专利名称：多行程可变排量发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆推进系统和操作车辆推进系统的方法。
背景技术：
一些车辆包括可在选择的工况下部分停用(deactivate)的发动机以通过减少发 动机有效排量增加燃料效率。因此， 一些发动机可称为具有可变排量能力，其中，发 动机的一个或多个汽缸中的燃烧可临时停用或者中断而发动机的其他汽缸继续执行 燃烧。当车辆驾驶员要求增加的发动机输出时，停用的汽缸可通过再次执行燃烧而启 用，从而增加有效发动机排量并向车辆驾驶员提供需要的发动机输出。
本发明的发明人认识到上述方法中的缺陷。作为一个示例，发明人认识到在某些
工况下，上述方法可能导致汽缸在停用状态和执行燃烧的启用状态之间频繁转换。这
些转换可能增加车辆驾驶员可察觉的发动机的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)。另
外，当发动机执行启用状态和停用状态之间的频繁转换时燃料效率可能降低。因此，
具有可变排量能力的发动机可能仅显示出有限的燃料效率提高，而在驾驶员看来，可 察觉的车辆驾驶性能会降低。
发明内容
作为非限制性的示例，上述问题中的至少一些可通过一种操作车辆推进系统的方 法解决，所述方法包括操作发动机以产生发动机输出；经变速器传递所述发动机输
出至一个或多个驱动轮；响应于第一工况，通过调节发动机的燃烧汽缸和停用汽缸的 相对数量改变提供给驱动轮的扭矩；以及响应于第二工况，通过调节每个燃烧循环中 燃烧汽缸所执行的行程数，同时使变速器在不同的传动比之间换档，以改变提供给驱 动轮的扭矩。
由于从四行程循环向二行程循环转换发动机可以增加发动机的功率密度(power density),车辆的驾驶员所要求的发动机输出可能会得到满足，同时保持停用汽缸 处于停用状态而不是在停用汽缸中启动燃烧。另外，发动机操作与变速器状态的配合 可进一步减少在启用汽缸状态和停用汽缸状态之间转换的数目。
图1示出设置在车辆推进系统中的示例多行程可变排量内燃发动机。 图2示出描述可用于控制图1所示的发动机的示例流程的流程图。图3示出可由控制系统用于按照图2所示的流程控制图l所示的发动机的示例图 表。 '
图4示出描述可用于控制图1的发动机的示例流程的流程图。
图5A和5B示出描述分别处于二行程循环和四行程循环的发动机汽缸的操作的示 例正时图。
图6描述了示例发动机汽缸的细节图。
图7示出描述示例控制策略(control strategy)的流程图。 图8示出示例变速器换档方案(shift schedule)
具体实施例方式
图1示出多行程可变排量内燃发动机100。发动机100可包括一个或多个燃烧室 或者汽缸110,图6示意性地示出其非限制性示例。在一些实施例中，发动机100可 配置为车辆推进系统的构件。例如，发动机100可操作地经变速器140与一个或多个 示意性地在130处示出的驱动轮连接。在其他实施例中，发动机100可配置为发电系 统的构件，并可选择性地与发电装置如电机连接。
变速器140可包括多个可选传动比。如以下将在图7和图8的内容中所述，变速 器可响应于发动机的特定的操作模式，在两个或者多个上述传动比间转换。例如，发 动机汽缸中的至少一些可包括配置为选择性地执行多行程操作的多行程汽缸。多行程 操作可包括调节每个循环中多行程汽缸执行的行程数。作为非限制性示例，多行程汽 缸在一些工况下可以四行程循环操作，并在其他工况下以二行程循环操作。
发动机汽缸中的至少一些可包括配置为选择性地执行停用操作的可变排量汽缸。 停用操作可包括在一个或多个循环中中断停用的可变排量汽缸中的空气和燃料的燃 烧。当可变排量汽缸处于停用状态时，发动机的其他汽缸，如多行程汽缸可继续执行 燃烧，从而使得发动机可以降低的有效排量工作。
图1示出包括总计8个汽缸的发动机100的非限制性示例。注意，在其他的实施 例中发动机100可包括其他合适数量的汽缸，如包括2， 3, 4, 5, 6, 10或者12个 汽缸。示于112的第一汽缸组包括4个可选择性地搡作以执行多行程操作的多行程汽 缸。示于114的第二汽缸组包括4个可选择性地操作以执行停用搡作的可变排量汽缸。 在其他的示例中，第一汽缸组和第二汽缸组可包括比图1所示的特定实施例更多或者 更少的汽缸。
