在点火分数转变期间的车辆致动器的协调制造技术

公开了用于在发动机的工作期间控制点火分数之间的转变的各种方法和安排。总体上，描述了致动器第一转变策略，其中在实施对应的点火分数变化之前，将致动器位置(例如，凸轮相位、TCC滑差等)改变为或接近目标位置。当与希望的点火分数变化相关联的致动器变化相对较大时，将所述点火分数变化分成一系列两个或更多个点火分数变化步骤。也描述了许多中间目标选择方案。所描述的技术非常适合用于在跳过点火、动态点火水平调制和/或其他类型的发动机工作期间管理点火分数转变，其中发动机的有效排量可以改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在点火分数转变期间的车辆致动器的协调相关申请的交叉引用本申请要求2016年10月7日提交的美国专利申请号15/288,847和2016年6月23日提交的美国临时申请号62/353,674的优先权，这两个申请通过援引以全部内容并入本文中。
本专利技术大体上涉及用于在发动机的工作点火分数的转变期间控制车辆致动器的方法和安排。
技术介绍
现代车辆利用许多致动器，从而控制车辆的工作的各个方面。这些致动器中的许多控制发动机的工作，诸如节气门、凸轮相位、燃料喷射以及火花正时。其他致动器控制发动机扭矩到车辆车轮的递送，诸如变矩器或变速器。必须协调这些致动器的工作以实现可接受的车辆性能。具体地，希望控制车辆来提供最佳燃料效率并且NVH(噪声、振动、不平顺性)性能可接受。许多类型的内燃发动机的燃料效率可以通过改变发动机的排量来实质性地改善。这允许在需要时可获得最大扭矩，也可以在不需要最大扭矩时通过使用较小排量来显著地减少泵送损失并提高热力学效率。现今改变排量的最常见的方法是基本上同时停用一组缸。在这种途径中，不向停用的缸递送燃料，并且只要这些缸保持停用，就保持其相关联的进气阀和排气阀关闭。改变发动机的有效排量的另一种发动机控制途径被称为“跳过点火式”发动机控制。通常，跳过点火式发动机控制设想在选定的点火时机期间选择性地跳过某些缸的点火。因此，特定缸可以在一个发动机循环期间被点火、然后可以在下一个发动机循环期间被跳过，并且然后在下一个发动机循环期间被选择性地跳过或点火。跳过点火式发动机工作区别于传统的可变排量发动机控制，其中指定的一组缸基本上同时停用并且只要发动机保持在相同的可变排量模式下就保持停用。因此，在可变排量模式下的工作期间，对于每个发动机循环而言特定缸点火的次序总是完全相同(只要发动机保持在相同的排量模式下)，而在跳过点火式工作期间通常不是这样。例如，8缸可变排量发动机可以停用这些缸中的一半(即，4个缸)，这样使得仅使用剩余的4个缸工作。现今可获得的在市场上可购买到的可变排量发动机通常仅支持两种或至多三种固定排量模式。通常，跳过点火式发动机工作有助于比使用传统的可变排量途径可能实现的更精细地控制有效发动机排量。例如，对4缸发动机中的每三个缸点火将提供最大发动机排量的1/3的有效排量，这是通过简单地停用一组缸无法获得的分数排量。在概念上，使用跳过点火式控制几乎可以获得任何有效排量，但在实践中大多数实现方式将工作限制于可用点火分数、序列或模式的集合。本申请人之一TulaTechnology公司已经提交了描述跳过点火式控制的各种途径的多份专利。许多跳过点火控制器被安排成提供可用点火模式、序列或点火分数的集合。在一些情况下，可用点火模式或分数的集合将根据各种工作参数而变化，诸如发动机负载、发动机速度和变速器档位。通常，部分地基于它们的NVH特性来选择可用点火模式。必须管理点火分数水平之间的转变，以避免转变期间出现不可接受的NVH。特别地，点火分数的变化必须与其他发动机致动器协调，以实现平顺的点火分数转变。