживается вблизи стехиометрического соотношения. Часть цилиндров двигателя может отключаться при выбранных условиях, определяемых, например, такими параметрами, как окно скорость/нагрузка, а также другими различными условиями эксплуатации, в том числе скоростью транспортного средства. Система управления двигателем может отключать выбранную группу цилиндров, например, ряд цилиндров, путем управления множеством деактиваторов клапана цилиндра, влияющих на функционирование впускных и выпускных клапанов цилиндра, и путем управления множеством избирательно деактивируемых топливных инжекторов, влияющих на подачу топлива в цилиндр.

Дальнейший рост экономии топлива может быть достигнут в двигателях, выполненных с возможностью изменения эффективного рабочего объема двигателя путем пропуска подачи воздуха и топлива в определенные цилиндры в соответствии со схемой зажигания пронумерованных цилиндров, также называемой схемой «пропуска зажигания». Один пример двигателя с возможностью пропуска зажигания представлен Tripathi и др. в патенте США 8,651,091. В нем контроллер двигателя может непрерывно менять цилиндры, в которые подается воздух и топливо, пропускаемые цилиндры и количество тактов работы цилиндров, на протяжении которых реализуется данная схема. Путем пропуска подачи воздуха и топлива в выбранные цилиндры можно добиться работы активных цилиндров вблизи оптимума их эффективности, увеличивая тем самым общую эффективность работы двигателя. Меняя идентификаторы и количество пропускаемых цилиндров, можно получить большой диапазон изменения рабочего объема двигателя.

Однако авторы настоящего изобретения обнаружили потенциальный недостаток таких систем двигателя. В системах двигателя, выполненных с устройствами изменения фаз кулачкового распределения (VCT) для регулирования фазового распределения клапанов отдельных цилиндров, деактивация некоторых цилиндров может привести к пульсациям крутящего момента распределительного вала, ухудшающим фазирование распределительного вала. Поэтому устройства VCT могут содержать устройство фазирования распределительного вала лопастного типа, приводимое в действие кулачковым крутящим моментом, при этом возможность приведения такого устройства фазирования в действие зависит от крутящего момента, создаваемого при кулачковом приведении в действие. Конкретно, крутящий момент, который распределительный вал передает на устройство фазирования распределительного вала, при любом угле двигателя определяется как функция крутящих моментов, передаваемых на распределительный вал каждым элементом привода клапана, контактирующим с этим распределительным валом. У двигателей, выполненных с возможностью деактивации любого количества цилиндров, крутящая характеристика распределительного вала может меняться в зависимости от того, какие цилиндры активно открывают и закрывают клапаны в данном цикле двигателя. Поскольку устройство фазирования распределительного вала зависит от приема крутящего момента как источника энергии для фазирования распределительного вала с опережением или запаздыванием, способность устройства фазирования выполнять фазирование может понижаться, когда крутящая характеристика, соответствующая выбранной схеме деактивации цилиндров, содержит меньшее количество пиков на цикл или пики меньшей амплитуды. Авторы настоящего изобретения поняли, что при заданном количестве деактивированных цилиндров могут существовать некоторые комбинации деактивированных цилиндров, при которых выполняются требования по нагрузке на двигатель, но могут не обеспечиваться достаточные крутящие нагрузки, обеспечивающие фазирование распределительных валов. В результате возможности двигателя по фазированию распределительного вала могут быть снижены, что ведет к снижению качества работы двигателя.

В одном примере вышеуказанный недостаток может быть, по меньшей мере частично, устранен за счет способа для двигателя, содержащего деактивацию механизма отдельного клапана цилиндра в соответствии с комбинацией цилиндров; и повторную активацию механизма клапана в ответ на запрос кулачкового фазирования. Таким образом, для улучшения фазирования распределительного вала, схемы деактивации цилиндров при наличии потребности в фазировании могут регулироваться.

Например, в ответ на падение нагрузки двигателя, контроллер двигателя может выбрать некоторую схему деактивации цилиндров. Эта схема может содержать суммарное количество отдельных механизмов клапанов цилиндров, подлежащих деактивации, относительно суммарного количества активных цилиндров. Количество цилиндров и идентификаторы цилиндров, выбранных для деактивации, могут определяться на основании изменения (в данном случае падения) нагрузки двигателя. Затем в соответствии с определенной таким образом схемой могут деактивироваться механизмы клапана отдельных цилиндров. В ответ на запрос фазирования распределительного вала, т.е., на запрос опережения или запаздывания фазы кулачкового распределения, контроллер двигателя может повторно активировать один или более деактивированных цилиндров. Кроме того, контроллер может деактивировать один или более активных цилиндров, чтобы при регулировке схемы деактивации цилиндров поддерживать суммарное количество деактивированных/активных цилиндров постоянным. Например, контроллер может сравнивать крутящие характеристики распределительного вала в разных комбинациях цилиндров с целью отыскания комбинации, в которой набор деактивированных цилиндров более благоприятен для фазирования распределительного вала. При этом при заданном суммарном количестве деактивированных цилиндров может существовать комбинация цилиндров (характеризуемая их идентификаторами, последовательностью зажигания, местоположением в ряду двигателя и т.д.), у которой характеристика кулачкового крутящего момента более предпочтительна для кулачкового фазирования, тогда как другие комбинации менее предпочтительны. Например, амплитуда и положение крутящих пиков для каждого (активного) цилиндра в неблагоприятной комбинации цилиндров могут быть такими, что полезной энергии для фазирования распределительного вала будет меньше. Напротив, амплитуда и положение пиков крутящего момента для каждого (активного) цилиндра в благоприятной комбинации цилиндров могут быть такими, что полезной энергии для фазирования распределительного вала будет больше. Контроллер может повторно активировать деактивированные цилиндры и/или деактивировать активные цилиндры изначально выбранной комбинации цилиндров для реализации схемы деактивации цилиндров, которая лучше подходит для фазирования распределительного вала. Когда фазирование распределительного вала выполнено, контроллер может регулировать работу механизмов деактивации клапана цилиндра с целью возобновления использования изначальной комбинации цилиндров (или иной комбинации, определяемой на основании текущей нагрузки на двигатель).

Таким образом, может быть улучшена эффективность фазирования распределительного вала при эксплуатации двигателя с одним или более деактивированными цилиндрами. Путем деактивации и/или повторной активации цилиндров двигателя с учетом крутящих моментов, передаваемых на распределительный вал от каждого клапана цилиндров двигателя, может быть повышена полная энергия, передаваемая на распределительный вал. Путем передачи повышенной крутящей нагрузки от клапанов цилиндра на распределительный вал при деактивации механизмов клапанов отдельных выбранных цилиндров повышается энергия для фазирования распределительного вала. С улучшением фазирования распределительного вала становятся более доступными настройки фаз кулачкового распределения, что повышает качество работы двигателя.

Следует понимать, что данное краткое описание изобретения приведено для упрощенного представления некоторых идей, которые далее раскрываются в раскрытии изобретения. Краткое описание не предназначено для определения ключевых или существенных особенностей заявленного объекта изобретения, объем которого определяется исключительно формулой изобретения, следующей за подробным описанием. Кроме того, заявленный объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые лишь устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой части настоящего документа.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет примерный вариант общего вида системы двигателя.

Фиг. 2 представляет вид части двигателя.

Фиг. 3-5 представляют примеры характеристик крутящего момента для различных схем деактивации цилиндров в двигателе типа V8.

Фиг. 6 представляет высокоуровневую блок-схему регулировки функционирования механизмов клапана отдельных цилиндров с целью деактивации/повторной активации цилиндров двигателя в ответ на запрос фазирования распределительного вала.

Фиг. 7 представляет влияние импульсов крутящего момента на движение устройства фазирования распределительного вала.

Фиг. 8 представляет пример регулировки функционирования механизмов клапанов отдельных цилиндров с целью улучшения передачи крутящего момента от клапанов активных цилиндров на распределительный вал для реализации возможности фазирования.

Подробное раскрытие изобретения

Предложены способы и системы для регулировки отдельных механизмов клапана цилиндров в двигателе, выполненном с возможностью избирательной деактивации цилиндров (также называемой здесь работой с пропуском зажигания), например, в системе двигателя, показанной на фиг. 1-2, в ответ на запрос фазирования. Контроллер может регулировать выбранную схему пропуска зажигания в зависимости от условий деактивации цилиндра в ответ на запрос кулачкового фазирования. Контроллер может быть выполнен с возможностью исполнения программы, например, программы, показанной на фиг. 6, для повторной активации ранее деактивированного цилиндра в ответ на запрос на опережение/задержку фазы кулачкового распределения с целью увеличения крутящей нагрузки, передаваемой от клапанов активных цилиндров на распределительный вал (фиг. 7). Цилиндр может выбираться для повторной активации на основании крутящей характеристики распределительного вала, соответствующей каждой комбинации цилиндров (фиг. 3-5). Одновременно контроллер, чтобы дать двигателю возможность продолжить работу с использованием преимуществ от деактивации цилиндра, также может повторно активировать один или более других цилиндров. Пример регулировки, которая с целью более качественного фазирования увеличивает полезную энергию от моментов вращения, создаваемых клапаном на распределительном вале, представлен на фиг. 8. Так улучшается фазирование распределительного вала при работе двигателя по схеме с пропуском зажигания.

На фиг. 1 представлен пример двигателя 10, имеющего первый ряд 15а цилиндров и второй ряд 15b цилиндров. В показанном примере двигатель 10 представляет собой двигатель типа V8, имеющий по четыре цилиндра в первом ряду и во втором ряду. Двигатель 10 содержит впускной коллектор 16 с заслонкой 20 и выпускной коллектор 18, соединенный с системой 30 регулирования выбросов. Система 30 регулирования выбросов содержит один или более катализаторов и датчиков соотношения воздух-топливо, например, описанных в связи с фиг. 2. В качестве одного неограничивающего примера, двигатель 10 может быть частью двигательно-движительной системы пассажирского транспортного средства.

Система двигателя 10 может содержать цилиндры 14 с избирательно деактивируемыми впускными клапанами 50 и избирательно деактивируемыми выпускными клапанами 56. В одном примере впускные клапаны 50 и выпускные клапаны 56 выполнены с возможностью приведения в действие кулачками (как показано на фиг. 2) посредством отдельных механизмов кулачкового привода клапана цилиндра. Каждый ряд цилиндров двигателя может содержать один распределительный вал, который приводит в действие впускные и выпускные клапаны. В другом примере каждый ряд цилиндров двигателя может содержать один распределительный вал, приводящий в движение впускные клапаны, и отдельный распределительный вал, приводящий в движение выпускные клапаны. В других примерах клапаны могут быть выполнены с возможностью электрического привода (EVA - от англ. electric valve actuation) посредством электрических приводных устройств клапанов отдельных цилиндров. Хотя на представленном примере каждый цилиндр имеет один впускной клапан и один выпускной клапан, в других примерах, как показано на фиг. 2, каждый цилиндр может иметь множество избирательно деактивируемых впускных клапанов и/или множество избирательно деактивируемых выпускных клапанов.