控制系统120可操作并通信地连接至发动机100、变速器M0、驱动轮1"、以 及车辆的其他适当部件。在选定的工况下，控制系统可配置为使第一汽缸组ll2 的多行程汽缸执行多行程操作，并可配置为使第二汽缸组114的可变排量汽缸执行停 用搡作。
图2示出描述可由控制系统120执行的示例流程的流程图。在210处'可由控制
5系统评估一个或多个工况。这些工况可包括发动机转速、发动机负载、驾驶员要求的 发动机输出的指示(如车辆驾驶员或者使用者所要求的)、驾驶员要求的发动机转速 的指示(如车辆驾驶员或者使用者所要求的)、环境条件例如空气温度、湿度和压力、 车辆速度、变速器状态、发动机NVH指示，以及其他参照图6描述的合适工况。
在212,可判断可变排量汽缸是否被将停用。例如，发动机可初始地以所有汽缸 以四行程循环执行燃烧操作。为了确认可变排量汽缸是否将停用，控制系统可响应于 在210处评估的工况引用任何合适的函数，查找表，或者图表。
示于图3的非限制性示例图300可由控制系统从存储器中引用。图300的横轴指 示第一工况，如发动机转速，图300的纵轴指示第二工况，如发动机输出。其他合适 的工况可由其他的示例中的图表表示。发动机输出可指由发动机产生或者由车辆驾驶 员所要求的发动机扭矩或者发动机功率。图300还示出在该特定的示例中的至少三个 不同的搡作区域。第一操作区域310由线条312,线条332,横轴以及纵轴限定。第 二操作区域320由线条322,线条332,横轴，纵轴限定。因此，区域320可至少部 分与区域310重叠。第三搡作区域330由线条332和横轴限定。因此，线条332至少 在一些工况下可界定操作区域310和330的边界。
在该特定的示例中，操作区域310对应于所有的发动机汽缸以四行程循环搡作的 发动机模式。示例的操作点340在区域310中示出，其中发动机可初始地以其所有的 汽缸以四行程循环执行燃烧搡作。相比之下，搡作区域330可对应于多行程汽缸以四 行程循环操作、可变排量汽缸以停用状态操作的发动机模式。当发动机在搡作区域 330中操作时，由于并非所有的汽缸可执行燃烧，搡作区域330可限制至图300中与 操作区域310相比相对较低的发动机输出的区域，如图3所示。另外，由于在较低发 动机转速的情况下发动机的一些汽缸停用，尤其当启用的汽缸以四行程循环操作，而 其他的汽缸停用时，可导致不期望的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)的水平，操作 区域330也可限制至较高发动机转速。
当发动机从搡作点340进行至操作点342时，发动机可继续以其所有的汽缸以四 行程循环操作执行燃烧，即使操作点342在操作区域320内。如在随后的操作点的内 容中描述的，搡作区域320可对应于显示路径依赖(path dependence)的滞后带 (hysteresis band),可以使得发动机直接通过操作区域310进入搡作区域330而 不以操作区域320所示的模式操作。
然而，当发动机继续从操作点342进行至操作点344时，控制系统可判断212处 的答案为是，流程进入214。在214,可变排量汽缸可由控制系统停用。在一些实施 例中，为使汽缸停用，控制系统可执行下列操作中的一个或多个中断可变排量汽缸 中的燃料供应，中断可变排量汽缸中的火花点火，以及使可变排量汽缸的进气门和/ 或排气门保持于关闭位置。
当可变排量汽缸停用后，多行程汽缸可继续以四行程循环执行燃烧，从而产生可用于推进车辆的发动机输出。在可变排量汽缸被停用时多行程汽缸所消耗的燃料以及 启用汽缸所产生的发动机输出可实质上少于当所有的汽缸以四行程循环执行燃烧时 可产生的发动机输出。因此，当发动机输出和/或发动机转速在指定的操作区域，如 区域330时，停用一些发动机汽缸可以增加燃料效率。
可选地，当发动机保持在操作区域310时，212处的答案可判断为否，流程将返 回。作为另一个示例，当控制系统诊断发动机具有不允许可变排量汽缸停用的发动机 的有效操作的故障时，212处的答案可判断为否，所有的发动机汽缸可继续执行燃烧， 从而避免汽缸的停用操作。
