Система и способ для выбора режима отключения цилиндров
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ для эксплуатации двигателя заключается в том, что оценивают множество значений расхода топлива двигателя для эксплуатации двигателя с множеством конфигураций, предусматривающих разное фактическое общее число включенных цилиндров. Эксплуатируют двигатель с фактическим общим числом включенных цилиндров на основе указанного множества значений расхода топлива двигателя. Раскрыты вариант способа для эксплуатации двигателя и система транспортного средства. Технический результат заключается в предотвращении приближения параметров работы цилиндров, остающихся включенными, к пограничному диапазону, в котором ограничивают угол опережения зажигания в связи с возможностью детонации и в котором происходит снижение топливной экономичности двигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 60 ил., 2 табл.
Перекрестная ссылка на родственную заявку
По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании предварительной патентной заявки Соединенных Штатов Америки под серийным №62/347,848, поданной 9 июня 2016 г. Содержание указанной заявки включено в настоящую заявку полностью и во всех смыслах посредством ссылки.
Область техники
Настоящее раскрытие относится к системам и способам для выборочного отключения одного или более цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Указанные системы и способы можно применять для двигателей, содержащих тарельчатые клапаны для регулирования потока в цилиндры двигателя и из них.
Уровень техники и раскрытие изобретения
Двигатель может содержать управляющие механизмы клапанов для выборочного включения и отключения впускных и выпускных клапанов двигателя. Отключение выбранных впускных и выпускных клапанов двигателя в закрытом положении и прекращение впрыска топлива обеспечивают возможность отключения цилиндров и эффективного сокращения рабочего объема двигателя. Отключение цилиндров двигателя для сокращения его рабочего объема может быть обусловлено необходимостью уменьшения работы, затрачиваемой на совершение насосных ходов двигателя и повышения КПД включенных (например, сжигающих воздух и топливо) цилиндров. При относительно высоких нагрузках двигателя все его цилиндры могут быть включены для увеличения отдачи двигателя. Двигатель может попеременно работать с отключенными цилиндрами и со всеми включенными цилиндрами. Рассуждая традиционно, можно прийти к выводу, что, если потребности в крутящем моменте двигателя могут быть удовлетворены и при отключенных цилиндрах двигателя, отключение цилиндров позволяет экономить топливо. Однако, отключение цилиндров не всегда повышает КПД двигателя, по меньшей мере потому, что может произойти приближение параметров работы цилиндров, остающихся включенными, к пограничному диапазону, в котором ограничивают угол опережения зажигания в связи с возможностью детонации, и в котором происходит снижение топливной экономичности двигателя. Поэтому может возникнуть необходимость создания способа для определения того, обеспечивает ли отключение цилиндров двигателя экономию топлива.
Авторы настоящего изобретения выявили вышеуказанные недостатки и разработали способ для эксплуатации двигателя, содержащий шаги, на которых: оценивают множество значений расхода топлива двигателя для эксплуатации двигателя с множеством конфигураций, предусматривающих разное фактическое общее число включенных цилиндров; и эксплуатируют двигатель с фактическим общим числом включенных цилиндров на основе указанного множества значений расхода топлива двигателя.
Определение множества значений расхода топлива для двигателя с множеством разных возможных фактических общих чисел включенных цилиндров позволяет установить, какой из режимов цилиндров обеспечивает повышение топливной экономичности и эксплуатировать двигатель в режиме, экономящем топливо. Например, если четырехцилиндровый двигатель создает крутящий момент 100 Н-м при 3000 оборотах в минуту и расходует X литров топлива в час в режиме с четырьмя цилиндрами, при этом тот же двигатель создает крутящий момент 100 Н-м при 3000 оборотах в минуту и расходует Х-0.2 литров топлива в час в режиме с двумя цилиндров, двигатель эксплуатируют в режиме с двумя цилиндров. Если четырехцилиндровый двигатель создает крутящий момент 150 Н-м при 4000 оборотах в минуту и расходует Y литров топлива в час в режиме с четырьмя цилиндрами, при этом тот же двигатель создает крутящий момент 150 Н-м при 4000 оборотах в минуту и расходует Y+0.2 литров топлива в час в режиме с двумя цилиндров, двигатель эксплуатируют в режиме с четырьмя цилиндрами.
Настоящее изобретение может обеспечивать несколько преимуществ. Например, указанное решение позволяет повысить топливную экономичность транспортного средства. Указанное решение также позволяет создать основу для выбора более рационального режима цилиндров из множества режимов цилиндров. Кроме того, данное решение может быть усовершенствовано за счет использования информации от датчика вибрации, чтобы удостовериться, что в выбранном режиме работы двигателя не будет превышен порог вибрации двигателя.
Вышеуказанные, а также другие преимущества и признаки раскрываемого изобретения станут очевидны из нижеследующего раздела «Осуществление изобретения» при его рассмотрении отдельно или совместно с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое раскрытие служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это раскрытие не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание Фигур чертежа
Более полное представление о раскрытых в настоящем раскрытии преимуществах можно будет получить, ознакомившись с примером осуществления в разделе «Осуществление изобретения» при его рассмотрении отдельно или совместно с прилагаемыми чертежами, из которых:
ФИГ. 1А представляет собой принципиальную схему одного цилиндра двигателя;
ФИГ. 1В представляет собой принципиальную схему двигателя на ФИГ. 1А в составе силового агрегата;
На ФИГ. 2A-2F представлены примеры конфигураций клапанов для четырехцилиндровых двигателей с отключаемыми цилиндрами;
На ФИГ. 3А и 3В представлены примеры порядка включенных и отключенных цилиндров четырехцилиндрового двигателя;
На ФИГ. 4А-4С представлены примеры конфигураций клапанов для восьмицилиндрового двигателя с отключаемыми цилиндрами;
На ФИГ. 5А представлены примеры распределительных валов для системы отключения гидроприводных клапанов;
На ФИГ. 5В представлены примеры управляющих механизмов отключаемых клапанов для системы отключения гидроприводных клапанов, показанной на ФИГ. 5А;
На ФИГ. 5С представлен пример управляющего механизма клапана для системы отключения гидроприводных клапанов, показанной на ФИГ. 5А;
ФИГ. 5D изображает пример последовательности отключения цилиндров и клапанов для системы отключения гидроприводных клапанов, показанной на ФИГ. 5А;
ФИГ. 6А изображает пример распределительного вала для еще одного варианта системы отключения гидроприводных клапанов;
На ФИГ. 6В изображен вид в поперечном разрезе распределительного вала и гнезда для системы отключения гидроприводных клапанов, показанной на ФИГ. 6А;
На ФИГ. 6С представлены примеры управляющих механизмов отключаемых клапанов для системы отключения гидроприводных клапанов, показанной на ФИГ. 6А;
ФИГ. 6D изображает пример последовательности отключения цилиндров и клапанов для системы отключения гидроприводных клапанов, показанной на ФИГ. 6А;
ФИГ. 7 представляет собой блок-схему примера способа для управления двигателем с отключаемыми цилиндрами и клапанами;
ФИГ. 8А представляет собой блок-схему примера способа для выборочного включения и отключения цилиндров и клапанов цилиндров двигателя с отключаемыми и неотключаемыми впускными клапанами и только неотключаемыми выпускными клапанами;
ФИГ. 8В представляет собой блок-схему для оценки количества масла в отключенном цилиндре;
ФИГ. 9 представляет собой пример последовательности для включения и отключения цилиндров и клапанов цилиндров двигателя с отключаемыми и неотключаемыми впускными клапанами и только неотключаемыми выпускными клапанами;
ФИГ. 10 представляет собой блок-схему примера способа для выборочного включения и отключения цилиндров и клапанов цилиндров двигателя с отключаемыми и неотключаемыми впускными клапанами и неотключаемыми и отключаемыми выпускными клапанами;
ФИГ. 11 представляет собой блок-схему способа для определения возможных режимов цилиндров;
ФИГ. 12 представляет собой блок-схему способа для оценки возможности отключения цилиндров в зависимости от частоты включения/отключения цилиндров;
ФИГ. 13 изображает последовательность, иллюстрирующую включение и отключение цилиндров в соответствии со способом по ФИГ. 12;
ФИГ. 14 представляет собой блок-схему способа для оценки расхода топлива двигателя в качестве основания для выборочного разрешения отключения цилиндров;
ФИГ. 15 представляет собой блок-схему способа для оценки расхода топлива двигателя в качестве основания для выборочного разрешения отключения цилиндров;
ФИГ. 16 представляет собой блок-схему способа для оценки фаз кулачкового распределения двигателя для выбора режимов цилиндров двигателя;
ФИГ. 17 изображает последовательность, иллюстрирующую выбор режимов цилиндров двигателя в зависимости от фаз кулачкового распределения двигателя;
ФИГ. 18 представляет собой блок-схему способа для выбора режима цилиндров двигателя в зависимости от расхода топлива двигателя во время работы двигателя на разных передачах трансмиссии;
ФИГ. 19 изображает последовательность, иллюстрирующую выбор передач трансмиссии и фактического общего числа работающих цилиндров для оптимизации расхода топлива двигателя;
ФИГ. 20 представляет собой блок-схему способа для выбора различных режимов цилиндров двигателя при работе транспортного средства в различных режимах замедления;
ФИГ. 21 изображает последовательность для эксплуатации двигателя в различных режимах цилиндров при работе транспортного средства в различных режимах замедления;
ФИГ. 22 представляет собой блок-схему для проверки наличия условий для эксплуатации двигателя в различных режимах отключения цилиндров двигателя ОЦД (VDE);
ФИГ. 23 представляет собой блок-схему способа для регулирования давления во впускном коллекторе двигателя;
ФИГ. 24 изображает последовательность регулирования давления во впускном коллекторе двигателя по способу на ФИГ. 23;
ФИГ. 25 представляет собой блок-схему способа для регулирования давления во впускном коллекторе двигателя;
ФИГ. 26 представляет собой рабочую последовательность для регулирования давления во впускном коллекторе двигателя;
ФИГ. 27А и 27В изображают блок-схему для регулирования исполнительных устройств двигателя для оптимизации смены режима цилиндров двигателя;
ФИГ. 28А и 28В изображают последовательности для оптимизации смены режима цилиндров;
ФИГ. 29 представляет собой блок-схему для подачи топлива в двигатель во время смены режима цилиндров;
ФИГ. 30 изображает последовательность, иллюстрирующую подачу топлива в двигатель во время смены режима цилиндров;
ФИГ. 31 представляет собой блок-схему способа для регулирования давления масла в двигателе во время смены режима цилиндров;
ФИГ. 32 изображает последовательность, иллюстрирующую регулирование давления масла во время смены режима цилиндров;
ФИГ. 33 представляет собой блок-схему способа для улучшения контроля детонации в двигателе во время смены режима цилиндров;
ФИГ. 34 изображает последовательность, иллюстрирующую контроль детонации в двигателе в разных режимах цилиндров двигателя;
ФИГ. 35 представляет собой блок-схему способа для регулирования опережения зажигания;
ФИГ. 36 изображает последовательность, иллюстрирующую регулирование опережения зажигания;
ФИГ. 37 представляет собой блок-схему способа для определения опорного значения детонации в зависимости от режима цилиндров;
ФИГ. 38 изображает последовательность, иллюстрирующую выбор опорного значения детонации;
ФИГ. 39 представляет собой блок-схему способа для выбора режимов цилиндров двигателя при наличии ухудшения характеристик клапанов;
ФИГ. 40 представляет собой блок-схему последовательности для выбора режимов цилиндров двигателя при наличии ухудшения характеристик клапанов;
ФИГ. 41 представляет собой блок-схему для дискретизации сигнала датчика кислорода в ответ на отключение цилиндров; и
ФИГ. 42 представляет собой блок-схему для дискретизации сигнала датчика распределительного вала в ответ на отключение цилиндров.
Осуществление изобретения
Настоящее раскрытие относится к системам и способам для выборочного включения и отключения цилиндров и клапанов цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Двигатель может быть выполнен и работать, как показано на ФИГ. 1A-6D. Различные способы и примеры возможных последовательностей работы для двигателя, содержащего отключаемые клапаны, раскрыты на ФИГ. 7-42. Указанные способы могут работать во взаимодействии с системами на ФИГ. 1A-6D.
Изображенным на ФИГ. 1А двигателем 10 внутреннего сгорания, содержащим множество цилиндров, один из которых представлен на ФИГ. 1А, управляет электронный контроллер 12 двигателя. Двигатель 10 состоит из литой головки 35 блока цилиндров и блока 33, содержащего камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра. Поршень 36 расположен между ними и совершает возвратно-поступательные движения посредством соединения с коленчатым валом 40. Маховик 97 и ведомая шестерня 99 соединены с коленчатым валом 40. Стартер 96 (например, низковольтная (с рабочим напряжением менее 30 вольт) электрическая машина) содержит шестеренный вал 98 и ведущую шестерню 95. Шестеренный вал 98 выполнен с возможностью выборочного перемещения вперед ведущей шестерни 95 для ввода ее в зацепление с ведомой шестерней 99. Стартер 96 может быть установлен непосредственно на передней или на задней стороне двигателя. В некоторых примерах стартер 96 выполнен с возможностью выборочной подачи крутящего момента на коленчатый вал 40 посредством ремня или цепи. В одном примере стартер 96 находится в исходном положении, когда он не находится в зацеплении с коленчатым валом двигателя.
Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 соответственно через впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Впускной и выпускной клапаны выполнены с возможностью приведения в действие впускным распределительным валом 51 и выпускным распределительным валом 53. Положение впускного распределительного вала 51 может определять датчик 55 положения впускного распределительного вала. Положение выпускного распределительного вала 53 может определять датчик 57 положения выпускного распределительного вала. Угловое положение впускного клапана 52 относительно коленчатого вала 40 можно изменять с помощью устройства 59 изменения фаз. Угловое положение выпускного клапана 54 относительно коленчатого вала 40 можно изменять с помощью устройства 58 изменения фаз. Управляющие механизмы клапанов, подробно раскрытые ниже, выполнены с возможностью передачи механической энергии от впускного распределительного вала 51 на впускной клапан 52 и от выпускного распределительного вала 53 на выпускной клапан 54. Кроме того, в других примерах, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 может приводить в действие единственный распределительный вал.
Топливная форсунка 66 показана расположенной с возможностью впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как «непосредственный впрыск». Необязательная топливная форсунка 67 показана расположенной с возможностью впрыска топлива во впускной канал цилиндра 30, что известно специалистам в данной области техники как «впрыск топлива во впускные каналы». Топливные форсунки 66 и 67 подают жидкое топливо пропорционально длительностям импульсов от контроллера 12. Топливо поступает на топливные форсунки 66 и 67 из топливной системы (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу (не показаны). В одном примере повышенное давление топлива может создавать двухступенчатая топливная система высокого давления.
Кроме того, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с компрессором 162 турбокомпрессора и воздухозаборником 42 двигателя. В других примерах компрессор 162 может представлять собой компрессор нагнетателя. Вал 161 создает механическое соединение между турбиной 164 турбокомпрессора и компрессором 162 турбокомпрессора. Необязательный электроприводной дроссель или центральный дроссель 62 выполнен с возможностью изменения положения дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из компрессора 162 во впускной коллектор 44. Давление в наддувочной камере 45 может именоваться «давление на входе дросселя», так как вход дросселя 62 расположен в наддувочной камере 45. Выход дросселя расположен во впускном коллекторе 44. В некоторых примерах клапан-регулятор 63 движения заряда расположен ниже по потоку от дросселя 62 и выше по потоку от впускного клапана 52 по направлению потока воздуха в двигатель с возможностью управления контроллером 12 для регулирования потока воздуха в камеру 30 сгорания. Рециркуляционный клапан 47 компрессора выполнен с возможностью выборочного перевода во множество положений от полностью открытого до полностью закрытого. Перепускная заслонка 163 выполнена с возможностью регулирования контроллером 12 для выборочного направления отработавших газов в обход турбины 164 для регулирования числа оборотов компрессора 162. Воздушный фильтр 43 выполнен с возможностью очистки воздуха, поступающего в воздухозаборник 42 двигателя.
Бесконтактная система 88 зажигания подает искру зажигания в камеру 30 сгорания посредством свечи 92 зажигания по сигналу контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода в отработавших газах УДКОГ (UEGO) показан соединенным с выпускным коллектором 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70. Альтернативно, вместо УДКОГ 126 можно использовать двухрежимный датчик кислорода в отработавших газах. Датчик 127 давления показан расположенным в выпускном коллекторе 48 в виде датчика давления отработавших газов. Альтернативно, датчик 127 давления может быть расположен в камере 30 сгорания в качестве датчика давления в цилиндре. Свеча 92 зажигания также может служить ионным датчиком для системы 88 зажигания.
В одном примере нейтрализатор 70 может содержать несколько блоков носителя катализатора. В еще одном примере возможно применение нескольких устройств снижения токсичности выбросов с несколькими блоками носителя каждое. В одном примере нейтрализатор 70 может быть трехкомпонентного типа. Нейтрализатор 70 также может содержать фильтр твердых частиц.
Контроллер 12 на ФИГ. 1А представляет собой известный микрокомпьютер, содержащий: микропроцессорное устройство 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106 (например, долговременную память), оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110 и известную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы от соединенных с двигателем 10 датчиков, в число которых, помимо указанных выше, могут входить сигналы: температуры хладагента двигателя ТХД (ЕСТ) от датчика 112 температуры, соединенного с рубашкой 114 охлаждения; опоры двигателя с выполненными с ней за одно целое датчиками 117 вибрации и (или) движения с возможностью выдачи сигналов обратной связи для введения поправок на шум, вибрацию, резкость двигателя и их оценки; датчика 134 положения, соединенного с педалью 130 акселератора, для определения усилия, прилагаемого стопой 132; датчика 154 положения, соединенного с тормозной педалью 150, для определения усилия, прилагаемого стопой 152, результата измерения давления в коллекторе двигателя ДВК (MAP) от датчика 122 давления, соединенного с впускным коллектором 44; датчика 118 положения двигателя на эффекте Холла, определяющего положение коленчатого вала 40; результата измерения массового расхода воздуха, поступающего в двигатель, отдатчика 120; и показания положения дросселя от датчика 68. Также можно определять барометрическое давление (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном варианте раскрываемого изобретения датчик 118 положения двигателя генерирует заданное количество равномерно распределенных импульсов при каждом обороте коленчатого вала с возможностью определения по ним частоты вращения двигателя (ЧВД). Контроллер 12 также может получать информацию от других датчиков 24, в число которых, помимо прочих, входят: датчик давления масла в двигателе, датчики давления окружающей среды и датчики температуры масла в двигателе.
Во время работы каждый цилиндр двигателя 10 обычно совершает четырехтактный цикл: такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска. Рабочий цикл цилиндра для четырехтактного двигателя составляет два оборота двигателя, при этом рабочий цикл двигателя также составляет два оборота. Во время такта впуска обычно происходит закрытие выпускного клапана 54 и открытие впускного клапана 52. Воздух поступает в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, при этом поршень 36 движется к днищу цилиндра для увеличения объема в камере 30 сгорания. Специалисты в данной области техники обычно называют положение, в котором поршень 36 расположен вблизи днища цилиндра и в конце своего хода (например, когда объем камеры 30 сгорания максимален), нижней мертвой точкой НМТ (BDC).
Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 движется к литой головке 35 блока цилиндров для сжатия воздуха в камере 30 сгорания. Специалисты в данной области техники обычно называют точку, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и наиболее близко к литой головке 35 блока цилиндров (например, когда объем камеры 30 сгорания минимален), верхней мертвой точкой ВМТ (TDC). В процессе, далее именуемом «впрыск», топливо поступает в камеру сгорания. В процессе, далее именуемом «зажигание», впрыснутое топливо воспламеняют с помощью таких известных средств, как свеча 92 зажигания, в результате чего происходит сгорание.
Во время рабочего такта расширяющиеся газы вытесняют поршень 36 к НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в момент вращения вращающегося вала. И наконец, во время такта выпуска происходит открытие выпускного клапана 54 для сброса продуктов сгорания топливовоздушной смеси в выпускной коллектор 48 и возврат поршня в ВМТ. Следует отметить, что вышеизложенное является не более чем примером, при этом моменты открытия и (или) закрытия впускного и выпускного клапанов можно изменять для создания положительного или отрицательного перекрытия клапанов, запаздывания закрытия впускного клапана и различных других вариантов.
Запрошенный водителем крутящий момент можно определить по положению педали 130 акселератора и скорости транспортного средства. Например, положение педали акселератора и скорость транспортного средства могут являться показателями в таблице, по которой определяют запрошенный водителем крутящий момент.
Запрошенный водителем крутящий момент может представлять собой необходимый крутящий момент двигателя или крутящий момент в том или ином месте силового агрегата, содержащего данный двигатель. Крутящий момент двигателя можно определить по запрошенному водителем крутящему моменту с поправками на передаточные числа, передаточные числа моста и других компонентов силового агрегата.
ФИГ. 1В представляет собой блок-схему транспортного средства 125, содержащего силовой агрегат 100. Силовой агрегат на ФИГ. 1В содержит двигатель 10 на ФИГ. 1А. Силовой агрегат 100 выполнен с возможностью приведения в действие двигателем 10. Крутящий момент двигателя можно регулировать с помощью исполнительного устройства 191 передачи крутящего момента двигателя, которое может представлять собой топливную форсунку, распределительный вал, дроссель или иное устройство. Коленчатый вал 40 двигателя показан соединенным с гидротрансформатором 156. В частности, коленчатый вал 40 двигателя механически соединен с насосным колесом 285 гидротрансформатора. Датчик 41 момента обеспечивает обратную связь по крутящему моменту и выполнен с возможностью оценки шума, вибрации и резкости двигателя. Гидротрансформатор 156 также содержит турбинное колесо 186 для передачи крутящего момента на ведущий вал 170 трансмиссии. Ведущий вал 170 трансмиссии механически соединяет гидротрансформатор 156 с автоматической трансмиссией 158. Гидротрансформатор 156 также содержит блокировочную муфту 121 БМГ (ТСС) обхода гидротрансформатора. Когда БМГ замкнута, происходит непосредственная передача крутящего момента от насосного колеса 185 на турбинное колесо 186. БМГ управляет контроллер 12 с помощью электропривода. Альтернативно, управление БМГ может быть гидравлическим. В одном примере гидротрансформатор может рассматриваться как компонент трансмиссии.
Когда блокировочная муфта 121 гидротрансформатора полностью разомкнута, гидротрансформатор 156 передает крутящий момент двигателя на автоматическую трансмиссию 158 за счет передачи текучей среды между турбинным колесом 186 гидротрансформатора и насосным колесом 185 гидротрансформатора, что обеспечивает возможность усиления крутящего момента. Когда блокировочная муфта 121 гидротрансформатора полностью разомкнута, происходит непосредственная передача отдаваемого крутящего момента двигателя через муфту гидротрансформатора на ведущий вал 170 трансмиссии 158. Альтернативно, блокировочная муфта 121 гидротрансформатора может быть замкнута частично, что обеспечивает возможность регулирования величины крутящего момента, передаваемого непосредственно на трансмиссию. Контроллер 12 может быть выполнен для регулирования величины крутящего момента, передаваемого гидротрансформатором 121, путем регулирования блокировочной муфты гидротрансформатора в зависимости от различных параметров работы двигателя или водительских запросов управления двигателем.
Автоматическая трансмиссия 158 содержит шестерни 136 (например, заднего хода и шестерни 1-6) и муфты 135 переднего хода для указанных шестерен. Шестерни 136 (например, 1-10) и муфты 135 выполнены с возможностью выборочного вхождения в зацепление для приведения транспортного средства в движение. Крутящий момент на выходе автоматической трансмиссии 158 в свою очередь может быть передан на колеса 116, приводящие транспортное средство в движение, посредством ведомого вала 160. А именно, автоматическая трансмиссия 158 может передавать входной крутящий момент на ведущий вал 170 в зависимости от режима езды транспортного средства с последующей передачей выходного крутящего момента на колеса 116.
Кроме того, к колесам 116 может быть приложена сила трения путем включения колесных тормозов 119. В одном примере колесные тормоза 119 могут быть включены в ответ на нажатие стопой водителя на тормозную педаль на ФИГ. 1А. В других примерах контроллер 12 или контроллер, связанный с контроллером 12, может включить колесные тормоза. Аналогичным образом, сила трения, действующая на колеса 116, может быть уменьшена путем отключения колесных тормозов 119 в ответ на отпускание стопой водителя тормозной педали. Кроме того, тормоза транспортного средства выполнены с возможностью приложения силы трения на колеса 116 с помощью контроллера 12 в рамках процедуры автоматизированного останова двигателя.
Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью получения входных сигналов от двигателя 10, как подробнее раскрыто на ФИГ. 1А, и регулирования выходного крутящего момента двигателя и (или) работы гидротрансформатора, трансмиссии, муфт и (или) тормозов. Например, отдачу двигателя по крутящему моменту можно регулировать путем регулирования момента зажигания, длительности импульса впрыска топлива, момента впрыска топлива и (или) заряда воздуха в той или иной комбинации путем регулирования открытия дросселя и (или) фаз газораспределения клапанов, высоты подъема клапанов и наддува для двигателей с турбокомпрессором или нагнетателем. В случае дизельного двигателя, контроллер 12 может регулировать отдачу двигателя по крутящему моменту путем регулирования длительности импульса впрыска топлива, момента впрыска топлива и заряда воздуха в той или иной комбинации. Во всех случаях регулирование двигателя можно осуществлять поцилиндрово для регулирования отдачи двигателя по крутящему моменту. Контроллер 12 также выполнен с возможностью регулирования выходного крутящего момента и производства электроэнергии встроенным в силовой агрегат стартером-генератором ВСАСГ (DISG) путем регулирования подачи тока на обмотки возбуждения и (или) якоря ВСАСГ и из них известными из уровня техники способами.
При наличии условий холостого хода, контроллер 12 может инициировать глушение двигателя путем отсечки подачи топлива и (или) искры в двигатель. При этом в некоторых примерах двигатель может продолжить вращение. Кроме того, для сохранения той или иной величины кручения в трансмиссии, контроллер 12 может заземлить вращающиеся элементы трансмиссии 158 на картер 159 трансмиссии и, тем самым, на каркас транспортного средства. При наличии условий повторного запуска двигателя, и (или) когда водитель транспортного средства хочет запустить транспортное средство, контроллер 12 может возобновить работу двигателя 10 путем проворачивания коленчатого вала двигателя 10 и возобновления сгорания в цилиндрах.
Впускной коллектор 44 двигателя 10 находится в воздушном сообщении с вакуумбачком 177 через клапан 176. Вакуумбачок выполнен с возможностью подачи разрежения в тормозной усилитель 178, систему 179 обогрева/вентиляции/охлаждения, привод 180 перепускной заслонки и прочие системы вакуумного действия. В одном примере клапан 176 может представлять собой электромагнитный клапан с возможностью открытия и закрытия для выборочного создания и блокирования связи между впускным коллектором 44 и потребителями 178-180 разрежения. Кроме того, источник 183 разрежения, например, насос или эжектор, выполнен с возможностью выборочной подачи разрежения во впускной коллектор 44 двигателя, чтобы, при наличии просачивания через дроссель 62, двигатель 10 можно было перезапустить при наличии во впускном коллекторе двигателя давления ниже атмосферного. Источник 183 разрежения также выполнен с возможностью выборочной подачи разрежения потребителям 178-180 разрежения через трехходовой клапан 171, например, когда уровень разрежения в вакуумбачке 177 ниже порога. Объем впускного коллектора 44 можно регулировать с помощью клапана 175 изменения объема приемной трубы.
На ФИГ. 2А изображен пример конфигурации двигателя 10. В данной конфигурации двигатель 10 представляет собой однорядный четырехцилиндровый двигатель с первой конфигурацией клапанов. Части камер сгорания двигателя, сформированные в литой головке 35 блока цилиндров, которые также можно считать частью цилиндра, пронумерованы с 1 по 4 согласно нумерации цилиндров 1-4, как указано для каждого цилиндра 200 двигателя. В данном примере каждая камера сгорания показана с двумя впускными клапанами и двумя выпускными клапанами. Отключаемые впускные клапаны 208 показаны в виде тарельчатых клапанов, при этом значок X проходит через шток тарельчатого клапана. Отключаемые выпускные клапаны 204 показаны в виде тарельчатых клапанов, при этом значок X проходит через шток тарельчатого клапана. Неотключаемые впускные клапаны 206 показаны в виде тарельчатых клапанов. Неотключаемые выпускные клапаны 202 также показаны в виде тарельчатых клапанов.
Распределительный вал 270 показан механически связанным с неотключаемыми выпускными клапанами 202 посредством управляющих механизмов 250 неотключаемых выпускных клапанов. Распределительный вал 270 также механически связан с неотключаемыми впускными клапанами 206 посредством управляющих механизмов 251 неотключаемых впускных клапанов. Распределительный вал 270 показан механически связанным с отключаемыми выпускными клапанами 204 посредством управляющих механизмов 252 отключаемых выпускных клапанов. Распределительный вал 270 также механически связан с отключаемыми впускными клапанами 208 посредством управляющих механизмов 253 отключаемых впускных клапанов. Некоторые впускные и выпускные клапаны показаны без управляющих механизмов клапанов для уменьшения загруженности фигуры, при этом каждый клапан снабжен управляющим механизмом клапана (например, неотключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами неотключаемых клапанов, а отключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами отключаемых клапанов).
В данной конфигурации цилиндры 2 и 3 показаны с отключаемыми впускными клапанами 208 и отключаемыми выпускными клапанами 204. Цилиндры 1 и 4 показаны с неотключаемыми впускными клапанами 206 и неотключаемыми выпускными клапанами 202. При этом в некоторых примерах неотключаемые впускные клапаны 206 и неотключаемые выпускные клапаны 202 могут быть заменены отключаемыми выпускными клапанами и отключаемыми впускными клапанами для обеспечения возможности выборочного отключения всех цилиндров двигателя.
Конфигурация на ФИГ. 2А обеспечивает отключение цилиндров 2 и 3 совместно или по отдельности. Кроме того, поскольку как впускные, так и выпускные клапаны цилиндров 2 и 3 являются отключаемыми, данные цилиндры отключают путем закрытия как впускных, так и выпускных клапаны на весь рабочий цикл двигателя и прекращения потока топлива в цилиндры 2 и 3. Например, при порядке зажигания двигателя 1-3-4-2, зажигание в двигателе может происходить в порядке 1-2-1-2 или 1-3-2-1-4-2, или 1-3-2-1-3-2-1-4-2, или в других комбинациях, в которых цилиндры 1 и 2 сжигают воздух и топливо. При этом, если бы каждый из цилиндров 1-4 содержал отключаемые впускные и выпускные клапаны, цилиндры 1 и 2 не могли бы работать (например, сжигать воздух и топливо) во время некоторых рабочих циклов двигателя. Например, двигатель может иметь порядок зажигания 3-4-3-4, или 1 -3-2-1-3-2, или 3-4-2-3-4-2, или в других комбинациях, в которых цилиндры 1 и 2 не сжигают воздух и топливо во время рабочего цикла двигателя. Следует отметить, что в отключенном цилиндре может происходить запирание отработавших газов или свежего воздуха в зависимости от того, было ли в него впрыснуто топливо и сгорело ли оно в нем до отключения выпускных клапанов в закрытом положении.
На ФИГ. 2А также показаны первый датчик 203 детонации и второй датчик 205 детонации. Первый датчик 203 детонации расположен ближе к цилиндрам 1 и 2. Второй датчик 205 детонации расположен ближе к цилиндрам 3 и 4. Первый датчик детонации выполнен с возможностью обнаружения детонации в цилиндрах 1 и 2 в некоторых условиях и детонации в цилиндрах 1-4 в других условиях. Аналогичным образом, второй датчик 205 детонации выполнен с возможностью обнаружения детонации в цилиндрах 3 и 4 в некоторых условиях и детонации в цилиндрах 1-4 в других условиях. Альтернативно, датчики детонации могут быть механически соединены с блоком цилиндров.
На ФИГ. 2В изображен пример альтернативной конфигурации двигателя 10. В данной конфигурации двигатель 10 представляет собой однорядный четырехцилиндровый двигатель, при этом часть цилиндров содержит только отключаемые впускные клапаны. Части камер сгорания двигателя, сформированные в литой головке 35 блока цилиндров, также пронумерованы с 1 по 4, как указано для цилиндров 200 двигателя. Каждый цилиндр показан с двумя впускными клапанами и двумя выпускными клапанами. Цилиндры 1-4 содержат неотключаемые выпускные клапаны 202 и не содержат отключаемые выпускные клапаны. Цилиндры 1 и 4 также содержат неотключаемые впускные клапаны 206 и не содержат отключаемые впускные клапаны. Цилиндры 2 и 3 содержат отключаемые впускные клапаны 208 и не содержат неотключаемые впускные клапаны.
Распределительный вал 270 показан механически связанным с неотключаемыми выпускными клапанами 202 посредством управляющих механизмов 250 неотключаемых выпускных клапанов. Распределительный вал 270 также механически связан с неотключаемыми впускными клапанами 206 посредством управляющих механизмов 251 неотключаемых впускных клапанов. Распределительный вал 270 также механически связан с отключаемыми впускными клапанами 208 посредством управляющих механизмов 253 отключаемых впускных клапанов. Некоторые впускные и выпускные клапаны показаны без управляющих механизмов клапанов для уменьшения загруженности фигуры, при этом каждый клапан снабжен управляющим механизмом клапана (например, неотключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами неотключаемых клапанов, а отключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами отключаемых клапанов).
Конфигурация на ФИГ. 2В обеспечивает отключение цилиндров 2 и 3 совместно или по отдельности посредством отключаемых впускных клапанов 208. Выпускные клапаны цилиндров 2 и 3 продолжают открывать и закрывать во время рабочего цикла двигателя при вращении двигателя. Кроме того, поскольку отключаемыми являются только впускные клапаны цилиндров 2 и 3, эти цилиндры отключают путем закрытия только впускных клапанов на весь рабочий цикл двигателя и прекращения потока топлива в цилиндры 2 и 3. И в этом случае, при порядке зажигания двигателя 1-3-4-2, зажигание в двигателе может происходить в порядке 1-2-1-2 или 1-3-2-1-4-2 или 1-3-2-1-3-2-1-4-2 или в других комбинациях, в которых цилиндры 1 и 2 сжигают воздух и топливо. Следует отметить, что отключенный цилиндр в данной конфигурации втягивает в себя отработавшие газы и выбрасывает их во время такта выпуска в отключенном цилиндре. А именно, втягивание отработавших газов в отключенный цилиндр происходит при открытии выпускного клапана отключенного цилиндра вблизи начала такта выпуска, при этом удаление отработавших газов из отключенного цилиндра происходит при приближении его поршня к верхней мертвой точке такта выпуска до закрытия выпускного клапана.
В других примерах цилиндры 1 и 4 могут содержать отключаемые впускные клапаны, а цилиндры 2 и 3 - неотключаемые впускные клапаны. В остальном конфигурация клапанов может быть такой же.
На ФИГ. 2С изображен пример еще одной конфигурации двигателя 10. В данной конфигурации двигатель 10 представляет собой однорядный четырехцилиндровый двигатель, при этом все цилиндры двигателя содержат отключаемые впускные клапаны 208, и ни один из цилиндров не содержит отключаемые выпускные клапаны. Части камер сгорания двигателя, сформированные в литой головке 35 блока цилиндров, также пронумерованы с 1 по 4, как указано для цилиндров 200 двигателя. Каждый цилиндр показан с двумя впускными клапанами и двумя выпускными клапанами. Цилиндры 1-4 содержат отключаемые впускные клапаны 208 и не содержат отключаемые выпускные клапаны. Цилиндры 1-4 также содержат неотключаемые выпускные клапаны 202 и не содержат отключаемые выпускные клапаны. Двигатель 10 также показан с первым датчиком 220 детонации и вторым датчиком 221 детонации.
Распределительный вал 270 показан механически связанным с неотключаемыми выпускными клапанами 202 посредством управляющих механизмов 250 неотключаемых выпускных клапанов. Распределительный вал 270 также механически связан с отключаемыми впускными клапанами 208 посредством управляющих механизмов 253 отключаемых впускных клапанов. Некоторые впускные и выпускные клапаны показаны без управляющих механизмов клапанов для уменьшения загруженности фигуры, при этом каждый клапан снабжен управляющим механизмом клапана (например, неотключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами неотключаемых клапанов, а отключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами отключаемых клапанов).
Конфигурация на ФИГ. 2С обеспечивает отключение цилиндров 1-4 в любой комбинации во время рабочего цикла двигателя путем отключения только впускных клапанов цилиндров 1-4. Выпускные клапаны цилиндров 1-4 продолжают открывать и закрывать во время рабочего цикла двигателя при вращении двигателя. Кроме того, цилиндры 1-4 могут быть отключены путем закрытия только впускных клапанов на весь рабочий цикл двигателя и прекращения потока топлива в цилиндры 1-4 или комбинации этих действий. При порядке зажигания в двигателе 1-3-4-2, зажигание в двигателе может происходить в порядке 1-2-1-2, или 1-3-2-1-4-2, или 1-3-2-1-3-2-1-4-2, или в других комбинациях цилиндров 1-4, так как каждый цилиндр может быть отключен отдельно без отключения других цилиндров двигателя. Следует отметить, что отключенный цилиндр в данной конфигурации втягивает в себя отработавшие газы и выбрасывает их во время такта выпуска в отключенном цилиндре. А именно, втягивание отработавших газов в отключенный цилиндр происходит при открытии выпускного клапана отключенного цилиндра вблизи начала такта выпуска, при этом удаление отработавших газов из отключенного цилиндра происходит при приближении его поршня к верхней мертвой точке такта выпуска до закрытия выпускного клапана.
На ФИГ. 20 изображен еще один вариант конфигурации двигателя 10. Система на ФИГ. 20 идентична системе на ФИГ. 2А, за исключением того, что система на ФИГ. 20 содержит впускной распределительный вал 271 и выпускной распределительный вал 272. Части камер сгорания двигателя, сформированные в литой головке 35 блока цилиндров, которые также можно считать частью цилиндра, пронумерованы с 1-4 согласно нумерации цилиндров 1-4, как указано для каждого цилиндра 200 двигателя.
Распределительный вал 271 показан механически связанным с неотключаемыми выпускными клапанами 202 посредством управляющих механизмов 250 неотключаемых выпускных клапанов. Распределительный вал 272 механически связан с неотключаемыми впускными клапанами 206 посредством управляющих механизмов 251 неотключаемых впускных клапанов. Распределительный вал 271 показан механически связанным с отключаемыми выпускными клапанами 204 посредством управляющих механизмов 252 отключаемых впускных клапанов. Распределительный вал 272 механически связан с отключаемыми впускными клапанами 208 посредством управляющих механизмов 253 отключаемых впускных клапанов. Некоторые впускные и выпускные клапаны показаны без управляющих механизмов клапанов для уменьшения загруженности фигуры, при этом каждый клапан снабжен управляющим механизмом клапана (например, неотключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами неотключаемых клапанов, а отключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами отключаемых клапанов).
На ФИГ. 2Е изображен еще один вариант конфигурации двигателя 10. Система на ФИГ. 2Е идентична системе на ФИГ. 2В, за исключением того, что система на ФИГ. 2Е содержит впускной распределительный вал 271 и выпускной распределительный вал 272. Части камер сгорания двигателя, сформированные в литой головке 35 блока цилиндров, которые также можно считать частью цилиндра, пронумерованы с 1-4 согласно нумерации цилиндров 1-4, как указано для каждого цилиндра 200 двигателя.
Распределительный вал 271 показан механически связанным с неотключаемыми выпускными клапанами 202 посредством управляющих механизмов 250 неотключаемых выпускных клапанов. Распределительный вал 272 механически связан с неотключаемыми впускными клапанами 206 посредством управляющих механизмов 251 неотключаемых впускных клапанов. Распределительный вал 272 также механически связан с отключаемыми впускными клапанами 208 через управляющие механизмы 253 отключаемых впускных клапанов. Некоторые впускные и выпускные клапаны показаны без управляющих механизмов клапанов для уменьшения загруженности фигуры, при этом каждый клапан снабжен управляющим механизмом клапана (например, неотключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами неотключаемых клапанов, а отключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами отключаемых клапанов).
На ФИГ. 2F изображен еще один вариант конфигурации двигателя. Система на ФИГ. 2F идентична системе на ФИГ. 2С, за исключением того, что система на ФИГ. 2F содержит впускной распределительный вал 271 и выпускной распределительный вал 272. Части камер сгорания двигателя, сформированные в литой головке 35 блока цилиндров, которые также можно считать частью цилиндра, пронумерованы с 1-4 согласно нумерации цилиндров 1-4, как указано для каждого цилиндра 200 двигателя.
Распределительный вал 271 показан механически связанным с неотключаемыми выпускными клапанами 202 посредством управляющих механизмов 250 неотключаемых выпускных клапанов. Распределительный вал 272 механически связан с отключаемыми впускными клапанами 208 управляющие механизмы 253 отключаемых впускных клапанов. Некоторые впускные и выпускные клапаны показаны без управляющих механизмов клапанов для уменьшения загруженности фигуры, при этом каждый клапан снабжен управляющим механизмом клапана (например, неотключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами неотключаемых клапанов, а отключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами отключаемых клапанов).
Управляющие механизмы отключаемых клапанов на ФИГ. 2A-2F могут быть коромыслового типа (см., например, ФИГ. 6В), золотникового типа (см., например, патентную публикацию США №2014/0303873, патентная заявка США №14/105,000, озаглавленная "Position Detection For Lobe Switching Camshaft System" ("Определение положения для системы распределительного вала с переключением выступов кулачков"), поданная 12 декабря 2013 г. и включенная в настоящую заявку полностью и во всех смыслах посредством ссылки), представлять собой выступ кулачка или регулятор зазора. Кроме того, каждая из головок блока цилиндров на ФИГ. 2A-2F может быть механически соединена с блоком 33 на ФИГ. 1А. Головки блока цилиндров на ФИГ. 2A-2F могут быть сформированы из одной и той же отливки, при этом управляющие механизмы отключаемых и неотключаемых клапанов для каждой конфигурации головки блока цилиндров можно регулировать как показано на ФИГ. 2A-2F.
На ФИГ. 3А представлен пример порядка отключения цилиндров. На ФИГ. 3А цилиндр 4 двигателя 10 помечен значком X, указывающим на то, что цилиндр 4 может быть отключен во время рабочего цикла двигателя, тогда как цилиндры 1, 2 и 3 остаются включенными. Включенные цилиндры не помечены значками X, что указывает на то, что они включены. Один цилиндр может быть отключен во время рабочего цикла двигателя посредством системы на ФИГ. 2С. Альтернативно, цилиндр 1 может представлять собой единственный отключенный цилиндр во время рабочего цикла двигателя, если двигатель 10 выполнен, как показано на ФИГ. 2С. Цилиндр 2 может представлять собой единственный отключенный цилиндр во время рабочего цикла двигателя, если двигатель 10 выполнен, как показано на ФИГ. 2А, 2В и 2С.
Аналогичным образом, цилиндр 3 может представлять собой единственный отключенный цилиндр во время рабочего цикла двигателя, если двигатель 10 выполнен, как показано на ФИГ. 2А, 2В и 2С. Цилиндры 200 показаны расположенными в ряд.
На ФИГ. 3В раскрыт еще один пример порядка отключения цилиндров. На ФИГ. 3В цилиндры 2 и 3 двигателя 10 помечены значками X, указывающими на то, что цилиндры 2 и 3 могут быть отключены во время рабочего цикла двигателя, тогда как цилиндры 1 и 4 остаются включенными. Включенные цилиндры не помечены значками X, что указывает на то, что они включены. Цилиндры 2 и 3 могут быть отключены во время рабочего цикла двигателя посредством систем на ФИГ. 2А, 2В и 2С. Альтернативно, цилиндры 1 и 4 могут представлять собой единственные отключенные цилиндры во время рабочего цикла двигателя, если двигатель 10 выполнен, как показано на ФИГ. 2С. Отключенные цилиндры на ФИГ. 2 и 3 представляют собой цилиндры, в которых закрыты клапаны для блокирования потока из впускного коллектора двигателя в выпускной коллектор двигателя во время вращения двигателя и прекращен впрыск топлива в отключенные цилиндры. Подача искры в отключенные цилиндры также может быть прекращена. Цилиндры 200 показаны расположенными в ряд.
Таким образом, можно отключать отдельные цилиндры или группы цилиндров. Кроме того, работу отключенных цилиндров можно периодически возобновлять для снижения вероятности просачивания моторного масла в цилиндры двигателя. Например, порядок зажигания в цилиндрах может быть 1-4-1-4-1-4-2-1-4-3-1-4-1-4 для снижения вероятности просачивания масла в цилиндры 2 и 3 после отключения цилиндров 2 и 3.
На ФИГ. 4А показан еще один пример конфигурации двигателя 10. Части камер сгорания двигателя, сформированные в головках 35 и 35а блоков цилиндров, которые также можно считать частью цилиндра, пронумерованы 1-8 согласно номерам цилиндров 1-8, указанным для каждого цилиндра двигателя. Двигатель 10 содержит первый ряд цилиндров 401, содержащий цилиндры 1-4 в литой головке 35 блока цилиндров, и второй ряд цилиндров 402, содержащий цилиндры 5-8 в литой головке 35а блока цилиндров. В данной конфигурации двигатель 10 представляет собой V-образный восьмицилиндровый двигатель, содержащий отключаемые впускные клапаны 208 и неотключаемые впускные клапаны 206. Двигатель 10 также содержит отключаемые выпускные клапаны 204 и неотключаемые выпускные клапаны 202. Клапаны регулируют поток воздуха из впускного коллектора двигателя в выпускной коллектор двигателя через цилиндры 200 двигателя. В некоторых примерах отключаемые выпускные клапаны 204 могут быть заменены неотключаемыми выпускными клапанами 202 для удешевления системы с сохранением возможности отключения цилиндров двигателя (например, прекращения потока топлива в отключенный цилиндр и прекращения потока воздуха из впускного коллектора двигателя в выпускной коллектор двигателя через цилиндр во время вращения двигателя). То есть в некоторых примерах двигатель 10 может содержать только неотключаемые выпускные клапаны 202 в комбинации с отключаемыми впускными клапанами 208 и неотключаемыми впускными клапанами 206.
В данном примере цилиндры 5, 2, 3 и 8 показаны в виде цилиндров, содержащих клапаны, которые всегда включены для пропуска потока воздуха из впускного коллектора двигателя в выпускной коллектор двигателя при вращении двигателя через цилиндры 5, 2, 3 и 8. Цилиндры 1, 6, 7 и 4 показаны в виде цилиндров, содержащих клапаны с возможностью выборочного отключения в закрытых положениях для блокирования потока воздуха из впускного коллектора двигателя в выпускной коллектор двигателя через цилиндры 1, 6, 7 и 4 соответственно, когда клапаны в соответствующих цилиндрах отключены в закрытом состоянии во время рабочего цикла двигателя. В других примерах, например, на ФИГ. 4В, цилиндрами, содержащими всегда включенные клапаны, являются цилиндры 5 и 2. Фактическое общее число цилиндров, содержащих всегда включенные клапаны, может зависеть от массы транспортного средства и рабочего объема двигателя или других факторов.
Клапаны 202, 204, 206 и 208 открывают и закрывают посредством единственного распределительного вала 420. Клапаны 202, 204, 206 и 208 могут быть механически связаны с единственным распределительным валом 320 посредством штанг толкателей и известных регуляторов зазора, или отключающих регуляторов, или гидроцилиндров, как раскрыто в патентной публикации США №2003/0145722, озаглавленной "Hydraulic Cylinder Deactivation with Rotary Sleeves" («Отключение гидроцилиндров с вращающимися гильзами»), поданной 1 февраля 2002 г.и включенной в настоящую заявку полностью и во всех смыслах посредством ссылки. Альтернативно, клапанами 202, 204, 206 и 208 можно управлять посредством известных роликовых толкателей и (или) управляющих механизмов клапанов, как раскрыто на ФИГ. 6А, 6В и 5С. В других примерах клапаны можно отключать посредством рабочих выступов кулачков с муфтой, как раскрыто в патентной публикации США №2014/0303873.
Распределительный вал 420 показан механически связанным с неотключаемыми выпускными клапанами 202 посредством управляющих механизмов 250 неотключаемых выпускных клапанов. Распределительный вал 420 также механически связан с неотключаемыми впускными клапанами 206 посредством управляющих механизмов 251 неотключаемых впускных клапанов. Распределительный вал 420 также механически связан с отключаемыми впускными клапанами 208 посредством управляющих механизмов 253 отключаемых впускных клапанов. Распределительный вал 420 также механически связан с отключаемыми выпускными клапанами 204 посредством управляющих механизмов 252 отключаемых впускных клапанов. Некоторые впускные и выпускные клапаны показаны без управляющих механизмов клапанов для уменьшения загруженности фигуры, при этом каждый клапан снабжен управляющим механизмом клапана (например, неотключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами неотключаемых клапанов, а отключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами отключаемых клапанов).
На ФИГ. 4В показан еще один пример конфигурации двигателя 10. Части камер сгорания двигателя, сформированные в головках 35 и 35а блоков цилиндров, которые также можно считать частью цилиндра, пронумерованы с 1-8 согласно номерам цилиндров 1-8, указанным для каждого цилиндра двигателя. Двигатель 10 содержит первый ряд цилиндров 401, содержащий цилиндры 1-4 в литой головке 35 блока цилиндров и второй ряд цилиндров 402, содержащий цилиндры 5-8 в литой головке 35а блока цилиндров. В данной конфигурации двигатель 10 также представляет собой V-образный восьмицилиндровый двигатель, содержащий отключаемые впускные клапаны 208 и неотключаемые впускные клапаны 206. Двигатель 10 также содержит отключаемые выпускные клапаны 204 и неотключаемые выпускные клапаны 202. Клапаны регулируют поток воздуха из впускного коллектора двигателя в выпускной коллектор двигателя через цилиндры 200 двигателя. Клапанами 202, 204, 206 и 208 управляют посредством впускного распределительного вала 51 и выпускного распределительного вала 53. Каждый ряд цилиндров содержит впускной распределительный вал 51 и выпускной распределительный вал 53.
