本發(fā)明涉及對機動車輛的內(nèi)燃發(fā)動機尤其是可控點火式發(fā)動機的控制的技術(shù)領(lǐng)域，并且更確切地涉及旨在構(gòu)建汽缸的選擇性的噴射中斷的策略。該策略預(yù)先監(jiān)測熱力發(fā)動機可達到的扭矩；并且當發(fā)動機不再能夠維持變得很小的扭矩設(shè)定值(consigne)時，要求中斷一個或多個汽缸的噴射，而且在汽缸噴射恢復(fù)的情況下，當發(fā)動機不再能夠維持變得很大的扭矩設(shè)定值時，要求恢復(fù)一個或多個汽缸的噴射。
背景技術(shù)：
在特殊運行狀況時，諸如自動變速箱變速比改變、ESP(英語“電子穩(wěn)定系統(tǒng)”或法語“電子穩(wěn)定系統(tǒng)”的簡稱)請求或者例如車況(agrément)請求時，發(fā)動機所接收的扭矩設(shè)定值可能變得如此小以至于發(fā)動機不再能夠遵守該扭矩設(shè)定值。為了維持該設(shè)定值，發(fā)動機的控制使用不同的手段。在提前分支上，點火提前的劣化(dégradation)降低發(fā)動機的效率并因此減少所產(chǎn)生的扭矩。由于該手段具有較快的動態(tài)變化，因此其用于劇烈的過渡階段。在空氣分支上，解決方案旨在通過例如關(guān)閉蝶形閥來最大程度地減少發(fā)動機的空氣供應(yīng)。由于致動器(在這種情況下為蝶形閥組件)的控制并且由于空氣的動態(tài)變化，因此該手段的動態(tài)變化較緩慢。因此，為了維持具有較強動態(tài)變化的較小扭矩設(shè)定值，尤其是在諸如自動變速箱變速比變化的動作時，由于空氣分支上的單獨的手段的扭矩劣化的潛能(potentiel)升高而其動態(tài)變化較弱，所以僅能艱難地使用空氣分支上的單獨的手段。這產(chǎn)生以下影響：扭矩的維持較差和比例變化的質(zhì)量劣化，甚至使客戶產(chǎn)生不好的感受。相對地，點火提前的劣化為較小的扭矩提供潛能，但在此也提供非常高的動態(tài)變化，因此隨著如上所述的影響，不總是能保證扭矩的維持。該手段的其它缺點在于，其嚴重地劣化了發(fā)動機效率，這導(dǎo)致較強的熱約束，諸如排放溫度的上升，并具有損壞的風險。
因此，可以組合的這些措施并不總是能足以確保傳遞到發(fā)動機的扭矩設(shè)定值的維持。因此，在需要減小動態(tài)變化較大的扭矩時，汽缸的選擇性的噴射中斷使得附加手段產(chǎn)生。然而，目前，防污染的標準和最大程度限制發(fā)動機消耗的期望使得發(fā)動機制造商謀求“尺寸減少”或法語所謂的尺寸減少，即生產(chǎn)汽缸的數(shù)量減少的小汽缸容積的熱力發(fā)動機。為了保持等同于更大汽缸容積的熱力發(fā)動機的性能水平，發(fā)動機于是處于非常高的負載狀態(tài)，在發(fā)動機沖程中，這在使用所有的噴射汽缸和使用中斷例如一個汽缸的運行之間產(chǎn)生“死區(qū)”。因此，在噴射中斷或恢復(fù)的情況下，發(fā)動機控制應(yīng)該設(shè)置有可達到的扭矩的監(jiān)測系統(tǒng)。
對于用于確保扭矩的維持的這些手段，中斷汽缸噴射因此提供較大潛能。但是在創(chuàng)建汽缸噴射中斷和汽缸噴射恢復(fù)的指令之前，發(fā)動機控制應(yīng)該完美地預(yù)先確保由發(fā)動機達到扭矩結(jié)構(gòu)所需要的扭矩設(shè)定值。因此，關(guān)鍵在于，實施旨在要求一個或多個汽缸的噴射中斷并具有通過可達到的更佳的扭矩潛能和等同于提前分支的動態(tài)變化來改善扭矩維持的優(yōu)點的策略。該策略也具有減小發(fā)動機出口處氣體流量并因此控制排放溫度的效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提出一種發(fā)動機，其中汽缸的鈍化和重新激活有效地實現(xiàn)對扭矩設(shè)定值的維持。
