Система и способ включения и отключения цилиндров двигателя Российский патент 2019 года по МПК F02D17/02 F02D41/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее описание относится к системе и способам выборочного включения и отключения цилиндров двигателя для экономии топлива при удовлетворении требований крутящего момента двигателя. Система и способы управляют тем, какие цилиндры двигателя зажигают от одного цикла двигателя к следующему циклу двигателя.

Уровень техники и раскрытие сущности изобретения

Некоторые двигатели содержат заданную группу цилиндров, которая может быть выборочно включена и отключена в ответ на условия транспортного средства. Например, если водителю транспортного средства требуются небольшая отдача двигателя, то заданная группа цилиндров двигателя может быть отключена для экономии топлива. Если водителю транспортного средства требуется увеличить отдачу, то эта группа цилиндров может быть включена для удовлетворения требования водителя. Такие двигатели могут улучшить топливную экономичность по сравнению с аналогичными двигателями, которые работают со всеми включенными цилиндрами все время; однако задержки возобновления работы цилиндров могут снижать отклик двигателя, а постоянное отключение одного и того же цилиндра может привести к неравномерному износу цилиндров двигателя.

Были разработаны другие двигатели, в которых любой цилиндр двигателя практически в любое время может быть отключен в зависимости от определенных условий эксплуатации транспортного средства. Кроме того, эти двигатели могут управлять тем, какие цилиндры должны быть включены и отключены, так что износ цилиндров может быть более равномерным. Тем не менее, эти двигатели могут передавать вибрации, связанные с включением и отключением цилиндров, на транспортное средство и его пассажирам и/или водителю. Вибрации двигателя могут быть уменьшены так, чтобы не тревожить пассажиров и/или водителя транспортного средства. Это достигается за счет недопущения выбранных долей событий зажигания цилиндров и/или схем отключения цилиндров при заранее заданных условиях. Несмотря на это, некоторые вибрации могут быть по-прежнему заметными для пассажиров и/или водителя транспортного средства во время некоторых условий работы двигателя. Следовательно, является желательным найти способ уменьшения возможности передачи вибрации двигателя пассажирам и/или водителю транспортного средства в более широком диапазоне условий работы двигателя.

Авторы настоящего изобретения приняли во внимание указанные проблемы и разработали способ для двигателя, в котором: увеличивают фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя, в которых цилиндры включены, в соответствии с областью режимов цилиндров на диаграмме включения цилиндров двигателя посредством контроллера в ответ на изменение частоты вращения двигателя или нагрузки двигателя, при этом область режимов цилиндров регулируют в ответ на изменение массы транспортного средства; включают и отключают цилиндры двигателя в ответ на изменение частоты вращения двигателя или нагрузки двигателя.

Посредством регулирования диапазона области режимов цилиндров двигателя на диаграмме включения цилиндров двигателя, оказывается возможным обеспечить технический результат, состоящий в уменьшении вероятности потревожить пассажиров и/или водителя транспортного средства, когда осуществляют изменения режимов цилиндров. В частности, диапазон скорости вращения двигателя и нагрузок, в котором предусмотрены режимы дополнительно включенных цилиндров двигателя и режимы дополнительно отключенных цилиндров двигателя, может быть увеличен или уменьшен так, чтобы избежать те режимы цилиндров, которые могут влиять на вибрации, ощущаемые пассажирами и/или водителем транспортного средства, в ответ на изменение массы транспортного средства. Масса и расположение массы транспортного средства может влиять на передачу вибраций, связанных с режимами, в которых один или несколько цилиндров двигателя отключены. Таким образом, регулирование размера области режимов одного или нескольких цилиндров двигателя может помочь избежать возможности потревожить пассажиров и/или водителя транспортного средства вибрациями, которые могут быть связаны с режимами цилиндров, в которых один или несколько цилиндров двигателя могут быть отключены.

Настоящее раскрытие может обеспечить несколько преимуществ. Например, этот подход может улучшить управляемость транспортного средства. Кроме того, этот подход содержит регулировки, согласно которым допускаются режимы цилиндров в зависимости от расположения массы транспортного средства. Кроме того, этот подход может также компенсировать вибрации, возникающие при буксировке прицепа транспортным средством.

Вышеуказанные преимущества, а также другие преимущества и признаки настоящего описания будут очевидны из последующего раздела "Осуществление изобретения", рассмотренного отдельно или совместно с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что приведенное выше раскрытие сущности изобретения служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые подробно раскрыты в разделе "Осуществление изобретения". Раскрытие сущности изобретения не предназначено для определения ключевых или существенных признаков заявленного объекта изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, приведенной после раздела "Осуществление изобретения". Кроме того, заявленный объект изобретения не ограничен вариантами реализации, которые устраняют любые недостатки, отмеченные выше или в какой-либо части настоящего раскрытия.

Краткое описание чертежей

Преимущества, раскрытые в настоящем документе, будут более понятны при прочтении вариантов осуществления, упоминаемых в настоящем документе в разделе "Осуществление изобретения", отдельно или вместе с чертежами, на которых:

На фиг. 1 показана принципиальная схема двигателя;

На фиг. 2А показана принципиальная схема двухрядного восьмицилиндрового двигателя;

На фиг. 2В показана принципиальная схема однорядного четырехцилиндрового двигателя;

На фиг. 3А показан график, на котором представлен пример диаграммы отключения цилиндров;

На фиг. 3В показан график, на котором представлено, как отключение цилиндров может быть отрегулировано в зависимости от массы транспортного средства;

На фиг. 4 показана блок-схема примера способа работы двигателя; и

На фиг. 5А и 5В показаны примеры шасси транспортного средства и компоненты подвески для транспортного средства, которое выполнено с возможностью отключения цилиндров.

Осуществление изобретения

Настоящее раскрытие относится к управлению отключением цилиндров двигателя с учетом массы транспортного средства, массы буксируемого прицепа и распределением веса транспортного средства. Двигатель и связанные с ним компоненты показаны на фиг. 1. На фиг. 2А и 2В показаны примеры конфигураций для двигателя, показанного на фиг. 1. На фиг. 3А показан пример диаграммы отключения цилиндров, содержащей две области выбора режимов цилиндров, а именно, первую область выбора режимов цилиндров внутри границы второй области выбора режима цилиндров. На фиг. 4 показан способ работы двигателя, показанного на фиг. 1-2В в соответствии с диаграммой, показанной на фиг. 3В. В контексте настоящего раскрытия, если в цилиндре происходит сгорание воздуха и топлива во время цикла двигателя (например, два оборота двигателя для четырехтактного двигателя), то такой цилиндр является включенным. Если в цилиндре не происходит сгорания воздуха и топлива во время цикла двигателя, то такой цилиндр является отключенным.

Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один из которых показан на фиг. 1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с расположенным между ними поршнем 36, соединенным с коленчатым валом 40.

Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 соответственно. Каждый впускной и выпускной клапан может управляться регулируемым исполнительным механизмом 51 впускного клапана и регулируемым исполнительным механизмом 53 выпускного клапана, которые могут приводиться в действие механическим, электрическим, гидравлическим образом или их комбинацией. Например, приводы клапанов могут иметь тип, описанный в публикации патента США 2014/0303873 и в патентах США 6,321,704; 6,273,039; и 7,458,345, которые включены в настоящее описание посредством ссылок в полном объеме. Исполнительный механизм 51 впускного клапана и исполнительный механизм выпускного клапана могут открывать впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 синхронно или асинхронно с коленчатым валом 40. Положение впускного клапана 52 может быть определено датчиком 55 положения впускного клапана. Положение выпускного клапана 54 может быть определено датчиком 57 положения выпускного клапана.

Топливная форсунка 66 показана расположенной с возможностью подачи топлива непосредственно в цилиндр 30, что, как известно специалистам в данной области техники, является непосредственным впрыском топлива. Альтернативно, топливо может быть впрыснуто во впускной тракт, что известно специалистам в данной области как распределенный. Топливная форсунка 66 подает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала от контроллера 12. Топливо подается к топливной форсунке 66 посредством топливной системы 175. Кроме того, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с опциональным электронным дросселем 62 (например, дроссельным вентилем), который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для управления потоком воздуха из воздушного фильтра 43 и воздухозаборника 42 во впускной коллектор 44. Дроссель 62 регулирует поток воздуха из воздушного фильтра 43 в воздухозаборнике 42 двигателя во впускной коллектор 44. В одном из примеров для достижения более высоких давлений топлива может быть использована двухступенчатая топливная система высокого давления. В некоторых примерах дроссель 62 и дроссельная заслонка 64 могут быть расположены между впускным клапаном 52 и впускным коллектором 44 так, что дроссель 62 является дросселем впускного тракта.

Бесконтактная система 88 зажигания обеспечивает искру зажигания в камере 30 сгорания посредством свечи 92 зажигания в ответ на сигнал контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода в отработавших газах (УДКОГ) показан соединенным с выпускным коллектором 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. Альтернативно, датчик 126 УДКОГ может быть заменен на двухрежимный датчик кислорода в отработавших газах.

В одном примере каталитический нейтрализатор 70 отработавших газов может содержать несколько каталитических блоков. В другом примере могут быть использованы несколько устройств снижения токсичности выбросов, каждое из которых имеет несколько блоков. В одном примере каталитический нейтрализатор 70 отработавших газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 как обычный микрокомпьютер, содержащий: микропроцессорное устройство 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106 (например, долговременная память), оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110 и обычную шину данных. Контроллер 12 может принимать, в дополнение к описанным выше сигналам, различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в том числе: температуры охлаждающей жидкости двигателя (ТОЖД) от датчика 112 температуры, связанного с рубашкой 114 охлаждения; сигнал от датчика 134 положения, соединенного с педалью 130 акселератора для определения силы, приложенной водителем 132; измерения давления воздуха в коллекторе (ДВК) от датчика 122 давления, соединенного с впускным коллектором 44; положения двигателя от датчика 118 на эффекте Холла, определяющего положение коленчатого вала 40; измерения массы воздуха, поступающего в двигатель от датчика 120; положения педали тормоза от датчика 154 положения педали тормоза, когда водитель 132 использует педаль 150 тормоза; и измерения положения дроссельной заслонки от датчика 58. Барометрическое давление также может быть измерено (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном варианте настоящего раскрытия датчик 118 положения двигателя генерирует заданное количество равноотстоящих во времени импульсов за каждый оборот коленчатого вала, на основании чего может быть определена частота вращения двигателя (ЧВД).

В некоторых примерах двигатель может быть соединен с системой электродвигателя/аккумуляторной батареи в гибридном транспортном средстве. Кроме того, в некоторых примерах могут быть использованы иные конфигурации двигателя, например дизельный двигатель.

Во время работы каждый цилиндр внутри двигателя 10 обычно проходит четырехтактный цикл: цикл содержит такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. Во время такта впуска, в общем случае, закрывают выпускной клапан 54 и открывают впускной клапан 52. Воздух вводят в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, и поршень 36 движется к нижней части цилиндра так, чтобы увеличить объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится вблизи нижней части цилиндра и в конце этого такта (например, когда камера 30 сгорания достигает наибольшего объема), как правило, называется специалистами в данной области нижней мертвой точкой (НМТ). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 движется в направлении головки цилиндра так, чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце данного такта и находится ближе всего к головке цилиндра (например, когда камера 30 сгорания достигает наименьшего объема), как правило, называется специалистами в данной области верхней мертвой точкой (ВМТ). В процессе, в дальнейшем обозначаемом в настоящем документе как впрыск, топливо вводят в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем обозначаемом в настоящем документе как зажигание, введенное топливо воспламеняют при помощи известных средств зажигания, таких как, свеча 92 зажигания, что в результате приводит к сгоранию. Во время такта расширения расширение газов толкает поршень 36 обратно к НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывают для выпуска сгоревшей воздушно-топливной смеси к выпускному коллектору 48, и поршень возвращается к ВМТ. Следует обратить внимание, что приведенное выше описание приведено исключительно в качестве примера, и что моменты времени открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрытие впускного клапана или различные другие возможные примеры.

На фиг. 2А показан пример двухрядного многоцилиндрового двигателя. Двигатель содержит цилиндры и связанные с ними компоненты, как показано на фиг. 1. Двигатель 10 содержит восемь цилиндров 210. Каждый из восьми цилиндров пронумерован, и соответствующие номера указаны на цилиндрах. Топливные форсунки 66 выборочно подают топливо в каждый из включенных цилиндров (например, в которых происходит сгорание топлива во время цикла двигателя). Цилиндры 1-8 могут быть выборочно отключены для увеличения экономии топлива в двигателе, когда запрошенный крутящий момент меньше максимально возможного крутящего момента двигателя. Например, цилиндры 2, 3, 5 и 8 (например, заданная схема отключенных цилиндров) могут быть отключены во время цикла двигателя (например, два оборота для четырехтактного двигателя) и могут быть отключены на несколько циклов двигателя, пока частота вращения двигателя и нагрузка остаются постоянными или очень незначительно изменяющимися. Во время другого цикла двигателя вторая заданная схема цилиндров 1, 4, 6 и 7 может быть отключена. Кроме того, другие схемы цилиндров могут быть выборочно отключены на основании условий эксплуатации транспортного средства. Кроме того, цилиндры двигателя могут быть отключены так, что заданную схему цилиндров не отключают в течение нескольких циклов двигателя. Предпочтительно, цилиндры, которые должны быть отключены, можно менять от одного цикла двигателя к следующему циклу двигателя. Каждый цилиндр содержит регулируемые исполнительные механизмы 51 впускного клапана и регулируемые исполнительные механизмы 53 выпускного клапана. Цилиндр двигателя может быть отключен его регулируемыми исполнительными механизмами 51 впускного клапана и регулируемыми исполнительными механизмами выпускного клапана, удерживающими впускные и выпускные клапаны цилиндра закрытыми во время всего цикла цилиндра. Цилиндр двигателя может быть включен его регулируемыми исполнительными механизмами 51 впускного клапана и регулируемыми исполнительными механизмами 53 выпускного клапана, открывающими и закрывающими впускные и выпускные клапаны цилиндра во время цикла цилиндра. Двигатель 10 содержит первый ряд 204 цилиндров, содержащий четыре цилиндра 1, 2, 3 и 4. Двигатель 10 также содержит второй ряд 202 цилиндров, содержащий четыре цилиндра 5, 6, 7 и 8. Цилиндры каждого ряда могут быть включены или отключены во время цикла двигателя.