В некоторых примерах отключаемые выпускные клапаны могут быть заменены неотключаемыми выпускными клапанами 204 для удешевления системы с сохранением возможности отключения цилиндров двигателя (например, прекращения потока топлива в отключенный цилиндр и прекращения потока воздуха из впускного коллектора двигателя в выпускной коллектор двигателя через цилиндр во время вращения двигателя). То есть в некоторых примерах двигатель 10 может содержать только неотключаемые выпускные клапаны 202 в комбинации с отключаемыми впускными клапанами 208 и неотключаемыми впускными клапанами 206.
В данном примере цилиндры 5 и 2 показаны в виде цилиндров, содержащих клапаны, которые всегда включены для пропуска потока воздуха из впускного коллектора двигателя в выпускной коллектор двигателя через цилиндры 5 и 2 при вращении двигателя. Цилиндры 1, 3, 4, 6, 7 и 8 показаны в виде цилиндров, содержащих впускные и выпускные клапаны с возможностью выборочного отключения в закрытых положениях для блокирования потока воздуха из впускного коллектора двигателя в выпускной коллектор двигателя через цилиндры 1, 3, 4, 6, 7 и 8 соответственно, когда клапаны в соответствующих цилиндрах отключены в закрытом состоянии. В данном примере цилиндры отключают посредством отключаемых впускных и выпускных клапанов отключаемого цилиндра. Например, цилиндр 3 можно отключить для блокирования потока воздуха через цилиндр 3 путем отключения клапанов 208 и 204.
Клапаны 202, 204, 206 и 208 открывают и закрывают посредством четырех распределительных валов. Клапаны 202, 204, 206 и 208 могут быть механически связаны с распределительным валом посредством управляющих механизмов клапанов на ФИГ. 6А, 6В и 5С, или гидроцилиндров, или толкателей, выполненных с возможностью отключения клапанов. Двигатели на ФИГ. 4А и 4В имеют порядок зажигания 1-5-4-2-6-3-7-8.
Двигатель 10 также показан с первым датчиком 420 детонации, вторым датчиком 421 детонации, третьим датчиком 422 детонации и четвертым датчиком 423 детонации. То есть первый ряд 401 цилиндров содержит первый датчик 420 детонации и второй датчик 421 детонации. Первый датчик 420 детонации выполнен с возможностью обнаружения детонации в цилиндрах номер 1 и 2. Второй датчик 421 детонации выполнен с возможностью обнаружения детонации в цилиндрах номер 3 и 4. Второй ряд цилиндров 402 содержит третий датчик 422 детонации и четвертый датчик 423 детонации. Третий датчик 422 детонации выполнен с возможностью обнаружения детонации в цилиндрах 5 и 6. Четвертый датчик 423 детонации выполнен с возможностью обнаружения детонации в цилиндрах 7 и 8.
Выпускной распределительный вал 53 показан механически связанным с неотключаемыми выпускными клапанами 202 посредством управляющих механизмов 250 неотключаемых выпускных клапанов. Впускной распределительный вал 51 механически связан с неотключаемыми впускными клапанами 206 посредством управляющих механизмов 251 неотключаемых впускных клапанов. Выпускной распределительный вал 53 также механически связан с отключаемыми выпускными клапанами 204 посредством управляющих механизмов 252 отключаемых впускных клапанов. Впускной распределительный вал 51 также механически связан с отключаемыми впускными клапанами 208 посредством управляющих механизмов 253 отключаемых впускных клапанов. Некоторые впускные и выпускные клапаны показаны без управляющих механизмов клапанов для уменьшения загруженности фигуры, при этом каждый клапан снабжен управляющим механизмом клапана (например, неотключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами неотключаемых клапанов, а отключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами отключаемых клапанов).
Конфигурацию головки блока цилиндров на ФИГ. 4В можно применять в транспортных средствах, чья масса меньше, чем у транспортных средств, в которых применяют конфигурацию головки блока цилиндров на ФИГ. 4А. Конфигурация на ФИГ. 4В может быть включена в транспортное средство небольшой массы, так как для равномерного движения транспортных средств относительно небольшой массы с постоянной дорожной скоростью можно задействовать только два цилиндра. При этом конфигурацию на ФИГ. 4А можно применять в транспортных средствах относительно большой массы, так как для равномерного движения транспортного средства с относительной большой массой с постоянной дорожной скоростью можно задействовать четыре цилиндра. Аналогичным образом, головки блока цилиндров на ФИГ. 2A-2F с относительно небольшими фактическими общими числами неотключаемых цилиндров можно применять в транспортных средствах относительно небольшой массы. Головки блока цилиндров на ФИГ. 2A-2F с относительно большими фактическими общими числами неотключаемых цилиндров можно применять в транспортных средствах относительно большой массы. Кроме того, количество неотключаемых цилиндров в литых головках блока цилиндров на ФИГ. 2А-4С может зависеть от передаточного числа моста транспортного средства. Например, если передаточное число моста транспортного средства относительно низкое (например, 2.69:1 по сравнению 3.73:1), может быть выбрана конфигурация головки блока цилиндров с относительно небольшим фактическим общим числом неотключаемых цилиндров для повышения эффективности равномерного движения по магистрали. То есть различные транспортные средства с разными массами и передаточными числами моста могут содержать одинаковые блок цилиндров и литые головки блока цилиндров, но фактическое общее число управляющих механизмов отключаемых и неотключаемых клапанов у них может быть разным.
На ФИГ. 4С показан еще один пример конфигурации двигателя 10. Части камер сгорания двигателя, сформированные в головках 35 и 35а блоков цилиндров, которые также можно считать частью цилиндра, пронумерованы с 1-8 согласно номерам цилиндров 1-8, указанным для каждого цилиндра двигателя. Двигатель 10 содержит первый ряд цилиндров 401, содержащий цилиндры 1-4 в литой головке 35 блока цилиндров и второй ряд цилиндров 402, содержащий цилиндры 5-8 в литой головке 35а блока цилиндров. В данной конфигурации двигатель 10 также представляет собой V-образный восьмицилиндровый двигатель, содержащий отключаемые впускные клапаны 208 и неотключаемые впускные клапаны 206.
Двигатель 10 также содержит неотключаемые выпускные клапаны 202. Клапаны регулируют поток воздуха из впускного коллектора двигателя в выпускной коллектор двигателя через цилиндры 200 двигателя. Клапанами 202, 206 и 208 управляют посредством впускного распределительного вала 51 и выпускного распределительного вала 53. Каждый ряд цилиндров содержит впускной распределительный вал 51 и выпускной распределительный вал 53.
В данном примере все выпускные клапаны 202 двигателя неотключаемые. Выпускной распределительный вал 53 показан механически связанным с неотключаемыми выпускными клапанами 202 посредством управляющих механизмов 250 неотключаемых выпускных клапанов. Впускной распределительный вал 51 механически связан с неотключаемыми впускными клапанами 206 посредством управляющих механизмов 251 неотключаемых впускных клапанов. Впускной распределительный вал 51 также механически связан с отключаемыми впускными клапанами 208 посредством управляющих механизмов 253 отключаемых впускных клапанов. Некоторые впускные и выпускные клапаны показаны без управляющих механизмов клапанов для уменьшения загруженности фигуры, при этом каждый клапан снабжен управляющим механизмом клапана (например, неотключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами неотключаемых клапанов, а отключаемые клапаны снабжены управляющими механизмами отключаемых клапанов).
Управляющие механизмы отключаемых клапанов на ФИГ. 4А-4С могут быть коромыслового типа (см., например, ФИГ. 6В), золотникового типа (см., например, патентную публикацию США №2014/0303873, патентная заявка США №14/105,000, озаглавленная "Position Detection For Lobe Switching Camshaft System" ("Определение положения для системы распределительного вала с переключением выступов кулачков"), поданная 12 декабря 2013 г. и включенная в настоящую заявку полностью и во всех смыслах посредством ссылки), представлять собой выступ кулачка или регулятор зазора. Кроме того, каждая из головок блока цилиндров на ФИГ. 4А-4С может быть механически соединена с блоком 33 на ФИГ. 1А. Головки 35 блока цилиндров на ФИГ. 4А-4С могут быть сформированы из одной и той же отливки, при этом управляющие механизмы отключаемых и неотключаемых клапанов для каждой конфигурации головки блока цилиндров можно регулировать как показано на ФИГ. 4А-4С.Аналогичным образом, головки 35а блока цилиндров на ФИГ. 4А-4С могут быть сформированы из одной и той же отливки, при этом управляющие механизмы отключаемых и неотключаемых клапанов для каждой конфигурации головки блока цилиндров можно регулировать, как показано на ФИГ. 4А-4С.
На ФИГ. 5А раскрыт пример системы управления клапанами. Раскрываемый вариант осуществления может представлять собой механизм для однорядного четырехцилиндрового двигателя или один из двух механизмов для V-образного 8-цилиндрового двигателя. Возможны схожие механизмы для двигателей с разным количеством цилиндров. Система 500 управления клапанами содержит впускной распределительный вал 51 и выпускной распределительный вал 53. Цепь, шестерня или ремень 599 механически соединяет распределительный вал 51 и распределительный вал 53 для их совместного вращения с одинаковой скоростью. В частности, цепь 599 механически соединяет звездочку 520 со звездочкой 503.
Выпускной распределительный вал 53 содержит цилиндрические шейки 504а, 504b, 504с и 504d, вращающиеся в соответствующих корпусах 501а, 501b, 501с и 501d клапанов. Корпусы 501а, 501b, 501с и 501d клапанов показаны соединенными с гнездом 502 выпускного распределительного вала, могущим входить в состав литой головки 35 блока цилиндров. Прерывистые управляющие канавки 571а, 571b, 571с и 571d выполнены за одно целое с шейками 504а, 504b, 504с и 504d. Прерывистые управляющие канавки 571а, 571b, 571с и 571d могут быть расположены соосно коленчатому валу 40 на ФИГ. 1А для пропуска потока масла через шейки 504а, 504b, 504с и 504d в необходимом диапазоне углов поворота коленчатого вала двигателя для отключения управляющих механизмов выпускных клапанов на ФИГ. 5В при достижении необходимого угла поворота коленчатого вала и, тем самым, прекращения потока воздуха из цилиндров двигателя. Гребни 505а, 505b, 505с и 505d блокируют поток масла в управляющие механизмы клапанов на ФИГ. 5В при перекрытии соответствующими гребнями соответствующих выходов 506, 508, 510 и 512 корпусов клапанов.
Масло может течь в управляющие механизмы клапанов на ФИГ. 5В через выходы 506, 508 510 и 512 корпусов клапанов. Масло под давлением из масляного насоса 580 может выборочно проходить через входы 570, 572, 574 и 576 корпусов клапанов; управляющие канавки 571а, 571b, 571с и 571d; и выходы корпусов клапанов, когда гребни не блокируют входы и выходы 506, 508, 510 и 512 корпусов клапанов. Масло под давлением может отключать управляющие механизмы клапанов, как подробнее раскрыто ниже. Гребни 505а, 505b, 505с и 505d выборочно открывают и закрывают доступ в корпусы 501а, 501b, 501с и 501d клапанов для масла под давлением из масляного насоса 580 при вращении выпускного распределительного вала 53. Выпускной распределительный вал 53 также содержит рабочие выступы кулачков 507а, 507b, 509а, 509b, 511а, 511b, 513а и 513b для открытия и закрытия выпускных клапанов при увеличении и уменьшении высоты подъема кулачка в связи с вращением выпускного распределительного вала.
В одном примере масло под давлением выборочно течет через управляющую канавку 571а через вход 570 корпуса клапана в управляющие механизмы выпускных клапанов для цилиндра номер один. Рабочие выступы 507а и 507b кулачков могут создавать механическое усилие для подъема выпускных клапанов цилиндра номер один четырех- или восьмицилиндрового двигателя при вращении выпускного распределительного вала 53. Аналогичным образом, масло под давлением выборочно течет через управляющую канавку 571b через вход 572 корпуса клапана в управляющие механизмы выпускных клапанов для цилиндра номер два. Рабочие выступы 509а и 509b кулачков могут создавать механическое усилие для подъема выпускных клапанов цилиндра номер два четырех- или восьмицилиндрового двигателя при вращении выпускного распределительного вала 53. Аналогичным образом, масло под давлением выборочно течет через управляющую канавку 571с через вход 574 корпуса клапана в управляющие механизмы выпускных клапанов для цилиндра номер три. Рабочие выступы 511а и 511b кулачков могут создавать механическое усилие для подъема выпускных клапанов цилиндра номер три четырех- или восьмицилиндрового двигателя при вращении выпускного распределительного вала 53. Масло под давлением также выборочно течет через управляющую канавку 571d через вход 576 корпуса клапана в управляющие механизмы выпускных клапанов для цилиндра номер четыре. Рабочие выступы 513а и 513b кулачков могут создавать механическое усилие для подъема выпускных клапанов цилиндра номер четыре четырех- или восьмицилиндрового двигателя при вращении выпускного распределительного вала 53. Таким образом, выпускной распределительный вал 53 может создавать усилие для открытия тарельчатых клапанов ряда цилиндров.
Впускной распределительный вал 51 содержит цилиндрические шейки 521а, 521b, 521с и 521d, вращающиеся в соответствующих корпусах 540а, 540b, 540с и 540d клапанов. Корпусы 540а, 540b, 540с и 540d клапанов показаны соединенными с гнездом 522 впускного распределительного вала, могущим входить в состав литой головки 35 блока цилиндров. Сплошные управляющие канавки 551а, 551b, 551с и 551d выполнены за одно целое с шейками 521а, 521b, 521с и 521d. При этом в некоторых примерах сплошные управляющие канавки 551а, 551b, 551с и 551d могут отсутствовать с возможностью подачи масла непосредственно из насоса 580 на управляющие механизмы впускных клапанов.
Масло под давлением течет из масляного насоса 580 по проходу или каналу 581 для управления клапанами 586, 587, 588 и 589. Регулирующий клапан 586 можно открывать для пропуска потока масла во вход 550 корпуса клапана, управляющую канавку 551а и выход 520а корпуса клапана, после чего масло течет в управляющие механизмы впускных клапанов цилиндра номер один по проходу 520b. Масло под давлением также поступает во вход 570 по проходу или тракту 524с. Таким образом, закрытие клапана 586 позволяет предотвратить отключение впускных и выпускных клапанов цилиндра номер один. Из выхода 506 масло поступает в аккумулятор 506b и в управляющие механизмы выпускных клапанов для цилиндра номер один.
Выборочное управление впускными и выпускными клапанами для цилиндра номер два схоже с выборочным управлением впускными и выпускными клапанами для цилиндра номер один. А именно, масло под давлением течет из масляного насоса 580 по проходу или каналу 581 в клапан 587, который можно открывать для пропуска потока масла во вход 552 корпуса клапана, управляющую канавку 551b и выход 524а корпуса клапана, после чего масло течет в управляющие механизмы впускных клапанов цилиндра номер два по проходу 524b. Масло под давлением также поступает во вход 572 корпуса клапана по проходу или тракту 524с. Таким образом, закрытие клапана 587 позволяет предотвратить отключение впускных и выпускных клапанов цилиндра номер два. Из выхода 508 масло поступает в аккумулятор 508b и в управляющие механизмы выпускных клапанов для цилиндра номер два.
Выборочное управление впускными и выпускными клапанами для цилиндра номер три схоже с выборочным управлением впускными и выпускными клапанами для цилиндра номер один. Например, масло под давлением течет из масляного насоса 580 по проходу или каналу 581 в клапан 588, который можно открывать для пропуска потока масла во вход 554 корпуса клапана, управляющую канавку 551с и выход 526а корпуса клапана, после чего масло течет в управляющие механизмы впускных клапанов цилиндра номер три по проходу 526b. Масло под давлением также поступает во вход 574 корпуса клапана по проходу или тракту 526с. Таким образом, закрытие клапана 588 позволяет предотвратить отключение впускных и выпускных клапанов цилиндра номер три. Из выхода 510 масло поступает в аккумулятор 510b и в управляющие механизмы выпускных клапанов для цилиндра номер три.
Выборочное управление впускными и выпускными клапанами для цилиндра номер четыре также схоже с выборочным управлением впускными и выпускными клапанами для цилиндра номер один. В частности, масло под давлением течет из масляного насоса 580 по проходу или каналу 581 в клапан 589, который можно открывать для пропуска потока масла во вход 556 корпуса клапана, управляющую канавку 551d и выход 528а корпуса клапана, после чего масло течет в управляющие механизмы впускных клапанов цилиндра номер четыре по проходу 528b. Масло под давлением также поступает во вход 576 корпуса регулирующего клапана по проходу или тракту 528с. Таким образом, закрытие клапана 589 позволяет предотвратить отключение впускных и выпускных клапанов цилиндра номер четыре. Из выхода 512 масло поступает в аккумулятор 512b и в управляющие механизмы выпускных клапанов для цилиндра номер четыре.
Управляющие механизмы впускных клапанов на ФИГ. 5В под действием рабочих выступов 523а-529b кулачков могут управлять впускными клапанами ряда цилиндров. В частности, рабочие выступы 523а и 523b кулачков управляют соответственно двумя впускными клапанами цилиндра номер один. Рабочие выступы 525а и 525b кулачков управляют соответственно двумя впускными клапанами цилиндра номер два. Рабочие выступы 527а и 527b кулачков управляют соответственно двумя впускными клапанами цилиндра номер три. Рабочие выступы 529а и 529b кулачков управляют соответственно двумя впускными клапанами цилиндра номер четыре.
Таким образом, впускные и выпускные клапаны ряда цилиндров выполнены с возможностью индивидуального включения и отключения. Кроме того, в некоторых примерах, как сказано выше, масло может поступать непосредственно из клапанов 586-589 в управляющие механизмы впускных клапанов, в связи с чем сплошные управляющие канавки 551a-551d могут отсутствовать в случае необходимости удешевления системы.
Масляный насос 580 также подает масло в охлаждающее сопло 535 для орошения поршня 36 на ФИГ. 1А через клапан-регулятор 534 расхода охлаждающего сопла. Давление масла в канале 581 можно регулировать посредством сбросного клапана 532 или регулятора 533 подачи масляного насоса, регулирующего подачу масляного насоса 580. Контроллер 12 на ФИГ. 1А может быть электрически связан с клапаном-регулятором 534 расхода охлаждающего сопла, регулятором 533 подачи масляного насоса и сбросным клапаном 532. Регулятор подачи масляного насоса может представлять собой электромагнитный клапан, механизм линейного перемещения или иной известный регулятор подачи.
На ФИГ. 5В изображены примеры управляющего механизма 549 отключаемого впускного клапана и управляющего механизма 548 выпускного клапана для системы отключения гидроприводных клапанов на ФИГ. 5А. Под действием вращения впускного распределительного вала 51 рабочий выступ 523а выборочно поднимает толкатель 545 впускного клапана, выборочно открывающий и закрывающий впускной клапан 52. Ось 544 коромысла создает выборочную механическую связь между толкателем 545 впускного клапана и переключателем 547 впускного клапана. Канал 546 пропускает масло под давлением к поршню на ФИГ. 5С для отключения (например, нахождения в закрытом положении во время рабочего цикла двигателя) впускного клапана 52. Впускной клапан 52 может находиться во включенном состоянии, когда давление масла в канале 546 низкое.
Аналогичным образом, под действием вращения выпускного распределительного вала 53 рабочий выступ 507а выборочно поднимает толкатель 543 выпускного клапана, выборочно открывающий и закрывающий выпускной клапан 54. Ось коромысла 542 создает выборочную механическую связь между толкателем выпускного клапана 543 и переключателем 540 выпускного клапана. Канал 541 пропускает масло к поршню на ФИГ. 5С для включения выпускного клапана 54 (например, открытия и закрытия во время рабочего цикла двигателя) или его отключения (например, нахождения в закрытом положении во время рабочего цикла двигателя).
На ФИГ. 5С раскрыт пример управляющего механизма 548 выпускного клапана. Управляющие механизмы впускных клапанов содержат аналогичные компоненты и работают аналогично приводу выпускного клапана. Поэтому описание управляющих механизмов впускных клапанов для краткости опущено.
Толкатель 543 выпускного клапана показан с масляной магистралью 565, проходящей в следящем элементе 564 кулачка. Масляная магистраль 565 связана по текучей среде с отверстием 568 в оси 542 коромысла. Поршень 563 и стопорный штифт 561 выборочно соединяют толкатель 543 с переключателем 540 выпускного клапана, в связи с чем происходит перемещение переключателя 540 выпускного клапана при перемещении толкателя 543, когда масло не воздействует поршень 563. В подобных условиях управляющий механизм 548 выпускного клапана находится во включенном состоянии.
На поршень 563 может действовать давление масла в масляных магистралях 567 и 565. Вытеснение поршня 563 из исходного положения на ФИГ. 5С (например, его нормального включенного состояния) в отключенное состояние происходит под действием масла высокого давления в канале 565, преодолевающим сопротивление пружины 569. Пружина 565 направляет поршень 563 в нормальное положение при фиксации, обеспечивающее возможность приведения выпускного клапана 54 в действие переключателем 540 выпускного клапана, когда давление масла в канале 565 низкое.
Остановка стопорного штифта 561 происходит в положении (например, положении разблокировки), в котором толкатель 543 уже не соединен с переключателем 540 выпускного клапана, в связи с чем происходит отключение выпускного клапана 54, когда масло высокого давления, воздействующее на поршень 563, полностью смещает нормально фиксированный стопорный штифт 561. Качание следящего элемента 564 кулачка происходит в соответствии с движением рабочего выступа 507а кулачка, когда управляющий механизм 548 выпускного клапана находится в отключенном состоянии. Выпускной клапан 54 и переключатель 540 выпускного клапана находятся в неподвижном состоянии, когда стопорный штифт 561 поршня находится в положении разблокировки.
Таким образом, давление масла обеспечивает возможность выборочного включения и отключения впускных и выпускных клапанов посредством управляющих механизмов впускных и выпускных клапанов. А именно, впускные и выпускные клапаны можно отключать путем пропуска потока масла на управляющие механизмы впускных и выпускных клапанов. Следует отметить, что управляющие механизмы впускных и выпускных клапанов можно включать и отключать посредством механизма на ФИГ. 5С. На ФИГ. 5В и 5С изображены установленные на оси коромысла устройства, приводящие в действие отключаемые клапаны. Возможно применение других типов устройств, приводящих в действие отключаемые клапаны, совместимых с настоящим изобретением, в число которых могут входить: отключающие роликовые толкатели, отключающие толкатели или отключающие регуляторы зазора.
На ФИГ. 5D раскрыта последовательность отключения клапанов и цилиндров для механизма на ФИГ. 5А-5С. Данная последовательность отключения клапанов может быть реализована системой на ФИГ. 1А и 5А-5С.
Первый график сверху на ФИГ. 5D представляет собой график изменения ширины канавки выпускного распределительного вала в зависимости от угла поворота коленчатого вала. По вертикальной оси представлена ширина канавки выпускного распределительного вала, измеренная в месте расположения масловыпускного канала, например, канала 506 на ФИГ. 5А. Ширина канавки растет в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлен угол поворота коленчатого вала двигателя, при этом нулем является верхняя мертвая точка такта сжатия для цилиндра, к которому относятся показанные канавки впускного и выпускного распределительных валов. В данном примере канавка выпускного распределительного вала соответствует 571а на ФИГ. 5А. Углы поворота коленчатого вала для ширины канавки выпускного распределительного вала являются теми же, что и на третьем графике сверху на ФИГ. 5D.
Второй график сверху на ФИГ. 5D представляет собой график изменения ширины канавки впускного распределительного вала в зависимости от угла поворота коленчатого вала. По вертикальной оси представлена ширина канавки впускного распределительного вала, растущая в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлен угол поворота коленчатого вала двигателя, при этом нулем является верхняя мертвая точка такта сжатия для цилиндра, к которому относятся показанные канавки впускного и выпускного распределительных валов. В данном примере канавка впускного распределительного вала соответствует 551а на ФИГ. 5А. Углы поворота коленчатого вала для ширины канавки впускного распределительного вала являются теми же, что и на третьем графике сверху на ФИГ. 5D.
Третий график сверху на ФИГ. 5D представляет собой график изменения высоты подъема впускных и выпускных клапанов в зависимости от угла поворота коленчатого вала двигателя. По вертикальной оси представлена высота подъема клапана, растущая в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлен угол поворота коленчатого вала двигателя, при этом все три графика синхронизированы по углу поворота коленчатого вала. Тонкая сплошная линия 590 представляет высоту подъема впускного клапана для цилиндра номер один, когда его управляющий механизм впускного клапана включен. Толстая сплошная линия 591 представляет высоту подъема выпускного клапана для цилиндра номер один, когда его управляющий механизм выпускного клапана включен. Тонкие штриховые линии 592 представляют высоту подъема впускного клапана для цилиндра номер один, если бы его управляющий механизм впускного клапана был включен. Тонкая штриховая линия 593 представляет высоту подъема выпускного клапана для цилиндра номер один, если бы его управляющий механизм выпускного клапана был включен. Вертикальные линии A-D представляют углы поворота коленчатого вала, значимые для последовательности.
Высота подъема впускного клапана для цилиндра номер один показана растущей, а затем падающей перед достижением угла А поворота коленчатого вала. Регулирующий масляный клапан, например, 586 на ФИГ. 5А, закрывают перед достижением угла А поворота коленчатого вала во избежание закрытия впускного и выпускного клапанов. Высота 590 подъема впускного клапана показана растущей во время такта впуска в цилиндре номер один перед достижением угла А поворота коленчатого вала. Масло под давлением, достаточным для отключения впускных клапанов, отсутствует в сплошной канавке впускного распределительного вала перед достижением угла А поворота коленчатого вала.
При угле А поворота коленчатого вала, регулирующий масляный клапан (например, 586 на ФИГ. 5А) может быть открыт для отключения впускных и выпускных клапанов. Сплошная канавка впускного распределительного вала находится под давлением масла после открытия регулирующего масляного клапана с возможностью смещения стопорного штифта управляющего механизма впускного клапана в то время, как рабочий выступ кулачка находится на основной окружности для впускного клапана цилиндра номер один. Канавка 571а выпускного распределительного вала также находится под давлением масла при угле А поворота коленчатого вала. Выпускной канал 506 не находится под давлением масла при угле А, так как гребень 505а (на ФИГ. 5А) закрывает выход 506 корпуса клапана (на ФИГ. 5А). Поэтому начинается закрытие только впускного клапана при угле А поворота коленчатого вала. Стопорный штифт управляющего механизма впускного клапана выходит из зацепления в своем нормальном положении перед достижением угла С поворота коленчатого вала для предотвращения открытия впускного клапана.
При угле В поворота коленчатого вала, гребень шейки 521а выпускного распределительного вала для цилиндра номер один освобождает проход для прерывистой канавки 571а, пропускающей масло к управляющему механизму выпускного клапана для цилиндра номер один. Масло может течь в управляющий механизм впускного клапана и управляющий механизм выпускного клапана при угле В поворота коленчатого вала, но поскольку выпускной клапан частично поднят при угле В поворота коленчатого вала, выпускной клапан работает до закрытия выпускного клапана вблизи угла С поворота коленчатого вала. Стопорный штифт управляющего механизма выпускного клапана выходит из зацепления в своем нормальном положении перед достижением угла D поворота коленчатого вала для предотвращения открытия выпускного клапана.
При угле С поворота коленчатого вала открытие впускного клапана не происходит, так как управляющий механизм впускного клапана отключен на данный рабочий цикл двигателя. Кроме того, стопорный штифт управляющего механизма выпускного клапана выходит из зацепления в своем нормальном положении перед достижением угла D поворота коленчатого вала для предотвращения открытия выпускного клапана. Как следствие, открытие выпускного клапана не происходит для данного рабочего цикла цилиндра. Впускные и выпускные клапаны могут оставаться отключенными до тех пор, пока работа управляющих механизмов впускных и выпускных клапанов не будет возобновлена путем снижения давления масла на управляющие механизмы впускных и выпускных клапанов.
Работа впускного и выпускного клапанов может быть возобновлена путем отключения регулирующего масляного клапана 586 и снижения давления масла в управляющих механизмах впускных и выпускных клапанов или путем сброса давления масла из управляющих механизмов впускных и выпускных клапанов через сбросной клапан (не показан).
Масляный аккумулятор 506b поддерживает давление масла в масляной магистрали 506 в течение части цикла после угла D поворота коленчатого вала, когда гребень канавки выпускного распределительного вала блокирует канал 506. Аккумулятор 506b компенсирует утечки масла через различные зазоры, когда подача масла из насоса прервана. Масляный аккумулятор 506b может содержать отдельный поршень и пружину или может быть соединен с механизмом стопорного штифта, например, с механизмом, раскрытым на ФИГ. 5С.
На ФИГ. 6А изображен распределительный вал для другого варианта системы отключения гидроприводных клапанов. Распределительный вал 420 может входить в состав системы двигателя на ФИГ. 4А.
В данном примере распределительный вал 420 может представлять собой впускной распределительный вал, или выпускной распределительный вал, или распределительный вал, управляющий как впускными, так и выпускными клапанами. Впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра двигателя выполнены с возможностью индивидуального включения и отключения. Распределительный вал 420 содержит звездочку 619, обеспечивающую возможность приведения в действие распределительного вала 420 коленчатым валом 40 на ФИГ. 1А посредством цепи. Распределительный вал 420 содержит четыре шейки 605a-605d, содержащие гребни 606a-606d, и прерывистые канавки 608a-608d. Гнездо 602 распределительного вала содержит постоянные канавки 610а (на ФИГ. 6В) для каждого из корпусов 670а, 670b, 670с и 670d клапанов. Постоянные канавки 610а расположены соосно прерывистым канавкам 608a-608d. Распределительный вал 420 также содержит рабочие выступы кулачков. В одном примере распределительный вал 420 выполнен с возможностью управления как впускными, так и выпускными клапанами при вращении распределительного вала 420. В частности, рабочий выступ 620 управляет впускным клапаном цилиндра номер один, а рабочий выступ 622 управляет выпускным клапаном цилиндра номер один. Рабочий выступ 638 управляет впускным клапаном цилиндра номер два, а рабочий выступ 639 управляет выпускным клапаном цилиндра номер два. Рабочий выступ 648 управляет впускным клапаном цилиндра номер три, а рабочий выступ 649 управляет выпускным клапаном цилиндра номер три. Рабочий выступ 658 управляет впускным клапаном цилиндра номер четыре, а рабочий выступ 659 управляет выпускным клапаном цилиндра номер четыре.
Гнездо 602 распределительного вала содержит корпусы 670а, 670b, 670c и 670d клапанов для опоры и создания масляных магистралей, ведущих в канавки распределительного вала. В частности, корпус 670а клапана содержит вход 613, первый выход 612 и второй выход 616. Первый выход 612 направляет масло в управляющие механизмы выпускных клапанов. Второй выход 616 направляет масло в управляющие механизмы впускных клапанов. Корпус 670b клапана содержит вход 633, первый выход 636 и второй выход 632. Первый выход 636 направляет масло в управляющие механизмы выпускных клапанов. Второй выход 632 направляет масло в управляющие механизмы впускных клапанов. Корпус 670с клапана содержит вход 643, первый выход 646 и второй выход 642. Первый выход 646 направляет масло в управляющие механизмы выпускных клапанов. Второй выход 642 направляет масло в управляющие механизмы впускных клапанов. Корпус 670d клапана содержит вход 653, первый выход 656 и второй выход 652. Первый выход 656 направляет масло в управляющие механизмы выпускных клапанов. Второй выход 652 направляет масло в управляющие механизмы впускных клапанов. По каналам 616, 632, 642 и 652 поступает масло под давлением из масляного насоса 690 в управляющие механизмы 649 впускных клапанов (на ФИГ. 6С) по каналу или проходу 692 для соответствующих цилиндров номер 1-4, когда регулирующие клапаны 614, 634, 644 и 654 включены и открыты. Выходы 612, 636, 646 и 656 выполнены с возможностью подачи давления масла в управляющие механизмы 648 выпускных клапанов (на ФИГ. 6С), когда регулирующие клапаны 614, 634, 644 и 654 открыты. Прерывистые канавки 608a-608d выборочно создают путь для масла между входами 613, 633, 643 и 653 и выходами корпусов 612, 636, 646 и 656 клапанов, ведущими в управляющие механизмы выпускных клапанов. Шейки 605a-605d частично окружены прерывистыми канавками 608a-608d. Аккумуляторы 609a-609d обеспечивают наличие масла для удержания выпускных клапанов отключенными, когда гребень 606а перекрывает канал 612 в течение коротких периодов времени.
На ФИГ. 6В изображен в поперечном разрезе корпус 670а клапана и относящиеся к нему компоненты. Распределительный вал 420 соединен с гнездом 602 распределительного вала посредством крышки 699. Крышка закрывает постоянную канавку 610а, сформированную в гнезде 602 распределительного вала. Распределительный вал 420 содержит прерывистую канавку 608а, расположенную соосно постоянной канавке 610а. Клапан 614 выборочно пропускает поток масла в управляющие механизмы впускных клапанов по проходу 616 и в постоянную канавку 610а. Гребень 606а выборочно закрывает и открывает выход 612, направляющий масло в аккумулятор 609а и управляющие механизмы выпускных клапанов при вращении распределительного вала 420.
На ФИГ. 6С показаны примеры управляющего механизма 649 отключаемого впускного клапана и управляющего механизма 648 отключаемого выпускного клапана для системы отключения гидроприводных клапанов на ФИГ. 6А. При вращении распределительного вала 420 рабочий выступ 620 выборочно поднимает толкатель впускного клапана 645, выборочно открывающий и закрывающий впускной клапан 52. Ось коромысла 644 создает выборочную механическую связь между толкателем 645 впускного клапана и переключателем 647 впускного клапана. Управляющий механизм 649 впускного клапана и управляющий механизм 648 выпускного клапана содержат те же компоненты и работают так же, как управляющий механизм на ФИГ. 5С. Канал 646 пропускает масло под давлением к поршню на ФИГ. 5С для отключения впускного клапана 52 (например, оставления в закрытом положении во время рабочего цикла двигателя). Впускной клапан 52 может находиться во включенном состоянии (например, может происходить его открытие и закрытие во время рабочего цикла двигателя), когда давление масла в канале 646 низкое.
Аналогичным образом, происходит вращение рабочего выступа 622 кулачка для выборочного поднятия толкателя выпускного клапана 643, выборочно открывающего и закрывающего выпускной клапан 54. Ось коромысла 642 создает выборочную механическую связь между толкателем 643 выпускного клапана и переключателем 640 выпускного клапана. Канал 641 пропускает масло к поршню на ФИГ. 5С для отключения выпускного клапана 54 (например, оставления в закрытом положении во время рабочего цикла двигателя). При низком давлении масла в канале 641 происходит включение (например, открытие и закрытие во время рабочего цикла двигателя) выпускного клапана 54, после возврата поршня 563 на ФИГ. 5С в его нормальное или основное положении посредством пружины 569.
Таким образом, единственный распределительный вал выполнен с возможностью управления впускными и выпускными клапанами. Кроме того, впускные и выпускные клапаны, приводимые в действие единственным распределительным валом, можно отключать посредством управляющих механизмов 648 и 649 впускных и выпускных клапанов.
На ФИГ. 60 раскрыта последовательность отключения клапанов и цилиндров для механизма на ФИГ. 6А-6С. Данная последовательность отключения клапанов может быть реализована системой на ФИГ. 1А и 6А-6С.
Первый график сверху на ФИГ. 6D представляет собой график изменения ширины канавки выпускного распределительного вала на канале, ведущем в управляющий механизм выпускного клапана, в зависимости от угла поворота коленчатого вала. По вертикальной оси представлена ширина канавки выпускного распределительного вала, растущая в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлен угол поворота коленчатого вала двигателя, при этом нулем является верхняя мертвая точка такта сжатия для цилиндра, к которому относятся показанные канавки впускного и выпускного распределительных валов. В данном примере канавка выпускного распределительного вала соответствует ширине канавки 608а на ФИГ. 6А, измеренной на масловыпускном канале 612. Углы поворота коленчатого вала для ширины канавки выпускного распределительного вала являются теми же, что и на третьем графике сверху на ФИГ. 6D.
Второй график сверху на ФИГ. 6D представляет собой график изменения высоты подъема впускных и выпускных клапанов в зависимости от угла поворота коленчатого вала двигателя. По вертикальной оси представлена высота подъема клапана, растущая в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлен угол поворота коленчатого вала двигателя, при этом все три графика синхронизированы по углу поворота коленчатого вала. Тонкая сплошная линия 690 представляет высоту подъема впускного клапана для цилиндра номер один, когда его управляющий механизм впускного клапана включен. Толстая сплошная линия 691 представляет высоту подъема выпускного клапана для цилиндра номер один, когда его управляющий механизм выпускного клапана включен. Тонкие штриховые линии 692 представляют высоту подъема впускного клапана для цилиндра номер один, если бы его управляющий механизм впускного клапана был включен. Тонкая штриховая линия 693 представляет высоту подъема выпускного клапана для цилиндра номер один, если бы его управляющий механизм выпускного клапана был включен. Вертикальные линии A-D представляют углы поворота коленчатого вала, значимые для последовательности.
Высота подъема впускного клапана для цилиндра номер один показана растущей, а затем падающей перед достижением угла А поворота коленчатого вала. Регулирующий масляный клапан, например, 614 на ФИГ. 6А, закрывают перед достижением угла А поворота коленчатого вала во избежание закрытия впускного и выпускного клапанов. Высота 690 подъема впускного клапана показана растущей во время такта впуска в цилиндре номер один перед достижением угла А поворота коленчатого вала. Масло под давлением, достаточным для отключения впускных клапанов, отсутствует в сплошной канавке впускного распределительного вала перед достижением угла А поворота коленчатого вала.
При угле А поворота коленчатого вала, регулирующий масляный клапан (например, 614 на ФИГ. 6А) может быть открыт для отключения впускных и выпускных клапанов. Канавка постоянной ширины (например, 608а на ФИГ. 6В) и канал 616 находятся под давлением масла после открытия регулирующего масляного клапана с возможностью смещения стопорного штифта управляющего механизма впускного клапана, в то время как выход 616 закрыт гребнем 606а. Таким образом, выпускной канал 616 не находится под давлением масла при угле А, так как гребень 606а (на ФИГ. 6А) закрывает выход корпуса клапана 616. Поэтому начинается закрытие только впускного клапана при угле А поворота коленчатого вала. Стопорный штифт управляющего механизма впускного клапана выходит из зацепления в своем нормальном положении перед достижением угла С поворота коленчатого вала для предотвращения открытия впускного клапана.
При угле В поворота коленчатого вала, гребень 606а выпускного распределительного вала для цилиндра номер один освобождает проход для прерывистой канавки 608а, по которому масло может поступить на выход 616 и управляющий механизм выпускного клапана для цилиндра номер один. Масло может течь в управляющий механизм впускного клапана и управляющий механизм выпускного клапана при угле В поворота коленчатого вала, но поскольку выпускной клапан частично поднят при угле В поворота коленчатого вала, выпускной клапан работает до закрытия выпускного клапана вблизи угла С поворота коленчатого вала. Стопорный штифт управляющего механизма выпускного клапана выходит из зацепления в своем нормальном положении перед достижением угла D поворота коленчатого вала для предотвращения открытия выпускного клапана.
При угле С поворота коленчатого вала, открытие впускного клапана не происходит, так как управляющий механизм впускного клапана отключен на данный рабочий цикл двигателя. Кроме того, стопорный штифт управляющего механизма выпускного клапана выходит из зацепления в своем нормальном положении перед достижением угла D поворота коленчатого вала для предотвращения открытия выпускного клапана. Как следствие, открытие выпускного клапана не происходит для данного рабочего цикла цилиндра. Впускные и выпускные клапаны могут оставаться отключенными до тех пор, пока работа управляющих механизмов впускных и выпускных клапанов не будет возобновлена путем снижения давления масла на управляющие механизмы впускных и выпускных клапанов.
Работа впускного и выпускного клапанов может быть возобновлена путем отключения регулирующего масляного клапана 614 и снижения давления масла в управляющих механизмах впускных и выпускных клапанов или путем сброса давления масла из управляющих механизмов впускных и выпускных клапанов через сбросной клапан (не показан).
Масляный аккумулятор 609а поддерживает давление масла в масляной магистрали 616 в течение части цикла после угла D поворота коленчатого вала, когда гребень канавки выпускного распределительного вала блокирует канал 616. Аккумулятор 609а компенсирует утечки масла через различные зазоры, когда подача масла из насоса прервана. Масляный аккумулятор 609а может содержать отдельный поршень и пружину или может быть соединен с механизмом стопорного штифта, например, с механизмом, раскрытым на ФИГ. 5С.
Таким образом, на ФИГ. 1А-6D предложена система транспортного средства, содержащая: двигатель, содержащий множество цилиндров; и контроллер, содержащий исполняемые инструкции в долговременной памяти, которые, при реализации их контроллером, обеспечивают отключение контроллером одного цилиндра из указанного множества цилиндров в зависимости от множества результатов оценки расхода топлива двигателя для множества режимов отключения цилиндров. Система транспортного средства содержит дополнительные инструкции для возобновления работы указанного одного цилиндра из множества цилиндров в ответ на выходной сигнал датчика вибрации двигателя. Система транспортного средства включает в себя то, что указанный выходной сигнал датчика вибрации двигателя получают в интервале по углу поворота коленчатого вала двигателя за пределами интервала детонации двигателя, причем выходной сигнал указанного датчика вибрации двигателя в интервале по углу поворота коленчатого вала двигателя в пределах интервала детонации двигателя не учитывают в качестве основы для возобновления работы указанного одного цилиндра из множества цилиндров. Система транспортного средства также содержит механизмы отключения клапанов для по меньшей мере одного цилиндра из указанного множества. Система транспортного средства включает в себя то, что указанные механизмы отключения клапанов представляют собой механизмы отключения впускных клапанов. Система транспортного средства содержит дополнительные инструкции для отключения указанного одного цилиндра из множества цилиндров, если ожидаемый продувочный поток через двигатель будет меньше порогового непосредственно после отключения указанного одного цилиндра из множества цилиндров.
Следует отметить, что системы на ФИГ. 1A-6D можно эксплуатировать для создания необходимого крутящего момента двигателя, при этом фактическое общее число включенных цилиндров может оставаться без изменений, несмотря на то, что включенные цилиндры, составляющие фактическое общее число включенных цилиндров, могут быть разными в разных рабочих циклах двигателя. Кроме того, при необходимости, фактическое общее число цилиндров, сжигающих воздух и топливо во время рабочего цикла двигателя, для создания необходимого крутящего момента двигателя, может быть разным в разных рабочих циклах двигателя. В этом случае может идти речь о двигателе со «скользящим» изменением рабочего объема. Например, в четырехцилиндровом двигателе с порядком зажигания 1-3-4-2 могут работать цилиндры 1 и 3 во время первого рабочего цикла двигателя, цилиндры 3 и 2 во время следующего рабочего цикла двигателя, цилиндры 1-3-2 во время следующего рабочего цикла двигателя, цилиндры 3-4-2 во время следующего рабочего цикла двигателя, и так далее для создания постоянного необходимого крутящего момента двигателя.
На ФИГ. 7 раскрыт способ для управления двигателем с отключаемыми цилиндрами и клапанами. Способ на ФИГ. 7 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 7 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 702 способа 700 определяют конфигурацию технических средств двигателя. В одном примере конфигурация технических средств двигателя может быть сохранена в памяти в период изготовления. В число данных о конфигурации технических средств двигателя могут входить, помимо прочего, данные об общем фактическом числе цилиндров двигателя, общем фактическом числе цилиндров двигателя, не содержащих отключаемые впускные и выпускные клапаны, фактическом общем числе цилиндров двигателя, содержащих отключаемые выпускные клапаны, фактическом общем числе цилиндров двигателя, содержащих отключаемые впускные клапаны, идентификационные данные (например, номера) цилиндров, содержащих отключаемые впускные клапаны, идентификационные данные цилиндров, содержащих отключаемые выпускные клапаны, идентификационные данные цилиндров, не содержащих отключаемые впускные и выпускные клапаны, местоположения датчиков детонации в двигателе, фактическое общее число датчиков детонации в двигателе и прочие параметры конфигурации системы. Способ 700 считывает данные о конфигурации транспортного средства из памяти и следует на шаг 704.
На шаге 704 способа 700 проверяют возможность отключения цилиндров путем отключения впускных и (или) выпускных клапанов по данным о конфигурации системы, найденным на шаге 702. Если способ 700 установит, что отключение цилиндров за счет впускных (или) выпускных клапанов невозможно, ответ будет "нет", и способ 700 следует на шаг завершения. В противном случае, ответ будет "да", и способ 700 следует на шаг 706.
На шаге 706 способа 700 проверяют возможность отключение цилиндров только за счет впускных клапанов. Иначе говоря, способ 700 проверяет возможность отключения только впускных клапанов цилиндров двигателя (например, удержания их в закрытом состоянии от начала до конца рабочего цикла двигателя) для отключения цилиндров с одновременным продолжением работы всех выпускных клапанов всех цилиндров двигателя при вращении двигателя. Некоторые конфигурации двигателя могут предусматривать необходимость отключения только впускных клапанов цилиндров, выполненных отключаемыми, для удешевления системы. На ФИГ. 2В и 2С раскрыты два примера такой конфигурации двигателя.
Впускные и выпускные клапаны цилиндра можно отключать в закрытом состоянии, в котором не происходит их открытие из закрытого положения за рабочий цикл двигателя. Способ 700 может установить, что можно отключить только впускные клапаны цилиндров двигателя для отключения цилиндров двигателя с одновременным продолжением работы выпускных клапанов цилиндров двигателя при вращении двигателя, на основании результата определения конфигурации технических средств на шаге 702. Если способ 700 установит, что можно отключить только впускные клапаны цилиндров двигателя для отключения цилиндров двигателя с одновременным продолжением работы выпускных клапанов цилиндров двигателя при вращении двигателя, ответ будет "да", и способ 700 следует на шаг 708. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 700 следует на шаг 710.
На шаге 708 способа 700 определяют цилиндры двигателя, в которых можно отключить впускные клапаны с продолжением работы выпускных клапанов при вращении двигателя. Способ может определить цилиндры двигателя, в которых можно отключить впускные клапаны с продолжением работы выпускных клапанов, по способу на ФИГ. 8. Способ 700 следует на шаг 712 после того, как будут определены цилиндры двигателя, в которых можно отключить впускные клапаны.
На шаге 710 способа 700 определяют цилиндры двигателя, в которых можно отключать впускные клапаны и выпускные клапаны при вращении двигателя. Способ может определить цилиндры двигателя, в которых можно отключать впускные клапаны и выпускные клапаны, по способу на ФИГ. 10. Способ 700 следует на шаг 712 после того, как будут определены цилиндры двигателя, в которых можно отключать впускные клапаны и выпускные клапаны.
На шаге 712 способа 700 определяют разрешенные или допустимые режимы цилиндров для работы двигателя. Режим цилиндров определяет, сколько цилиндров двигателя включено, и какие цилиндры включены (например, цилиндры номер 1, 3 и 4). Способ 700 определяет разрешенные режимы цилиндров по способу на ФИГ. 11. Способ 700 следует на шаг 714 после того, как будут определены разрешенные режимы цилиндров.
На шаге 714 способа 700 регулируют давление масла в двигателе в зависимости от режимов цилиндров. Способ 700 регулирует давление масла в двигателе по способу на ФИГ. 31. Способ 700 следует на шаг 716 после того, как давление масла в двигателе будет отрегулировано.
На шаге 716 способа 700 отключают выбранные цилиндры в соответствии с разрешенными режимами цилиндров. Способ 700 отключает впускные и (или) выпускные клапаны для отключения выбранных цилиндров в соответствии с разрешенными режимами цилиндров, определенными на шаге 712. Например, если двигатель представляет собой четырехцилиндровый двигатель, и разрешенный режим цилиндров предусматривает три включенных цилиндра, способ 700 отключает один цилиндр. Какие именно цилиндры работают, а какие цилиндры отключают, может зависеть от режимов цилиндров. Режимы цилиндров можно менять в зависимости от параметров работы транспортного средства так, чтобы фактическое общее число включенных цилиндров и фактическое общее число отключенных цилиндров оставались без изменений, но работающие и отключенные цилиндры могут быть разными в разных рабочих циклах цилиндров. Работа клапанов отключенных цилиндров зависит от режима отключения цилиндров, относящегося к отключенному цилиндру. Например, если разрешенные режимы цилиндров включают в себя режимы отключения цилиндров по способу на ФИГ. 20, клапаны в отключенных цилиндрах могут работать согласно режимам отключения цилиндров, раскрытым на ФИГ. 20.
Если допустимо некоторое множество фактических общих чисел включенных цилиндров, выбирают фактическое общее число включенных цилиндров в конкретном режиме цилиндров, обеспечивающее наименьший расход топлива с одновременным созданием запрошенного водителем крутящего момента. Кроме того, могут быть включены разрешенные передачи трансмиссии, могущие относится к разрешенным режимам цилиндров.
Способ 700 может отключать впускные и (или) выпускные клапаны посредством раскрытых в настоящем описании систем или иных известных систем отключения клапанов. Если датчик детонации в двигателе или иной датчик указывает наличие шума двигателя выше порога или вибрации выше порога непосредственно после смены режима цилиндров, может быть выбрано другое фактическое общее число включенных цилиндров и передача трансмиссии (например, передача трансмиссии и режим цилиндров, имевшие место до смены режима цилиндров, могущие предусматривать большее фактическое общее число включенных цилиндров). Сигнал датчика детонации может быть дискретизирован с некоторым интервалом вращения коленчатого вала двигателя за пределами интервала детонации в двигателе во избежание переключения режимов в зависимости от детонации. Выходной сигнал датчика детонации в момент в интервале детонации можно исключать для возобновления работы цилиндра в связи с вибрацией двигателя.