借助根據(jù)本發(fā)明的控制包括多個燃燒汽缸的機動車輛的內(nèi)燃發(fā)動機的方法來達到該目的，該方法包括在扭矩設(shè)定值減少的情況下減少激活汽缸數(shù)量的步驟，方法包括用于評價扭矩設(shè)定值是否小于扭矩閾值的步驟，該扭矩閾值不同于當前數(shù)量的激活汽缸可達到的最小扭矩也不同于少一個激活汽缸可達到的最大扭矩，扭矩閾值介于分別為最小扭矩和最大扭矩的這兩個扭矩之間，并且該方法還包括在該評價結(jié)果為肯定時減少激活汽缸數(shù)量的步驟。
下面詳細描述在本發(fā)明的范圍內(nèi)應(yīng)該理解的“最小扭矩”和“最大扭矩”：
對于等流量運行點，即當發(fā)動機入口處的空氣流量固定(恒定的狀態(tài)和填充)時，點火提前是允許使扭矩變化的手段，該扭矩如下實現(xiàn)：
-如果點火提前靠后進行，即較晚地應(yīng)用提前，則產(chǎn)生的扭矩可能變得太低，以致空氣/燃油混合物不燃燒，稱之為最小提前；
-如果點火提前靠前進行，即較早地應(yīng)用提前，在這種情況下，熱力學(xué)條件(壓力/溫度)使得存在對于燃燒室部件和排氣管路的風險(部件過早損耗，甚至損壞)，在此稱之為最大提前。
在本發(fā)明中：-如果應(yīng)用最小提前，則最小扭矩因此是通過具有給定的空氣流量的發(fā)動機所實現(xiàn)的扭矩；-并且如果應(yīng)用最大提前，則最大扭矩是通過具有給定的空氣流量的發(fā)動機所實現(xiàn)的扭矩。
有利地，少使用一個激活汽缸可達到的最大扭矩小于使用當前數(shù)量的激活汽缸可達到的最小扭矩。
本發(fā)明的原理是根據(jù)以下運行狀況有區(qū)別地要求汽缸中斷/恢復(fù)：
>如果最小和最大扭矩重疊，則當扭矩設(shè)定值小于最小扭矩時，要求中斷；當扭矩設(shè)定值大于最大扭矩時，要求恢復(fù)。
>如果最小和最大扭矩不重疊，則根據(jù)本發(fā)明的該策略允許進行不同類型的中斷/恢復(fù)：-要么一旦扭矩設(shè)定值小于最小扭矩，則中斷，并且在這種情況下，實施的扭矩小于所需要扭矩；-要么一旦扭矩設(shè)定值小于最大扭矩(如果中斷汽缸，發(fā)動機所實現(xiàn)的最大扭矩)，則中斷，并且在這種情況下，在遵守扭矩設(shè)定值之前，實施的扭矩大于所需要扭矩；-要么一旦扭矩設(shè)定值小于“虛擬”扭矩，則中斷，該“虛擬”扭矩是最小扭矩和少使用一個汽缸的最大扭矩之間的校準中間值。
有利地，該方法包括用于評價扭矩設(shè)定值是否小于使用當前數(shù)量的激活汽缸可達到的最小扭矩，并且在扭矩設(shè)定值小于使用當前數(shù)量的激活汽缸可達到的最小扭矩的情況下，實施用于評價扭矩設(shè)定值是否小于扭矩閾值的步驟。
有利地，該方法包括用于計算不同的扭矩路徑的步驟，這些不同的扭矩路徑中的一個扭矩路徑是在跨越所述扭矩閾值時鈍化一個汽缸，并且包括用于根據(jù)扭矩維持的預(yù)設(shè)參數(shù)來選擇這些不同的扭矩路徑中的一個。
有利地，所計算的不同的扭矩路徑中的一個扭矩路徑包括鈍化汽缸之前的區(qū)段，在該區(qū)段中扭矩保持大于扭矩設(shè)定值。
有利地，所計算的不同扭矩路徑中的一個扭矩路徑是在扭矩設(shè)定值變得小于少使用一個激活汽缸可達到的最大扭矩時鈍化一個汽缸。