На фиг. 2В показан пример однорядного многоцилиндрового двигателя. Двигатель содержит цилиндры и связанные с ними компоненты, как показано на фиг. 1. Двигатель 10 содержит четыре цилиндра 210. Каждый из четырех цилиндров пронумерован, и соответствующие номера указаны на цилиндрах. Топливные форсунки 66 выборочно подают топливо в каждый из включенных цилиндров (например, в которых происходит сгорание топлива во время цикла двигателя, при этом открывают и закрывают впускные и выпускные клапаны во время цикла включенного цилиндра). Цилиндры 1-4 могут быть выборочно отключены (например, в которых не происходит сгорания топлива во время цикла двигателя, при этом впускные и выпускные клапаны удерживаются закрытыми на протяжении всего цикла отключенного цилиндра) для увеличения экономии топлива в двигателе, когда запрошенный крутящий момент меньше максимально возможного крутящего момента двигателя. Например, цилиндры 2 и 3 (например, заданная схема отключенных цилиндров) могут быть отключены на время множества циклов двигателя (например, два оборота для четырехтактного двигателя). Во время другого цикла двигателя вторая заданная схема цилиндров 1 и 4 может быть отключена на несколько циклов двигателя. Кроме того, другие схемы цилиндров могут быть выборочно отключены на основании условий эксплуатации транспортного средства. Кроме того, цилиндры двигателя могут быть отключены так, что заданную схему цилиндров не отключают в течение нескольких циклов двигателя. Предпочтительно, цилиндры, которые должны быть отключены, можно менять от одного цикла двигателя к следующему циклу двигателя. Таким образом, можно менять или осуществлять ротацию цилиндров, которые должны быть отключены, от одного цикла двигателя к следующему циклу двигателя.

Двигатель 10 содержит один ряд 250 цилиндров, содержащий четыре цилиндра 1-4. Цилиндры одного ряда могут включаться или отключаться во время цикла двигателя. Каждый цилиндр содержит регулируемые исполнительные механизмы 51 впускного клапана и регулируемые исполнительные механизмы 53 выпускного клапана. Цилиндр двигателя может быть отключен его регулируемыми исполнительными механизмами 51 впускного клапана и регулируемыми исполнительными механизмами выпускного клапана, удерживающими впускные и выпускные клапаны цилиндра закрытыми во время цикла цилиндра. Цилиндр двигателя может быть включен его регулируемыми исполнительными механизмами 51 впускного клапана и регулируемыми исполнительными механизмами 53 выпускного клапана, открывающими и закрывающими впускные и выпускные клапаны цилиндра во время цикла цилиндра.

Система с фиг. 1-2В представляет собой систему двигателя, содержащую: двигатель, содержащий один или несколько механизмов отключения цилиндров; контроллер, содержащий исполняемые инструкции, хранящиеся в долговременной памяти, для регулирования размеров области режимов цилиндров двигателя в ответ на изменение массы транспортного средства. Система двигателя дополнительно содержит дополнительные исполняемые инструкции для регулирования области режимов цилиндров двигателя в зависимости от колесной базы транспортного средства. Система двигателя дополнительно содержит дополнительные исполняемые инструкции для регулирования области режимов цилиндров двигателя в ответ на буксировку прицепа транспортным средством. Система двигателя дополнительно содержит дополнительные инструкции для оценки массы транспортного средства. Система двигателя дополнительно содержит дополнительные инструкции для оценки массы прицепа, сцепленного с транспортным средством. В системе двигателя область режимов цилиндров двигателя определяет доли событий зажигания включенных цилиндров и схемы включенных цилиндров.

На фиг. 3А показан график с примером диаграммы включения цилиндров. По вертикальной оси отложена нагрузка двигателя, или, альтернативно, крутящий момент, нагрузка двигателя увеличивается в направлении стрелки по вертикальной оси. По горизонтальной оси отложена частота вращения двигателя, частота вращения двигателя увеличивается в направлении стрелки горизонтальной оси. Показанные области режимов цилиндров не являются ограничивающими объем настоящего изобретения, но вместо этого, они показаны для иллюстрации концепций, раскрытых в настоящем документе.

Первая область 300 режимов цилиндров задана точками 310, 311, 312 и 314. Линии 302, 303, 304 и 305 обозначают границы первой области 300 режимов цилиндров. Первый режим цилиндров начинается с меньшей частоты вращения двигателя, отмеченной как 324, и проходит до более высокой частоты вращения двигателя, отмеченной как 326. Первая область 300 режимов цилиндров начинается с меньшей нагрузки 320 двигателя и проходит до более высокой нагрузки 322 двигателя, за исключением более низких частот вращения двигателя, где первая область 300 режимов цилиндров проходит до нагрузки 321 двигателя.

Первая область 300 режимов цилиндров может позволить включение только выбранных схем зажигания цилиндров. Например, для восьмицилиндрового двигателя, имеющего порядок зажигания 1, 3, 7, 2, 6, 5, 4, 8, первая область режимов цилиндров может позволить включить все восемь цилиндров (например, сжигать воздух и топливо во время цикла двигателя) в первой схеме зажигания цилиндров во время цикла двигателя, позволить включить только цилиндры с номерами 1, 7, 6 и 3 во второй схеме зажигания цилиндров во время цикла двигателя, позволить включить только цилиндры с номерами 3, 2, 5 и 8 в третьей схеме зажигания цилиндров во время цикла двигателя, и позволить включить только цилиндры с номерами 1 и 6 в четвертой схеме зажигания цилиндров во время цикла двигателя. Другие схемы зажигания цилиндров не могут быть допущены. Например, схема зажигания 1, 3, 7, 2 не может быть допущена в этом примере. В области за пределами первой области 300 режимов цилиндров допускается только режим работы, в котором все цилиндры двигателя включены. Таким образом, в первой области 300 режимов цилиндров увеличено фактическое количество допустимых режимов включения цилиндров и увеличено фактическое количество допустимых режимов отключения цилиндров.

Первая область 300 режимов цилиндров может также допускать только выбранные доли событий зажигания цилиндров во время заданного количества циклов двигателя. Доля событий зажигания цилиндра может быть определена как фактическое полное количество событий зажигания цилиндра, поделенное на фактическое полное количество тактов сжатия цилиндра за заданное фактическое полное количество тактов сжатия цилиндров. Например, если в двигателе происходит три события зажигания (например, сгорания воздушно-топливной смеси), за время, за которое двигатель совершил десять тактов сжатия, то доля событий зажигания в цилиндре составляет 0,333. Таким образом, в качестве примера, область 300 режимов цилиндров может допускать долю событий зажигания цилиндра, равную 1 за заданное фактическое общее количество циклов двигателя, допускать долю событий зажигания цилиндра, равную 0,5 за заданное фактическое общее количество циклов двигателя и допускать долю событий зажигания цилиндра, равную 0,666 за заданное фактическое общее количество циклов двигателя. В этом примере не допускаются все остальные доли событий зажигания цилиндра. Таким образом, в этом примере, в первой области 300 режимов цилиндров фактическое количество допустимых долей событий зажигания цилиндра увеличено по сравнению с областью вне области 300, в которой все цилиндры должны быть включенными.