许多内燃发动机结合了用于相对于曲轴来调整凸轮角度或相位的凸轮相位器。调整凸轮相位会改变进气阀和/或排气阀相对于上死点(TDC)或某个其他曲轴参考点的打开和关闭的相对正时。凸轮相位影响缸空气进气质量(MAC)和从先前的缸工作循环中留在缸中的残余排气量两者。一些发动机阀传动系利用单个凸轮轴来致动进气阀和排气阀两者，而其他发动机阀传动系将单独的凸轮轴用于进气阀和排气阀。另外的其他发动机具有成组安排的缸，每个组都有专用的单凸轮轴或双凸轮轴。当凸轮相位器与致动进气阀和排气阀两者的凸轮轴结合使用时，那么凸轮相位调整将影响进气冲程和排气冲程两者。当使用独立致动进气阀和排气阀的双凸轮轴时，那么可以独立地改变进气阀和排气阀正时。可以设置凸轮相位以提供最佳燃料效率(或其他希望的特性)，然而最佳凸轮相位根据发动机速度和缸负载而变化。因此，通常可以通过基于发动机工作条件改变凸轮相位来提高发动机的燃料效率。除了凸轮相位之外，现代车辆中还存在影响燃料效率和乘员舒适性的其他致动器和控制系统。一种这样的系统是控制变矩器滑差。变矩器在车辆发动机与车轮之间传递原动力。变矩器滑差指示变矩器的输入发动机侧与变矩器的输出车轮侧之间的旋转速度的差异。为了燃料效率，希望最小化或消除滑差；然而，滑差不足会导致不可接受的NVH并损害车辆的驾驶性能。需要将点火分数的变化与其他车辆致动器的调整(诸如凸轮相位和变矩器滑差)进行协调的控制方法。本申请描述了用于将各种车辆致动器的控制与跳过点火式工作进行组合以提供不同点火模式、序列或点火分数之间的燃料有效转变的途径。特别地，描述了对凸轮定相和变矩器滑差的控制，但是本文中提出的概念适用于广泛范围的车辆致动器。
技术实现思路
描述了用于在发动机的工作期间管理点火分数之间的转变的各种方法、控制器和安排。总体上，描述了传动系滑差第一转变策略，其中在实施对应的点火分数变化之前，将传动系滑差的增加改变为或接近目标传动系滑差。当与希望的点火分数变化相关联的传动系滑差变化相对较大时，可以将点火分数变化分成一系列两个或更多个点火分数变化步骤。也描述了许多中间目标选择方案。所描述的技术非常适合用于在跳过点火、动态点火水平调制和/或其他类型的发动机工作期间管理点火分数转变，其中发动机的有效排量可以改变。在一方面，公开了适合于管理点火分数转变的方法和控制器。当请求转变到具有比当前工作滑差更高的滑差转变阈值的点火分数时，开始向所请求的传动系滑差转变。在适当时(任选地)，可以识别一个或多个中间目标点火分数，并且可以将点火分数转变分成多个阶段。目标点火分数(i)选自能够递送请求的发动机输出的可用点火分数集合，并且(ii)具有小于与所请求的点火分数相关联的滑差转变阈值的相关联目标传动系滑差转变阈值。每个点火分数转变被约束为仅在实际传动系滑差至少与相关联传动系滑差转变阈值一样高时发生。在一些实施例中，当所请求的点火分数高于原始点火分数时，所选择的目标点火分数是能够递送所请求的发动机输出的最低可用点火分数，所述最低可用点火分数具有不大于当前传动系滑差的相关联传动系滑差转变阈值。这可能导致短暂转变到高于所请求的点火分数的目标点火分数。当所请求的点火分数低于第一点火分数时，所选择的目标点火分数优选地是第一点火分数与第二点火分数之间的中间点火分数。在一些实施例中，当存在这样的中间点火分数时，所选择的目标点火分数是能够递送请求的发动机输出的最低可用点火分数，所述最低可用点火分数具有不大于原始滑差的相关联传动系滑差转变阈值。在一些实施例中，传动系滑差由变矩器离合器(TCC)施加。附图说明参考结合附图进行的以下说明可以最佳地理解本专利技术及其优点，在附图中：图1是具有转变管理控制单元的跳过点火控制器的功能框图。图2A示出了示例性凸轮第一转变控制方法的时序图。图2B示出了示例性并行转变控制方法的时序图。