车辆及操作车辆的方法技术

描述了一种车辆，包括：具有多个汽缸的内燃发动机；噪声、振动和声振粗糙度减少模块，配置为确定在车辆运行时由能量储存/释放装置选择性地施加到车辆的动力传动系的平滑扭矩；以及发动机控制单元，用于：接收扭矩请求，确定使内燃发动机产生充足的扭矩以满足扭矩请求的多个点火分数并选择多个点火分数中的一个，及根据所选择的点火分数以跳过点火的方式操作内燃发动机，其中，该多个点火分数各自具有不同的燃料效率和噪声、振动和声振粗糙度水平，所选择的点火分数在所确定的多个点火分数中提供最佳的燃料效率且同时通过平滑扭矩选择性地施加到动力传动系来提供可接受的噪声、振动和声振粗糙度水平。还描述了一种用于操作车辆的方法。

Vehicles and Methods of Operating Vehicles

【技术实现步骤摘要】
车辆及操作车辆的方法相关申请的交叉引用本申请是2016年1月11日提交的、申请号为“201680005420.6”的标题为“跳过点火式发动机控制系统中的噪声、振动和声振粗糙度降低”的中国专利申请的分案申请。本申请要求于2015年1月12日提交的美国临时专利申请号62/102,206以及于2015年3月24日提交的美国临时专利申请号62/137,539的优先权，出于所有目的将这些申请以其整体通过援引并入本文。
本专利技术涉及用于内燃发动机的跳过点火式发动机控制系统。更具体地，本专利技术涉及使用施加到动力传动系的平滑扭矩来降低噪声、振动和声振粗糙度(NVH)的安排和方法。
技术介绍
现今在运行中的多数车辆是通过内燃(IC)发动机来供能的。内燃发动机典型地具有多个汽缸或发生燃烧所在的其他工作室。发动机产生的动力取决于递送到每个工作室的燃料和空气的量以及发动机速度。汽缸的燃烧过程和点火会引起不想要的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)。例如，发动机可以将振动传递到车身，在这里振动可以被车辆乘员感知到。声音也可以通过底盘传输到车辆的车厢内。在某些操作条件下，汽缸的点火通过排气系统和尾管产生所不希望的声学效应。因此，车辆乘员可能因结构传播的振动或通过空气传播的声音而经历不希望的NVH。因此，正在努力减少由内燃发动机产生的NVH的量。
技术实现思路
描述了用于在跳过点火式发动机控制系统中减少噪声、振动和声振粗糙度(NVH)的多种方法和安排。在第一方面，将描述一种车辆。车辆包括：具有多个汽缸的内燃发动机，多个汽缸被安排成以一系列发动机循环操作，其中，对于每个发动机循环，多个汽缸的工作循环以预定的顺序排序；噪声、振动和声振粗糙度减少模块，其被配置为确定在车辆运行时由能量储存/释放装置选择性地施加到车辆的动力传动系的平滑扭矩；以及发动机控制单元，其被安排成用于：(a)接收扭矩请求；(b)确定将使内燃发动机产生充足的扭矩以满足扭矩请求的多个点火分数，多个点火分数各自具有不同的燃料效率和噪声、振动和声振粗糙度水平；(c)选择多个点火分数中的一个，所选择的点火分数在所确定的多个点火分数中提供最佳的燃料效率，同时通过平滑扭矩选择性地施加到车辆的动力传动系来提供可接受的噪声、振动和声振粗糙度水平；及(d)根据所选择的点火分数以跳过点火的方式操作内燃发动机，其中，以跳过点火的方式操作内燃发动机导致多个汽缸中的选定的一个汽缸在一系列发动机循环的工作循环中被点火、被跳过和被选择性地点火或跳过。在第二方面，将描述一种操作车辆的方法。车辆具有内燃发动机和能量储存/释放装置，内燃发动机具有多个汽缸，多个汽缸被安排成以一系列发动机循环操作，其中，内燃发动机和能量储存/释放装置都能够向动力传动系提供扭矩。该方法包括：接收扭矩请求；确定将使内燃发动机产生充足的扭矩以满足扭矩请求的多个点火分数，多个点火分数各自具有不同的燃料效率和扭矩振荡特性；针对多个点火分数中的每一个确定平滑扭矩，平滑扭矩由能量储存/释放装置选择性地施加于动力传动系；其中，平滑扭矩至少部分地抵消由内燃发动机引起的动力传动系扭矩振荡；选择多个点火分数中的一个，所选择的点火分数在所确定的多个点火分数中提供最佳的燃料效率，同时通过平滑扭矩选择性地施加到车辆的动力传动系来提供可接受的噪声、振动和声振粗糙度水平；及根据所选择的点火分数以跳过点火的方式操作内燃发动机，其中，该以跳过点火的方式操作内燃发动机导致多个汽缸中的选定的一个汽缸在一系列发动机循环的工作循环中被点火、被跳过和被选择性地点火或跳过。在第三方面，生成了操作性点火分数以便递送所希望的发动机扭矩。