有利地，所計算的不同扭矩路徑中的一個扭矩路徑包括鈍化汽缸之后的區(qū)段，在該區(qū)段中扭矩小于扭矩設(shè)定值。
有利地，不同的扭矩路徑中的一個扭矩路徑是在一旦扭矩設(shè)定值變得小于使用當前數(shù)量的激活汽缸可達到的最小扭矩時鈍化一個汽缸。
本發(fā)明還涉及一種包括多個燃燒汽缸的機動車輛的內(nèi)燃發(fā)動機的控制模塊，該控制模塊配置為在扭矩設(shè)定值減少的情況下減少激活汽缸數(shù)量，其特征在于，該控制模塊配置為評價扭矩設(shè)定值是否小于扭矩閾值，該扭矩閾值不同于使用當前數(shù)量的激活汽缸可達到的最小扭矩也不同于少使用一個激活汽缸可達到的最大扭矩，扭矩閾值介于分別為最小扭矩和最大扭矩的這兩個扭矩之間，并且控制模塊配置為在該評價結(jié)果為肯定的情況下減少激活汽缸數(shù)量。
本發(fā)明還涉及一種機動車輛，其包括內(nèi)燃發(fā)動機和內(nèi)燃發(fā)動機的這種控制模塊。
附圖說明
通過閱讀下文參照唯一的附圖所做出的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點得以顯現(xiàn)，該唯一的附圖是表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的汽缸鈍化的圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的一個實施例，其中發(fā)動機的扭矩設(shè)定值對于激活汽缸的數(shù)量而言變得過小。當扭矩設(shè)定值過小時，由于最小提前的限制，發(fā)動機可能無法維持該扭矩設(shè)定值。因此，需要采用一個或多個汽缸的選擇性的噴射中斷。選擇性的中斷在于，中斷一定數(shù)量的汽缸上的噴射以減少優(yōu)化扭矩。然后，扭矩設(shè)定值的效率以相同的比例自動增加：ηcons＝Ccons/Copti。
例如在四缸發(fā)動機中，可以實施連續(xù)的選擇性的噴射中斷的要求，然后重新激活這些汽缸。當n個汽缸的扭矩在中斷的情況下覆蓋n-1個汽缸的扭矩或者在噴射恢復(fù)的情況下覆蓋n+1個汽缸的扭矩時，則稱之為“覆蓋區(qū)域”。
在這種情況下，扭矩設(shè)定值在小于使用四個汽缸可實現(xiàn)的最小扭矩點處變得非常小。因此，該策略要求中斷一個汽缸的噴射。如果之后扭矩設(shè)定值總是減小，則可以中斷另一個汽缸，直到達到允許中斷汽缸的數(shù)量的極限。相反，當扭矩增加到足以超過使用1+n個汽缸可實現(xiàn)的最小扭矩時，該策略要求恢復(fù)一個汽缸的噴射，其中1+n不是所考慮的時刻噴射的汽缸的數(shù)量。
相反，在噴射中斷的情況下，當n個汽缸的扭矩未覆蓋n-1個汽缸的扭矩，或者在噴射恢復(fù)的情況下，當n個汽缸上的扭矩未覆蓋n+1個汽缸上的扭矩時，則稱之為“非覆蓋區(qū)域”或死區(qū)。在這種情況下，當扭矩設(shè)定值變得小于少使用一個汽缸可實現(xiàn)的最大扭矩時，該策略需要一個汽缸的噴射中斷。如果扭矩設(shè)定值此后總是減小，則可以中斷另一個汽缸，直到達到允許中斷的汽缸的極限。相反，當扭矩設(shè)定值變得大于使用多一個汽缸可實現(xiàn)的最小轉(zhuǎn)矩時，則該策略需要一個汽缸的噴射恢復(fù)。
