用于向发动机提供火花的系统和方法

用于向发动机提供火花的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及用于向发动机提供火花的系统和方法。本发明公开了一种用于向发动机汽缸供应火花的方法。在一个示例中，该方法增加被提供至被停用的汽缸的火花塞的点火能量，从而降低被停用的汽缸的火花塞污染的可能性。
【专利说明】用于向发动机提供火花的系统和方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于向发动机汽缸供应火花的系统和方法。该方法对可以具有被暂时 停用的汽缸的发动机特别有用。

【背景技术】
[0002] 可以通过暂时停用所选发动机汽缸来改善发动机的燃料效率。可以通过停止到发 动机汽缸的燃料流和火花来停用发动机汽缸。一旦一部分发动机汽缸被停用，发动机的激 活汽缸可以提供与所有汽缸在运转时等同量的扭矩，并且激活汽缸可以以更高的容积效率 运转。另外，当一部分发动机汽缸被停用时，发动机可以以更小的泵送损失运转。然而，被 停用的汽缸中的残余燃料和机油可能在汽缸的火花塞上累积，使得火花塞污染（foul)，并 且可能在试图重新激活汽缸时不能提供期望的火花。因此，发动机排放和扭矩产生可能退 化。


【发明内容】

[0003] 发明人在此已经认识到上述缺点，并且已经开发了一种用于向发动机提供火花的 方法，其包含：使第一组汽缸运转，并停用第二组汽缸，通过停止到第二组汽缸的火花和燃 料流来停用第二组汽缸；以及在第二组汽缸被停用之后的预定持续时间，提供火花而不提 供燃料到第二组汽缸中的一个汽缸。
[0004] 通过周期性地重新激活汽缸中的火花而不恢复到被停用的汽缸的燃料流，可以降 低被停用的汽缸的火花塞的火花塞污染的可能性。另外，在一些示例中，与当发动机在所有 汽缸被激活的情况下以相同的转速和负荷运转时被供应至火花塞的能量的量相比，当汽缸 被停用时被供应至火花塞的能量的量可以增加。额外的能量可以有助于去除可能在火花塞 上形成的碳氢化合物和/或含碳碳烟。以此方式，降低已经被停用的汽缸中的火花塞污染 的可能性是可能的。
[0005] 本发明可以提供若干优点。例如，该方法可以降低被停用的汽缸中的火花塞污染 的可能性。另外，可以响应于停用汽缸的请求而应用部分方法，使得在能量被供应至没有燃 烧空气-燃料混合物的汽缸中的火花塞之前，汽缸可以被停用较长时间段。因此，该方法可 以事先解决被停用的汽缸的潜在的火花塞污染。
[0006] 当单独参照以下说明书或结合附图参照以下说明书时，本发明的上述优点和其它 优点以及特征将是显而易见的。
[0007] 应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一系列概念，这些概念在具体 实施方式中被进一步描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，要求 保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。另外，要求保护的主题不限于解决在上面 或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

【专利附图】

【附图说明】
[0008] 通过单独或参照附图阅读【具体实施方式】，将会更充分地理解本文中所描述的优 点，其中：
[0009] 图1是发动机的示意图；
[0010] 图2是第一示例点火系统的示意图；
[0011] 图3是第二示例点火系统的示意图；
[0012] 图4是汽缸停用期间的感兴趣的信号的示例曲线；以及
[0013] 图5是用于向发动机供应火花的示例方法的流程图。

【具体实施方式】
[0014] 本发明涉及改善包括被选择性停用的汽缸的发动机的运转。具体地，提供了用于 降低火花塞污染的可能性的方法。在一个非限制性示例中，发动机可以被配置为如在图1-3 中所图示说明的。可以按照在图4的顺序中图示说明的方式去除或减少碳氢化合物和/或 含碳碳烟。图5的方法提供了用于降低可以被选择性停用的发动机汽缸的火花塞污染的可 能性的不同选择。
[0015] 参照图1，内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，其中发动机10包含多个汽 缸，在图1中示出了多个汽缸中的一个汽缸。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32,活塞 36被设置在其中并被连接至曲轴40。燃烧室30被显示为经由各自的进气门52和排气门 54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以通过进气凸轮51和排气 凸轮53运转。进气凸轮51的位置可以通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置 可以通过排气凸轮传感器57确定。