Цилиндры двигателя можно отключать посредством удержания впускных клапанов в закрытых положениях в течение всего рабочего цикла двигателя. Кроме того, может быть прекращен впрыск топлива в отключенные цилиндры. Подачу искры в отключенные цилиндры также можно прекратить. В некоторых примерах отключаемые выпускные клапаны цилиндров также удерживают в закрытых положениях в течение всего рабочего цикла двигателя, при этом впускные клапаны отключают для улавливания газов в отключенных цилиндрах. Способ 700 следует на шаг 718 после того, как выбранные цилиндры двигателя будут отключены за счет впускных и выпускных клапанов.
На шаге 718 способа 700 контролируют детонацию в двигателе в ответ на отключение цилиндров. Способ 700 контролирует детонацию в двигателе по способу на ФИГ. 33-38. Способ 700 следует на шаг 720 после того, как будут приняты меры по контролю детонации в двигателе.
На шаге 720 способ 700 выполняет диагностику отключения цилиндров. Способ 700 выполняет диагностику цилиндров по способу на ФИГ. 39-40. Способ 700 следует на шаг завершения после того, как будет выполнена диагностика цилиндров.
На ФИГ. 8А раскрыт способ для определения цилиндров, в которых можно отключить впускные клапаны. Способ на ФИГ. 8 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 8 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 802 способа 800 выбирают фактическое общее число цилиндров для двигателя. Фактическое общее число цилиндров может зависеть от массы транспортного средства и функциональных требований. В некоторых примерах двигатель будет иметь четыре цилиндра, при этом в других примерах двигатель будет иметь шесть или восемь цилиндров. Кроме того, определяют фактическое общее число цилиндров двигателя с клапанами, всегда остающимися включенными во время вращения двигателя. В одном примере фактическое общее число цилиндров, содержащих клапаны (например, впускные и выпускные тарельчатые клапаны), остающиеся включенными во время вращения двигателя, зависит от количества мощности, необходимого для работы транспортного средства при необходимой скорости (например, 60 км/ч). Если двигатель способен обеспечить данное количество мощности с двумя или более цилиндрами, двигатель может быть выполнен с двумя цилиндрами, содержащими всегда остающиеся включенными клапаны (например, открывающимися и закрывающимися в рабочем цикле двигателя). Если двигатель способен обеспечить данное количество мощности с четырьмя или более цилиндрами, двигатель может быть выполнен с четырьмя цилиндрами, содержащими всегда остающиеся включенными клапаны. Остальные цилиндры выполняют с отключаемыми впускными клапанами и неотключаемыми выпускными клапанами. Способ 800 следует на шаг 804 после определения фактического общего числа цилиндров двигателя и фактического общего числа цилиндров с клапанами, всегда остающимися включенными.
На шаге 804 в двигателе создают управляющие механизмы неотключаемых впускных клапанов и управляющие механизмы неотключаемых выпускных клапанов в цилиндрах двигателя, всегда остающихся включенными во время вращения двигателя. Остальные цилиндры двигателя выполняют с управляющими механизмами отключаемых впускных клапанов и управляющими механизмами неотключаемых выпускных клапанов. Способ 800 следует на шаг 806, после того, как отключаемые и неотключаемые клапаны будут смонтированы в двигателе.
На шаге 806 способа 800 оценивают количество масла в цилиндрах с впускными клапанами, отключаемыми во время рабочего цикла двигателя, чтобы не происходило открытие впускных клапанов во время рабочего цикла двигателя или рабочего цикла цилиндра, в котором работают данные впускные клапаны. В одном примере количество масла в цилиндрах двигателя оценивают по эмпирической модели, раскрытой на ФИГ. 8В. Способ 800 определяет количества масла в каждом цилиндре двигателя, где впускные клапаны включены, при этом цилиндр отключен, и поток воздуха через него по существу прекращен (например, менее 10% потока воздуха через цилиндр в условиях без нагрузки). Количество масла в каждом цилиндре проверяют в каждом цикле двигателя. Способ 800 следует на шаг 808 после того, как будет определено количество масла в каждом цилиндре.
Кроме того, способ 800 может оценить качество моторного масла на шаге 806. Качество моторного масла может представлять собой результат оценки наличия загрязнителей в моторном масле. Качество моторного масла можно оценивать путем присвоения значения от 0 до 100, при этом ноль соответствует маслу в конце срока службы, а сотня - свежему маслу. В одном примере результат оценки качества моторного масла зависит от времени наработки двигателя, нагрузки двигателя в течение времени наработки и частоты вращения двигателя в течение времени наработки. Например, можно определить среднюю нагрузку и частоту вращения двигателя за время наработки двигателя. Средняя нагрузка и частота вращения двигателя являются показателями в таблице эмпирических значений, из которой определяют значение качества масла. Может быть необходимо ограничить количество времени, в течение которого возможно отключение цилиндров, в зависимости от качества масла, так как низкое качество масла может стать причиной роста износа двигателя во время отключения цилиндров и (или) роста выбросов двигателя во время отключения цилиндров.
Способ 800 также может определить фактическое общее число регенераций фильтра твердых частиц с момента последней замены моторного масла. Фильтр твердых частиц можно регенерировать путем повышения температуры фильтра твердых частиц и сжигания углеродсодержащей сажи, скопившейся в фильтре твердых частиц. При каждой регенерации фильтра твердых частиц после замены моторного масла фактическое общее число регенераций фильтра твердых частиц возрастает.
На шаге 808 способа 800 принимают меры к недопущению отключения цилиндров с содержанием масла выше порогового количества. Иначе говоря, если цилиндр с отключенными впускными клапанами (например, впускными клапанами, остающимися закрытыми в течение рабочего цикла двигателя) содержит количество масла больше порогового, работу цилиндра возобновляют (например, происходит открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов цилиндра во время рабочего цикла двигателя, и сжигание воздуха и топлива в цилиндре), что позволяет ограничить попадание масла в цилиндр. Работу цилиндра возобновляют путем включения управляющего механизма впускного клапана и подачи искры и топлива в цилиндр. Если работу цилиндра возобновляют, он остается включенным по меньшей мере до тех пор, пока количество масла в цилиндре не станет ниже порогового. Кроме того, количество времени перекрытия впускного клапана и выпускного клапана может быть увеличено в ответ на превышение порогового количества масла в отключенном цилиндре. Увеличение времени перекрытия впускного и выпускного клапанов в ответ на превышение порогового количества масла в цилиндре позволяет удалять пары масла из цилиндра для улучшения показателей в части стабильности горения и выбросов при последующих событиях сгорания. Кроме того, один цилиндр может быть включен в связи с количеством масла в этом цилиндре, при этом во время того же рабочего цикла двигателя может быть отключен второй цилиндр для сохранения без изменений общего фактического числа включенных цилиндров двигателя во время рабочего цикла двигателя. Цилиндры можно включать и отключать, как раскрыто в других частях настоящего описания. Например, указанный один цилиндр может быть включен посредством открытия впускных и выпускных клапанов во время рабочего цикла указанного одного цилиндра. Указанный второй цилиндр может быть отключен посредством закрытия и удержания закрытыми впускных или впускных и выпускных клапанов во время рабочего цикла указанного второго цилиндра.
Если цилиндр с отключаемыми впускными клапанами и неотключаемыми выпускными клапанами отключают путем удержания впускных клапанов отключенного цилиндра закрытыми в течение рабочего цикла отключенного цилиндра, при этом его выпускные клапаны продолжают открывать и закрывать, моменты закрытия выпускных клапанов можно изменить в ответ на отключение данного цилиндра для уменьшения потерь от сжатия и расширения в цилиндре. Способ 800 следует на шаг завершения после возобновления работы цилиндров с содержанием масла выше порогового количества.
Кроме того, на шаге 808 можно не отключать цилиндры или возобновлять их работу (например, сжигание воздуха и топлива в цилиндрах) в ответ на то, что качество масла ниже порогового значения. Кроме того, способ 800 может включать цилиндры двигателя или не допускать отключение цилиндров двигателя, если фактическое общее число регенераций фильтра твердых частиц с момента последней замены моторного масла выше порога. Данные действия позволяют улучшить показатели в части выбросов транспортного средства и (или) уменьшить износ двигателя.
На ФИГ. 8В представлена блок-схема примера эмпирической модели для оценки количества масла в цилиндре двигателя. Количество масла в каждом отключенном цилиндре можно оценивать с помощью модели, схожей с моделью 850, при этом переменные в раскрытых функциях или таблицах могут иметь другие значения в зависимости от номера цилиндра.
Модель 850 оценивает базовое количество масла, поступающего в цилиндры с отключенными впускными клапанами (например, впускными клапанами, остающимися в закрытом положении в течение рабочего цикла двигателя или цилиндра) и работающими выпускными клапанами в блоке 852. Количества масла в цилиндрах определяют эмпирически и подставляют в таблицу или функцию, хранящуюся в памяти контроллера. В одном примере указанная таблица или функция построена по значениям частоты вращения двигателя и давления в цилиндре или отработавших газов. Из указанной таблицы или функции находят количество масла в цилиндре. Количество масла направляют в блок 854.
В блоке 854 количество масла в цилиндре умножают на скалярное или действительное число, корректирующее количество масла на температуру масла. Вязкость масла может изменяться в зависимости от температуры масла, при этом количество масла, могущего поступать в отключенный цилиндр, может изменяться в зависимости от температуры масла. Так, вязкость масла может падать в зависимости от температуры масла, а количество масла, могущего поступать в отключенный цилиндр, может расти с ростом температуры масла. В одном примере блок 854 содержит множество эмпирических скалярных значений для разных температур масла. Количество масла из блока 852 умножают на скалярное значение в блоке 854 для определения количества масла в цилиндре двигателя в зависимости от температуры масла.
На шаге 856 скалярное значение, в основе которого лежит степень сжатия СС (CR) в двигателе или цилиндре, умножают на результат блока 854 для определения количества масла в цилиндре двигателя в зависимости от температуры масла и степени сжатия в двигателе. В одном примере количество масла в цилиндре тем больше, чем больше степень сжатия цилиндре, так как после закрытия выпускного клапана в цилиндре возникает разрежение. Значение на шаге 856 определяют эмпирически и сохраняют в памяти.
На шаге 858 количество масла в цилиндре умножают на величину, представляющую собой функцию объема в положении закрытия выпускного клапана или запертого объема в цилиндре. Указанное значение падает по мере изменения момента закрытия выпускного клапана в сторону запаздывания относительно верхней мертвой точки такта выпуска, так как чем больше запаздывание закрытия выпускного клапана, тем больший дополнительный объем отработавших газов оказывается заперт в цилиндре. Указанное значение падает по мере изменения момента закрытия выпускного клапана в сторону опережения относительно верхней мертвой точка такта выпуска, так как чем больше опережение закрытия выпускного клапана, тем больший дополнительный объем отработавших газов оказывается заперт в цилиндре. Функцию 858 определяют эмпирически и сохраняют в памяти. Количество масла в цилиндре переносят в блок 860.
В блоке 860 количество масла в цилиндре умножают на скалярное значение, корректирующее количество масла с поправкой на температуру двигателя. Температура двигателя может влиять на зазоры между компонентами двигателя, при этом количество масла, поступающего в цилиндр, может быть разным в зависимости от температуры двигателя и зазоров между компонентами двигателя. В одном примере блок 860 содержит множество эмпирических скалярных значений для разных температур двигателя. Количество масла, поступающего в цилиндр, тем меньше, чем выше температура двигателя, поскольку возможно уменьшение зазоров между компонентами двигателя при росте температуры двигателя. На выходе блока 860 получают результат оценки содержания масла в цилиндре двигателя.
На ФИГ. 9 раскрыт пример рабочей последовательности для четырехцилиндрового двигателя. В данном примере цилиндры двигателя номер два и три можно выборочно включать и отключать путем включения и отключения впускных клапанов цилиндров номер два и три. Четырехцилиндровый двигатель имеет порядок зажигания 1-3-4-2, когда в нем происходит сжигание воздуха и топлива. Вертикальные метки Т0-Т7 представляют значимые моменты последовательности. Графики на ФИГ. 9 синхронизированы по времени и относятся к одному и тому же периоду времени.
Первый график сверху на ФИГ. 9 представляет собой график изменения результата оценки масла в цилиндре номер два во времени. По вертикальной оси представлен результат оценки количества масла в цилиндре номер два, растущий в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлены значения времени, растущие с левой к правой стороне графика. Горизонтальная линия 902 представляет пороговый предел для количества масла в цилиндре номер два, не подлежащий превышению.
Второй график сверху на ФИГ. 9 представляет собой график изменения результата оценки масла в цилиндре номер три во времени. По вертикальной оси представлен результат оценки количества масла в цилиндре номер три, растущий в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлены значения времени, растущие с левой к правой стороне графика. Горизонтальная линия 904 представляет пороговый предел для количества масла в цилиндре номер три, не подлежащий превышению.
Третий график сверху на ФИГ. 9 представляет собой график изменения числа запрошенных работающих цилиндров. Число запрошенных работающих цилиндров может зависеть от запрошенного водителем крутящего момента, частоты вращения двигателя и других параметров работы. По вертикальной оси представлено число запрошенных работающих цилиндров двигателя. По горизонтальной оси представлены значения времени, растущие с левой к правой стороне графика.
Четвертый график сверху на ФИГ. 9 представляет собой график изменения рабочего состояния цилиндра номер два во времени. По вертикальной оси представлено рабочее состояние цилиндра номер два. Цилиндр номер два работает, сжигая воздух и топливо, с открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов во время рабочего цикла двигателя, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Цилиндр номер два не работает и не сжигает воздух и топливо, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. Впускные клапаны закрыты на весь рабочий цикл двигателя, когда линия находится вблизи горизонтальной оси, при этом происходит открытие и закрытие выпускных клапанов во время рабочего цикла двигателя, когда линия находится на более низком уровне вблизи стрелки горизонтальной оси.
Пятый график сверху на ФИГ. 9 представляет собой график изменения рабочего состояния цилиндра номер три во времени. По вертикальной оси представлено рабочее состояние цилиндра номер три. Цилиндр номер три работает, сжигая воздух и топливо, с открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов во время рабочего цикла двигателя, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Цилиндр номер три не работает и не сжигает воздух и топливо, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. Впускные клапаны закрыты на весь рабочий цикл двигателя, когда линия находится вблизи горизонтальной оси, при этом происходит открытие и закрытие выпускных клапанов во время рабочего цикла двигателя, когда линия находится на более низком уровне вблизи стрелки горизонтальной оси.
В момент ТО результат оценки количество масла в цилиндре номер два низкий. Результат оценки количество масла в цилиндре номер три также низкий. Двигатель работает с четырьмя включенными (например, сжигающими воздух и топливо) цилиндрами, на что указывает запрошенное число цилиндров, равное четырем, и то, что рабочим состоянием цилиндров номер два и номер три является включенное (например, линии рабочего состояния цилиндров на более высоких уровнях). Цилиндры номер один и четыре включены все время, когда двигатель работает и сжигает воздух и топливо.
В момент Т1 результат оценки количества масла в цилиндрах номер два и три низкий. Число запрошенных работающих цилиндров снижено с четырех до трех. Запрошенное число цилиндров двигателя может быть снижено в связи с более низким запрошенным водителем крутящим моментом. Цилиндр номер три отключают (например, прекращают сжигание в цилиндре номер три, отключают впускные клапаны цилиндра номер три, чтобы не происходило их открытие и закрытие во время рабочего цикла двигателя, прекращают подачу топлива в цилиндр, может быть прекращена подача искры в цилиндр, при этом выпускные клапаны цилиндра номер три продолжают открывать и закрывать в каждом цикле двигателя) в ответ на то, что запрошенное число цилиндров равно трем. Цилиндр номер два продолжает работать с включенными впускными клапанами и сжиганием.
Между моментами Т1 и 12 результат оценки количество масла в цилиндре номер два остается низким и постоянным. Результат оценки количество масла в цилиндре номер три возрастает. Количество масла в цилиндре номер три растет в связи с возможностью возникновения разрежения в цилиндре номер три после закрытия выпускных клапанов цилиндра номер три в связи с их отключением.
В момент Т2 количество масла в цилиндре номер три не ниже порога 904. Поэтому работу цилиндра номер три возобновляют, в связи с чем давление в цилиндре растет и вытесняет масло из цилиндра за кольца цилиндра, уменьшая тем самым количество масла в цилиндре номер три. При этом, поскольку запрошенное число цилиндров равно трем, цилиндр номер два отключают (например, прекращают сжигание в цилиндре номер два, отключают впускные клапаны цилиндра номер два, чтобы не происходило их открытие и закрытие во время рабочего цикла двигателя, прекращают подачу топлива в цилиндр, может быть прекращена подача искры в цилиндр, при этом выпускные клапаны цилиндра номер два продолжают открывать и закрывать в каждом цикле двигателя). Так обеспечивают запрошенное число работающих цилиндров даже при достижении или превышении порогового предела количества масла в одном цилиндре. Результат оценки количество масла в цилиндре номер два находится на более низком уровне. Линия рабочего состояния цилиндра номер два находится на низком уровне, что указывает на то, что цилиндр номер два отключен. Линия рабочего состояния рабочее состояние цилиндров номер три находится на высоком уровне, что указывает на то, что цилиндр номер три включен.
В момент Т3 число запрошенных работающих цилиндров равно двум, при этом результат оценки количество масла в цилиндре номер три низкий. Цилиндр номер три отключают с учетом небольшого количества масла в цилиндре номер три и числа запрошенных работающих цилиндров. Цилиндр номер два пребывает в отключенном состоянии. Количество масла в цилиндре номер два продолжает расти.
В момент Т4 количество масла в цилиндре номер два превышает пороговый уровень 902, при этом число запрошенных работающих цилиндров равно двум. Работу цилиндра номер два возобновляют для удаления масла из цилиндра номер два. Цилиндр номер три остается отключенным, поэтому количество работающих цилиндров близко к запрошенному числу работающих цилиндров. Вскоре после момента Т4 работу цилиндра номер два возобновляют в связи с низким результатом оценки количество масла в цилиндре номер два.
В момент Т5 количество масла в цилиндре номер три превышает пороговый уровень 904, при этом число запрошенных работающих цилиндров равно двум. Работу цилиндра номер три возобновляют для удаления масла из цилиндра номер три. Цилиндр номер два остается отключенным, поэтому количество работающих цилиндров близко к запрошенному числу работающих цилиндров. Вскоре после момента Т5 работу цилиндра номер три возобновляют в связи с низким результатом оценки количество масла в цилиндре номер три.
В момент Т6 количество масла в цилиндре номер два превышает пороговый уровень 902, при этом число запрошенных работающих цилиндров равно двум. Работу цилиндра номер два возобновляют для удаления масла из цилиндра номер два. Цилиндр номер три остается отключенным, поэтому количество работающих цилиндров близко к запрошенному числу работающих цилиндров. Вскоре после момента Т6 работу цилиндра номер два возобновляют в связи с низким результатом оценки количество масла в цилиндре номер два.
В момент Т7 запрошенное число работающих цилиндров возрастает в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента. Происходит изменение рабочих состояний цилиндров номер два и три на включенное, что указывает на возобновление работы цилиндров номер два и три с учетом запрошенного числа работающих цилиндров. Результат оценки количество масла в цилиндрах номер два и три снижен за счет включения цилиндров номер два и три.
Таким образом, цилиндры двигателя можно выборочно отключать и включать для экономии топлива и уменьшения количества масла в цилиндрах двигателя. Кроме того, включенные цилиндры можно отключать для уменьшения количества масла в цилиндрах двигателя и приведения числа работающих цилиндров в соответствие с запрошенным. Включение цилиндров для удаления масла из цилиндров важнее отключения цилиндров для приведения числа работающих цилиндров к запрошенному для снижения расхода масла.
На ФИГ. 10 раскрыт способ для определения цилиндров, в которых можно отключить впускные клапаны. Способ на ФИГ. 10 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 10 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 1002 способа 1000 выбирают фактическое общее число цилиндров для двигателя. Фактическое общее число цилиндров может зависеть от массы транспортного средства и функциональных требований. В некоторых примерах двигатель будет иметь четыре цилиндра, при этом в других примерах двигатель будет иметь шесть или восемь цилиндров. Кроме того, определяют фактическое общее число цилиндров двигателя с клапанами, всегда остающимися включенными во время вращения двигателя. В одном примере фактическое общее число цилиндров, содержащих клапаны (например, впускные и выпускные тарельчатые клапаны), остающиеся включенными во время вращения двигателя, зависит от количества мощности, необходимого для работы транспортного средства при необходимой скорости (например, 60 км/ч). Если двигатель способен обеспечить данное количество мощности за счет четырех или более цилиндров, двигатель может быть выполнен с четырьмя цилиндрами, содержащими всегда остающиеся включенными клапаны (например, открывающиеся и закрывающиеся с течение рабочего цикла двигателя). Если двигатель способен обеспечить данное количество мощности за счет шести или более цилиндров, двигатель может быть выполнен с шестью цилиндрами, содержащими всегда остающиеся включенными клапаны. Остальные цилиндры выполняют с отключаемыми впускными клапанами и неотключаемыми выпускными клапанами. Определив фактическое общее число цилиндров двигателя и фактическое общее число цилиндров с клапанами, всегда остающимися включенными, способ 1000 следует на шаг 1004.
На шаге 1004 в двигателе создают управляющие механизмы неотключаемых впускных клапанов и управляющие механизмы неотключаемых выпускных клапанов в цилиндрах двигателя, всегда остающихся включенными во время вращения двигателя. Остальные цилиндры двигателя выполняют с управляющими механизмами отключаемых впускных клапанов и управляющими механизмами отключаемых выпускных клапанов. Способ 1000 следует на шаг 1006, после того, как отключаемые и неотключаемые клапаны будут смонтированы в двигателе.
На шаге 1006 способ 1000 оценивает количество масла в цилиндрах с впускными клапанами, отключаемыми во время рабочего цикла двигателя, чтобы не происходило открытие впускных клапанов во время рабочего цикла двигателя или рабочего цикла цилиндра, содержащего эти впускные клапаны. В одном примере количество масла в цилиндрах двигателя оценивают по эмпирической модели, раскрытой на ФИГ. 8В; при этом функции и (или) таблицы, раскрытые на ФИГ. 8В, могут содержать значения переменных, отличные от предназначенных для двигателя с цилиндрами, отключаемыми путем закрытия только впускных клапанов во время рабочего цикла двигателя. Способ 1000 определяет количества масла в каждом цилиндре двигателя, в котором отключены впускные клапаны цилиндра, при этом цилиндр отключен, и поток воздуха через него по существу прекращен (например, менее 10% потока воздуха через цилиндр в условиях без нагрузки). Количество масла в каждом цилиндре пересматривают в каждом цикле двигателя. Способ 1000 следует на шаг 1008 после того, как будет определено количество масла в каждом цилиндре.
На шаге 1008 способа 1000 принимают меры к недопущению отключения цилиндров с содержанием масла выше порогового количества. Иначе говоря, если цилиндр с отключенными впускными и выпускными клапанами (например, впускными и выпускными клапанами, остающимися закрытыми в течение рабочего цикла двигателя) содержит количество масла больше порогового, работу цилиндра возобновляют (например, происходит открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов цилиндра во время рабочего цикла двигателя и сжигание воздуха и топлива в цилиндре), что позволяет ограничить попадание масла в цилиндр. Работу цилиндра возобновляют путем включения управляющего механизма впускного клапана и подачи искры и топлива в цилиндр. Способ 1000 следует на шаг завершения, после того как будет возобновлена работа цилиндров с содержанием масла выше порогового количества.
На ФИГ. 11 раскрыт способ для определения возможных режимов цилиндров для двигателя. Способ на ФИГ. 11 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 11 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 1102 способа 1100 оценивают частоту смены режима цилиндров двигателя относительно пределов для определения того, происходит ли смена режима цилиндров слишком часто и обоснована ли она. Если смена режима цилиндров происходит слишком часто, лица, находящиеся в транспортном средстве, могут ощутить это, в связи с чем смена режима цилиндров станет нежелательной. Способ 1100 оценивает смену режима цилиндров по способу на ФИГ. 12 и следует на шаг 1106.
На шаге 1106 способа 1100 оценивают, какие режимы цилиндров могут обеспечить запрошенную величину крутящего момента двигателя при торможении. Способ 1100 переходит к способу на ФИГ. 14 для определения режимов цилиндров, могущих обеспечить запрошенную величину крутящего момента двигателя при торможении. Определив режимы цилиндров, могущие обеспечить запрошенную величину крутящего момента двигателя при торможении, способ 1100 следует на шаг 1108.
На шаге 1108 способа 1100 оценивают, снизит ли смена режима цилиндров расход топлива. Способ 11 переходит к способу на ФИГ. 15 для определения того, позволит ли смена режима цилиндров сэкономить топливо. Определив, позволит ли смена режима цилиндров сэкономить топливо, способ 1100 следует на шаг 1112.
На шаге 1112 способа 1100 оценивают скорость изменения фаз кулачкового распределения для определения режима цилиндров. Скорость изменения фаз кулачкового распределения представляет собой скорость, с которой устройство изменения фаз кулачкового распределения изменяет положение распределительного вала двигателя относительно положения коленчатого вала двигателя. Поскольку в основе действия устройств изменения фаз газораспределения клапанов, приводимых в действие крутящим моментом кулачка, лежит усилие пружины клапана, а также, поскольку отключение клапанов цилиндра приводит к уменьшению силы противодействия, создаваемой пружинами клапанов, может быть нежелательно эксплуатировать цилиндры в некоторых режимах, предусматривающих высокую скорость изменения фаз кулачкового распределения. Способ 1100 оценивает скорость изменения фаз кулачкового распределения для возможных режимов цилиндров по способу на ФИГ. 16, а затем следует на шаг 1114.
На шаге 1114 способа 1100 оценивают различные передачи трансмиссии для выбора режима цилиндров. Способ 1100 оценивает различные передачи трансмиссии для выбора режима цилиндров по способу на ФИГ. 18. Оценив различные передачи трансмиссии для выбора режима цилиндров, способ 1100 следует на шаг 1116.
На шаге 1116 способа 1100 оценивают режимы буксировки и перевозки для выбора режима цилиндров. Способ 1100 оценивает режимы буксировки и перевозки для выбора режима цилиндров по способу на ФИГ. 20. Оценив режимы буксировки и перевозки для выбора режима цилиндров, способ 1100 следует на шаг 1118.
На шаге 1118 способа 1100 проверяют наличие определенных условий для выбора режима цилиндров. Способ 1100 проверяет, в наличии ли условия для определения режима цилиндров по способу на ФИГ. 22. Определив наличие условий для выбора режима цилиндров, способ 1100 следует на шаг 1120.
На шаге 1120 способа 1100 регулируют абсолютное давление (ДВК) в коллекторе двигателя в условиях отключения одного или более цилиндров путем отключения впускных и (или) выпускных клапанов цилиндров двигателя. Кроме того, прекращают подачу топлива в цилиндр и подачу искры в цилиндр при отключении цилиндра. Способ 1100 регулирует ДВК по способу на ФИГ. 23 и следует на шаг 1121.
На шаге 1121 способа 1100 регулируют абсолютное давление в коллекторе двигателя (ДВК) в условиях включения одного или более цилиндров путем включения впускных и (или) выпускных клапанов цилиндров двигателя. Кроме того, включают подачу топлива в цилиндр и подачу искры в цилиндр при включении цилиндра. Способ 1100 регулирует ДВК по способу на ФИГ. 25 и следует на шаг 1122.
На шаге 1122 способа 1100 регулируют крутящий момент двигателя во время смены режима цилиндров. Способ 1100 регулирует крутящий момент двигателя по способу на ФИГ. 27А с последующим переходом на шаг 1124.
На шаге 1124 способа 1100 регулируют подачу топлива в двигатель для смены режимов цилиндров. Способ 1100 регулирует подачу топлива в двигатель по способу на ФИГ. 29. После регулирования потока топлива в двигатель, способ 1100 следует на шаг завершения.
На ФИГ. 12 раскрыт способ для оценки того, превышены ли пределы частоты смены режима цилиндров. Способ на ФИГ. 12 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 12 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 12 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 1202 способа 1200 проверяют, является ли текущее выполнение способа 1200 первым выполнением способа 1200 со времени последней остановки транспортного средства и глушения двигателя. Способ 1200 может установить, что текущее выполнение способа 1200 является первым со времени включения транспортного средства после его отключения (например, остановки без намерения мгновенного перезапуска). В одном примере способ 1200 устанавливает, что текущее выполнение является первым, если значение в памяти равно нулю, и способ не выполняли после того, как водитель запросил запуск транспортного средства посредством кнопки или ключа. Если способ 1200 установит, что текущее выполнение способа 1200 является первым выполнением способа 1200 со времени остановки двигателя, ответ будет "да", и способ 1200 следует на шаг 1220. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1200 следует на шаг 1204.
На шаге 1220 способа 1200 определяют значения переменных PAYBACK_TIME и VDE_BUSY. Переменная PAYBACK_TIME представляет собой количество времени, необходимое в новом выбранном режиме или режиме отключения цилиндров двигателя (ОЦД) для компенсации расхода топлива на переход из одного режима цилиндров или режима ОЦД в следующий режим цилиндров или режим ОЦД. Расход топлива может быть вызван уменьшением крутящего момента двигателя путем регулирования момента зажигания в сторону запаздывания или иным изменением для регулирования крутящего момента двигателя во время переходов из одного режима в другой. Переменная VDE_BUSY представляет собой значение, по которому определяют, происходит ли смена режима цилиндров или ОЦД с частотой выше необходимой. Данное значение обновляют по числу переходов из одного режима цилиндров или ОЦД в другой и количеству времени, проведенному в режиме цилиндров или режиме ОЦД. VDE_BUSY изначально устанавливают на ноль, при этом PAYBACK_TIME определяют эмпирически и сохраняют в памяти. В одном примере значение PAYBACK_TIME может быть разным в зависимости от режима цилиндров, из которого переходят, и режима цилиндров, в который переходят. Переменные VDE_BUSY могут быть предусмотрены для каждого режима цилиндров, как показано на ФИГ. 13. После определения значения переменных, способ 1200 следует на шаг 1204.
На шаге 1204 способа 1200 проверяют, выходит ли двигатель из режима с отключением клапанов. Способ 1200 может установить, что двигатель выходит из режима с отключением клапанов, если происходит включение клапанов одного или более цилиндров (например, переход впускных клапанов из состояния без открытия и закрытия во время рабочего цикла двигателя к состоянию с открытием и закрытием) в рабочем цикле двигателя. Если способ 1200 установит, что двигатель выходит из режима с отключением клапанов, и происходит возобновление работы клапанов по меньшей мере одного цилиндра во время рабочего цикла двигателя, ответ будет "да", и способ 1200 следует на шаг 1208. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1200 следует на шаг 1230.
На шаге 1230 способа 1200 проверяют, работает ли двигатель в режиме с отключением клапанов. Способ 1200 может установить, что двигатель работает в режиме с отключением клапанов, если впускные и (или) выпускные клапаны цилиндра двигателя остаются закрытыми и не происходит их открытие и закрытие во время рабочего цикла двигателя. Если способ 1200 установит, что двигатель работает в режиме с отключением клапанов, ответ будет "да", и способ 1200 следует на шаг 1232. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1200 следует на шаг 1210.
На шаге 1232 способа 1200 считают количество времени, в течение которого клапаны одного или более цилиндров отключены, для определения количества времени нахождения двигателя в режиме с отключением. Двигатель может иметь несколько режимов с отключением, при этом может быть определено время в каждом режиме с отключением. Например, восьмицилиндровый двигатель может быть выполнен с возможностью отключения двух или четырех цилиндров для создания двух режимов с отключением. Первый режим с отключением предусматривает отключение двух цилиндров, а второй - четырех. Способ 1200 определяет количество времени нахождения двигателя с двумя отключенными цилиндрами и количество времени нахождения двигателя с четырьмя отключенными цилиндрами. Определив количество времени нахождения одного или более цилиндров двигателя в режиме с отключением, способ 1200 следует на шаг 1210.
На шаге 1208 способа 1200 определяют количество времени для прибавления к переменной VDE_BUSY или вычитания из нее в зависимости от количества времени нахождения одного или более цилиндров с отключенными клапанами и PAYBACK_TIME. К переменной VDE_BUSY прибавляют относительно большое число, если время отключения цилиндров двигателя в том или ином режиме относительно короткое по сравнению с PAYBACK_TIME. Например, если восьмицилиндровый двигатель работает с включенными клапанами в четырех цилиндрах в течение четырех секунд, способ 1200 может прибавить значение 120 к переменной VDE_BUSY, если переменная PAYBACK_TIME равна 20. Если восьмицилиндровый двигатель работает с включенными клапанами в четырех цилиндрах в течение 19 секунд, способ 1200 может прибавить значение 40 к переменной VDE_BUSY, если переменная PAYBACK_TIME равна 20. Если восьмицилиндровый двигатель работает с включенными клапанами в четырех цилиндрах в течение 45 секунд, способ 1200 может прибавить значение -10 к переменной VDE_BUSY, если переменная PAYBACK_TIME равна 20. Значение, прибавляемое к VDE_BUSY, может представлять собой линейную или нелинейную функцию разности количества времени, проводимого двигателем в режиме отключения цилиндров, и значения PAYBACK_TIME. Скорректировав значение VDE_BUSY, способ 1200 следует на шаг 1210.
На шаге 1210 способа 1200 вычитают заранее заданную величину или значение из переменной VDE_BUSY. Например, способ 1210 может вычесть значение 5 из переменной VDE_BUSY. Вычитание заранее заданной величины из переменной VDE_BUSY позволяет приблизить переменную VDE_BUSY к нулевому значению. Переменная VDE_BUSY ограничена положительными значениями больше нуля. После вычитания заранее заданной величины из переменной VDE_BUSY, способ 1200 следует на шаг 1212.
На шаге 1212 способа 1200 проверяют наличие запроса отключения клапанов цилиндров для уменьшения числа включенных цилиндров. Отключение клапанов цилиндров может быть запрошено в связи с более низким запрошенным водителем крутящим моментом или иными условиями эксплуатации. Если способ 1200 установит, что отключение клапана цилиндра в текущем режиме цилиндров или режиме ОЦД запрошено, ответ будет "да", и способ 1200 следует на шаг 1214. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1200 следует на шаг 1240.
На шаге 1240 способа 1200 проверяют, запрошено ли возобновление работы клапанов цилиндров для увеличения числа включенных цилиндров (например, нужно ли возобновить работу впускных клапанов двух цилиндров в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента). Работа клапанов цилиндров может быть возобновлена для возобновления работы цилиндра. Работа цилиндра может быть возобновлена в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента или иное условие. Если способ 1200 установит, что возобновление работы клапана цилиндра запрошено, ответ будет "да", и способ 1200 следует на шаг 1244. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1200 следует на шаг 1242.
На шаге 1244 способа 1200 разрешают возобновление работы отключенных клапанов цилиндра и цилиндров. Работа клапанов цилиндров может быть возобновлена посредством механизмов на ФИГ. 6А и 6В или иных известных механизмов. Выдав разрешение на возобновление работы отключенных клапанов цилиндров, способ 1200 следует на шаг завершения. Клапаны могут быть включены по способу на ФИГ. 22.
На шаге 1242 способа 1200 не выдают разрешение на включение или отключение числа клапанов цилиндров, отличного от числа включенных или отключенных в текущий момент времени. Иначе говоря, оставляют без изменения текущее значение числа включенных клапанов и цилиндров. Оставив без изменения текущее число включенных и отключенных цилиндров, способ 1200 следует на шаг завершения.
На шаге 1214 способа 1200 проверяют, превышает ли количество времени после запроса возобновления работы клапана цилиндра значение переменной VDE_BUSY. Если превышает, то ответ будет "да", и способ 1200 следует на шаг 1216. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1200 следует на шаг 1242. Таким образом, отключение клапана цилиндра может быть отсрочено до тех пор, пока количество времени межу сменами режима цилиндров или режимов ОЦД не превысит значение VDE_BUSY, растущее с ростом частоты отключения клапана цилиндра и падающее при падении частоты отключения клапанов цилиндров.
На шаге 1216 способа 1200 разрешают отключение клапанов выбранных цилиндров для отключения выбранных цилиндров. Также может быть разрешено отключение подачи топлива в цилиндры и искры в цилиндры. Клапаны можно отключать по способу на ФИГ. 22.
На ФИГ. 13 раскрыта последовательность работы двигателя по способу на ФИГ. 12. Вертикальные линии в моменты Т1300-Т1314 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 13 содержит шесть графиков, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени. В данном примере отключение цилиндра означает отключение по меньшей мере впускных клапанов отключаемого цилиндра для нахождения отключенных впускных клапанов в закрытых состояниях в течение всего рабочего цикла двигателя. В некоторых примерах выпускные клапаны отключенных цилиндров также отключают для нахождения выпускных клапанов в закрытом состоянии в течение рабочего цикла двигателя. В отключенные цилиндры не подают искру и топливо, поэтому в них не происходит сгорание. Альтернативно, отключение цилиндров может включать в себя прекращение сжигания и впрыска топлива в цилиндр с одновременным продолжением работы клапанов цилиндра.
Первый график сверху на ФИГ. 13 представляет собой график изменения состояния запроса отключения цилиндров во времени. Цилиндры двигателя можно отключать в ответ на запрос отключения цилиндров. По вертикальной оси представлено состояние запроса отключения цилиндров, а по горизонтальной оси представлено время. Значения времени растут с левой к правой стороне фигуры. В данном примере двигатель представляет собой восьмицилиндровый двигатель с возможностью работы с четырьмя, шестью или восемью включенными цилиндрами. Числа по вертикальной оси указывают, какие цилиндры должны или не должны быть отключены согласно запросу. Например, когда линия находится на уровне восьми, ни один цилиндр не должен быть отключен. Когда линия находится на уровне шести, должны быть отключены два цилиндра. Четыре цилиндра должны быть отключены, когда линия находится на уровне четырех. Запрос отключения цилиндров может зависеть от запрошенного водителем крутящего момента или иных параметров работы транспортного средства. В некоторых примерах для отключения цилиндра отключают только впускные клапаны цилиндра. В других примерах для отключения цилиндра отключают впускные клапаны и выпускные клапаны. Если цилиндр отключают, подачу искры и поток топлива в цилиндр прекращают.
Второй график сверху на ФИГ. 13 представляет собой график изменения состояния включения цилиндров во времени. Состояние включения цилиндров представляет собой фактическое рабочее состояние цилиндров двигателя. По вертикальной оси представлено состояние включения цилиндров, а по горизонтальной оси представлено время. Числа по вертикальной оси указывают, какие цилиндры включены. Например, когда линия находится на уровне восьми, все цилиндры включены. Если линия находится на уровне шести, включены шесть цилиндров. Включены четыре цилиндра, когда линия находится на уровне четырех. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 13 представляет собой график изменения количества времени нахождения двигателя в первом режиме цилиндров, в данном примере предусматривающем работу шести цилиндров. По вертикальной оси представлено количество времени в первом режиме цилиндров, растущее в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху на ФИГ. 13 представляет собой график изменения количества времени нахождения двигателя во втором режиме цилиндров, в данном примере предусматривающем работу четырех цилиндров. По вертикальной оси представлено количество времени во втором режиме цилиндров, растущее в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху на ФИГ. 13 представляет собой график изменения значения переменной VDE_BUSY для первого режима цилиндров с отключением клапанов, в данном примере предусматривающем работу шести цилиндров. По вертикальной оси представлено значение переменной VDE_BUSY в первом режиме цилиндров. Данное значение соответствует количеству времени, которое должно пройти после запроса на вхождение в первый режим цилиндров до того, как можно будет войти в первый режим цилиндров. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Шестой сверху график на ФИГ. 13 представляет собой график изменения значения переменной VDE_BUSY для второго режима цилиндров, в данном примере предусматривающего работу четырех цилиндров. По вертикальной оси представлено значение переменной VDE_BUSY во втором режиме цилиндров. Данное значение соответствует количеству времени, которое должно пройти после запроса на вхождение во второй режим цилиндров до того, как можно будет войти во второй режим цилиндров. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
В момент Т1300 двигатель работает со всеми клапанами и цилиндрами во включенном состоянии, на что указывает значение состояния включения цилиндров, равное восьми. Запрос отключения каких-либо клапанов или цилиндров отсутствует, при этом количество времени в первом и втором режимах цилиндров равно нулю. Переменная VDE_BUSY для первого режима цилиндров, в котором отключают цилиндры, равна нулю. Переменная VDE_BUSY для второго режима цилиндров, в котором отключают цилиндры, также равна нулю.
В момент Т1301 происходит изменение состояния запроса отключения цилиндров, предусматривающее отключение клапанов двух цилиндров для работы восьмицилиндрового двигателя с шестью включенными цилиндрами. Изменение состояния включения цилиндров указывает на то, что двигатель работает с шестью включенными цилиндрами и с отключенными клапанами двух цилиндров. Время в первом режиме цилиндров начинает нарастать, так как двигатель находится в первом режиме цилиндров (например, работает с шестью включенными цилиндрами). Время во втором режиме цилиндров не нарастает, так как двигатель не работает во втором режиме цилиндров (например, с четырьмя включенными цилиндрами). Переменные VDE_BUSY для первого режима цилиндров и VDE_BUSY для второго режима цилиндров равны нулю, так как двигатель не выходил из первого или второго режима цилиндров.
В момент Т1302 происходит изменение состояния запроса отключения цилиндров, не предусматривающее отключение каких-либо клапанов цилиндров, в связи с чем двигатель работает как восьмицилиндровый. Изменение состояния включения цилиндров указывает на то, что двигатель работает с восемью включенными цилиндрами и без отключенных клапанов. Время в первом режиме цилиндров прекращает нарастать, так как двигатель работает со всеми клапанами цилиндров во включенном состоянии и как восьмицилиндровый двигатель. Время во втором режиме цилиндров не нарастает, так как двигатель не работает во втором режиме цилиндров. Значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров растет в соответствии с продолжительностью нахождения двигателя в первом режиме цилиндров.
В момент Т1303 опять происходит изменение состояния запроса отключения цилиндров, предусматривающее отключение клапанов двух цилиндров для работы восьмицилиндрового двигателя с шестью включенными цилиндрами. Изменение состояния включения цилиндров не происходит, так как значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров больше переменной PAYBACK_TIME (не показано). Значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров падает в связи с вычитанием заранее заданного количества времени из VDE_BUSY первого режима цилиндров при каждом выполнении способа. Время во втором режиме цилиндров не нарастает, так как двигатель не работает во втором режиме цилиндров (например, с четырьмя включенными цилиндрами). VDE_BUSY для второго режима цилиндров равно нулю, так как двигатель не вышел из второго режима цилиндров.
В момент Т1304 значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров не превышает значение переменной PAYBACK_TIME, поэтому клапаны цилиндров отключают для работы двигателя с шестью цилиндрами, на что указывает переход состояния включения цилиндров на уровень, означающий работу двигателя с шестью цилиндрами. Количество времени в первом режиме цилиндров начинает расти. Количество времени во втором режиме цилиндров остается нулевым. Значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров с отключением клапанов продолжает падать, а значение VDE_BUSY для второго режима цилиндров с отключением клапанов остается нулевым.
В момент Т1305 происходит возврат состояния запроса отключения цилиндров к значению восемь. Также происходит возврат состояния включения цилиндров к значению восемь в соответствии с состоянием запроса отключения цилиндров. Количество времени в первом режиме цилиндров мало, поэтому значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров увеличивают на большую величину. Значение VDE_BUSY для второго режима цилиндров равно нулю, так как двигатель не находился во втором режиме цилиндров. Вскоре после этого состояние запроса отключения цилиндров переходит к значению шесть, то есть имеет место запрос отключения клапанов в двух цилиндрах двигателя для работы двигателя в качестве шестицилиндрового двигателя, сжигающего топливовоздушные смеси в шести из восьми цилиндров. При этом двигатель не переходит к работе с шестью цилиндрами, на что указывает состояние включения цилиндров, сохраняющее значение восемь. Двигатель не переходит в режим шести цилиндров и не отключает клапаны двух цилиндров, так как значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров превышает значение переменной PAYBACK_TIME (не показано).
В момент Т1306 двигатель переходит в режим шести цилиндров, в котором отключают клапаны цилиндра в двух цилиндрах двигателя для отключения двух цилиндров. Топливо и искру не подают в два отключенных цилиндра. Состояние включения цилиндров переходит к значению шесть, указывая на то, что двигатель работает в режиме шести цилиндров с отключенными клапанами в двух цилиндрах. Количество времени в первом режиме цилиндров начинает расти. Количество времени во втором режиме цилиндров остается нулевым. Значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров продолжает падать, а значение VDE_BUSY для второго режима цилиндров остается нулевым.
В момент Т1307 состояние запроса отключения цилиндров переходит к значению восемь, указывая на наличие запроса включения восьми цилиндров. Количество времени работы двигателя в первом режиме цилиндров является большим, поэтому значение VDE_BUSY для первого режима изменяют на малое. Состояние включения цилиндров переходит к значению восемь, указывая на то, что двигатель включил все восемь цилиндров и клапаны. Количество времени во втором режиме цилиндров равно нулю, и значение VDE_BUSY для второго режима цилиндров равно нулю.
В момент Т1308 состояние запроса отключения цилиндров переходит к значению шесть в связи с уменьшением запрошенного водителем крутящего момента (не показан). Приблизительно в то же время, состояние включения цилиндров также переходит к значению шесть в соответствии с запросом отключения цилиндров. Количество времени в первом режиме цилиндров начинает расти, а количество времени во втором режиме цилиндров остается нулевым. Значения VDE_BUSY для первого и второго режимов с отключением клапанов равны нулю.
В момент Т1309 состояние запроса отключения цилиндров переходит к значению четыре в связи с запрошенным водителем крутящим моментом (не показан). Состояние включения цилиндров также переходит к значению четыре в соответствии со значением состояния запроса отключения цилиндров. Количество времени в первом режиме цилиндров переходит к нулю, а значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров обнуляют. Количество времени во втором режиме цилиндров начинает расти, а значение VDE_BUSY для второго режима цилиндров с отключением клапанов остается нулевым.
В момент Т1310 состояние запроса отключения клапанов цилиндров переходит обратно к значению шесть в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента (не показан). Состояние включения цилиндров переходит обратно к значению шесть в соответствии со значением запроса отключения цилиндров. Значение VDE_BUSY для второго режима цилиндров с отключением клапанов возрастает в связи с небольшим количеством времени работы двигателя в режиме четырех цилиндров. Количество времени в первом режиме цилиндров начинает расти, а количество времени во втором режиме цилиндров обнуляют.
В момент Т1311 состояние запроса отключения цилиндров переходит обратно к значению четыре в связи с уменьшением запрошенного водителем крутящего момента (не показан). Состояние включения цилиндров сохраняет значение шесть, так как значение VDE_BUSY для второго режима цилиндров превышает значение переменной PAYBACK_TIME (не показано). Количество времени в первом режиме цилиндров продолжает расти, а количество времени во втором режиме цилиндров остается нулевым. Значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров с отключением клапанов остается нулевым.
В момент Т1312 состояние запроса отключения цилиндров переходит обратно к значению шесть в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента (не показан). Состояние включения цилиндров имеет значение шесть в соответствии со значением запроса отключения цилиндров. Количество времени в первом режиме цилиндров продолжает расти, а количество времени во втором режиме цилиндров равно нулю. Значение VDE_BUSY для второго режима цилиндров продолжает падать, так как двигатель не был переведен из второго режима цилиндров.
В момент Т1313 состояние запроса отключения цилиндров переходит к значению четыре в связи с уменьшением запрошенного водителем крутящего момента (не показан). Состояние включения цилиндров сохраняет значение шесть, так как значение VDE_BUSY для второго режима цилиндров превышает значение переменной PAYBACK_TIME (не показано). То есть отключены клапаны двух цилиндров, несмотря на то, что состояние запроса отключения цилиндров имеет значение четыре. Количество времени в первом режиме цилиндров продолжает расти, а количество времени во втором режиме цилиндров остается нулевым. Значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров остается нулевым.
В момент Т1314 состояние запроса отключения цилиндров остается равным четырем, при этом состояние включения цилиндров переходит к значению четыре в связи со значением PAYBACK_TIME (не показано). То есть отключены клапаны четырех цилиндров, при этом четыре цилиндра включены. Количество времени в первом режиме цилиндров переходит к нулю, а значение VDE_BUSY для первого режима цилиндров обнуляют. Количество времени во втором режиме цилиндров начинает расти, а значение VDE_BUSY для второго режима цилиндров продолжает падать.
В момент Т1315 состояние запроса отключения цилиндров переходит к значению восемь, что означает запрос включения всех клапанов цилиндров и цилиндров. Состояние включения цилиндров перешло к значению восемь, указывая на то, что все клапаны цилиндров и цилиндры включены. Значение количества времени во втором режиме цилиндров велико, поэтому значение VDE_BUSY для второго режима клапанов мало, что позволяет быстро перейти в режим четырех цилиндров, в котором отключают клапаны четырех цилиндров.
Таким образом, можно отметить, что вход в различные режимы цилиндров может быть предотвращен в зависимости количества времени в режиме цилиндров относительно времени окупаемости. Кроме того, режима цилиндров не блокируют в зависимости от частоты смены режимов цилиндров. Вместо этого, вход в различные режимы цилиндров может быть отсрочен на регулируемое количество времени для уменьшения восприятия водителем частоты смены режима цилиндров.