При выбранных условиях, например, когда не требуется полный крутящий момент, который может создать двигатель, один или более цилиндров двигателя 10 могут быть выбраны для избирательной деактивации (здесь также называемой деактивацией отдельных цилиндров). Эта деактивация может содержать избирательную деактивацию одного или более цилиндров только в первом ряду 15а, одного или более цилиндров только во втором ряду 15b или одного или более цилиндров как в первом ряду, так и во втором ряду. Цилиндры в каждом ряду могут деактивироваться как симметрично, так и асимметрично по количеству цилиндров и их идентификаторам.

При деактивации выбранные цилиндры могут деактивироваться путем запирания механизмов клапана отдельных цилиндров, например, механизмов впускного клапана, механизмов выпускного клапана или комбинации механизмов обоих типов. Клапаны цилиндра могут избирательно деактивироваться посредством подъемников с гидравлическим приводом (например, подъемников, соединенных с подъемными штоками клапанов), посредством деактивации механизма толкателя, в котором часть толкателя, на которую воздействует подъем кулачка, может отсоединяться от части толкателя, приводящей в действие клапан, или посредством механизмов клапана цилиндра с электрическим приводом, связанных с каждым цилиндром. Кроме того, может прекращаться подача топлива и искры в деактивированные цилиндры, например, путем деактивации топливных инжекторов цилиндра.

В то время, когда выбранные цилиндры деактивированы, в остальных включенных (т.е., активных) цилиндрах при активных и функционирующих топливных инжекторах и механизмах клапана цилиндра продолжается процесс внутреннего сгорания. Для соответствия требованиям к крутящему моменту двигатель создает такой же крутящий момент, используя активные цилиндры. Это требует более высоких давлений в коллекторе, что снижает потери на прокачивание и увеличивает эффективность двигателя. Кроме того, меньшая эффективная площадь поверхности (только во включенных цилиндрах), контактирующей с областью сгорания, снижает тепловые потери двигателя, что повышает тепловую эффективность двигателя.

Цилиндры могут деактивироваться для реализации определенной схемы зажигания (или пропуска зажигания) на основании заданного алгоритма управления. Более конкретно, в выбранных «пропускаемых» рабочих циклах зажигание не выполняется, но выполняется в остальных «активных» рабочих циклах. При необходимости также может регулироваться момент времени формирования искры, относящейся к выбранному зажиганию выбранной рабочей камеры, на основании последовательности зажигания или истории зажигания этой выбранной рабочей камеры. Контроллер 12 двигателя может содержать, как описывается далее, соответствующую логику для определения схемы деактивации цилиндров (или схемы пропуска зажигания) на основании условий эксплуатации двигателя.

Двигатель 10 может работать на множестве веществ, подача которых может осуществляться через топливную систему 8. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере, частично, системой управления, содержащей контроллер 12. Контроллер 12 может принимать различные сигналы от датчиков 82, соединенных с двигателем 10 (и описываемых со ссылкой на фиг. 2), и передавать сигналы управления в различные исполнительные устройства 81, соединенные с двигателем и/или транспортным средством (как описывается со ссылкой на фиг. 2). В число этих разнообразных датчиков могут входить, например, различные датчики температуры, давления и соотношения воздух-топливо. Кроме того, контроллер 12 может принимать признак стука цилиндра или преждевременного зажигания из одного или более датчиков стука, распределенных по ряду двигателя. Указанное множество датчиков стука, при их наличии, может быть распределено по ряду двигателя симметрично или асимметрично. В число указанных одного или более датчиков стука могут входить акселерометры, ионизационные датчики или внутрицилиндровые датчики давления.

Контроллер двигателя может содержать формирователь управляющего импульса и задатчик последовательности для определения комбинации цилиндров на основании требуемой энергоотдачи двигателя при текущих условиях эксплуатации двигателя. Например, формирователь управляющего импульса может использовать адаптивное предсказывающее управление для динамического формирования сигнала управляющего импульса, указывающего, какие цилиндры и в каких интервалах подлежат зажиганию для получения требуемой энергоотдачи (т.е., указывающего схемы зажигания цилиндров/схемы пропуска зажигания). Схема зажигания цилиндров может регулироваться для получения требуемой энергоотдачи без чрезмерной или недопустимой вибрации в двигателе. При этом комбинация цилиндров может выбираться на основании конфигурации двигателя, например, на основании того, относится ли двигатель к типу V, к однорядному типу, на основании количества цилиндров в двигателе и т.д. На основании выбранной комбинации цилиндров механизмы клапанов отдельных выбранных цилиндров могут запираться, а подача топлива и искры в цилиндры прекращаться.

Поскольку оптимальная эффективность для данного цилиндра находится вблизи полной отдачи, для снижения отдачи может быть выбрано снижение частоты актов зажигания. Например, пропуск каждого второго цилиндра даст, в среднем, половину мощности. Максимально равномерный, насколько это возможно, пропуск актов зажигания способствует минимизации вибраций, возникающих вследствие вариаций выходного крутящего момента. Все ли цилиндры включаются в схему пропуска зажигания, может зависеть от желаемой доли отдачи и от других соображений, в том числе от температуры цилиндра.

Таким образом, при регулировке схемы деактивации механизмов клапана цилиндра отдельных цилиндров и топливных инжекторов отдельных цилиндров, за счет более эффективной эксплуатации меньшего количества цилиндров может быть обеспечена требуемая отдача двигателя, что повышает экономию топлива.

Как показано здесь со ссылкой на фиг. 3-6, контроллер может регулировать комбинацию цилиндров в ответ на запрос фазирования распределительного вала, чтобы обеспечить возможность использования комбинации цилиндров, которая более благоприятна для фазирования распределительного вала. Это может включать в себя повторную активацию ранее деактивированных цилиндров и/или деактивацию ранее активных цилиндров для регулировки крутящей нагрузки на распределительный вал, создаваемой актами функционирования клапанов цилиндра, с целью обеспечения достаточной энергии для фазирования распределительного вала.

Фиг. 2 представляет примерный вариант осуществления камеры сгорания, или цилиндра, двигателя 10 внутреннего сгорания. На фиг. 2 показано, что двигатель 10 может принимать управляющие параметры из системы управления, содержащей контроллер 12, а также входные сигналы от оператора 190 транспортного средства через устройство 192 ввода. В данном примере устройство 192 ввода содержит педаль акселератора и датчик 194 положения педали, предназначенные для формирования пропорционального сигнала РР положения педали.

Цилиндр (в настоящем документе также - «камера сгорания») 30 двигателя 10 может содержать стенки 32 камеры сгорания с расположенным внутри них поршнем 36. Поршень 36 может быть связан с коленчатым валом 40 так, что возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть связан с по меньшей мере одним приводным шкивом пассажирского транспортного средства через систему передачи. Кроме того, с коленчатым валом 40 через маховик может быть связан пусковой двигатель, предназначенный для запуска двигателя 10. Коленчатый вал 40 соединен с масляным насосом (не показан), предназначенным для создания давления в смазочной системе двигателя. Корпус 136 гидравлически связан с коленчатым валом 40 через цепь или ремень привода газораспределительного механизма (не показан).

Цилиндр 30 может принимать воздух из впуска через впускной коллектор или воздушные каналы 44. Впускной воздушный канал 44 может, помимо цилиндра 30, сообщаться с другими цилиндрами двигателя 10. В некоторых вариантах осуществления изобретения один или более впускных каналов могут содержать устройство наддува, например, турбонаддувный агрегат или воздушный нагнетатель. Во впускном канале двигателя для варьирования интенсивности потока и/или давления воздуха на впуске, подаваемого в цилиндры двигателя, может быть предусмотрена дроссельная система, содержащая дроссельную шайбу 62. В этом конкретном примере дроссельная шайба 62 связана с электрическим двигателем 94, а положением дроссельной шайбы 62 управляет контроллер 12 посредством электрического двигателя 94. Такая конструкция, которая может называться электронной системы управления дросселем (ETC - от англ. electronic throttle control), также может быть использована для управления холостым ходом.

Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующие впускные клапаны 52а и 52b (не показано) и выпускные клапаны 54а и 54b (не показано). И хотя, таким образом, может использоваться по четыре клапана на цилиндр, в другом примере также может использоваться один впускной и один выпускной клапан на цилиндр. В еще одном примере может использоваться два впускных клапана и один выпускной клапан на цилиндр.

Выпускной коллектор 48 может принимать выхлопные газы и из других, помимо цилиндра 30, цилиндров двигателя 10. Датчик 76 выхлопных газов показан соединенным с выпускным коллектором 48 выше по потоку от каталитического преобразователя 70 (здесь датчик 76 может соответствовать нескольким различным датчикам). Например, датчиком 76 может быть любой из множества датчиков для получения данных о соотношении воздух/топливо в выхлопных газах, например, линейный датчик кислорода, датчик типа UEGO, датчик кислорода с двумя состояниями, или датчик типа EGO, датчик типа HEGO (подогреваемый датчик EGO) или датчик НС или СО. Устройство 72 регулирования выбросов показано расположенным ниже по потоку от каталитического преобразователя 70. Устройством 72 регулирования выбросов может быть катализатор преобразования трех компонентов выхлопа, ловушка NOx, различные другие устройства регулирования выбросов или их комбинации.

В некоторых вариантах осуществления изобретения каждый цилиндр двигателя 10 может содержать свечу 92 зажигания, предназначенную для инициирования внутреннего сгорания. Система 88 зажигания может, в определенных режимах работы, обеспечивать формирование искры зажигания в камере 30 сгорания при посредстве свечи 92 зажигания в качестве реакции на сигнал SA подачи искры, поступающий из контроллера 12. Однако в некоторых вариантах осуществления изобретения свеча 92 зажигания может быть исключена, например, когда двигатель 10 может инициировать сгорание путем самовоспламенения или путем нагнетания топлива, что может иметь место в некоторых дизельных двигателях.

В некоторых вариантах осуществления изобретения каждый цилиндр двигателя 10 может содержать один или более топливных инжекторов, предназначенных для подачи топлива в цилиндр. В качестве неограничивающего примера, топливный инжектор 66А представлен соединенным непосредственно с цилиндром 30 для непосредственной подачи в этот цилиндр топлива в количестве, пропорциональном ширине импульса сигнала dfpw, принимаемого из контроллера 12 через электронный усилитель 68. Таким образом, топливный инжектор 66А обеспечивает так называемую прямую инжекцию (также обозначаемую далее как DI, от англ. direct injection) топлива в цилиндр 30. Топливный инжектор может быть установлен, например, сбоку камеры сгорания (как показано) или сверху камеры сгорания (около свечи зажигания). Топливо может подаваться в топливный инжектор 66А посредством топливной системы, содержащей топливный бак, топливный насос и топливопровод. В некоторых вариантах осуществления изобретения камера 30 сгорания может, опционально или в дополнение, содержать топливный инжектор, размещенный во впускном коллекторе 44 в конфигурации, обеспечивающей, так называемую, инжекцию во впускное отверстие, в которой топливо подается во впускное отверстие выше по потоку от камеры 30 сгорания.

