发动机运转的有效控制制造技术

一种用于控制发动机动态扭矩的发动机有效运转控制系统，其包括产生第一动态扭矩的发动机。第一模块选择性地引起围绕所述发动机的曲轴的旋转轴的第二动态扭矩的产生，该扭矩的方向与通过所述曲轴产生的所述第一动态扭矩相反。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机噪声，振动和生硬性(harshness)(NVH)，并且尤其涉及有效的气缸体动态燃烧扭矩的消除。
技术介绍
内燃机产生驱动扭矩，该驱动扭矩通过曲轴传送到动力传动系统。曲轴扭矩和气缸体动态燃烧扭矩通常在幅值上相等并且方向相反。发动机被设计以产生稳态(DC)扭矩。在一些情况下，动态(AC)扭矩被产生，并且引起可被车辆乘客察觉的噪声和振动。一些内燃机包括发动机控制系统，该系统可以使一些气缸在低负荷情况下不工作。例如，8缸发动机能够只运行4个气缸，以便于通过减少泵气损失来改善燃料经济性。该过程通常称为随选排量或者DOD。所有发动机气缸运行的情况称为激活模式。小于所有的发动机气缸运行的情况(一个或多个气缸不运行)称为断缸模式。车辆会进行调整来减少噪声，振动和生硬性(NVH)。例如，由于燃烧过程，在发动机和动力总成的其它剩余装置中会引起振动。发动机和在车辆中支撑发动机的构造(例如，发动机底座)会进行调整以减弱这些振动。在断缸模式中，较少的气缸在运行。因此，振动频率会降低。例如，在8缸发动机中，燃烧引起的振动频率大约为80Hz。当运行在断缸模式时，只有4个气缸发火。因此，振动频率被减半为40Hz。在断缸模式中该减少的振动频率会引起NVH的增加，这会被车辆驾驶员所察觉。专利技术概要因此，本专利技术提供一种用于控制发动机动态扭矩的发动机有效运转控制系统。该发动机控制系统包括产生第一动态扭矩的发动机。第一模块选择性地引起围绕发动机的曲轴的旋转轴的扭矩的产生，其方向与通过曲轴产生的第一动态扭矩相反。在其它的特征中，该扭矩基于发动机速度产生。当发动机速度大于第一发动机速度阈值并且小于第二发动机速度阈值时，该扭矩产生。在其它的特征中，发动机控制系统还包括第一对偏离旋转轴的有效质量吸收器(AMA)，每一个可产生一力以引起扭矩，该力的方向平行于通过旋转轴所定义的平面。在一个设置中，AMA设置在旋转轴的相对侧并且偏离旋转轴相等的距离。在另一个设置中，AMA设置在旋转轴的相对侧，并且偏离旋转轴不同的距离。第一对AMA中的一个所产生的力大于第一对AMA中另一个所产生的力。在又一个特征中，发动机控制系统进一步包括偏离旋转轴的第二对AMA，每一个可产生一力以引起所述扭矩，该力的方向平行于通过旋转轴所定义的平面。在又一个特征中，发动机是可运行在激活和断缸模式中的随选排量发动机。本专利技术的应用的进一步的范围将才从下面所提供的详细描述中变得显然。应该理解的是表示本专利技术的优选实施例的详细的描述和具体的例子，其意图仅仅是为了说明，而不意图去限制本专利技术的范围。附图简述通过下面的详细描述和附图，本专利技术将得到更加充分的理解，其中附图说明图1是示出了不同扭矩的示例发动机的示意透视图；图2是根据本专利技术的包括一对有效质量吸收器(AMA)的示意透视图；图3是根据本专利技术的包括多对AMA的发动机的示意透视图；图4是实施本专利技术的发动机运转有效(EMA)控制系统的示例发动机系统的原理框图；图5A是根据本专利技术的包括AMA装置的发动机的侧视图；图5B是根据本专利技术的包括可选择的AMA装置的发动机的侧视图；图6是表示通过根据本专利技术的EMA控制所执行的示例步骤的流程图；和图7是执行本专利技术的EMA控制的示例模块的原理框图。具体实施例方式下面的优选实施例的描述实际上仅仅是示例并不意图去限制本专利技术、其应用或者使用。为了描述清楚的目的，在附图中相同的附图标记表示相同的元件。如在此所使用的，术语模块指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的，专用的或成组的)和存储器、组合逻辑电路、和/或其它能提供所述功能的合适的组件。如在此所使用的，激活指所有发动机气缸都运行的情况。断缸指小于所有发动机气缸运行的情况(一个或多个气缸不运行)。