На ФИГ. 14 раскрыт способ для оценки крутящего момента двигателя при торможении в возможных режимах цилиндров в качестве основания для выборочного разрешения отключения цилиндров. Способ на ФИГ. 14 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 14 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 14 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 1402 способа 1400 определяют необходимый крутящий момент двигателя и текущую частоту вращения двигателя. Частоту вращения двигателя можно определять с помощью датчика положения или частоты вращения двигателя. Частота вращения двигателя представляет собой количество времени, затрачиваемое двигателем на перемещение из одного положения в другое. Необходимый крутящий момент двигателя можно определить по запрошенному водителем крутящему моменту. В одном примере запрошенный водителем крутящий момент зависит от положения педали акселератора и скорости транспортного средства. По значениям положения педали акселератора и скорости транспортного средства построена таблица эмпирических значений запрошенного водителем крутящего момента. Значение запрошенного водителем крутящего момента соответствует необходимому крутящему моменту в том или ином месте в силовом агрегате. Место в силовом агрегате может представлять собой коленчатый вал двигателя, ведущий вал трансмиссии, ведомый вал трансмиссии или колесо транспортного средства. Если запрошенный водителем крутящий момент представляет собой крутящий момент двигателя, результатом поиска в таблице будет необходимый или запрошенный крутящий момент двигателя. Крутящие моменты в других местах в силовом агрегате можно определить путем коррекции необходимого крутящего момента в одном месте с учетом передаточных чисел, устройств усиления крутящего момента, потерь и перегрузочных способностей муфт по крутящему моменту.
Например, если запрошенный водителем крутящий момент представляет собой крутящий момент на колесе, крутящий момент двигателя можно определить путем умножения запрошенного водителем крутящего момента (или необходимого крутящего момента на колесе) на передаточные числа между колесом и двигателем. Кроме того, если силовой агрегат содержит гидротрансформатор, необходимый крутящий момент на колесе можно разделить на коэффициент усиления крутящего момента гидротрансформатора для определения крутящего момента двигателя. Крутящий момент, передаваемый посредством муфт, можно оценивать в виде множителя. Например, если муфта не пробуксовывает, то подводимый к муфте крутящий момент равен крутящему моменту на выходе муфты, при этом значение множителя равно единице. Умножив подводимый к муфте крутящий момент на единицу, получают крутящий момент на выходе муфты. Если муфта пробуксовывает, множитель представляет собой значение от 0 до числа меньше единицы. Значение множителя может зависеть от перегрузочной способности муфты по крутящему моменту. Способ 1400 следует на шаг 1404.
На шаге 1404 способа 1400 определяют режимы цилиндров, могущие обеспечить необходимый крутящий момент двигателя. В одном примере может быть создана таблица значений крутящего момента двигателя, содержащая значения максимальной отдачи двигателя по крутящему моменту в зависимости от режима цилиндров и частоты вращения двигателя. Необходимый крутящий момент двигателя сравнивают со скорректированными с учетом фаз газораспределения клапанов цилиндров двигателя и барометрического давления значениями из таблицы значений крутящего момента двигателя, построенной по значениям режимов цилиндров при текущей частоте вращения двигателя, барометрическом давлении и фазах газораспределения клапанов цилиндра (например, моментах закрытия впускного клапана). Если таблица значений крутящего момента двигателя выдаст значение крутящего момента, превышающее необходимый крутящий момент двигателя плюс компенсирующий крутящий момент, режим цилиндров, соответствующий выходному крутящему моменту в указанной таблице, может быть определен как режим цилиндров, обеспечивающий необходимый крутящий момент двигателя. Значения, хранящиеся в таблице значений крутящего момента двигателя, могут быть определены эмпирически и сохранены в памяти контроллера.
Один пример таблицы крутящего момента двигателя при торможении представлен на ФИГ. 1. Это таблица значений крутящего момента двигателя для четырехцилиндрового двигателя. Таблица значений крутящего момента двигателя может содержать значения выходного крутящего момента для трех режимов цилиндров: режима с двумя включенными цилиндрами, режима с тремя включенными цилиндрами и режима с четырьмя включенными цилиндрами. Таблица значений крутящего момента двигателя может также содержат множество значений частоты вращения двигателя. Можно находить значения крутящего момента для промежуточных значений частот вращения двигателя.
Таблица 1:
Таблица 1 содержит строки с указанием числа включенных цилиндров в различных режимах цилиндров и столбцы значений частоты вращения двигателя. В данном примере таблица 1 выдает значения крутящего момента в Н-м. Значения крутящего момента двигателя при торможении, полученные из таблицы крутящего момента при торможении, можно корректировать на функции, в основе которых лежит момент зажигания для создания оптимального крутящего момента при минимальной искре ОМЗ (МВТ), момент закрытия впускного клапана относительно номинального момента закрытия впускного клапана, воздушно-топливное отношение в двигателе и температура двигателя. Результатами функций являются эмпирические множители для значений крутящего момента двигателя при торможении, полученных из таблицы крутящего момента двигателя при торможении. Необходимый крутящий момент двигателя при торможении сравнивают с приведенным значением, полученным из таблицы крутящего момента двигателя при торможении. Отметим, что необходимый крутящий момент на колесе можно преобразовать в необходимый крутящий момент двигателя, умножив необходимый крутящий момент на колесе на передаточное число между колесами и двигателем. Кроме того, определение крутящего момента двигателя может включать в себя коррекцию значения крутящего момента на колесе с учетом усиления крутящего момента гидротрансформатором трансмиссии. Дополнительно или взамен, режимы цилиндров с разными порядками зажигания или включенными цилиндрами в рабочем цикле двигателя также могут служить основой для установления соответствий значений и их сохранения в таблице крутящего момента двигателя при торможении. Способ 1400 следует на шаг 1406.
На шаге 1406 способа 1400 определяют разрешенные режимы цилиндров, обеспечивающие допустимый необходимый крутящий момент двигателя. Разрешенные режимы цилиндров могут быть включены на шаге 716 на ФИГ. 7.
Пример использования таблицы 1: таблица 1 построена по значениям частоты вращения двигателя и режимов цилиндров. Первым указан режим с минимальным числом цилиндров, в данном примере - два, с дальнейшим увеличением до достижения режима с максимальным числом цилиндров. Например, если двигатель работает при 1000 об/мин, а необходимый крутящий момент двигателя составляет 54 Н-м, таблица 1 выдает значения 48 Н-м, соответствующее 1000 об/мин и режим цилиндров два (например, два включенных цилиндра), 74 Н-м, соответствующее 1000 об/мин и режиму цилиндров три (например, три включенных цилиндра), и 96 Н-м, соответствующее 1000 об/мин и режиму цилиндров четыре (например, четыре включенных цилиндра). Режим цилиндров с двумя включенными цилиндрами при 1000 об/мин не разрешен, поскольку два включенных цилиндра неспособны обеспечить необходимый крутящий момент 74 Н-м. Режимы цилиндров с тремя и четырьмя цилиндрами разрешены. В некоторых примерах необходимый крутящий момент двигателя с заранее заданной поправкой сравнивают со значениями, полученными из таблицы. Если необходимый крутящий момент двигателя с заранее заданной поправкой превышает результат из таблицы, режим цилиндров, соответствующий результату из таблицы, не разрешают. Разрешенные и неразрешенные режимы цилиндров могут быть обозначены значениями переменных, хранящимися в памяти. Например, если при 1000 об/мин разрешен режим стремя цилиндрами, переменной в памяти, соответствующей режиму стремя цилиндрами при 1000 об/мин, может быть присвоено значение единицы. Если режим с тремя цилиндрами не разрешен при 500 об/мин, переменной в памяти, соответствующей режиму с тремя цилиндрами при 500 об/мин, может быть присвоено значение ноль. Способ 1400 следует на шаг завершения.
Таким образом, режимы цилиндров двигателя и крутящий момент двигателя при торможении, возможный в режимах цилиндров, могут служить основой для определения режима цилиндров для работы двигателя. Кроме того, для экономии топлива, при выборе режима цилиндров преимущество могут иметь режимы с более низким расходом топлива.
На ФИГ. 15 раскрыт способ для оценки расхода топлива двигателя в возможных режимах цилиндров в качестве основания для выборочного разрешения отключения цилиндров. Способ на ФИГ. 15 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 15 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 15 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 1502 способа 1500 определяют необходимый крутящий момент двигателя и текущую частоту вращения двигателя. Частоту вращения двигателя можно определять с помощью датчика положения или частоты вращения двигателя. Способ 1500 следует на шаг 1504.
На шаге 1504 способа 1500 определяют режимы цилиндров, могущие обеспечить необходимый крутящий момент двигателя. В одном примере режимы цилиндров, могущие обеспечить необходимый крутящий момент двигателя, определяют как раскрыто на ФИГ. 14.
На шаге 1506 способа 1500 оценивают расход топлива в разрешенных режимах цилиндров. Разрешенные режимы цилиндров определены на шаге 1406 на ФИГ. 1. В одном примере из таблицы удельного расхода топлива на тормозном стенде или функции, построенной для режимов цилиндров из числа разрешенных на ФИГ. 14, частоты вращения двигателя и необходимой отдачи двигателя по крутящему моменту может быть получено значение удельного расхода топлива на тормозном стенде. Значения в таблице удельного расхода топлива на тормозном стенде могут быть определены эмпирически и сохранены в памяти контроллера. Значение удельного расхода топлива на тормозном стенде можно корректировать на функции, в основе которых лежит момент зажигания для создания оптимального крутящего момента при минимальной искре (МВТ), момент закрытия впускного клапана относительно номинального момента закрытия впускного клапана, воздушно-топливное отношение в двигателе и температура двигателя. Значение удельного расхода топлива на тормозном стенде можно корректировать на функции, в основе которых лежит момент зажигания для создания оптимального крутящего момента при минимальной искре (МВТ), момент закрытия впускного клапана относительно номинального момента закрытия впускного клапана, воздушно-топливное отношение в двигателе и температура двигателя. В одном примере расход топлива оценивают, исходя из работы двигателя при постоянном (например, стехиометрическом) воздушно-топливном отношении. Значения удельного расхода топлива на тормозном стенде для каждого разрешенного режима цилиндров при текущей частоте вращения двигателя получают из таблицы удельного расхода топлива на тормозном стенде. Например, согласно примеру, приведенному на шаге 1406, фактическое число включенных цилиндров равно трем и четырем, так как режим с тремя и четырьмя цилиндрами обеспечивают необходимый крутящий момент двигателя. Способ 1500 следует на шаг 1508.
На шаге 1508 способа 1500 сравнивают расход топлива для разрешенных режимов цилиндров, могущих обеспечить запрошенный крутящий момент. В одном примере текущий расход топлива двигателя, который можно определить по текущему расходу потока топлива в двигатель, сравнивают со значениями из таблицы удельного расхода топлива на тормозном стенде для разрешенных режимов цилиндров. Сравнение можно выполнять путем вычитания значений из таблицы удельного расхода топлива на тормозном стенде из текущего уровня расхода топлива двигателя. Альтернативно, сравнение можно выполнять путем деления значения текущего расхода топлива двигателя на значения из таблицы удельного расхода топлива на тормозном стенде. Разрешают режимы цилиндров, обеспечивающие процентное повышение топливной экономичности двигателя по сравнению с текущим режимом цилиндров выше порога.
Таким образом, режимы цилиндров и расход топлива в режимах цилиндров могут служить основой для определения режима цилиндров для работы двигателя. Кроме того, при выборе режима цилиндров предпочтение можно отдавать режимам с более низким расходом топлива для экономии топлива.
На ФИГ. 15 предложен способ для эксплуатации двигателя, содержащий шаги, на которых: оценивают множество значений расхода топлива двигателя для эксплуатации двигателя с множеством конфигураций, предусматривающих разное фактическое общее число включенных цилиндров; и эксплуатируют двигатель с фактическим общим числом включенных цилиндров на основе указанного множества значений расхода топлива двигателя. Способ включает в себя то, что эксплуатация двигателя включает в себя отключение цилиндра двигателя путем прекращения подачи топлива в указанный цилиндр двигателя. Способ включает в себя то, что отключение указанного цилиндра также включает в себя отключение впускного клапана цилиндра для удержания указанного впускного клапана закрытым в течение рабочего цикла двигателя и открытие и закрытие выпускного клапана указанного цилиндра во время указанного рабочего цикла двигателя. Способ включает в себя то, что в основе указанного множества значений расхода топлива двигателя лежит указанное множество конфигураций, предусматривающих разное фактическое общее число включенных цилиндров в рабочем цикле двигателя. Способ включает в себя то, что эксплуатация двигателя включает в себя отключение одного или более цилиндров двигателя на основе указанного множества значений расхода топлива двигателя. Способ также содержит шаг, на котором эксплуатируют двигатель с фактическим общим числом включенных цилиндров на основе того, что ожидаемый продувочный поток через двигатель меньше порогового уровня.
На ФИГ. 15 также предложен способ для эксплуатации двигателя, содержащий шаги, на которых: оценивают множество значений расхода топлива двигателя для эксплуатации двигателя с множеством конфигураций, предусматривающих разное фактическое общее число включенных цилиндров, при этом в основе указанного множества значений расхода топлива двигателя лежит фактическое общее число включенных цилиндров, частота вращения двигателя и запрошенный водителем крутящий момент; эксплуатируют двигатель с фактическим общим числом включенных цилиндров на основе указанного множества значений расхода топлива двигателя; и увеличивают фактическое общее число включенных цилиндров в ответ на выходной сигнал датчика вибрации двигателя. Способ включает в себя то, что фактическое общее число включенных цилиндров увеличивают в ответ на выходной сигнал датчика вибрации двигателя в интервале по углу поворота коленчатого вала двигателя за пределами интервала детонации двигателя. Способ включает в себя то, что увеличение указанного фактического общего числа включенных цилиндров в ответ на выходной сигнал датчика вибрации двигателя включает в себя открытие впускного клапана цилиндра, который удерживали закрытым в течение рабочего цикла двигателя.
В некоторых примерах способ включает в себя то, что увеличение указанного фактического общего числа включенных цилиндров в ответ на выходной сигнал датчика вибрации двигателя включает в себя продолжение открытия и закрытия выпускного клапана указанного цилиндра, открытие и закрытие которого происходило в указанном рабочем цикле двигателя. Способ включает в себя то, что прекращают поток воздуха через цилиндр двигателя во время эксплуатации двигателя с указанным фактическим общим числом включенных цилиндров, зависящим от указанного множества значений расхода топлива двигателя. Способ включает в себя то, что воздух продолжает течь через отключенный цилиндр во время эксплуатации двигателя с указанным фактическим общим числом включенных цилиндров, зависящим от указанного множества значений расхода топлива двигателя. Способ включает в себя то, что эксплуатация двигателя с указанным фактическим общим числом включенных цилиндров, зависящим от указанного множества значений расхода топлива двигателя, включает в себя механическое отключение управляющего механизма клапана. Способ включает в себя то, что указанное множество значений расхода топлива двигателя включает в себя минимальное значение расхода топлива двигателя, причем эксплуатация двигателя с указанным фактическим общим числом включенных цилиндров, зависящим от указанного множества значений расхода топлива двигателя, обеспечивает указанное минимальное значение расхода топлива двигателя.
На ФИГ. 16 раскрыт способ для оценки скорости изменения фаз кулачкового распределения для устройств, приводимых в действие крутящим моментом кулачка. Способ на ФИГ. 16 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 16 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 16 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов. Способ 1600 можно выполнять для каждого распределительного вала двигателя.
На шаге 1602 способа 1600 определяют параметры работы двигателя. В число параметров работы двигателя могут, помимо прочих, входить: фактическое общее число клапанов цилиндра, отключаемых во время рабочего цикла двигателя, частота вращения двигателя, запрошенный водителем крутящий момент, скорость транспортного средства, температура двигателя и температура окружающей среды. Определив параметры работы, способ 1600 следует на шаг 1604.
На шаге 1604 способа 1600 проверяют, отключены ли один или более клапанов цилиндров. Способ 1600 может установить, что один или более цилиндров отключены, по значению двоичной единицы информации в памяти, выходному сигналу датчика, измеряющего положение управляющего механизма клапана, датчиков давления в цилиндре или прочих датчиков. Если способ 1600 установит, что один или более клапанов цилиндров отключены, ответ будет "да", и способ 1600 следует на шаг 1606. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1600 следует на шаг 1634.
На шаге 1606 способа 1600 проверяют, нужно ли изменение положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала. Например, способ 1600 проверяет, нужно ли изменить в сторону опережения фазы распределительного вала на 5 градусов относительно фаз коленчатого вала для открытия впускных или выпускных клапанов раньше на 5 градусов угла поворота коленчатого вала после изменения положения распределительного вала. Положение распределительного вала можно изменять в зависимости от запрошенного водителем крутящего момента и частоты вращения двигателя. Если запрошенный водителем крутящий момент возрастает быстро, и частота вращения двигателя возрастает быстро, может быть необходимо быстрее изменить положение распределительного вала относительно положения коленчатого вала для обеспечения необходимых показателей двигателя по величине крутящего момента и выбросам двигателя. В одном примере способ 1600 определяет необходимость изменения положения распределительного вала в зависимости от текущего положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала и изменений запрошенного водителем крутящего момента и частоты вращения двигателя. Если способ 1600 установит, что изменение положения распределительного вала нужно, ответ будет "да", и способ 1600 следует на шаг 1608. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1600 следует на шаг 1634. В некоторых примерах шаг 1606 может быть пропущен, и способ 1600 может просто проследовать на шаг 1608.
На шаге 1608 способа 1600 определяют необходимую скорость изменения положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала. В одном примере способа 1600 необходимую скорость изменения положения распределительного вала определяют в зависимости от скорости изменения запрошенного водителем крутящего момента. Если скорость изменения запрошенного водителем крутящего момента невысока, скорость изменения положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала будет невысока. Если скорость изменения запрошенного водителем крутящего момента высока, скорость изменения положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала будет высока. Например, фазы распределительного вала могут быть изменены в сторону опережения на 0.5 градусов угла поворота коленчатого вала в секунду при небольшом изменении запрошенного водителем крутящего момента (например, 5 Н-м/сек). При этом, если изменение запрошенного водителем крутящего момента велико (например, 200 Н-м/сек), изменение фаз распределительного вала в сторону опережения может составить 5 градусов угла поворота коленчатого вала в секунду. В одном примере необходимую скорость изменения положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала определяют эмпирически и сохраняют в памяти в таблице или функции. Указанная таблица или функция построена по скорости изменения запрошенного водителем крутящего момента, при этом из указанной таблицы или функции находят необходимую скорость изменения положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала. Определив необходимую скорость изменения положения распределительного вала, способ 1600 следует на шаг 1610.
На шаге 1610 способа 1600 проверяют, достаточно ли фактическое общее число включенных в текущий момент клапанов цилиндров (например, клапанов, открывающихся и закрывающихся во время рабочего цикла двигателя) для перемещения распределительного вала относительно коленчатого вала с необходимой скоростью. В одном примере таблица или функция содержит значения скорости изменения положения распределительного вала относительно коленчатого в зависимости от фактического общего числа включенных клапанов цилиндров. Таблица построена по значениям фактического общего числа включенных клапанов и выдает значения скорости изменения положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала. Значения в указанной таблице или функции определяют эмпирически и сохраняют в памяти. Результат из указанной таблицы или функции сравнивают со значением, определенным на шаге 1608. Если скорость изменения положения распределительного вала, определенная на шаге 1610, больше скорости изменения положения распределительного вала, определенной на шаге 1608, ответ будет "да", и способ 1600 следует на шаг 1634. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1600 следует на шаг 1612.
На шаге 1612 способа 1600 проверяют, управляет ли распределительный вал как впускными, так и выпускными клапанами. В одном примере двоичная единица информации в памяти указывает, что распределительный вал управляет только впускными клапанами, если значение двоичной единицы информации равно нулю. Если значение двоичной единицы информации равно единице, распределительный вал управляет и впускными, и выпускными клапанами. Если способ 1600 установит, что распределительный вал управляет впускными и выпускными клапанами, ответ будет "да", и способ 1600 следует на шаг 1630. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1600 следует на шаг 1614.
На шаге 1614 способа 1600 проверяют, является ли распределительный вал впускным распределительным валом. Способ 1600 может определить, является ли распределительный вал впускным распределительным валом, по значению двоичной единицы информации в памяти. Двоичная единица информации может быть запрограммирована при изготовлении. Если способ 1600 установит, что распределительный вал представляет собой впускной распределительный вал, ответ будет "да", и способ 1600 следует на шаг 1616. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1600 следует на шаг 1620.
На шаге 1620 способа 1600 разрешают включение одного или более отключенных выпускных клапанов. В одном примере необходимую скорость изменения положения выпускного распределительного вала относительно положения коленчатого вала, определенную на шаге 1608, используют для построения таблицы или функции эмпирических значений, указывающей фактическое общее число клапанов, которые должны работать для обеспечения необходимой скорости изменения положения выпускного распределительного вала относительно положения коленчатого вала. Способ 1600 запрашивает или разрешает работу фактического общего числа выпускных клапанов, полученного из указанной таблицы или функции. Выпускные клапаны могут быть включены с включением или без включения цилиндров, содержащих включаемые выпускные клапаны. Если запрошенный водителем крутящий момент возрастает, цилиндры с включаемыми выпускными клапанами можно включить для увеличения крутящего момента двигателя с одновременным увеличением изменения положения распределительного вала. Если запрошенный водителем крутящий момент падает, цилиндры с включаемыми выпускными клапанами можно не включать для сокращения расхода топлива. Способ 1600 следует на шаг 1634.
На шаге 1634 способа 1600 перемещают распределительный вал и осуществляют работу клапанов в соответствии с рабочими условиями после перемещения распределительного вала. Распределительный вал может быть перемещен во время включения клапанов для перемещения распределительного вала в необходимое положение как можно быстрее. После достижения необходимого положения распределительного вала относительно коленчатого вала, клапаны цилиндра можно отключить в зависимости от других параметров работы транспортного средства кроме необходимой скорости изменения положения распределительного вала. Таким образом, работу клапанов можно возобновлять для повышения скорости изменения положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала. Работа цилиндров двигателя также может быть возобновлена при возобновлении работы клапанов цилиндров. Способ 1600 следует на шаг завершения после того, как распределительный вал начнет перемещение в необходимое новое положение в зависимости от запрошенного водителем крутящего момента и частоты вращения двигателя.
На шаге 1616 способа 1600 разрешают включение одного или более отключенных впускных клапанов. В одном примере необходимую скорость изменения положения впускного распределительного вала относительно положения коленчатого вала, определенную на шаге 1608, используют для построения таблицы или функции эмпирических значений, указывающей фактическое общее число клапанов, которые должны работать для обеспечения необходимой скорости изменения положения впускного распределительного вала относительно положения коленчатого вала. Способ 1600 запрашивает или разрешает работу фактического общего числа впускных клапанов, полученного из указанной таблицы или функции. Цилиндры, содержащие включаемые впускные клапаны, могут быть включены, либо они могут не сжигать воздух и топливо во время рабочих циклов двигателя, когда впускные клапаны работают. В одном примере цилиндры с включаемыми впускными клапанами сжигают воздух и топливо во время рабочих циклов двигателя в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента. Цилиндры с включаемыми впускными клапанами могут не сжигать воздух и топливо во время рабочих циклов двигателя в ответ на уменьшение запрошенного водителем крутящего момента. Отключенные впускные клапаны могут быть включены, как раскрыто на ФИГ. 22.
Кроме того, способ 1600 может увеличить количество наддувочного воздуха, подаваемого в двигатель, для удаления с его помощью отработавших газов из цилиндра до закрытия выпускного клапана цилиндра, работу которого возобновляют. Удаление отработавших газов из цилиндра позволяет повысить устойчивость горения и обеспечить создание цилиндром дополнительной мощности. Кроме того, можно увеличить величину перекрытия (например, продолжительность открытия) впускных и выпускных клапанов цилиндра для пропуска дополнительного сжатого воздуха из впускного коллектора для очистки включаемого цилиндра. После включения впускных клапанов, способ 1600 следует на шаг 1634.
На шаге 1630 способа 1600 проверяют, будут ли шум, вибрация и резкость ШВР (NVH) двигателя ниже пороговых уровней, если будет возобновлена работа одного или более цилиндров и в них будет происходить сгорание. В одном примере способа 1600 проверяют, вызовет ли возобновление работы одного или более цилиндров, включающее в себя сжигание воздуха и топлива в этих цилиндрах, ШВР выше необходимых согласно результату, полученному из таблицы или функции, содержащей значения ШВР двигателя и (или) силового агрегата. Таблица построена по частоте вращения двигателя, запрошенному водителем крутящему моменту и включаемому режиму цилиндров (например, с четырьмя или шестью цилиндрами). Таблица выдает числовое значение, определенное эмпирически, например, посредством акустического датчика или акселерометра. Если выданное значение ниже порогового, ответ будет "да", и способ 1600 следует на шаг 1632. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 1600 следует на шаг 1640.
На шаге 1632 способа 1600 разрешают включение одного или более цилиндров путем включениях их клапанов и подачи в них топлива, воздуха и искры. При возобновлении работы цилиндр начинает сжигать воздух и топливо. Таким образом, если при возобновлении работы одного или более цилиндров для увеличения скорости изменения положения распределительного вала возникают небольшие нежелательные ШВР, работу цилиндра возобновляют путем возобновления работы его клапанов и начала сжигания в этом цилиндре. Способ 1600 следует на шаг 1634.
На шаге 1640 способа 1600 разрешают включение одного или более клапанов отключенного цилиндра, не сжигающего воздух и топливо. Если цилиндр содержит отключенные впускные и выпускные клапаны, могут быть включены только выпускные клапаны цилиндра для увеличения скорости изменения положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала. Возобновление работы только выпускных клапанов цилиндров позволяет увеличить крутящий момент кулачка для увеличения изменения положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала без направления потока воздуха через цилиндр. Блокирование потока воздуха через цилиндр может способствовать поддержанию высокой температуры каталитического нейтрализатора и необходимого количества кислорода в нем. Если возобновляют работу и впускных, и выпускных клапанов цилиндра, воздух может течь через цилиндр после включения впускных и выпускных клапанов. Искру и топливо не подают в цилиндры с клапанами, работа которых была возобновлена, во избежание ухудшения показателей по ШВР. Способ 1600 следует на шаг 1642.
На шаге 1642 способа 1600 увеличивают количество топлива, подаваемого во включенный цилиндр, сжигающий воздух и топливо, для обогащения смеси, сжигаемой включенным цилиндром, если через цилиндр с одним или более клапанами, включение которых было разрешено на шаге 1640, течет воздух. Обогащение смеси во включенном цилиндре, сжигающем воздух и топливо с одновременным протеканием через него воздуха, позволяет поддерживать необходимые уровни углеводородов и кислорода в каталитическом нейтрализаторе для эффективной нейтрализации отработавших газов в нем. Например, если в цилиндре номер восемь восьмицилиндрового двигателя возобновлена работа впускных и выпускных клапанов, при этом цилиндр номер восемь не сжигает воздух и топливо, воздушно-топливное отношение цилиндра номер один, сжигающего воздух и топливо, можно обогатить для улучшения или поддержания эффективности каталитического нейтрализатора. После обогащения воздушно-топливного отношения в по меньшей мере одном цилиндре, способ 1600 следует на шаг 1634.
На ФИГ. 17 раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 16. Вертикальные линии в моменты Т1700-Т1704 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 17 содержит шесть графиков, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени. В данном примере двигатель представляет собой четырехцилиндровый двигатель с порядком зажигания 1-3-4-2. Цилиндры 2 и 3 содержат управляющие механизмы отключаемых клапанов для отключения цилиндров 3 и 4. Клапаны цилиндров 1 и 4 всегда остаются включенными.
Первый график сверху на ФИГ. 17 представляет собой график изменения состояния запроса перемещения распределительного вала во времени. Запрос перемещения распределительного вала представляет собой запрос на изменение положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала. Например, если распределительный вал содержит рабочий выступ, начинающий открывать впускной клапан цилиндра номер один при 370 градусах угла поворота коленчатого вала двигателя до верхней мертвой точки такта сжатия (например, в положении по углу поворота коленчатого вала ноль градусов), положение распределительного вала можно изменить относительно коленчатого вала так, чтобы рабочий выступ кулачка начинал открывать впускной клапан цилиндра номер один двигателя при 380 градусах угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки такта сжатия. То есть в данном примере относительное положение распределительного вала изменяют в сторону опережения на 10 градусов угла поворота коленчатого вала относительно положения коленчатого вала.
По вертикальной оси представлено состояние запроса перемещения распределительного вала. Линия запроса перемещения распределительного вала находится на более высоком уровне и подтверждена, когда нужно переместить распределительный вал двигателя относительно коленчатого вала двигателя. Линия запроса перемещения распределительного вала находится на более низком уровне и не подтверждена, когда перемещение распределительного вала двигателя относительно коленчатого вала двигателя не нужно. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху на ФИГ. 17 представляет собой график изменения положения распределительного вала во времени. По вертикальной оси представлено положение распределительного вала, при этом опережение распределительного вала растет в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 17 представляет собой график изменения состояния впускного клапана отключаемого цилиндра. В данном примере отключаемый цилиндр может представлять собой цилиндр номер два или цилиндр номер три. Состояние впускного клапана отключаемого цилиндра указывает на то, включен ли впускной клапан отключаемого цилиндра (например, происходит ли его открытие и закрытие во время рабочего цикла двигателя) или отключен ли (например, удерживают ли его закрытым в течение всего рабочего цикла двигателя). По вертикальной оси представлено состояние впускного клапана отключаемого цилиндра. Впускной клапан отключаемого цилиндра включен, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Впускной клапан отключаемого цилиндра отключен, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху на ФИГ. 17 представляет собой график изменения состояния выпускного клапана отключаемого цилиндра. В данном примере отключаемый цилиндр может представлять собой цилиндр номер два или цилиндр номер три. Состояние выпускного клапана отключаемого цилиндра указывает на то, включен ли выпускной клапан отключаемого цилиндра (например, происходит ли его открытие и закрытие во время рабочего цикла двигателя) или отключен (например, его удерживают закрытым во время рабочего цикла двигателя). По вертикальной оси представлено состояние выпускного клапана отключаемого цилиндра. Выпускной клапан отключаемого цилиндра включен, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Выпускной клапан отключаемого цилиндра отключен, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху на ФИГ. 17 представляет собой график изменения состояния потока топлива в отключаемый цилиндр. В данном примере отключаемым цилиндром может быть цилиндр номер два или цилиндр номер три. Состояние потока топлива в отключаемый цилиндр указывает на то, течет ли топливо в отключаемый цилиндр. По вертикальной оси представлено состояние потока топлива в отключаемый цилиндр. Топливо течет в отключаемый цилиндр, когда линия потока топлива в отключаемый цилиндр находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Топливо не течет в отключаемый цилиндр, когда линия потока топлива в отключаемый цилиндр находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Шестой сверху график на ФИГ. 17 представляет собой график изменения воздушно-топливного отношения включенного цилиндра. В данном примере включенным цилиндром может быть цилиндр номер 1 или цилиндр номер 4. По вертикальной оси представлено воздушно-топливное отношение включенного цилиндра, растущее (например, становящееся беднее) в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры. Горизонтальная линия 1702 представляет стехиометрическое воздушно-топливное отношение.
В момент Т1700 отсутствует запрос перемещения распределительного вала, и распределительный вал находится в положении относительного запаздывания. Состояние впускного клапана отключаемого цилиндра указывает на то, что впускной клапан отключаемого цилиндра отключен (например, его не открывают в течение рабочего цикла двигателя). Состояние выпускного клапана отключаемого цилиндра указывает на то, что выпускной клапан отключаемого цилиндра отключен (например, его не открывают в течение рабочего цикла двигателя). Включенный цилиндр работает при стехиометрическом воздушно-топливном отношении, при этом топливо не течет в отключаемый цилиндр, на что указывает состояние потока топлива в отключаемый цилиндр на низком уровне.
В момент Т1701 подтвержден запрос перемещения распределительного вала, предусматривающий изменение положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала двигателя. Запрос может быть инициирован путем увеличения запрошенного водителем крутящего момента или изменения другого параметра работы. Скорость изменения положения распределительного вала двигателя относительно положения коленчатого вала двигателя (не показано) больше той, что может быть достигнута с отключенными отключаемыми впускными и выпускными клапанами цилиндра, так как работа меньшего числа клапанов создает меньший крутящий момент для перемещения распределительного вала. Поэтому работу впускных и выпускных клапанов отключаемого цилиндра возобновляют, на что указывает переход состояний впускного и выпускного клапанов отключаемого цилиндра на более высокие уровни, означающий, что работа впускных и выпускных клапанов отключаемого цилиндра возобновлена. Кроме того, топливо течет в отключаемый цилиндр, и в отключаемом цилиндре начинается сгорание (не показано). Положение распределительного вала изменяют в сторону опережения с одновременным включением впускных и выпускных клапанов отключаемого цилиндра. Воздушно-топливное отношение включенных цилиндров стехиометрическое.
В момент Т1702 запрос перемещения распределительного вала переходит в неподтвержденное состояние. Запрос перемещения распределительного вала может перейти в неподтвержденное состояние при достижении необходимого положения распределительного вала. Кроме того, топливо перестает течь в отключаемый цилиндр, и в отключаемом цилиндре прекращается сгорание (не показано). Распределительный вал достигает среднего положения опережения и пребывает в нем. Воздушно-топливные отношения включенных цилиндров остаются стехиометрическими.
В момент Т1703 запрос перемещения распределительного вала вновь подтвержден, предусматривая изменение положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала двигателя. Запрос может быть инициирован путем увеличения запрошенного водителем крутящего момента или изменения другого параметра работы. Скорость изменения положения распределительного вала двигателя относительно положения коленчатого вала двигателя (не показано) больше той, что может быть достигнута с отключенными отключаемыми впускными и выпускными клапанами цилиндра, так как работа меньшего числа клапанов создает меньший крутящий момент для перемещения распределительного вала. Поэтому работу впускных и выпускных клапанов отключаемого цилиндра возобновляют, на что указывает переход состояний впускного и выпускного клапанов отключаемого цилиндра на более высокие уровни, означающий, что работа впускных и выпускных клапанов отключаемого цилиндра возобновлена. Поток топлива в отключаемый цилиндр остается блокированным. В данном примере сгорание в отключаемых цилиндрах не возобновляют, так как при возобновлении работы отключаемых цилиндров ожидают превышение желательных уровней ШВР. Положение распределительного вала изменяют в сторону опережения с одновременным включением впускных и выпускных клапанов отключаемого цилиндра. Воздушно-топливное отношение включенных цилиндров обогащают для того, чтобы при объединении обогащенных отработавших газов из включенных цилиндров с кислородом из отключаемых цилиндров, в каталитический нейтрализатор поступали стехиометрические отработавшие газы.
В момент Т1704 запрос перемещения распределительного вала переходит в неподтвержденное состояние. Запрос перемещения распределительного вала может перейти в неподтвержденное состояние при достижении необходимого положения распределительного вала. Кроме того, впускные и выпускные клапаны отключаемого цилиндра отключены, на что указывают состояния впускных и выпускных клапанов отключаемых цилиндров. Распределительный вал достигает положения полного опережения с оставлением его в этом положении. Воздушно-топливные отношения включенных цилиндров переходят обратно к стехиометрическому уровню за счет обеднения топливовоздушных смесей отключаемых цилиндров.
Таким образом, работу отключенных впускных и выпускных клапанов цилиндров можно возобновлять для обеспечения более быстрого изменения положений распределительного вала двигателя. Кроме того, в каталитический нейтрализатор можно подавать стехиометрические отработавшие газы для поддержания эффективности каталитического нейтрализатора независимо от того, что течет из отключаемых цилиндров - воздух или отработавшие газы.
На ФИГ. 18 раскрыт способ для определения того, нужно ли переключать передачи трансмиссии, при оценке смены режима цилиндров. Способ на ФИГ. 18 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 18 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 18 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 1802 способа 1800 определяют необходимый крутящий момент на колесе. В одном примере необходимый крутящий момент на колесе определяют по положению педали акселератора и скорости транспортного средства. Например, по положению педали акселератора и скорости транспортного средства построена таблица, выдающая значение необходимого крутящего момента на колесе. Значения в таблице могут быть определены эмпирически и сохранены в памяти контроллера. В других примерах, по положению педали акселератора и скорости транспортного средства может быть построена таблица, выдающая значения необходимого крутящего момента двигателя при торможении или крутящего момента в другом месте силового агрегата (например, на ведущем валу трансмиссии). Результат из таблицы умножают на передаточные числа между местом создания крутящего момента (например, двигателем), коэффициент усиления гидротрансформатором и коэффициенты потерь крутящего момента на силовом агрегате для оценки необходимого крутящего момента на колесе. Способ 1800 следует на шаг 1804.
На шаге 1804 способа 1800 определяют выбранную на текущий момент передачу трансмиссии. Способ 1800 может определить выбранную на текущий момент передачу трансмиссии по значению места в памяти контроллера. Например, значение переменной в памяти может лежать в диапазоне от 1 до 10, обозначая выбранное на текущий момент передаточное число. Способ 1800 следует на шаг 1806.
На шаге 1806 способа 1800 оценивают расход топлива двигателя в режимах цилиндров, могущих обеспечить необходимый крутящий момент на колесе при текущей передаче трансмиссии. Способ 1800 определяет удельный расход топлива двигателя на тормозном стенде при текущей передаче трансмиссии по способу на ФИГ. 15. Способ 1800 следует на шаг 1808.
На шаге 1808 способа 1800 оценивают расход топлива двигателя в режимах цилиндров, могущих обеспечить необходимый крутящий момент на колесе при следующей более высокой передаче трансмиссии. Например, если трансмиссия в текущий момента находится на 3-ей передаче, определяют расход топлива двигателя для создания крутящего момента на колесе, эквивалентного создаваемому при нахождении трансмиссии на 4-й передаче. В одном примере способ 1800 определяет удельный расход топлива двигателя на тормозном стенде на следующей более высокой передаче трансмиссии следующим образом: текущую скорость транспортного средства делят на передаточное число между двигателем и колесами, включающее в себя следующую более высокую передачу трансмиссии, для оценки частоты вращения двигателя на следующей более высокой передаче трансмиссии. Текущий крутящий момент на колесе делят на передаточное число между двигателем и колесами для оценки крутящего момента двигателя для создания эквивалентного крутящего момента на колесе на следующей более высокой передаче трансмиссии. Передаточное число между двигателем и колесами также может быть скорректировано с поправкой на гидротрансформатор при его наличии. Способ 1800 определяет режимы цилиндров, могущие обеспечить необходимый крутящий момент на колесе на следующей более высокой передаче трансмиссии, по способу на ФИГ. 14, используя результат оценки крутящего момента двигателя на следующей более высокой передаче, обеспечивающей крутящий момент на колесе, эквивалентный текущему. Отметим, что текущий крутящий момент на колесе может представлять собой необходимый крутящий момент на колесе. Затем определяют результат оценки расхода топлива двигателя, как раскрыто в описании способа на ФИГ. 15. Способ 1800 следует на шаг 1810.
На шаге 1810 способа 1800 оценивают расход топлива двигателя в режимах цилиндров, могущих обеспечить необходимый крутящий момент на колесе на следующей более низкой передаче трансмиссии. Например, если трансмиссия в текущий момента находится на 3-ей передаче, оценивают расход топлива двигателя для создания крутящего момента на колесе, эквивалентного создаваемому при нахождении трансмиссии на 2-й передаче. В одном примере способ 1800 определяет удельный расход топлива двигателя на тормозном стенде на следующей более низкой передаче трансмиссии следующим образом: текущую скорость транспортного средства делят на передаточное число между двигателем и колесами, включающее в себя следующую более низкую передачу трансмиссии, для оценки частоты вращения двигателя на следующей более высокой передаче трансмиссии. Текущий крутящий момент на колесе делят на передаточное число между двигателем и колесами для оценки крутящего момента двигателя для создания эквивалентного крутящего момента на колесе на следующей более низкой передаче трансмиссии. Передаточное число между двигателем и колесами также может быть скорректировано с поправкой на гидротрансформатор при его наличии. Способ 1800 определяет режимы цилиндров, могущие обеспечить необходимый крутящий момент на колесе на следующей более низкой передаче трансмиссии, по способу на ФИГ. 14, используя результат оценки крутящего момента двигателя на следующей более низкой передаче, обеспечивающей крутящий момент на колесе, эквивалентный текущему. Отметим, что текущий крутящий момент на колесе может представлять собой необходимый крутящий момент на колесе. Затем определяют результат оценки расхода топлива двигателя, как раскрыто в описании способа на ФИГ. 15. Способ 1800 следует на шаг 1812.
В некоторых примерах способ 1800 оценивает расход топлива двигателя в режимах цилиндров, могущих обеспечить необходимый крутящий момент на колесе для всех передач трансмиссии. Например, если трансмиссия в текущий момента находится на 3-ей передаче, при этом трансмиссия содержит пять передач переднего хода, определяют расход топлива двигателя для создания эквивалентного крутящего момента на колесе при нахождении трансмиссии на передачах 1, 2, 4 и 5. Это позволяет выбрать передачу, обеспечивающую наибольшую топливную экономичность транспортного средства.
На шаге 1812 способа 1800 разрешают включение передач трансмиссии и режимов цилиндров, обеспечивающих процент снижение расхода топлива двигателя выше порога по сравнению с текущими режимом цилиндров и передачей трансмиссии. В одном примере удельный расход топлива двигателя на тормозном стенде в режимах цилиндров двигателя, обеспечивающих необходимый крутящий момент двигателя или крутящий момент на колесе на следующей более высокой передаче трансмиссии, делят на удельный расход топлива двигателя на тормозном стенде в текущем режиме цилиндров и при текущей передаче трансмиссии. Если результат выше порога, разрешают режимы цилиндров двигателя, обеспечивающие необходимый крутящий момент двигателя или крутящий момент на колесе на следующей более высокой передаче трансмиссии. Аналогичным образом, расход топлива двигателя в режимах цилиндров двигателя, обеспечивающих необходимый крутящий момент двигателя или крутящий момент на колесе на следующей более низкой передаче трансмиссии, сравнивают с расходом топлива двигателя в текущем режиме цилиндров и при текущей передаче трансмиссии. Если результат выше порога, разрешают режимы цилиндров двигателя, обеспечивающие необходимый крутящий момент двигателя или крутящий момент на колесе на следующей более низкой передаче трансмиссии. Кроме того, способ 1800 может предусматривать то, что ожидаемый уровень шума и ожидаемый уровень вибрации на новой передаче (например, более высокой или низкой, чем текущая передача трансмиссии) должны быть ниже пороговых значений шума и вибрации. Уровни шума и вибрация можно оценивать, как раскрыто на ФИГ. 22. Кроме того, если датчик детонации в двигателе или иной датчик обнаружит превышение порога вибрации двигателя после переключения передачи трансмиссии, трансмиссию можно переключить обратно на передачу, на которой она находилась ранее.
На ФИГ. 19 раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 18. Вертикальные линии в моменты Т1900-Т1905 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 19 содержит четыре графика, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени. В данном примере поддерживают постоянную скорость транспортного средства, а запрошенный крутящий момент на колесе изменяют для поддержания постоянной скорости транспортного средства. Транспортное средство содержит четырехцилиндровый двигатель.
Первый график сверху на ФИГ. 19 представляет собой график изменения запрошенного крутящего момента на колесе во времени. В одном примере запрошенный крутящий момент на колесе зависит от положения педали акселератора и скорости транспортного средства. Запрошенный крутящий момент на колесе растет в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху на ФИГ. 19 представляет собой график изменения включенной передачи трансмиссии во времени. По вертикальной оси представлена текущая включенная передача трансмиссии, при этом передачи трансмиссии указаны по вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 19 представляет собой график изменения фактического общего числа включенных цилиндров двигателя во времени. Фактическое общее число включенных цилиндров двигателя указано по вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху на ФИГ. 19 представляет собой график изменения результата оценки расхода топлива двигателя во времени. По вертикальной оси представлен результат оценки расхода топлива двигателя, растущий в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры. Линия 1902 представляет расход топлива двигателя, если бы двигатель работал при нахождении трансмиссии на третьей передаче. Линия 1904 представляет расход топлива двигателя, если бы двигатель работал при нахождении трансмиссии на второй передаче.
В момент Т1900 запрошенный крутящий момент на колесе находится на уровне ниже среднего, а в трансмиссии включена третья передача. Фактическое общее число включенных цилиндров двигателя равно двум, а результат оценки расхода топлива двигателя находится на среднем уровне.
Между моментами Т1900 Т1901 запрошенный крутящий момент на колесе постепенно растет. Включенной или текущей передачей трансмиссии является третья, а фактическое общее число включенных цилиндров двигателя равно двум. Результат оценки расхода топлива двигателя для работы двигателя на второй передаче больше результата оценки расхода топлива двигателя для работы двигателя на третьей передаче.
В момент Т1901 крутящий момент на колесе возрос до значения, при котором результат оценки расхода топлива двигателя для работы двигателя с трансмиссией на второй передаче меньше результата оценки расхода топлива для работы двигателя, когда в трансмиссии включена третья передача. Поэтому в трансмиссии понижают передачу для повышения топливной экономичности транспортного средства. Число включенных цилиндров остается равным двум, а результат оценки расхода топлива возрастает с ростом запрошенного крутящего момента на колесе.
В момент Т1902 число включенных цилиндров возрастает с двух до трех в ответ на увеличение запрошенного крутящего момента на колесе. Запрошенный крутящий момент на колесе и расход топлива двигателя продолжают расти. Трансмиссия остается на второй передаче.
В момент Т1903 число включенных цилиндров возрастает с трех до четырех в ответ на увеличение запрошенного крутящего момента на колесе. Запрошенный крутящий момент на колесе и расход топлива двигателя продолжают расти. Трансмиссия остается на второй передаче, так как запрошенный крутящий момент на колесе растет.
В момент Т1904 запрошенный крутящий момент на колесе падает до уровня, на котором результат оценки расхода топлива двигателя для работы транспортного средства на третьей передаче меньше результата оценки расхода топлива двигателя для работы транспортного средства на второй передаче. Поэтому трансмиссию переключают на третью передачу. Фактическое общее число включенных цилиндров также упало в ответ на уменьшение запрошенного крутящего момента на колесе.
На шаге 1904 запрошенный крутящий момент на колесе упал до уровня, на котором фактическое общее число включенных цилиндров уменьшают с трех до двух. Трансмиссия остается на третьей передаче, а результат оценки расхода топлива двигателя падает с падением запрошенного крутящего момента двигателя.
На ФИГ. 20 раскрыт способ для оценки режимов буксировки/перевозки для выбора режима цилиндров или режима ОЦД. Способ на ФИГ. 20 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 20 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 20 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
Работа цилиндра с закрытыми впускными и выпускными клапанами и с воздухом или отработавшими газами, запертыми в цилиндре во время рабочего цикла двигателя, может быть предпочтительна, так как транспортное средство может двигаться по инерции в течение большего количества времени, поскольку запертый воздух или отработавшие газы функционируют подобно пружине, уменьшая момент цилиндра при торможении. Кроме того, закрытие впускных и выпускных клапанов ограничивает поток воздуха в каталитический нейтрализатор в выпускной системе, в связи с чем можно не подавать дополнительное топливо в двигатель для расходования избытка кислорода в каталитическом нейтрализаторе. При этом в режимах буксировки/перевозки и спуска по склону может быть необходимо обеспечить более высокие уровни момента цилиндра при торможении, поэтому может быть необходимо открывать и закрывать впускные и выпускные клапаны.
На шаге 2002 способа 2000 проверяют, находится ли двигатель или должен ли он находиться в режиме отсечки топлива в режиме замедления. В режиме отсечки топлива в режиме замедления один или более цилиндров двигателя можно отключать путем прекращения потока топлива в цилиндры. Кроме того, может быть прекращен поток газа через один или более цилиндров путем отключения отключаемых впускных клапанов или впускных и выпускных клапанов цилиндра в закрытых положениях при вращении двигателя от начала до конца рабочего цикла двигателя. Отключенные цилиндры не сжигают воздух и топливо. В одном примере способа 2000 устанавливают, что двигатель должен находиться в режиме отсечки топлива в режиме замедления, когда происходит изменение водительского запроса с более высокого до более низкого значения, при этом скорость транспортного средства выше пороговой. Если способ 2000 устанавливает, что двигатель должен находиться в режиме отсечки топлива в режиме замедления, ответ будет "да", и способ 2000 следует на шаг 2004. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2000 следует на шаг 2020.
На шаге 2020 способа 2000 эксплуатируют все цилиндры двигателя и все клапаны цилиндров. Кроме того, все цилиндры двигателя сжигают топливовоздушные смеси. Альтернативно, могут быть включены не все цилиндры двигателя, если запрошенный водителем крутящий момент низкий. Способ 2000 следует на шаг завершения, после того, как цилиндры будут включены.
На шаге 2004 способа 2000 проверяют, находится ли транспортное средство в режиме буксировки или перевозки. В одном примере способ 2000 устанавливает, что транспортное средство находится в режиме буксировки или перевозки, по рабочему состоянию кнопки, переключателя или по переменной в памяти. Если способ 2000 установит, что транспортное средство находится в режиме буксировки или перевозки, ответ будет "да", и способ 2000 следует на шаг 2006. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2000 следует на шаг 2030.
Транспортное средство может содержать трансмиссию, переключение передач в которой происходит по первому графику переключения (например, переключение передач трансмиссии происходит в зависимости от запрошенного водителем крутящего момента и скорости транспортного средства), когда транспортное средство не находится в режиме буксировки или перевозки. В режиме буксировки или перевозки переключение передач трансмиссии транспортного средства происходит по второму графику переключения. Второй график переключения может предусматривать повышение передачи при более высоком запрошенном водителем крутящем моменте и более высоких скоростях транспортного средства, чем первый график переключения. Второй график переключения может предусматривать понижение передачи при более высоких скоростях транспортного средства для усиления торможения силового агрегата.