[0016] 示出了燃料喷射器66,其被设置为将燃料直接喷射到汽缸30中，本领域技术人员 称之为直接喷射。可替换地，燃料可以被喷射至进气道，本领域技术人员称之为进气道喷 射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料 通过包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨（未示出）的燃料系统（未示出）被输送至燃料喷射 器66。自响应于控制器12的驱动器68向燃料喷射器66供应运转电流。此外，进气歧管 44被显示为与可选电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置，以控制从进 气装置42到进气歧管44的空气流量。
[0017] 响应于控制器12,无分电器式点火系统88经由火花塞92向燃烧室30提供点火 火花。通用排气氧（UEG0)传感器126被显示为连接至催化转换器70上游的排气歧管48。 可替换地，双态排气氧传感器可以替代UEG0传感器126。
[0018] 在一个示例中，转换器70可以包括多个催化剂砖。在另一示例中，可以使用多个 排放控制装置，每个排放控制装置均具有多个砖。在一个示例中，转换器70可以是三元型 催化剂。
[0019] 控制器12在图1中被示为传统的微型计算机，其包括：微处理器单元（CPU) 102、 输入/输出端口（I/O) 104、只读存储器（ROM) 106、随机存取存储器（RAM) 108、保活存取器 (KAM) 110和传统的数据总线。控制器12被示为接收来自连接至发动机10的传感器的各种 信号，除了之前所讨论的那些信号外，还包括：来自连接至冷却套筒114的温度传感器112 的发动机冷却剂温度（ECT);连接至加速器踏板130用于感测由足部132施加的力的位置 传感器134 ;来自连接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力（MAP)的测量值； 来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120的进入 发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。大气压力也可 以被感测（传感器未示出），以便由控制器12进行处理。在本发明的优选方面，发动机位 置传感器118在曲轴的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲，根据其可以确定发动机转速 (RPM)〇
[0020] 在一些示例中，发动机可以被连接至混合动力车辆中的电动马达/电池系统。混 合动力车辆可以具有并联配置、串联配置或者其变体或组合。
[0021] 在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历一个四行程循环：该循环包括进气 行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程。一般来说，在进气行程期间，排气门54关闭，而进气 门52打开。空气经由进气歧管44被引入燃烧室30,并且活塞36移动至汽缸的底部，以便 增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸的底部并处于其行程的末期（例如，当燃烧室 30处于其最大容积时）的位置通常被本领域技术人员称为下止点（BDC)。在压缩行程期间， 进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活 塞36处于其行程的末期并且最靠近汽缸盖（例如，当燃烧室30处于其最小容积时）的位 置通常被本领域技术人员称为上止点（TDC)。在下文中被称为喷射的过程中，燃料被引入 燃烧室。在下文中被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火装置（例如火花塞 92)点燃，从而导致燃烧。在膨胀行程期间，膨胀的气体将活塞36推回至BDC。曲轴40将活 塞运动转换为旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气行程期间，排气门54打开，以便将已燃烧的 空气-燃料混合物释放至排气歧管48,并且活塞返回至TDC。注意，上述内容仅作为示例示 出，并且进气门和排气门打开正时和/或关闭正时可以改变，诸如以提供正或负气门重叠、 进气门延迟关闭或各种其他示例。
[0022] 现在参照图2,其示出了用于向汽缸供应火花的示例点火系统的一部分的详细视 图。图2的电路可以被包括在图1的系统中。另外，图2的点火系统可以被用来提供图4 所示的顺序。
