[发明专利]用于可变排量发动机中的扭矩颠簸缓解的系统和方法

说明书

本公开提供了“用于可变排量发动机中的扭矩颠簸减缓的系统和方法”。提供了用于减少或避免由可变排量发动机的停用的气缸中的意外燃烧造成的扭矩颠簸的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括通过使车辆的发动机的扭矩输出减小了基本上等同于经由所述意外燃烧事件提供到所述发动机的扭矩增量的量来减少或避免在所述发动机的一个或多个气缸停用时与所述发动机相关联的扭矩颠簸。以此方式，当在VDE模式下操作时，可以避免不期望的扭矩颠簸，这可以提高客户满意度，并且可以实现提高的燃料经济性和发动机效率。

技术领域

本说明书总体涉及用于控制车辆发动机以减少或避免因可变排量发动机的停用的气缸中发生的意外燃烧事件导致的扭矩扰动的方法和系统。

背景技术

发动机可以被配置成与可变数量的活动或停用的气缸一起操作以提高燃料经济性，同时任选地保持总排气混合物空燃比约为化学计量。这种发动机被称为可变排量发动机(VDE)。在一些示例中，发动机的气缸的一部分可以在选定条件期间被禁用，其中选定条件可以由诸如速度/负荷窗的参数以及包括车辆速度的各种其它工况来限定。VDE控制系统可以通过对影响气缸的进气门和排气门的操作的多个气缸气门停用器的控制或通过对影响气缸燃料加注的多个可选择性停用的燃料喷射器的控制来禁用选定气缸。通过在低扭矩请求状况下减少排量，发动机以更高的歧管压力操作，以减少因泵气导致的发动机摩擦，并且产生减少的燃料消耗。

如何停用发动机气缸的一些示例典型地在包括进气冲程、压缩冲程、燃烧(做功)冲程和排气冲程的四冲程发动机中进行。在第一示例中，在进气冲程期间，将空气-燃料充气吸入气缸中，压缩空气-燃料充气，提供火花以产生燃烧，但是保持排气门关闭而不是排出燃烧气体。这将高压充气捕集在气缸中。该方法的优点是油运移/消耗的程度较低，因为停用的气缸中的高压防止油运移到气缸中。然而，这种方法具有明显缺点，即，在停用时存在明显的扭矩颠簸(torque bump)，并且在停用之后实现对第一事件的泵气罚损(如果停用达短时段，那么泵气罚损是很小的，但是如果经常停用和重新激活，那么泵气罚损是显著的)。

气缸停用的另一个示例包括与第一示例中上述的相同的步骤，不同的是，不是捕集高压充气，而是使气缸排气，不是在排气冲程之后重新引入进气充气，而是通过关闭排气门(同时保持进气门关闭)将真空捕集在气缸中。这个示例与第一示例相比具有的优点在于，由于较低的泵气功，在停用时明显扭矩颠簸减少，并且当经常停用和激活时燃料效率提高。然而，这种方法的明显缺点是通过将真空捕集在气缸中，油耗可能增加。增加的油耗可能造成至少两个不期望的问题。第一个问题可以包括油结垢的火花塞。第二个问题可以包括曲轴箱蒸气和/或油从曲轴箱运移到气缸这一事实可能产生可燃混合物，这会造成气缸中的燃烧事件。在气缸停用期间禁用火花可以防止曲轴箱蒸气/油运移的意外燃烧，但是油结垢和油运移仍然可能造成火花塞劣化(火花塞结垢)。

美国专利号9,261,067B2教导了一种用于减少停用的气缸中的火花塞结垢的方法，包括在气缸停用时在特定确定情况下供应火花。然而，本发明人已认识到这种方法的问题。例如，没有关于发动机循环状态或联接到气缸的活塞的位置来指定火花供应。因此，根据美国专利号9,261,067B2提供火花可能在气缸停用时造成不期望的燃烧事件。

此外，在意外燃烧的情况下，即使采取缓解动作以避免这种意外燃烧，也可能会造成明显扭矩颠簸，并且气缸中作为意外燃烧的来源的残余燃烧气体可能在重新激活特定气缸时造成低效燃烧。本发明人在本文中已认识到这些问题，并且已开发了至少部分地解决这些问题的系统和方法。

发明内容

在一个示例中，一种方法包括：停用可变排量发动机的气缸子集，而所述发动机的其它气缸燃烧空气和燃料；通过减小所述发动机的扭矩输出并重新激活发生意外燃烧事件的停用的气缸来减少或避免因所述停用的气缸中的所述意外燃烧事件造成的扭矩颠簸；以及在后续气缸停用事件期间，不停用发生所述意外燃烧事件的所述气缸。以此方式，在操作具有停用的气缸的所述发动机时发生意外燃烧事件的状况下，可以减少或避免与所述意外燃烧事件相关联的扭矩颠簸，这可以提高发动机效率并可以提高客户满意度。