На шаге 2006 способа 2000 определяют величину необходимого крутящего момента двигателя при торможении для цилиндров, не сжигающих воздух и топливо. В одном примере величина необходимого крутящего момента двигателя при торможении может представлять собой эмпирическое значение в таблице или функции. Указанная таблица или функция может быть построена по значениям запрошенного водителем крутящего момента, скорости транспортного средства и передачи трансмиссии. Таблица выдает необходимый крутящий момент двигателя при торможении (например, отрицательный крутящий момент, передаваемый от двигателя на силовой агрегат для замедления силового агрегата транспортного средства). Способ 2000 следует на шаг 2008, после того, как будет определен необходимый крутящий момент двигателя при торможении.
На шаге 2008 способа 2000 осуществляют переключение передач трансмиссии согласно второму графику переключения передач. Например, передача трансмиссии может быть повышена с первой до второй при запрошенном водителем крутящем моменте выше 50 Н-м и скорости транспортного средства 16 км/ч. По второму графику переключения передач, передачу трансмиссии повышают при более высоких частотах вращения двигателя и скоростях транспортного средства, чем по первому графику. Второй график переключения также предусматривает понижение передачи трансмиссии при более высоких частотах вращения двигателя и скоростях транспортного средства, чем первый график переключения передач трансмиссии для обеспечения дополнительного торможения двигателем по сравнению с первым графиком переключения передач трансмиссии. Второй график переключения передач трансмиссии предусматривает повышение передачи трансмиссии при более низких частотах вращения двигателя и более низких скоростях транспортного средства, чем третий график переключения передач трансмиссии. Второй график переключения передач трансмиссии предусматривает понижение передачи трансмиссии при более низких частотах вращения двигателя и более низких скоростях транспортного средства, чем третий график переключения передач трансмиссии для меньшего торможения двигателем, чем при третьем графике переключения передач трансмиссии. Способ 2000 следует на шаг 2010 после переключения передачи трансмиссии по второму графику переключения передач трансмиссии.
На шаге 2010 способа 2000 определяют режим отключения цилиндров каждого отключенного цилиндра для обеспечения необходимого крутящего момента двигателя при торможении, создаваемого за счет отключенных цилиндров. Отметим, что режим отключения цилиндров отличен от режима цилиндров. Режим отключения цилиндров определяет то, как эксплуатируют клапаны отключенного цилиндра, а режим цилиндров определяет фактическое общее число включенных цилиндров и то, какие цилиндры включены. В одном примере цилиндру с впускными и выпускными клапанами, открывающимися и закрывающимися во время рабочего цикла двигателя без впрыска топлива (например, в первом режиме отключения цилиндров) и сгорания, присваивают первый крутящий момент при торможении. Цилиндру с впускными клапанами, удерживаемыми закрытыми в рабочем цикле двигателя, и выпускными клапанами, открывающимися и закрывающимися в указанном цикле двигателя без впрыска топлива (например, во втором режиме отключения цилиндров) присваивают второй крутящий момент при торможении. Цилиндру с впускными и выпускными клапанами, удерживаемыми закрытыми в рабочем цикле двигателя без впрыска топлива (например, в третьем режиме отключения цилиндров) присваивают третий крутящий момент при торможении. Первый крутящий момент при торможении больше, чем второй крутящий момент при торможении, при этом второй крутящий момент при торможении больше, чем третий крутящий момент при торможении. Таким образом, цилиндры двигателя выполнены с возможностью создания трех уровней крутящего момента при торможении в трех разных режимах отключения цилиндров, при этом необходимый крутящий момент при торможении может быть обеспечен путем эксплуатации разных цилиндров при разных уровнях создания крутящего момента при торможении.
Кроме того, присвоенные значения крутящего момента при торможении для каждого из трех режимов отключения цилиндров можно корректировать путем изменения моментов закрытия впускных клапанов. Например, присвоенные значения крутящего момента при торможении можно увеличить путем изменения в сторону запаздывания моментов закрытия впускных клапанов. Аналогичным образом, присвоенные значения крутящего момента при торможении можно уменьшить путем изменения в сторону опережения моментов закрытия впускных клапанов. В одном примере с помощью функции поправки на фазы газораспределения клапанов, построенной по моментам закрытия впускных клапанов, получают значение, которое умножают на присвоенный первый крутящий момент при торможении, присвоенный второй крутящий момент при торможении и присвоенный третий крутящий момент при торможении для получения скорректированных на фазы газораспределения клапанов значений крутящего момента цилиндра при торможении, по которым определяют скорректированные на фазы газораспределения клапанов значения крутящего момента при торможении, создаваемого цилиндрами в разных режимах цилиндров. Кроме того, с помощью функции поправки на барометрическое давление, построенной по значениям барометрического давления, определяют значение, которое умножают на скорректированные на фазы газораспределения клапанов значения крутящего момента при торможении для получения скорректированных на барометрическое давление и фазы газораспределения клапанов значения крутящего момента при торможении, создаваемого цилиндрами в разных режимах отключения цилиндров. Фазы газораспределения впускных и выпускных клапанов для каждого режима отключения цилиндров можно изменять для увеличения или уменьшения крутящего момента при торможении, обеспечиваемого тремя указанными режимами отключения цилиндров в зависимости от барометрического давления и необходимого крутящего момента двигателя при торможении. Например, если барометрическое давление падает, а необходимый крутящий момент при торможении растет, фазы газораспределения впускных клапанов в каждом из трех режимов отключения цилиндров могут быть изменены в сторону запаздывания для компенсации более низкого барометрического давления и более высокого необходимого крутящего момента при торможении.
В одном примере способа 2000 определяют работу клапанов для цилиндров двигателя в зависимости от необходимого крутящего момента двигателя при торможении и величины скорректированного на фазы газораспределения клапанов и барометрическое давление крутящего момента при торможении, создаваемого каждым цилиндром в разных рабочих режимах. Например, для четырехцилиндрового двигателя, если необходимый крутящий момент двигателя при торможении составляет 2.5 Н-м, режимы отключения каждого цилиндра зависят от скорректированных на фазы газораспределения клапанов и барометрическое давление крутящих моментов при торможении, создаваемых цилиндрами в раскрытых выше трех разных режимах отключения цилиндров. Если цилиндр обеспечивает 0.25 Н-м крутящего момента при торможении в первом режиме отключения цилиндров, 0.5 Н-м во втором режиме отключения цилиндров и 1 Н-м в третьем режиме отключения цилиндров, четырехцилиндровый двигатель эксплуатируют с двумя цилиндрами в третьем режиме отключения цилиндров и двумя цилиндрами в первом режиме отключения цилиндров.
Режим отключения цилиндров для каждого цилиндра можно определить по способу 2000, предусматривающему оценку крутящего момента двигателя при торможении для всех цилиндров двигателя, работающих в первом режиме отключения цилиндров. Если крутящий момент двигателя при торможении для работы двигателя со всеми цилиндрами в первом режиме отключения цилиндров не меньше, чем необходимый крутящий момент двигателя при торможении, разрешают работу всех цилиндров двигателя в первом режиме отключения цилиндров, в котором впускной клапан и выпускные клапаны удерживают закрытыми при вращении двигателя во время рабочего цикла двигателя. Если крутящий момент двигателя при торможении для работы двигателя со всеми цилиндрами в первом режиме отключения цилиндров меньше, чем необходимый крутящий момент двигателя при торможении, крутящий момент двигателя при торможении определяют для работы двигателя с одним цилиндром во втором режиме отключения цилиндров и тремя цилиндрами в первом режиме отключения цилиндров. Если крутящий момент двигателя при торможении для работы двигателя с одним цилиндром во втором режиме отключения цилиндров и тремя цилиндрами в первом режиме отключения цилиндров не меньше, чем необходимый крутящий момент двигателя при торможении, разрешают работу одного цилиндра во втором режиме отключения цилиндров, и разрешают работу трех цилиндров в первом режиме отключения цилиндров. В противном случае, определяют крутящий момент двигателя для работы двигателя с двумя цилиндрами во втором режиме отключения цилиндров и двумя цилиндрами в первом режиме отключения цилиндров. Таким образом, режимы отключения каждого цилиндра можно оценивать один за другим с первого режима отключения цилиндров до третьего режима отключения цилиндров до тех пор, пока не будут определены режимы отключения цилиндров двигателя, обеспечивающие необходимый крутящий момент двигателя при торможении.
Если транспортное средство не находится в режиме буксировки/перевозки или режиме спуска по склону, может быть установлено, что оно находится в режиме экономии топлива в условиях замедления. Фактическое число цилиндров двигателя с впускными и выпускными клапанами, удерживаемыми закрытыми во время рабочего цикла двигателя и не сжигающими воздух и топливо, может быть увеличено для оптимизации времени движения транспортного средства по инерции и топливной экономичности. Например, может быть дана команда на удержание закрытыми впускных и выпускных клапанов всех цилиндров двигателя во время рабочего цикла двигателя. Способ 2000 следует на шаг 2050.
На шаге 2050 способа 2000 разрешают отключение цилиндров двигателя и их режимы отключения, обеспечивающие необходимый крутящий момент двигателя при торможении. Разрешают включение или отключение клапанов согласно режимам отключения цилиндров, при этом топливо не впрыскивают в цилиндры, в связи с чем в режиме отсечки топлива в режиме замедления не происходит сгорание в цилиндрах.
На шаге 2030 способа 2000 проверяют, находится ли транспортное средство в режиме спуска по склону. В одном примере способ 2000 устанавливает, что транспортное средство находится в режиме спуска по склону по рабочему состоянию кнопки, переключателя или по переменной в памяти. Если способ 2000 установит, что транспортное средство находится в режиме спуска по склону, ответ будет "да", и способ 2000 следует на шаг 2032. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2000 следует на шаг 2040.
В одном примере, когда педаль акселератора не нажата, запрошенную или необходимую скорость транспортного средства обеспечивают путем регулирования отрицательного крутящего момента, создаваемого посредством двигателя и тормозов транспортного средства в режиме спуска по склону. Транспортное средство можно ввести в режим спуска по склону путем отпускания педали акселератора. Кроме того, торможение двигателем в режиме спуска по склону можно регулировать путем изменения фаз газораспределения клапанов двигателя. Кроме того, можно переключать передачи трансмиссии для обеспечения необходимого торможения колес транспортного средства с помощью двигателя.
На шаге 2032 способа 2000 определяют величину необходимого крутящего момента двигателя при торможении для цилиндров, не сжигающих воздух и топливо. В одном примере величина необходимого крутящего момента двигателя при торможении может представлять собой эмпирическое значение в таблице или функции. Указанная таблица или функция может относиться конкретно к режиму спуска по склону и отличаться от указанной таблицы или функции для режима буксировки/перевозки. Указанная таблица или функция может быть построена по значениям запрошенного водителем крутящего момента, скорости транспортного средства и передачи трансмиссии. Таблица выдает необходимый крутящий момент двигателя при торможении (например, отрицательный крутящий момент, передаваемый от двигателя на силовой агрегат для замедления силового агрегата транспортного средства). Способ 2000 следует на шаг 2034, после того, как будет определен необходимый крутящий момент двигателя при торможении.
На шаге 2034 способа 2000 осуществляют переключение передач трансмиссии по третьему графику переключения передач. Третий график переключения передач трансмиссии предусматривает повышение передачи трансмиссии при более высоких частотах вращения двигателя и более высоких скоростях транспортного средства, чем первый и второй графики переключения передач трансмиссии. Третий график переключения передач трансмиссии также предусматривает понижение передачи трансмиссии при более высоких частотах вращения двигателя и более высоких скоростях транспортного средства, чем первый и второй графики переключения передач трансмиссии, для обеспечения дополнительного торможения двигателем по сравнению с первым и вторым графиками переключения передач трансмиссии. Способ 2000 следует на шаг 2010 после переключения передачи трансмиссии по третьему графику переключения передач трансмиссии.
На шаге 2040 способа 2000 определяют величину необходимого крутящего момента двигателя при торможении для цилиндров, не сжигающих воздух и топливо. В одном примере величина необходимого крутящего момента двигателя при торможении может представлять собой эмпирическое значение в таблице или функции. Указанная таблица или функция может относиться конкретно к режиму отсечки топлива, не являющемуся частью режима буксировки/перевозки или режима спуска по склону. Указанная таблица или функция может быть построена по значениям запрошенного водителем крутящего момента, скорости транспортного средства и передачи трансмиссии. Таблица выдает необходимый крутящий момент двигателя при торможении (например, отрицательный крутящий момент, передаваемый от двигателя на силовой агрегат для замедления силового агрегата транспортного средства). Способ 2000 следует на шаг 2042, после того, как будет определен необходимый крутящий момент двигателя при торможении.
На шаге 2042 способа 2000 осуществляют переключение передач трансмиссии по первому графику переключения передач. Первый график переключения передач трансмиссии предусматривает повышение передачи трансмиссии при более низких частотах вращения двигателя и более низких скоростях транспортного средства, чем второй и третий графики переключения передач трансмиссии. Первый график переключения передач трансмиссии также предусматривает понижение передачи трансмиссии при более низких частотах вращения двигателя и более низких скоростях транспортного средства, чем второй и третий графики переключения передач трансмиссии для меньшего торможения двигателем, чем при втором и третьем графиках переключения передач трансмиссии. Способ 2000 следует на шаг 2010 после переключения передачи трансмиссии по первому графику переключения передач трансмиссии.
Таким образом, цилиндры можно эксплуатировать в различных режимах, в которых клапаны можно включать и отключать для регулирования торможения двигателем с одновременным прекращением потока топлива в цилиндры двигателя. Разные цилиндры можно эксплуатировать в разных режимах для создания необходимого крутящего момента двигателя при торможении.
На ФИГ. 21 раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 20. Вертикальные линии в моменты Т2100-Т2108 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 21 содержит шесть графиков, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени.
Первый график сверху на ФИГ. 21 представляет собой график изменения состояния отсечки топлива в режиме замедления во времени. По вертикальной оси представлено состояние отсечки топлива в режиме замедления. Двигатель находится в режиме отсечки топлива в режиме замедления, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Двигатель не находится в режиме отсечки топлива в режиме замедления, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху на ФИГ. 21 представляет собой график изменения состояния режима спуска по склону во времени. По вертикальной оси представлено состояние режима спуска по склону, при этом транспортное средство находится в режиме спуска по склону, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Транспортное средство не находится в режиме спуска по склону, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 21 представляет собой график изменения состояния режима буксировки/перевозки во времени. По вертикальной оси представлено состояние режима буксировки/перевозки, при этом транспортное средство находится в режиме буксировки/перевозки, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Транспортное средство не находится в режиме буксировки/перевозки, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху на ФИГ. 21 представляет собой график изменения передачи трансмиссии во времени. Вертикальная ось представляет передачу трансмиссии, при этом передачи трансмиссии указаны по вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху на ФИГ. 21 представляет собой график изменения состояния тарельчатых клапанов цилиндров во времени. По вертикальной оси представлено состояние тарельчатых клапанов цилиндров. Состояние тарельчатых клапанов может быть включенным (например, происходит открытие и закрытие тарельчатых клапанов во время рабочего цикла двигателя), отключенным (например, не происходит открытие и закрытие тарельчатых клапанов во время рабочего цикла двигателя), частично включенным ЧВ (РА) (например, впускные клапаны удерживают закрытыми во время рабочего цикла двигателя, при этом выпускные клапаны открывают и закрывают во время рабочего цикла двигателя). По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Шестой сверху график на ФИГ. 21 представляет собой график изменения состояния впрыска топлива во времени. По вертикальной оси представлено состояние впрыска топлива, при этом впрыск топлива включен, когда линия находится вблизи стрелки вертикальной оси. Впрыск топлива отключен, когда линия находится вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
В момент 2100 цилиндры двигателя включены, и происходит открытие и закрытие клапанов цилиндров во время рабочего цикла двигателя, когда он вращается и сжигает воздух и топливо, так как тарельчатые клапаны включены, и отсутствует указание на отсечку топлива в режиме замедления. Транспортное средство не находится ни в режиме спуска по склону, ни в режиме буксировки/перевозки. В трансмиссии транспортного средства включена третья передача, и все тарельчатые клапаны цилиндров включены (например, их открывают и закрывают во время рабочего цикла двигателя). Впрыск топлива включен, и топливо подают в цилиндры двигателя.
На шаге 2101 двигатель входит в режим отсечки топлива в режиме замедления. Двигатель может войти в режим отсечки топлива в режиме замедления в связи с низким запрошенным водителем крутящим моментом и скоростью транспортного средства выше порога. Транспортное средство не находится ни в режиме спуска по склону, ни в режиме буксировки/перевозки. В трансмиссии транспортного средства включена третья передача, и все тарельчатые клапаны цилиндров отключены (например, не происходит их открытие и закрытие во время рабочего цикла двигателя). Тарельчатые клапаны цилиндров отключены для эксплуатации цилиндров двигателя в третьем режиме отключения цилиндров в связи с низким запрошенным крутящим моментом двигателя при торможении (не показано). Кроме того, отработавшие газы или свежий воздух заперт в цилиндре, оказывая на поршень действие, подобное пружине. Закрытые впускные и выпускные клапаны снижают насосные потери двигателя и могут способствовать увеличению расстояния движения транспортного средства по инерции. Закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя также предотвращает перекачку двигателем свежего воздуха в каталитический нейтрализатор в выпускной системе двигателя, благодаря чему охлаждение каталитического нейтрализатора происходит не в той степени, которая имела бы место при потоке свежего воздуха в каталитический нейтрализатор. Кроме того, содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе не растет, поэтому эффективность каталитического нейтрализатора может быть высокой в случае возобновления сгорания в цилиндрах двигателя. Впрыск топлива в цилиндры двигателя также прекращен, поэтому в цилиндрах двигателя не происходит сгорание.
В момент 2102 двигатель выходит из режима отсечки топлива в режиме замедления, и работу тарельчатых клапанов цилиндра возобновляют, на что указывает линия состояния тарельчатых клапанов. Впрыск топлива также возобновляют, и в цилиндрах двигателя начинается сгорание. Двигатель может выйти из режима отсечки топлива в режиме замедления в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента или в ответ на то, что скорость транспортного средства ниже порога. Транспортное средство не находится ни в режиме спуска по склону, ни в режиме буксировки/перевозки. В трансмиссии транспортного средства включена третья передача.
В момент 2103 транспортное средство входит в режим спуска по склону. Транспортное средство может быть введено в режим спуска по склону путем нажатия водителем кнопки или иного устройства ввода. Транспортное средство не находится ни в режиме отсечки топлива в режиме замедления, ни в режиме буксировки/перевозки. В трансмиссии транспортного средства включена третья передача, и тарельчатые клапаны цилиндра включены. Топливо также впрыскивают в цилиндры двигателя, и двигатель сжигает воздух и топливо.
В момент 2104 двигатель входит в режим отсечки топлива в режиме замедления, находясь в режиме спуска по склону. Транспортное средство не находится в режиме буксировки/перевозки, а в трансмиссии включена третья передача. Тарельчатые клапаны цилиндра частично отключены (например, впускные клапаны удерживают закрытыми во время рабочего цикла двигателя, при этом происходит открытие и закрытие выпускных клапанов во время рабочего цикла двигателя) в ответ на то, что запрос крутящего момента двигателя при торможении во время вращения двигателя находится на среднем уровне. Цилиндры двигателя находятся во втором режиме отключения цилиндров, когда крутящий момент двигателя при торможении находится на среднем уровне. При этом цилиндры двигателя могут войти в первый режим, если ускорение транспортного средства происходит быстрее, чем необходимо. Аналогичным образом, цилиндры двигателя могут войти в третий режим отключения цилиндров, если замедление транспортного средства происходит быстрее, чем необходимо. Впрыск топлива отключен, поэтому сгорание в цилиндрах двигателя не происходит.
В момент 2105 транспортное средство выходит из режима отсечки топлива в режиме замедления в ответ на то, что запрошенный водителем крутящий момент растет, или скорость транспортного средства ниже пороговой (не показано). Транспортное средство остается в режиме спуска по склону, и в трансмиссии включена третья передача. Транспортное средство не находится в режиме буксировки/перевозки, и работа тарельчатых клапанов цилиндров возобновлена. Впрыск топлива в цилиндры двигателя также возобновлен, в связи с чем цилиндры двигателя возобновляют сжигание воздуха и топлива.
Между моментами 2105 и 2106 транспортное средство выходит из режима спуска по склону. Водитель может запросить выход из режима спуска по склону, направив входной сигнал в контроллер транспортного средства или двигателя. Прочие состояния двигателя/транспортного средства остаются на предыдущих уровнях.
В момент 2106 транспортное средство входит в режим буксировки/перевозки. Транспортное средство может быть введено в режим буксировки/перевозки путем включения водителем кнопки или переключателя и, тем самым, направления входного сигнала в контроллер транспортного средства или двигателя. Прочие состояния двигателя/транспортного средства остаются на предыдущих уровнях.
В момент 2107 двигатель входит в режим отсечки топлива в режиме замедления в связи с низким запрошенным водителем крутящим моментом и превышением пороговой скорости транспортного средства. Транспортное средство также находится в режиме буксировки/перевозки. Передачу трансмиссии транспортного средства понижают до второй вскоре после вхождения в режим отсечки топлива в режиме замедления для усиления торможения двигателем путем повышения частоты вращения двигателя (не показано). Все тарельчатые клапаны цилиндров двигателя остаются включенными в связи с более высоким уровнем запроса крутящего момента двигателя при торможении (не показано). Впрыск топлива в цилиндры двигателя прекращен, и двигатель не сжигает воздух и топливо при вращении двигателя. Работа всех клапанов цилиндров, когда дроссель двигателя закрыт (не показано), увеличивает насосные потери двигателя и крутящий момент двигателя при торможении.
На шаге 2108 транспортное средство выходит из режима отсечки топлива в режиме замедления в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента или падение частоты вращения двигателя ниже порога. Транспортное средство остается в режиме буксировки/перевозки, и тарельчатые клапаны цилиндров продолжают находиться во включенном состоянии.
Таким образом, режимы цилиндров, в которых тарельчатые клапаны цилиндров эксплуатируют различным образом, можно применять для регулирования крутящего момента двигателя при торможении с целью создания двигателем транспортного средства необходимого крутящего момента двигателя при торможении. Кроме того, некоторые цилиндры двигателя могут находиться в первом рабочем режиме с одновременным нахождением других цилиндров двигателя во втором или третьем рабочем режиме для создания необходимого крутящего момента двигателя при торможении.
На ФИГ. 22 раскрыт способ для выбора режима цилиндров из возможных режимов цилиндров. Способ на ФИГ. 22 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 22 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 22 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 2202 способа 2200 проверяют наличие основных условий для включения режимов цилиндров, в которых цилиндры можно отключать. В число основных условий могут входить, помимо прочих, температура двигателя выше порога, температура устройства очистки отработавших газов выше порога, степень заряженности аккумулятора выше порога и частота вращения двигателя выше порога. Способ 2200 проверяет наличие указанных условий, контролируя различные датчики системы. Если способ 2200 установит наличие основных условий для отключения цилиндров или работы двигателя с отключением цилиндров, ответ будет "да", и способ 2200 следует на шаг 2204. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2200 следует на шаг 2220.
На шаге 2220 способ 2200 предусматривает запрос на включение всех цилиндров двигателя и сжигание воздуха и топлива. Впускные и выпускные клапаны включенных цилиндров открывают и закрывают во время рабочего цикла двигателя для протекания воздуха и продуктов сгорания через включенные цилиндры. Подача искры и топлива также включена, в связи с чем во включенных цилиндрах происходит сгорание топливовоздушных смесей. Способ 2200 следует на шаг завершения.
На шаге 2204 способа 2200 оценивают шум, вибрацию и резкость (ШВР) в возможных режимах цилиндров. В одном примере таблица шума выдает эмпирические значения ожидаемых уровней слышимого шума для двигателя/транспортного средства. Таблица шума построена по значениям фактического общего числа включенных цилиндров двигателя, частоты вращения двигателя и крутящего момента двигателя. Таблица вибрации выдает эмпирические значения ожидаемых уровней слышимого шума для двигателя/транспортного средства. Таблица вибрации построена по значениям режима цилиндров, частоты вращения двигателя и крутящего момента двигателя. Из таблицы получают значения шума и вибрации для текущей частоты вращения двигателя, частоты вращения двигателя после переключения передачи трансмиссии, текущего запрошенного водителем крутящего момента и запрошенного водителем крутящего момента после переключения передачи. Кроме того, способ 2200 может сравнить выходные сигналы датчиков вибрации (например, датчика детонации в двигателе) и акустических датчиков с пороговыми уровнями для исключения включенных в текущий момент режимов отключения цилиндров, которые не могут обеспечить необходимые уровни шума и вибрации. Способ 2200 следует на шаг 2206.
На шаге 2206 способа 2200 оценивают значения шума и вибрации, полученные из таблиц шума и вибрации, при этом, если ожидаемый уровень шума согласно результату из таблицы превышает порог, или если ожидаемый уровень вибрации согласно результату из таблицы превышает порог, режим цилиндров, в котором возникают ожидаемые шум и вибрация, исключают из числа возможных на текущий момент режимов цилиндров. Например, если шум двигателя, ожидаемый при работе четырехцилиндрового двигателя во втором режиме цилиндров с двумя включенными цилиндрами при 2000 об/мин превышает порог при текущем запрошенном водителем крутящем моменте или запрошенном водителем крутящем моменте после переключения передачи, второй режим цилиндров при 2000 об/мин исключают из перечня возможных режимов цилиндров.
Альтернативно или дополнительно, способ 2200 может сравнить выходные сигналы датчиков шума и вибрации с пороговыми уровнями. Если шум двигателя превышает порог во включенном в текущий момент режиме цилиндров, включенный в текущий момент режим цилиндров исключают из числа возможных режимов цилиндров, чтобы обеспечить возможность выбора режима цилиндров, при котором возникает меньший шум двигателя. Аналогичным образом, если вибрация двигателя превышает порог во включенном в текущий момент режиме цилиндров, включенный в текущий момент режим цилиндров исключают из числа возможных режимов цилиндров, чтобы обеспечить возможность выбора режима цилиндров, при котором возникает меньшая вибрация двигателя.
Кроме того, способ 2200 может разрешать режимы цилиндров, в которых ожидаемый продувочный поток через цилиндр (например, поток воздуха, не участвующего в сгорании, из впускного коллектора двигателя в выпускной коллектор двигателя) непосредственно после смены режима цилиндров будет ниже порогового значения. Смена режима цилиндров может быть нежелательна, если продувочный поток через цилиндр будет выше порогового, во избежание нежелательного изменения содержания кислорода в каталитическом нейтрализаторе ниже по потоку от двигателя. Величину продувочного потока через цилиндр двигателя можно определять, как раскрыто в патентной заявке США №13/293,015, поданной 9 ноября 2011 г., в полном и объеме и во всех смысла включенной в настоящую заявку посредством ссылки. В одном примере из таблицы или функции находят величину продувочного потока через цилиндр или двигатель в зависимости от режима цилиндров, частоты вращения двигателя и фаз газораспределения клапанов цилиндра. Если результат из таблицы меньше пороговой величины, режим цилиндров может быть разрешен. Способ 2200 следует на шаг 2208.
На шаге 2208 способа 2200 разрешают режимы цилиндров, являющиеся возможными и не исключенные из числа возможных режимов цилиндров. Кроме того, разрешают передачи трансмиссии, являющиеся возможными и не исключенными из числа возможных. Режимы цилиндров разрешают, чтобы обеспечить возможность их выбора для работы двигателя на шаге 716 на ФИГ. 7. Режим цилиндров, в котором включены все цилиндры двигателя, всегда является одним из разрешенных режимов цилиндров, за исключением случаев, когда имеет место ухудшение характеристик двигателя или клапана. В одном примере используют матрицу, содержащую ячейки, представляющие режимы цилиндров, для отслеживания разрешенных и исключенных режимов цилиндров. Режимы цилиндров можно разрешать путем установки значения «один» в ячейках, соответствующих возможным режимам цилиндров. Режимы цилиндров можно исключать путем установки значения «ноль» в ячейках, соответствующих режимам цилиндров, не являющимся возможными или исключенным из числа возможных для работы двигателя. Как сказано выше, разные режимы цилиндров могут предусматривать одинаковое фактическое общее число включенных цилиндров, при этом включенные цилиндры являются разными. Например, если будет установлена необходимость работы трех цилиндров четырехцилиндрового двигателя для создания запрошенного водителем крутящего момента, могут быть разрешены режимы цилиндров номер три и четыре, при этом режим цилиндров номер три предусматривает порядок зажигания 1-3-2, а режим цилиндров номер четыре - 3-4-2. В одном цикле двигателя может быть включен режим цилиндров номер три. В последующем цикле двигателя может быть включен режим цилиндров номер четыре. Таким образом, порядок зажигания в двигателе можно варьировать с сохранением без изменений фактического общего числа включенных цилиндров. Способ 2200 следует на шаг завершения.
Так можно определять разрешенные или исключенные режимы отключения цилиндров. Кроме того, для включения возможных режимов цилиндров в число разрешенных для работы двигателя может быть необходимо соблюдение основных условий.
На ФИГ. 23 раскрыт способ для регулирования абсолютного давления во впускном коллекторе (ДВК) двигателя в режиме отсечки топлива в режиме замедления. Способ на ФИГ. 23 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 23 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 23 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 2302 способа 2300 проверяют, находится ли двигатель или должен ли он находиться в режиме отсечки топлива в режиме замедления. В режиме отсечки топлива в режиме замедления один или более цилиндров двигателя, в число которых могут входить все цилиндры двигателя, можно отключать путем прекращения потока топлива в цилиндры. Кроме того, может быть прекращен поток газа через один или более цилиндров путем отключения отключаемых впускных клапанов или впускных и выпускных клапанов цилиндров в закрытых положениях при вращении двигателя на весь рабочий цикл двигателя. В одном примере способ 2300 устанавливает, что двигатель должен находиться в режиме отсечки топлива в режиме замедления, когда происходит уменьшение водительского запроса с более высокого до более низкого значения, при этом скорость транспортного средства выше пороговой. Если способ 2300 установит, что двигатель должен находиться в режиме отсечки топлива в режиме замедления, ответ будет "да", и способ 2300 следует на шаг 2304. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2000 следует на шаг 2320.
На шаге 2320 способа 2300 двигатель эксплуатируют для создания крутящего момента необходимой величины. Необходимая величина крутящего момента может представлять собой запрошенный водителем крутящий момент или зависеть от запрошенного водителем крутящего момента. Клапаны двигателя включены для обеспечения возможности создания необходимого крутящего момента, при этом двигатель сжигает воздух и топливо для создания необходимого крутящего момента. Способ 2300 следует на шаг завершения, после того, как будет обеспечено создание крутящего момента необходимой величины.
На шаге 2304 способа 2300 определяют необходимое давление во впускном коллекторе и фактическое общее число событий открытия впускных клапанов цилиндров (например, впускные клапаны каждого цилиндра открывают один раз во время такта впуска в цилиндрах с открывающимися впускными клапанами) или тактов впуска в цилиндрах для всасывания воздуха с целью снижения давления во впускном коллекторе до необходимого. По фактическому общему числу событий открытия впускных клапанов цилиндров можно достовернее определить давление во впускном коллекторе, чем по времени до создания разрежения во впускном коллекторе. В одном примере оценивать давление во впускном коллекторе для необходимого числа событий открытия впускных клапанов или тактов впуска в будущем можно по способам, раскрытым в патенте США №6,708,102 или патенте США №6,170,475, содержание которых полностью и во всех смыслах включено в настоящую заявку посредством ссылки. Например, текущее положение дросселя можно изменять до полностью закрытого по заранее заданной траектории в связи с вхождением в режим отсечки топлива в режиме замедления. Прогнозное положение дросселя можно оценить исходя из указанной заранее заданной траектории с помощью следующего уравнения:
θ(k+1)=θ(k)+[θ(k)-θ(k-1)]
где θ(k+1) - результат оценки положения дросселя при следующем событии впуска в двигателе; θ(k) - результат измерения положения дросселя при текущем событии впуска в двигателе; а θ(k-1) - результат измерения положения дросселя при предыдущем событии впуска в двигателе.
Газ во впускном коллекторе двигателя представляет собой свежий воздух, при этом давление во впускном коллекторе двигателя непосредственно зависит от заряда воздуха, подаваемого в цилиндр. Положение дросселя, давление во впускном коллекторе, температуру во впускном коллекторе и частоту вращения двигателя определяют с помощью различных датчиков двигателя. Отправной точкой для определения изменения давления во впускном коллекторе является стандартная динамическая модель, определяющая изменение давления во впускном коллекторе следующим образом:
где Т - температура во впускном коллекторе, определенная датчиком температуры во впускном коллекторе, V - объем впускного коллектора, R - удельная газовая постоянная, MAF - массовый расход потока воздуха (МРВ) во впускной коллектор, а Mcyl - расход потока в цилиндр. Массовый расход потока в цилиндры (Mcyl) представлен в виде линейной функции давления во впускном коллекторе, наклон и смещение которой зависят от частоты вращения двигателя и условий окружающей среды следующим образом:
где Pamb и Pamb_nom - текущее давление окружающей среды и номинальное значение давления окружающей среды (например, 101 кПа). Параметры двигателя в части перекачки α1(N) и α2(N) определяют методом регрессии на основе данных графика статических характеристик двигателя, полученных при номинальных условиях окружающей среды. Подставив данное выражение в уравнение динамики давления во впускном коллекторе и продифференцировав обе части для получения скорости изменения давления во впускном коллекторе, получим: 
Динамические явления, определяющие изменение частоты вращения двигателя, медленнее динамических явлений во впускном коллекторе. Хороший компромисс между рабочими показателями и простотой состоит в том, чтобы сохранить α1(наклон) и пренебречь α2(смеЩение). При таком упрощении, вторую производную Pm получим из:
Для приведения вышеуказанного уравнения к дискретному виду, dPm(k) определяют как дискретный вариант временной производной Pm, то есть dPm(k)=(Pm(k+1)-Pm(k))/Δt, после чего получают:
Таким образом, данное уравнение определяет прогнозную скорость изменения давления во впускном коллекторе для одного события двигателя в будущем, по которому определяют будущие значения давления во впускном коллекторе. При этом в момент k сигналы из следующего (k+1) момента отсутствуют. Для выполнения правой части, вместо значения в момент k+1 мы используем прогнозное значение сигнала МРВ для первого из следующих событий в момент k, полученное с использование прогнозного положения дросселя для первого из следующих событий, следующим образом:
где Pamb и Pamb_nom - текущее и номинальное (т.е. 101 кПа) абсолютное давление окружающей среды, Tamb и Tamb_nom - текущее и номинальное (т.е. 300 K) абсолютные температуры окружающей среды, а 
- характеристика звукового потока через дроссель, полученная из статических характеристик двигателя. Fn_subsonic - стандартная поправка на дозвуковой поток:
где Pm(k) - текущий результат измерения давления во впускном коллекторе. При применении в транспортном средстве, функция Fn_subsonic может быть реализована в виде табулированной зависимости для поиска отношения давлений. В данном случае величину наклона следует ограничить во избежание колебаний в условиях большого открытия дросселя, с возможным продлением перехода функции через нуль до значения отношения давления немного выше 1.
Имеется несколько вариантов определения величины MAF(k) для использования при определении будущей скорости изменения давления во впускном коллекторе. Нижеследующая формула, в которой использованы предыдущее значение прогнозного положения дросселя и текущее значение давления в коллекторе, дает наилучшие показатели в части заброса и стабильности при большом открытии дросселя:
Во избежание прогнозирования частоты вращения двигателя, вместо вычитания текущего значения α1 из прогнозного значения, соответствующего одному шагу вперед, мы аппроксимируем α1 путем вычитания значения, соответствующего последнему из предыдущих событий, из текущего значения. Результатом вышеуказанных изменений является сигнал dPm, соответствующий прогнозируемому на одно событие вперед значению временной производной Pm, т.е. темпу изменения будущего давления во впускном коллекторе: 
Отметим, что значение dPm+1(k) зависит только от сигналов, имеющихся при событии впуска k. Поэтому его можно использовать при прогнозировании давления во впускном коллекторе следующим образом:
где Pm+1(k) и Pm+2(k) - прогнозируемые на один и на два шага вперед значения давления во впускном коллекторе. Эволюционные уравнения давления в коллекторе можно распространить на более чем два события впуска в будущем на такое количество событий впуска, какое обеспечит необходимое давление во впускном коллекторе. В одном примере необходимое давление во впускном коллекторе в режиме замедления можно определить эмпирически и сохранить в памяти. Например, необходимое давление во впускном коллекторе можно определить эмпирически и сохранить в памяти в виде зависимости от атмосферного давления и скорости транспортного средства. В одном примере необходимое давление во впускном коллекторе двигателя представляет собой давление во впускном коллекторе при работе двигателя на холостом ходу, когда запрошенный водителем крутящий момент равен или по существу равен нулю (например, меньше 10 Н-м). Кроме того, необходимое давление во впускном коллекторе можно корректировать в зависимости от давления окружающей среды. Например, если давление окружающей среды растет, необходимое давление во впускном коллекторе можно снизить. Способ 2300 следует на шаг 2306 после того, как будет определено необходимое давление во впускном коллекторе двигателя и число событий впуска в цилиндры для достижения необходимого давления во впускном коллекторе.
На шаге 2306 способа 2300 полностью закрывают дроссель двигателя и все впускные клапаны в двигателе по прошествии числа событий впуска, определенного на шаге 2304 для создания необходимого давления во впускном коллекторе. Например, если на шаге 2304 определено, что необходимое давление во впускном коллекторе составляет 75 кПа, и что оно может быть достигнуто при закрытии дросселя через четыре события открытия впускных клапанов цилиндров, впускные клапаны цилиндров и, в некоторых случаях, выпускные клапаны, закрывают, чтобы общее фактическое число событий впуска в цилиндры после вхождения в режим отсечки топлива в режиме замедления равнялось четырем. Таким образом, клапаны цилиндров закрывают в зависимости от фактического общего числа событий открытия впускных клапанов с момента запроса режима отсечки топлива в режиме замедления для создания необходимого давления во впускном коллекторе. Нахождение клапанов цилиндров в закрытом положении позволяет впоследствии запустить двигатель без необходимости удаления воздуха из впускного коллектора. Как следствие, можно будет использовать меньшее количество топлива для обогащения отработавших газов для повышения эффективности каталитического нейтрализатора. Кроме того, двигатель можно эксплуатировать с меньшим запаздыванием зажигания при возобновлении работы цилиндров, так как заряд в цилиндрах будет меньше полного заряда. Способ 2300 следует на шаг 2308.
На шаге 2308 способа 2300 блокируют впускной коллектор двигателя для всех потребителей разрежения. В число потребителей разрежения могут, помимо прочих, входить: вакуумбачки; тормоза транспортного средства; системы отопления, вентиляции и охлаждения; а также вакуумные исполнительные устройства, например, перепускные заслонки турбокомпрессора. При этом, в случае падения разрежения в некоторых системах (например, тормозах) ниже порога, может быть возобновлен доступ этих систем к впускному коллектору двигателя для получения разрежения путем открытия клапана 176 на ФИГ. 1В. Кроме того, в подобных условиях может быть возобновлена работа клапанов с возможностью создания двигателем дополнительного разрежения для потребителей разрежения. В одном примере потребителям разрежения предоставляют выборочный доступ к давлению во впускном коллекторе двигателя посредством одного или более электромагнитных клапанов. Способ 2300 следует на шаг 2310.
На шаге 2310 способа 2300 задействуют источник разрежения для поддержания давления во впускном коллекторе двигателя на необходимом уровне. Если происходит просачивание воздуха через дроссель, давление во впускном коллекторе может возрасти, в связи с чем, при возобновлении работы двигателя с давлением во впускном коллекторе на уровне атмосферного, для запуска двигателя может потребоваться больше топлива, чем необходимо. Как следствие, расход топлива двигателя может возрасти сверх необходимого, если работу двигателя возобновляют при давлении во впускном коллекторе, большем необходимого. Поэтому источник разрежения может быть включен в ответ на превышение необходимого давления во впускном коллекторе для снижения давления во впускном коллекторе до уровня ниже атмосферного (например, создания разрежения во впускном коллекторе). Источник разрежения может получить электроэнергию, создаваемую за счет кинетической энергии транспортного средства или от аккумулятора. Кроме того, источник разрежения можно включить для удаления воздуха из вакуумбачка в связи с низким разрежением в вакуумбачке. Способ 2300 следует на шаг 2312.
На шаге 2312 способа 2300 прекращают поток топлива и подачу искры в цилиндры двигателя. Происходит смешивание воздуха, всасываемого во время событий впуска после начала закрытия дросселя, при этом число событий впуска соответствует фактическому числу событий открытия впускных клапанов, определенному на шаге 2304, с топливом и их сгорание до прекращения подачи топлива и подачи искры в цилиндры двигателя. Способ 2300 следует на шаг 2314.
На шаге 2314 способа 2300 проверяют наличие условий для выхода из режима отсечки топлива в режиме замедления. В одном примере выход из режима отсечки топлива в режиме замедления возможен в ответ на то, что запрошенный водителем крутящий момент выше порога, или скорость транспортного средства ниже порога. Если способ 2300 установит наличие условий для выхода из режима отсечки топлива в режиме замедления, ответ будет "да", и способ 2300 следует на шаг 2316. Двигатель продолжает вращение во время отсечки топлива в режиме замедления, так как возможна передача части кинетической энергии транспортного средства в двигатель. В противном случае, способ 2300 совершает возврат на шаг 2310.
На шаге 2316 способа 2300 возобновляют работу клапанов цилиндров для их открытия и закрытия во время рабочего цикла двигателя. Кроме того, в цилиндры подают топливо и искру. В цилиндрах возобновляют сгорание, при этом положение дросселя двигателя регулируют для создания необходимого потока воздуха в двигатель и крутящего момента двигателя. Фазы газораспределения клапанов цилиндра и положения дросселя могут представлять собой эмпирические значения, сохраненные в памяти в виде зависимости от частоты вращения двигателя и необходимого крутящего момента двигателя (например, запрошенного водителем крутящего момента). Способ 2300 следует на шаг завершения.
Таким образом, давление во впускном коллекторе двигателя можно регулировать для улучшения возобновления работы цилиндров и сгорания в цилиндрах двигателя с возможностью снижения расхода топлива и восстановления баланса в каталитическом нейтрализаторе (например, баланса между углеводородами и кислородом в каталитическом нейтрализаторе) с меньшим количеством топлива, подаваемого в двигатель и (или) каталитический нейтрализатор.
На ФИГ. 24 раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 23. Вертикальные линии в моменты Т2400-Т2408 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 24 содержит шесть графиков, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени.
Первый график сверху на ФИГ. 24 представляет собой график изменения состояния отсечки топлива в режиме замедления во времени. По вертикальной оси представлено состояние отсечки топлива в режиме замедления. Двигатель находится в режиме отсечки топлива в режиме замедления, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Двигатель не находится в режиме отсечки топлива в режиме замедления, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху на ФИГ. 24 представляет собой график изменения абсолютного давления в коллекторе двигателя (ДВК) во времени. По вертикальной оси представлено ДВК, растущее в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры. Горизонтальная линия 2402 представляет необходимое ДВК в режиме отсечки топлива в режиме замедления.
Третий график сверху на ФИГ. 24 представляет собой график изменения положения дросселя двигателя во времени. По вертикальной оси представлено положение дросселя, проход которого растет в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху на ФИГ. 24 представляет собой график изменения состояния источника разрежения во времени. По вертикальной оси представлено рабочее состояние источника разрежения (например, рабочее состояние вакуумного насоса), при этом источник разрежения включен, когда линия находится вблизи стрелки вертикальной оси. Источник разрежения не включен, когда линия находится вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху на ФИГ. 24 представляет собой график изменения состояния подачи топлива во времени. По вертикальной оси представлено состояние подачи топлива, при этом топливо подают в цилиндры двигателя, когда линия находится вблизи стрелки вертикальной оси. Топливо не подают в цилиндры двигателя, когда линия находится вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Шестой сверху график на ФИГ. 24 представляет собой график изменения состояния потребителей разрежения во времени. По вертикальной оси представлено состояние потребителей разрежения, при этом оно является включенным, когда линия находится вблизи стрелки вертикальной оси. Потребители разрежения не включены, когда линия находится вблизи горизонтальной оси. Потребители разрежения не связаны по воздуху с впускным коллектором двигателя, когда линия потребителей разрежения находится на более низком уровне. Потребители разрежения связаны по воздуху с впускным коллектором двигателя, когда линия потребителей разрежения находится на более высоком уровне. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
В момент Т2400 двигатель не находится в режиме отсечки топлива в режиме замедления, на что указывает состояние отсечки топлива в режиме замедления на более низком уровне. ДВК двигателя более высоко, что указывает на более высокую нагрузку двигателя. Дроссель открыт на большую величину, при этом вакуумное устройство находится в отключенном состоянии, что указывает на то, что источник разрежения не включен. Топливо подают в цилиндры двигателя, на что указывает линия состояния подачи топлива на высоком уровне. Потребители разрежения работают и могут потреблять разрежения в зависимости от своего состояния.
В момент 2402 двигатель переходит в режим отсечки топлива в режиме замедления, на что указывает перемещение линии состояния необходимости отсечки топлива с более низкого на более высокий уровень. Двигатель может войти в режим отсечки топлива в режиме замедления в ответ на уменьшение запрошенного водителем крутящего момента и превышение пороговой скорости транспортного средства. Дроссель закрывают в связи с вхождением в режим отсечки топлива в режиме замедления. Также отсекают подачу топлива в цилиндры двигателя, на что указывает линия состояния топлива на более низком уровне. Состояние потребителей разрежения переходит на более низкий уровень, указывая на то, что подача разрежения потребителям разрежения из впускного коллектора двигателя блокирована. Блокирование потока воздуха во впускной коллектор двигателя от потребителей разрежения позволяет снизить давление во впускном коллекторе, что устраняет необходимость большого количества топлива для возобновления работы двигателя при стехиометрических воздушно-топливных отношениях в цилиндрах двигателя. Клапаны цилиндров также закрывают в связи с вхождением в режим отсечки топлива в режиме замедления. Открытие впускных клапанов может быть выполнено в соответствии с общим фактическим числом событий открытия впускных клапанов в связи с вхождением в режим отсечки топлива в режиме замедления до прекращения потока воздуха через цилиндры двигателя путем закрытия впускных клапанов цилиндров за один или более рабочих циклов двигателя, пока двигатель продолжает вращение. Общее фактическое число событий открытия впускных клапанов может представлять собой число, обеспечивающее необходимое давление во впускном коллекторе двигателя. В некоторых примерах впускные клапаны и выпускные клапаны двигателя могут быть закрыты в рабочем цикле двигателя в связи с вхождением в режим отсечки топлива в режиме замедления.
Между 2402 и 2404 ДВК снижено, и двигатель остается в режиме отсечки топлива в режиме замедления. ДВК снижено до уровня необходимого ДВК 2402. В одном примере ДВК снижают до необходимого ДВК 2402 путем открытия впускных клапанов цилиндров, при этом фактическое общее число открытий зависит от результата оценки числа открытий, необходимых для достижения уровня давления во впускном коллекторе, равного ДВК 2402.
В момент 2404 ДВК возрастает до уровня сверх 2402 в связи с просачиванием воздуха через дроссель двигателя или наличием иного потока воздуха во впускной коллектор двигателя. Источник разрежения включают в ответ на увеличение ДВК для снижения ДВК до 2402. Двигатель остается в режиме отсечки топлива в режиме замедления, при этом дроссель остается закрытым. Двигатель продолжает вращение (не показано), при этом поток топлива в цилиндры двигателя прекращен. Впускные клапаны цилиндров остаются отключенными и закрытыми в каждом цикле двигателя (не показано). Источник разрежения отключают вскоре после включения в ответ на то, что ДВК ниже 2402. Линия состояния источника разрежения указывает на включение (ВКЛ.) и отключение (ОТКЛ.) источника разрежения.
В момент 2406 ДВК возрастает до уровня сверх 2402 во второй раз в связи просачиванием воздуха через дроссель двигателя или иным потоком воздуха во впускной коллектор двигателя. Источник разрежения включают в ответ на увеличение ДВК для снижения ДВК до 2402. Двигатель остается в режиме отсечки топлива в режиме замедления, при этом дроссель остается закрытым. Двигатель продолжает вращение (не показано), при этом поток топлива в цилиндры двигателя прекращен. Впускные клапаны цилиндров остаются отключенными и закрытыми в каждом цикле двигателя (не показано). Источник разрежения отключают вскоре после включения в ответ на то, что ДВК ниже 2402. Линия состояния источника разрежения указывает на включение (ВКЛ.) и отключение (ОТКЛ.) источника разрежения.
В момент Т2408 двигатель выходит из режима отсечки топлива в режиме замедления, при этом давление во впускном коллекторе низкое. Двигатель может выйти из режима отсечки топлива в режиме замедления в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента. Более низкое давление во впускном коллекторе позволяет снизить применение запаздывания зажигания и экономить топливо для возобновления работы цилиндров двигателя и каталитического нейтрализатора в выпускной системе двигателя. Работу цилиндров двигателя возобновляют путем подачи топлива в цилиндры и возобновления работы клапанов цилиндров (не показано). Работу потребителей разрежения также возобновляют путем создания связи между потребителями разрежения и впускным коллектором двигателя. ДВК возрастает при открытии дросселя.
Таким образом, ДВК можно регулировать в режиме отсечки топлива в режиме замедления для снижения расхода топлива. Кроме того, это позволяет уменьшить резкие колебания крутящего момента в силовом агрегате, так как запуск двигателя происходит с меньшим зарядом воздуха, чем при запуске двигателя при атмосферном давлении во впускном коллекторе двигателя.