流程从214进行到216。在216可判断是否启动多行程操作以保持可变排量汽缸 处于停用状态的操作。例如，当发动机由搡作点344进行到操作点346时，控制系统 可判断多行程汽缸所执行的行程数是否可调节以增加或者减少发动机输出，从而允许 可变排量汽缸的继续停用。
在一些实施例中，控制系统可配置为当控制系统诊断多行程汽缸有不允许控制系 统调节多行程汽缸执行的行程数的故障时，判断216处的答案为否。否则，响应于使 发动机搡作点置于320内的工况，包括需要的发动机输出的增加、发动机转速、变速 器状态的改变等的指示，可判断216处的答案为是。
若控制系统判断216处的答案为是，流程可进入218。在218,控制系统可调节 每个循环中多行程汽缸所执行的行程数以保持可变排量汽缸在停用状态。作为第一示 例，控制系统可减少每个循环中多行程汽缸所执行的行程数以使得发动机输出进一步 增加，而不启用目前停用的可变排量汽缸。例如，控制系统可将多行程汽缸由四行程 循环转换至二行程循环，同时可变排量汽缸保持在停用状态。例如，该操作可在位于 操作区域320内的操作点346执行。由于多行程汽缸转换至二行程循环，因相比于四 行程循环以二行程循环搡作的这些汽缸的燃烧频率和功率密度增加，发动机输出可增 加。
作为第二示例，控制系统可增加每个循环中多行程汽缸所执行的行程数，以使发 动机输出能够减少。例如，当发动机在操作点346操作，多行程汽缸以二行程循环执 行燃烧且可变排量汽缸停用，控制系统可响应于当发动机由操作点3"进行至操作点 348时发动机输出的减少或者需要的减少而增加多行程汽缸所执行的行程数。例如， 控制系统可将多行程汽缸由二行程循环转换至四行程循环，以减少发动机输出，同时 保持可变排量汽缸在停用状态。
控制系统也可响应于发动机转速改变，调节多行程汽缸所执行的行程数，同时可 变排量汽缸停用。例如，发动机从操作点3"可进行至操作点"0。作为非限制性示 例，操作点350可以指发动机的怠速状态。当操作点350不再位于操作区域330内时， 多行程汽缸可由四行程循环转换至二行程循环，以相比于以四行程循环操作减少的 NVH执行发动机怠速，同时可变排量汽缸停用。与四行程循环相反'启用的发动机汽缸以二行程循环操作，可使得发动机低速限制(engine lug limit,即，发动机/变 速器相互作用的低速限制)降低约一半，从而使得发动机在较低的怠速下操作。
当发动机进行至操作点352时，控制系统判断216处的答案为否，且流程进行至 220。在220,可调节每个循环中多行程汽缸执行的行程数，以对应当可变排量汽缸 启用时可变排量汽缸所执行的行程数。例如，控制系统可将多行程汽缸由操作点350 处执行的二行程循环转换至四行程循环。与该转换相配合，控制系统可在222启用可 变排量汽缸。例如，当多行程汽缸转换至四行程循环时可以四行程循环启用可变排量 汽缸。以此方式，发动机可再次在操作点352处操作，所有的发动机汽缸以四行程循 环执行燃烧。从222流程可返回。
在一些实施例中，当控制系统判断是否启动多行程搡作以保持可变排量汽缸处于 停用状态时，可考虑发动机输出和/或发动机转速的改变速率。例如，当发动机由操 作点348进行至操作点352时，发动机可直接转换至所有的汽缸以四行程循环操作的 模式，而不是将多行程汽缸转换成二行程循环，同时保持可变排量汽缸处于停用状态。 以此方式，可减少转换的数目。因此，操作区域320提供的滞后带与210处评估的一 个或多个工况速率相关。
另外，在一些实施例中，发动机可选择性地包括操作区域362界定的附加的操作 模式。在该示例中，操作区域362由线条360,线条312，以及纵轴界定。区域362 可指所有的发动机汽缸以二行程循环执行燃烧的操作模式。例如，当发动机由操作点 352进行至操作点354时，控制系统可将所有的发动机汽缸由四行程循环转换至二行 程循环，从而增加发动机的功率密度和燃烧频率。因此，相比于前面描述的操作模式， 发动机输出可增加。
当发动机由操作点354进行至再次在操作区域310内的操作点时，控制系统可将 发动机汽缸由二行程循环转换至四行程循环，从而允许发动机输出进一步减少。以此 方式，发动机可响应于工况的改变在二行程循环和四行程循环之间转换，同时所有的 汽缸都执行燃烧。因此，应理解可变排量汽缸也可配置为多行程汽缸。换句话说，可 变排量汽缸可在一些工况下停用，并在其他工况下可在二行程循环和四行程循环之间 转换。