На фиг. 3А также показана вторая область 330 режимов цилиндров, определенная точками 331, 332, 333 и 334. Вторая область 330 режимов цилиндров показана находящейся внутри первой области 300 режимов цилиндров. Тем не менее, в других примерах вторая область 330 режимов цилиндров может находиться за пределами первой области 300 режимов цилиндров. Кроме того, в других примерах дополнительные области режимов цилиндров могут содержаться в первой области 300 режимов цилиндров или вне первой области 300 режимов цилиндров. Вторая область 330 режимов цилиндров может допускать меньшее или большее количество схем зажигания цилиндров и долей событий зажигания цилиндров, чем содержащихся в первой области 300 режимов цилиндров. Например, вторая область режимов цилиндров может допустить включение всех восьми цилиндров в первой схеме зажигания цилиндров во время цикла двигателя, допустить включение только цилиндров с номерами 1, 7, 6 и 3 во второй схеме зажигания цилиндров во время цикла двигателя, допустить включение только цилиндров с номерами 3, 2, 5 и 8 в третьей схеме зажигания цилиндров во время цикла двигателя, допустить включение только цилиндров с номерами 1 и 6 в четвертой схеме зажигания цилиндров во время цикла двигателя и допустить включение только цилиндров 3 и 8 в пятой схеме зажигания цилиндров во время цикла двигателя. В этом примере не допускаются все остальные схемы зажигания цилиндров. В альтернативном примере, вторая область режимов цилиндров может допустить включение всех восьми цилиндров (например, сжигание воздуха и топлива во время цикла двигателя) в первой схеме зажигания цилиндров во время цикла двигателя и допустить включение только цилиндров с номерами 1, 7, 6, и 3 во второй схеме зажигания цилиндров во время цикла двигателя. В этом примере не допускаются все остальные схемы зажигания цилиндров.

Вторая область 330 режимов цилиндров может также допускать работу цилиндра с выбранными долями событий зажигания цилиндров во время заданного количества циклов двигателя, отличного от первой области режимов цилиндров. Например, вторая область 330 режимов цилиндров может допускать долю событий зажигания цилиндра, равную 1 за заданное фактическое общее количество циклов двигателя, допускать долю событий зажигания цилиндра, равную 0,5 за заданное фактическое общее количество циклов двигателя, допускать долю событий зажигания цилиндра, равную 0,666 за заданное фактическое общее количество циклов двигателя и допускать долю событий зажигания цилиндра, равную 0,33 за заданное фактическое общее количество циклов двигателя. В этом примере не допускаются все остальные доли событий зажигания цилиндра.

Области режимов цилиндров, показанные на фиг. 3А и другие области режимов цилиндров, допустимые, но не показанные в настоящем описании, могут быть описаны как основные области режимов цилиндров для основной конфигурации транспортного средства, в которой общая масса транспортного средства меньше пороговой массы (например, масса заправленного топливом транспортного средства с одним пассажиром (или водителем) и без дополнительной массы, такой как массы инструментов или пиломатериалов, сложенных в транспортном средстве). Кроме того, как упоминалось ранее, если двигатель находится вне первой области 300 режимов цилиндров и вне второй области 330 режимов цилиндров, то он может работать только в режиме, когда все цилиндры включены. Таким образом, если частота вращения двигателя меньше значения, определяемого точкой 320, то все цилиндры двигателя включены. Аналогично, если частота вращения двигателя больше значения, определяемого точкой 322, то все цилиндры двигателя включены. Если двигатель входит в первую область 300 режимов цилиндров или вторую область 330 режимов цилиндров, то может быть запущен один из доступных режимов цилиндров и/или долей событий зажигания. Если двигатель выходит из первой области 300 режимов цилиндров или второй области 330 режимов цилиндров, то включают все цилиндры двигателя.

На фиг. 3В показан график, иллюстрирующий регулировки диаграммы включения цилиндров для транспортного средства, когда конфигурация транспортного средства отличается от основной конфигурации транспортного средства, показанной на фиг. 3А. Например, масса транспортного средства может содержать дополнительную массу (полезную нагрузку) вдобавок к основной конфигурации транспортного средства, которая содержит одного пассажира (или водителя) и топливо. На графике показана первая область 300 режимов цилиндров по фиг. 3А и отрегулированная первая область 300а режимов цилиндров, выполненная с возможностью компенсации дополнительной массы (например, 500 кг), добавленной к транспортному средству. В этом примере размер первой области 300 режимов цилиндров уменьшается (например, первый режим цилиндров занимает меньшую площадь, ограниченную диапазонами частоты вращения двигателя и нагрузки) при увеличении массы транспортного средства, но также размер первой области режимов цилиндров может увеличиваться в зависимости от использования транспортного средства.

Точки 310а, 312а, 314а и 311а задают границы первой области 300а режимов цилиндров, когда масса транспортного средства увеличена по сравнению с основной массой транспортного средства до максимального полного веса транспортного средства. Первая область 300 режимов цилиндров может быть отрегулирована до размера между размером первой области 300 режимов цилиндров и размером первой области 300а режимов цилиндров посредством интерполяции координат вершин. Например, точка, определяющая первую область режимов цилиндров, когда масса транспортного средства больше, чем основная масса, но меньше, чем полный вес транспортного средства, может быть установлена путем интерполяции между точками, определяющими первый режим цилиндра, когда масса транспортного средства является основной массой и точками, определяющими первый режим цилиндра, когда масса транспортного средства соответствует полному весу транспортного средства. Таким образом, для точек 310 и 310а, определяющих низкую частоту вращения и двигателя и высокую нагрузку в первой области режимов цилиндров, точка, расположенная на прямой линии между точками 310 и 310а, может быть определена посредством определения уравнения прямой линии между точкой 310 и точкой 310а и нахождением точки на линии, которая соответствует массе транспортного средства между основной конфигурацией транспортного средства и конфигурацией транспортного средства при полном весе транспортного средства.

Например, если точка 310 имеет координаты (500, 0,5), а точка 310а имеет координаты (600, 0,3), то уравнение прямой будет y=(0,5-0,3)/(500-600)x+b, где b=1,5, a m=(0.2/-100) согласно уравнению прямой (y=mx+b, где m - наклон прямой, b - смещение линии, y - значение по вертикальной оси (нагрузка двигателя), а x - значение по горизонтальной оси (частота вращения двигателя)). Длина прямой линии может быть определена по теореме Пифагора: , где D - длина указанной линии, а x₁, x₂, y₁, и y₂ являются координатами концов указанной линии и соответствуют положению конечных точек частоты вращения двигателя и нагрузки. Отношение изменения массы транспортного средства к длине линии является основанием для определения того, где на линии лежит масса транспортного средства (например, новая масса транспортного средства) между лежащими на линии основной массой транспортного средства и полным весом транспортного средства. Тогда, новая масса транспортного средства является основанием для определения того, где на линии находится новая точка, представляющая новую массу транспортного средства. Так, например, если длина этой линии равна 1, а масса транспортного средства увеличивается на 500 кг, то отношение 500/1 между основной массой транспортного средства и полной массой транспортного средства является основанием для определения положения того, где на линии лежит увеличение массы транспортного средства на 300 кг. В частности, 300 относится к 500, как 0,6 к 1. Таким образом, положение на линии между точками 310 и 310а, соответствующее увеличению массы транспортного средства на 300 кг к основной массе транспортного средства, является точкой на линии между 310 и 310а, где расстояние от точки 310 составляет 0,6 (например, длина линии для увеличения массы транспортного средства на 300 кг), умноженное на длину линии между 310 и 310а (например, 1). Координаты новой точки (x₂, y₂), соответствующей увеличению массы транспортного средства на 300 кг, могут быть определены с использованием теоремы Пифагора для длины 0,6 и x₁=500, y₁=0,5 для линии y= (0.2/-100)x+1,5. Аналогичным образом для разных масс транспортных средств могут быть определены другие точки, которые определяют первую область режимов цилиндров (например, точки между 311 и 311а, точки между 314 и 314а и точки между 312 и 312а).