На ФИГ. 25 раскрыт способ для регулирования абсолютного давления во впускном коллекторе двигателя (ДВК) при возобновлении работы цилиндров после вхождения в режим отсечки топлива в режиме замедления. Способ на ФИГ. 25 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 25 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 25 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 2502 способа 2500 проверяют, отключены ли цилиндры и клапаны в режиме отсечки топлива в режиме замедления. В одном примере способ 2500 может установить, что цилиндры двигателя отключены (например, не сжигают топливовоздушные смеси во время вращения двигателя) и клапаны отключены (например, их удерживают закрытыми, не происходит их открытие и закрытие при вращении двигателя в рабочем цикле двигателя), когда двоичная единица информации в памяти представляет собой заранее заданное значение. Отметим, что можно отключать все или только часть цилиндров двигателя. Если способ 2500 установит, что цилиндры и клапаны двигателя отключены в режиме отсечки топлива в режиме замедления, ответ будет "да", и способ 2500 следует на шаг 2504. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2500 следует на шаг 2540.
На шаге 2540 способа 2500 цилиндры и клапаны двигателя эксплуатируют для создания необходимого крутящего момента. Необходимый крутящий момент может зависеть от положения педали акселератора и определенного контроллером крутящего момента. Цилиндры двигателя включают путем подачи топлива в цилиндры. Клапаны включают путем включения управляющих механизмов клапанов. Кроме того, исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения устанавливают не в те положения, что на шаге 2508, для одинаковой частоты вращения двигателя и требуемого крутящего момента для улучшения показателей транспортного средства в части выбросов и топливной экономичности. Способ 2500 следует на шаг завершения.
На шаге 2504 способа 2500 проверяют, запрошено ли возобновление работы цилиндров. Возобновление работы цилиндров может быть запрошено в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента или в ответ на то, что скорость транспортного средства ниже пороговой. Если способ 2500 установит, что возобновление работы цилиндров запрошено, ответ будет "да", и способ 2500 следует на шаг 2506. В противном случае, способ 2500 следует на шаг 2550.
На шаге 2550 способа 2500 цилиндры оставляют в отключенном состоянии. Топливо не подают в цилиндры, и клапаны цилиндров остаются отключенными. Способ 2500 следует на шаг завершения.
На шаге 2506 способа 2500 проверяют, превышает ли давление во впускном коллекторе двигателя порог давления. Если давление во впускном коллекторе двигателя выше порога давления, цилиндры двигателя могут создавать крутящий момент больше необходимого, либо момент зажигания может быть изменен в сторону запаздывания для уменьшения крутящего момента двигателя. Если давление во впускном коллекторе двигателя выше необходимого, цилиндры могут сжигать больше топлива, чем необходимо для образования стехиометрических отработавших газов. Поэтому при возобновлении работы цилиндров двигателя может быть необходимо снизить давление во впускном коллекторе двигателя как можно скорее для экономии топлива. Если способ 2500 установит, что давление во впускном коллекторе выше порогового, ответ будет "да", и способ 2500 следует на шаг 2508. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2500 следует на шаг 2520. Пороговое давление может быть разным в зависимости от частоты вращения двигателя, скорости транспортного средства и давления окружающей среды.
На шаге 2520 способа 2500 регулируют положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя и дросселя двигателя в зависимости от частоты вращения двигателя и запрошенного водителем крутящего момента. В одном примере запрошенный водителем крутящий момент зависит от положения педали акселератора и скорости транспортного средства. В число исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя могут, помимо прочих, входить распределительные валы двигателя, клапаны-регуляторы движения заряда и клапаны-регуляторы объема приемной трубы. Положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения можно определить эмпирически и сохранить в таблице в памяти, построенной по значениям запрошенного водителем крутящего момента и частоты вращения двигателя. Разные таблицы выдают разные положения для распределительных валов, клапанов-регуляторов движения заряда и клапанов-регуляторов объема приемной трубы. Способ 2500 следует на шаг 2522.
На шаге 2522 способа 2500 возобновляют работу цилиндров и клапанов цилиндров двигателя. Работу цилиндров возобновляют путем подачи искры и топлива в цилиндры. Работу тарельчатых клапанов цилиндров возобновляют путем включения управляющих механизмов клапанов. Управляющие механизмы клапанов могут входить в состав блока на ФИГ. 5В, других управляющих механизмов клапанов, раскрытых в настоящем описании, или других известных управляющих механизмов клапанов. В результате включения управляющих механизмов клапанов происходит открытие и закрытие впускных клапанов во время рабочего цикла двигателя. Способ 2500 следует на шаг завершения после включения цилиндров двигателя.
На шаге 2508 способа 2500 изменяют положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя для увеличения коэффициента наполнения двигателя до возобновления работы цилиндров и клапанов двигателя. Исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения устанавливают в положения, увеличивающие коэффициент наполнения двигателя при текущих частоте вращения двигателя и запрошенном водителем крутящем моменте по сравнению с положениями, в которые исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения были установлены ранее в зависимости от частоты вращения двигателя и запрошенного водителем крутящего момента. В одном примере клапаны-регуляторы движения заряда цилиндров полностью открывают для уменьшения сопротивления потоку, поступающему в цилиндры двигателя. Кроме того, фазы газораспределения впускных и выпускных клапанов регулируют путем изменения фаз распределительного вала для создания перекрытия впускных и выпускных клапанов (например, одновременного открытия впускных и выпускных клапанов). Кроме того, фазы газораспределения впускных клапанов можно изменять в сторону опережения или запаздывания для максимального увеличения содержания воздуха в цилиндре в момент закрытия впускного клапана. Клапан изменения объема приемной трубы устанавливают в положение, обеспечивающее минимальный объем впускного коллектора. Положение дроссель двигателя не изменяют при изменении положений исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя. Также можно увеличить наддув двигателя для повышения коэффициента наполнения двигателя путем закрытия перепускной заслонки или перепускного клапана турбокомпрессора. Изменив положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя, способ 2500 следует на шаг 2510.
На шаге 2510 способа 2500 возобновляют работу цилиндров и клапанов цилиндров двигателя. Работу цилиндров возобновляют путем подачи искры и топлива в цилиндры. Работу тарельчатых клапанов цилиндров возобновляют путем включения управляющих механизмов клапанов. Управляющие механизмы клапанов могут входить в состав блока на ФИГ. 5В, других управляющих механизмов клапанов, раскрытых в настоящем описании, или других известных управляющих механизмов клапанов. В результате включения управляющих механизмов клапанов происходит открытие и закрытие впускных клапанов во время рабочего цикла двигателя. Способ 2500 следует на шаг 2512 после включения цилиндров двигателя.
На шаге 2512 способа 2500 проверяют, находится ли давление во впускном коллекторе двигателя на необходимом уровне. Необходимое давление можно определить эмпирически и в зависимости от частоты вращения двигателя и запрошенного водителем крутящего момента. Если способ 2500 установит, что давление во впускном коллекторе двигателя находится на необходимом уровне, ответ будет "да", и способ 2500 следует на шаг 2514. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2500 совершает возврат на шаг 2512.
На шаге 2514 способа 2500 изменяют положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя и дросселя двигателя в зависимости от частоты вращения двигателя и запрошенного водителем крутящего момента. Положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения можно определить эмпирически и сохранить в таблице в памяти, построенной по значениям запрошенного водителем крутящего момента и частоты вращения двигателя. Разные таблицы выдают разные положения для распределительных валов, клапанов-регуляторов движения заряда и клапанов-регуляторов объема приемной трубы. Способ 2500 следует на шаг завершения.
На ФИГ. 26 раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 25. Вертикальные линии в моменты Т2600-Т2405 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 26 содержит шесть графиков, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени.
Первый график сверху на ФИГ. 24 представляет собой график изменения состояния запроса отключения цилиндров во времени. По вертикальной оси представлено состояние запроса отключения цилиндров. Отключение цилиндров запрошено, когда линия запроса отключения цилиндров находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Отключение цилиндров не запрошено, когда линия запроса отключения цилиндров находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху на ФИГ. 26 представляет собой график изменения состояния цилиндров во времени. По вертикальной оси представлено состояние цилиндров. Цилиндр отключен, когда линия состояния цилиндра находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. Цилиндр не отключен, когда линия цилиндра находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 26 представляет собой график изменения давления во впускном коллекторе двигателя во времени. По вертикальной оси представлено давление во впускном коллекторе двигателя, растущее в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры. Горизонтальная линия 2602 представляет необходимое давление во впускном коллекторе двигателя во время отсечки в режиме замедления. Уровень 2602 может быть тем же, что и давление при работе двигателя на холостом ходу и отсутствии запрошенного водителем крутящего момента.
Четвертый график сверху на ФИГ. 26 представляет собой график изменения состояния исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя во времени. По вертикальной оси представлено состояние исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя, при этом исполнительное устройство регулирования коэффициента наполнения двигателя увеличивает коэффициент наполнения двигателя в направлении стрелки вертикальной оси. Состояние исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя уменьшает коэффициент наполнения двигателя, когда линия находится вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху на ФИГ. 26 представляет собой график изменения положения дросселя двигателя во времени. По вертикальной оси представлено положение дросселя двигателя, при этом величина прохода дросселя растет, когда линия находится ближе к стрелке вертикальной оси. Величина прохода дросселя двигателя падает, когда линия находится вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Шестой сверху график на ФИГ. 26 представляет собой график изменения запрошенного водителем крутящего момента во времени. По вертикальной оси представлен запрошенный водителем крутящий момент, растущий в направлении стрелки вертикальной оси. Запрошенный водителем крутящий момент падает, когда линия запрошенного водителем крутящего момента находится вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
В момент Т2600 запрос отключения цилиндров не подтвержден, при этом состояние цилиндров подтверждено, указывая на то, что цилиндры двигателя включены и сжигают воздух и топливо. Давление во впускном коллекторе двигателя находится на более высоком уровне, при этом уровень открытия дросселя двигателя выше среднего. Исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя (например, распределительные валы, клапаны-регуляторы движения заряда и клапан-регулятор приемной трубы) находятся в среднем положении для создания среднего уровня коэффициента наполнения двигателя. Запрошенный водителем крутящий момент находится на среднем уровне.
В момент Т2601 запрос отключения цилиндров подтвержден. Запрос отключения цилиндров подтверждают в ответ на уменьшение запрошенного водителем крутящего момента и то, что двигатель может находиться в режиме отсечки топлива в режиме замедления. Положение дросселя двигателя также изменяют в сторону уменьшения прохода в ответ на уменьшение запрошенного водителем крутящего момента. Состояние цилиндров переходит в неподтвержденное, что указывает на то, что цилиндры двигателя отключены в ответ на запрос отключения цилиндров. Давление во впускном коллекторе двигателя падает в связи с закрытием дросселя. Впускные клапаны цилиндров закрывают после закрытия дросселя и по прошествии фактического общего числа событий впуска в цилиндрах, снизивших давление во впускном коллекторе до необходимого уровня 2602. Выпускные клапаны цилиндров также могут быть закрыты (не показано). Впускные клапаны двигателя удерживают закрытыми в одном или более рабочих циклах двигателя, когда цилиндры отключены. Поток топлива в цилиндры также отключен (не показано). Положение исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя остается без изменений.
Между моментами Т2601 и Т2602 давление во впускном коллекторе двигателя (ДВК) растет в связи с просачиванием воздуха во впускной коллектор двигателя. Удаление воздуха из впускного коллектора двигателя не происходит, так как впускные клапаны цилиндров закрыты. Запрос отключения цилиндров остается подтвержденным, и цилиндры остаются отключенными. Дроссель остается в полностью закрытом состоянии, при этом линия водительского запроса остается на низком уровне.
В момент Т2602 положение исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя изменяют для увеличения коэффициента наполнения двигателя в ожидании возобновления работы цилиндров двигателя.
Исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя не устанавливают в положения в зависимости от частоты вращения двигателя и запрошенного водителем крутящего момента. Вместо этого, их устанавливают в положения, увеличивающие коэффициент наполнения двигателя по сравнению с положениями данных исполнительных устройств при их изменении в зависимости от частоты вращения двигателя и запрошенного водителем крутящего момента. В данном примере положение исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения изменяют в ответ на превышение необходимого давления 2602 во впускном коллекторе двигателя. Изменение положений исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения в зависимости от ДВК позволяет избежать нежелательных изменений положений исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения. Давление во впускном коллекторе двигателя возрастает с уровня ниже 2602 до уровня выше 2602. При этом положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя можно изменять заранее заданное число раз после отключения цилиндров в ответ на запрос возобновления работы цилиндров двигателя. Альтернативно, положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя можно изменять для увеличения коэффициента наполнения двигателя в ответ на запрос отключения цилиндров. В одном примере изменяют фазы распределительного вала в сторону опережения или запаздывания для максимального всасывания воздуха из впускного коллектора двигателя в цилиндры двигателя (например, фазы распределительного вала изменяют для создания более высокого давления в цилиндре в момент закрытия впускного клапана). Кроме того, перекрытие впускных и выпускных клапанов приводят к нулевому или отрицательному значению для уменьшения потока воздуха в цилиндр из выпускной системы (не показана). Положение дросселя двигателя и запрошенный водителем крутящий момент остаются без изменений.
В момент Т2603 запрос отключения цилиндров переходит в неподтвержденное состояние в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента. Запрос отключения цилиндров может перейти в неподтвержденное состояние в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента или в ответ на то, что скорость транспортного средства ниже пороговой (не показано). Вскоре после этого возобновляют работу цилиндров двигателя (например, происходит открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов в каждом цикле двигателя, а также подача искры и сжигание топлива в цилиндрах двигателя), на что указывает переход состояния цилиндров, указывающий на то, что цилиндры включены. Кроме того, положение исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения изменяют в зависимости от частоты вращения двигателя и запрошенного водителем крутящего момента. Положение дросселя изменяют в зависимости от запрошенного водителем крутящего момента.
Между моментами Т2603 и Т2604 запрошенный водителем крутящий момент растет, а затем падает. Положение дросселя также изменяют в сторону увеличения и уменьшения прохода в зависимости от запрошенного водителем крутящего момента. Давление во впускном коллекторе двигателя растет, а затем падает ниже 2602.
В момент Т2604 еще раз запрашивают отключение цилиндров. При этом, поскольку давление во впускном коллекторе двигателя ниже уровня 2602, положение исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения не изменяют. Цилиндры двигателя отключены (например, сгорание в цилиндрах блокировано путем прекращения потока топлива и подачи искры в цилиндры, клапаны цилиндра также отключены с удержанием их закрытыми в одном или более рабочих циклах двигателя), на что указывает переход линии состояния цилиндра на более низкий уровень.
В момент Т2605 запрос отключения цилиндров переходит в неподтвержденное состояние в ответ на то, что скорость транспортного средства ниже порога (не показано). Цилиндры двигателя также отключают, на что указывает переход линии состояния цилиндров на более высокий уровень. Положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя не изменяют в связи с неподтвержденным состоянием запроса отключения, так как давление во впускном коллекторе двигателя ниже 2602.
Таким образом, ДВК можно регулировать при выходе из состояния отключения цилиндров для экономии топлива и уменьшения резких колебаний крутящего момента. Положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения изменяют для увеличения количества воздуха, всасываемого в цилиндры двигателя, для снижения давления во впускном коллекторе двигателя вскоре после возобновления работы цилиндров двигателя.
На ФИГ. 27А и 27В раскрыт способ для регулирования крутящего момента двигателя в различных режимах цилиндров. Способ на ФИГ. 27А и 27В может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 27А и 27В может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 27А и 27В можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 2702 способа 2700 проверяют наличие запроса на уменьшение фактического общего числа включенных цилиндров (например, цилиндров с клапанами, открывающимися и закрывающимися во время рабочего цикла двигателя, и цилиндров, сжигающих воздух и топливо во время рабочего цикла двигателя). Способ 2700 может установить наличие запроса на уменьшение фактического общего числа включенных цилиндров в ответ на уменьшение запрошенного водителем крутящего момента, скорость транспортного средства выше порога, и (или) иные условия. Если способ 2700 установит наличие запроса на уменьшение фактического общего числа включенных цилиндров, ответ будет "да", и способ 2700 следует на шаг 2704. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2700 следует на шаг 2714.
На шаге 2704 способа 2700 определяют необходимое время опережения для исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения для уменьшения фактического общего числа включенных цилиндров. Время опережения для исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения представляет собой количество времени с момента изменения положений исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения для уменьшения фактического общего числа включенных цилиндров до начала отключения цилиндров. Регулирование времени опережения для исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения позволяет сгладить крутящий момент двигателя и обеспечить время для достижения исполнительными устройствами регулирования коэффициента наполнения до начала отключения цилиндров во избежание создания двигателем крутящего момента больше или меньше необходимого. В одном примере время опережения определяют эмпирически и сохраняют в памяти. Кроме того, значение времени опережения, сохраненное в памяти, можно корректировать в зависимости от разности необходимых и фактических зарядов воздуха в цилиндрах во время перехода, уменьшающего общее фактическое число включенных цилиндров. Значение времени опережения извлекают из памяти. Способ 2700 следует на шаг 2706.
На шаге 2706 способа 2700 заранее устанавливают исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя, в том числе устройства регулирования величины наддува, создаваемого турбокомпрессором, в положения для увеличения коэффициента наполнения двигателя. Например, наддув может быть увеличен, клапаны-регуляторы движения заряда могут быть полностью открыты, клапаны-регуляторы объема приемной трубы устанавливают в положение для уменьшения объема впускного коллектора, перепускные клапаны компрессора могут быть по меньшей мере частично закрыты, а фазы распределительного вала изменяют для максимального увеличения заряда в цилиндре в момент закрытия впускного клапана. Наддув двигателя может быть увеличен путем закрытия перепускной заслонки или закрытия перепускного клапана компрессора. Изменение положений исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя увеличивает коэффициент наполнения цилиндров, остающихся включенными после уменьшения фактического общего числа включенных цилиндров. Кроме того, центральный дроссель двигателя по меньшей мере частично закрывают в то же время (например, одновременно), когда изменяют положения вышеуказанных исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя. Закрытие центрального дросселя позволяет сохранить расход воздуха через двигатель без изменений при изменении положений исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя для увеличения коэффициента наполнения двигателя. Способ 2700 следует на шаг 2708.
На шаге 2708 отключают выбранные цилиндры по прошествии времени опережения. Цилиндры отключают посредством удержания впускных клапанов цилиндров закрытыми в одном или более рабочих циклах двигателя во время вращения двигателя. В некоторых примерах выпускные клапаны отключаемых цилиндров также можно удерживать закрытыми в одном или более рабочих циклах двигателя во время вращения двигателя. Кроме того, поток топлива и искру не подают в отключаемые цилиндры. Во время отключения цилиндров, центральный дроссель быстро открывают с увеличением подачи топлива во включенные цилиндры для компенсации ими потерь крутящего момента из-за отключения цилиндров. Способ 2700 следует на шаг 2710.
На шаге 2710 способа 2700 регулируют момент зажигания в связи с несоответствием необходимого и фактического расхода воздуха через двигатель. Необходимый расход воздуха через двигатель представляет собой расход воздуха через двигатель, соответствующий запрошенному водителем крутящему моменту в момент запроса отключения цилиндров. Фактический расход воздуха через двигатель представляет собой результат измерения расхода воздуха датчиком расхода воздуха. Например, если фактический расход воздуха через двигатель больше необходимого, несоответствие расхода воздуха через двигатель представляет собой отрицательное значение, и момент зажигания изменяют в сторону запаздывания для сохранения без изменений крутящего момента двигателя. Если фактический расход воздуха через двигатель меньше необходимого, несоответствие расхода воздуха через двигатель представляет собой положительное значение, и момент зажигания изменяют в сторону опережения для сохранения без изменений крутящего момента двигателя. Способ 2700 следует на шаг 2712.
На шаге 2712 способа 2700 проверяют, находятся ли исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя в необходимых положениях. Например, способ 2700 проверяет, равен ли фактический наддув двигателя необходимому. Кроме того, способ 2700 проверяет, соответствуют ли фактические фазы распределительного вала необходимым. Также способ 2700 проверяет, соответствует ли фактическое положение клапана-регулятора движения заряда необходимому. Способ 2700 может установить, что исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения находятся в необходимых положениях по выходным сигналам одного или более датчиков, например, датчика давления во впускном коллекторе. Если исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя находятся в необходимых положениях, ответ будет "да", и способ 2700 следует на шаг 2714. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2700 совершает возврат на шаг 2706 для продления времени на перемещение исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя.
На шаге 2714 способа 2700 изменяют положение центрального дросселя двигателя для создания необходимого крутящего момента двигателя. Необходимый крутящий момент двигателя может зависеть от запрошенного водителем крутящего момента. Способ 2700 следует на шаг 2720.
На шаге 2720 способа 2700 проверяют наличие запроса увеличения фактического общего числа включенных цилиндров (например, цилиндров с клапанами, открывающимися и закрывающимися во время рабочего цикла двигателя, и цилиндров, сжигающих воздух и топливо во время рабочего цикла двигателя). Способ 2700 может установить наличие запроса увеличения фактического общего числа включенных цилиндров в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента, скорость транспортного средства ниже порога, и (или) иные условия. Если способ 2700 установит наличие запроса увеличения фактического общего числа включенных цилиндров, ответ будет "да", и способ 2700 следует на шаг 2722. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2700 следует на шаг завершения.
На шаге 2722 заранее устанавливают исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя, в том числе устройства регулирования величины наддува, создаваемого турбокомпрессором, в положения, уменьшающие коэффициент наполнения двигателя. Например, наддув может быть уменьшен, клапаны-регуляторы движения заряда могут быть по меньшей мере частично закрыты, клапаны-регуляторы объема приемной трубы устанавливают в положения, увеличивающие объем впускного коллектора, и фазы распределительного вала изменяют для уменьшения заряда в цилиндре в момент закрытия впускного клапана. Изменение положений исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя уменьшает коэффициент наполнения цилиндров, включенных до увеличения фактического общего числа включенных цилиндров. Кроме того, центральный дроссель двигателя по меньшей мере частично открывают в то же время (например, одновременно), в которое изменяют положения вышеуказанных исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя. Открытие центрального дросселя позволяет сохранить без изменений расход воздуха через двигатель при изменении положений исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя для уменьшения коэффициента наполнения двигателя.
Кроме того, в некоторых примерах может быть увеличено время перекрытия впускных и выпускных клапанов цилиндров двигателя (например, включенных и (или) включаемых цилиндров) в зависимости от положения перепускной заслонки турбокомпрессора в рабочем цикле цилиндра, предшествующем циклу, в котором возобновляют работу цилиндров. По положению перепускной заслонки турбокомпрессора можно определять давление отработавших газов в отключенных цилиндрах, содержащих выпускные клапаны, открывающиеся и закрывающиеся, когда цилиндр отключен. При этом в других примерах, величина перекрытия может зависеть от количества остаточных отработавших газов в цилиндре. Например, величина перекрытия может быть тем больше, чем больше остаточное количество отработавших газов в цилиндре. Если отключенные цилиндры содержат неотключаемые выпускные клапаны, давление наддува можно снизить меньше, чем в случае цилиндра, выполненного с отключаемыми выпускными клапанами, поскольку плотность отработавших газов в цилиндрах с неотключаемыми клапанами может быть выше при прочих равных условиях, так как отработавшие газы в цилиндрах с неотключаемыми клапанами могут быть холоднее. Способ 2700 следует на шаг 2724.
На шаге 2724 возобновляют работу выбранных цилиндров. Работу цилиндров возобновляют путем открытия и закрытия впускных клапанов цилиндров в одном или более рабочих циклах двигателя во время вращения двигателя. В некоторых примерах выпускные клапаны цилиндров, работу которых возобновляют, также можно открывать и закрывать в одном или более рабочих циклах двигателя во время вращения двигателя. Кроме того, в цилиндры, работу которых возобновляют, подают поток топлива и искру. Во время возобновления работы цилиндров, центральный дроссель быстро закрывают, и уменьшают подачу топлива во включенные цилиндры, чтобы крутящий момент, создаваемый включенными цилиндрами, уравновешивал рост крутящего момента из-за возобновления работы цилиндров. Способ 2700 следует на шаг 2726.
На шаге 2726 способа 2700 регулируют момент зажигания в зависимости от несоответствия между необходимым и фактическим расходами воздуха через двигатель. Необходимый расход воздуха через двигатель представляет собой расход воздуха через двигатель, соответствующий запрошенному водителем крутящему моменту в момент запроса отключения цилиндров. Например, если фактический расход воздуха через двигатель больше необходимого, несоответствие расхода воздуха через двигатель представляет собой отрицательное значение, и момент зажигания изменяют в сторону запаздывания для сохранения без изменений крутящего момента двигателя. Если фактический расход воздуха через двигатель меньше необходимого, несоответствие расхода воздуха через двигатель представляет собой положительное значение, и момент зажигания изменяют в сторону опережения для сохранения без изменений крутящего момента двигателя. Способ 2700 следует на шаг 2728.
На шаге 2728 способа 2700 проверяют, находятся ли исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя в необходимых положениях. Например, способ 2700 проверяет, равен ли фактический наддув двигателя необходимому. Кроме того, способ 2700 проверяет, соответствуют ли фактические фазы распределительного вала необходимым. Также способ 2700 проверяет, соответствует ли фактическое положение клапана-регулятора движения заряда необходимому. Способ 2700 может установить, что исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения находятся в необходимых положениях по выходным сигналам одного или более датчиков, например, датчика давления во впускном коллекторе. Если исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя находятся в необходимых положениях, ответ будет "да", и способ 2700 следует на шаг 2714. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2700 совершает возврат на шаг 2706 для продления времени на перемещение исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя.
На шаге 2730 способа 2700 изменяют положение центрального дросселя двигателя для создания необходимого крутящего момента двигателя. Необходимый крутящий момент двигателя может зависеть от запрошенного водителем крутящего момента. Способ 2700 следует на шаг завершения.
Таким образом, положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения двигателя можно изменять при увеличении или уменьшении фактического общего числа включенных цилиндров. Перемещение исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения с одновременным перемещением центрального дросселя двигателя позволяет уменьшить резкие колебания крутящего момента двигателя и снизить расход топлива двигателя.
На ФИГ. 28А раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 27А и 27В. Двигатель в данной последовательности представляет собой четырехцилиндровый двигатель с порядком зажигания 1-3-4-2. Вертикальные линии в моменты Т2800-Т2804 представляют значимые моменты последовательности.
ФИГ. 28А содержит пять графиков, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени.
Первый график сверху на ФИГ. 28А представляет собой график изменения необходимого числа включенных цилиндров двигателя (например, цилиндров с впускными и выпускными клапанами, открывающимися и закрывающимися во время рабочего цикла двигателя, и цилиндров, в которых происходит сгорание) во времени. Вертикальная ось представляет необходимое число включенных цилиндров двигателя, указанное по ней. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху на ФИГ. 28А представляет собой график изменения фактического числа включенных цилиндров двигателя (например, цилиндров с впускными и выпускными клапанами, открывающимися и закрывающимися во время рабочего цикла двигателя, и цилиндров, в которых происходит сгорание) во времени. Вертикальная ось представляет фактическое число включенных цилиндров двигателя, указанное по ней. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 28А представляет собой график регулирования положения исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя (например, положения перепускной заслонки для регулирования наддува двигателя, положения распределительного вала, положения клапана-регулятора движения заряда, положения исполнительного устройства впускной трубы) во времени. Вертикальная ось представляет положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя, увеличивающее коэффициент наполнения двигателя в направлении стрелки вертикальной оси. Положение исполнительного устройства уменьшает коэффициент наполнения двигателя вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху на ФИГ. 28А представляет собой график изменения положения центрального дросселя во времени. Вертикальная ось представляет положение центрального дросселя, проход которого растет в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху на ФИГ. 28А представляет собой график регулирования момента зажигания во времени. Вертикальная ось представляет момент зажигания, изменяющийся в сторону опережения в направлении стрелки вертикальной оси. Момент зажигания установлен с запаздыванием вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
В момент Т2800 необходимое фактическое общее число цилиндров двигателя равно четырем и фактическое общее число включенных цилиндров равно четырем. Исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя установлены в положения, обеспечивающие более низкий уровень коэффициента наполнения. Например, перепускная заслонка открыта для уменьшения наддува, фазы кулачкового распределения установлены с опережением для уменьшения заряда в цилиндре, клапан приемной трубы установлен в положение, увеличивающее объем впускного коллектора, и клапаны-регуляторы движения заряда закрыты для уменьшения коэффициента наполнения. Дроссель двигателя частично открыт, и момент зажигания установлен на среднем уровне в сторону опережения.
В момент 2801 происходит изменение необходимого фактического общего числа включенных цилиндров с четырех до двух. Уменьшение необходимого фактического общего числа включенных цилиндров может быть связано с падением запрошенного водителем крутящего момента (не показано) или с иными условиями. Фактическое общее число включенных цилиндров остается равным четырем, так как ни один цилиндр не был отключен в связи с изменением необходимого фактического общего числа включенных цилиндров. Положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения обеспечивает низкий уровень коэффициента наполнения двигателя, а положение дросселя находится на среднем уровне. Момент зажигания установлен с опережением на среднем уровне.
Между моментами Т2801 и Т2802 положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения изменяют для увеличения коэффициента наполнения двигателя и начинают закрывать дроссель. Необходимое фактическое общее число включенных цилиндров и фактическое общее число включенных цилиндров остаются постоянными. Момент зажигания также остается постоянным.
В момент Т2802 момент зажигания изменяют в сторону запаздывания в ответ на то, что фактический расход воздуха через двигатель больше необходимого. Регулирование момента зажигания в сторону запаздывания позволяет снизить крутящий момент двигателя для поддержания его на постоянном уровне. Положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения продолжают изменять для увеличения коэффициента наполнения двигателя, при этом продолжают закрытие дросселя. Необходимое фактическое общее число включенных цилиндров и фактическое общее число включенных цилиндров остаются постоянными.
В момент Т2803 начинают отключение клапанов цилиндров. Клапаны цилиндров можно отключать посредством управляющих механизмов клапанов, раскрытых на ФИГ. 5В, других управляющих механизмов клапанов, раскрытых в настоящем описании, или других известных управляющих механизмов клапанов. В одном примере управляющие механизмы клапанов отключают для отключения впускных клапанов цилиндров. Выпускные клапаны цилиндров также могут быть отключены. Положение дросселя изменяют в сторону открытого для направления дополнительного количества воздуха в два цилиндра, остающиеся включенными. При увеличении прохода дросселя возрастает давление во впускном коллекторе (ДВК), в связи с чем растет поток воздуха во включенные цилиндры двигателя. Поток воздуха в отключенные цилиндры прекращен в ответ на отключение впускных клапанов и удержанием их отключенными. Начинают изменять момент зажигания в сторону запаздывания в ответ на увеличение величины заряда воздуха во включенных цилиндрах. Положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя не изменяют, а необходимое фактическое общее число включенных цилиндров остается равным двум. Фактическое общее число включенных цилиндров также остается равным двум, так как цилиндры двигателя не были отключены.
В момент Т2804 фактическое общее число включенных цилиндров двигателя изменяется с четырех до двух. Впускные клапаны двух цилиндров (например, цилиндров номер 2 и 3) отключают (не показано), при этом положение дросселя остается постоянным. Изменение момент зажигания прекращают, при этом положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя не изменяют.
Таким образом, положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения и дросселя двигателя можно изменять до отключения клапанов цилиндров для снижения расхода топлива при переходах из одного режима цилиндров в другой. Кроме того, момент зажигания можно регулировать в зависимости от несоответствия заряда воздуха в цилиндре, а не в связи с изменением положения дросселя двигателя, что позволяет изменять момент зажигания в сторону запаздывания в меньшей степени.
На ФИГ. 28В раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 27А и 27В. Двигатель в данной последовательности представляет собой четырехцилиндровый двигатель с порядком зажигания 1-3-4-2. Вертикальные линии в момент Т2820-Т2823 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 28В содержит пять графиков, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени.
Первый график сверху на ФИГ. 28В представляет собой график изменения необходимого числа включенных цилиндров двигателя (например, цилиндров с впускными и выпускными клапанами, открывающимися и закрывающимися во время рабочего цикла двигателя, и цилиндров, в которых происходит сгорание) во времени. Вертикальная ось представляет необходимое число включенных цилиндров двигателя, указанное по ней. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху на ФИГ. 28В представляет собой график изменения фактического числа включенных цилиндров двигателя (например, цилиндров с впускными и выпускными клапанами, открывающимися и закрывающимися во время рабочего цикла двигателя, и цилиндров, в которых происходит сгорание) во времени. Вертикальная ось представляет фактическое число включенных цилиндров двигателя, указанное по ней. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 28В представляет собой график регулирования положения исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя (например, положения перепускной заслонки для регулирования наддува двигателя, положения распределительного вала, положения клапана-регулятора движения заряда, положения исполнительного устройства впускной трубы) во времени. Вертикальная ось представляет положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя, увеличивающее коэффициент наполнения двигателя в направлении стрелки вертикальной оси. Положение исполнительного устройства уменьшает коэффициент наполнения двигателя вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху на ФИГ. 28В представляет собой график изменения положения центрального дросселя во времени. Вертикальная ось представляет положение центрального дросселя, проход которого растет в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху на ФИГ. 28В представляет собой график регулирования момента зажигания во времени. Вертикальная ось представляет момент зажигания, изменяющийся в сторону опережения в направлении стрелки вертикальной оси. Момент зажигания установлен с запаздыванием вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
В момент Т2820 необходимое фактическое общее число цилиндров двигателя равно двум и фактическое общее число включенных цилиндров равно двум. Исполнительные устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя установлены в положения, обеспечивающие более высокий уровень коэффициента наполнения. Например, перепускная заслонка закрыта для увеличения наддува, фазы кулачкового распределения изменены в сторону запаздывания для увеличения заряда в цилиндре, клапан приемной трубы установлен в положение, уменьшающее объем впускного коллектора, и клапаны-регуляторы движения заряда открыты для увеличения коэффициента наполнения. Дроссель двигателя частично открыт, а момент зажигания установлен с опережением на уровне ниже среднего.
В момент 2821 происходит изменение необходимого фактического общего числа включенных цилиндров с двух до четырех. Рост необходимого фактического общего числа включенных цилиндров может быть связан с ростом запрошенного водителем крутящего момента (не показан) или иными условиями. Фактическое общее число включенных цилиндров остается равным двум, так как работу цилиндров не возобновляли в связи с изменением необходимого фактического общего числа включенных цилиндров. Положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения обеспечивает более высокий уровень коэффициента наполнения двигателя, а положение дросселя находится на среднем уровне. Момент зажигания установлен с опережением на уровне ниже среднего.
Между моментами Т2821 и Т2822 положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения изменяют для уменьшения коэффициента наполнения двигателя, и начинают открытие дросселя. Необходимое фактическое общее число включенных цилиндров и фактическое общее число включенных цилиндров остаются постоянными. Момент зажигания остается без изменений.
В момент Т2822 начинают возобновлять работу клапанов цилиндров. Работа клапанов цилиндров может быть возобновлена посредством управляющих механизмов клапанов, раскрытых на ФИГ. 5В, других управляющих механизмов клапанов, раскрытых в настоящем описании, или других известных управляющих механизмов клапанов. В одном примере работу управляющих механизмов клапанов возобновляют для возобновления работы впускных клапанов цилиндров. Работа выпускных клапаны цилиндров также может быть возобновлена. Положение дросселя изменяют в сторону закрытого для уменьшения потока воздуха в два включенных цилиндра. При уменьшении прохода дросселя падает давление во впускном коллекторе (ДВК), уменьшая поток воздуха во включенные цилиндры двигателя. Воздух течет в цилиндры, работу которых возобновляют, в связи с открытием и закрытием впускных клапанов цилиндров, работу которых возобновляют. Начинают изменять момент зажигания в сторону опережения в связи с уменьшением величины заряда воздуха во включенных цилиндрах. Положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя не изменяют, и необходимое фактическое общее число включенных цилиндров остается равным четырем. Фактическое общее число включенных цилиндров остается равным двум, так как работа цилиндров двигателя не была возобновлена.
В момент Т2823 происходит изменение фактического общего числа включенных цилиндров двигателя с двух до четырех. Работу впускных клапанов двух цилиндров (например, цилиндров номер 2 и 3) возобновляют (не показано), при этом положение дросселя остается постоянным. Регулирование момента зажигания прекращают, при этом положение исполнительного устройства регулирования коэффициента наполнения двигателя не изменяют.
Таким образом, положения исполнительных устройств регулирования коэффициента наполнения и дросселя двигателя можно регулировать перед возобновлением работы клапанов цилиндров для снижения расхода топлива при переходе из одного режима цилиндров в другой. Кроме того, момент зажигания можно регулировать в зависимости от несоответствия заряда воздуха в цилиндре, а не в связи с изменением положения дросселя двигателя, что позволяет изменять момент зажигания в сторону запаздывания в меньшей степени.
На ФИГ. 29 раскрыт способ для регулирования впрыска топлива в двигатель при возобновлении работы цилиндров после вхождения в режим отключения цилиндров. Способ на ФИГ. 29 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 29 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 29 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 2902 способа 2900 проверяют, отключен ли один или более цилиндров двигателя (например, их впускные клапаны удерживают закрытыми в рабочем цикле двигателя при вращении двигателя, и в отключенных цилиндрах не происходит сгорание). В одном примере способ 2900 может установить, что один или более цилиндров отключены по значению переменной в памяти или по выходному сигналу одного или более датчиков. Если способ 2900 установит, что один или более цилиндров двигателя отключены, ответ будет "да", и способ 2900 следует на шаг 2904. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2900 следует на шаг 2903.
На шаге 2903 способа 2900 цилиндры и клапаны двигателя эксплуатируют для создания необходимого крутящего момента. Необходимый крутящий момент может зависеть от положения педали акселератора и определенного контроллером крутящего момента. Цилиндры двигателя включают путем подачи топлива в цилиндры. Клапаны включают путем включения управляющих механизмов клапанов. Способ 2900 следует на шаг завершения.
На шаге 2904 способа 2900 проверяют, запрошено ли возобновление работы цилиндров. Возобновление работы цилиндров может быть запрошено в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента или в ответ на то, что скорость транспортного средства ниже пороговой. Если способ 2900 установит, что возобновление работы цилиндров запрошено, ответ будет "да", и способ 2900 следует на шаг 2906. В противном случае, способ 2900 следует на шаг 2905.
На шаге 2905 способа 2900 цилиндры оставляют в отключенном состоянии. Топливо не подают в цилиндры, и клапаны цилиндров остаются отключенными. Способ 2900 следует на шаг завершения.
На шаге 2906 способа 2900 проверяют, работает ли двигатель в диапазоне только непосредственного впрыска НВ (DI) топлива, или имеет ли место изменение запрошенного крутящего момента двигателя, превышающее некоторый порог. Двигатель с топливными форсунками впрыска во впускные каналы и непосредственного впрыска может задействовать только топливные форсунки непосредственного впрыска в первом заданном рабочем диапазоне двигателя (например, в заданном диапазоне частоты вращения и выходного крутящего момента двигателя). Двигатель с топливными форсунками впрыска во впускные каналы и непосредственного впрыска может задействовать только топливные форсунки впрыска во впускные каналы во втором заданном рабочем диапазоне двигателя. Кроме того, в некоторых рабочих диапазонах двигателя топливо в двигатель могут подавать и топливные форсунки впрыска во впускные каналы, и топливные форсунки непосредственного впрыска. Способ определяет частоту вращения двигателя и крутящий момент двигателя с последующим определением того, работает ли двигатель в диапазоне, в котором включен только непосредственный впрыск топлива. Если это так, ответ будет "да", и способ 2900 следует на шаг 2908. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 2900 следует на шаг 2920.
На шаге 2920 способа 2900 включают один или более отключенных цилиндров двигателя путем подачи искры и топлива в отключенные цилиндры. Кроме того, клапаны отключенных цилиндров, которые удерживали закрытыми в одном или более рабочих циклах двигателя, включают для их открытия и закрытия в рабочем цикле двигателя. Топливо впрыскивают в цилиндры через топливные форсунки впрыска во впускные каналы, так как двигатель не работает в рабочем диапазоне двигателя только с непосредственным впрыском, а также поскольку скорость изменения запрошенного крутящего момента двигателя меньше пороговой. Способ 2900 следует на шаг завершения после включения одного или более отключенных цилиндров.
На шаге 2908 способа 2900 возобновляют работу одного или более цилиндров двигателя путем возобновления работы клапанов цилиндров и подачи топлива и искры в отключенные цилиндры. Работу цилиндров двигателя возобновляют для открытия и закрытия в одном или более рабочих циклах двигателя клапанов, которые удерживали закрытыми в одном или более рабочих циклах двигателя. Топливо в цилиндры, ранее бывшие отключенными, подают непосредственным впрыском в цилиндры.
Непосредственный впрыск позволяет сжигать воздух и топливо в цилиндрах, ранее бывших отключенными, быстрее, чем при впрыске топлива во впускные каналы, так как топливные форсунки непосредственного впрыска выполнены с возможностью впрыска топлива во время такта сжатия рабочего цикла цилиндра (например, в более поздний момент рабочего цикла цилиндра), тогда как топливная форсунка впрыска во впускной канал должна впрыскивать топливо во время такта впуска рабочего цикла цилиндра или раньше для поддержания сгорания во время рабочего цикла цилиндра. Поэтому, если возобновление работы цилиндров запрошено после такта впуска в цилиндре, топливо можно впрыскивать во время такта сжатия в цилиндре для поддержания сгорания в цилиндре во время такта сжатия. Таким образом, непосредственный впрыск обеспечивает возможность сгорания в отключенном цилиндре в момент менее 180 градусов по углу поворота коленчатого вала от угла поворота коленчатого вала, на котором запрашивают включение цилиндра, тогда как при впрыске топлива во впускной канал ранее отключенного цилиндра сгорание в нем может начаться более, чем через 180 градусов по углу поворота коленчатого вала от угла поворота коленчатого вала, на котором запрашивают включение цилиндра.
Если двигатель работает в диапазоне, в котором осуществляют только впрыск топлива во впускные каналы цилиндров, за исключением рабочих циклов двигателя, в которых возобновляют работу цилиндров, работу цилиндров можно возобновлять путем непосредственного впрыска топлива в цилиндры в течение заранее заданного числа рабочих циклов двигателя или событий впуска в цилиндрах. Впрыск топлива во впускные каналы можно возобновлять в цилиндры, работа которых возобновлена, по прошествии заранее заданного числа рабочих циклов двигателя или событий впуска в цилиндрах, когда непосредственный впрыск топлива в цилиндры, работа которых возобновлена, прекращают. Таким образом, прежде отключенные цилиндры можно запустить быстрее с возможностью прекращения непосредственного впрыска в цилиндры по прошествии заранее заданного числа рабочих циклов двигателя или событий впуска в цилиндрах, для улучшения подготовки смеси в цилиндрах вскоре после возобновления их работы. В частности, это может быть необходимо в условиях, когда скорость изменения запрошенного крутящего момента двигателя выше порога, в связи с чем водитель может почувствовать более быструю реакцию на водительский запрос крутящего момента.
Если двигатель работает в диапазоне, в котором осуществляют только непосредственный впрыск в цилиндры двигателя, непосредственный впрыск возобновляют в отключенные цилиндры, и цилиндры работают с улучшенным охлаждением заряда. Непосредственный впрыск топлива в цилиндры двигателя можно продолжать до тех пор, пока не изменятся параметры работы двигателя. Способ 2900 следует на шаг 2910.
На шаге 2910 способа 2900 проверяют, можно ли осуществлять впрыск топлива во впускные каналы, или нужен только непосредственный впрыск (НВ) топлива. Впрыск топлива во впускные каналы может быть начат по прошествии заранее заданного фактического общего числа событий впуска в цилиндрах с момента запроса включения одного или более цилиндров. Указанное заранее заданное фактическое общее число событий обеспечивает своевременный впрыск топлива в прежде отключенные цилиндры путем непосредственного впрыска топлива и возможность улучшения своевременной подготовки смеси после возобновления работы отключенных цилиндров. Альтернативно, при текущих параметрах работы двигателя может быть нужен только непосредственный впрыск топлива. Если способ 2900 установит, что можно осуществлять впрыск топлива во впускные каналы, или то, что нужен только непосредственный впрыск топлива, ответ будет "да", и способ 2900 следует на шаг 2912. В противном случае, способ 2900 совершает возврат на шаг 2908.
На шаге 2912 способа 2900 эксплуатируют топливные форсунки непосредственного впрыска и впрыска во впускные каналы согласно базовому графику. Базовый график может зависеть от частоты вращения двигателя и запрошенного водителем крутящего момента. Поэтому непосредственный впрыск топлива можно задействовать для возобновления работы отключенных цилиндров при более ранних углах А поворота коленчатого вала после запроса включения цилиндров, а затем осуществлять впрыск топлива во впускные каналы или и впрыск топлива во впускные каналы, и непосредственный впрыск топлива вместо только непосредственного впрыска. Способ 2900 следует на шаг завершения.
На ФИГ. 30 раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 29. Вертикальные линии в моменты Т3000-Т3002 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 30 содержит три графика, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени. Метки SS на каждом из графиков представляют перерывы во времени. Продолжительность перерыва во времени может быть длительной или короткой. События слева от меток SS представляют параметры работы двигателя, при которых осуществляют только впрыск топлива во впускные каналы, за исключением случаев, когда происходит возобновление работы цилиндров двигателя. События справа от меток SS представляют параметры работы двигателя, при которых осуществляют только непосредственный впрыск топлива. Последовательность на ФИГ. 30 относится к четырехцилиндровому двигателю с порядком зажигания 1-3-4-2. Все три графика синхронизированы по положению коленчатого вала.
Примеры моментов открытия выпускных клапанов обозначены заштрихованными накрест блоками 3002, 3012, 3023, 3028, 3051, 3056, 3064 и 3069. Примеры моментов открытия впускных клапанов обозначены заштрихованными блоками 3004, 3013, 3024, 3029, 3052, 3057, 3065 и 3070. Начало событий непосредственного впрыска топлива обозначено значками в виде форсунок 3006, 3053, 3058, 3062 и 3066. События подачи искры обозначены значками * в моменты 3010, 3015, 3026, 3054, 3059, 3063 и 3067. Начало событий впрыска топлива во впускные каналы обозначено значками в виде форсунок в моменты 3008, 3014, 3021 и 3025.
Первый график сверху на ФИГ. 30 представляет собой график изменения событий в двигателе относительно положения двигателя для цилиндра номер три. Такты в двигателе обозначены по горизонтальной оси буквами I, С, Р и Е. I представляет такт впуска. С представляет такт сжатия, Р представляет рабочий ход или такт, а Е представляет такт выпуска. Вертикальные полосы отделяют такты в двигателе друг от друга и представляют верхнюю мертвую точку или нижнюю мертвую точку хода поршня. Интервалы впрыска топлива во впускные каналы, например, 3001 и 3011, обозначены ВТВК (PFI). Впрыск топлива в цилиндр в течение рабочего цикла цилиндра можно осуществлять через топливные форсунки впрыска во впускные каналы в интервале впрыска топлива во впускные каналы. Непосредственный впрыск топлива за пределами интервала впрыска топлива во впускные каналы осуществляют в другом рабочем цикле цилиндра. Непосредственный впрыск топлива в цилиндры может происходить во время тактов впуска и сжатия.
Второй график сверху на ФИГ. 30 представляет собой график изменения событий в двигателе относительно положения двигателя для цилиндра номер два. Такты в двигателе обозначены по горизонтальной оси буквами I, С, Р и Е. I представляет такт впуска. С представляет такт сжатия, Р представляет рабочий ход или такт, а Е представляет такт выпуска. Вертикальные полосы отделяют такты в двигателе друг от друга и представляют верхнюю мертвую точку или нижнюю мертвую точку хода поршня.
Третий график представляет собой график изменения состояния запроса возобновления работы цилиндров относительно положения двигателя. Вертикальная ось представляет состояние возобновления работы цилиндров, запрошенного, когда линия графика находится вблизи уровня стрелки вертикальной оси. Состояние возобновления работы цилиндров указывает на отсутствие запроса возобновления работы цилиндров, когда линия графика находится вблизи горизонтальной оси. В некоторых примерах запрос возобновления работы цилиндров может заменять переменная необходимого числа включенных цилиндров.
В момент Т3000 цилиндры номер два и три отключены (например, топливо не впрыскивают в цилиндры, а впускные и выпускные клапаны цилиндров удерживают в закрытом состоянии в рабочем цикле двигателя), при этом запрос возобновления работы цилиндров не подтвержден. Поэтому топливо не впрыскивают в цилиндры номер два и три. Кроме того, впускные и выпускные клапаны цилиндров номер два и три удерживают закрытыми. Цилиндры номер один и четыре сжигают топливовоздушные смеси (не показано) во время вращения двигателя.
В момент Т3001 совершают запрос возобновления работы цилиндров двигателя, на что указывает переход запроса возобновления работы цилиндров на более высокий уровень. Запрос возобновления работы цилиндров происходит в середине интервала 3001 впрыска топлива во впускные каналы (ВТВК) и может быть связан с ростом запрошенного водителем крутящего момента. Так как топливная форсунка впрыска во впускной канал должна выдавать точные небольшие количества топлива и большие количества топлива, расход через нее не может обеспечить достаточное количество топлива в интервале 3001 впрыска топлива во впускные каналы для создания стехиометрической смеси в цилиндре номер три. Поэтому осуществляют непосредственный впрыск топлива для начала сгорания в цилиндре номер три как можно скорее после запроса возобновления работы цилиндров. Непосредственный впрыск топлива осуществляют после первого такта впуска после момента Т3001. Топливо, впрыснутое на шаге 3006, сгорает на шаге 3010.