图2C示出了使用中间点火分数的示例性凸轮第一转变策略的时序图。图3是示出根据非排他性实施例的凸轮第一点火分数转变管理方案的流程图。图4是示出根据非排他性实施例的选择下一目标点火分数的方法的流程图。图5是示出根据另一非排他性实施例的传动系滑差第一点火分数转变管理方案的流程图。图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管理车辆中的点火分数转变的方法，所述车辆具有包括发动机和传动系的动力传动系，所述传动系包括可调滑差传动系部件，所述方法包括：在所述发动机以第一有效点火分数工作并且所述可调滑差传动系部件以第一传动系滑差工作时，确定与所述第一有效点火分数不同的请求的第二有效点火分数，所述第二有效点火分数具有相关联的第二传动系滑差和比所述第一传动系滑差更高的相关联的第二传动系滑差转变阈值；开始从所述第一传动系滑差朝向所述第二传动系滑差的转变；向不同于所述第一有效点火分数和所述第二有效点火分数的目标点火分数转变，所述目标点火分数(i)选自能够递送请求的发动机输出的可用有效点火分数集合，并且(ii)具有小于所述第二传动系滑差转变阈值的相关联的目标传动系滑差转变阈值；以及在转变到所述目标点火分数之后，向所述第二有效点火分数转变，以及其中每个点火分数转变被约束为仅在实际传动系滑差至少与所述相关联的传动系滑差转变阈值一样高时发生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.23 US 62/353,674;2016.10.07 US 15/288,8471.一种管理车辆中的点火分数转变的方法，所述车辆具有包括发动机和传动系的动力传动系，所述传动系包括可调滑差传动系部件，所述方法包括：在所述发动机以第一有效点火分数工作并且所述可调滑差传动系部件以第一传动系滑差工作时，确定与所述第一有效点火分数不同的请求的第二有效点火分数，所述第二有效点火分数具有相关联的第二传动系滑差和比所述第一传动系滑差更高的相关联的第二传动系滑差转变阈值；开始从所述第一传动系滑差朝向所述第二传动系滑差的转变；向不同于所述第一有效点火分数和所述第二有效点火分数的目标点火分数转变，所述目标点火分数(i)选自能够递送请求的发动机输出的可用有效点火分数集合，并且(ii)具有小于所述第二传动系滑差转变阈值的相关联的目标传动系滑差转变阈值；以及在转变到所述目标点火分数之后，向所述第二有效点火分数转变，以及其中每个点火分数转变被约束为仅在实际传动系滑差至少与所述相关联的传动系滑差转变阈值一样高时发生。2.如权利要求1所述的方法，其中当所请求的第二有效点火分数高于所述第一有效点火分数时，所选择的目标点火分数是能够递送所请求的发动机输出的最低可用有效点火分数，所述最低可用有效点火分数具有不大于所述第一传动系滑差的相关联的传动系滑差转变阈值。3.如权利要求1所述的方法，其中当所请求的第二有效点火分数低于所述第一有效点火分数时，所选择的目标点火分数是所述第一有效点火分数与所述第二有效点火分数之间的中间有效点火分数。4.如权利要求3所述的方法，其中当存在这样的中间有效点火分数时，所选择的目标点火分数是能够递送所请求的发动机输出的最低可用有效点火分数，所述最低可用有效点火分数具有不大于所述第一传动系滑差的相关联的传动系滑差转变阈值。5.如权利要求3或4所述的方法，其中所选择的目标点火分数具有在所述第一传动系滑差与所述第二传动系滑差阈值之间的相关联的传动系滑差转变阈值。6.如权利要求1所述的方法，其中所述可调滑差传动系部件是变矩器离合器(TCC)。7.