Кроме того, размер первой области режимов цилиндров может быть отрегулирован с учетом веса транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства и веса транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства. Кроме того, первая область режимов цилиндров может быть отрегулирована на основании того, содержит ли масса транспортного средства массу прицепа, буксируемого транспортным средством. Например, положение точки, лежащей на прямой между точками 310 и 310а может быть отрегулировано в зависимости от веса транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства, и веса транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства, а также от части общей массы транспортного средства, приходящейся на прицеп. В частности, длина линии, рассчитанной на основании массы транспортного средства, соответствующей положению на линии между точками 310 и 310а, регулируется с помощью эмпирически определенного коэффициента для веса транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства, и веса транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства, и эмпирически определенного коэффициента для массы прицепа, буксируемого транспортным средством. В одном примере длина линии между границей основной области режимов цилиндров (например, 310 на фиг. 3В) и границей области режимов цилиндров, определенной по полному весу транспортного средства (например, 310а на фиг. 3В), может быть отрегулирована для изменения размера (например, увеличения или уменьшения границы скорости вращения двигателя и/или границы нагрузки) в области режимов цилиндров двигателя, когда часть веса транспортного средства, приходящаяся на заднюю подвеску транспортного средства, больше, чем часть веса, приходящаяся на переднюю подвеску транспортного средства, или если происходит изменение величины массы, приходящейся на переднюю или заднюю подвеску транспортного средства. Таким образом, в приведенном выше примере значение 0,6, соответствующее длине линии, проходящей от точки 310, может быть умножено на коэффициент 0,95 для веса транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства, и веса транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства, а также на коэффициент 0,92 для массы прицепа, так что длина линии, проходящей от точки 310, составляет 0,6*0,95*0,92=0,5244. Новая точка, определяющая границу первой области режимов цилиндров и компенсирующая вес транспортного средства, приходящийся на переднюю подвеску транспортного средства, вес транспортного средства, приходящийся на заднюю подвеску транспортного средства, и массу прицепа может быть определена с использованием теоремы Пифагора для длины 0,5244 и x₁=500 и y₁=0,5 для линии y=(0,2/-100)x+1,5. Другие точки, определяющие первую область режимов цилиндров, могут быть найдены аналогичным образом.

На фиг. 3В также показана вторая область 330а режимов цилиндров, заданная точками 333а, 332а, 334а и 331а, соответствующая массе транспортного средства, которая отличается от массы транспортного средства, которая является основой для второй области 330 режимов цилиндров. Точки между точками 333 и 333а, точки между точками 332 и 332а, точки между точками 334 и 334а и точки между точками 331 и 331а могут быть найдены аналогично точкам между первой областью 300а режимов цилиндров для массы транспортного средства, большей, чем основная масса транспортного средства, и первой области 300 режимов цилиндров для основной массы транспортного средства.

Следует отметить, что описанный в настоящем документе способ представляет собой только один способ регулирования областей режимов цилиндров при изменении массы транспортного средства, веса буксируемого прицепа и веса транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства, и веса транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства, который не должен рассматриваться в ограничительном смысле. Тем не менее, также возможны другие способы регулирования областей режимов цилиндров. Например, вместо осуществления интерполяции между точками, которые определяют основную область режимов цилиндров и область режимов цилиндров для транспортного средства с полной массой, может быть предусмотрена группа областей режимов цилиндров для каждого приращения увеличения массы транспортного средства (например, на каждые 50 кг увеличения массы транспортного средства), и активной области режимов цилиндров, соответствующей области режимов цилиндров для данной массы транспортного средства плюс-минус заданное количество массы. Вес транспортного средства, приходящийся на переднюю подвеску транспортного средства, вес транспортного средства, приходящийся на заднюю подвеску транспортного средства, и масса прицепа могут определять значение смещения для массы транспортного средства, так что выбранная область режимов цилиндров может отличаться от области режимов цилиндров, соответствующей только массе транспортного средства.

Таким образом, если масса транспортного средства увеличивается или уменьшается, области режимов цилиндров могут быть увеличены в размерах или уменьшены в размерах для уменьшения возможности передачи вибраций, которые могут быть связаны с отключением цилиндра, пассажирам и/или водителю транспортного средства. Кроме того, области режимов цилиндров могут быть увеличены или уменьшены в размерах для уменьшения возможности передачи вибраций пассажирам и/или водителю транспортного средства, которые могут быть связаны с весом транспортного средства, приходящимся на переднюю подвеску транспортного средства, весом транспортного средства, приходящимся на заднюю подвеску транспортного средства, и/или массой прицепа.

На фиг. 4 показана блок-схема, раскрывающая методы включения долей событий зажигания в цилиндре и схем зажигания в цилиндре в зависимости от массы транспортного средства, веса транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства, веса транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства, и условий буксирования прицепа. Способ, показанный на фиг. 4 может быть включен в систему, показанную на фиг. 1-2В, и может взаимодействовать с ней. Кроме того, по меньшей мере некоторые части способа, показанного на фиг. 4, могут быть встроены в качестве исполняемых инструкций, хранящихся в долговременной памяти, тогда как другие части способа могут быть выполнены посредством контроллера, преобразующего рабочие состояния устройств и приводов в действия или объекты физического мира.

На этапе 402 способа 400 определяют колесную базу транспортного средства и полный вес транспортного средства. Колесной базой транспортного средства является физическое расстояние между передней осью транспортного средства и задней осью транспортного средства. Полным весом транспортного средства является максимальный вес транспортного средства без учета прицепа, буксируемого транспортным средством. Колесная база автомобиля и полный вес транспортного средства могут быть определены посредством получения значений, хранящихся в памяти контроллера. Значения могут быть загружены в память во время изготовления транспортного средства. Затем способ 400 переходит на этап 404.

На этапе 404 способа 400 определяют, сцеплен ли прицеп с транспортным средством. В одном примере, способ 400 может судить о том, что прицеп сцеплен с транспортным средством по состоянию электрической вилки сцепного устройства прицепа. Если в способе 400 определено, что прицеп сцеплен с транспортным средством, то выбирают ответ "да", и способ 400 переходит на этап 420. В противном случае выбирают ответ "нет", а способ 400 переходит на этап 406.