参见图1，示意的发动机3包括一曲轴5。如下面进一步详细描述的，发动机3产生曲轴扭矩，该扭矩包括动态(AC)扭矩(TCSAC)和稳态(DC)扭矩(TCSDC)两者。也产生了气缸体动态燃烧扭矩(TEBAC)和稳态扭矩(TEBDC)。TEBAC是本专利技术的发动机运转有效(EMA)控制系统试图去消除的，这将在下面进一步详细描述。现在参见图2和3，发动机3和曲轴5被示出，如图1中所示的。平面A被定义并且垂直于曲轴5。一组有效质量吸收器(AMA)7a，7b被设置，使得它们的轴位于平面A中。AMA将在下面进行进一步详细解释。AMA7a的轴平行于AMA7b的轴。AMA7a，7b刚性地固定到发动机3上。当被供能时，AMA7a，7b围绕曲轴的轴线产生一动态扭矩(TAC)。TAC的频率和幅值设置成与TEBAC的频率和幅值相等，但是相位相反。如此，TAC和TEBAC相互抵消，并且优选产生净值零的振动扭矩。图3示出了具有两组AMA7，9的EMA控制系统的可选择的实施例。第一组AMA7a，7b被设置为如图2所描述的。第二平面B被定义为垂直于曲轴5。两个AMA装置9a，9b被设置使得它们的轴位于平面B上，并且AMA9a的轴平行于AMA9b的轴。AMA9a，9b刚性固定到发动机3上，并且当被供能时，它们围绕曲轴5产生了第二动态扭矩(T’AC)。该扭矩的频率被设置成与TEBAC的频率相等。TAC和T’AC两者的幅值加到一起与TEBAC的幅值大小相等并且方向相反。因此，总的动态扭矩还是为净值零的扭矩。注意到设置在平面A中的AMA7a，7b的位置与设置在平面B中的AMA9a，9b的位置不相关。因此，任意数目的垂直于曲轴5的附加平面可以被产生，每个平面设置一附加AMA组。还注意到每个AMA组可包含任意数目的AMA。在一组中的AMA必须都位于同一平面上，垂直于曲轴5并且通过AMA一致作用所产生的净值动态扭矩与TEBAC大小相等并且方向相反。现在参见图4至7，本专利技术的EMA控制系统的具体实施将进行详细描述。更具体的，所描述的EMA控制系统在随选排量(DOD)发动机上实现。但是，需要理解的是，本专利技术的EMA控制系统可实施在不同类型的发动机上，这些发动机包括但不限于传统的内燃机和DOD发动机。现在参见图4，车辆10包括驱动变速器14的发动机12。变速器14可以为自动的或者手动的变速器，其通过相应的变矩器或离合器16由发动机12所驱动。空气通过节气门13流入发动机12。发动机12包括N个气缸18。在发动机运行期间，一个或多个气缸18可选择性的断缸。尽管图1描述了8个气缸(N＝8)，需要理解的是发动机12可包括更多或更少的气缸18。例如，设想发动机具有4，5，6，8，10，12和16个气缸。空气通过进气岐管20流入发动机12中并且在气缸18中与燃料进行燃烧。燃烧过程在气缸内往复驱动活塞(未示出)。活塞旋转驱动曲轴30(见图2A和2B)以提供驱动扭矩到动力总成中。控制模块38与发动机12、不同输入装置和在此所描述的传感器相连通。车辆驾驶员操作加速踏板40以调节节气门13。更具体的，踏板位置传感器42产生一传送到控制模块38中的踏板位置信号。控制模块38基于踏板位置信号产生一节气门控制信号。节气门调节器(未示出)基于节气门控制信号调节节气门13，以调节流入发动机12中的空气。车辆驾驶员操作制动踏板44以调节车辆制动。更具体的，制动位置传感器产生一传送到控制模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于控制发动机动态扭矩的发动机有效运转控制系统，其包括：发动机，其产生第一动态扭矩；和第一模块，其选择性地引起围绕所述发动机的曲轴的旋转轴的第二动态扭矩的产生，该第二动态扭矩的方向与通过所述曲轴产生的所述第一动态扭矩相反。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：FP霍恩斯塔德特，SA特尔沃，EN雅各布森，BE费拉里，DR小埃尔津加，EJ德芬德菲尔，S怀斯，W博尔斯，B法里博尔兹，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]