使用点火序列以跳过点火的方式操作发动机。点火序列基于该操作性点火分数。确定了由能量储存/释放装置施加给动力传动系的平滑扭矩。该平滑扭矩帮助减少跳过点火式点火序列产生的NVH。还描述了与上述操作相关的多种不同方法、装置、动力传动系控制器、以及计算机软件。多种不同动力传动系控制器设计在选择点火分数来便递送所希望的扭矩时考虑了能量效率。如果使用平滑扭矩可以减轻NVH，则可以使用在其他情况下由于其不利的NVH特性而将不可接受的一些点火分数。即使考虑到产生合适的平滑扭矩所涉及的能量效率，这样的点火分数也可能比其他替代方案更有效益。在一些实施例中，比较了多个候选点火分数的能量效率并选择了操作性点火分数。多种不同应用涉及使用查找表、算法或其他合适的机制来选择合适的操作性点火分数。当使用所选择的点火分数来操作发动机时，如果需要，就向动力传动系施加平滑扭矩来帮助降低所产生的NVH。可以以各种各样的方式产生该平滑扭矩。以多种不同途径，例如，平滑扭矩是基于在发动机扭矩中识别的变化的。在一些应用中，发动机扭矩可以被理解为包括DC项和多个谐波。选择一个或多个谐波(例如，仅基频、一个或多个谐波等)。在一些实施例中，平滑扭矩具有与所选谐波相同的频率，但是其相位相对于所选择的谐波偏移，例如相位偏离180°。在第四方面，将描述一种方法。生成用于以跳过点火的方式操作发动机的点火序列。在多个不同的实施例中，跳过点火式点火序列是基于短时域最优控制计算的。确定了由能量储存/释放装置施加给动力传动系的平滑扭矩。该平滑扭矩被安排来至少部分地抵消由该跳过点火式点火序列产生的扭矩变化，由此减少否则会由该跳过点火式点火序列产生的NVH。附图说明通过参照以下结合附图给出的说明，可以最好地理解本专利技术及其优点，在附图中：图1是根据本专利技术的一个实施例的跳过点火式发动机控制系统中的动力传动系控制器的框图。图2是流程图，图解地展示了根据本专利技术的一个实施例的用于在跳过点火式发动机控制系统降低噪声、振动和声振粗糙度(NVH)的方法。图3是根据本专利技术的一个实施例的动力传动系和动力传动系控制器的图。图4和5是展示根据本专利技术的一个实施例的、用于优化NVH的降低的示例技术的图。图6是根据本专利技术的一个实施例随着不同点火分数而消耗的燃料的曲线图。图7是根据本专利技术的一个实施例的发动机扭矩波形的图。图8是叠加在图7所示的发动机扭矩波形上的一阶谐波的示例图。图9是一阶谐波的示例图。图10是包括叠加在图7所示的发动机扭矩波形上的一阶和二阶谐波的波形示例图。图11是二阶谐波的示例图。图12是根据本专利技术的一个实施例的跳过点火式发动机控制系统中的动力传动系控制器的框图。图13是根据本专利技术的一个实施例的自适应滤波器前馈控制系统的框图。图14是示出根据本专利技术的一个实施例的与汽缸点火和汽缸跳过相关联的扭矩特征的示例波形。在附图中，有时使用相同的参考号来表示相同的结构要素。还应当认识到，附图中的描绘是图解的而不是按比例的。具体实施方式本专利技术涉及跳过点火式发动机控制系统。更具体地，本专利技术涉及使用平滑扭矩来减少跳过点火式发动机控制系统中的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)的方法和安排。跳过点火式发动机控制设想在所选择的点火时机过程中选择性地跳过某些汽缸的点火。因此，例如，一个特定的汽缸可在一个点火时机过程中被点火并且接着可在下一个点火时机过程中被跳过并且随后在下一个点火时机过程中被选择性地跳过或点火。这与常规可变排量发动机操作形成对照，在常规可变排量发动机的运行中，在某些低负载运行条件的过程中固定的一组汽缸被停用。跳过点火式发动机控制可以提供多种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，包括：内燃发动机，该内燃发动机具有多个汽缸，该多个汽缸被安排成以一系列发动机循环操作，其中，对于每个发动机循环，该多个汽缸的工作循环以预定的顺序排序；噪声、振动和声振粗糙度减少模块，该噪声、振动和声振粗糙度减少模块被配置为确定平滑扭矩，该平滑扭矩能够在车辆运行时由能量储存/释放装置选择性地施加到该车辆的动力传动系；以及发动机控制单元，该发动机控制单元被安排成用于：(a)接收扭矩请求；(b)确定将使该内燃发动机产生充足的扭矩以满足该扭矩请求的多个点火分数，该多个点火分数各自具有不同的燃料效率和噪声、振动和声振粗糙度水平；(c)选择该多个点火分数中的一个，所选择的点火分数在所确定的多个点火分数中提供最佳的燃料效率，同时通过该平滑扭矩选择性地施加到该车辆的动力传动系来提供可接受的噪声、振动和声振粗糙度水平；及(d)根据所选择的点火分数以跳过点火的方式操作该内燃发动机，其中，该以跳过点火的方式操作该内燃发动机导致该多个汽缸中的选定的一个汽缸在该一系列发动机循环的工作循环中被点火、被跳过和被选择性地点火或跳过。