Запрос возобновления работы цилиндров имеет место в конце интервала 3020 впрыска во впускные каналы до начала работы отключенных впускных и выпускных клапанов. Впрыск топлива во впускные каналы начинают на шаге 3021 в начале интервала 3022 впрыска топлива во впускные каналы, чтобы обеспечить достаточно времени для впрыска топливной форсункой впрыска во впускной канал цилиндра номер два количества топлива, создающего стехиометрическую смесь в цилиндре номер два. Непосредственный впрыск топлива в цилиндр номер два не осуществляют, так как запрос возобновления работы цилиндров происходит слишком поздно во время такта сжатия для непосредственного впрыска необходимого количества топлива.
Топливо впрыскивают во впускной канал цилиндра номер три для второго события сгорания в цилиндре номер три на шаге 3008. Топливо впрыскивают во впускной канал в начале интервала 3011 впрыска топлива во впускные каналы с возможностью создания стехиометрической смеси в цилиндре номер три. Топливо, впрыснутое на шаге 3008, поступает в цилиндр номер три при открытии впускного клапана на шаге 3013. Второе событие сгорания происходит в цилиндре номер три на шаге 3015.
Топливо впрыскивают во впускной канал цилиндра номер два для второго события сгорания в цилиндре номер два на шаге 3025. Топливо впрыскивают во впускной канал в начале интервала 3027 впрыска топлива во впускные каналы с возможностью создания стехиометрической смеси в цилиндре номер два. Топливо, впрыснутое на шаге 3025, поступает в цилиндр два при открытии впускного клапана на шаге 3029. Второе событие сгорания происходит в цилиндре номер три на шаге 3026.
Цилиндры номер два и три отключают во второй раз между метками SS и Т3002. В это время топливо не впрыскивают, и в цилиндрах не происходит сгорание. Цилиндры номер один и четыре сжигают воздух и топливо во время вращения двигателя (не показано). Возобновление работы цилиндров не запрошено.
В момент Т3002 запрос возобновления работы цилиндров подтвержден во второй раз. Запрос возобновления работы цилиндров может быть подтвержден в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента или иные условия. Двигатель работает при параметрах, для которых запланирован только непосредственный впрыск топлива. Так как впрыск топлива во впускные каналы не запланирован, первый непосредственный впрыск с момента запроса возобновления работы цилиндров происходит на шаге 3062. Топливо впрыскивают во время такта сжатия в цилиндре номер два, и оно сгорает с воздухом, который был заперт в цилиндре номер два при его отключении. Сгорание впрыснутого топлива происходит при первом событии 3063 сгорания после запроса возобновления работы цилиндров в момент Т3002. При этом в некоторых примерах в цилиндре номер два могут быть заперты отработавшие газы, либо возможно просачивание воздуха через поршни, в случае отключения цилиндра номер два на длительный период времени. В таких условиях, первый непосредственный впрыск топлива в цилиндр номер два после запроса возобновления работы цилиндров произойдет на шаге 3066 после всасывания свежего воздуха в цилиндр номер два.
Первый непосредственный впрыск для цилиндра номер три после момента Т3002 происходит на шаге 3053 после возобновления работы и открытия впускных и выпускных клапанов на шагах 3051 и 3052. Топливо, впрыснутое на шаге 3053, сгорает на шаге 3054.
Второй непосредственный впрыск в цилиндр номер два осуществляют на шаге 3066. Топливо, впрыснутое на шаге 3066, сгорает с воздухом, всосанным на шаге 3065. При подаче искры на шаге 3067 возникает второе событие сгорания в цилиндре номер два после запроса возобновления работы цилиндров в момент Т3002.
Второй непосредственный впрыск в цилиндр номер три осуществляют на шаге 3058. Топливо, впрыснутое на шаге 3058, сгорает с воздухом, всосанным на шаге 3057. При подаче искры на шаге 3059 возникает второе событие сгорания в цилиндре номер три после запроса возобновления работы цилиндров в момент Т3002.
Таким образом, непосредственный впрыск топлива позволяет сократить количество времени для возобновления работы отключенных цилиндров двигателя. Кроме того, впрыск топлива во впускные каналы можно осуществлять после того, как работа цилиндров двигателя будет возобновлена с непосредственным впрыском для улучшения смешивания в цилиндрах двигателя, и, тем самым, снижения выбросов двигателя.
На ФИГ. 31 раскрыт способ для управления насосом моторного масла в зависимости от режима цилиндров. Способ на ФИГ. 31 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 31 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 31 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 3102 способа 3100 проверяют наличие запроса переключения впускных клапанов или впускных клапанов и выпускных клапанов цилиндров в отключенное состояние. Запрос может быть выдан в соответствии со способом на ФИГ. 22. Если способ 3100 установит наличие запроса переключения тарельчатых клапанов цилиндров в отключенное состояние, ответ будет "да", и способ 3100 следует на шаг 3104. В противном случае, способ 3100 следует на шаг 3120.
На шаге 3104 способа 3100 определяют минимальное давление в масляной магистрали для отключения тарельчатых клапанов цилиндров при текущих параметрах работы двигателя. В одном примере нормальным состоянием впускных и выпускных тарельчатых клапанов двигателя является включенное, а их отключение осуществляют путем подачи масла под давлением в управляющие механизмы клапанов. Масло под давлением отключает впускные и выпускные клапаны для удержания их закрытыми в одном или более рабочих циклах двигателя. При снижении давления масла происходит возобновление работы отключенных клапанов для их открытия и закрытия в рабочем цикле двигателя.
Минимальное давление масла для отключения тарельчатых клапанов цилиндров можно определить эмпирически по таким параметрам, как температура моторного масла и частота вращения двигателя. Минимальное давление масла для отключения тарельчатых клапанов цилиндров можно сохранить в таблице или функции в памяти, которые могут быть построены по указанным параметрам. Способ 3100 строит указанную таблицу или функцию для определения минимального давления масла для отключения тарельчатых клапанов цилиндров при текущих параметрах работы двигателя и следует на шаг 3106.
На шаге 3106 способа 3100 определяют минимальное давление масла для смазки двигателя при текущих параметрах работы двигателя. Минимальное давление масла для смазки двигателя можно определить эмпирически по таким параметрам, как температура моторного масла, крутящий момент двигателя и частота вращения двигателя. Минимальное давление масла для смазки двигателя можно сохранить в таблице или функции в памяти, которые могут быть построены по указанным параметрам. Способ 3100 строит указанную таблицу или функцию для определения минимального давления масла для смазки двигателя при текущих параметрах работы двигателя и следует на шаг 3108.
На шаге 3108 способа 3100 определяют минимальное давление масла для приведения в действие распределительных валов с изменяемыми фазами при текущих параметрах работы двигателя. Минимальное давление масла для приведения в действие распределительных валов с изменяемыми фазами можно определить эмпирически по таким параметрам, как температура моторного масла, крутящий момент двигателя и частота вращения двигателя. Минимальное давление масла для приведения в действие распределительных валов с изменяемыми фазами можно сохранить в таблице или функции в памяти, которые могут быть построены по указанным параметрам. Способ 3100 строит указанную таблицу или функцию для определения минимального давления масла для приведения в действие распределительных валов с изменяемыми фазами при текущих параметрах работы двигателя и следует на шаг 3110.
На шаге 3110 способа 3100 определяют максимальное давление масла по значениям минимального давления масла, определенным на шагах 3104-3108, и регулируют исполнительные устройства для обеспечения этого значения. Например, если минимальное давление масла для отключения тарельчатого клапана составляет 100 кПа, минимальное давление масла для смазки двигателя - 200 кПа, а минимальное давление масла для изменения положения распределительного вала относительно положения коленчатого вала - 150 кПа, максимальное давление масла исходя из значений минимального давления масла составит 200 кПа. Давление масла, подаваемого масляным насосом, задают равным 200 кПа. Полученное значение заданного давления масла представляет собой заданное статическое давление масла. Давление масла можно регулировать путем регулирования подачи масляного насоса, положения сбросного клапана или потока масла через охлаждающие сопла. Способ 3100 следует на шаг 3110.
На шаге 3112 способа 3100 дают команду на увеличение давления масла в масляной магистрали, ведущей к управляющим механизмам тарельчатых клапанов цилиндров. Давление масла можно увеличить путем увеличения заданной подачи насоса, уменьшения потока через сбросной клапан масляной магистрали, уменьшения потока через сопла охлаждений поршней или уменьшения числа оборотов масляного насоса. Заданное давление масла повышают до значения, превышающего значение для удержания клапанов в закрытом состоянии, для быстрого отключения клапанов. Данное повышение заданного давления масла представляет собой заданное динамическое давление. Заданное динамическое давление можно определить эмпирически и сохранить в таблице или массиве, построенном по значениям частоты вращения двигателя и температуры масла. Заданное динамическое давление имеет относительно короткую продолжительность, а заданное статическое давление - большую продолжительность. Таким образом, заданное давление масляного насоса может состоять из заданного статического давления и заданного динамического давления. Кроме того, способ 3100 может регулировать давление масла на выходе масляного насоса в зависимости от качества масла. Например, если качество масла высокое, давление масляного насоса можно снизить в связи с лучшей смазывающей способностью более нового или высококачественного масла. Кроме того, способ 3100 может не включать сопла охлаждения цилиндров одновременно с включением или отключением цилиндров посредством управляющих механизмов впускных и выпускных клапанов. Способ 3100 следует на шаг 3114.
На шаге 3114 способа 3100 снижают давление масла в масляной магистрали до значения, определенного на шаге 3110, или до заданного статического давления масла, после того, как будет установлено, что необходимые тарельчатые клапаны цилиндров отключены. Способ 3100 следует на шаг 3116.
На шаге 3116 способа 3100 тарельчатые клапаны цилиндров переводят в необходимое состояние или удерживают в текущем состоянии при отсутствии запроса изменения состояния цилиндров. Способ 3100 следует на шаг завершения.
На шаге 3120 способа 3100 проверяют наличие запроса переключения впускных клапанов цилиндров или впускных и выпускных клапанов во включенное состояния. Запрос может быть связан с запрошенным водителем крутящим моментом и (или) иными параметрами работы транспортного средства. Если способ 3100 установит наличие запроса переключения тарельчатых клапанов цилиндров во включенное состояние, ответ будет "да", и способ 3100 следует на шаг 3122. В противном случае, способ 3100 следует на шаг 3114.
На шаге 3122 способа 3100 снижают давление масла в масляной магистрали, ведущей к управляющим механизмам тарельчатых клапанов цилиндров. Давление масла можно снизить путем уменьшения заданной подачи насоса, увеличения потока через сбросной клапан масляной магистрали, увеличения потока через сопла охлаждений поршней или уменьшения числа оборотов масляного насоса. Способ 3100 следует на шаг 3114.
На ФИГ. 32 раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 31. Вертикальные линии в моменты Т3200-Т3204 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 32 содержит шесть графиков, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени.
Первый график сверху на ФИГ. 32 представляет собой график изменения состояния запроса отключения цилиндров во времени. Запрос отключения цилиндров является основанием для включения и отключения цилиндров. Кроме того, на основании запроса отключения цилиндров можно включать и отключать клапаны цилиндров. Вертикальная ось представляет запрос отключения цилиндров, при этом отключение цилиндров запрошено, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Отключение цилиндров не запрошено, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху на ФИГ. 32 представляет собой график изменения состояния отключения цилиндров во времени. Вертикальная ось представляет состояние отключения цилиндров, при этом один или более цилиндров двигателя отключены, когда линия состояния отключения находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Цилиндры не отключены, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. Поток топлива в отключенные цилиндры прекращают, а впускные и выпускные клапаны отключенных цилиндров удерживают закрытыми в одном или более рабочих циклах двигателя, чтобы в отключенных цилиндрах не происходило сгорание. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 32 представляет собой график изменения заданной подачи насоса моторного масла во времени. Вертикальная ось представляет заданную подачу насоса моторного масла, растущую в направлении стрелки вертикальной оси. Заданная подача насоса моторного масла представляет собой объединенные значения заданного статического давления масла и заданного динамического давления масла. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху на ФИГ. 32 представляет собой график изменения потребного статического давления масла во времени. Вертикальная ось представляет потребное статическое давление масла, растущее в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху на ФИГ. 32 представляет собой график изменения заданного динамического давления масла во времени. Вертикальная ось представляет заданное динамическое давление масла, растущее в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Шестой сверху график на ФИГ. 32 представляет собой график изменения заданного давления в магистрали моторного масла во времени. Вертикальная ось представляет давление в магистрали моторного масла, значение которого растет в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры. Горизонтальная линия 3202 представляет минимальное давление в масляной магистрали для удержания отключенного клапана в отключенном состоянии.
В момент Т3200 отключение цилиндров не запрошено, и цилиндры не отключены. Заданное статическое давление масла находится на более низком уровне, и заданная подача масляного насоса находится на более низком уровне. Заданное динамическое давление масла равно нулю. Давление в магистрали моторного масла находится на более низком уровне.
В момент Т3202 запрос отключения цилиндров подтвержден. Запрос отключения цилиндров может быть подтвержден в ответ на уменьшение запрошенного водителем крутящего момента или иным параметром работы транспортного средства. Состояние отключения цилиндров указывает на то, что цилиндры не отключены. Заданное динамическое давление масла возрастает в ответ на запрос отключения цилиндров. Заданное статическое давление масла также растет в ответ на запрос отключения цилиндров. Заданная подача масляного насоса растет в ответ на запрос отключения цилиндров. В соответствии с заданной подачей масляного насоса регулируют подачу масляного насоса. Давление в масляной магистрали растет в соответствии с заданной подачей масляного насоса.
Альтернативно, может быть по меньшей мере частично закрыт сбросной клапан масляной магистрали для повышения давления в масляной магистрали, как показано, Кроме того, в некоторых примерах может быть уменьшен поток через сопло охлаждения двигателя для повышения давления в масляной магистрали, как показано. Дополнительно, в некоторых примерах увеличивают число оборотов масляного насоса для повышения давления в масляной магистрали, как показано.
В момент Т3203 состояние отключения цилиндров переходит на более высокий уровень, указывая на то, что клапаны цилиндра отключены и их удерживают закрытыми в одном или более рабочих циклах двигателя. Состояние отключения цилиндров можно определять по выходным сигналам одного или более датчиков (например, датчиков управляющих механизмов клапанов, датчиков отработавших газов или прочих датчиков). Заданная подача масляного насоса падает, и заданное динамическое давление масла падает. Заданное статическое давление масла остается на предыдущем значении. Происходит выравнивание давления в масляной магистрали при давлении масла немного выше 3202, благодаря чему можно удерживать клапаны отключенными и снизить энергопотребление масляного насоса.
В момент Т3204 запрос возобновления работы цилиндров подтвержден, на что указывает переход состояния отключения цилиндров на более низкий уровень. Работа цилиндров может быть возобновлена в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента или в соответствии с иным параметром работы транспортного средства. Состояние отключения цилиндров указывает на то, что цилиндры отключены. Заданное динамическое давление масла снижено в ответ на запрос возобновления работы цилиндров. Заданное статическое давление масла также снижено в ответ на запрос возобновления работы цилиндров. Заданная подача масляного насоса падает в ответ на запрос возобновления работы цилиндров. В соответствии с заданной подачей масляного насоса регулируют подачу масляного насоса. Давление в масляной магистрали падает в соответствии с заданной подачей масляного насоса.
Альтернативно, может быть по меньшей мере частично открыт сбросной клапан масляной магистрали для снижения давления в масляной магистрали, как показано. Кроме того, в некоторых примерах поток через сопло охлаждения двигателя может быть увеличен для снижения давления в масляной магистрали, как показано. Дополнительно, в некоторых примерах число оборотов масляного насоса уменьшают для снижения давления в масляной магистрали, как показано.
В момент Т3204 состояние отключения цилиндров переходит на более низкий уровень, указывая на то, что работа клапанов цилиндров возобновлена и происходит их открытие и закрытие в одном или более рабочих циклах двигателя. Состояние возобновления работы цилиндров может быть определено по выходным сигналам одного или более датчиков (например, датчиков управляющих механизмов клапанов, датчиков отработавших газов или прочих датчиков). Заданная подача масляного насоса возрастает, и заданное динамическое давление масла возрастает. Заданное статическое давление масла остается на предыдущем значении. Происходит выравнивание давления в масляной магистрали на значении, соответствующем максимальному давлению масла, определенному по минимальному давлению масла для смазки двигателя, минимальному давлению масла для приведения в действие распределительных валов с необходимой скоростью.
Таким образом, отключение цилиндров и клапанов цилиндров можно ускорить с одновременным снижением энергопотребления масляного насоса. Кроме того, задание динамического давления для регулирования давления масла позволяет быстро возобновлять работу клапанов цилиндров.
На ФИГ. 33 раскрыт способ для контроля детонации в двигателе в зависимости от режима работы цилиндров. Способ на ФИГ. 33 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 33 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 33 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 3302 способа 3300 устанавливают соответствия между выходными сигналами датчиков детонации в двигателе и включенными цилиндрами или относят эти сигналы к цилиндрам. Альтернативно, способ 3300 может установить соответствия выходных сигналов датчиков детонации в двигателе на основе карты отключенных цилиндров. Например, для четырехцилиндрового двигателя с порядком зажигания 1-3-4-2 и датчиков детонации в двигателе, расположенных как показано на ФИГ. 2А, датчики детонации могут быть назначены согласно таблице 2.
Таблица 2 содержит два режима отключения цилиндров. Первый режим обозначен как «ТОПЛИВО» и представляет собой режим, в котором цилиндры отключают путем прекращения подачи топлива в цилиндры, при этом впускные и выпускные клапаны продолжают открывать и закрывать в рабочем цикле двигателя. Второй режим обозначен как «ТОПЛИВО И ВОЗДУХ» и представляет собой режим, в котором цилиндры отключают путем прекращения подачи топлива в цилиндры, при этом впускные и выпускные клапаны удерживают в закрытом состоянии в рабочем цикле двигателя.
Режимы цилиндров обозначены номерами 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7. Переходы из одного режима в другой могут зависеть от времени работы двигателя в некотором режиме, количества масла в отключенных цилиндрах, числа оборотов двигателя в режиме и иных параметров, раскрытых в настоящем описании, которые могут обусловить переходы из одного режима цилиндров в другой. Режим 1 - это режим, в котором цилиндры 1-4 включены (например, сжигают воздух и топливо с открытием и закрытие клапанов в рабочем цикле двигателя), а двигатель вращается за счет крутящего момента, создаваемого цилиндрами 1-4. Режим 2 - это режим, в котором цилиндры 1 и 4 включены, а двигатель вращается за счет крутящего момента, создаваемого цилиндрами 1 и 4. Режим 3 - это режим, в котором цилиндры 1, 4 и 2 включены, а двигатель вращается за счет крутящего момента, создаваемого цилиндрами 1, 4 и 2. Режим 4 - это режим, в котором цилиндры 1, 3 и 4 включены, а двигатель вращается за счет крутящего момента, создаваемого цилиндрами 1, 3 и 4. Режим 5 - это режим, в котором цилиндры 3 и 2 включены, а двигатель вращается за счет крутящего момента, создаваемого цилиндрами 3 и 2. Режим 6 - это режим, в котором цилиндры 3, 4 и 2 включены, а двигатель вращается за счет крутящего момента, создаваемого цилиндрами 3, 4 и 2. Режим 7 - это режим, в котором цилиндры 1, 3 и 2 включены, а двигатель вращается за счет крутящего момента, создаваемого цилиндрами 1, 3 и 2. Альтернативно, режимы цилиндров могут отражать то, какие цилиндры отключены.
В данном примере ячейки таблицы заполнены значениями 1 и (или) 2, при этом можно использовать и другие значения. Значение «один» означает, что датчик детонации, расположенный вблизи цилиндров номер 1 и 2, выбран для дискретизации его сигнала и определения детонации в двигателе. Значение «два» означает, что датчик детонации, расположенный вблизи цилиндров номер 3 и 4, выбран для дискретизации его сигнала и определения детонации в двигателе. Например, если двигатель работает в режиме А цилиндров с режимом отключения цилиндров «ТОПЛИВО», датчики детонации 1 и 2 выбирают и их сигналы дискртизируют для определения детонации двигателя в цилиндрах 1-4. Если двигатель работает в режиме F цилиндров с режимом отключения цилиндров «ТОПЛИВО И ВОЗДУХ», датчик детонации 2 является единственным датчиком детонации, который выбран для дискретизации его сигнала для определения детонации двигателя в цилиндрах 3, 4 и 2.
Из таблицы 2 видно, что отдельные датчики детонации в двигателе могут быть назначены для выявления детонации в разных цилиндрах для разных режимов цилиндров и разных режимов отключения цилиндров. Один датчик детонации в двигателе может обеспечить улучшенное отношение "сигнал-шум" в одном режиме цилиндров и одном режиме отключения цилиндров, а другой датчик детонации может обеспечить улучшенное отношение "сигнал-шум" в указанном одном режиме цилиндров и во втором режиме отключения цилиндров. Кроме того, пороги детонации в двигателе можно корректировать в зависимости от того, какой датчик детонации назначен для выдачи показаний детонации. Сигналы датчика или датчиков детонации в двигателе, назначенных для того или иного режима цилиндров и режима отключения цилиндров, дискретизируют во время рабочего цикла двигателя на предмет признаков детонации во включенных цилиндрах. Сигнал датчика детонации в двигателе, не назначенного для того или иного режима цилиндров и режима отключения цилиндров, не дискретизируют, либо снятые сигналы этого датчика детонации не используют для определения детонации в двигателе во время рабочего цикла двигателя. Таким образом, могут быть установлены карты соответствия датчиков детонации в двигателе для улучшения соотношений "сигнал-шум". Схожие карты соответствия могут быть установлены для шести- и восьмицилиндрового двигателей. Способ 33 следует на шаг 3304.
На шаге 3304 способа 3300 определяют включенные и отключенные цилиндры двигателя. В одном примере включенные цилиндры определяют, как раскрыто на шаге 1118 на ФИГ. 11, на котором проверяют наличие условий для отключения одного или более цилиндров. В других примерах, включенные цилиндры можно определять по значениям переменных в соответствующих ячейках памяти. Значения переменных можно изменять при каждом включении или отключении цилиндра. Например, переменная в памяти может обозначать рабочее состояние цилиндра номер один. Значение переменной «один» может указывать на то, что цилиндр номер один включен, а значение переменной «ноль» - на то, что цилиндр номер один отключен. Так можно определять рабочее состояние каждого цилиндра. Способ 3300 следует на шаг 3306.
На шаге 3306 способа 3300 определяют, какие цилиндры двигателя отключены путем прекращения потока топлива в цилиндры, но без прекращения потока воздуха в цилиндры. Способ 3300 также определяет, какие цилиндры отключены путем прекращения потоков топлива и воздуха в отключенные цилиндры. В одном примере контроллер присваивает каждому цилиндру переменную в памяти для отслеживания режима отключения цилиндра. Режим отключения цилиндра сохраняют в памяти контроллера при отключении цилиндра. Например, значение переменной равно 1, если цилиндр номер один отключен путем прекращения потока топлива в отключенный цилиндр номер один, но без прекращения потока воздуха в отключенный цилиндр номер один. Напротив, значение переменной равно 0, если цилиндр номер один отключен путем прекращения потоков топлива и воздуха в отключенный цилиндр номер один. Цилиндр можно отключать посредством любых из раскрытых в настоящем описании способов и систем. Значения переменных можно изменять при каждом отключении цилиндра.
В некоторых примерах может быть построена таблица, схожая с таблицей 2, для выдачи порогового значения детонации в зависимости от режима цилиндров и режима отключения цилиндров. Значения в таблице можно определить эмпирически и сохранить в таблице. Таблица построена по режимам цилиндров и режимам отключения цилиндров. Таблица выдает пороговые значения детонации, с которыми сравнивают выходные сигналы датчиков детонации. Если выходной сигнал датчика детонации превышает пороговое значение детонации, можно установить наличие детонации. Способ 3300 следует на шаг 3308.
На шаге 3308 способа 3300 контролируют выбранные датчики детонации для определения детонации в двигателе. В частности, датчики детонации выбирают по карте соответствия датчиков детонации, о которой идет речь на шаге 3302. Карта соответствия датчиков детонации построена по режимам цилиндров и режимам отключения цилиндров. Из таблицы определяют датчики детонации в двигателе, сигналы которых дискретизируют во время рабочего цикла двигателя на предмет детонации в двигателе в различных режимах цилиндров и режимах отключения цилиндров. В одном примере датчики детонации контролируют в определенных интервалах по углу поворота коленчатого вала для выявления детонации во включенных цилиндрах.
Если выходной сигнал датчика детонации превышает пороговый уровень (например, пороговые уровни детонации, о которых идет речь на шаге 3306), указывают наличие детонации в двигателе. В некоторых примерах выходные сигналы датчика детонации можно интегрировать и сравнивать с пороговым уровнем. Если результат интегрирования выходного сигнала датчика детонации выше порогового, указывают наличие детонации в двигателе. Способ 3300 следует на шаг 3310.
На шаге 3310 способа 3300 регулируют исполнительное устройство в ответ на указание наличия детонации. В одном примере момент зажигания изменяют в сторону запаздывания для подавления детонации в двигателе. Момент начала впрыска топлива может быть изменен в сторону запаздывания для снижения давления в цилиндре и подавления детонации в двигателе. Альтернативно, может быть увеличено количество впрыскиваемого топлива. Кроме того, в некоторых случаях может быть уменьшен заряд воздуха в цилиндре для снижения вероятности детонации в двигателе. Дополнительно, соотношение количеств топлива впрыска во впускные каналы и непосредственного впрыска можно изменить в связи с детонацией в двигателе. Например, количество топлива непосредственного впрыска можно увеличить, количество топлива впрыска во впускные каналы - уменьшить. Отрегулировав исполнительное устройство, способ 3300 следует на шаг завершения.
На ФИГ. 34 раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 34. Вертикальные линии в моменты Т3400-Т3407 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 34 содержит шесть графиков, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени. Последовательность на ФИГ. 34 представляет собой последовательность для эксплуатации четырехцилиндрового двигателя при по существу постоянной частоте вращения и запрошенном водителем крутящем моменте (например, изменения крутящего момента и частоты вращения менее 5%).
Первый график сверху на ФИГ. 34 представляет собой график регулирования момента зажигания для включенных цилиндров (например, цилиндров, сжигающих воздух и топливо) во времени. Вертикальная ось представляет момент зажигания для включенных цилиндров с большим опережением, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Зажигание является менее ранним или поздним, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху на ФИГ. 34 представляет собой график изменения группы включенных цилиндров во времени. Вертикальная ось представляет группу включенных цилиндров, при этом группа цилиндров включена, когда линия находится на уровне группы цилиндров. В данном примере есть две возможные группы А и В цилиндров, как указано по вертикальной оси. Группа 1 указывает на то, что цилиндры 1-4 включены и сжигают воздух и топливо. Группа 2 указывает на то, что цилиндры 1 и 4 включены и сжигают воздух и топливо. Цилиндры 2 и 3 отключены, когда включена группа 3. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 34 представляет собой график смены режима отключения цилиндров во времени. Вертикальная ось представляет режим отключения цилиндров. Цилиндры не отключены, когда линия отключения цилиндров находится вблизи центра вертикальной оси. Цилиндры отключены путем прекращения подачи воздуха и топлива в отключенные цилиндры, когда линия находится вблизи стрелки вертикальной оси. Цилиндры отключены путем прекращения подачи топлива в отключенные цилиндры, при этом воздух течет через отключенные цилиндры, когда линия находится вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху на ФИГ. 34 представляет изменение датчиков детонации, сигнал которых дискретизируют, во времени. Вертикальная ось представляет датчик, сигнал которого дискретизируют. Значение «один» указывает на то, что дискретизируют сигнал только первого датчика детонации. Значение «два» указывает на то, что дискретизируют сигнал только второго датчика детонации. Значения 1 и 2 указывают на то, что дискретизируют сигнал и первого, и второго датчиков детонации. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху на ФИГ. 34 представляет собой график изменения амплитуды выходного сигнала датчика детонации во времени. Вертикальная ось представляет амплитуду датчика детонации, при этом выходной сигнал датчика детонации растет в направлении стрелки вертикальной оси. Сплошная линия 3404 - это выходной сигнал первого датчика детонации. Штриховая линия 3406 - это выходной сигнал второго датчика детонации. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры. Штриховая линия 3402 представляет пороговый уровень для сравнения выходного сигнала датчика детонации. Если выходной сигнал датчика детонации превышает 3402, указывают наличие детонации в двигателе. Уровень 3402 корректируют в зависимости от группы цилиндров и режима отключения цилиндров.
Шестой сверху график на ФИГ. 34 представляет собой график изменения результата определения детонации в двигателе во времени. Вертикальная ось представляет результат определения детонации в двигателе. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры. В зависимости от результата определения детонации в двигателе может быть отрегулировано исполнительное устройство двигателя для снижения вероятности дальнейшей детонации в двигателе.
В момент Т3400 группа 1 цилиндров включена, и момент зажигания более ранний. Цилиндры не отключены, поэтому режим отключения цилиндров указывает на отсутствие отключенных цилиндров. Датчиками детонации, сигнал коорых дискретизируют, являются 1 и 2, то есть дискретизируют сигнал первого и второго датчиков детонации для определения наличия детонации в двигателе. Выходные сигналы первого и второго датчиков детонации ниже порога 3402, поэтому наличие детонации в двигателе не указывают.
В момент Т3401 группой включенных цилиндров становится группа 2. Группа 2 предусматривает отключение двух цилиндров двигателя (например, цилиндров номер 2 и 3). Изменение группы включенных цилиндров может быть связано с падением запрошенного водителем крутящего момента или иными изменениями параметров работы транспортного средства (например, достижением пороговой температуры двигателя). Момент зажигания изменяют в сторону запаздывания в связи с более высокой нагрузкой на два включенных цилиндра, несмотря на отсутствие изменений запрошенного водителем крутящего момента (не показано). Указанные два цилиндра отключены путем прекращения потока топлива в цилиндры. Впрыск топлива остановлен для прекращения потока топлива в указанные два цилиндра. Воздух продолжает течь через отключенные цилиндры, так как режимом отключения цилиндров является режим «ТОПЛИВО». Датчики детонации, сигналы которых дискретизируют, остаются без изменений. Порог 3402 датчика детонации переходит на более низкий уровень, так как фоновый шум может быть уменьшен благодаря отключению двух цилиндров двигателя, и шум сгорания может быть уменьшен. Выходные сигналы датчиков детонации не превышают порог 3402, поэтому наличие детонации в двигателе не указывают.
В момент Т3402 группой включенных цилиндров вновь становится группа 1. Изменение состояния группы включенных цилиндров может быть связано с ростом запрошенного водителем крутящего момента, падением температуры двигателя или иным параметром. Режим отключения цилиндров возвращается к центральному значению, указывающему на отсутствие отключенных цилиндров. Датчики детонации, сигналы которых дискретизируют, остаются без изменений. Порог датчика детонации вновь возрастает до предыдущего уровня, при этом не указывают наличие детонации в двигателе, так как выходные сигналы датчиков детонации ниже порога 3402. Момент зажигания в двигателе возвращается к прежнему значению.
В момент Т3403 группой включенных цилиндров вновь становится группа 2. Указанные два цилиндра отключены путем прекращения подачи топлива и воздуха в цилиндры. Впрыск топлива остановлен для прекращения потока топлива в указанные два цилиндра, при этом впускные и выпускные клапаны двух отключенных цилиндров удерживают закрытыми во время рабочего цикла двигателя для прекращения потока воздуха в два отключенных цилиндра. Датчики детонации, сигналы которых дискретизируют, остаются без изменений. Порог 3402 датчика детонации снижен до самого низкого уровня, так как фоновый шум может быть уменьшен благодаря отсутствию сгорания в отключенных цилиндрах и отключению клапанов цилиндра, то есть уменьшению воздействия клапанов. Выходные сигналы первого и второго датчиков детонации не превышают порог 3402, поэтому наличие детонации в двигателе не указывают. Момент зажигания изменен в сторону запаздывания с учетом возросшей нагрузки на включенные цилиндры для поддержания запрошенного водителем крутящего момент.
В момент Т3404 выходной сигнал первого датчика детонации превышает порог 3402. В связи с этим указывают наличие детонации в двигателе, как видно из шестого графика. Момент зажигания изменяют в сторону дальнейшего запаздывания в ответ на указание наличия детонации в двигателе. Группой включенных цилиндров остается группа 2, при этом поток воздуха и поток топлива в отключенные цилиндры остаются блокированными. Датчики детонации, сигналы которых дискретизируют, остаются без изменений. Выходной сигнал датчика детонации падает в связи с увеличением запаздывания зажигания.
В момент Т3405 группой включенных цилиндров вновь становится группа 1. Режим отключения цилиндров возвращается к центральному значению, указывающему на отсутствие отключенных цилиндров. Датчики детонации, сигналы которых дискретизируют, остаются без изменений. Порог датчика детонации вновь возрастает до начального уровня, при этом наличие детонации в двигателе не указывают, так как выходные сигналы датчиков детонации ниже порога 3402.
В момент Т3406 группой включенных цилиндров становится группа 3. Три цилиндра (например, цилиндры номер 1, 4 и 2) включены в группе 3 цилиндров. Датчиком детонации, сигнал которого дискретизируют, вместо датчиков 1 и 2, становится датчик 1. То есть первый датчик детонации является единственным датчиком детонации, сигнал которого дискретизируют, когда включена группа 3, а цилиндры отключены путем прекращения потока топлива без прекращения потока воздуха в отключенные цилиндры (например, в режиме «ТОПЛИВО» согласно таблице 2). Изменение состава датчиков детонации, сигналы которых дискретизируют, позволяет улучшить соотношение «сигнал-шум» для определения детонации двигателя. Наличие детонации в двигателе не указывают, так как выходные сигналы первого и второго датчиков детонации ниже порога 3402.
В момент Т3407 группой включенных цилиндров вновь становится группа 1. Режим отключения цилиндров возвращается к центральному значению, указывающему на отсутствие отключенных цилиндров. Порог датчика детонации вновь возрастает до начального уровня, при этом не указывают наличие детонации в двигателе, так как выходные сигналы первого и второго датчиков детонации ниже порога 3402.
Таким образом, можно дискретизировать сигналы разных датчиков детонации в зависимости от группы включенных цилиндров и режима отключения цилиндров. Кроме того, пороговый уровень, с которым сравнивают выходные сигналы датчиков детонации, может быть разным в зависимости от режима цилиндров и режима отключения цилиндров. Режимы цилиндров, датчики детонации, сигналы которых дискретизируют, пороговые уровни детонации и группы цилиндров по своей сути являются примерами и не предназначены для ограничения объема или охвата раскрываемого изобретения.
На ФИГ. 35 раскрыт способ для контроля детонации в двигателе в зависимости от режима отключения цилиндров. Способ на ФИГ. 35 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 35 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 35 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 3502 способа 3500 оценивают температуры цилиндров двигателя с помощью модели и (или) считают фактическое общее число рабочих циклов двигателя, в которых отключенные цилиндры отключены. Температуры включенных и отключенных цилиндров моделируют. В одном примере температуру цилиндра в установившемся режиме определяют на шаге 3504 по следующему уравнению:
где CYLss - результат оценки температуры цилиндра в установившемся режиме (например, температура цилиндра); 
- температура цилиндра в зависимости от частоты вращения двигателя (N), нагрузки двигателя (L) и состояние отключения цилиндров (CYL_d_state); AF_fn - функция, являющаяся вещественным множителем для воздушно-топливного отношения цилиндра (afr); Spk_fn - функция, являющаяся вещественным множителем для момента зажигания в цилиндре, в основе которой лежит запаздывание зажигания для достижения оптимального момента зажигания ОМЗ (МВТ) (spkMBT); a EGR_fn - функция, являющаяся вещественным множителем для процента рециркуляции отработавших газов (EGR). CYL_d_state указывает, включен ли или нет цилиндр и происходит ли или нет сжигание воздуха и топлива для изменения результата CYLss при переходе цилиндра двигателя из включенного в отключенное состояние и наоборот. Температуру цилиндра в установившемся режиме изменяют на постоянную времени для получения результата оценки температуры цилиндра по следующему уравнению:
где CYLtmp - окончательный результат оценки температуры цилиндра, CYL0 - начальная температура цилиндра, t - время, а т - системная постоянная времени. В одном примере т представляет собой функцию потока воздуха через цилиндр, чью температуру оценивают, и температуры двигателя. В частности, воздух течет через цилиндр, когда поток топлива в цилиндр отключен, и сгорание в цилиндре прекращается. Значение т растет с уменьшением потока воздуха через цилиндр и падает с ростом потока воздуха через цилиндр. Значение т падает с ростом температуры двигателя и растет с падением температуры двигателя. Значение CYLtmp приближается к значению CYLss, если цилиндр не отключают в течение более длительного периода. Способ 3500 следует на шаг 3506.
На шаге 3506 способа 3500 считают фактическое общее число рабочих циклов двигателя, во время которых один или более цилиндров отключены и не сжигают воздух и топливо. В одном примере счетчик считает фактическое число рабочих циклов двигателя, в которых один или более цилиндров отключены, путем подсчета фактического общего числа оборотов двигателя после отключения одного или более цилиндров и деления результат на два, так как в одном цикле двигателя происходят два оборота двигателя. Фактическое число оборотов двигателя определяют по выходному сигналу датчика положения коленчатого вала двигателя.
На шаге 3508 способа 3500 контролируют все цилиндры двигателя на детонацию. Все цилиндры двигателя можно контролировать на детонацию с помощью одного или более датчиков детонации в двигателе. В число датчиков детонации в двигателе могут, помимо прочих, входить акселерометры, датчики давления и акустические датчики. Детонацию в отдельных цилиндрах можно контролировать в заранее заданных интервалах по углу поворота коленчатого вала. Детонация в двигателе может иметь место, когда выходной сигнал датчика детонации превышает пороговое значение. Способ 3500 следует на шаг 3510.
На шаге 3510 способа 3500 снижают вероятность детонации в цилиндрах двигателя, в которых выявлена детонация. В одном примере способа 3500 вероятность детонации в цилиндрах двигателя, в которых выявлена детонация на шаге 3508, снижают путем изменения в сторону запаздывания момента зажигания в цилиндрах, в которых была выявлена детонация. В других примерах, момент начала впрыска топлива может быть изменен в сторону запаздывания. Способ 3500 следует на шаг 3512.
На шаге 3512 способа 3500 изменяют в сторону опережения момент зажигания в цилиндрах, в которых момент зажигания был изменен в сторону запаздывания для снижения вероятности детонации в двигателе. Момент зажигания изменяют в сторону опережения для улучшения показателей в части топливной экономичности, выбросов и КПД двигателя. Момент зажигания можно изменять в сторону опережения вплоть до предела момента зажигания (например, минимального опережения зажигания для оптимального крутящего момента двигателя (ОМЗ)) от позднего момента зажигания в соответствии с базовым приростом опережения зажигания.
Прирост опережения зажигания для цилиндра может зависеть от результата оценки температуры цилиндра на шаге 3504 и (или) результата подсчета числа циклов, в которых цилиндр был отключен, и результата подсчета числа рабочих циклов цилиндров, в которых цилиндр был включен, после последнего по времени отключения цилиндра. Базовый прирост опережения зажигания может быть прибавлен к позднему моменту зажигания. В одном примере прирост опережения зажигания для цилиндра может быть выражен в X градусов/сек, где значение переменной X зависит от температуры цилиндра. Таким образом, момент зажигания можно изменять в сторону опережения относительно позднего момента путем прибавления значения прироста опережения зажигания к позднему моменту зажигания. Например, если ОМЗ соответствует 20 градусам до верхней мертвой точки, и момент зажигания установлен с запаздыванием на 10 градусов угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки в связи с детонацией в двигателе, прирост опережения зажигания изменяет в сторону опережения момент зажигания с 10 градусов угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки до 20 градусов угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки за одну секунду, за исключением случаев, когда указывают наличие детонации в двигателе во время регулирования момента зажигания в сторону опережения. В других примерах прирост опережения зажигания может представлять собой множитель, увеличивающий или уменьшающий базовый момент зажигания. Например, прирост опережения зажигания может представлять собой действительное число в диапазоне от 1 до 2; например, если базовый момент зажигания соответствует 10 градусам до верхней мертвой точки, момент зажигания можно изменить до 20 градусов до верхней мертвой точки путем умножения базового момента зажигания на прирост опережения зажигания. Таким образом, момент зажигания можно изменять в сторону ОМЗ для улучшения показателей в части выбросов, топливной экономичности и эксплуатационных показателей двигателя. Способ 3500 следует на шаг завершения.
Альтернативно, прирост опережения зажигания может зависеть от результата подсчета числа циклов, в которых цилиндр был отключен, и результата подсчета числа рабочих циклов цилиндров, в которых цилиндр был включен, после последнего по времени отключения цилиндра. Например, если цилиндр был отключен на 10000 рабочих циклов двигателя и включен на 5 рабочих циклов двигателя до обнаружения детонации в цилиндре, значение прироста опережения зажигания может быть больше (например, 2 град./сек). При этом если цилиндр был отключен на 500 рабочих циклов двигателя и включен на 5 циклов до обнаружения детонации в цилиндре, значение прироста опережения зажигания может быть меньше (например, 1 град./сек).
Таким образом, величину регулирования момента зажигания в сторону опережения после того, как момент зажигания был изменен в сторону запаздывания в связи с детонацией в двигателе, можно изменять в зависимости от температуры цилиндров и (или) фактического общего числа рабочих циклов двигателя после отключения одного или более цилиндров. Следовательно, величину регулирования момента зажигания в сторону опережения можно изменять для снижения вероятности детонации в двигателе при изменении момента зажигания в сторону опережения. При этом момент зажигания можно изменять в сторону опережения на величину, обеспечивающую улучшение КПД, топливной экономичности и эксплуатационных показателей двигателя.
На ФИГ. 36 раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 35. Вертикальные линии в момент Т3600-Т3606 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 36 содержит пять графиков, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени. Последовательность на ФИГ. 36 представляет собой последовательность для эксплуатации четырехцилиндрового двигателя при постоянных частоте вращения и запрошенном водителем крутящем моменте.
Первый график сверху на ФИГ. 36 представляет собой график изменения температуры цилиндра (например, цилиндра, не сжигающего топливо и воздух) во времени при работе рассматриваемого цилиндра. Вертикальная ось представляет температуру цилиндра, растущую в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху на ФИГ. 36 представляет собой график регулирования момента зажигания в цилиндре во времени при работе рассматриваемого цилиндра. Вертикальная ось представляет момент зажигания цилиндра, при этом опережение зажигания растет в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 36 представляет собой график смены режима отключения цилиндров во времени при работе рассматриваемого цилиндра. Вертикальная ось представляет режим отключения цилиндров. Цилиндр не отключен, когда линия отключения цилиндров находится вблизи центра вертикальной оси. Цилиндр отключен путем прекращения подачи воздуха и топлива в цилиндр, когда линия находится вблизи стрелки вертикальной оси. Цилиндр отключен путем прекращения подачи топлива в цилиндр, при этом воздух течет через цилиндр, когда линия находится вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху на ФИГ. 36 представляет собой график изменения во времени прироста опережения зажигания для рассматриваемого цилиндра в градусах угла поворота коленчатого вала в секунду. Вертикальная ось представляет прирост опережения зажигания, растущий в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху на ФИГ. 36 представляет собой график изменения результата определения детонации в двигателе во времени. Вертикальная ось представляет наличие детонации, при этом наличие детонации в двигателе указывают, когда линия находится на уровне вблизи стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
В момент Т3600 температура цилиндра высокая, и момент зажигания в цилиндре более ранний. Цилиндр не отключен, на что указывает линия режима отключения цилиндров на среднем уровне. Прирост опережения зажигания для цилиндра находится на более низком уровне, и наличие детонации в двигателе не указано.
В момент Т3601 цилиндр двигателя отключен путем прекращения потоков топлива и воздуха в цилиндр, на что указывает линия режима отключения цилиндров. Поток воздуха в отключенный цилиндр прекращают путем удержания впускных и выпускных тарельчатых клапанов цилиндра закрытыми во время рабочего цикла двигателя. Альтернативно, впускные клапаны отключенного цилиндра можно удерживать закрытыми с одновременных открытием и закрытием выпускных клапанов отключенного цилиндра во время рабочего цикла двигателя. Температура цилиндра начинает падать, но с более низкой скоростью, так как воздух не течет через отключенный цилиндр. Прирост опережения зажигания для цилиндра остается без изменений, пока цилиндр отключен. Момент зажигания для цилиндра не показан, так как цилиндр отключен. Наличие детонации в двигателе не указано.
В момент Т3602 работу цилиндра возобновляют путем подачи топлива и воздуха в цилиндр, на что указывает переход линии режима отключения цилиндров на средний уровень. Прирост опережения зажигания для цилиндра возрастает в соответствии с температурой цилиндра. Момент зажигания в цилиндре возвращается на уровень опережения, а температура цилиндра начинает расти. Наличие детонации не указано.
В момент Т3603 указывают наличие детонации в двигателе, и момент зажигания в цилиндре изменяют в сторону запаздывания для подавления детонации в двигателе. Температура цилиндра возрастает, но на уровне ниже долгосрочного стабильного уровня для текущих частоты вращения и нагрузки двигателя. Цилиндр включен, и прирост опережения зажигания для цилиндра находится на более высоком уровне.
Между моментами Т3603 и Т3604 значение момента зажигания для цилиндра увеличивают на прирост опережения зажигания, зависящий от температуры цилиндра. Детонация в цилиндре отсутствует во время увеличения опережения зажигания в цилиндре. Опережение зажигания увеличивают с заранее заданной скоростью (например, 10 градусов угла поворота коленчатого вала/сек) для улучшения показателей в части КПД, эксплуатационных показателей и выбросов после того, как момент зажигания был изменен в сторону запаздывания в связи с детонацией в двигателе. Прирост опережения зажигания для цилиндра уменьшают после включения цилиндра и возрастания температуры цилиндра.
В момент Т3604 цилиндр двигателя во второй раз отключают путем прекращения потока топлива в цилиндр, при этом воздух продолжает течь через отключенный цилиндр, на что указывает линия режима отключения цилиндров. Температура цилиндра находится на уровне, на котором она была в момент Т3600, а затем начинает быстро падать, так как воздух, текущий через цилиндр, охлаждает цилиндр. Наличие детонации в цилиндре не указано, так как цилиндр отключен.
В момент Т3605 работу цилиндра возобновляют путем подачи искры и топлива в цилиндр. Работа цилиндра может быть возобновлена в ответ на увеличение запрошенного крутящего момента двигателя или иные параметры работы. Значение момента зажигания в цилиндре увеличено в сторону опережения. Температура цилиндра начинает расти после возобновления работы цилиндра. Прирост опережения зажигания для цилиндра также увеличен в ответ на включение цилиндра. Наличие детонации в цилиндре не указано.
В момент Т3606 указывают наличие детонации в двигателе. Температура цилиндра находится на более низком уровне, когда указывают наличие детонации. Момент зажигания для цилиндра изменяют в сторону запаздывания в связи с детонацией в цилиндре. Температура цилиндра продолжает расти.
После момента Т3606 момент зажигания в цилиндре изменяют в сторону опережения с заранее заданной скоростью (например, 15 градусов угла поворота коленчатого вала/сек) для улучшения показателей в части КПД, эксплуатационных показателей и выбросов после того, как момент зажигания был изменен в сторону запаздывания в связи с детонацией в двигателе. Момент зажигания в цилиндре растет линейно и быстрее, чем в момент Т3603. Значение момента зажигания можно увеличивать быстрее в ответ на то, что температура цилиндра ниже, чем в момент Т3603. Наличие детонации в цилиндре двигателя не указано, и температура цилиндра продолжает расти.
Таким образом, момент зажигания в двигателе можно изменять в зависимости от режима отключения цилиндров и прироста опережения зажигания для цилиндра. Кроме того, детонацию в двигателе можно подавлять с одновременным снижением интенсивности ухудшения эксплуатационных показателей двигателя и показателей в части выбросов.
На ФИГ. 37 раскрыт способ для контроля детонации в двигателе при наличии отключенных цилиндров. Способ на ФИГ. 37 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 37 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 37 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 3702 способа 3700 определяют интервалы детонации в двигателе для выявления детонации в каждом цилиндре двигателя. В одном примере интервалы выявления детонации в двигателе представляют собой интервалы вращения коленчатого вала двигателя, в которых ожидают возникновение детонации в двигателе. Например, если верхняя мертвая точка такта сжатия для цилиндра номер один соответствует 0 градусов угла поворота коленчатого вала, детонацию в цилиндре номер один можно ожидать в диапазоне от 20 градусов угла поворота коленчатого вала после верхней мертвой точки такта сжатия в цилиндре номер один до 50 градусов угла поворота коленчатого вала после верхней мертвой точки такта сжатия в цилиндре номер один. Таким образом, в данном примере интервал выявления детонации для цилиндра номер один лежит в диапазоне от 20 до 50 градусов угла поворота коленчатого вала после верхней мертвой точки такта сжатия в цилиндре номер один. Интервалы выявления детонации для других цилиндров двигателя можно определять аналогичным образом. Диапазоны интервала детонации в двигателе для каждого цилиндра можно определить эмпирически и сохранить в таблице или функции в памяти контроллера. Таблица может быть построена по значениям частоты вращения и крутящего момента двигателя. Способ 3700 следует на шаг 3704.
На шаге 3704 способа 3700 выборочно дискретизируют выходные сигналы одного или более датчиков детонации в двигателе в зависимости от текущего положения двигателя и интервалов детонации в двигателе. Например, способ 3700 дискретизирует сигнал датчика детонации в двигателе в диапазоне от 20 градусов угла поворота коленчатого вала после верхней мертвой точки такта сжатия в цилиндре номер один до 50 градусов угла поворота коленчатого вала после верхней мертвой точки такта сжатия в цилиндре номер один для определения выходного сигнала датчика детонации для данного интервала детонации цилиндра номер один. Способ 3700 следует на шаг 3706.