图4示出描述可由控制系统执行以将多行程汽缸在二行程循环和四行程循环之 间转换的示例流程的流程图。在412处可判断是否根据图2的流程以二行程循环操作 汽缸(如，多行程汽缸)。若412处的答案为是，控制系统可根据二行程循环在4" 处调节一个或多个汽缸的进气门和/或排气门正时，在416处调节汽缸燃料供给，在 418处调节点火正时。
可选地，若412处的答案为否，流程可进入420,可判断是否根据图2的流程以 四行程循环操作汽缸。若420处的答案为是，流程可根据四行程循环在"2处调节一 个或多个汽缸的进气门和/或排气门正时，在424处调节汽缸燃料供给，在426处调节点火正时。另外，在一些实施例中，可响应于特定的发动机操作模式调节节气门位 置以改变供给至执行燃烧的汽缸的进气流。同样参照图5A和图5B，示出分别以二行程循环和四行程循环操作的示例汽缸的 正时图。沿着图5A和图5B的横轴提供相关于活塞位置的时间的指示。上止点(TDC) 和下止点(BDC)代表活塞在发动机操作过程中往复运动时，相对于汽缸的活塞位置。 图5A和图5B的比较示出，二行程循环中汽缸进气门和排气门开启次数为四行程循环 时的2倍。另外，二行程循环期间的燃料输送到发动机的频率可为四行程循环期间的 2倍。例如，在二行程循环中，约每360曲轴转角度(crank angle degree)向汽缸 供给燃料，而在四行程循环中，约每720曲轴转角度向汽缸供给燃料。另外，在二行 程循环中，在汽缸中空燃进气的点火可在每TDC附近(例如，约每360曲轴转角度) 执行，而在四行程循环中，可在每隔TDC附近(例如，约每720曲轴转角度)执行。图6示出发动机100的示例汽缸110的示意图，发动机IOO包括与汽缸相连的进 气系统和排气系统部件。注意汽缸110可对应一个或者多个前面描述的可变排量汽缸 和多行程汽缸。汽缸110至少部分由燃烧室壁610和活塞612界定。活塞612可随同 发动机的其他活塞经曲轴臂连接至曲轴616。曲轴616可经如图1所示的变速器140 可操作地与驱动轮130连接。汽缸110可经进气通道620接收进气空气。进气通道620也可与发动机的其他汽 缸连通。进气通道620可包括含可由控制系统120调节以改变提供给发动机汽缸的进 气空气的流量的节流板644的节气门642。汽缸IIO可经一个或多个进气门622与进 气通道620连通。作为非限制性示例，这些进气门可配置为设置在靠近汽缸110的顶 部或者上部区域的进气提升阀。然而，在其他实施例中，这些进气门可设置在汽缸的 下部区域。汽缸110可经排气通道630排出燃烧产物。汽缸110可经一个或多个排气门6" 与排气通道630连通。作为非限制性示例，这些排气门可配置为设置在靠近汽缸110 的顶部或者上部区域的排气提升阀。在一些实施例中，汽缸110可选地包括可由点火系统658驱动的火花塞"6。燃 料喷射器650可设置在汽缸中，以向其中直接输送燃料。然而，在其他实施例中，燃 料喷射器可设置在进气门622上游的进气通道620中。燃料喷射器650可由驱动器 652驱动。图6示意性地示出控制系统120的非限制性示例。控制系统120可包括处理子系 统(CPU) 680,其可包括一个或多个处理器。CPU 680可与包括一个或多个只读存储 器(ROM) 682、随机存取存储器(RAMU84、保活存储器(KAM) 686的存储器连通。作为非限制性示例中，存储器可存储工况信息，以及本文描述的流程。CPU 680可经输入/输出装置688与发动机100的各种传感器和执行器连通。作 为非限制性示例，这些传感器可提供工况信息至控制系统，并可包括来自传感器9646的通过进气通道620的质量空气流量(MAF)的指示，来自传感器648的歧管空 气压力(MAP)的指示，以及来自节气门642的节气门位置(TP)的指示，来自可与 冷却剂通道614连通的传感器654的发动机冷却剂温度(ECT)的指示，来自传感器 670的发动机转速(PIP)的指示，来自传感器638的排气氧含量(E0G)的指示，来 自踏板672的踏板位置传感器676的车辆驾驶员674的请求或者输入(PP )的指示， 来自传感器626的进气门位置的指示，来自传感器636的排气门位置的指示，等等。 