【技术特征摘要】
2015.01.12 US 62/102,206;2015.03.24 US 62/137,5391.一种车辆，包括：内燃发动机，该内燃发动机具有多个汽缸，该多个汽缸被安排成以一系列发动机循环操作，其中，对于每个发动机循环，该多个汽缸的工作循环以预定的顺序排序；噪声、振动和声振粗糙度减少模块，该噪声、振动和声振粗糙度减少模块被配置为确定平滑扭矩，该平滑扭矩能够在车辆运行时由能量储存/释放装置选择性地施加到该车辆的动力传动系；以及发动机控制单元，该发动机控制单元被安排成用于：(a)接收扭矩请求；(b)确定将使该内燃发动机产生充足的扭矩以满足该扭矩请求的多个点火分数，该多个点火分数各自具有不同的燃料效率和噪声、振动和声振粗糙度水平；(c)选择该多个点火分数中的一个，所选择的点火分数在所确定的多个点火分数中提供最佳的燃料效率，同时通过该平滑扭矩选择性地施加到该车辆的动力传动系来提供可接受的噪声、振动和声振粗糙度水平；及(d)根据所选择的点火分数以跳过点火的方式操作该内燃发动机，其中，该以跳过点火的方式操作该内燃发动机导致该多个汽缸中的选定的一个汽缸在该一系列发动机循环的工作循环中被点火、被跳过和被选择性地点火或跳过。2.如权利要求1所述的车辆，其中，该平滑扭矩的施加使得噪声、振动和声振粗糙度低于预定义的噪声、振动和声振粗糙度水平。3.如权利要求2所述的车辆，其中，该预定义的噪声、振动和声振粗糙度水平基于选自下组中的各种条件来调整，该组由以下各项构成：加速踏板位置、道路状况、挡位、车辆速度、车厢噪声水平、以及发动机怠速的存在。4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆，其中，该平滑扭矩的幅值至少部分地基于与产生该平滑扭矩相关联的能量成本。5.如权利要求1至3中任一项所述的车辆，其中，如果该平滑扭矩未施加到该车辆的动力传动系，则所选择的点火分数否则将导致不可接受的噪声、振动和声振粗糙度水平。6.如权利要求1至3中任一项所述的车辆，其中，该噪声、振动和声振粗糙度减少模块被安排成用于：如果在没有将该平滑扭矩施加到该车辆的动力传动系的情况下所选择的点火分数的噪声、振动和声振粗糙度水平是可接受的，则选择性地不施加该平滑扭矩。7.如权利要求1至3中任一项所述的车辆，其中，该平滑扭矩是从该内燃发动机的曲轴角度导出的平滑正弦扭矩波形。8.如权利要求1至3中任一项所述的车辆，其中，该平滑扭矩是平滑正弦扭矩波形，该平滑正弦扭矩波形顺序地向该车辆的动力传动系添加扭矩并从该车辆的动力传动系减去扭矩。9.如权利要求1至3中任一项所述的车辆，其中，该噪声、振动和声振粗糙度减少模块还被安排成用于：从曲轴加速度传感器接收传感器数据，并基于来自该曲轴加速度传感器的传感器数据来调整该平滑扭矩。10.如权利要求1至3中任一项所述的车辆，其中，该噪声、振动和声振粗糙度减少模块还被安排成用于：接收来自该车辆上设置的一个或多个加速度计的传感器数据，并基于来自该一个或多个加速度计的传感器数据来调整该平滑扭矩。11.如权利要求1至3中任一项所述的车辆，其中，该确定平滑扭矩是基于该内燃发动机的多个汽缸逐个点火时机地进行的。12.如权利要求1至3中任一项所述的车辆，其中，该确定平滑扭矩至少部分地依赖于前馈控制，该前馈控制通过产生扰动消除扭矩来衰减由该内燃发动机的燃烧事件引起的不期望的扭矩振荡，该扰动消除扭矩抵消该不期望的扭矩振荡。13.如权利要求12所述的车辆，其中，该前馈控制使用自适应滤波器，该自适应滤波器依赖于加权参数以最小化所请求的扭矩和所递送的扭矩之间的差异，其中，所递送的扭矩是由该...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易斯·J·塞拉诺，袁欣，约翰·W·帕塞勒斯，穆罕默德·R·皮尔雅伯里，马克·A·威尔卡茨，长岛正树，
申请(专利权)人：图拉技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US