[0023] 电池204向点火系统88和控制器12供应电力。控制器12使开关202运转以使 点火线圈206充电以及放电。存储在点火线圈206中的能量的量取决于电池电压以及开关 202闭合的时间量。开关202闭合的时间量可以被称为停顿时间。点火线圈206包括主线 圈220和次线圈222。当开关202闭合以允许电流从电池204流至点火线圈206时，点火线 圈206充电。当在电流已经流至点火线圈206之后开关202断开时，点火线圈206放电。
[0024] 次线圈222向火花塞92供应能量。当电极间距250两端的电压足以引起电流流 过电极间距250时，火花塞92产生火花。火花塞92包括中心电极260和侧电极262。电压 经由次线圈322被供应至中心电极360。侧电极362被电耦接至地。可以通过增加停顿时 间或点火线圈充电时间来增加从点火线圈206输出至火花塞92并被转换为火花能量的能 量的量。类似地，可以通过减少停顿时间或点火线圈充电时间来减小从点火线圈206输出 至火花塞92并被转换为火花能量的能量的量。另外，在发动机循环期间向被停用的汽缸提 供多次火花以从火花塞电极去除物质。
[0025] 现在参照图3,其示出了另一点火系统的示例。图3的点火系统可以被并入到图1 的系统中。另外，图3的点火系统可以被用来提供图4所示的顺序。
[0026] 图3是示例性双线圈点火系统的示意图。在这个示例中，控制器12包括两个点火 线圈前级驱动器电路380和382,每个点火线圈一个电路，点火线圈可以被运转以向单个汽 缸的火花塞供应电力。两个点火线圈前级驱动器电路380和382向点火线圈驱动器302和 304供应低水平电流。点火线圈驱动器302和304被包括在点火系统88中，点火系统88可 以被设置在火花塞92的上面或附近。第一点火线圈前级驱动器电路380可以向第一点火 线圈驱动器302供应信号。经由第一线圈驱动器302选择性地向第一点火线圈306供应电 流。电能存储装置320是到第一点火线圈306的电流的来源。类似地，第二点火线圈前级 驱动器电路382可以向第二点火线圈驱动器304供应信号。经由第二线圈驱动器304选择 性地向第二点火线圈308供应电流。电能存储装置320是到第二点火线圈308的电流的来 源。
[0027] 可以从第一点火线圈306和/或第二点火线圈308向火花塞92供应电力。火花 塞92包括第一电极360和第二电极362。第二电极362可以与地连续电连通。当在第一电 极360与第二电极362之间存在电势差时，可以跨过间距350产生火花。
[0028] 在一个示例中，点火线圈前级驱动器电路380和382激活点火线圈驱动器302和 304,使得点火线圈306和308被同时充电。点火线圈可以被同时或相继放电，使得当一个 线圈开始放电时第二个点火线圈正在放电。以此方式，可以增加在汽缸循环期间供应至火 花塞92的能量的量以及持续时间。此外，尽管图3示出每个火花塞有两个线圈，但该系统 可以包括每个火花塞有1-N个线圈。
[0029] 因此，图1-3的系统提供了一种用于向发动机供应火花的系统，其包含：发动机， 其包括第一组汽缸和第二组汽缸；点火系统，其包括设置在第一组汽缸中的第一组火花塞 和设置在第二组汽缸中的第二组火花塞；以及控制器，其包括可执行指令，所述可执行指令 被存储在非易失性存储器中，用于向第一组和第二组汽缸供应火花和燃料，通过停止第二 组汽缸中的火花和燃料流而停用第二组汽缸，在第二组汽缸被停用时使发动机在某一转速 与负荷下运转，以及在停用第二组汽缸之后增加供应至第二组汽缸的点火能量的量，点火 能量的量被增加至大于发动机在第一和第二组汽缸被激活的情况下以该转速和负荷运转 时的点火能量的量。
[0030] 在一个示例中，该系统包括，其中在自停用第二组汽缸以后的预定的持续时间之 后，增加被供应至第二组汽缸的点火能量的量。该系统包括，其中预定的持续时间是发动机 循环的数量。该系统包括，其中发动机循环的数量随着发动机工况而变化。该系统还包含 另外的指令，用于当第二组汽缸正在运转时，响应于停用第二组汽缸的要求而增加点火能 量的量。该系统包括，其中点火系统包括每个火花塞有两个点火线圈。
[0031] 现在参照图4,其示出了用于向发动机汽缸供应火花的示例顺序。可以通过执行 图4的方法的图1-3的系统提供图4的顺序。坚直标记T0-T10表示顺序期间的特别感兴 趣的时间。
[0032] 自图4顶部的第一曲线表示在汽缸循环中被供应至第一组汽缸中的每个汽缸的 燃料量。X轴表示时间或可替换地表示汽缸或发动机循环的数量。Y轴表示在汽缸循环中 被供应至第一组汽缸中的每个汽缸的燃料量，并且在汽缸循环期间被供应至汽缸的燃料量 沿Y轴箭头的方向增加。
[0033] 自图4顶部的第二曲线表示在汽缸循环中被供应至第一组汽缸中的每个汽缸的 火花能量的量。X轴表示时间或可替换地表示汽缸或发动机循环的数量。Y轴表示在汽缸 循环中被供应至第一组汽缸中的每个汽缸的火花能量的量，并且在汽缸循环期间被供应至 汽缸的火花能量的量沿Y轴箭头的方向增加。