Контроллер 12 показан как микрокомпьютер, содержащий модуль 102 микропроцессора, входной/выходной порты 104, электронный носитель информации для исполняемых программ и значений параметров калибровки, показанный в этом конкретном примере как микросхема 106 постоянного запоминающего устройства, память 108 с произвольным доступом, оперативную память 110 и обычную шину данных. Контроллер 12 представлен принимающим из датчиков, связанных с двигателем 10, в дополнение к ранее рассмотренным сигналам, различные сигналы, в том числе сигнал массового расхода воздуха (MAF - от англ. mass air flow) при наддуве из датчика 100 массового расхода воздуха, связанного с заслонкой 20; сигнал температуры охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ - от англ. engine coolant temperature) из датчика 112 температуры, соединенного с рубашкой 114 охлаждения; сигнал съема профиля зажигания (PIP от англ. profile ignition pickup) из датчика 118 на эффекте Холла (или датчика другого типа), связанного с коленчатым валом 40; сигнал TP положения заслонки из датчика 20 положения заслонки; сигнал MAP абсолютного давления в коллекторе из датчика 122; признак стука из датчика 182 стука; и данные об абсолютной или относительной влажности окружающей среды из датчика 180. Сигнал RPM скорости двигателя формируется контроллером 12 из сигнала PIP обычным образом, а сигнал MAP давления в коллекторе из датчика давления в коллекторе дает информацию о разрежении или давлении во впускном коллекторе. В стехиометрическом режиме этот датчик может служить признаком нагрузки на двигатель. Кроме того, на основе данных с этого датчика вместе с данными о скорости двигателя можно делать оценку массы смеси (включая воздух), вводимой в цилиндр. В одном примере датчик 118, который также используется как датчик скорости двигателя, формирует заранее заданное количество равноотстоящих импульсов на каждый оборот коленчатого вала.

В этом конкретном примере температура Tcat1 и каталитического преобразователя 70 сообщается из датчика 124 температуры, а температура Tcat2 устройства 72 регулирования выбросов сообщается из датчика 126 температуры. В другом варианте осуществления температура Tcat1 и температура Tcat2 и могут косвенно определяться на основании режима работы двигателя.

Контроллер 12 принимает сигналы от различных датчиков, показанных на фиг. 1 и 2, и использует различные исполнительные устройства, показанные на фиг. 1 и 2, для регулировки работы двигателя на основании принятых сигналов и команд, сохраненных в памяти контроллера.

Кроме того, на фиг. 2 показана система 19 регулирования фаз распределительного вала (VCT). В данном примере показана система с верхним расположением распределительного вала, хотя могут использоваться и другие подходы. Конкретно, распределительный вал 130 двигателя 10 представлен находящимся в соприкосновении с плечами 132 и 134 коромысла, служащего для приведения в действие впускных клапанов 52а, 52b и выпускных клапанов 54а, 54b. В показанном примере система 19 VCT является приводимой в действие кулачковым крутящим моментом (СТА - от англ. cam torque actuated), при этом устройство фазирования распределительного вала системы VCT приводится в действие импульсами кулачкового крутящего момента. В других примерах система 19 VCT может быть приводимой в действие давлением масла (ОРА - от англ. oil-pressure actuated). Путем настройки множества гидравлических клапанов таким образом, чтобы гидравлическая текучая среда, например, машинное масло, направлялась в полость (например, в камеру опережения или в камеру запаздывания) устройства фазирования распределительного вала, можно изменять фазовое распределение клапанов, т.е., обеспечивать их срабатывание с опережением или с запаздыванием. Здесь опережение и запаздывание фазы кулачкового распределения относится к относительным фазам кулачкового распределения, в том смысле, что (просто в качестве примера) в состоянии с наибольшим опережением все равно может обеспечиваться открытие впускного клапана с задержкой по отношению к верхней мертвой точке.

При этом, когда двигатель работает, крутящий момент, который распределительный вал передает на приводимое в действие кулачковым крутящим моментом устройство фазирования распределительного вала, при любом угле двигателя определяется как функция крутящих моментов, передаваемых на распределительный вал каждым элементом привода клапана, находящимся в контакте с этим распределительным валом. В случае двигателя, выполненного с возможностью пропуска зажигания, как в настоящем изобретении, в это число в любое заданное время входят элементы привода клапана каждого активного цилиндра. Когда контроллер двигателя избирательно деактивирует механизмы клапана отдельных цилиндров, крутящая характеристика распределительного вала этого двигателя меняется. Это значит, что в любом заданном цикле двигателя крутящая характеристика распределительного вала меняется в зависимости от суммарного количества и от идентификатора (например, от положения в ряду двигателя, последовательности зажигания, местоположения в определенном ряду и т.д.) цилиндров, которые активно открывают и закрывают впускные и выпускные клапаны. При этом, поскольку устройство фазирования распределительного вала зависит от приема крутящего момента как источника энергии для фазирования распределительного вала с опережением или запаздыванием (с целью изменения фазы кулачкового распределения), способность этого устройства к фазированию при работе с некоторыми схемами деактивации цилиндров может быть снижена. Например, некоторые схемы деактивации цилиндров могут содержать меньше пиков на цикл и/или пики меньшей амплитуды, как показано на фиг. 3-5. Как подробно рассматривается здесь со ссылкой на фиг. 6, во время запроса кулачкового фазирования контроллер может изменять схему деактивации цилиндров с целью улучшения фазирующего отклика устройства фазирования. При этом могут повторно активироваться один или более деактивированных цилиндров и/или могут деактивироваться один или более активных цилиндров, чтобы тем самым сформировать крутящую характеристику с большим количеством пиков и/или с пиками более высокой амплитуды, в результате чего источник полезной энергии для устройства фазирования приобретает более высокое качество. В результате это позволяет улучшить отклик устройства фазирования. Пример регулировки представлен на фиг. 7.

Распределительный вал 130 гидравлически связан с корпусом 136. Корпус 136 образует зубчатое колесо с множеством зубьев 138. В примерном варианте осуществления корпус 136 механически связан с коленчатым валом 40 через цепь или ремень привода газораспределительного механизма (не показан). Поэтому корпус 136 и распределительный вал 130 вращаются с, по существу, равными скоростями и синхронно с коленчатым валом. В другом варианте осуществления, как, например, в четырехтактном двигателе, корпус 136 и коленчатый вал 40 могут быть механически связаны с распределительным валом 130 таким образом, что корпус 136 и коленчатый вал 40 могут синхронно вращаться с иной скоростью, чем у распределительного вала 130 (например, в отношении 2:1, при котором коленчатый вал вращается в два раза быстрее распределительного вала). В еще одном варианте осуществления зуб 138 может быть механически связан с распределительным валом 130. Путем манипулирования гидравлической связью, как это описано здесь, положение распределительного вала 130 относительно коленчатого вала 40 может изменяться гидравлическими давлениями в камере 142 задержки и камере 144 опережения. Путем предоставления гидравлической текучей среде возможности вхождения в камеру 142 задержки с одновременным предоставлением маслу возможности выхода из камеры 144 опережения выполняется задержка относительной взаимосвязи между распределительным валом 130 и коленчатым валом 40. В результате впускные клапаны 52а, 52b и выпускные клапаны 54а, 54b открываются и закрываются позднее, чем обычно, по отношению к коленчатому валу 40. Аналогично, путем предоставления гидравлической текучей среде возможности вхождения в камеру 144 опережения с одновременным предоставлением маслу возможности выхода из камеры 142 задержки выполняется опережение относительной взаимосвязи между распределительным валом 130 и коленчатым валом 40. Таким образом, впускные клапаны 52а, 52b и выпускные клапаны 54а, 54b открываются и закрываются раньше, чем обычно, по отношению к коленчатому валу 40.

Хотя в этом примере представлена система, в которой фазовое распределение впускных и выпускных клапанов регулируется совместно, может использоваться и регулирование фазы кулачкового распределения для впускных клапанов, регулирование фазы кулачкового распределения для выпускных клапанов, одновременное независимое регулирование фазы кулачкового распределения, одновременное равное регулирование фазы кулачкового распределения или другой способ регулирования фазы кулачкового распределения. Кроме того, может использоваться регулируемый подъем клапана. Также для создания различных профилей кулачков в различных условиях эксплуатации может использоваться изменение профиля распределительного вала. Кроме того, приводом клапана может быть роликовое коромысло клапанов и пальцевый толкатель, привод прямого действия, электрогидравлический привод или иные альтернативы плечам коромысла.

Далее, что касается системы регулирования фазы кулачкового распределения, зуб 138, поворачивающийся синхронно с распределительным валом 130, может использоваться для измерения относительного положения кулачка посредством датчика 150 фазы кулачкового распределения, передающего сигнал VCT в контроллер 12. Зубья 1, 2, 3 и 4 могут использоваться для измерения фазы кулачкового распределения и являются равноотстоящими (например, в двухрядном двигателе V-8 зубья отстоят один от другого на 90 градусов), а зуб 5 может использоваться для идентификации цилиндра. Кроме того, контроллер 12 передает сигналы управления (LACT, RACT) на обычные соленоидные клапаны (не показаны) для подачи потока гидравлической текучей среды либо в камеру 142 задержки, либо в камеру 144 опережения, либо ни в одну из этих камер.

Относительная фаза кулачкового распределения может быть измерена различными способами. В общем случае мерой относительной фазы кулачка является время или угол поворота между нарастающим перепадом сигнала PIP и приемом сигнала от одного из нескольких зубьев 138 на корпусе 136. В частном случае двигателя V-8 с двумя рядами цилиндров и пятизубым колесом мера фазы кулачкового распределения для определенного ряда принимается четыре раза за оборот, и еще один дополнительный сигнал используется для идентификации цилиндра. Возможны альтернативные схемы расположения зубьев, в том числе использование зубьев неравной толщины.

Как указано выше, фиг. 2 представляет лишь один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и должно быть понятно, что каждый цилиндр имеет свой собственный комплект впускных/выпускных клапанов, топливных инжекторов, свечей зажигания и т.д.

На фиг. 7 показано влияние колебаний кулачкового крутящего момента на движение устройства фазирования. Конкретно, на фиг. 7 изображен однолепестковый кулачок 706 в двух различных состояниях. Слева, в состоянии 700, кулачок 706 представлен подвергнутым тормозящему кручению 708 кулачка, а справа, в состоянии 750, кулачок представлен подвергнутым ускоряющему кручению 712 кулачка. В состоянии 700 вращательное движение 710 кулачка 706 по часовой стрелке толкает клапан 702 вверх, при этом на кулачке вследствие силы сопротивления пружины 704 действует тормозящее кручение 708 кулачка. Аналогично, в состоянии 750 после прохождения кулачком 706 углового положения, в котором пружина испытывает наибольшее сжатие, пружина 704, разжимаясь, сообщает кулачку ускоряющее кручение 712 кулачка, а клапан 702 движется вниз.