На этапе 406 способа 400 оценивают массу транспортного средства. В одном примере масса транспортного средства может быть оценена посредством датчика высоты дорожного просвета транспортного средства. В частности, вывод датчика высоты дорожного просвета транспортного средства используют для занесения в таблицу эмпирически определенных оценок массы транспортного средства, основанных на выводе датчика высоты дорожного просвета. В других примерах, масса транспортного средства может быть оценена во время ускорения транспортного средства по следующим уравнениям:

F=m*a

Tw/RR=F

Tw=m*a*RR=RR*m*sin(e),

где F - сила, прикладываемая для ускорения транспортного средства, m - оценка массы транспортного средства, Tw - крутящий момент на колесе транспортного средства, RR - радиус качения колеса транспортного средства, g - гравитационная постоянная, а e - угол дороги. Угол дороги может быть определен посредством инклинометра или акселерометра, а значения g и RR могут храниться в памяти контроллера. После оценки массы транспортного средства способ 400 переходит на этап 408.

На этапе 408 способа 400 оценивают вес, приходящийся на переднюю подвеску транспортного средства, и вес, приходящийся на заднюю подвеску транспортного средства. В одном примере вес транспортного средства, приходящийся на переднюю подвеску транспортного средства и вес транспортного средства, приходящийся на заднюю подвеску транспортного средства, оценивают посредством датчиков высоты дорожного просвета транспортного средства (например, датчик высоты дорожного просвета передней подвески транспортного средства и датчик высоты дорожного просвета задней подвески транспортного средства). Выходной сигнал датчиков высоты дорожного просвета является входным значением функции эмпирически определенных значений, на выходе которой получают оценку веса транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства, и веса транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства. Затем способ 400 переходит на этап 410.

На этапе 410 способа 400 регулируют диаграммы включения цилиндра в зависимости от массы транспортного средства, веса транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства, и веса транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства. В одном примере транспортное средство содержит основные диаграммы включения цилиндра, соответствующие колесной базе транспортного средства и полному весу транспортного средства, при этом различные версии одной и той же модели транспортного средства могут иметь различные полные веса транспортного средства и различные колесные базы. Например, первое транспортное средство (например, грузовой автомобиль) имеет первую колесную базу для короткого кузова грузового автомобиля и первый полный вес транспортного средства, второе транспортной средство имеет вторую колесную базу для длинного кузова грузового автомобиля и второй полный вес транспортного средства, причем первая колесная база короче, чем вторая колесная база, а первый полный вес транспортного средства меньше, чем второй полный вес транспортного средства, при этом первое транспортное средство является той же моделью транспортного средства, что и второе транспортное средство. Таким образом, первое транспортное средство и второе транспортное средство могут иметь различные диаграммы включения цилиндров, даже если первое и второе транспортные средства являются одной и той же моделью транспортного средства (например, оба транспортных средства являются малотоннажными грузовыми автомобилями Ford® F-150). Первая диаграмма включения цилиндров может храниться в памяти контроллера первого транспортного средства, тогда как вторая диаграмма включения цилиндров может храниться в памяти контроллера второго транспортного средства. Альтернативно, транспортное средство может содержать несколько диаграмм включения цилиндра, хранящихся в памяти, и диаграммы включения цилиндра, которые соответствуют колесной базе транспортного средства и полному весу транспортного средства, активируемые на основании определенной колесной базы транспортного средства и полного веса транспортного средства для предоставления основания для регулирования долей событий зажигания цилиндра и схем зажигания цилиндров во время изменяющихся условий эксплуатации транспортного средства.

Например, основная диаграмма включения цилиндров, аналогичная диаграмме, показанной на фиг. 3А, может быть получена из памяти в ответ на значение колесной базы транспортного средства и полного веса транспортного средства. Кроме того, если вес транспортного средства увеличился по сравнению с основным весом транспортного средства, то основная диаграмма включения цилиндров может быть отрегулирована в ответ на увеличение массы транспортного средства, как это было описано со ссылкой на фиг. 3В. Например, диапазоны частот вращения двигателя и нагрузок, для которых может быть разрешено включение дополнительных режимов цилиндров, могут быть уменьшены в размерах в ответ на увеличение массы транспортного средства. Увеличение массы транспортного средства по сравнению с основной массой транспортного средства может быть обусловлено пассажирами в транспортном средстве, грузом (например, пиломатериалами, сталью или другим грузом) и приспособлениями (например, ящиками для инструментов). Кроме того, диапазоны частоты вращения двигателя и нагрузок, в которых разрешено включение дополнительных режимов цилиндров (например, 300 на фиг. 3А), могут быть увеличены или уменьшены, в зависимости от веса транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства, и веса транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства, как это было описано со ссылкой на фиг. 3В. Диапазоны частоты вращения двигателя и нагрузки на диаграмме включения цилиндров могут быть уменьшены за счет уменьшения диапазона частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя таким образом, как это показано на фиг. 3В, где первая область 300 режимов цилиндров уменьшена в размерах до первой области 300а режимов цилиндров.

Цилиндры двигателя включают и отключают в зависимости от частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя. Кроме того, цилиндры двигателя включают и отключают в зависимости от областей режимов цилиндров, которые были отрегулированы для учета массы транспортного средства и массы транспортного средства, приходящейся на переднюю подвеску транспортного средства, и массой транспортного средства, приходящейся на заднюю подвеску транспортного средства. Способ 400 завершают после регулирования режима включения и отключения цилиндров двигателя.

На этапе 420 способа 400 оценивают полную массу транспортного средства, как это было описано на этапе 406. Полная масса транспортного средства содержит массу транспортного средства и массу прицепа, который сцеплен с транспортным средством. После оценки массы транспортного средства способ 400 переходит на этап 422.

На этапе 422 способа 400 оценивают массу, приходящуюся на переднюю подвеску транспортного средства, и массу, приходящуюся на заднюю подвеску транспортного средства, как это было описано на этапе 408. Кроме того, в способе 400 из массы, которая определена как приходящаяся на заднюю подвеску транспортного средства, дополнительно вычитают некоторую массу, зависящую от разницы в массе всего транспортного средства и массы транспортного средства, приходящейся на переднюю и заднюю подвески транспортного средства. Например, если полная масса транспортного средства, включая массу прицепа, сцепленного с транспортным средством, оценивается в 3200 кг, и на переднюю подвеску транспортного средства, по оценке, приходится 1430 кг, а на заднюю подвеску транспортного средства, по оценке, приходится 770 кг, то начальная масса прицепа оценивается в 1000 кг. Однако, поскольку транспортное средство может нести вес прицепа (например, массу дышла прицепа), часть массы, приходящаяся на заднюю подвеску транспортного средства, может быть вычтена из массы, приходящейся на заднюю подвеску транспортного средства, и добавлена к массе прицепа. В одном примере эмпирически оцененная величина массы может быть вычтена из массы, приходящейся на заднюю подвеску транспортного средства, и добавлена к массе прицепа. Эмпирически определенная величина массы может быть функцией оценки массы прицепа до того, как масса дышла будет добавлена к массе прицепа. Затем способ 400 переходит на этап 424.

На этапе 424 способа 400 оценивают массу прицепа, буксируемого транспортным средством. В частности, масса, приходящаяся на переднюю подвеску транспортного средства и масса, приходящаяся на заднюю подвеску транспортного средства, определенная на этапе 422, вычитаются из полной массы транспортного средства, оцененной на этапе 420 для обеспечения оценки массы прицепа, буксируемого транспортным средством. Затем способ 400 переходит на этап 426.

На этапе 426 способа 400 регулируют диаграммы включения цилиндров с учетом массы транспортного средства (не содержащего прицеп), массы транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства и массы транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства. В одном примере транспортное средство содержит основные диаграммы включения цилиндров, соответствующие колесной базе транспортного средства и полному весу транспортного средства, при этом различные версии одной и той же модели транспортного средства могут иметь различные полные веса транспортного средства и различные колесные базы, как это было описано на этапе 410.

Основная диаграмма включения цилиндров, аналогичная диаграмме, показанной на фиг. 3А может быть получена из памяти в ответ на значение колесной базы транспортного средства и полного веса транспортного средства. Кроме того, если масса транспортного средства увеличилась по сравнению с основным весом транспортного средства, то основная диаграмма включения цилиндров может быть отрегулирована в ответ на увеличение массы транспортного средства, как это было описано со ссылкой на фиг. 3В. В одном примере диапазоны частот вращения двигателя и нагрузок, для которых может быть разрешено включение дополнительных режимов цилиндров, могут быть уменьшены в размерах в ответ на увеличение массы транспортного средства. Увеличение массы транспортного средства по сравнению с основной массой транспортного средства может быть обусловлено пассажирами в транспортном средстве, грузом (например, пиломатериалами, сталью или другим грузом) и приспособлениями (например, ящиками для инструментов). Кроме того, диапазоны частоты вращения двигателя и нагрузки, в которых разрешено включение дополнительных режимов цилиндров (например, 300 на фиг. 3А), могут быть увеличены или уменьшены в зависимости от веса транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства, и веса транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства, как это было описано со ссылкой на фиг. 3В. Диапазоны частоты вращения двигателя и нагрузки на диаграмме включения цилиндров могут быть уменьшены за счет уменьшения диапазона частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя таким образом, как это показано на фиг. 3В, где первая область 300 режимов цилиндров уменьшена в размерах до первой области 300а режимов цилиндров. Кроме того, диапазон режимов цилиндров диаграммы включения цилиндров может быть увеличен и уменьшен посредством увеличения области 300 режимов цилиндров в зависимости от массы прицепа, как это было описано со ссылкой на фиг. 3В. Масса транспортного средства может влиять на передачу энергии вибрации через транспортное средство. Кроме того, расположение массы относительно двигателя может влиять на передачу энергии вибрации через транспортное средство. Масса прицепа, буксируемого транспортным средством, может иметь меньший эффект в передаче энергии вибрации по сравнению с массой груза, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства. Тем не менее, масса буксируемого прицепа может иметь некоторое влияние на передачу энергии вибрации через транспортное средство. Таким образом, регулируя размер или диапазоны частоты вращения двигателя и нагрузки на диаграммах включения цилиндра, возможно уменьшить вероятность потревожить пассажиров и/или водителя транспортного средства при включении и отключении цилиндров.

Цилиндры двигателя включают и отключают в зависимости от частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя. Кроме того, цилиндры двигателя включают и отключают в зависимости от областей режимов цилиндров, которые были отрегулированы для учета массы транспортного средства, веса транспортного средства, приходящегося на переднюю подвеску транспортного средства, веса транспортного средства, приходящегося на заднюю подвеску транспортного средства, и массы прицепа. Способ 400 завершают после регулирования режима включения и отключения цилиндров двигателя.

Таким образом, способ, показанный на фиг. 4 обеспечивает способ для двигателя, в котором: увеличивают фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя, в которых цилиндры включены, в соответствии с областью режимов цилиндров на диаграмме включения цилиндров двигателя посредством контроллера в ответ на изменение частоты вращения двигателя или нагрузки двигателя, при этом, область режимов цилиндров регулируют в ответ на изменение массы транспортного средства; включают и отключают цилиндры двигателя в ответ на изменение частоты вращения двигателя или нагрузки двигателя. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором оценивают изменение массы транспортного средства на основании ускорения транспортного средства. В способе во включенных цилиндрах происходит сгорание воздуха и топлива.

В некоторых примерах способ дополнительно включает в себя этап, на котором увеличивают фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя, в которых цилиндры отключены, в соответствии с областью режимов цилиндров двигателя на диаграмме включения цилиндров двигателя посредством контроллера в ответ на изменение частоты вращения двигателя или нагрузки двигателя. В способе регулирование области режимов цилиндров в ответ на изменение массы транспортного средства включает в себя уменьшение диапазона частот вращения двигателя, когда фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя увеличено в ответ на увеличение массы транспортного средства. В способе также регулирование области режимов цилиндров в ответ на изменение массы транспортного средства включает в себя уменьшение диапазона нагрузок двигателя, когда фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя увеличено в ответ на увеличение массы транспортного средства. В способе также регулирование области режимов цилиндра в ответ на изменение массы транспортного средства включает в себя увеличение диапазона скоростей транспортного средства, когда фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя увеличено в ответ на уменьшение массы транспортного средства.

Способ по фиг. 4 также обеспечивает способ для двигателя, в котором: регулируют области режимов цилиндров двигателя на диаграмме включения цилиндров двигателя посредством контроллера в ответ на смещение положения нагрузки транспортного средства от передней подвески транспортного средства на заднюю подвеску транспортного средства; и включают и отключают цилиндры двигателя посредством контроллера в ответ на изменение частоты вращения двигателя или нагрузки двигателя, таким образом, что двигатель входит в область режимов цилиндров двигателя. В способе регулирование области режимов цилиндров двигателя включает в себя увеличение диапазона частоты вращения двигателя и диапазона нагрузки двигателя, которые являются границами области режимов цилиндров двигателя. В способе регулирование области режимов цилиндров двигателя включает в себя уменьшение диапазона частоты вращения двигателя и диапазона нагрузки двигателя, которые являются границами области режимов цилиндров двигателя.

В некоторых примерах в способе дополнительно регулируют область режимов цилиндров двигателя посредством контроллера в ответ на буксирование транспортным средством прицепа. В способе область режимов цилиндров двигателя определяет режимы включения цилиндров и схемы включенных цилиндров. Способ дополнительно содержит этап, на котором строят границы области режимов цилиндров на основании частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя. Способ дополнительно содержит этап, на котором изменяют границы множества областей режимов цилиндров в зависимости от массы транспортного средства.

На фиг. 5А показан пример транспортного средства. Транспортное средство 500 содержит двигатель 10, показанный на фиг. 1 и трансмиссию 505. Трансмиссия 505 передает крутящий момент от двигателя 10 к задней оси 514 посредством карданного вала 512. Трансмиссия 505 также показана с опциональной раздаточной коробкой 510, которая может направлять крутящий момент двигателя на переднюю ось 520 посредством карданного вала 513. Подвеска 502А и 502В несет массу транспортного средства 500 и обеспечивает относительное движение между колесами 550 и шасси 501 транспортного средства. Один пример подвески 502А и 502В показан на фиг. 5В. Передняя часть 590 транспортного средства 500 содержит двигатель 10, а задняя часть 591 транспортного средства 500 содержит заднюю ось 514. В других примерах можно обойтись без передней оси 520. В других примерах двигатель 10 может подавать крутящий момент на колеса 550 в передней части 590 транспортного средства без подачи крутящего момента на заднюю часть 591 транспортного средства 500. Передняя подвеска 502А передней части 590 транспортного средства 500 (например, передняя подвеска) может нести часть массы транспортного средства. Задняя подвеска 502 В задней части 591 транспортного средства 500 может нести часть массы транспортного средства.

На фиг. 5В показан пример передней подвески 502А и задней подвески 502В. Подвеска 502А/502В содержит верхний рычаг 530 подвески, датчик 535 высоты дорожного просвета, нижний рычаг 556 подвески и ступицу 554 колеса. Ступица 544 колеса удерживает колесо 550, а шасси 501 показано соединенным с верхним рычагом 530 подвески и нижним рычагом 556 подвески. Пружинная рессора 555 обеспечивает силу для разнесения верхнего рычага 530 подвески от нижнего рычага 556 подвески, тем самым поддерживая массу транспортного средства 500. Аналогичная компоновка может быть у каждого колеса 550 транспортного средства 500.

Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и могут осуществляться системой управления, содержащей контроллер, в сочетании с различными датчиками, исполнительными механизмами и другим аппаратным обеспечением двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки необязательно требуется для достижения отличительных признаков и преимуществ раскрытых в настоящей заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, по меньшей мере часть раскрытых действий, операций и/или функций может графически представлять код, запрограммированный в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления. Управляющие действия могут также преобразовывать рабочее состояние одного или нескольких датчиков или приводов в действия или объекты физического мира, когда описанные действия выполняются путем исполнения инструкций в системе, содержащей различные компоненты аппаратного обеспечения двигателя в сочетании с одним или более контроллерами.

Это завершает описание. Специалистам в данной области прочтение данного документа наведет на мысли о множестве изменений и модификаций, которые могут быть сделаны без отступления от сущности и объема защиты настоящего описания. Например, настоящее описание может быть использовано для получения преимуществ в двигателях I3, I4, I5, V6, V8, V10 и V12, работающих на природном газе, бензине, дизеле или в конфигурациях с альтернативным топливом.

Изобретение относится к двигателестроению. Раскрыт способ для двигателя, в котором посредством контроллера обеспечивают область режимов цилиндров двигателя на диаграмме включения цилиндров двигателя, причем указанная область режимов цилиндров двигателя задана границей. При этом в пределах указанной границы фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя, которое включает в себя включенные цилиндры, увеличено по сравнению с областью за пределами указанной границы, в которой все цилиндры включены. Фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя включает в себя выбранные схемы зажигания цилиндров и/или выбранные доли событий зажигания цилиндров во время заданного количества циклов двигателя. Указанную границу регулируют посредством контроллера в ответ на изменение массы транспортного средства. Входят в указанную область режимов цилиндров двигателя в ответ на изменение частоты вращения двигателя или нагрузки двигателя. Включают и отключают цилиндры двигателя в соответствии с выбранными схемами зажигания цилиндров и/или выбранными долями событий зажигания цилиндров во время заданного количества циклов двигателя в ответ на изменение частоты вращения двигателя или нагрузки двигателя. Также раскрыта система двигателя. Технический результат заключается в уменьшении вибрации двигателя при включении и отключении цилиндров. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ для двигателя, в котором:

посредством контроллера обеспечивают область режимов цилиндров двигателя на диаграмме включения цилиндров двигателя, причем указанная область режимов цилиндров двигателя задана границей, при этом в пределах указанной границы фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя, которое включает в себя включенные цилиндры, увеличено по сравнению с областью за пределами указанной границы, в которой все цилиндры включены, причем фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя включает в себя выбранные схемы зажигания цилиндров и/или выбранные доли событий зажигания цилиндров во время заданного количества циклов двигателя, причем указанную границу регулируют посредством контроллера в ответ на изменение массы транспортного средства;

входят в указанную область режимов цилиндров двигателя в ответ на изменение частоты вращения двигателя или нагрузки двигателя; и

включают и отключают цилиндры двигателя в соответствии с выбранными схемами зажигания цилиндров и/или выбранными долями событий зажигания цилиндров во время заданного количества циклов двигателя в ответ на изменение частоты вращения двигателя или нагрузки двигателя.

2. Способ по п. 1, в котором дополнительно оценивают изменение массы транспортного средства на основании ускорения транспортного средства.

3. Способ по п. 1, в котором во включенных цилиндрах происходит сгорание воздуха и топлива.

4. Способ по п. 1, в котором фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя, которое включает в себя включенные цилиндры, также включает в себя отключенные цилиндры, в соответствии с областью режимов цилиндров двигателя на диаграмме включения цилиндров двигателя.

5. Способ по п. 1, в котором регулирование границы области режимов цилиндров двигателя в ответ на изменение массы транспортного средства включает в себя уменьшение диапазона частот вращения двигателя, при котором фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя увеличено, в ответ на увеличение массы транспортного средства.

6. Способ по п. 1, в котором регулирование границы области режимов цилиндров двигателя в ответ на изменение массы транспортного средства включает в себя уменьшение диапазона нагрузок двигателя, при котором фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя увеличено, в ответ на увеличение массы транспортного средства.

7. Способ по п. 1, в котором регулирование границы области режимов цилиндров двигателя в ответ на изменение массы транспортного средства включает в себя увеличение диапазона скоростей транспортного средства, при котором фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя увеличено, в ответ на уменьшение массы транспортного средства.

8. Система двигателя, содержащая:

двигатель, содержащий один или более механизмов отключения цилиндров;

контроллер, содержащий исполняемые инструкции, хранящиеся в долговременной памяти, выполненный с возможностью регулирования размеров области режимов цилиндров двигателя на диаграмме включения цилиндров двигателя, причем указанная область режимов цилиндров двигателя задана границей, при этом в пределах указанной границы фактическое общее количество режимов цилиндров двигателя, которое включает в себя включенные цилиндры, увеличено по сравнению с областью за пределами указанной границы, в которой все цилиндры включены, в ответ на изменение массы транспортного средства, причем изменение массы транспортного средства включает в себя случай, в котором вес транспортного средства переносится между передней подвеской и задней подвеской транспортного средства.

9. Система по п. 8, дополнительно содержащая дополнительные исполняемые инструкции для регулирования области режимов цилиндров двигателя в зависимости от колесной базы транспортного средства.

10. Система двигателя по п. 8, дополнительно содержащая дополнительные исполняемые инструкции для регулирования области режимов цилиндров двигателя в ответ на буксировку прицепа транспортным средством.

11. Система двигателя по п. 8, дополнительно содержащая дополнительные исполняемые инструкции для оценки массы транспортного средства.

12. Система двигателя по п. 8, дополнительно содержащая дополнительные исполняемые инструкции для оценки массы прицепа, сцепленного с транспортным средством.

13. Система двигателя по п. 8, в которой область режимов цилиндров двигателя задает доли событий зажигания цилиндров и схемы включенных цилиндров.