另外，控制系统可经一个或多个下列执行器控制发动机100包括汽缸110的操作 经驱动器652以改变燃料喷射正时和喷射量，经点火系统658以改变点火正时，经进 气门执行器624以改变进气门正时，经排气门执行器634以改变排气门正时，以及经 节气门642以改变节流板644的位置，等等。注意，进气门执行器624和排气门执行 器634可包括电磁气门执行器(EVA)和/或基于凸轮从动件(cam-follower)的执行
器。另外，应理解进气门和/或排气门执行器可包括可使汽缸停用时停用气门(如， 保持关闭)的其他适当的硬件。
图7示出描述用于图1的车辆推进系统的示例控制策略的流程图。在712,控制
系统可判断是否调节燃烧汽缸所执行的行程数。例如，控制系统可以引用前面描述的 图2和图3的流程。若712处的答案判断为否，流程将返回。若712处的答案判断为 是，流程进行至714。在714，控制系统可使变速器在不同的传动比之间换档，同时 调节燃烧汽缸所执行的行程数。如将在图8的示例变速器换档方案的内容中所述，可 根据燃烧汽缸所执行的行程数的调节而不同地调节变速器的传动比。
图8示出示例变速器换档方案810和820。用于选择性地以二行程模式和四行程 模式操作的发动机的第一换档方案以实线示于810。用于仅以四行程模式操作的发动 机的第二换档方案以虛线示于820。
在较低车辆速度时，发动机的燃烧汽缸可以四行程模式(4S)操作，同时选择第 一档变速器档位(1G)。在较高车辆速度时，变速器可升档(up-shift)(如传动比 降低)。如线条820所示，变速器可升档至第二档(2G),同时发动机的燃烧汽缸继 续以四行程循环操作。相比之下，线条810示出在给定的发动机转速下转换至二行程 模式如何可使得变速器升档至更大的程度，同时输送相同或者相似水平的车轮扭矩。
例如，变速器可不升档至第二档(2G),而是升档至第三档(3G),因为当以二 行程模式操作时发动机具有足够扭矩储备(torque reserve)而可使第二档(2G )可 选地跳过。因此，与升档相配合，通过减少每个燃烧循环发动机的燃烧汽缸所执行的 行程数，变速器的中间档可选地除去或者省略，从而降低变速器的成本、重量、及复 杂性，同时减少加速事件期间变速器所执行的换档(shift)数。
例如，若发动机改为以每个燃烧事件中不变的行程数操作(例如，改为改变燃烧 汽缸和停用汽缸的相对数量)，例如，参考线条820所示的四行程循环，中间变速器 档位可用于在车辆速度范围内提供要求的车轮扭矩。线条820还示出在较高车速时变速器如何升档至第三档(3G),同时保持四行程操作。相比之下，操作点830示出在 较高发动机转速时发动机如何从二行程模式再次转换至四行程模式以操作。
线条850示出在选定的传动比如3G期间发动机转速如何与车辆速度成比例改变。 作为非限制性示例，操作点830可表示以四行程循环操作的发动机的低速限制，或者 表示在大于当以四行程循环操作时的发动机低速限制的发动机转速下的换档点。如线 条850所示，发动机可在较低发动机转速下以二行程模式操作，在较高的发动机转速 下以四行程模式操作。
在更高的发动机转速下，线条810所描述的，发动机从四行程模式(4S)转换为 二行程模式(2S)可以使得变速器直接从第三档(3G)进行至第五档(5G)，从而跳 过第四档。当从3G到5G传动比减少时，发动机转速可减少并可以执行二行程模式。 由于发动机在二行程模式比四行程模式能够产生更大的发动机扭矩(对于相同数量的 燃烧汽缸)，即使由于升档引起传动比更大的减少，发动机仍然可以提供所要求的车 轮扭矩。
相比之下，线条820描述了在再次升档至第五档(5G)之前四行程发动机如何利 用升档至中间第四档(4G),以在整个车速范围内提供所要求的车轮扭矩。如在线条 810的操作点840所示，发动机的燃烧汽缸可再次从二行程模式(2S)转换至四行程 模式(4S),同时保持变速器状态在第五档。