На фиг. 3 представлены примеры графиков 300, 350 крутящих характеристик, создаваемых на одном ряду двигателя. В показанном примере двигатель представляет собой двигатель типа V8 с одним установленным сверху распределительным валом (SOHC - от англ. single overhead cam), в котором один распределительный вал управляет функционированием всех впускных и выпускных клапанов четырех цилиндров данного ряда. При этом крутящий момент на распределительном вале создают механизмы как впускных, так и выпускных клапанов. Каждый график отображает крутящий момент, приложенный к распределительному валу вдоль оси у, в зависимости от положения/фазового распределения двигателя (в градусах угла поворота коленчатого вала). При этом в двигателе типа V8 цилиндры могут быть пронумерованы как 1-4 в первом ряду двигателя и как 5-8 во втором ряду двигателя. Когда все цилиндры активны, двигатель может работать с последовательностью зажигания цилиндров 1-3-7-2-6-5-4-8.

График 300 представляет пример крутящей характеристики, получаемой, когда все четыре цилиндра первого ряда активны. Двигатель при этом работает без деактивации цилиндров. Как показано, крутящая характеристика содержит три выраженных положительных и три выраженных отрицательных пика крутящего момента, который может быть приложен к устройству фазирования распределительного вала. При этом сумма пиков крутящего момента дает энергию, достаточную для фазирования распределительного вала.

Для сравнения, на графике 350 представлен пример крутящей характеристики, получаемой при одном деактивированном цилиндре первого ряда (конкретно, цилиндре_2). Двигатель при этом работает с одним деактивированным цилиндром первого ряда и активными тремя остальными цилиндрами (цилиндры_1, 3, 4). Как показано, при деактивированном цилиндре_2 крутящая характеристика также содержит три выраженных положительных и три выраженных отрицательных пика крутящего момента, который может быть приложен к устройству фазирования распределительного вала. Однако величина двух пиков снижена. В результате сумма пиков крутящего момента дает меньшую энергию, и ее может быть недостаточно для фазирования распределительного вала с требуемой скоростью.

На фиг. 4 представлены примеры графиков 410, 420, 460, 470 крутящих характеристик, создаваемых на одном ряду двигателя типа V8 с одним установленным сверху распределительным валом (SOHC). В этом случае один распределительный вал управляет функционированием всех впускных и выпускных клапанов четырех цилиндров данного ряда, а крутящий момент на распределительном вале создают механизмы как впускных, так и выпускных клапанов. Каждый график отображает крутящий момент, приложенный к распределительному валу вдоль оси у, в зависимости от положения/фазового распределения двигателя (в градусах угла поворота коленчатого вала). При этом в двигателе типа V8 цилиндры могут быть пронумерованы как 1-4 в первом ряду двигателя и как 5-8 во втором ряду двигателя. Когда все цилиндры активны, двигатель может работать с последовательностью зажигания цилиндров 1-3-7-2-6-5-4-8.

Графики 410, 420 относятся к первой группе 400, а графики 460, 470 относятся ко второй группе 450. Конкретно, первая группа 400 содержит графики крутящих характеристик, получаемых при одном деактивированном цилиндре ряда, и в этих группах результирующие пики крутящего момента благоприятны для фазирования распределительного вала. Для сравнения, вторая группа 450 содержит графики крутящих характеристик, получаемых при одном деактивированном цилиндре ряда, и в этих группах результирующие пики крутящего момента неблагоприятны для фазирования распределительного вала.

График 410 представляет пример крутящей характеристики, получаемой при деактивированном цилиндре_1 первого ряда, тогда как график 420 представляет пример крутящей характеристики, получаемой при деактивированном цилиндре_3 первого ряда. В обоих случаях крутящая характеристика содержит три выраженных положительных и три выраженных отрицательных пика достаточной величины (и амплитуды), в результате чего к устройству фазирования распределительного вала может быть приложен достаточный крутящий момент. Как результат, эти схемы деактивации цилиндров во время запроса фазирования распределительного вала могут считаться благоприятными, поскольку сумма пиков крутящего момента дает энергию, достаточную для фазирования распределительного вала.

График 460 представляет пример крутящей характеристики, получаемой при деактивированном цилиндре_2 первого ряда, а график 470 представляет пример крутящей характеристики, получаемой при деактивированном цилиндре_4 первого ряда. В обоих случаях крутящая характеристика содержит три выраженных положительных и три выраженных отрицательных пика, но по меньшей мере два из указанных пиков имеют меньшую интенсивность (и амплитуду), в результате чего к устройству фазирования распределительного вала невозможно приложить достаточный крутящий момент. Как результат, эти схемы деактивации цилиндров во время запроса фазирования распределительного вала могут считаться неблагоприятными, поскольку сумма пиков крутящего момента дает меньшую энергию, чем требуется для качественного фазирования распределительного вала.

В одном примере двигатель вследствие задания водителем пониженного крутящего момента может работать с одним деактивированным цилиндром, конкретно, с деактивированным цилиндром_2 или деактивированном цилиндром_4 (и активных остальных цилиндрах данного ряда двигателя, в число которых входят цилиндр_1 и цилиндр_3). В ответ на запрос фазирования распределительного вала, принятый при деактивированном цилиндре_2 или цилиндре_4, контроллер двигателя может повторно активировать цилиндр_2 или цилиндр_4. Кроме того, если условия для деактивации цилиндра все еще выполняются, то контроллер может деактивировать цилиндр_1 или цилиндр_3 для того, чтобы получить полезный эффект от деактивации цилиндра, имея при этом крутящую характеристику, которая более благоприятна для фазирования распределительного вала.

На фиг. 5 представлены примеры графиков 510, 520, 550 крутящих характеристик, создаваемых на одном ряду двигателя типа V8 с одним установленным сверху распределительным валом (SOHC). В этом случае один распределительный вал управляет функционированием всех впускных и выпускных клапанов четырех цилиндров данного ряда, а крутящий момент на распределительном вале создают механизмы как впускных, так и выпускных клапанов. Каждый график отображает крутящий момент, приложенный к распределительному валу вдоль оси y, в зависимости от положения/фазового распределения двигателя (в градусах угла поворота коленчатого вала). При этом в двигателе типа V8 цилиндры могут быть пронумерованы как 1-4 в первом ряду двигателя и как 5-8 во втором ряду двигателя. Когда все цилиндры активны, двигатель может работать с последовательностью зажигания цилиндров 1-3-7-2-6-5-4-8.

Графики 510, 520 относятся к первой группе 500, а график 550 относится ко второй группе. Конкретно, первая группа 500 содержит графики крутящих характеристик, получаемых при двух деактивированных цилиндрах ряда, и в этих группах результирующие пики крутящего момента благоприятны для кулачкового фазирования. Для сравнения, вторая группа содержит график 550 крутящих характеристик, получаемых при двух деактивированных цилиндрах ряда, и в этих группах результирующие пики крутящего момента неблагоприятны для кулачкового фазирования.

На графике 510 представлен пример крутящей характеристики, получаемой при деактивированных цилиндре_1 и цилиндре_2 первого ряда, тогда как график 520 представляет пример крутящей характеристики, получаемой при деактивированных цилиндре_3 и цилиндре_4 первого ряда. В обоих случаях крутящая характеристика содержит три выраженных положительных и три выраженных отрицательных пика достаточной величины (и амплитуды), в результате чего к кулачковому устройству фазирования может быть приложен достаточный крутящий момент. Как результат, эти схемы деактивации цилиндров во время запроса кулачкового фазирования могут считаться благоприятными, поскольку сумма пиков крутящего момента дает энергию, достаточную для фазирования распределительного вала.

На графике 550 представлен пример крутящей характеристики, получаемой при деактивированных цилиндре_2 и цилиндре_4 первого ряда. Здесь крутящая характеристика содержит только два выраженных положительных и отрицательных пика, а еще два пика имеют меньшую интенсивность (и амплитуду), в результате чего к устройству фазирования распределительного вала невозможно приложить достаточный крутящий момент. В результате данная схема деактивации цилиндров во время запроса кулачкового фазирования может считаться неблагоприятной, поскольку сумма пиков крутящего момента дает меньшую энергию, чем требуется для качественного фазирования распределительного вала.

В одном примере двигатель вследствие задания водителем пониженного крутящего момента может работать с двумя деактивированными цилиндрами, конкретно, с деактивированными цилиндром_2 и цилиндром_4 (и активных остальных цилиндрах данного ряда двигателя, цилиндре_1 и цилиндре_3). В ответ на запрос фазирования распределительного вала, принятый при деактивированных цилиндре_2 и цилиндре_4, контроллер двигателя может повторно активировать по меньшей мере один цилиндр из цилиндра_2 и цилиндра_4. Кроме того, если условия для деактивации цилиндра все еще выполняются, контроллер может повторно активировать цилиндр_1 либо цилиндр_3, чтобы сделать возможной деактивацию либо цилиндра_1 и цилиндра_2, либо цилиндра_3 и цилиндра_4. Это позволяет получить полезный эффект от деактивации цилиндра, имея при этом крутящую характеристику, которая более благоприятна для фазирования распределительного вала.

Должно быть понятно, что хотя примеры на фиг. 3-5 представлены со ссылкой на двигатель типа V8 с конфигурацией SOHC, в которой крутящий момент на распределительном валу создают механизмы как впускного, так и выпускного клапанов, данная концепция может быть аналогично применена к двигателям типа V8 с двумя установленными сверху распределительными валами (DOHC - от англ. dual overhead camshafts), где первый распределительный вал управляет функционированием впускных клапанов четырех цилиндров данного ряда, а второй распределительный вал управляет функционированием выпускных клапанов четырех цилиндров данного ряда. При этом крутящий момент на соответствующем распределительном вале может создаваться одним из механизмов, механизмом впускного или выпускного клапана. Далее, эта концепция может быть аналогичным образом распространена на другие двигатели, например, на однорядные двигатели (например, на двигатель 14), двигатели типа V с большим или меньшим количеством цилиндров (например, на двигатель V6 или V10), или на двигатели с толкательными приводами клапанов (OHV). В каждом случае схема деактивации цилиндров может быть выбрана на основании крутящих характеристик, которые могут быть определены опытным путем и/или смоделированы на основании рабочих параметров конкретного двигателя, например, последовательности зажигания цилиндров. В каждом случае на основании последовательности зажигания и ожидаемого/фактического крутящего усилия, передаваемого приводом клапана на распределительный вал, контроллер может принимать решение о том, следует ли в ответ на запрос фазирования повторно активировать деактивированный в данный момент цилиндр и/или деактивировать цилиндр, активный в данный момент.