如权利要求1所述的方法，其中：指导所述点火分数转变的发动机控制器具有限定的潜在工作有效点火分数集合；在各种特定工作条件下，只有所述潜在工作有效点火分数的相关联子集被指定为供使用的候选点火分数；供使用的所述候选点火分数并不总是包括能够递送所请求的发动机输出的所有潜在工作有效点火分数；以及所述目标点火分数选自用于在当前工作条件下使用的所述候选点火分数。8.如权利要求1所述的方法，其中在每个点火分数转变期间，在所述转变期间以有助于在整个所述转变中提供所希望的发动机输出的方式改变命令的空气进气量。9.如权利要求1所述的方法，其中当所请求的点火分数在转变期间变为新请求的点火分数时，命令所述可调滑差传动系部件开始向与所述新请求的点火分数相关联的传动系滑差转变。10.如权利要求1所述的方法，其中所述可用有效点火分数集合仅包括一和分母不大于九的分数。11.一种控制车辆中的发动机的方法，所述车辆具有包括所述发动机和传动系的动力传动系，所述传动系包括可调滑差传动系部件，所述方法包括：在所述发动机以具有相关联的第一传动系部件滑差的第一有效点火分数工作时，确定希望的第二有效点火分数和相关联的第二传动系部件滑差，所述第二传动系部件滑差与所述第一传动系部件滑差不同；开始从所述第一传动系部件滑差向所述第二传动系部件滑差的转变；在实际传动系部件滑差处于所述第二传动系部件滑差或在其预定范围内之后，向所述第二有效点火分数转变，其中只有在实际传动系部件滑差处于所述第二传动系部件滑差或在其预定范围内之后才开始向所述第二有效点火分数的转变；以及在所述转变期间指导所述发动机的工作以递送请求的输出，由此实际命令的点火分数在所述转变的过程中从所述第一有效点火分数逐渐地变为所述第二有效点火分数。12.一种控制车辆中的发动机的方法，所述车辆具有包括所述发动机和传动系的动力传动系，所述传动系包括可调滑差传动系部件，所述方法包括：(a)在所述发动机以第一有效点火分数工作并且所述可调滑差传动系部件以第一传动系滑差工作时，确定与所述第一有效点火分数不同的请求的第二有效点火分数，所述第二有效点火分数具有相关联的第二传动系滑差，所述第二传动系滑差比所述第一传动系滑差高；(b)开始从所述第一传动系滑差向所述第二传动系滑差转变；(c)从能够递送请求的发动机输出的可用有效点火分数集合中识别与所述第一有效点火分数和所述第二有效点火分数不同的目标点火分数，所述目标点火分数具有小于所述第二传动系滑差的相关联的目标传动系滑差；(d)向所述目标点火分数转变，其中向所述目标点火分数转变被约束为仅在实际传动系滑差至少跟与所述目标点火分数相关联的目标传动系滑差阈值一样高时发生；以及(e)在转变到所述目标点火分数之后，向所述第二有效点火分数转变，其中向所述第二有效点火分数转变被约束为仅在所述实际传动系滑差至少跟与所述第二有效点火分数相关联的第二传动系滑差阈值一样高时发生；以及(f)在所述转变期间指导所述发动机的工作以递送所请求的发动机输出。13.如权利要求12所述的方法，进一步包括：(a)在转变到所述目标点火分数之后，向能够递送所请求的发动机输出的所述可用有效点火分数集合中的下一目标点火分数转变，所述下一目标点火分数具有比与所述目标点火分数相关联的所述传动系滑差阈值高但不大于所述第二传动系滑差阈值的相关联的传动系滑差阈值，其中向所述下一目标点火分数转变被约束为仅在实际传动系滑差至少与所述下一目标传动系滑差阈值一样高时发生；以及(b)迭代地重复(a)，直到达到所述第二有效点火分数。14.如权利要求12所述的方法，其中所述可调滑差传动系部件是变矩器离合器(TCC...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易斯·J·塞拉诺，史蒂文·E·卡尔森，
申请(专利权)人：图拉技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US