[0034] 自图4顶部的第三曲线表示在汽缸循环中被供应至第二组汽缸中的每个汽缸的 燃料量。X轴表示时间或可替换地表示汽缸或发动机循环的数量。Y轴表示在汽缸循环中 被供应至第二组汽缸中的每个汽缸的燃料量，并且被供应至汽缸的燃料量沿Y轴箭头的方 向增加。
[0035] 自图4顶部的第四曲线表示在汽缸循环中被供应至第二组汽缸中的每个汽缸的 火花能量的量。X轴表示时间或可替换地表示汽缸或发动机循环的数量。Y轴表示在汽缸 循环中被供应至第二组汽缸中的每个汽缸的火花能量的量，并且在汽缸循环期间被供应至 汽缸的火花能量的量沿Y轴箭头的方向增加。
[0036] 自图4顶部的第五曲线表示汽缸停用要求状态。在汽缸停用要求转变为较高水平 之后，第二组汽缸中的汽缸被命令为停用状态。在汽缸停用要求转变为较低水平之后，第二 组汽缸中的汽缸被命令为激活状态。
[0037] 在时间T0处，正在向第一汽缸组和第二汽缸组供应燃料和火花，如通过被供应至 第一汽缸组的燃料量、被供应至第二汽缸组的燃料量、被供应至第一汽缸组的火花能量以 及被供应至第二汽缸组的火花能量所表示的。另外，汽缸停用要求状态处于较低水平，表示 第二组汽缸还没有被要求停用。
[0038] 在时间T1处，汽缸停用要求状态转变为更高水平以要求第二汽缸组停用。汽缸停 用要求可以响应于发动机温度、发动机转速、发动机负荷或其他情况的改变。供应给第二组 汽缸的汽缸火花能量增加。通过在第二组汽缸被停用之前增加火花能量，可以在第二汽缸 组被停用之前从火花塞去除含碳碳烟、机油或其他火花塞污染材料，使得第二组汽缸中的 汽缸可以被停用较长的持续时间。在其他示例中，在第二组汽缸被停用之前，不增加被供应 至第二组汽缸的火花能量。在一个示例中，被供应至第二组汽缸的火花能量可以基于累积 的火花塞碳烟模型或者第二汽缸组在未以较高的火花能量水平运转的情况下已经运转的 时间量或汽缸循环。火花能量被增加至比当发动机在针对从火花塞去除物质没有任何火花 能量调整量的情况下正在相同转速与负荷下运转时被供应给第二组汽缸的火花能量的量 更大的火花能量的量。被供应至第一和第二汽缸组的燃料保持在基于发动机转速与负荷的 相同水平。供应给第一组汽缸的火花能量保持在其在时间T1之前的水平。
[0039] 在时间T2处，至第二组汽缸的燃料被停用，这停止了第二组汽缸中的燃烧。可以 在汽缸停用要求之后的预定的发动机循环数量之后或响应于其他发动机条件，停止到第二 组汽缸的燃料流。被供应至第一汽缸组的燃料量增加，使得在第二组汽缸被停用之前继续 输出与在第二组汽缸被停用之后相同的扭矩。被供应至第一组汽缸（未示出）的空气量同 样增加，使得可以提供相同水平的发动机输出扭矩。被供应至第一组汽缸的火花能量的量 保持在与第二组汽缸被停用之前相同的水平。
[0040] 在时间T3处，响应于汽缸停用要求以及自汽缸停用要求被确定之后的汽缸循环 的数量或其他发动机条件而停用到第二组汽缸的火花。被供应至第二组汽缸的燃料流保持 停止，而汽缸停用要求状态保持在较高水平以指示第二组汽缸中的汽缸被要求处于停用状 态。自时间T2以后，被供应至第一组汽缸的燃料流和火花能量的量保持在相同的水平。
[0041] 在时间T3与时间T4之间，五条曲线的所有情况保持在恒定的水平。然而，在一些 示例中，所述情况可以依据工况随着时间改变。
[0042] 在时间T4处，至第二组汽缸的火花被重新激活，并且与发动机在相同转速与负荷 下运转而不试图从火花塞去除含碳碳烟的情况相比，被供应至第二组汽缸的火花能量的量 增加。可以响应于汽缸循环的数量、火花塞碳烟模型或表示被停用的汽缸中的火花塞污染 (例如，机油或燃料累积）的可能性增加的其他情况而激活被停用的汽缸中的火花。至第二 组汽缸的燃料输送保持停止。自时间T2以后，被供应至第一组汽缸的火花能量和燃料量保 持在相同的水平。此外，汽缸停用要求状态保持在较高水平，使得第二组汽缸中的汽缸不燃 烧空气-燃料混合物。
[0043] 在时间T5处，到第二组汽缸的火花被停用。第二组汽缸中的火花可以被停用自火 花在时间T4处被激活开始的预定的汽缸或发动机循环数量。被输送至第一组汽缸的火花 和燃料保持恒定，而至第二组汽缸的燃料流保持停止。而且，汽缸停用要求状态保持在较高 水平，使得第二组中的汽缸保持停用。
[0044] 在时间T5与时间T6之间，五条曲线的所有情况保持在恒定的水平。然而，在一些 示例中，所述情况可以依据工况随着时间改变。
[0045] 在时间T6处，第二组汽缸中的汽缸被重新激活。当希望汽缸温度或排气后处理装 置的温度小于阈值温度时，第二组中的汽缸可以被重新激活。当第二组汽缸被重新激活时 被供应至第二组汽缸的火花能量的量大于当不试图降低火花塞污染的可能性时供应至第 二组汽缸的火花能量的量。当汽缸被重新激活时，汽缸停用要求状态保持在较高水平，但在 其他示例中，当汽缸停用要求状态可以转变为较低水平。在这个示例中，发动机转速与负荷 由于汽缸或后处理装置温度处于第二组汽缸将要被停用的较低水平。因此，汽缸停用状态 保持在较高水平。被供应至第一组汽缸的火花能量保持恒定，但被供应至第一组汽缸中的 汽缸的燃料量降低，使得当第二组中的汽缸被重新激活时，发动机扭矩可以被维持在恒定 值。