На фиг. 6 представлен пример программы 600, предназначенной для регулировки деактивации/повторной активации цилиндра в ответ на запрос кулачкового фазирования с целью повышения эффективности фазирования. Способ 600 может выполняться контроллером на основании команд, сохраненных в памяти контроллера, и сигналов, принятых от датчиков системы двигателя, например, от датчиков, описанных выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Контроллер с целью регулировки работы двигателя может использовать исполнительные устройства двигателя в системе двигателя, например, исполнительные устройства, описанные выше со ссылкой на фиг. 1 и 2, в соответствии со способами, описываемыми далее.

На шаге 602 могут рассчитываться и/или измеряться рабочие условия двигателя. В их число могут входить, например, скорость двигателя, температура двигателя, требующийся водителю крутящий момент, уровень наддува, условия окружающей среды, например, барометрическое давление, влажность, температура и т.д. На шаге 604 может проверяться выполнение условий деактивации цилиндра. В одном из примеров условия деактивации цилиндра могут считаться выполненными, если запрашиваемый водителем крутящий момент ниже порогового значения. Если условия деактивации цилиндра не выполнены, то на шаге 606 все цилиндры двигателя могут быть оставлены активными.

Если условия деактивации цилиндра выполнены, то на шаге 608 может проверяться, не принят ли запрос фазирования распределительного вала. В одном примере фазирование распределительного вала может запрашиваться с целью изменения фазы кулачкового распределения с опережением или запаздыванием. Изменение фазы кулачкового распределения с опережением или с запаздыванием может осуществляться для регулировки фазового распределения впускных и/или выпускных клапанов. Если фазирование распределительного вала не запрошено, то на шаге 610 контроллер двигателя может на основании нагрузки на двигатель выбирать цилиндры для деактивации. Конкретно, программа содержит выбор первой комбинации цилиндров, указывающей отдельные механизмы клапана цилиндра, подлежащие деактивации, при этом первая комбинация цилиндров содержит суммарное количество деактивированных/активных цилиндров. Первая комбинация цилиндров может содержать количество активных цилиндров, зависящее от нагрузки на двигатель, а также идентификаторы активных цилиндров, которые могут выбираться с использованием таких параметров, как, например, последовательность зажигания и положение в ряду двигателя. В одном примере могут быть деактивированы один или более цилиндров первого ряда двигателя, при этом в цилиндрах второго ряда двигателя продолжается внутреннее сгорание. В другом примере на шаге 611 может деактивироваться первый цилиндр, а второй цилиндр сохраняться активным. Кроме того, первая комбинация цилиндров может быть построена на основании идентификаторов цилиндров, которые были деактивированы или были активными при последнем (т.е., непосредственно предшествующем) выполнении условия деактивации цилиндра. Например, идентификаторы цилиндров, деактивируемых в последовательных актах деактивации, могут меняться. С целью определения комбинации цилиндров контроллер двигателя может обращаться к сохраненной в памяти контроллера таблице соответствия, которая для данной конфигурации цилиндров двигателя содержит схемы деактивации цилиндров в зависимости от нагрузки на двигатель. Затем двигатель может эксплуатироваться с использованием выбранной указанным образом первой комбинации цилиндров.

Если был принят запрос фазирования распределительного вала, то на шаге 612 программа содержит выбор цилиндров для деактивации на основании крутящих характеристик распределительного вала, соответствующих комбинациям цилиндров. Поскольку устройство фазирования распределительного вала зависит от приема крутящего момента от элементов привода клапана активных цилиндров как источника энергии для фазирования распределительного вала с опережением или запаздыванием, крутящая характеристика выбранной комбинации цилиндров может влиять на способность устройства фазирования выполнять фазирование. Например, первая комбинация цилиндров, выбранная на основании нагрузки на двигатель, может иметь меньше пиков на цикл и/или пики меньшей амплитуды, тогда как вторая комбинация цилиндров, выбранная на основании той же самой нагрузки на двигатель, может иметь больше пиков на цикл и/или пики более высокой амплитуды. При этом первая комбинация цилиндров, будь она выбрана, может снизить способность устройства фазирования к фазированию кулачкового распределения, но вторая схема деактивации цилиндров, будь выбрана она, может улучшить способность устройства фазирования к фазированию кулачкового распределения. Соответственно, на шаге 612 может быть выбрана вторая комбинация цилиндров, которая соответствует потребностям, определяемым нагрузкой на двигатель, и имеет крутящую характеристику, которая благоприятна для кулачкового фазирования. Затем двигатель может эксплуатироваться с выбранной второй комбинацией цилиндров.

Например, контроллер может сравнивать сумму амплитуд кручения распределительного вала, обусловленных одним или более активными цилиндрами двигателя, с расчетным кулачковым крутящим моментом, требуемым для приведения в действие устройства фазирования. Если эта сумма ниже, чем требуемый расчетный кулачковый крутящий момент, то контроллер может выбирать один или более активных цилиндров двигателя для деактивации и выбирать один или более других цилиндров для повторной активации, в результате чего сумма амплитуд кручения распределительного вала будет выше. Если же указанная сумма превышает расчетный крутящий момент кулачков, то контроллер может сохранять указанные один или более цилиндров двигателя активными.

В контексте настоящего документа деактивация контроллером одного или более цилиндров двигателя содержит передачу сигнала деактивации клапана от контроллера к приводу клапана цилиндра или сигнала прекращения инжекции топлива - к топливному инжектору цилиндра. Аналогично, повторная активация контроллером одного или более цилиндров двигателя содержит передачу сигнала повторной активации клапана от контроллера к приводу клапана цилиндра или сигнала возобновления инжекции топлива - к топливному инжектору цилиндра.

В одном из примеров, если условия деактивации цилиндра выполнены, то может быть выбрана первая комбинация цилиндров, и двигатель может эксплуатироваться с первым суммарным количеством деактивированных/активных цилиндров, при этом первая комбинация цилиндров также содержит первый набор активных цилиндров. Когда двигатель эксплуатируется с использованием первой комбинации цилиндров, возможно, будет принят запрос фазирования распределительного вала. В качестве реакции на этот запрос фазирования распределительного вала двигатель может быть переведен с первой комбинации цилиндров на вторую комбинацию цилиндров, имеющую второе суммарное количество деактивированных/активных цилиндров, при этом вторая комбинация цилиндров также содержит второй набор активных цилиндров. Этот перевод может содержать, на шаге 613, повторную активацию первого цилиндра, который был деактивированным в первой комбинации цилиндров, имеющую целью получение более благоприятной крутящей характеристики. Указанный перевод может дополнительно содержать деактивацию второго цилиндра, который в первой комбинации цилиндров был активен, а во второй комбинации цилиндров деактивируется с целью получения более благоприятной крутящей характеристики, а также для сохранения неизменным суммарного количества деактивированных/активных цилиндров. Кроме того, на шаге 614 контроллер может регулировать фазу кулачкового распределения посредством исполнительного устройства, приводимого в действие кулачковым крутящим моментом, и посредством соленоида управления гидравликой, используя при этом подвод кручения от цилиндров, активных в выбранной комбинации цилиндров.

На шаге 615 может определяться, завершено ли фазирование распределительного вала. Если фазирование не завершено, то на шаге 616 может продолжаться работа двигателя с использованием второй комбинации цилиндров, выбранной на основании крутящих характеристик распределительного вала. В противном случае на шаге 618 программа возобновляет работу двигателя с использованием первой комбинации цилиндров, выбранной на основании нагрузки на двигатель. Опционально, двигатель может переводиться на другую комбинацию цилиндров на основании номинальных условий.

В одном из примеров способ для двигателя содержит деактивацию механизма отдельного клапана цилиндра в соответствии с комбинацией цилиндров; и повторную активацию механизма клапана в ответ на запрос кулачкового фазирования. Запрос кулачкового фазирования может содержать запрос изменения фазы кулачкового распределения с опережением или запаздыванием. Способ может дополнительно содержать регулировку фазы кулачкового распределения с использованием исполнительного устройства, приводимого в действие кулачковым крутящим моментом. Указанная комбинация цилиндров может содержать суммарное количество деактивированных/активных цилиндров и выбираться в зависимости от нагрузки на двигатель. Указанная комбинация цилиндров может содержать первый и второй деактивированный цилиндр и третий активный цилиндр, причем повторная активация механизма клапана содержит повторную активацию механизма клапана первого цилиндра при сохранении механизма клапана второго цилиндра деактивированным. Повторная активация механизма клапана может дополнительно содержать деактивацию механизма клапана третьего активного цилиндра с повторной активацией механизма клапана первого цилиндра для сохранения суммарного количества деактивированных/активных цилиндров в данной комбинации цилиндров.

В другом примере двигатель может эксплуатироваться в первом режиме, в котором в ответ на запрос кулачкового фазирования повторно активируется отдельный механизм клапана цилиндра деактивированного цилиндра. Затем двигатель может эксплуатироваться во втором режиме, в котором в ответ на запрос кулачкового фазирования отдельный механизм клапана цилиндра указанного деактивированного цилиндра сохраняется деактивированным. Эксплуатация в первом режиме может содержать эксплуатацию с использованием первой схемы деактивации цилиндров, а эксплуатация во втором режиме может содержать эксплуатацию с использованием второй, отличающейся схемы деактивации цилиндров. В первой и во второй схемах деактивации цилиндров может быть одинаковое суммарное количество деактивированных/активных цилиндров, и, дополнительно, первый набор цилиндров первой схемы деактивации цилиндров может отличаться от второго набора цилиндров второй схемы деактивации цилиндров. Эксплуатация двигателя в первом режиме может дополнительно содержать, при повторной активации указанного отдельного механизма клапана цилиндра указанного деактивированного цилиндра, деактивацию отдельного механизма клапана цилиндра активного цилиндра. Контроллер может выбирать активный цилиндр для деактивации во время использования первого режима на основании вазового распределения и амплитуды колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых указанным активным цилиндром. Кроме того, контроллер может выбирать деактивированный цилиндр для повторной активации во время использования первого режима на основании ожидаемых фазового распределения и амплитуды колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых данным цилиндром после его повторной активации.

Должно быть понятно, что, хотя вышеприведенный способ предлагает изменение комбинации деактивируемых цилиндров в ответ на запрос кулачкового фазирования, в других примерах контроллер двигателя может определять количество цилиндров для деактивации на основании заданного водителем крутящего момента, а затем выбирать комбинацию цилиндров (отдельных механизмов деактивации клапанов цилиндра) для заданного количества деактивированных цилиндров таким образом, чтобы ее крутящая энергия превышала пороговое значение. При этом указанное пороговое значение может определяться на основании энергии, требуемой для кулачкового фазирования (например, средней энергии, требуемой для кулачкового фазирования). Например, для данного количества деактивированных цилиндров может быть выбрана комбинация цилиндров, которая обеспечивает наивысшую (абсолютную) крутящую энергию. В качестве еще одного примера, для данного количества деактивированных цилиндров может быть выбрана комбинация цилиндров, которая обеспечивает наивысшую крутящую энергию относительно указанного порогового значения. Таким образом, при эксплуатации двигателя с деактивацией цилиндра всегда можно использовать схему деактивации цилиндров, обеспечивающую возможность фазирования.