На шаге 3706 способа 3700 проверяют наличие приемлемого соотношения "сигнал-шум" для выходного сигнала датчика детонации в последнем по времени или текущем интервале датчика детонации. В одном примере способ 3700 может осуществлять проверку исходя из заранее заданных соотношений "сигнал-шум", сохраненных в таблице или функции в памяти контроллера. Указанная таблица или функция может быть построена по текущему значению интервала детонации в цилиндре, значениям частоты вращения и крутящего момента двигателя. Если способ 3700 установит наличие приемлемого соотношения "сигнал-шум", ответ будет "да", и способ 3700 следует на шаг 3720. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 3700 следует на шаг 3708.
На шаге 3708 способа 3700 проверяют, отключен ли один или более цилиндров двигателя. В одном примере переменные в памяти содержат значения, обозначающие отключенные цилиндры. Например, переменная, представляющая рабочее состояние цилиндра номер один, может иметь значение «ноль», если цилиндр отключен, и значение «один», если цилиндр включен и сжигает топливо и воздух. Если способ 3700 установит, что один или более цилиндров двигателя отключены, ответ будет "да", и способ 3700 следует на шаг 3710. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 3700 следует на шаг 3740.
На шаге 3710 способа 3700 проверяют, влияет ли на шум датчика детонации в интервале детонации при текущем угле поворота коленчатого вала (например, в текущем интервале детонации) или на шум датчика детонации в интервале детонации, в котором только что был дискретизирован выходной сигнал датчика детонации (например, в текущем интервале детонации), отключение цилиндра за счет топлива и воздуха. Например, события сгорания для восьмицилиндровых двигателей разнесены только на девяносто градусов угла поворота коленчатого вала. Поэтому, для восьмицилиндрового двигателя с порядком зажигания 1-3-7-2-6-5-4-8, шум сгорания (например, вибрация, вызванная закрытием и блокированием клапанов под действием давления в камере сгорания) из цилиндра номер 6 может проникнуть в интервал детонации цилиндра номер 5. Если способ 3700 оценивает шум датчика детонации в интервале детонации цилиндра номер пять, при этом цилиндр номер пять отключен путем прекращения потоков топлива и воздуха в цилиндр номер пять, то способ 3700 может установить, что отключение цилиндров за счет топлива и воздуха влияет на шум датчика детонации в интервале детонации цилиндра номер пять. Отметим, что, несмотря на то, что в данном примере цилиндр номер пять отключен, шум в его интервале детонации можно учитывать при обработке выходного сигнала датчика детонации, когда цилиндр номер пять включен, в условиях низкого соотношения "сигнал-шум".
Альтернативно, если способ 3700 оценивает шум датчика детонации в интервале детонации цилиндра номер пять, при этом цилиндр номер шесть отключен путем прекращения потоков топлива и воздуха в цилиндр номер шесть, при этом шум (например, шум от закрытия выпускных клапанов, в то время как впускные клапаны удерживают закрытыми в рабочем цикле цилиндра, или шум от сжатия и расширения в отключенном цилиндре) из цилиндр номер шесть проникает в интервал детонации цилиндра номер пять, когда цилиндр номер пять включен и сжигает воздух и топливо, то способ 3700 может установить, что отключение цилиндров за счет топлива и воздуха влияет на шум датчика детонации в интервале детонации цилиндра номер пять. Если способ 3700 установит, что на шум датчика детонации в интервале детонации при текущем угле поворота коленчатого вала (например, в текущем интервале детонации) или на шум датчика детонации в интервале детонации, в котором был только что дискретизирован выходной сигнал датчика детонации (например, в текущем интервале детонации), влияет отключение цилиндров за счет топлива и воздуха, ответ будет "да", и способ 3700 следует на шаг 3742. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 3700 следует на шаг 3712.
На шаге 3712 способа 3700 проверяют, влияет ли на шум датчика детонации в интервале детонации при текущем угле поворота коленчатого вала (например, в текущем интервале детонации) или на шум датчика детонации в интервале детонации, в котором только что был дискретизирован выходной сигнал датчика детонации (например, в текущем интервале детонации), отключение цилиндра за счет топлива. Например, если способ 3700 оценивает шум датчика детонации в интервале детонации цилиндра номер пять, при этом цилиндр номер пять отключен путем прекращения потока топлива, в то время как воздух течет в цилиндр номер пять, то способ 3700 может установить, что отключение цилиндра за счет топлива влияет на шум датчика детонации (например, шум от открытия и закрытия клапанов цилиндров номер пять и шесть и шум от сжатия и расширения в цилиндрах номер пять и шесть) в интервале детонации цилиндра номер пять.
Альтернативно, если способ 3700 оценивает шум датчика детонации в интервале детонации цилиндра номер пять, при этом цилиндр номер шесть отключен путем прекращения потока топлива, в то время как воздух течет в цилиндр номер шесть, при этом шум (например, шум от закрытия выпускных клапанов, в то время как впускные клапаны удерживают закрытыми в рабочем цикле цилиндра, или шум от сжатия и расширения в отключенном цилиндре) из цилиндра номер шесть проникает в интервал детонации цилиндра номер пять, когда цилиндр номер пять включен и сжигает воздух и топливо, то способ 3700 может установить, что отключение цилиндров за счет топлива влияет на шум датчика детонации в интервале детонации цилиндра номер пять. Если способ 3700 установит, что на шум датчика детонации в интервале детонации при текущем угле поворота коленчатого вала (например, в текущем интервале детонации) или на шум датчика детонации в интервале детонации, в котором был только что дискретизирован выходной сигнал датчика детонации (например, в текущем интервале детонации), влияет отключение цилиндров за счет топлива, ответ будет "да", и способ 3700 следует на шаг 3742. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 3700 следует на шаг 3730. На шаге 3714 способа 3700 выходной сигнал датчика детонации, дискретизированный в текущем интервале детонации, пропускают через полосовой фильтр. Полосовой фильтр может представлять собой фильтр первого или более высокого порядка. Находят среднее значение результата фильтрации показаний датчика детонации для получения второго опорного значения детонации. В некоторых примерах второе опорное значение детонации может быть определено в условиях, в которых не ожидают возникновения детонации. Например, второе опорное значение детонации может быть определено при изменении момента зажигания в сторону запаздывания на три градуса угла поворота коленчатого вала до граничного момента зажигания. Кроме того, вторые опорные значения детонации можно определять периодически (например, через каждые 1000 событий сгорания в цилиндре при определенной частоте вращения и крутящем моменте двигателя), а не в каждом цикле двигателя. Способ 3700 следует на шаг 3716.
На шаге 3716 способа 3700 обрабатывают показания датчика детонации, снятые в текущем интервале детонации, исходя из второго опорного значения детонации для определения наличия детонации в цилиндре, в котором происходило сгорание в текущем интервале детонации. В одном примере показания датчика детонации, снятые в текущем интервале детонации, интегрируют для получения интегрального значения детонации. Интегральное значение детонации делят на второе опорное значение детонации и сравнивают результат с пороговым значением. Если результат превышает пороговое значение, указывают наличие детонации для цилиндра, к которому относится интервал детонации. В противном случае, наличие детонации не указывают. Наличие детонации можно указывать путем изменения значения переменной в памяти. Способ 3700 следует на шаг 3718.
На шаге 3718 способа 3700 регулируют исполнительное устройство для подавления детонации в двигателе. В одном примере момент зажигания для цилиндра, к которому относится данный интервал детонации, изменяют в сторону запаздывания. Дополнительно или альтернативно, поток воздуха в цилиндр, к которому относится данный интервал детонации, можно уменьшить путем изменения фаз газораспределения клапанов. В еще одном примере воздушно-топливное отношение цилиндра, к которому относится данный интервал детонации, может быть изменено в сторону обогащения путем изменения момента топливной форсунки. После принятия мер для подавления детонации выполнение способа 3700 завершают.
На шаге 3720 способа 3700 проверяют, происходит ли возобновление работы одного или более цилиндров двигателя. Способ 3700 может установить, что происходит возобновление работы одного или более цилиндров двигателя, или возобновление их работы запрошено, по изменению состояния одной или более переменных в памяти. Например, переменная, представляющая рабочее состояние цилиндра номер один, может иметь значение «ноль», если цилиндр отключен, при этом она может перейти к значению «один», если работу цилиндра возобновляют. Если способ 3700 установит, что происходит возобновление работы одного или более цилиндров двигателя, ответ будет "да", и способ 3700 следует на шаг 3722. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 3700 следует на шаг 3724.
На шаге 3722 способа 3700 одно или более опорных значений детонации для цилиндров, работу которых возобновляют, приводят в соответствие с заранее заданным значением или значениями, которые имели опорные значения детонации в период, непосредственно предшествовавший отключению цилиндров, работу которых возобновляют. Заранее заданное значение можно определить эмпирически и сохранить в памяти. Значения, которые имели опорные значения детонации в период, непосредственно предшествовавший отключению цилиндров, работу которых возобновляют, сохраняют в памяти, когда запрашивают отключение цилиндров. Таким образом, опорные значения детонации для интервалов детонации каждого цилиндра при разных частотах вращения и крутящих моментах двигателя сохраняют в памяти при отключении цилиндров и эти же опорные значения детонации извлекают из памяти при включении отключенных цилиндров, что позволяет использовать опорные значения детонации, действительные для включенных состояний цилиндров, а не опорные значения детонации, определенные во время отключения цилиндров. Извлечение опорных значений детонации из памяти позволяет улучшить выявление детонации, когда возобновляют работу цилиндров. Способ 3700 следует на шаг 3724.
На шаге 3724 способа 3700 выходной сигнал датчика детонации, дискретизированный в текущем интервале детонации, пропускают через полосовой фильтр. Полосовой фильтр может представлять собой фильтр первого или более высокого порядка. Находят среднее значение результата фильтрации показаний датчика детонации для получения третьего опорного значения детонации. В некоторых примерах третье опорное значение детонации может быть определено в условиях, в которых не ожидают возникновения детонации. Например, третье опорное значение детонации может быть определено при изменении момента зажигания в сторону запаздывания на три градуса угла поворота коленчатого вала до граничного момента зажигания. Кроме того, третьи опорные значения детонации можно определять периодически (например, через каждые 10ОО событий сгорания в цилиндре при определенной частоте вращения и крутящем моменте двигателя), а не в каждом цикле двигателя. Опорное значение детонации не может быть изменено на третье опорное значение до тех пор, пока не пройдет заранее заданное количество времени или рабочих циклов двигателя после возобновления работы цилиндров. Вместо этого, третьим опорным значением детонации может быть опорное значение детонации, определенное на шаге 3722, до тех пор, пока не будут соблюдены заранее заданные условия. Способ 3700 следует на шаг 3726.
На шаге 3726 способа 3700 обрабатывают показания датчика детонации, снятые в текущем интервале детонации, исходя из третьего опорного значения детонации для определения наличия детонации в цилиндре, в котором происходило сгорание в текущем интервале детонации. В одном примере показания датчика детонации, снятые в текущем интервале детонации, интегрируют для получения интегрального значения детонации. Затем интегральное значение детонации делят на третье опорное значение детонации, а результат сравнивают с пороговым значением. Если результат превышает пороговое значение, указывают наличие детонации для цилиндра, к которому относится интервал детонации. В противном случае, наличие детонации не указывают. Наличие детонации можно указывать путем изменения значения переменной в памяти. Способ 3700 следует на шаг 3718.
На шагах 3730 и 3740 способа 3700 выходной сигнал датчика детонации, дискретизированный в текущем интервале детонации, пропускают через полосовой фильтр. Полосовой фильтр может представлять собой фильтр первого или более высокого порядка. Находят среднее значение результата фильтрации показаний датчика детонации для получения четвертого опорного значения детонации. В некоторых примерах четвертое опорное значение детонации может быть определено в условиях, в которых не ожидают возникновения детонации. Например, четвертое опорное значение детонации может быть определено при изменении момента зажигания в сторону запаздывания на три градуса угла поворота коленчатого вала до граничного момента зажигания. Кроме того, четвертые опорные значения детонации можно определять периодически (например, через каждые 1000 событий сгорания в цилиндре при определенной частоте вращения и крутящем моменте двигателя), а не в каждом цикле двигателя. Способ 3700 следует на шаг 3746.
На шаге 3746 способа 3700 проверяют, превышает ли четвертое опорное значение детонации некоторый порог. Порог можно определить эмпирически и сохранить в памяти. Если последующее опорное значение детонации выше порога, значение интенсивности детонации можно понизить с учетом того, каким образом была определена интенсивность детонации. Таким образом, для улучшения соотношения "сигнал-шум" выходного сигнала датчика детонации, первое опорное значение детонации (например, определенное на шаге 3742) или второе опорное значение детонации (например, определенное на шаге 3714) может быть выбрано для обработки показаний датчика детонации вместо четвертого опорного значения детонации. Если способ 3700 установит, что четвертое опорное значение детонации превышает порог, ответ будет "да", и способ 3700 следует на шаг 3750. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 3700 следует на шаг 3748.
На шаге 3748 способа 3700 обрабатывают показания датчика детонации, снятые в текущем интервале детонации, исходя из четвертого опорного значения детонации для определения наличия детонации в цилиндре, в котором происходило сгорание в текущем интервале детонации. В одном примере показания датчика детонации, снятые в текущем интервале детонации, интегрируют для получения интегрального значения детонации. Интегральное значение детонации делят на четвертое опорное значение детонации и сравнивают результат с пороговым значением. Если результат превышает пороговое значение, указывают наличие детонации для цилиндра, к которому относится интервал детонации. В противном случае, наличие детонации не указывают. Наличие детонации можно указывать путем изменения значения переменной в памяти. Способ 3700 следует на шаг 3718.
На шаге 3750 способа 3700 обрабатывают показания датчика детонации, снятые в текущем интервале детонации, исходя из первого или второго опорных значений детонации, определенных для текущих частоты вращения и крутящего момента двигателя, но с отключенными цилиндрами, для определения наличия детонации в цилиндре, в котором происходило сгорание в текущем интервале детонации. Интегральное значение детонации делят на первое или второе опорное значение детонации и сравнивают результат с пороговым значением. Если результат превышает пороговое значение, указывают наличие детонации для цилиндра, к которому относится интервал детонации. В противном случае, наличие детонации не указывают. Наличие детонации можно указывать путем изменения значения переменной в памяти. Первое опорное значение детонации можно использовать для определения детонации в двигателе в первом состоянии, а второе опорное значение детонации - для определения детонации в двигателе во втором состоянии. Например, первое опорное значение детонации можно использовать, если шум от закрытия клапанов двигателя выше порога. Второе опорное значение детонации можно использовать, если шум от закрытия клапанов двигателя ниже порога. Способ 3700 следует на шаг 3718.
На шаге 3742 способа 3700 выходной сигнал датчика детонации, дискретизированный в текущем интервале детонации, пропускают через полосовой фильтр. Полосовой фильтр может представлять собой фильтр первого или более высокого порядка. Находят среднее значение результата фильтрации показаний датчика детонации для получения первого опорного значения детонации. В некоторых примерах первое опорное значение детонации может быть определено в условиях, в которых не ожидают возникновения детонации. Например, первое опорное значение детонации может быть определено при изменении момента зажигания в сторону запаздывания на три градуса угла поворота коленчатого вала до граничного момента зажигания. Кроме того, первые опорные значения детонации можно определять периодически (например, через каждые 1000 событий сгорания в цилиндре при определенной частоте вращения и крутящем моменте двигателя), а не в каждом цикле двигателя. Способ 3700 следует на шаг 3744.
На шаге 3744 способа 3700 обрабатывают показания датчика детонации, снятые в текущем интервале детонации, исходя из первого опорного значения детонации для определения наличия детонации в цилиндре, в котором происходило сгорание в текущем интервале детонации. В одном примере показания датчика детонации, снятые в текущем интервале детонации, интегрируют для получения интегрального значения детонации. Интегральное значение детонации делят на первое опорное значение детонации и сравнивают результат с пороговым значением. Если результат превышает пороговое значение, указывают наличие детонации для цилиндра, к которому относится интервал детонации. В противном случае, наличие детонации не указывают. Наличие детонации можно указывать путем изменения значения переменной в памяти. Способ 3700 следует на шаг 3718.
Способ 3700 можно выполнять для каждого цилиндра двигателя при вращении двигателя во всех интервалах детонации цилиндров двигателя в рабочем цикле двигателя. Варианты, раскрытые в описании способа 3700, по своей сути являются примерами и не предназначены для ограничения раскрываемого изобретения.
Кроме того, контроль детонации в отключенных цилиндрах может быть приостановлен путем прекращения обновления переменных и (или) изменения моментов зажигания в отключенных цилиндрах (например, путем прекращения подачи искры в отключенные цилиндры). В одном примере отключенные цилиндры указывают в контроллере детонации, чтобы контроллер детонации не должен был продолжать обработку показаний датчиков детонации для отключенных цилиндров.
Таким образом, опорные значения детонации можно корректировать в зависимости от режимов отключения цилиндров и в ответ на отключение цилиндров для улучшения соотношений "сигнал-шум" и выявления детонации в двигателе. Кроме того, могут быть определены несколько опорных значений детонации для конкретных частоты вращения и крутящего момента в зависимости от отключения цилиндров.
На ФИГ. 38 раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 37. Вертикальные линии в момент Т3800-Т3804 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 38 содержит три графика, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени. Последовательность на ФИГ. 38 представляет последовательность для эксплуатации четырехцилиндрового двигателя при постоянных частоте вращения и запрошенном водителем крутящем моменте.
Первый график сверху на ФИГ. 38 представляет собой график изменения опорного значения детонации для цилиндра номер один во времени. Вертикальная ось представляет опорное значение детонации для цилиндра номер один, растущее в направлении стрелки вертикальной оси. Более высокое опорное значение детонации является признаком более высокого фонового шума двигателя (например, шума двигателя, не вызванного детонацией в цилиндре, оцениваемом на предмет детонации). По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры. В основе опорного значения детонации цилиндра номер один может лежать первое, второе, третье или последующее опорное значение в зависимости от параметров работы. Горизонтальная линия 3802 представляет пороговый уровень, при превышении которого не может быть выбрано четвертое опорное значение детонации.
Второй график сверху на ФИГ. 38 представляет собой график изменения выбранного опорного значения детонации для цилиндра номер один во времени. Вертикальная ось представляет выбранное опорное значение детонации для цилиндра номер один, растущее в направлении стрелки вертикальной оси. В основе выбранного опорного значения детонации может лежать первое, второе, третье или четвертое опорное значение детонации. Указанные четыре опорных значения детонации определяют, как раскрыто на ФИГ. 37, при этом выбранное опорное значение детонации зависит от текущего состояния транспортного средства. Выбранное опорное значение является тем опорным значением, по которому обрабатывают показания датчика детонации, дискретизированные в интервале детонации, для определения наличия или отсутствия детонации (например, на шаге 3748 на ФИГ. 37). По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 38 представляет собой график смены режима отключения цилиндров во времени. Вертикальная ось представляет режим отключения цилиндров. Цилиндры не отключены, когда линия отключения цилиндров находится вблизи центра вертикальной оси. Отключенные цилиндры отключены путем прекращения подачи воздуха и топлива в отключенные цилиндры, когда линия находится вблизи стрелки вертикальной оси. Отключенные цилиндры отключены путем прекращения подачи топлива в отключенные цилиндры, при этом воздух течет через отключенные цилиндры, когда линия находится вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
В момент 3800 опорное значение детонации цилиндра номер один представляет собой значение выше среднего, но ниже порога 3802. Опорное значение детонации цилиндра номер один представляет собой третье опорное значение детонации (например, 3724 на ФИГ. 37), так как цилиндры не отключены, и соотношение "сигнал-шум" датчика детонации низкое. Цилиндры двигателя не отключены, на что указывает состояние отключения цилиндров на среднем уровне. Выбранное опорное значение детонации представляет собой опорное значение детонации цилиндра номер один, так как опорное значение детонации цилиндра номер один ниже порога 3802.
В момент 3801 происходит изменение опорного значения детонации цилиндра номер один на более низкое значение ниже порога 3802. Опорное значение детонации цилиндра номер один представляет собой первое опорное значение детонации (например, 3742 на ФИГ. 37), так как цилиндры отключены за счет топлива и воздуха, и соотношение "сигнал-шум" датчика детонации низкое. Цилиндры двигателя отключены за счет топлива и воздуха (например, потоки топлива и воздуха через цилиндр номер один прекращены), на что указывает состояние отключения цилиндров на более низком уровне. Выбранное опорное значение детонации режим представляет собой опорное значение детонации цилиндра номер один, так как опорное значение детонации цилиндра номер один ниже порога 3802. Поскольку цилиндры отключены в момент Т3801, и отключенный цилиндр влияет на шум в цилиндре номер один интервал детонации, опорным значением цилиндра номер один является первое опорное значение детонации (например, с шага 3742 на ФИГ. 37).
В момент Т3802 опорное значение детонации цилиндра номер один возрастает в ответ на возобновление работы цилиндров. Опорное значение детонации цилиндра номер один представляет собой третье опорное значение детонации (например, 3724 на ФИГ. 37), так как оно было опорным до отключения цилиндров в момент Т3801. Работу цилиндров двигателя возобновляют путем подачи воздуха и топлива в цилиндр номер один, на что указывает состояние отключения цилиндров на среднем уровне. Выбранное опорное значение детонации изменяют на опорное значение детонации цилиндра номер один до отключения цилиндров в момент Т3801. Использование опорного значения детонации до отключения цилиндров позволяет получить улучшенное опорное значение детонации, так как в основе данного опорного значения детонации лежат данные для включенных цилиндров (например, для текущих параметров работы двигателя), а не для отключенных цилиндров (например, для прошлых параметров работы двигателя).
В момент 3803 происходит изменение опорного значения детонации цилиндра номер один на более низкое значение ниже порога 3802. Опорное значение детонации цилиндра номер один представляет собой второе опорное значение детонации (например, 3714 на ФИГ. 37), так как цилиндры отключены за счет топлива (например, впрыск топлива в цилиндры прекращают, при этом воздух течет через цилиндры), и поскольку соотношение "сигнал-шум" датчика детонации низкое. Выбранным опорным значением детонации является опорное значение детонации цилиндра номер один, так как опорное значение детонации цилиндра номер один ниже порога 3802. Так как цилиндры отключены в момент Т3803, и отключенный цилиндр влияет на шум в интервале детонации цилиндра номер один, опорным значением цилиндра номер один является второе опорное значение детонации (например, с шага 3714 на ФИГ. 37).
В момент Т3804 опорное значение детонации цилиндра номер один возрастает в ответ на возобновление работы цилиндров. Опорное значение детонации цилиндра номер один представляет собой третье опорное значение детонации (например, 3724 на ФИГ. 37), так как оно было опорным до отключения цилиндров в момент Т3803. Работу цилиндров двигателя возобновляют путем подачи воздуха и топлива в цилиндр номер один, на что указывает состояние отключения цилиндров на среднем уровне. Выбранное опорное значение детонации изменяют на опорное значение детонации цилиндра номер один до отключения цилиндров в момент Т3803.
Таким образом, опорные значения детонации цилиндров, составляющие основу для определения наличия или отсутствия детонации в двигателе, можно корректировать в ответ на отключение цилиндров и в зависимости от режима отключения цилиндров.
На ФИГ. 39 раскрыт способ для выполнения диагностики двигателя. Способ на ФИГ. 39 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 39 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 39 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 3902 способа 3900 контролируют рабочие состояния впускных и выпускных клапанов двигателя. В одном примере рабочие состояния впускных и выпускных клапанов двигателя контролируют посредством датчиков давления в цилиндрах двигателя, выпускной системе двигателя и (или) впускной системе двигателя (например, во впускном коллекторе двигателя). Способ 3900 следует на шаг 3904.
На шаге 3904 способа 3900 проверяют, запрошено ли отключение цилиндров (например, прекращение сгорания в цилиндре или цилиндрах), или имеет ли место отключение цилиндров в текущий момент. Способ 3900 может определить, какие цилиндры двигателя включены (например, сжигают воздух и топливо), а какие отключены, как раскрыто на шаге 1118 на ФИГ. 11, либо включенные цилиндры можно определить по значениям переменных в соответствующих ячейках в памяти. Значения переменных можно изменять при каждом включении или отключении цилиндра. Например, переменная в памяти может обозначать рабочее состояние цилиндра номер один. Значение переменной «один» может означать, что цилиндр номер один включен, а значение переменной «ноль» - что цилиндр номер один отключен. Так можно определять рабочее состояние каждого цилиндра двигателя. Запрос отключения цилиндров также может зависеть от значения переменной в памяти. Запросы включения и отключения цилиндров могут представлять собой команды, выдаваемые контроллером. Если способ 3900 установит, что один или более цилиндров отключены или запрошено их отключение, ответ будет "да", и способ 3900 следует на шаг 3906. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 3500 следует на шаг 3930.
На шаге 3906 способа 3900 проверяют, находится один или более тарельчатых клапанов цилиндров, отключение которых запрошено, во включенном состоянии после того, как была выдана команда на отключение этого тарельчатого клапана и прошло достаточно времени для отключения цилиндров (например, один полный рабочий цикл двигателя после совершения запроса). Определить, что один или более тарельчатых клапанов включены, можно по давлению в цилиндре, давлению в выпускной или впускной системах. Альтернативно, на отдельных управляющих механизмах клапанов могут быть размещены датчики для определения того, продолжают ли клапаны работать после того, как была выдана команда на их отключение. Если способ 3900 установит, что один или более тарельчатых клапанов, в отношении которых была выдана команда на отключение (например, для удержания их закрытыми при вращении двигателя во время рабочего цикла двигателя), продолжают работать (например, происходит их открытие и закрытие при вращении двигателя во время рабочего цикла двигателя), ответ будет "да", и способ 3900 следует на шаг 3908. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 3900 следует на шаг 3920. Отметим, что способ 3900 может выждать заранее заданное количество времени после выдачи команды на отключение одного или более тарельчатых клапанов с последующим переходом на шаг 3908, чтобы убедиться, что тарельчатый клапан находится в надлежащем состоянии.
На шаге 3908 способа 3900 возобновляют работу цилиндра или цилиндров, чьи тарельчатые клапаны продолжают работать. Работу цилиндра или цилиндров возобновляют за счет включения тарельчатых клапанов цилиндра и подачи топлива и искры в цилиндры. При включении тарельчатых клапаны цилиндров в них поступает воздух. Во включенном цилиндре происходит сгорание воздуха и топлива. Способ 3900 следует на шаг 3910.
На шаге 3910 способа 3900 удаляют цилиндр с одним или более клапанами, отключение которых не произошло, из перечня цилиндров, которые можно отключать. То есть способ 3900 запрещает отключение цилиндров с клапанами, отключение которых не произошло, когда была дана команда на отключение этих клапанов. Способ 3900 следует на шаг 3912.
На шаге 3912 способа 3900 отключают другой цилиндр для обеспечения необходимого числа отключенных цилиндров. Например, если было запрошено отключение цилиндра номер два четырехцилиндрового двигателя, но отключение клапанов цилиндра номер два не произошло, когда цилиндры номер один, три и четыре были включены, работу цилиндра номер два возобновляют, как раскрыто на шаге 3910, и выдают команду на отключение цилиндра номер три. В данном примере необходимое число отключенных цилиндров равно одному, а необходимое число включенных цилиндров - трем. Так можно обеспечить необходимое число включенных и отключенных цилиндров. Это позволяет поддерживать улучшенные показатели в части топливной экономичности даже при наличии ухудшения характеристик управляющего механизма клапана. Способ 3900 следует на шаг завершения.
На шаге 3920 способа 3900 обеспечивают необходимую величину крутящего момента двигателя за счет включенных цилиндров. Необходимая величина крутящего момента двигателя может зависеть от запрошенного водителем крутящего момента, при этом запрошенный водителем крутящий момент может зависеть от положения педали акселератора и скорости транспортного средства. Необходимую величину крутящего момента за счет включенных цилиндров можно обеспечить путем регулирования потоков воздуха и топлива во включенные цилиндры. Способ 3900 следует на шаг завершения.
На шаге 3930 способа 3900 проверяют, находится ли один или более тарельчатых клапанов цилиндров, включение которых было запрошено или которые были включены, в отключенном состоянии после выдачи команды на включение тарельчатых клапанов и прошествии достаточного времени для включения цилиндров (например, одного полного рабочего цикла двигателя после совершения запроса). Определить, что один или более тарельчатых клапанов отключены, можно по давлению в цилиндре, давлению в выпускной или впускной системах. Альтернативно, на отдельных управляющих механизмах клапанов могут быть размещены датчики для определения того, происходит или нет открытие и закрытие клапанов во время рабочего цикла двигателя после того, как была выдана команда на их включение. Если способ 3900 установит, что во время рабочего цикла двигателя не происходит открытие и закрытие одного или более тарельчатых клапанов, команда на включение (например, открытие и закрытие при вращении двигателя во время рабочего цикла двигателя) которых была выдана, ответ будет "да", и способ 3900 следует на шаг 3932. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 3900 следует на шаг 3940. Отметим, что способ 3900 может выждать заранее заданное количество времени после выдачи команды на включение одного или более тарельчатых клапанов с последующим переходом на шаг 3932, чтобы убедиться, что тарельчатый клапан находится в надлежащем состоянии.
На шаге 3932 способа 3900 отключают цилиндр или цилиндры, в которых не происходит открытие и закрытие тарельчатых клапанов в рабочем цикле цилиндра. Цилиндр или цилиндры отключают путем отключения тарельчатых клапанов цилиндра и прекращения подачи топлива и искры в цилиндры. Отключение тарельчатых клапанов цилиндров прекращает поток воздуха в цилиндр. Способ 3900 следует на шаг 3934.
На шаге 3934 способа 3900 удаляют цилиндр с одним или более клапанами, включение которых не произошло, из перечня цилиндров, которые можно включать. То есть способ 3900 запрещает включение цилиндров с клапанами, включение которых не произошло при выдаче команды на их включение. Сгорание в цилиндрах, удаленных из перечня цилиндров, которые можно включать, запрещено. Способ 3900 следует на шаг 3936.
На шаге 3936 способа 3900 происходит создание запрошенного крутящего момента двигателя в пределах мощности цилиндров в перечне цилиндров, которые можно включать. Фактическое общее число включенных цилиндров может быть увеличено или уменьшено в соответствии с запросом крутящего момента двигателя. Это позволяет создавать крутящий момент двигателя значительной величины, несмотря на ухудшение характеристик тарельчатых клапанов одного или более цилиндров. Способ 3900 следует на шаг завершения.
На шаге 3940 способа 3900 обеспечивают необходимую величину крутящего момента двигателя за счет включенных цилиндров. Необходимая величина крутящего момента двигателя может зависеть от запрошенного водителем крутящего момента, при этом запрошенный водителем крутящий момент может зависеть от положения педали акселератора и скорости транспортного средства. Необходимую величину крутящего момента за счет включенных цилиндров можно обеспечить путем регулирования потоков воздуха и топлива во включенные цилиндры. Способ 3900 следует на шаг завершения.
На ФИГ. 40 раскрыта последовательность для эксплуатации двигателя по способу на ФИГ. 39. Вертикальные линии в моменты Т4000-Т4005 представляют значимые моменты последовательности. ФИГ. 40 содержит пять графиков, синхронизированных по времени и относящихся к одному и тому же периоду времени. Метки SS на временной линии каждого графика обозначают перерывы в последовательности. Период времени между перерывами может быть длинным или коротким. Последовательность на ФИГ. 40 представляет собой последовательность для эксплуатации четырехцилиндрового двигателя с порядком зажигания 1-3-4-2.
Первый график сверху на ФИГ. 40 представляет собой график изменения состояния запроса отключения цилиндров (например, запроса прекращения сгорания в одном или более цилиндрах) во времени. Вертикальная ось представляет запрос отключения цилиндров, при этом отключение цилиндров запрошено, когда линия находится на уровне вблизи стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Второй график сверху на ФИГ. 40 представляет собой график изменения рабочего состояния клапанов цилиндра номер два во времени. Клапаны в цилиндре номер два включены, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Клапаны в цилиндре номер два не работают, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Третий график сверху на ФИГ. 40 представляет собой график изменения рабочего состояния клапанов цилиндра номер три во времени. Клапаны в цилиндре номер три включены, когда линия находится на более высоком уровне вблизи стрелки вертикальной оси. Клапаны в цилиндре номер три не работают, когда линия находится на более низком уровне вблизи горизонтальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Четвертый график сверху на ФИГ. 40 представляет собой график изменения фактического общего числа запрошенных на включение цилиндров во времени. Вертикальная ось представляет фактическое общее число запрошенных на включение цилиндров, при этом фактическое общее число запрошенных на включение цилиндров, обозначено по вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
Пятый график сверху на ФИГ. 40 представляет собой график изменения запрошенного крутящего момента двигателя во времени. Вертикальная ось представляет запрошенный крутящий момент двигателя, значение которого растет в направлении стрелки вертикальной оси. По горизонтальной оси представлено время, значения которого растут с левой к правой стороне фигуры.
В момент Т4000 отключение цилиндров не запрошено, на что указывает состояние запроса отключения цилиндров на более низком уровне. Клапаны цилиндров номер два и три включены. Клапаны цилиндров номер два и три включены в ответ на то, что число цилиндров, включение (например, сжигание воздуха и топлива) которых запрошено, равно четырем. Запрошенный крутящий момент двигателя находится на более высоком уровне.
В момент 4001 запрошенный крутящий момент двигателя падает. Запрошенный крутящий момент двигателя может упасть в ответ на уменьшение запрошенного водителем крутящего момента. Число запрошенных цилиндров двигателя падает с четырех до трех в ответ на уменьшение запрошенного крутящего момента двигателя. Кроме того, подтвержден запрос отключения цилиндров в ответ на уменьшение запрошенного крутящего момента двигателя. Запрошено отключение цилиндра номер два, и выдана команда на закрытие тарельчатых клапанов цилиндра номер два. При этом клапаны цилиндра номер два остаются включенными, на что указывает состояние клапанов цилиндра номер два. В ответ на то, что тарельчатые клапаны цилиндра номер два остаются включенными (например, происходит их открытие и закрытие при вращении двигателя в течение рабочего цикла двигателя), выдают команду на возобновление работы цилиндра номер два, на что указывает переход числа запрошенных на включение цилиндров к четырем. Вскоре после этого выдают команду на отключение цилиндра номер три в связи с возвратом числа включенных цилиндров к трем. Тарельчатые клапаны цилиндра номер три переходят в отключенное состояние (например, их удерживают закрытыми во время рабочего цикла двигателя), при этом запрошенное число включенных цилиндров сохраняет значение три.
В момент Т4002 запрошенный крутящий момент двигателя растет, при этом число запрошенных на включение цилиндров вновь возрастает до четырех. Возобновляют работу цилиндра номер три и включают клапаны цилиндра номер три, на что указывает состояние клапанов цилиндра номер три. Цилиндр номер два остается включенным, при этом запрос отключения цилиндров не подтвержден с учетом числа запрошенных на включение цилиндров.
В момент Т4003 запрос отключения цилиндров подтвержден в ответ на то, что число запрошенных на включение цилиндров равно двум. Клапаны цилиндров номер два и три отключены. Запрошенный крутящий момент двигателя находится на низком уровне, благодаря чему двигатель может создавать запрошенный крутящий момент с количеством включенных цилиндров менее полного комплекта цилиндров.
В момент 4004 запрос крутящего момента двигателя возрастает в ответ на увеличение запрошенного водителем крутящего момента (не показано). Число запрошенных на включение цилиндров возрастает до четырех в ответ на увеличение необходимого крутящего момента. Происходит возобновление работы клапанов цилиндра номер три, при этом возобновление работы клапанов цилиндра номер два не происходит с учетом числа запрошенных на включение цилиндров. Вскоре после момента Т4004, число запрошенных на включение цилиндров принимает значение три, и выдают команду на отключение (например, прекращения подачи топлива и удержания тарельчатых клапанов закрытыми во время рабочего цикла двигателя) цилиндра номер два. Кроме того, запрос отключения цилиндров вновь подтвержден для цилиндра номер два. Двигатель создает крутящий момент, величина которого равна необходимому, так как перегрузочная способность по крутящему моменту трех включенных цилиндров это позволяет.
В момент 4005 запрошенный крутящий момент двигателя падает в ответ на уменьшение запрошенного водителем крутящего момента. Число запрошенных на включение цилиндров снижено с трех до двух в ответ на уменьшение запрошенного крутящего момента двигателя. Клапаны цилиндра номер три отключены, и цилиндры номер два и три отключены в соответствии с числом запрошенных на включение цилиндров. Запрос отключения цилиндров также остается подтвержден.
Таким образом, число запрошенных на включение цилиндров двигателя можно изменять в ответ на то, что не происходит отключение клапанов при наличии запроса на их отключение. Кроме того, число запрошенных на включение цилиндров двигателя можно изменять в ответ на то, что может происходить отключение клапанов в то время, как запрошено их включение.
На ФИГ. 41 раскрыт способ для дискретизации сигналов датчиков кислорода двигателя с отключаемыми цилиндрами. Способ на ФИГ. 41 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 41 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 41 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 4102 способа 4100 проверяют, отключен ли один или более цилиндров двигателя. Способ 4100 может оценить значение переменной в памяти для определения того, отключен ли один или более цилиндров двигателя. Если способ 4100 установит, что один или более цилиндров двигателя отключены, ответ будет "да", и способ 4100 следует на шаг 4104. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 4100 следует на шаг 4120.
На шаге 4120 способа 4100 дискретизируют сигнал датчика кислорода ряда цилиндров дважды за такт выпуска каждого цилиндра в ряду цилиндров. То есть, если двигатель представляет собой четырехцилиндровый двигатель с единственным рядом цилиндров, способ 4100 дискретизирует сигнал датчика отработавших газов восемь раз за два оборота двигателя. Дискретизированные сигналы усредняют для получения результата оценки воздушно-топливного отношения для двигателя. Кроме того, воздушно-топливное отношение можно оценивать поцилиндрово путем усреднения двух сигналов, дискретизированных во время такта выпуска в цилиндре для определения воздушно-топливного отношения в указанном цилиндре. Способ 4100 следует на шаг 4108.
На шаге 4108 способа 4100 регулируют подачу топлива в цилиндры двигателя в зависимости от дискретизированных сигналов датчика кислорода. Если датчик кислорода выявит воздушно-топливное отношение беднее необходимого, в двигатель может быть впрыснуто дополнительное топливо. Если датчик кислорода выявит воздушно-топливное отношение богаче необходимого, в двигатель может быть впрыснуто меньше топлива. Способ 4100 следует на шаг завершения.
На шаге 4104 способа 4100 определяют, какие цилиндры двигателя отключены. В одном примере способ 4100 оценивает значения в памяти, обозначающие включенные и отключенные цилиндры. Способ 4100 определяет, какие цилиндры отключены, и следует на шаг 4106.
На шаге 4106 способа 4100 дискретизируют сигнал датчика кислорода ряда цилиндров дважды за такт выпуска каждого цилиндра в ряду цилиндров, за исключением тактов выпуска отключенных цилиндров, в которые сигнал не дискретизируют. Альтернативно, сигналы датчика кислорода, дискретизированные во время тактов выпуска в отключенных цилиндрах, можно не учитывать. Затем дискретизированные сигналы усредняют для определения среднего воздушно-топливного отношения в двигателе. Способ 4100 следует на шаг 4108.
Отсутствие дискретизации сигналов датчиков кислорода во время тактов выпуска в отключенных цилиндрах позволяет уменьшить возможную систематическую ошибку оценки воздушно-топливного отношения в двигателе. В частности, если в одном цилиндре топливовоздушная смесь беднее или богаче, чем в других цилиндрах, и удаление отработавших газов из него происходит вблизи такта выпуска в отключенном цилиндре, систематическую ошибку оценки воздушно-топливного отношения в двигателе можно уменьшить, не дискретизируя выходной сигнал из цилиндра, смесь в котором беднее или богаче, дважды во время рабочего цикла двигателя.
На ФИГ. 42 раскрыт способ для дискретизации сигналов датчиков распределительных валов двигателя с отключаемыми цилиндрами. Способ на ФИГ. 42 может быть включен в систему, раскрытую на ФИГ. 1А-6С. Способ на ФИГ. 42 может быть включен в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Способ на ФИГ. 42 можно выполнять во взаимодействии с техническими средствами систем и другими способами, раскрытыми в настоящем описании, для изменения рабочего состояния двигателя или его компонентов.
На шаге 4202 способа 4200 проверяют, отключен ли один или более цилиндров двигателя. Способ 4200 может оценить значение переменной в памяти для определения того, отключен ли один или более цилиндров двигателя. Если способ 4200 установит, что один или более цилиндров отключены, ответ будет "да", и способ 4200 следует на шаг 4204. В противном случае, ответ будет "нет", и способ 4200 следует на шаг 4220.
На шаге 4220 способа 4200 дискретизируют сигнал датчика положения впускного распределительного вала дважды за такт впуска каждого цилиндра в ряду цилиндров, содержащего впускной распределительный вал, контролируемый датчиком положения впускного распределительного вала. Аналогичным образом, способ 4200 дискретизирует сигнал датчика положения выпускного распределительного вала дважды за такт выпуска каждого цилиндра в ряду цилиндров, содержащего выпускной распределительный вал, контролируемый датчиком положения выпускного распределительного вала. То есть, если двигатель представляет собой четырехцилиндровый двигатель с единственным впускным распределительным валом, способ 4200 дискретизирует сигнал датчика распределительного вала восемь раз за два оборота двигателя. Положение и скорость распределительного вала можно определять для каждого дискретизированного сигнала датчика распределительного вала. Способ 4200 следует на шаг 4208.
На шаге 4208 способа 4200 изменяют сигнал управления исполнительным устройством изменения фаз кулачкового распределения для изменения положения распределительного вала в зависимости от дискретизированных сигналов датчика распределительного вала. Если датчик распределительного вала выявит, что распределительный вал не находится в необходимом положении, и (или) перемещение распределительного вала медленнее или быстрее необходимого, сигнал управления исполнительным устройством изменения фаз кулачкового распределения изменяют для уменьшения несоответствия между фактическим и необходимым положениями распределительного вала. Способ 4200 следует на шаг завершения.
На шаге 4204 способа 4200 определяют, какие цилиндры двигателя отключены. В одном примере способ 4200 оценивает значения в памяти, обозначающие включенные и отключенные цилиндры. Способ 4200 определяет, какие цилиндры отключены, и следует на шаг 4206.
На шаге 4206 способа 4200 дискретизируют сигнал датчика распределительного вала ряда цилиндров дважды за такт впуска для впускного распределительного вала или дважды за такт выпуска для выпускного распределительного вала, за исключением тактов выпуска в отключенных цилиндрах, в которые сигнал не дискретизируют. Альтернативно, сигналы датчика распределительного вала, дискретизированные во время тактов впуска или выпуска в отключенных цилиндрах, можно не учитывать. Затем дискретизированные сигналы обрабатывают для определения положений и скорости распределительного вала. Кроме того, дискретизированные сигналы датчиков распределительного вала можно усреднить для уменьшения шума сигнала датчиков распределительного вала. Способ 4200 следует на шаг 4208.
Отсутствие дискретизации сигналов датчиков распределительного вала во время тактов впуска или выпуска в отключенных цилиндрах позволяет уменьшить систематическую ошибку оценки положения распределительных валов двигателя. Скорость перемещения исполнительного устройства изменения фаз кулачкового распределения может зависеть от того, отключен цилиндр или нет. Поэтому может быть необходимо исключить сигналы датчиков распределительных валов, дискретизированные в то время, когда пружины клапанов отключенных цилиндров не содействуют перемещению распределительного вала относительно положения коленчатого вала.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и (или) транспортных средств. Раскрытые в настоящем описании способы и алгоритмы управления можно хранить в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти с возможностью их реализации системой управления, содержащей контроллер, во взаимодействии с различными датчиками, исполнительными механизмами и другими техническими средствами двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и (или) функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, по меньшей мере часть раскрытых действий, операций и (или) функций могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления. Управляющие действия также могут изменять рабочее состояние одного или более датчиков или исполнительных устройств в физическом мире во время осуществления раскрытых действий путем выполнения указанных инструкций в системе, содержащей различные компоненты аппаратной части двигателя, во взаимодействии с одним или более контроллерами.
На этом описание заканчивается. Ознакомившись с ним, специалисты в данной области техники смогут предложить многочисленные изменения и модификации без отступления от существа и объема раскрытого в настоящем описании изобретения. Например, раскрытое в настоящем описании изобретение можно с успехом использовать в двигателях со схемами расположения цилиндров I3, I4, I5, V6, V8, V10, V12 и оппозитных двигателях, работающих на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных видах топлива.
1. Способ для эксплуатации двигателя, содержащий шаги, на которых:
оценивают множество значений расхода топлива двигателя для эксплуатации двигателя с множеством конфигураций, предусматривающих разное фактическое общее число включенных цилиндров, и
эксплуатируют двигатель с фактическим общим числом включенных цилиндров на основе указанного множества значений расхода топлива двигателя.
2. Способ по п. 1, в котором эксплуатация двигателя включает в себя отключение цилиндра двигателя путем прекращения подачи топлива в указанный цилиндр двигателя.
3. Способ по п. 2, в котором отключение указанного цилиндра также включает в себя отключение впускного клапана цилиндра для удержания указанного впускного клапана закрытым в течение рабочего цикла двигателя и открытие и закрытие выпускного клапана указанного цилиндра во время указанного рабочего цикла двигателя.
4. Способ по п. 1, в котором в основе указанного множества значений расхода топлива двигателя лежит указанное множество конфигураций, предусматривающих разное фактическое общее число включенных цилиндров в рабочем цикле двигателя.
5. Способ по п. 1, в котором эксплуатация двигателя включает в себя отключение одного или более цилиндров двигателя на основе указанного множества значений расхода топлива двигателя.
6. Способ по п. 1, дополнительно содержащий шаг, на котором эксплуатируют двигатель с фактическим общим числом включенных цилиндров на основе того, что ожидаемый продувочный поток через двигатель меньше порогового уровня.
7. Способ для эксплуатации двигателя, содержащий шаги, на которых:
оценивают множество значений расхода топлива двигателя для эксплуатации двигателя с множеством конфигураций, предусматривающих разное фактическое общее число включенных цилиндров, при этом в основе указанного множества значений расхода топлива двигателя лежит фактическое общее число включенных цилиндров, частота вращения двигателя и запрошенный водителем крутящий момент;
эксплуатируют двигатель с фактическим общим числом включенных цилиндров на основе указанного множества значений расхода топлива двигателя и
увеличивают фактическое общее число включенных цилиндров в ответ на выходной сигнал датчика вибрации двигателя.
8. Способ по п. 7, в котором фактическое общее число включенных цилиндров увеличивают в ответ на выходной сигнал датчика вибрации двигателя в интервале по углу поворота коленчатого вала двигателя за пределами интервала детонации двигателя.
9. Способ по п. 8, в котором увеличение указанного фактического общего числа включенных цилиндров в ответ на выходной сигнал датчика вибрации двигателя включает в себя открытие впускного клапана цилиндра, который удерживали закрытым в течение рабочего цикла двигателя.
10. Способ по п. 9, в котором увеличение указанного фактического общего числа включенных цилиндров в ответ на выходной сигнал датчика вибрации двигателя включает в себя продолжение открытия и закрытия выпускного клапана указанного цилиндра, открытие и закрытие которого происходило в указанном рабочем цикле двигателя.
11. Способ по п. 7, в котором прекращают поток воздуха через цилиндр двигателя во время эксплуатации двигателя с указанным фактическим общим числом включенных цилиндров, зависящим от указанного множества значений расхода топлива двигателя.
12. Способ по п. 7, в котором воздух продолжает течь через отключенный цилиндр во время эксплуатации двигателя с указанным фактическим общим числом включенных цилиндров, зависящим от указанного множества значений расхода топлива двигателя.
13. Способ по п. 7, в котором эксплуатация двигателя с указанным фактическим общим числом включенных цилиндров, зависящим от указанного множества значений расхода топлива двигателя, включает в себя механическое отключение управляющего механизма клапана.
14. Способ по п. 13, в котором указанное множество значений расхода топлива двигателя включает в себя минимальное значение расхода топлива двигателя, причем эксплуатация двигателя с указанным фактическим общим числом включенных цилиндров, зависящим от указанного множества значений расхода топлива двигателя, обеспечивает указанное минимальное значение расхода топлива двигателя.
15. Система транспортного средства, содержащая:
двигатель, содержащий множество цилиндров, и
контроллер, содержащий исполняемые инструкции в долговременной памяти, которые, при реализации их контроллером, обеспечивают отключение контроллером одного цилиндра из указанного множества цилиндров в зависимости от множества результатов оценки расхода топлива двигателя для множества режимов отключения цилиндров.
16. Система транспортного средства по п. 15, также содержащая дополнительные инструкции для возобновления работы указанного одного цилиндра из множества цилиндров в ответ на выходной сигнал датчика вибрации двигателя.
17. Система транспортного средства по п. 16, в которой указанный выходной сигнал датчика вибрации двигателя получают в интервале по углу поворота коленчатого вала двигателя за пределами интервала детонации двигателя, причем выходной сигнал указанного датчика вибрации двигателя в интервале по углу поворота коленчатого вала двигателя в пределах интервала детонации двигателя не учитывают в качестве основы для возобновления работы указанного одного цилиндра из множества цилиндров.
18. Система транспортного средства по п. 15, также содержащая механизмы отключения клапанов для по меньшей мере одного цилиндра из указанного множества.
19. Система транспортного средства по п. 18, в которой указанные механизмы отключения клапанов представляют собой механизмы отключения впускных клапанов.
20. Система транспортного средства по п. 15, также содержащая дополнительные инструкции для отключения указанного одного цилиндра из множества цилиндров, если ожидаемый продувочный поток через двигатель будет меньше порогового непосредственно после отключения указанного одного цилиндра из множества цилиндров.