現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的在非覆蓋區(qū)域的情況下的汽缸鈍化。在附圖中，已將扭矩設(shè)定值的變化以附圖標記1示出。區(qū)域2表示使用四個汽缸可達到的扭矩設(shè)定值區(qū)域，該區(qū)域2具有對應(yīng)于使用四個激活汽缸可達到的最小扭矩設(shè)定值的下極限3。
區(qū)域4表示使用三個激活汽缸可達到的扭矩區(qū)域，區(qū)域4具有上極限5，該上極限是使用三個激活汽缸可實現(xiàn)的最大扭矩設(shè)定值。位于區(qū)域2和4之間的水平帶6由無論是使用四個汽缸還是使用三個汽缸都不能達到的扭矩設(shè)定值帶組成，該帶即為上文所定義的死區(qū)。
在發(fā)動機范圍的該部分中，在扭矩設(shè)定值過小的情況下，本策略為有效扭矩提出不同路徑，發(fā)動機控制將根據(jù)期望的扭矩維持的類型來從這些路徑中選擇。
沿著第一路徑，當發(fā)動機當前的汽缸使用數(shù)量不能再維持扭矩設(shè)定值時，需要噴射中斷。汽缸鈍化以豎直箭頭10的形式示出，該豎直箭頭出現(xiàn)在扭矩設(shè)定值達到使用四個汽缸可實現(xiàn)的區(qū)域2的下極限3處。在這種情況下，當扭矩設(shè)定值未達到少使用一個汽缸可實現(xiàn)的扭矩區(qū)域4時，則扭矩設(shè)定值1被低估，如水平箭頭11所示。
沿著第二路徑，當扭矩設(shè)定值1達到少使用一個汽缸可實現(xiàn)的最大扭矩5時，需要噴射中斷。在這種情況下，在扭矩設(shè)定值1位于死區(qū)6中的時間區(qū)間期間，也就是在扭矩設(shè)定值1還未達到少使用一個汽缸，在此為使用三個汽缸可實現(xiàn)的扭矩區(qū)域4的時間區(qū)間期間，沿著水平箭頭20，扭矩設(shè)定值被高估。一旦扭矩設(shè)定值1到達扭矩區(qū)域4，則控制一個汽缸鈍化并根據(jù)豎直箭頭21鈍化汽缸。
沿著第三路徑，當扭矩設(shè)定值1達到扭矩Ts時，要求噴射中斷，其中扭矩Ts在使用當前數(shù)量的激活汽缸可達到的最小扭矩3和使用減少一個汽缸數(shù)量(在此為三個)的激活汽缸可達到的最大扭矩5之間校準。因此，在沿著水平箭頭30有效扭矩維持最小扭矩3的值之后，當扭矩設(shè)定值達到建立在最小扭矩設(shè)定值3和較低的最大扭矩設(shè)定值5之間的例如建立在60％的值處的數(shù)值時，則沿著箭頭31鈍化一個汽缸，然后當扭矩設(shè)定值與區(qū)域4接觸時，有效扭矩沿著水平箭頭32維持使用三個激活汽缸的最大扭矩設(shè)定值5直至接觸扭矩設(shè)定值1。在這種情況下，以最優(yōu)的方式維持扭矩設(shè)定值。在該扭矩路徑的情況下，該策略測量使用當前數(shù)量的汽缸的最小扭矩和使用比當前汽缸數(shù)量減少一個的汽缸的最大扭矩之間的差值。所要求的汽缸鈍化所基于的校準的扭矩閾值是死區(qū)的百分數(shù)。100％的百分數(shù)等同于如上所述的第一路徑，0％的百分數(shù)等同于如上所述第二路徑。
同樣地，對于中斷的汽缸的噴射回復(fù)，當扭矩設(shè)定值增大時，本策略根據(jù)期望的扭矩維持的類型提出不同路徑。沿著第一路徑，當發(fā)動機使用當前數(shù)量的汽缸不再能夠維持扭矩設(shè)定值時，要求噴射恢復(fù)。在這種情況下，當扭矩設(shè)定值沒有達到使用多一個汽缸可實現(xiàn)的扭矩區(qū)域時，扭矩設(shè)定值被高估。沿著第二路徑，當扭矩設(shè)定值達到使用多一個汽缸可實現(xiàn)的扭矩時，則要求噴射恢復(fù)。在這種情況下，當扭矩設(shè)定值沒有達到使用多一個汽缸可實現(xiàn)的扭矩區(qū)域時，扭矩設(shè)定值被低估。