На фиг. 8 представлен примерный график 800, иллюстрирующий деактивацию и повторную активацию цилиндров в ответ на запрос кулачкового фазирования. График 800 иллюстрирует крутящую энергию кулачков зависимостью 801, изменение положения устройства кулачкового фазирования зависимостью 803, функциональное состояние (активен или деактивирован) первого цилиндра (Цил_1) зависимостью 806 и функциональное состояние (активен или деактивирован) второго цилиндра (Цил_2) зависимостью 804. На 808 показан пример отдачи кулачковых крутящих воздействий от активных цилиндров.

Должно быть понятно, что отдача кулачковых крутящих воздействий, показанных на 808, является примером для иллюстрации раскрываемых здесь концепций. При этом отдельные пики кулачкового крутящего воздействия могут иметь место более часто, чем показано на 808. Например, при 2000 об/мин в интервале 60 миллисекунд может быть три или более пиков. Зависимость 801 крутящей энергии кулачков отражает полную энергию множества отдаваемых кулачковых крутящих воздействий, или пиков, при эксплуатации двигателя с данной комбинацией цилиндров.

Должно быть понятно, что в контексте настоящего документа указание на первый и второй цилиндры может быть указанием на разные цилиндры, но необязательно указанием на номера цилиндров в связи с их положением в ряду двигателя. В одном примере указанными первым цилиндром и вторым цилиндром могут быть цилиндр_1 и цилиндр_2 первого ряда цилиндров двигателя типа V-8. В еще одном примере первым цилиндром и вторым цилиндром могут быть цилиндр_1 и цилиндр_3 первого ряда цилиндров двигателя типа V-8. Также возможны и другие комбинации.

До момента t1 двигатель может эксплуатироваться в режиме пропуска зажигания при деактивированном первом цилиндре и активном, осуществляющим внутреннее сгорание, втором цилиндре. В одном примере до момента t1 двигатель может эксплуатироваться с использованием выбранной на основании нагрузки на двигатель первой комбинации цилиндров, в которой первый цилиндр деактивирован, а второй цилиндр сохраняется активным. При использовании первой комбинации цилиндров может формироваться крутящая характеристика, в которой колебания 808 крутящего момента кулачков являются частыми и имеют достаточно высокую амплитуду. В результате колебаний 808 крутящего момента кулачков крутящая энергия кулачков (зависимость 801) до момента t1 превышает пороговое значение 802. При этом до момента t1 запрос кулачкового фазирования не принимался.

В момент t1 принимается запрос кулачкового фазирования. Этот запрос кулачкового фазирования может быть следствием запроса на опережение или запаздывание фазы кулачкового распределения с целью регулировки фазового распределения клапанов. Вследствие того, что при первой комбинации цилиндров конкретная крутящая характеристика, создаваемая колебаниями 808 крутящего момента кулачков, характеризуется высокой выходной энергией (то есть колебания крутящего момента кулачков имеют амплитуду выше пороговой амплитуды, а фазовое распределение колебаний крутящего момента кулачков синхронно с фазовым распределением кулачкового фазирования), крутящая энергия кулачков может быть выше порогового значения 802. В результате энергии, которая может быть использована распределительным валом, может быть достаточно для выполнения запроса фазирования. Соответственно, после момента t1 устройство кулачкового фазирования может фазироваться (на опережение или запаздывание) с использованием крутящей энергии кулачков, получаемой от колебаний 808 крутящего момента кулачков. Поскольку крутящая характеристика первой комбинации цилиндров благоприятна для фазирования, в ответ на запрос фазирования первая комбинация цилиндров сохраняется во время фазирования и после фазирования.

В более поздний момент времени t2 работы двигателя двигатель снова может эксплуатироваться в режиме пропуска зажигания, но при активном, осуществляющем внутреннее сгорание, первом цилиндре и деактивированном втором цилиндре. В одном из примеров в момент t2 двигатель может эксплуатироваться с использованием второй комбинации цилиндров, отличающейся от первой комбинации цилиндров, при этом вторая комбинация также выбирается на основании нагрузки на двигатель. При использовании второй комбинации цилиндров может формироваться крутящая характеристика, в которой колебания 808 крутящего момента кулачков являются менее частыми и имеют меньшую амплитуду. При этом вследствие особенностей сочетания колебаний 808 крутящего момента кулачков во второй комбинации цилиндров крутящая энергия кулачков может оказаться ниже порогового значения 802.

В момент t3 принимается еще один запрос кулачкового фазирования. Этот запрос кулачкового фазирования может быть следствием запроса на изменение фазы кулачкового распределения с опережением или запаздыванием с целью регулировки фазового распределения клапанов. Из-за наличия колебаний 808 крутящего момента кулачков, имеющих меньшую отдачу энергии, крутящая энергия кулачков может быть ниже порогового значения 802. В результате может иметь место недостаток энергии, которая может быть использована распределительным валом для выполнения запроса фазирования. При этом колебания крутящего момента кулачков имеют амплитуду ниже пороговой амплитуды, а фазовое распределение пиков колебаний крутящего момента кулачков может быть несогласованным по времени или смещенным от фазового распределения запроса кулачкового фазирования. Соответственно, в момент t3 в ответ на запрос фазирования с целью изменения крутящей характеристики распределительного вала и повышения результирующей крутящей энергии может повторно активироваться второй цилиндр. Кроме того, для сохранения постоянства суммарного количества деактивированных/активных цилиндров в данной комбинации цилиндров может деактивироваться первый цилиндр. Конкретно, путем повторной активации второго цилиндра и деактивации первого цилиндра крутящая энергия кулачков может быть поднята выше порогового значения 802, в результате чего энергии для выполнения запрошенного кулачкового фазирования будет достаточно.

После момента t3 устройство кулачкового фазирования можно фазировать (на опережение или запаздывание) с использованием более высокой крутящей энергии кулачков, получаемой от колебаний 808 крутящего момента кулачков. Таким образом, если бы второй цилиндр оставался деактивированным (как показано штриховым отрезком 805), то результирующие колебания 810 крутящего момента (штрихованные кружки) могли бы быть нечастыми, иметь меньшую отдачу энергии и в целом быть неблагоприятными для фазирования. Крутящая энергия при этом (как показано штриховым сегментом 807) могла бы остаться ниже порогового значения 802. В итоге, поскольку крутящая характеристика второй комбинации цилиндров неблагоприятна для фазирования, в ответ на запрос фазирования вторая схема деактивации цилиндров меняется на другую комбинацию цилиндров путем повторной активации одного или более деактивированных цилиндров и/или одновременной деактивации одного или более активных цилиндров. Затем, во время фазирования между моментами t3 и t4 сохраняется вторая схема деактивации цилиндров.

В момент t4 фазирование может быть завершено. Как следствие, вскоре после момента t4 может быть возобновлено использование второй комбинации цилиндров путем повторной активации первого цилиндра и деактивации второго цилиндра. Крутящая энергия кулачков может меняться соответственно. Таким образом, схема деактивации цилиндров может регулироваться в ответ на запрос фазирования распределительного вала на основании крутящей характеристики активных цилиндров в указанной схеме деактивации цилиндров.

Должно быть понятно, что хотя вышеприведенный пример иллюстрирует изменение комбинации деактивируемых цилиндров в ответ на запрос кулачкового фазирования, в других примерах контроллер двигателя может определять количество цилиндров для деактивации на основании запрошенного водителем крутящего момента, а затем выбирать комбинацию цилиндров (отдельных механизмов деактивации клапанов цилиндра) для заданного количества деактивированных цилиндров таким образом, чтобы ее крутящая энергия превышала пороговое значение, причем это пороговое значение определяется на основании энергии, требуемой для кулачкового фазирования (например, средней энергии, требуемой для кулачкового фазирования). Например, контроллер может выбирать схему с наибольшей крутящей энергией, чтобы в дальнейшем при поступлении запросов кулачкового фазирования изменения комбинации цилиндров не требовались. Иными словами, при работе с деактивацией цилиндров двигатель всегда будет эксплуатироваться с использованием схемы деактивации цилиндров, обеспечивающей возможность фазирования. При этом контроллер может деактивировать комбинацию цилиндров с одним или более цилиндрами двигателя в качестве реакции на управляющее воздействие от водителя и выбирать один или более цилиндров двигателя из данной комбинации цилиндров для деактивации на основании (полной или полезной) крутящей энергии кулачков от отдельных пиков в данной комбинации цилиндров. Указанный выбор может содержать выбор одного или более цилиндров таким образом, чтобы крутящая энергия кулачков превышала пороговое значение, задаваемое на основании энергии (например, средней энергии), требуемой для устройства кулачкового фазирования.

Один примерный способ для двигателя содержит: деактивацию механизма отдельного клапана цилиндра в соответствии с комбинацией цилиндров; и повторную активацию механизма клапана в ответ на запрос кулачкового фазирования. В вышеприведенном примере запрос кулачкового фазирования может, дополнительно или опционально, содержать запрос изменения фазы кулачкового распределения с опережением или запаздыванием, а повторная активация может, дополнительно или опционально, осуществляться в ответ на запрос, являющийся запросом изменения фазы кулачкового распределения с опережением и/или запаздыванием относительно текущей фазы кулачкового распределения. Любой или все из предыдущих примерных способов могут, дополнительно или опционально, также содержать регулировку фазы кулачкового распределения с использованием исполнительного устройства, приводимого в действие кулачковым крутящим моментом. В любом или во всех предыдущих примерных способах комбинация цилиндров может, дополнительно или опционально, содержать суммарное количество деактивированных/активных цилиндров. В любом или во всех предыдущих примерных способах комбинация цилиндров может, дополнительно или опционально, выбираться в зависимости от нагрузки на двигатель. В любом или во всех предыдущих примерных способах комбинация цилиндров может, дополнительно или опционально, содержать первый и второй деактивированный цилиндр и третий активный цилиндр, причем повторная активация механизма клапана содержит повторную активацию механизма клапана первого цилиндра при сохранении механизма клапана второго цилиндра деактивированным. В любом или во всех предыдущих примерных способах повторная активация механизма клапана может, дополнительно или опционально, содержать деактивацию механизма клапана третьего активного цилиндра с повторной активацией механизма клапана первого цилиндра с целью сохранения суммарного количества деактивированных/активных цилиндров данной схемы деактивации цилиндров.