[0046] 在时间T7处，第二组汽缸中的汽缸被停用。当希望汽缸温度或排气后处理装置的 温度大于阈值温度时，或希望从第二组汽缸中的火花塞去除材料时，第二组中的汽缸可以 被停用。汽缸停用要求状态保持在较高水平。被供应至第一组汽缸的火花能量保持恒定， 但被供应至第一组汽缸中的汽缸的燃料量降低，使得当第二组中的汽缸被重新激活时，发 动机扭矩可以被维持在恒定值。
[0047] 在时间T7与时间T8之间，五条曲线的所有情况保持在恒定的水平。然而，在一些 示例中，所述情况可以依据工况随着时间改变。
[0048] 在时间T8处，汽缸停用要求状态转变为较低水平，表示第二组汽缸中的汽缸将要 被重新激活。可以响应于发动机转速、发动机负荷、发动机温度或其他工况的改变而重新激 活第二组中的汽缸。不向被停用的汽缸供应燃料，但被输送至火花塞的能量被增加至比发 动机在相同发动机转速与负荷下运转而未增加火花能量以去除可能污染火花塞的物质的 情况下更大的量。增加被供应至火花塞的能量，使得可以在具有使汽缸运转而不会不点火 的较高可能性的情况下重新激活汽缸。事件T8与事件T9之间的持续时间可以是预定的时 间量、预定的发动机事件（例如，发动机循环）的数量，或者基于所指示的火花塞污染的测 量值。另外，在一些示例中，当由于火花塞被认为是相对没有污染物质因此火花塞污染无关 紧要时，燃料和火花可以在相同的汽缸循环中被重新激活。
[0049] 在时间T9处，响应于汽缸停用要求状态的改变而降低被供应至第一组中的汽缸 的燃料量，使得发动机扭矩在从停用汽缸到所有汽缸激活的转变期间基本保持恒定。被供 应至第一汽缸组中的汽缸的火花能量保持恒定。被供应至第二组汽缸的火花能量的量同样 保持恒定。此外，恢复至第二组汽缸的燃料流，以重新激活被停用的汽缸。
[0050] 在时间T10处，被供应至第二组汽缸的火花能量的量被降低至当不通过增加被供 应至火花塞的能量而从火花塞去除材料时在当前发动机转速与负荷下被供应至发动机汽 缸的火花能量的水平。通过降低火花能量的量，降低点火系统部件退化的可能性是可能的。 被供应至发动机的燃料量保持恒定。
[0051] 以此方式，可以改变被供应至发动机汽缸的火花能量的量，从而降低发动机不点 火以及火花塞污染的可能性。另外，可以在汽缸被停用之前、在汽缸被停用时或当汽缸被重 新激活时增加被供应至汽缸的火花能量，从而降低火花塞污染以及不点火的可能性。
[0052] 现在参照图5,其示出了用于向发动机供应火花的方法。图5的方法可以作为可执 行指令存储在控制器的非易失性存储器中。图5的方法可以在图1-3的系统中应用以提供 图4所示的顺序。
[0053] 在502处，方法500确定发动机工况。发动机工况可以包括但不限于发动机转速、 发动机负荷、发动机温度以及后处理装置温度。在发动机工况被确定之后，方法500进行到 504。
[0054] 在504处，方法500判断是否停用一组发动机汽缸。该组发动机汽缸可以是一个 或更多个发动机汽缸。在一些示例中，可以响应于发动机转速与负荷而停用一组发动机汽 缸。另外，如果发动机温度大于阈值温度，则可以停用该组发动机汽缸。如果方法500判断 存在停用一组发动机汽缸的情况，则方法500进行到506。否则，方法500进行到退出。
[0055] 在506处，方法500判断是否增加被供应至已经被要求停用（例如，停止汽缸内的 燃烧）的汽缸的火花塞的能量的量。在一个示例中，可以基于累积的碳氢化合物和/或火 花塞上的含碳碳烟的估计或者自从火花塞上去除物质以后的时间或汽缸循环的数量，向被 要求停用的汽缸的火花塞供应额外的能量，从而降低火花塞污染的可能性。如果方法500 判断将要向火花塞供应额外的能量，则方法500进行到508。否则，方法500进行到512。
[0056] 在508处，方法500增加被供应至响应于汽缸停用要求而将被停用的汽缸的火花 塞的能量的量。在一个示例中，被供应至火花塞的能量的量被增加至便于从火花塞去除物 质的能量的量。该能量的量大于当不供应额外的能量以从火花塞去除物质时在当前发动机 转速与负荷下被供应至火花塞的能量的量。例如，当发动机正在特定的转速与负荷下运转 时，在从所有激活汽缸转变为一组停用汽缸的时候，在转变为汽缸停用之前向火花塞供应X 焦耳的能量，而为了从火花塞去除物质，向火花塞供应X焦耳+Y焦耳的能量，注意Y是正的 且非零的。在被供应至被要求停用的汽缸中的一个或更多个火花塞的能量的量被增加之 后，方法500进行到510。
[0057] 在510处，方法500判断是否已经向被要求停用的汽缸供应额外量的能量达阈值 持续时间。持续时间可以是时间、发动机循环的数量、汽缸循环的数量或另一发动机条件。 如果方法500判断已经向发动机汽缸提供额外量的火花能量达阈值持续时间，则方法500 进行到512。否则，方法500返回至510。
[0058] 在512处，方法500停止至将要被停用的一组汽缸的燃料流和火花。然而，在一些 示例中，方法500可以在506处停止燃料喷射，使得在至汽缸的燃料流已经被停用之后，发 动机汽缸可以继续接收火花。可以通过停止到一个或更多个点火线圈的电流而停止被供应 给该组汽缸的火花。可以通过切断燃料喷射器而停止到发动机汽缸的燃料流。在到正被停 用的汽缸的火花和燃料流被停止之后，方法500进行到514。
[0059] 在514处，方法500判断是否由于排放、退化限制或当诸如发动机转速与负荷的条 件对于汽缸停用可接受时的另一原因而重新激活被停用的汽缸。在一个示例中，当汽缸或 排放后处理装置温度的温度小于阈值温度时，被停用的汽缸可以被重新激活。如果方法500 判断被停用的汽缸将要被重新激活，则方法500进行到516。否则，方法500进行到522。
[0060] 在516处，方法500向被停用的发动机汽缸供应燃料和增加量的火花能量，由此重 新激活汽缸。在一个示例中，被供应至火花塞的能量的量被增加至便于从火花塞去除物质 的能量的量。该能量的量大于当所有汽缸在运转并且不供应额外的能量以从火花塞去除物 质时在当前发动机转速与负荷下被供应至火花塞的能量的量。例如，当所有发动机汽缸正 在当前转速与负荷下运转时，向火花塞供应X焦耳的能量，而当汽缸在当前发动机转速与 负荷下被暂时重新激活时，为了从火花塞去除物质，向火花塞供应X焦耳+Y焦耳的能量，注 意Y是正的且非零的，并且发动机扭矩被维持在当前发动机扭矩。通过同时重新激活汽缸 并增加被供应至火花塞的能量的量，方法500使发动机部件变暖，并从火花塞去除物质。在 被供应至被要求停用的汽缸中的一个或更多个火花塞的能量的量被增加之后，方法500进 行到518。
[0061] 在518处，方法500判断被重新激活的汽缸是否已经被激活期望的持续时间。期 望的持续时间可以是时间量、发动机或后处理装置的温度处于阈值水平时的情况或一些其 他持续时间。如果方法500判断之前被停用的汽缸已经被激活阈值持续时间，则方法500 进行到520。否则，方法500返回至516。
[0062] 在520处，方法500停止到希望被停用的那组汽缸的燃料流和火花输送。通过停 止到汽缸的燃料流和火花，汽缸被再一次停用。在一组中的汽缸被停用之后，方法500进行 到 530。
[0063] 在522处，响应于汽缸停用的持续时间或响应于在燃烧已经停止的汽缸的火花塞 上已经累积的污染物质的估计，方法500判断是否降低火花塞污染的可能性。在一个示例 中，在发动机已经在具有被停用的汽缸的情况下运转阈值时间量或发动机循环的阈值数量 之后，方法判断降低火花塞污染的可能性。在另一示例中，基于一个或更多个火花塞上的累 积物质的模型或测量值，方法500判断是否降低火花塞污染的可能性。如果方法500判断 降低了火花塞污染的可能性，则方法500进行到524。否则，方法500进行到530。
[0064] 在524处，方法500向被停用的发动机汽缸供应增加量的火花能量。在一个不例 中，被供应至火花塞的能量的量被增加至便于从火花塞去除物质的能量的量。该能量的量 大于当所有汽缸正在运转并且不供应额外的能量以从火花塞去除物质时在当前发动机转 速与负荷下被供应至火花塞的能量的量。例如，当所有发动机汽缸正在当前转速与负荷下 运转时，向火花塞供应X焦耳的能量，而为了从火花塞去除物质，向火花塞供应X焦耳+Y焦 耳的能量，注意Y是正的且非零的，并且发动机扭矩被维持在当前发动机扭矩。通过增加被 供应至火花塞的能量的量，方法500可以从被停用的汽缸中的火花塞去除累积的物质。被 供应至没有燃烧空气-燃料混合物的汽缸的火花能量的量大于被供应至激活的发动机汽 缸的火花能量的量。在被供应至被停用的汽缸中的一个或更多个火花塞的能量的量被增加 之后，方法500进行到526。
[0065] 在526处，方法500判断是否已经向被停用的汽缸供应增加的火花能量达期望的 持续时间。期望的持续时间可以是时间量或一些其他持续时间。此外，期望的或预定的持续 时间根据至少一种发动机条件（例如，发动机温度、汽缸温度、汽缸中的压力）而变化。如 果方法500判断已经提供增加量的火花能量达阈值持续时间，则方法500进行到528。否 贝1J，方法500返回至524。
[0066] 在520处，方法500停止至被停用的那组汽缸的火花输送。在一组中的汽缸被停 用之后，方法500进行到530。
[0067] 在530处，方法500判断是否重新激活被停用的汽缸。可以响应于发动机转速和 /或负荷的增加或其他条件而重新激活被停用的汽缸。在一些示例中，在向被停用的汽缸 供应燃料之前，可以在530处向被停用的汽缸供应火花达预定的时间量或发动机事件，使 得刚好在被停用的汽缸被重新激活以燃烧空气-燃料混合物之前可以从火花塞去除污染 物质。可以以比发动机正在相同的发动机转速与负荷下运转而不试图从火花塞去除污染物 质的情况下的能量水平更大的能量水平供应火花。如果方法500判断重新激活被停用的汽 缸，则方法500进行到532。否则，方法500返回至514。
[0068] 在532处，方法500向被停用的发动机汽缸供应火花和燃料。被停用的汽缸中的 燃料量被增加至一水平，使得从在具有停用的汽缸的情况下运转发动机转变为在汽缸不停 用的情况下运转发动机之前与之后的发动机扭矩被维持在基本恒定的水平。被输送至刚被 重新激活的汽缸的火花的量可以是与当可能污染火花塞的物质没有被去除同时发动机正 在相同的发动机转速与负荷下运转时被供应至发动机汽缸的火花能量的量相等的量。在一 些示例中，可以向被重新激活的汽缸提供较高水平的火花能量达预定的时间量或发动机事 件，以降低不发火的可能性。在向被停用的汽缸提供燃料和火花以重新激活汽缸之后，方法 500行进至退出。
[0069] 因此，图5的方法提供了一种用于向发动机提供火花的方法，其包含：使第一组汽 缸运转，而使第二组汽缸停用，通过停止到第二组汽缸的火花和燃料流来停用第二组汽缸； 以及在第二组汽缸被停用之后，向第二组汽缸的汽缸提供火花而不提供燃料达预定的持续 时间。该方法包括，其中第二组汽缸是一个或更多个汽缸，并且其中在第二组汽缸被停用之 后的预定的发动机或汽缸循环数量之后，向第二组汽缸提供火花。该方法包括，其中在第一 条件期间，在第二组汽缸被停用之后，向第二组汽缸的汽缸提供火花而不提供燃料达预定 的持续时间，并且其中在第二条件期间，在第二组汽缸被停用之后，向第二组汽缸的汽缸提 供火花和燃料达预定的持续时间。
[0070] 在一些示例中，该方法包括，其中响应于发动机负荷而停用第二组汽缸，发动机在 某一转速与负荷下运转，并且其中被提供至汽缸的点火能量的量大于当发动机在相同转速 与负荷下运转同时向第二组汽缸的汽缸供应火花和燃料时的点火能量的量。该方法包括， 其中通过增加点火线圈充电时间来增加点火能量的量。该方法包括，其中通过从两个点火 线圈供应能量来增加点火能量的量。该方法包括，其中预定的持续时间依据至少一种发动 机条件而变化。该方法包括，其中发动机条件是发动机温度或汽缸中的压力。
[0071] 在另一示例中，该方法向发动机提供火花，其包含：通过在第一组汽缸中燃烧空 气-燃料混合物而使第一组汽缸运转；通过在第二组汽缸中燃烧空气-燃料混合物而使第 二组汽缸运转；以及响应于停用汽缸的要求而增加被提供至第二组汽缸的汽缸的点火能量 的量。该方法还包含，在提供点火能量的量达预定的持续时间之后停用汽缸，预定的持续时 间基于在停用汽缸的要求之前的发动机工况。
[0072] 在一些示例中，该方法还包含，重新激活汽缸，并使发动机在某一转速与负荷下运 转，以及将被提供至汽缸的点火能量的量增加至比在自汽缸被停用之后发动机已经在该转 速与负荷下运转预定的时间量的情况下的点火能量的量更大的量。该方法还包含，通过停 止到汽缸的火花和燃料流来停用汽缸，使发动机在某一转速与负荷下运转，并且在预定的 持续时间之后重新激活到汽缸的火花，而不重新激活到汽缸的燃料流。该方法包括，其中重 新激活到汽缸的火花，并供应比当发动机在相同转速与负荷下运转同时向汽缸火花和燃料 时的能量的量更大的量的花火。该方法包括，其中通过增加点火线圈充电时间来增加被提 供至汽缸的点火能量的量。
[0073] 本领域技术人员应当理解，图5中描述的程序可以表示任何数量的处理策略中的 一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种步骤或功能 可以以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现本文中所描述的目 的、特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图示和说明而提供了所述处理顺 序。尽管没有明确地示出，但本领域技术人员将意识到，一个或多个所示的步骤或功能可以 根据所用的特定策略而重复地执行。
[0074] 在此结束本说明书。本领域技术人员阅读本说明书将会想到不违背本发明的主旨 和范围的许多变化和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或可替代的燃料配置运转的L3、L4、 L5、V6、V8、V10和V12型发动机可以利用本说明书以受益。
【权利要求】
1. 一种用于向发动机提供火花的方法，其包含： 运转第一组汽缸，停用第二组汽缸，通过停止到所述第二组汽缸的火花和燃料流来停 用所述第二组汽缸；以及 在所述第二组汽缸被停用之后，向所述第二组汽缸的汽缸提供火花而不提供燃料达预 定的持续时间。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第二组汽缸是一个或多个汽缸，并且其中在 所述第二组汽缸被停用之后的预定数量的发动机或汽缸循环之后，向所述第二组汽缸提供 所述火花，这些预定数量的发动机或汽缸循环均在所述第二组汽缸被停用时发生。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述第二组汽缸被停用之后，在第一条件期间， 在所述第二组汽缸被停用之后，向所述第二组汽缸的汽缸提供火花而不提供燃料达预定的 持续时间，并且其中在第二条件期间，在所述第二组汽缸被停用之后，向所述第二组汽缸的 所述汽缸提供火花和燃料达预定的持续时间。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中响应于发动机负荷而停用所述第二组汽缸，所述 发动机在某一转速与负荷下运转，并且其中被提供至所述汽缸的点火能量的量大于当所述 发动机在相同转速与负荷下运转同时向所述第二组汽缸的所述汽缸供应火花和燃料时的 点火能量的量。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中通过增加点火线圈充电时间来增加所述点火能量 的量。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中通过从两个点火线圈供应能量来增加所述点火能 量的量。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述预定的持续时间依据至少一个发动机条件而 变化。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述发动机条件是发动机温度或所述汽缸中的压 力。
9. 一种用于向发动机提供火花的方法，其包含： 通过在第一组汽缸中燃烧空气-燃料混合物来使所述第一组汽缸运转； 通过在第二组汽缸中燃烧空气-燃料混合物来使所述第二组汽缸运转；以及 响应于停用汽缸的要求而增加被提供至第二组汽缸中的汽缸的点火能量的量。
10. 根据权利要求9所述的方法，其还包含，在提供所述点火能量的量达预定的持续 时间之后停用所述汽缸，所述预定的持续时间基于在停用所述汽缸的要求之前的发动机工 况。
11. 根据权利要求10所述的方法，其还包含，重新激活所述汽缸，并使所述发动机在某 一转速与负荷下运转，以及将被提供至所述汽缸的点火能量的量增加至比自所述汽缸被停 用之后所述发动机已经在所述转速与负荷下运转预定的时间量时的点火能量的量更大的 量。
12. 根据权利要求10所述的方法，其还包含，通过停止到所述汽缸的火花和燃料流来 停用所述汽缸，使发动机在某一转速与负荷下运转，并且在预定的持续时间之后重新激活 到所述汽缸的火花，而不重新激活到所述汽缸的燃料流。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中重新激活到所述汽缸的火花，并供应比当所述 发动机在相同转速与负荷下运转同时向所述汽缸供应火花和燃料时的能量的量更大的能 量的量的花火。
14. 根据权利要求9所述的方法，其中通过增加点火线圈充电时间来增加被提供至所 述汽缸的点火能量的量，并且所述方法还包含，通过停止到所述汽缸的燃料流来停用所述 汽缸，以及响应于汽缸重新激活要求，在停用所述汽缸之后重新激活所述汽缸，重新激活所 述汽缸包括，向所述汽缸供应超过使所述发动机在相同转速与负荷下运转而不增加火花能 量以从所述汽缸中的火花塞去除污染物质时的火花能量水平的能量水平的火花，在向所述 汽缸重新供应燃料之前向所述汽缸供应所述火花达预定的持续时间。
15. -种用于向发动机提供火花的系统，其包含： 发动机，其包括第一组汽缸和第二组汽缸； 点火系统，其包括设置在所述第一组汽缸中的第一组火花塞和设置在所述第二组汽缸 中的第二组火花塞；以及 控制器，其包括可执行指令，所述可执行指令被存储在非易失性存储器中，用于向所述 第一组和第二组汽缸供应火花和燃料，通过停止所述第二组汽缸中的火花和燃料流来停用 所述第二组汽缸，在所述第二组汽缸被停用时使所述发动机在某一转速与负荷下运转，以 及在停用所述第二组汽缸之后增加被供应至所述第二组汽缸的点火能量的量，所述点火能 量的量被增加至比所述发动机在所述第一组和第二组汽缸被激活的情况下在所述转速与 负荷下运转时更大的点火能量的量。
16. 根据权利要求15所述的系统，其中在停用所述第二组汽缸以后的预定的持续时间 之后，增加被供应至所述第二组汽缸的所述点火能量的量。
17. 根据权利要求16所述的系统，其中所述预定的持续时间是发动机循环的数量。
18. 根据权利要求17所述的系统，其中所述发动机循环的数量依据发动机工况而变 化。
19. 根据权利要求15所述的系统，其还包含另外的指令，用于当所述第二组汽缸正在 运转时，响应于停用所述第二组汽缸的要求而增加所述点火能量的量。
20. 根据权利要求14所述的系统，其中所述点火系统包括每个火花塞有两个点火线 圈。
【文档编号】F02P3/04GK104110312SQ201410163672
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2013年4月22日
【发明者】C·P·格鲁格拉, J·A·多尔因 申请人:福特环球技术公司