如图8显示，取决于发动机是否在二行程模式和四行程模式之间转换或者发动机 是否保持在四行程模式(如，并改变为可选地停用或者启用发动机汽缸)车辆速度可 通过使变速器不同地换档而增加。通过在四行程循环和二行程循环之间转换所提供的 多行程操作可以使变速器所执行的换档数减少(如，跳过中间档)，并可选地可以从 变速器中除去或者省略至少一些中间档。
在一些实施例中，如参照线条820所描述的，这些中间档可保留在变速器中，以 在车辆速度的整个范围内通过使用中间档，燃烧汽缸的数量的调节(如，使用VDE途 径)仍然可提供所需要的车轮扭矩。
参照车辆速度的增加，车辆速度可以与上面所述的相似的方式减少。作为一个示 例，当车辆初始以较高的速度操作，当发动机接近其四行程模式的低速限制时，发动 机的燃烧汽缸可由四行程模式转换为二行程模式，而不是执行降档(down-shift)。 例如，如线条810在840处所示的，发动机初始以四行程循环(化)搡作，且变速器 位于第五档(5G)时，推进系统可通过将发动机转换至二行程循环，而响应车辆速度 减少。相比之下，如从第五档(5G)转换至第四档(化)所示，线条8M示出以四行 程模式操作的发动机如何使用变速器的降档。
注意，当变速器中保留中间档时，为了增加燃料效率，车辆减速期间发动机可可 选地以四行程模式操作，从而中间档可以用于保持发动机转速在四行程模式的低速限 制以及超速限制内。图8还示出变速器如何响应于工况的改变，如车辆速度、发动机转速、变速器状 态、或者如加速器踏板位置指示的驾驶员要求的发动机扭矩、和/或是否釆用VDE或 者多行程操作，在较低传动比和较高传动比之间换档。另外，图8还示出在变速器从 较低传动比换档至较髙传动比期间，每个燃烧循环中发动机所执行的行程数如何增 加；以及在变速器由较低传动比换档至较高传动比期间，每个燃烧循环发动机所执行 的行程数如何减少。
应注意，本文中包括的示例控制和估计流程可用于各种发动机和/或车辆系统配 置。本文所述的流程可以表示任何数量的处理策略中的一种或多种，如事件驱动、中 断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种步骤、操作或功能可以按所示的顺序 执行、并行执行，或在一些情况下略去。类似地，处理的顺序不是实现本文中所述的 示例实施例的特征和优点所必需的，而是为便于演示和说明而提供。取决于所使用的 具体策略，可以重复执行所示步骤或功能中的一个或多个。此外，所述步骤可以在图 形上表示编程到发动机控制系统中的计算机可读存储媒体中的代码。
还应理解，在本文中公开的配置和例程本质上是示例性的，且这些具体实施例不 应被视为具有限制意义，因为大量的变体是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、 1-4、 1-6、 V-8、 V-IO、 V-12、对置4、及其他的发动机类型。本公开的主题包括在 本文中公开的各种系统和配置，及其他特征、功能，和/或属性的所有新颖和非显而 易见的组合及子组合。
本申请的权利要求特别指出视为新颖和非显而易见的特定组合及子组合。这些权 利要求可能引用"一个"元素或"第一"元素或其等价。这样的权利要求应被理解为 包括对一个或一个以上这样的元素的结合，而不是要求或排除两个或两个以上这样的 元素。所公开的特征、功能、元素和/或属性的其他组合及子组合可以通过本申请权 利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。这样的权 利要求，无论是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同，都应被视为包括 在本申请的主题之内。
权利要求
1.一种操作车辆推进系统的方法，所述车辆推进系统包括通过变速器连接至车辆的一个或多个驱动轮的内燃发动机，该方法包括操作发动机以产生发动机输出；经变速器传递所述发动机输出至所述一个或多个驱动轮；响应于第一工况，通过调节发动机的燃烧汽缸和停用汽缸的相对数量改变提供给所述一个或多个驱动轮的扭矩；以及响应于第二工况，通过调节每个燃烧循环中燃烧汽缸所执行的行程数，同时使变速器在不同的传动比之间换档，以改变提供给所述一个或多个驱动轮的扭矩。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，调节燃烧汽缸和停用汽缸的相对数量包括在保持变速器在选定的传动比的同时调节燃烧汽缸和停用汽缸的相对数量。
3. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一工况和第二工况包括不同的发动机转速和发动机产生的不同扭矩水平中的一个。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一工况包括变速器的第一选定传动比，所述第二工况包括变速器的不同于所述第一选定传动比的第二选定传动比。
5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，调节燃烧汽缸所执行的行程数包括将燃烧汽缸从四行程循环转换至二行程循环以增加发动机输出，同时保持停用汽缸在停用状态，所述将燃烧汽缸从四行程循环转换至二行程循环包括增加与各燃烧汽缸相关联的进气提升阀的开启频率。
6. —种车辆推进系统，包括内燃发动机，所述内燃发动机包括第一汽缸组，所述第一汽缸组的各汽缸配置为选择性地停用，其中燃烧中断；第二汽缸组，所述第二汽缸组的各汽缸配置为选择性地以二行程循环和四行程循环之一操作；可操作地连接所述内燃发动机至车辆的一个或多个驱动轮的变速器，所述变速器包括多个可选传动比；以及控制系统，所述控制系统配置为以第一汽缸组和第二汽缸组以四行程循环执行燃烧的第一模式操作发动机；以第一汽缸组停用、第二汽缸组以四行程循环执行燃烧的第二模式操作发动机； 以第一汽缸组停用、第二汽缸组以二行程循环执行燃烧的第三模式操作发动机； 响应于发动机是以第一模式、第二模式、还是第三模式搡作改变变速器的选定传 动比。
7. 如权利要求6所述的车辆推进系统，其特征在于，所述第一汽缸组包括与所 述第二汽缸组相同数量的汽缸。
8. 如权利要求6所述的车辆推进系统，其特征在于，所述控制系统还配置为在 发动机怠速期间执行第三模式；所述控制系统还配置为在高于所述发动机怠速的发动 机转速下执行第一模式以产生较高发动机输出；所述控制系统还配置为在髙于所述发 动机怠速的发动机转速下执行第二模式以产生较低发动机输出。
9. 如权利要求6所述的车辆推进系统，其特征在于，所述第一汽缸组的各汽缸 还配置为选择性地以二行程循环和四行程循环中的一种操作；所述控制系统还配置为 以第一汽缸组和第二汽缸组以二行程循环执行燃烧的第四模式操作发动机；所述控制 系统还配置为响应于发动机是否以第四模式操作改变变速器的选定传动比。
10. —种操作车辆推进系统的方法，包括通过在发动机的第一汽缸中重复执行燃烧，而不在发动机的第二汽缸中执行燃烧 以产生经变速器推进车辆的发动机输出；以及减少每个燃烧循环中第一汽缸所执行的行程数，而不在发动机的第二汽缸中执行 燃烧，以增加第一量的发动机输出；以及响应于每个燃烧循环中第一汽缸所执行的行程数改变变速器的传动比；启用第二汽缸并在发动机的第一汽缸和第二汽缸中重复执行燃烧，以增加大于所 述第一量的第二量的发动机输出；以及响应于启用第二汽缸改变变速器的传动比；以及还包括启用第二汽缸，增加每个燃烧循环中第一汽缸和第二汽缸所执行的行程 数，并在发动机的第一汽缸和第二汽缸中重复执行燃烧，以增加大于所述第二量的第 三量的发动机输出。
全文摘要
本发明涉及多行程可变排量发动机。公开了车辆推进系统和操作车辆推进系统的方法。作为一个示例，该方法包括操作发动机以产生发动机输出；经变速器传递所述发动机输出至车辆的一个或多个驱动轮；响应于第一工况，通过调节发动机的燃烧汽缸和停用汽缸的相对数量改变提供给驱动轮的扭矩；以及响应于第二工况，通过调节每个燃烧循环中燃烧汽缸所执行的行程数，同时使变速器在不同的传动比之间换档，以改变提供给驱动轮的扭矩。通过本发明可增加发动机的功率密度，满足所要求的发动机输出，并可进一步减少在启用汽缸状态和停用汽缸状态之间转换的数目。
文档编号B60W10/06GK101628580SQ20091016512
公开日2010年1月20日 申请日期2009年7月17日 优先权日2008年7月17日
发明者戈皮昌德拉·苏尼拉, 约翰·奥塔维奥·米歇里尼 申请人:福特环球技术公司