Еще один примерный способ может содержать эксплуатацию двигателя в первом режиме, в котором в ответ на запрос кулачкового фазирования повторно активируется отдельный механизм клапана цилиндра деактивированного цилиндра; и эксплуатацию двигателя во втором режиме, в котором в ответ на запрос кулачкового фазирования указанный отдельный механизм клапана указанного деактивированного цилиндра сохраняется деактивированным. В предыдущем примере эксплуатация в первом режиме может, дополнительно или опционально, включать в себя эксплуатацию с использованием первой схемы деактивации цилиндров, а эксплуатация во втором режиме может содержать эксплуатацию с использованием второй, отличающейся схемы деактивации цилиндров. В любом или во всех предыдущих примерах первая и вторая схемы деактивации цилиндров могут, дополнительно или опционально, иметь одинаковое суммарное количество деактивированных/активных цилиндров, причем первый набор цилиндров первой схемы деактивации цилиндров отличается от второго набора цилиндров второй схемы деактивации цилиндров. В любом или во всех предыдущих примерах эксплуатация двигателя в первом режиме может, дополнительно или опционально, содержать, при повторной активации указанного отдельного механизма клапана цилиндра указанного деактивированного цилиндра, деактивацию отдельного механизма клапана цилиндра активного цилиндра. Любой или все из предыдущих примеров могут, дополнительно или опционально, также содержать выбор активного цилиндра для деактивации во время использования первого режима на основании фазового распределения и амплитуды колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых указанным активным цилиндром. В любом или во всех предыдущих примерах выбор на основании фазового распределения и амплитуды колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых активным цилиндром, может, дополнительно или опционально, содержать выбор на основании одного или более из амплитуды колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых активным цилиндром, которая меньше порогового значения, и фазового распределения колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых активным цилиндром со смещением относительно фазового распределения кулачкового фазирования. Любой или все из предыдущих примеров могут, дополнительно или опционально, также содержать выбор деактивированного цилиндра для повторной активации во время первого режима на основании расчетных фазового распределения и амплитуды колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых деактивированным цилиндром после повторной активации.

Примерная система двигателя может содержать: двигатель, имеющий множество цилиндров, каждый из которых содержит по меньшей мере один клапан цилиндра; механизм деактивации, предназначенный для деактивации по меньшей мере одного клапана цилиндра на по меньшей мере одном цилиндре указанного множества цилиндров; кулачок, связанный с один или несколькими клапанами цилиндра и соединенный с распределительным валом; механизм регулирования фазы кулачкового распределения, предназначенный для регулировки фазового распределения одного или более клапанов цилиндров, причем указанный механизм содержит соединенное с распределительным валом устройство фазирования, приводимое в действие кулачковым крутящим моментом; и контроллер. Указанный контроллер может содержать сохраненные в энергонезависимой памяти машиночитаемые команды для: деактивации по меньшей мере одного клапана цилиндра у нескольких цилиндров двигателя на основании нагрузки на двигатель с сохранением остальных цилиндров двигателя активными; и, в ответ на запрос приведения в действие устройства фазирования, деактивации по меньшей мере одного клапана цилиндра у одного или более активных цилиндров двигателя с повторной активацией по меньшей мере одного клапана цилиндра у одного или более из нескольких деактивированных цилиндров двигателя. В вышеописанной примерной системе контроллер может, дополнительно или опционально, содержать дополнительные команды для: выбора одного или более цилиндров двигателя для деактивации на основании колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых активными цилиндрами; и выбора одного или более цилиндров из числа нескольких деактивированных цилиндров двигателя для повторной активации на основании колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых указанными повторно активируемыми цилиндрами. В любом или во всех предыдущих примерах контроллер может, дополнительно или опционально, содержать дополнительные команды для сравнения суммы амплитуд колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых одним или более активными цилиндрами двигателя, с расчетным кулачковым крутящим моментом, требуемым для приведения в действие устройства фазирования; если указанная сумма меньше, чем расчетный кулачковый крутящий момент, то выбирают один или более активных цилиндров двигателя для деактивации; а если сумма больше, чем расчетный кулачковый крутящий момент, то указанные один или более цилиндров двигателя сохраняются активными. В любом или во всех предыдущих примерных системах контроллер может, дополнительно или опционально, содержать дополнительные команды для расчета требуемого кулачкового крутящего момента на основании запроса приведения в действие устройства фазирования; и выбора одного или более цилиндров из числа деактивированных цилиндров двигателя для повторной активации на основании суммы колебаний крутящего момента распределительного вала от повторно активируемых цилиндров по отношению к расчетному кулачковому крутящему моменту. В любой или во всех вышеописанных примерных системах контроллер может, дополнительно или опционально, содержать дополнительные команды для сравнения суммы крутильных амплитуд распределительного вала от одного или более деактивированных цилиндров двигателя после повторной активации, с расчетным кулачковым крутящим моментом; и повторной активации указанных одного или более деактивированных цилиндров двигателя, если указанная сумма превышает расчетный кулачковый крутящий момент. В любой или во всех вышеописанных примерных системах запрос приведения в действие устройства фазирования может, дополнительно или опционально, содержать запрос на опережение или запаздывание устройства фазирования от текущего фазирования, при этом устройство фазирования опережается или с задерживается с целью опережения или задержки фазового распределения клапана цилиндра.

В еще в одном представлении примерный способ для двигателя содержит деактивацию механизмов клапана отдельных цилиндров в соответствии с первой комбинацией цилиндров, содержащей или опциональное количество деактивированных/активных цилиндров; и в ответ на запрос фазирования распределительного вала, переход ко второй комбинации цилиндров путем повторной активации деактивированного цилиндра и деактивации активного цилиндра первой схемы деактивации цилиндров. В предыдущем примере первая комбинация цилиндров, дополнительно или опционально, выбирается на основании нагрузки на двигатель, а вторая комбинация цилиндров выбирается на основании указанной нагрузки на двигатель и, дополнительно, на основании крутящей характеристики распределительного вала, создаваемой активными цилиндрами во второй схеме деактивации цилиндров. В любом или во всех предыдущих примерах указанный способ может, дополнительно или опционально, также содержать выбор указанного деактивированного цилиндра для повторной активации на основании отдачи крутящего воздействия распределительного вала от указанного цилиндра, причем эта отдача крутящего воздействия включает в себя одно или более из амплитуды и фазового распределения крутящего воздействия распределительного вала. В любом или во всех предыдущих примерах указанный способ может, дополнительно или опционально, также содержать выбор указанного активного цилиндра для деактивации на основании отдачи крутящего воздействия распределительного вала от указанного цилиндра, причем эта отдача крутящего воздействия распределительного вала содержит одно или более из амплитуды и фазового распределения крутящего воздействия распределительного вала.

В еще одном представлении примерный способ может содержать, в ответ на запрос фазирования распределительного вала, выбор количества цилиндров двигателя, подлежащих деактивации, на основании нагрузки на двигатель; и выбор идентификаторов цилиндров двигателя, выбранных для деактивации, на основании крутящих характеристик распределительного вала. Например, контроллер двигателя может использовать таблицу соответствия, содержащую параметр крутящей энергии для каждой из возможных комбинаций активных цилиндров. Количество возможных комбинаций может быть относительно небольшим, поэтому использование таблицы соответствия может способствовать снижению вычислительной нагрузки.

В еще одном представлении способ для двигателя содержит деактивацию комбинации цилиндров с одним или более цилиндрами двигателя в качестве реакции на управляющее воздействие от водителя; и выбор одного или более цилиндров двигателя из данной комбинации цилиндров для деактивации на основании крутящей энергии кулачков при данной комбинации цилиндров. Выбор в предыдущем примере содержит выбор одного или более цилиндров таким образом, чтобы крутящая энергия кулачков превышала пороговое значение, задаваемое на основании энергии, требуемой для кулачкового устройства фазирования.

Технический результат повторной активации и деактивации цилиндра двигателя в ответ на запрос кулачкового фазирования состоит в том, что улучшается передача крутящего момента от элементов привода клапана активных цилиндров на устройство фазирования, приводимое в действие кулачковым крутящим моментом. В результате при эксплуатации двигателя с одним или более деактивированными цилиндрами может быть увеличена скорость фазирования распределительного вала. Путем регулировки схемы деактивации цилиндров на основании крутящих моментов, передаваемых на распределительный вал от каждого клапана цилиндров двигателя улучшается крутящая характеристика воздействия на распределительный вал при деактивированных отдельных выбранных механизмах клапана цилиндров. В целом фазирование распределительного вала становится более качественным.

Следует учесть, что содержащиеся здесь примеры программ управления и расчета могут быть использованы с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Раскрытые здесь способы управления и программы могут быть сохранены в виде исполняемых команд в энергонезависимой памяти и могут быть осуществлены системой управления, содержащей контроллер в сочетании с различными датчиками, исполнительными устройствами и другой аппаратурой двигателя. Программы, конкретно раскрытые здесь, могут представлять одну или более стратегий из неограниченного числа стратегий обработки, например, стратегию на основе обработки событий, обработки прерываний, многозадачной обработки, многопотоковой обработки и т.п. При этом различные действия, операции и/или функции, которые представлены здесь, могут выполняться в показанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут опускаться. Аналогично, указанный порядок обработки не обязательно необходим для реализации всех раскрытых здесь особенностей и преимуществ примерных вариантов осуществления, но приведен для упрощения пояснения и описания. Одно или более из представленных действий, операций и/или функций может выполняться многократно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять код, вводимый в энергонезависимую память машиночитаемого носителя информации в системе управления двигателем, где описанные действия выполняются путем исполнения указанных команд в системе, содержащей различные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.

Должно быть понятно, что раскрытые здесь конфигурации и программы по своей сути являются примерами, и что эти конкретные варианты осуществления изобретения не должны пониматься в ограничивающем смысле, поскольку возможны многочисленные разновидности. Например, вышеописанная технология может быть применена к двигателям типов V-6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4 и к двигателям других типов. Объект настоящего изобретения содержит все новые и неочевидные комбинации и субкомбинации различных систем и конфигураций и другие раскрытые здесь особенности, функции и/или свойства.

Нижеприведенная формула изобретения конкретно указывает определенные комбинации и подкомбинации, полагаемые новыми и неочевидными. В этой формуле изобретения может упоминаться «некоторый» элемент, «первый» элемент либо его эквивалент. Такую формулу изобретения следует понимать так, что содержится один или более таких элементов, при том, что содержание двух или более таких элементов не требуется и не исключается. Другие комбинации и субкомбинации раскрытых особенностей, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены как объект изобретения путем изменения данной формулы изобретения или путем представления новой формулы изобретения в этой заявке или в родственных заявках. Такая формула изобретения, будь она шире, уже, совпадая или отличаясь по объему от оригинальной формулы изобретения, также считается содержащейся в объекте настоящего изобретения.

1. Способ для двигателя, содержащий:

деактивацию одного или более механизмов отдельного клапана цилиндра в соответствии с комбинацией цилиндров; и

повторную активацию одного или более механизмов клапана в ответ на запрос на кулачковое фазирование, причем комбинация цилиндров содержит первый и второй деактивированный цилиндр и третий активный цилиндр, причем повторная активация одного или более механизмов отдельного клапана цилиндра содержит повторную активацию механизма отдельного клапана цилиндра первого цилиндра при сохранении механизма отдельного клапана цилиндра второго цилиндра деактивированным.

2. Способ по п. 1, в котором запрос на кулачковое фазирование включает в себя запрос на опережение или задержку фазы кулачкового распределения, при этом повторную активацию указанного одного или более механизмов отдельного клапана цилиндра выполняют в ответ на запрос, являющийся запросом на опережение и/или запаздывание кулачкового фазирования относительно текущего кулачкового фазирования.