沿著第三路徑，當扭矩設(shè)定值達到在使用比當前數(shù)量的激活汽缸多一個汽缸的最小扭矩和使用當前數(shù)量的激活汽缸的最大扭矩的校準扭矩時，要求噴射恢復(fù)。在這種情況下，以最優(yōu)的方式維持扭矩設(shè)定值。在該第三路徑的情況下，該策略測量使用多一個激活汽缸可達到的最小扭矩和使用當前數(shù)量的激活汽缸可達到的最大扭矩之間的差值。校準的閾值是死區(qū)的百分數(shù)。0％的百分數(shù)等同于如上所述的第一路徑，100％的百分數(shù)等同于如上所述的第二路徑。
因此，當不能再維持提前分支或空氣分支上發(fā)動機所需要的扭矩設(shè)定值時，本設(shè)置要求一個或多個汽缸噴射的選擇性的鈍化；當發(fā)動機所需要的扭矩設(shè)定值可以使用多一個汽缸實現(xiàn)時，則要求重新激活。為此，一旦根據(jù)期望的扭矩維持類型依據(jù)多個校準“路徑”來要求鈍化或激活而使汽缸鈍化或使汽缸重新激活，則實時計算可達到的扭矩。產(chǎn)生所實施的定制路徑中一個或另一個的所期望的扭矩維持類型例如是的駕駛舒適程度的一個選擇，通過由駕駛員在車載儀表盤上選擇或者在工廠中選擇來進行該選擇?？勺冃偷?，可以根據(jù)車輛在城市或高速公路上駕駛的情況來調(diào)節(jié)維持類型，這基于對車輛速度的變化快慢的檢測。
盡管已經(jīng)描述了其中制定有不同的扭矩控制路徑的實施例，可變型地，發(fā)動機控制制定有單個路徑，例如用以鈍化和/或重新激活汽缸的校準觸發(fā)的第三路徑，由此允許改進對鈍化和/或重新激活的控制。當發(fā)動機扭矩設(shè)定值位于稱之為“死區(qū)”的發(fā)動機扭矩區(qū)域中時，也就是位于不能實現(xiàn)所期望的扭矩變化的區(qū)域中時，在此描述的裝置尤其有利。
這樣的裝置不會改善發(fā)動機的固有性能，是否是覆蓋的扭矩區(qū)域是由例如汽缸容積和所使用的燃燒技術(shù)的發(fā)動機物理性能以及由校準選擇來定義。但是，一旦定義了這些參數(shù)，這種裝置，尤其是鈍化和/或重新激活的校準路徑就允許通過人為地改變發(fā)動機可達到的扭矩區(qū)域來在扭矩控制方面提供顯著的增益。
通過最大限度地使用發(fā)動機的選擇性中斷的潛能，該策略允許在例如自動變速器變速箱變速比變化或ESP激活的敏感運行狀況下盡量準確地維持扭矩設(shè)定值。在動態(tài)變化很大的運行狀況時，所提出的策略允許通過發(fā)動機改善扭矩維持，這些動態(tài)變化很大的運行狀況對發(fā)動機本身以及諸如自動變速箱或ESP致動器的消耗系統(tǒng)而言可能很危險，并導(dǎo)致客戶較差的體驗，甚至導(dǎo)致其安全風險。因此，該策略通過實現(xiàn)與扭矩減少的較高潛能相結(jié)合的較高動態(tài)變化而在扭矩維持中帶來增益。由于點火提前的劣化減少，并且由于在一個或多個汽缸上中斷噴射，所以排放流量更小，這降低了排放氣體的溫度，因此其也帶來了發(fā)動機保護方面的好處。對可達到的扭矩進行監(jiān)測也允許避免由于系統(tǒng)本身處于死區(qū)而導(dǎo)致的噴射中斷的指令的遲滯狀況。
這樣的策略可以在沒有額外的高成本的情況下實現(xiàn)，因為其可以僅在發(fā)動機控制中實施，而不需要額外的傳感器和/或致動器。
這種類型的策略對于負荷較大的小汽缸容積甚至有時僅具有很少數(shù)量的汽缸的發(fā)動機是特別有利的，這是因為這類發(fā)動機相對于具有許多汽缸和較大汽缸容積的發(fā)動機而言僅由點火提前劣化所致的扭矩減少的潛能相當?shù)汀?/p>