专利名称：快速主动燃料管理重新激活的制作方法
技术领域：
本发明涉及内jt机，更具体地是^^及操作主动燃料管理发动丰几系统的方法 和系统。
背景技术：
这部分中的阐述仅仅提供和当前公开内容相关的背景信息，其可以不构成 鹏技术。
内燃机可包括在特定的低负i^行状态下使气缸停用的发动机控制系统。
例如，可以^f柳四4^缸运行一个八缸发动机，以通过降低泵送损失来改善燃 料经济性。这1S1程通常称为主动燃料管理(AFM)。使用发动机的所有气缸的 运行称为"激活'模式。反之，i柳少于全部发动机气缸的运行(即， 一个或多 i^t缸没有激舌)称为"停用"模式。
在停用模式中，有lfe^的点火气缸。因此，驱动糊动力传动系统和辅助 设备(如交流发电机、)ti卩剂泵和A/C压縮机)的可用驱动扭矩较小。然而， 由于降低了泵送损失，所以工作气缸以更高的效率运转并获得更好的热效率和 机械效率。
利用挺杆油管组件(LOMA)来激活和停用选定的发动机气缸。LOMA包 括与各个气缸关联的电操控的电磁阀。有选择地给电磁阀通电使液压流体流向 挺杆以停用气门挺杆动作，从而使相应的气缸停用。
发明内容
发动丰鹏制模i央包括使与包含大量吸入空气的气缸相对应的进气和排气门 停用的气门控制模块。发动机循环禾莫±央确定在所述气缸停用时发生的发动机循
环数。空气估计模i央基于所述发动丰几循环数确定戶; 述气缸中的剩余空气量。
这里描述的附图仅仅是用于解释目的而不是旨在以任何方式限制本发明公 开的范围。
图1所示的就于捕集燃繊从激活模式到停用模式过渡之前、期间和之 后气缸扭矩相对于曲柄角度的关系图。
图2所示的是根据本发明的主动jt料管理(AFM)发动机系统的功能框图。 图3所示的是根据本发明的发动丰，制模块的功能框图。 图4所示的是根据本发明的快速AFM重新歡活方法的於步骤的流程图。 图5所示的是对于根据本发明的捕集空气充量从歡活模式到停用模式过渡 之前、期间和之后气缸扭矩相对于曲柄角度的关系图。
具体实施例方式
下面的描述实际上仅仅是作为示例，而不是旨在限制本发明的公开内容、 应用或者使用。应该明白，在，附图中相同的附图标记表征相j喊者相应的 部件和特征。如其中用到的，术语模i央是指一种特定用途集成电路(ASIC)、 一 种电子电路、 一种执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共用的、专用的 或组)和存储器、 一种组^f辑电路、禾口/或能提供所述功能的其它的^S部件。
端口燃料喷射发动机中用于主动燃料管理(AFM)的两种示例性控制策略 是1)捕集新鲜的空，燃料混合物，和2)捕 ^烧物。捕集新鲜的空^/燃料 混合物可导致空^燃料混合物的燃烧不可预知、J^料、7iA到润、滑油中和油， 气缸壁上,。
参考图l，如数字18处所显示的夷卩样，当捕 ^烧排出物时，在从歡活模 式到停用模式的过渡期间，停用的气缸可能会表现出大的负扭矩。因为捕集到 的燃烧排出物处于高压下，所以出现大的负扭矩。当选定的气缸全部停用时， 膨胀和压縮的气缸彼此抵消，减小负扭矩。随着气缸的冷却和废气的释放，所 述高压最纟绘降低。停用的气缸(1， 7， 6和4)引起的大扭矩振荡在一定的发 动机循环(例如，IO个发动机循环)后逐渐衰减到稳定值。
快i!^动:^料管理(AFM)重新l^活系统可用于消除因热的排气压縮而导 致的大的负扭矩。该系统可以捕集直喷发动机中的空气充量。捕集到的空气充 量产生的负扭矩比热的排气压縮产生的负扭矩小。可以把捕集到的空气与燃料 混合并将其点燃来快3t^T活停用的气缸。
现在参考图2， AFM发动机系统20包括燃烧空，燃料混合物以产生驱动 扭矩的发动机22。 M节气门26将空气吸入到进气歧管24中。节气门26调节 iSAS气歧管24中的空气流量。进气歧管24中的空气可以分配至忾缸28中。 在发动mii转期间可以有选择地使一个或多，定的气缸28'停用。尽管图2示 出了八个气缸，但是应理解为发动机22也可以包括更多或者更少的气缸28。例 如，具有4、 5、 6、 10、 12和16^缸的发动机也是可以的。
发动机22包撤，定的气缸28，停用的挺杆油管组件(LOMA) 30。尽管
可以使任何数目h缸停用，仅仅是举例，在发动mit入停用模式时使一半的
气缸停用。一旦选定的气缸28，停用，就关闭停用气缸28'的进气和S忾门以降 低^t损失。
发动机系统20包括发动机控制模块32,其与发动机系统20的组成部件如 发动机22和本文讨论的相关传^l和控制器等通信。发动机控制模决32可以 实施本文所公开的快速AFM重ff^r活系统。
从入口 34 iaX的空气fflil空气流量传感器36，例如空气流量计。传, 36产生指示流动通过传感器36的空气流率的空气流量(MAF)信号。进气通 过节气门26按量]itA发动机220。仅仅是举例，节气门26可以是常规的位于进 气il^各34中旋转的蝶阀。节气门26根据操作者和/或控制器命令的发动机工作 点进行调整。节气门位置传感器38感应节气门26的位置并产生节气门位置 (TPS)信号。节气门位置传感器38可以是旋转电位计。
歧管压力传皿40方 在位于节气门26和发动机22之间的发动ma气歧 管24中。歧管压力传繊40产生歧管纟M空气压力(MAP)信号。基于进气 ^^产生歧管空气温度(■)信号的歧管空气^g传感器42也可以布置在发 动舰气歧管24中。
发动机曲轴(未示出)以发动mii度或以与发动丰;ui度成比例的速度旋转。
曲轴传感器44感应曲轴的位置并产生曲轴位置(CSP)信号。CSP信号可与曲 轴转速和气缸事件相关。曲轴传感器44可以是常规的可变磁阻传感器。本领域
技术人员可以理解，还有其它合适的感应发动m^i度和气缸事件的方法。
发动机控帝帳±央32电子控制向其中一1^缸28中喷射it料的it料喷射器 46。进气门48有选择地打开和关闭以使空气进入气缸28。进气门的位置由与 LOMA 30连接的凸轮轴(未示出)调整。活塞(未示出)压缩气缸28内的空 燃料混合物。发动机控制模块32控制火縫50以开始空，燃料混合物的燃
烧，以驱动气缸28中的活塞。活塞驱动曲轴(未示出)以产生驱动扭矩。当排 气门52处于打开位置时，气缸28内的燃烧戯经由S汽歧管(未示出)排出。 凸轮轴(未示出)调节排气门的位置。尽管所示的是单个的进气门和排气门48、 52，但能够理解发动机22的#^缸28可包括多个进气门禾娥汽门48、 52。
参考图3，发动丰鹏制模块32包括气门控制模块66、发动机循环模块68 和空气估计模±央70。发动mg帝蝶土央32接收来自发动机系统20的输入信号， 其包括但不限于MAF、 TPS、 MAP、 MAT和CSP信号(在下文中，"发动机系 统信号")。发动机控制模块32处理发动机系统信号并产生定时的发动机控制命 令，所述命锡向发动机系统20。例如，发动机控制命令可包括控制火 50、 燃料喷射器46、节气门26和LOMA30的信号。
当发动injiiij—顿于停用的工况点时，发动机控制模块32 4魏定的停用 气缸28'的燃料喷射器46和火花塞50停用。仅仅是举例，适于停用的工况点可 以是轻负i^t转状态(例如，当在停用模式中有足够的储备扭矩可利用时)。
气门控制模i央66利用发动机系统信号(例如CSP信号)确^t定的气缸 28'何时充满空气。气门控制模块66可以确定^Eit气循环期间，或者在选定的气 缸完成进气循环时i亥选定的气缸中充满空气。气门控制模块66 {吏进气和排气门 48、52停用，从而选定的气缸28'中充满吸入的空气。气门控制模i央可以向LOMA 30发送发动机控制命令以使进气和排气门48、 52停用。
发动机控制模块32可观察以MAF信号为特征的进气流率，从而估it^一 镇定气缸28'中的空气量。发动机控制模块32可根据MAP信号和气缸停用导 致的潜在瞬态来估计空气量。发动丰几控制模块32可存储多个估计的空气量值， 这，是在停用后立即确定的。
发动纟几循环模i央68记,定的气缸28'充满空气并且停用之后通过的发动 机循环数。可基于发动机系统i言号(如CSP信号)和发动机循环模块68的内部 计数器来确定发动机循环。一旦重新歡活，发动机循环模块68就把发动机循环 M输出给空气估计模块70。
空气估计模i央70禾,发动机循环 计算停用以絲定气缸28'中剩余空 气量的百分比。可基于查找表计算空气量百分比，所述查找表涉及停用后发动 机循环数与气缸空气量百分比。空气估计模块70可存储该查找表。空气估计模 块70可利用状劍古计量、4徴方程、微分方程、积分方程、和/或其它类似计算 来计算空气量百分比。
空气估计模±央70基于空气量百分比和多个估计的空气量值估it^h选定 气缸28'中的剩余空气量(在下文中，"循环后空气量')。空气估计模块70可将 空气量百分比乘以多个估计的空气量11^确定循环后空气量。
发动1^制模±央32根据循环后空气量估计值计算4TH亭用气缸28'有效燃 烧所需的燃料量。发动机控制模块32使选定气缸28，的燃料喷射器46和火M 50，以及进气和封忾门48、 52會激作。循环后空气量和燃料的混合物燃烧后再 排出，从而使扭矩更快速增大并为催化转换器(未示出)提供氧气平衡的排气 流。
参考图4，快速AFM重新歡活方法72开始于步骤74。在步骤76中，发 动丰，制模块32确定发动机22是否aA适合停用的工况点。如果否，重复步 骤76。如果是，该方法继续步骤77。在步骤77中，发动机控制模块32使选定 气缸28，的燃料喷射器46和火縫50停用。在步骤78中，气门控制模块66确 定是否已有新鲜空气进A^定气缸28'。如果否，方法重复步骤78。如果是，该 方法继续歩骤80。在歩骤80中，气门控制模块66使进气和排气门停用，从而 使选定气缸28'中充满吸入的空气。在步骤82中，发动丰鹏帝赎块32估计針 选定气缸中的空气量并存储选定气缸28'的空气量估计值。在步骤84中，发动 机循环模块68启动停用模式发动机循环计数器。在步骤85中，发动机控帝帳 块32确定发动机22是否iSA^合重新激活的工况点。如果否，方法重复步骤 85。如果是，方法继续步骤86。在步骤86中，发动t几循环丰莫块68读取停用以 来的发动机循环数。在步骤88中，空气估计模块70从涉鄉动机循环数和气 缸空气量百分比的查找表中读取选定气缸28，中剩余空气量的百分比。在步骤90 中，空气估计模i央70通过使空气量估计值乘以选定气缸28'中剩^空气量的百 分比来估it^h选定气缸28'中的剩余空气量。在步骤92中，发动丰鹏律诉對央 32基于剩余空气量估计值为^^定气缸28'命令合适的燃料量。在步骤94中， 发动机控制模块32使选定气缸28，的燃料喷射器46和火CT 50育g操作。在步 骤96中，发动机控制模块32使^Ji定气缸28'的进气和扫汽门會g操作。该快 速AFM重新]^活方法72结束于步骤98。
参考图5，如100处所指示的那样，快速AFM重新歡活系统可消除端口燃 料喷射控制策略中存在的高的负扭矩偏离。因而，该快速AFM系统可用于改善
噪音、振动和动力产生。
本领域技术人员能够从前述描述中意识到本发明公开的宽泛教导可以用不 同形式实施。因此，尽管结^f寺定的实施例对本发明进行了阐述，但是本发明 的真实范围不应鄉艮于此，因为对于本领域技术人员来说，顿本发明的附图、 说明书和下述权利要求书研究的基础上作出其它改变是显而易见的。
权利要求
1.一种发动机控制模块，其包括气门控制模块，其使与包含大量吸入空气的气缸相对应的进气和排气门停用；发动机循环模块，其确定所述气缸停用时发生的发动机循环数；以及空气估计模块，其基于所述发动机循环数确定所述气缸中的剩余空气量。
2. 根据权利要求1的发动机控制模i央，其中所述气门控制模±央与挺杆油管组件(LOMA)通信以j妙;f^is气和排气门停用。
3. 根据权利要求1的发动机控制模i央，其中所述发动机循环模i央基于曲轴 位置信号确定所述发动机循环数。
4. 根据权利要求1的发动机控律蝶块，其中所述空气估计模i央根据状劍古 计值、代数方程、微分方程和积分方程中的至少一个来确定所述气缸中的所述 剩余空气量。
5. 根据权利要求l的发动机控制模i央，其进一步包括查找表，其中所述空 气估计模±^*于所述查找表确定所述气缸中的所^f ij余空气量。
6. 根据权利要求5的发动机控制模±央，其中所述查找表包括多个发动机循 环值和多个相应的空气量百分比值。
7. 根据权利要求6的发动机控制模i央，其中所述空气估计模i央ffil将所述 多个空气量百分比值中的一个乘以所述吸入空气量来确定所,除空气量。
8. —种控制发动机的方法，其包括 使与包含大量吸入空气的气缸相对应的进气和扫汽门停用； 确定所述气缸停用时发生的发动机循环数；以及 基于所述发动机循环数确定所述气缸中的剩余空气量。
9. 根据权利要求8的方法，进一步包括与挺杆油管组件(LOMA)通信以 {^^,气和排气门停用。
10. 根据I51利要求8的方法，进一步包括基于曲轴位置信号确定所述发动 机循环数。
11. 根据权利要求8的方法，进一步包括根据状^f古计值、代数方程、微 分方程和积分方程中的至少一个来确定所述气缸中的所述剩余空气量。
12. 根据|$1利要求8的方法，进一步包括基于查找表确定所述气缸中的所 MlJ余空气量。
13. 根据权利要求12的方法，其中所述查找表包括多个发动机循环值和多 个相应的空气量百分比值。
14. 根据权利要求13的方法，进一步包括通过将所述多个空气量百分比值 中的一个乘以所述(EA空气量来确定所鄉除空气量。
全文摘要
本发明涉及快速主动燃料管理重新激活。发动机控制模块包括使与包含大量吸入空气的气缸相对应的进气和排气门停用的气门控制模块。发动机循环模块确定在所述气缸停用时发生的发动机循环数。空气估计模块基于所述发动机循环数确定所述气缸中的剩余空气量。
文档编号F02D13/06GK101368518SQ20081016119
公开日2009年2月18日 申请日期2008年8月18日 优先权日2007年8月17日
发明者F·J·罗扎里奥, M·M·麦唐纳, W·C·阿尔伯特森 申请人:通用汽车环球科技运作公司