3. Способ по п. 1, дополнительно содержащий регулировку фазы кулачкового распределения с использованием исполнительного устройства, приводимого в действие кулачковым крутящим моментом.

4. Способ по п. 1, в котором комбинация цилиндров содержит суммарное количество деактивированных/активных цилиндров.

5. Способ по п. 1, в котором комбинацию цилиндров выбирают в зависимости от нагрузки двигателя.

6. Способ по п. 1, в котором повторная активация одного или более механизмов отдельного клапана цилиндра дополнительно содержит деактивацию механизма отдельного клапана цилиндра третьего активного цилиндра с повторной активацией механизма отдельного клапана цилиндра первого цилиндра, чтобы сохранить суммарное количество деактивированных/активных цилиндров данной комбинации цилиндров.

7. Способ для двигателя, содержащий:

эксплуатацию двигателя в первом режиме, в котором в ответ на запрос на кулачковое фазирование повторно активируют отдельный механизм клапана цилиндра деактивированного цилиндра; и

эксплуатацию двигателя во втором режиме, в котором в ответ на запрос на кулачковое фазирование указанный отдельный механизм клапана указанного деактивированного цилиндра сохраняют деактивированным.

8. Способ по п. 7, в котором эксплуатация в первом режиме содержит эксплуатацию с использованием первой схемы деактивации цилиндров, при этом эксплуатация во втором режиме содержит эксплуатацию с использованием второй, отличающейся схемы деактивации цилиндров.

9. Способ по п. 8, в котором и первая, и вторая схемы деактивации цилиндров имеют общее суммарное количество деактивированных/активных цилиндров, причем первый набор цилиндров первой схемы деактивации цилиндров отличается от второго набора цилиндров второй схемы деактивации цилиндров.

10. Способ по п. 9, в котором эксплуатация двигателя в первом режиме дополнительно содержит деактивацию отдельного механизма клапана активного цилиндра при повторной активации отдельного механизма клапана деактивированного цилиндра.

11. Способ по п. 10, дополнительно содержащий выбор активного цилиндра для деактивации во время первого режима на основании одного или более из фазового распределения и амплитуды колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых активным цилиндром.

12. Способ по п. 11, в котором выбор на основании одного или более из фазового распределения и амплитуды колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых активным цилиндром, содержит выбор на основании одного или более из амплитуды колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых активным цилиндром, которая меньше порогового значения, и/или фазового распределения колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых активным цилиндром со смещением относительно фазового распределения кулачкового фазирования.

13. Способ по п. 10, дополнительно содержащий выбор деактивированного цилиндра для повторной активации во время первого режима на основании предполагаемых фазового распределения и амплитуды колебаний крутящего момента распределительного вала, создаваемых деактивированным цилиндром после повторной активации.

14. Система двигателя, содержащая:

двигатель, имеющий множество цилиндров, каждый из которых содержит по меньшей мере один клапан цилиндра;

механизм деактивации, предназначенный для деактивации по меньшей мере одного клапана цилиндра на по меньшей мере одном из множества цилиндров;

кулачок, связанный с один или более клапанами цилиндра и с распределительным валом;

механизм изменения фаз кулачкового распределения, предназначенный для регулировки фазового распределения одного или более клапанов цилиндров, причем указанный механизм содержит соединенное с распределительным валом устройство фазирования, приводимое в действие кулачковым крутящим моментом; и

контроллер, выполненный с сохраненными в энергонезависимой памяти машиночитаемыми командами для:

деактивации по меньшей мере одного клапана цилиндра для определенного количества цилиндров двигателя в зависимости от нагрузки на двигатель с сохранением остальных цилиндров двигателя активными; и,

в ответ на запрос на приведение в действие устройства фазирования, деактивации по меньшей мере одного клапана цилиндра для одного или более активных цилиндров двигателя с повторной активацией по меньшей мере одного клапана цилиндра для одного или более из указанного количества деактивированных цилиндров двигателя.

15. Система по п. 14, в которой контроллер содержит дополнительные команды для:

выбора одного или более активных цилиндров двигателя для деактивации на основании крутящих воздействий на распределительный вал от активных цилиндров; и

выбора одного или более цилиндров из количества деактивированных цилиндров двигателя для повторной активации на основании крутящих воздействий на распределительный вал от повторно активируемых цилиндров.

16. Система по п. 15, в которой контроллер содержит дополнительные команды для:

сравнения суммы амплитуд кручения распределительного вала от одного или более активных цилиндров двигателя, с расчетным кулачковым крутящим моментом, требуемым для приведения в действие устройства фазирования; и,

если указанная сумма меньше, чем расчетный кулачковый крутящий момент, то выбирают один или более активных цилиндров двигателя для деактивации; и

если сумма больше, чем расчетный кулачковый крутящий момент, то указанные один или более цилиндров двигателя сохраняют активными.

17. Система по п. 15, в которой контроллер содержит дополнительные команды для:

расчета требуемого кулачкового крутящего момента на основании запроса на приведение в действие устройства фазирования; и

выбора одного или более цилиндров из числа деактивированных цилиндров двигателя для повторной активации на основании суммы крутящих воздействий на распределительный вал от повторно активируемых цилиндров по отношению к расчетному кулачковому крутящему моменту.

18. Система по п. 17, в которой контроллер содержит дополнительные команды для:

сравнения суммы амплитуд кручения распределительного вала от одного

или более деактивированных цилиндров двигателя после повторной активации с расчетным кулачковым крутящим моментом; и

повторной активации указанных одного или более деактивированных цилиндров двигателя, если указанная сумма превышает расчетный кулачковый крутящий момент.

19. Система по п. 15, в которой запрос на приведение в действие устройства фазирования содержит запрос на опережение или запаздывание устройства фазирования относительно текущей фазы, при этом устройство фазирования выполнено с возможностью опережения или задержки, чтобы осуществлять опережение или задержку фаз распределения цилиндра.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ управления двигателем (10), содержащим группу цилиндров (18), предназначенных для рециркуляции отработавших газов (РОГ), содержит следующие этапы.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен способ управления наддувом.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом. Способ эксплуатации системы двигателя с наддувом содержит селективную деактивацию цилиндровой комбинации клапанных механизмов индивидуальных цилиндров в ответ на запрос наддува.

Группа изобретений относится к области диагностики двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение точности регулирования двигателя путем измерения влажности окружающей среды в процессе движения транспортного средства.

Изобретение относится к транспортной технике, более подробно к способам управления двигателем. Представлены способы и системы для управления температурой каталитического нейтрализатора отработавших газов посредством впрыска воды во время холодного запуска двигателя.

Изобретение относится к транспортной технике, более подробно к устройствам и способам управления дизельным двигателем. Раскрыты способы и системы для регулировки фаз газораспределения выпускных клапанов двигателя.

Изобретение относится к транспортной технике, более подробно к способам управления двигателем. Предложены способы и системы для управления каталитическим нейтрализатором.

Изобретение относится к транспортной технике, более подробно к способам управления двигателем. Представлены способы и системы для эксплуатации датчика содержания кислорода в отработавших газах, соединенного с выхлопным каналом двигателя внутреннего сгорания, в ответ на обнаружение воды на датчике.

Изобретение относится к транспортной технике, более подробно к устройствам и способам управления двигателем. Раскрыты способы и системы эксплуатации двигателя, который содержит дроссель с электрическим управлением.

Изобретение может быть использовано в системах для вентиляции картера двигателей внутреннего сгорания с наддувом. Система (100) для вентиляции картера двигателя содержит двигатель (10), компрессор (94), перепускной канал (65) компрессора, эжектор (22), картер (144) двигателя, датчик (126) давления в картере, тракт всасывания (69), (82), перепускной канал (83) эжектора, электронно-управляемый клапан (280), газовую турбину (92), перепускную трубку (90), регулятор (98) давления наддува и контроллер (12) с машиночитаемыми инструкциями, хранимыми в долговременной памяти.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом. Способ эксплуатации системы двигателя с наддувом содержит селективную деактивацию цилиндровой комбинации клапанных механизмов индивидуальных цилиндров в ответ на запрос наддува.

Группа изобретений относится к области диагностики двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является повышение точности регулирования двигателя путем измерения влажности окружающей среды в процессе движения транспортного средства.

Группа изобретений относится к области контроля температурного режима работы двигателя при отключении цилиндров. Техническим результатом является уменьшение содержания сажи в отработавших газах за счет поддержания заданного температурного режима работы двигателя.

Изобретение относится к способам и системам для эксплуатации гибридного силового агрегата. В способе эксплуатации системы привода прекращают подачу топлива во все цилиндры двигателя и регулируют фактическое общее количество цилиндров двигателя с работающими тарельчатыми клапанами и фактическое общее количество цилиндров двигателя с отключенными тарельчатыми клапанами, в ответ на тормозной момент системы привода во время замедления транспортного средства посредством контроллера и прекращают вращение двигателя в ответ на работу транспортного средства, в котором работает двигатель, не в спортивном режиме и достаточную несущую способность по крутящему моменту электрической машины для обеспечения тормозного момента системы привода.

Изобретение относится к транспортной технике, более подробно к устройствам и способам управления двигателем, подавляющим вибрацию, возникающую в транспортном средстве во время прекращения и во время последующего возобновления подачи топлива в двигатель.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Представлены системы и способы для возобновления работы цилиндров двигателя, которые были временно отключены для экономии топлива.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ для двигателя заключается в том, что осуществляют деактивацию индивидуальных клапанных механизмов цилиндра в соответствии со схемой деактивации цилиндров, выбранной исходя из детонационной характеристики каждого цилиндра двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами. Раскрыты способы и система для управления переходами между режимами работы четырехцилиндрового двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. При управлении двигателем (10) направляют отработавшие газы от первого крайнего (31) и первого центрального (33) из четырех цилиндров к первой спирали (71) двухспирального турбонагнетателя (290).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен способ для двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом. Способ эксплуатации системы двигателя с наддувом содержит селективную деактивацию цилиндровой комбинации клапанных механизмов индивидуальных цилиндров в ответ на запрос наддува.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с отключаемыми цилиндрами. Способ для двигателя содержит следующие этапы. Деактивация одного или более механизмов отдельного клапана цилиндра в соответствии с комбинацией цилиндров. Повторная активация одного или более механизмов клапана в ответ на запрос на кулачковое фазирование. Комбинация цилиндров содержит первый и второй деактивированный цилиндр и третий активный цилиндр. Повторная активация одного или более механизмов отдельного клапана цилиндра содержит повторную активацию механизма отдельного клапана цилиндра первого цилиндра при сохранении механизма отдельного клапана цилиндра второго цилиндра деактивированным. Раскрыты способ и система для двигателя. Технический результат заключается в повышении качества фазирования распределительного вала благодаря увеличению скорости фазирования при эксплуатации двигателя с одним или более деактивированными цилиндрами. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх