СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ В РЕЖИМЕ ПЕРЕБОЙНОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ
METHOD OF ENGINE CONTROL IN MODE OF OUT-FIRE IGNITION AND ENGINE CONTROL DEVICE

Предпосылки создания изобретения
[1] Настоящее изобретение относится к способу управления двигателем в режиме перебойного воспламенения и устройству управления двигателем.
[2] В патенте США №7577511 раскрыт способ осуществления режима перебойного воспламенения, при котором воспламенение в цилиндрах периодически пропускается. Публикация раскрывает способ регулировки мощности двигателя путем изменения доли γ зажигаемых цилиндров в режиме перебойного воспламенения [γ = (число зажигаемых цилиндров) / (число зажигаемых цилиндров + число пропускаемых цилиндров)].
[3] В соответствии с указанной выше публикацией, доля зажигаемых цилиндров устанавливается на 6/8 (=75%) путем осуществления режима перебойного воспламенения в таком порядке, в котором зажигание происходит последовательно в пяти цилиндрах, затем пропускается в одном цилиндре, далее происходит в одном цилиндре и затем пропускается в одном цилиндре. При таком порядке перебойного зажигания период, соответствующий пяти цилиндрам, и период, соответствующий одному цилиндру, существуют как интервалы пропуска цилиндра. Интервал пропуска цилиндра представляет собой число цилиндров, в которых зажигание происходит с момента пропуска воспламенения до следующего момента пропуска воспламенения.
[4] В период, когда интервал пропуска цилиндра длинный, величина полученного крутящего момента на единицу времени увеличивается. В период, когда интервал пропуска цилиндра короткий, величина полученного крутящего момента на единицу времени уменьшается. По этой причине, если имеются периоды, в которых интервалы пропуска цилиндров существенно отличаются согласно порядку перебойного зажигания, то возрастают вращательные колебания двигателя.
[5] Напротив, если интервал пропуска цилиндров постоянный, колебания крутящего момента, вызванные пропуском цилиндров, происходят с определенной цикличностью, создающей вибрацию и шумы. При этом вероятно возникновение низкочастотной вибрации и шумов, которые могут создавать неудобства для пассажиров.
Сущность изобретения
[6] Соответственно, целью настоящего изобретения является предоставление способа управления двигателем в режиме перебойного воспламенения и устройства управления двигателем, способных подавить возникновение низкочастотных вибрации и шумов, которые могут создавать неудобства для пассажиров, при ограничении вращательных колебаний двигателя.
[7] Для достижения указанной выше цели в качестве первого объекта настоящего изобретения предложен способ управления двигателем в режиме перебойного воспламенения, осуществляемый таким образом, что доля зажигаемых цилиндров двигателя становится равной целевой доле зажигаемых цилиндров, устанавливаемой на основе рабочего состояния двигателя, путем повторения порядка перебойного зажигания, в котором n цилиндров последовательно зажигаются, а m цилиндров последовательно пропускаются, и где n и m являются переменными целыми числами. Способ предусматривает переключение порядка перебойного зажигания, осуществляемое таким образом, что одно из значений n и m устанавливается на значение, равное значению до переключения порядка перебойного зажигания; другое из значений n и m изменяется только на 1 от значения до переключения порядка перебойного зажигания; переключение порядка перебойного зажигания выполняется циклически так, что каждый раз после заранее заданного числа переключений порядка перебойного зажигания следует порядок перебойного зажигания, являющийся тем же самым, что и исходный порядок перебойного зажигания; и доля зажигаемых цилиндров в одном цикле переключения порядка перебойного зажигания становится равной целевой доле зажигаемых цилиндров.
[8] Для достижения указанной выше цели в качестве второго объекта настоящего изобретения предложено устройство управления двигателем, включающее участок установки целевой доли зажигаемых цилиндров, который устанавливает целевую долю зажигаемых цилиндров на основе рабочего состояния двигателя, и участок управления перебойным воспламенением, который выдает командный сигнал, дающий команду на зажигание или пропуск цилиндров, в которых начинается рабочий такт. Участок управления перебойным воспламенением выдает командный сигнал путем повторения выходной комбинации сигналов, при которой участок управления воспламенением выдает команду на последовательное зажигание в n цилиндрах, и затем выдает команду на последовательный пропуск зажигания в m цилиндрах, где n и m являются переменными целыми числами. Участок управления перебойным воспламенением выполняет переключение порядка перебойного зажигания таким образом, что одно из значений n и m устанавливается на значение, равное значению до переключения порядка перебойного зажигания, другое значение из n и m изменяется только на 1 от значения до переключения порядка перебойного зажигания; переключение выходной комбинации сигналов выполняется циклически так, что каждый раз после заранее заданного числа переключений выходной комбинации сигналов следует выходная комбинация сигналов, которая является той же самой, что и исходная выходная комбинация сигналов; и доля зажигаемых цилиндров в одном цикле переключения выходной комбинации сигналов становится равной целевой доле зажигаемых цилиндров.
[9] Прочие аспекты и преимущества раскрытых вариантов осуществления станут очевидными из последующего описания, сопровождаемого прилагаемыми чертежами, иллюстрирующими иллюстративные варианты осуществления.
Краткое описание чертежей
[10] Настоящее изобретение может быть осмыслено с учетом следующего описания вариантов осуществления, сопровождаемого прилагаемыми чертежами:
[11] На Фиг. 1 представлена схематичное изображение двигателя, к которому применено устройство управления двигателем, соответствующее первому варианту осуществления настоящего изобретения;
[12] На Фиг. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая структуру управления устройства управления двигателем;
[13] На Фиг. 3 представлен график, иллюстрирующий взаимосвязь между целевой долей зажигаемых цилиндров, частотой вращения двигателя и коэффициентом требуемой нагрузки во время воспламенения во всех цилиндрах;
[14] На Фиг. 4 представлена диаграмма, иллюстрирующая взаимосвязь между коэффициентом требуемой нагрузки для каждого порядка перебойного зажигания и коэффициентом требуемой нагрузки во время воспламенения во всех цилиндрах;
[15] На Фиг. 5 представлена временная диаграмма, иллюстрирующая изменения в коэффициенте нагрузки двигателя и частоте вращения двигателя при выполнении режима перебойного воспламенения с долей зажигаемых цилиндров, равной 2/3;
[16] На Фиг. 6 представлен график, иллюстрирующий методику, в которой области управления перебойным воспламенением установлены в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения; и
[17] На Фиг. 7 представлен график, иллюстрирующий взаимосвязь между коэффициентом требуемой нагрузки для каждого порядка перебойного зажигания и коэффициентом требуемой нагрузки во время воспламенения во всех цилиндрах в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления
[18] Первый вариант осуществления
Далее со ссылкой на Фиг. 1-5 будет приведено описание способа управления двигателем в режиме перебойного воспламенения и устройства управления двигателем согласно первому варианту осуществления.
[19] Как показано на Фиг. 1, двигатель 11 содержит четыре цилиндра №1 - №4, расположенные в одну линию. Порядок зажигания в цилиндрах №1 - №4 является следующим: цилиндр №1, цилиндр №3, цилиндр №4, цилиндр №2. Двигатель 11 содержит впускной канал 12, в котором установлен воздушный расходомер 13. Воздушный расходомер 13 определяет расход впускного воздуха (количество GA впускного воздуха), проходящего внутри впускного канала 12. Впускной канал 12 дополнительно оснащен дроссельной заслонкой 14, являющейся регулятором расхода для регулирования количества GA впускного воздуха. Кроме того, двигатель 11 содержит форсунки 15 и свечи 16 зажигания, установленные на каждом из цилиндров. Воздушно-топливная смесь из впускного воздуха и топлива, впрыскиваемая форсунками 15, подается к цилиндрам №1 - №4 по впускному каналу 12. В каждом из цилиндров №1 - №4 воздушно-топливная смесь воспламеняется электрическим разрядом соответствующей свечи 16 зажигания и сгорает.
[20] Устройство 10 управления двигателем выполнено в виде микроконтроллера для управления работой двигателя 11. Устройство 10 управления двигателем получает сигналы определения от воздушного расходомера 13, датчика 17 угла поворота коленчатого вала, определяющего угол поворота коленчатого вала двигателя 11, датчика 18 открытия дроссельной заслонки, определяющего степень открытия дроссельной заслонки 14 (степень ТА открытия дроссельной заслонки), и датчика 19 положения педали акселератора, определяющего степень нажатия на педаль акселератора. На основе сигналов от различных датчиков устройство 10 управления двигателем управляет работой двигателя 11 путем выполнения управления степенью открытия дроссельной заслонки 14, управления впрыском топлива форсунками 15 и управления моментом зажигания свечей 16 зажигания.
[21] Устройство 10 управления двигателем получает информацию о частоте NE вращения двигателя, исходя из частоты изменения угла поворота коленчатого вала, определяемой датчиком 17 угла поворота коленчатого вала. Устройство 10 управления двигателем дополнительно получает информацию о крутящем моменте, требуемом от двигателя 11, исходя из степени нажатия на педаль акселератора, определяемую датчиком 19 положения педали акселератора, и частоты NE вращения двигателя.
[22] Устройство 10 управления двигателем выполняет переменное управление долей γ зажигаемых цилиндров в качестве части процесса управления работой двигателя 11. Доля γ зажигаемых цилиндров представляет собой отношение числа цилиндров, в которых происходит зажигание, к сумме из числа цилиндров, в которых происходит зажигание (зажигаемых цилиндров), и числа цилиндров, в которых зажигание пропускается (пропускаемых цилиндров). В режиме воспламенения во всех цилиндрах, в котором зажигание производится во всех цилиндрах, в которых начинается рабочий ход, доля γ зажигаемых цилиндров соответствует 1. В режиме перебойного воспламенения, в котором воспламенение в некоторых из цилиндров пропускается, доля γ зажигаемых цилиндров составляет менее 1.
[23] Как показано на Фиг. 2, устройство 10 управления двигателем содержит участок 20 управления перебойным воспламенением, и участок 21 регулировки количества воздуха, в качестве структуры управления, задействованной в переменное управление долей γ зажигаемых цилиндров.
[24] Участок 20 управления перебойным воспламенением выполняет процесс Р1 установки целевой доли γ зажигаемых цилиндров, процесс Р2 определения порядка перебойного зажигания, процесс Р3 команды впрыска и процесс Р4 команды зажигания. Посредством указанных процессов участок 20 управления перебойным воспламенением устанавливает целевую долю γt зажигаемых цилиндров и выдает сигналы впрыска и сигналы зажигания на форсунки 15 и свечи 16 зажигания цилиндров №1 - №4 согласно порядку зажигания, определенному на основе целевой доли γt зажигаемых цилиндров.
[25] Участок 21 регулировки количества воздуха выполняет процесс Р5 расчета коэффициента требуемой нагрузки и процесс Р6 установки целевой степени открытия дроссельной заслонки. Посредством указанных процессов участок 21 регулировки количества воздуха производит регулировку коэффициента KL нагрузки двигателя в соответствии с переключением порядка зажигания. Коэффициент KL нагрузки двигателя является отношением количества впускного воздуха в цилиндре к максимальному количеству впускного воздуха в цилиндре. В данном случае количество впускного воздуха в цилиндре является количеством впускного воздуха в одном цилиндре в одном цикле, а максимальное количество впускного воздуха в цилиндре является количеством впускного воздуха в цилиндре, когда степень открытия дроссельной заслонки 14 установлена на максимум.
[26] Прежде всего будет дано подробное описание процессов с Р1 по Р4, выполняемых участком 20 управления перебойным воспламенением.
[27] Процесс Р1 установки целевой доли γ зажигаемых цилиндров устанавливает целевую долю γt зажигаемых цилиндров на основе частоты NE вращения двигателя и коэффициента KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах. Коэффициент KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах представляет собой коэффициент KL нагрузки двигателя, необходимый для генерирования требуемого крутящего момента, когда двигатель 11 работает в режиме воспламенения во всех цилиндрах. Значение KLA рассчитывается на основе частоты NE вращения двигателя и требуемого крутящего момента. Целевая доля γt зажигаемых цилиндров устанавливается на любое из значений 1/2 (50%), 2/3 (приблизительно 67%), 3/4 (75%), 4/5 (80%) и 1 (100%).
[28] Как показано на Фиг. 3, в области, в которой частота NE вращения двигателя меньше или равна заранее заданному значению NE1, значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров устанавливается на 1 вне зависимости от коэффициента KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах.
[29] Напротив, в области, в которой частота NE вращения двигателя выше заранее заданного значения NE1, значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров устанавливается с возможностью изменения в диапазоне от 1/2 до 1 в соответствии с коэффициентом KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах. В частности, если коэффициент KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах выше или равен заранее заданному значению KL1 и ниже заранее заданного значения KL2 (KL2>KL1), то целевая доля γt зажигаемых цилиндров устанавливается на 3/4 (75%). Если коэффициент KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах выше или равен заранее заданному значению KL2 и ниже заранее заданного значения KL3 (KL3>KL2), то целевая доля γt зажигаемых цилиндров устанавливается на 4/5 (80%). Кроме этого, если коэффициент KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах выше или равен заранее заданному значению KL3, то целевая доля γt зажигаемых цилиндров устанавливается на 1 (100%). В соответствии с приведенным выше описанием, в области, в которой частота NE вращения двигателя выше заранее заданного значения NE1, и коэффициент KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах выше или равен заранее заданному значению KL1, то, чем выше коэффициент KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах, тем выше устанавливаемое значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров.
[30] В области, в которой частота NE вращения двигателя выше заранее заданного значения NE1, а коэффициент KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах ниже заранее заданного значения KL1, целевая доля γt зажигаемых цилиндров может быть установлена либо на 1/2, либо на 2/3. В описанной выше области, чем выше частота NE вращения двигателя, тем выше становится нижнее предельное значение коэффициента KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах, при котором значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров устанавливается на 2/3.
[31] В процессе Р2 определения порядка перебойного зажигания, порядок перебойного зажигания, выполняемый двигателем 11, определяется согласно Таблице 1 в соответствии с целевой долей γt зажигаемых цилиндров. В процессе Р2 команда пропуска, указывающая, какие цилиндры будут пропущены в соответствии с установленным порядком перебойного зажигания, передается в процесс Р3 команды впрыска и процесс Р4 команды зажигания. Кроме этого, в процессе Р2 следующая доля γn зажигаемых цилиндров передается в процесс Р5 расчета коэффициента требуемой нагрузки. Следующая доля γn зажигаемых цилиндров является значением доли γ зажигаемых цилиндров в следующем порядке перебойного зажигания (далее - «следующий порядок зажигания»), который будет выполняться после того, как выполнение текущего порядка перебойного зажигания будет завершено. Процесс Р5 расчета коэффициента требуемой нагрузки выполняется участком 21 регулировки количества воздуха.
[34] Порядок перебойного зажигания, при котором в n цилиндрах последовательно производится зажигание, и затем в m цилиндрах последовательно пропускается зажигание, будет называться [n-m], при этом значения n и m могут быть любыми целыми числами. Значение n отражает число зажигаемых цилиндров в соответствии с порядком перебойного зажигания, а значение m отражает число пропускаемых цилиндров в соответствии с порядком перебойного зажигания. Порядок зажигания и пропуска цилиндров в каждом из порядков перебойного зажигания [1-1], [2-1], [3-1], [4-1] и [5-1] представлен в таблице 2.
[35] Как показано в таблице 1, если значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров установлено на любое из 2/3, 3/4 или 4/5, режим перебойного воспламенения выполняется с повторением переключения порядка перебойного зажигания. Напротив, если значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров является 1/2, порядок перебойного зажигания зафиксирован на порядке [1-1]. В данном случае режим перебойного воспламенения выполняется повторением порядка перебойного зажигания [1-1]. Если значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров установлено на 1, выполняется режим воспламенения во всех цилиндрах.
[36] В процессе Р3 команды впрыска, сигналы впрыска выдаются на форсунки 15 цилиндров с №1 по №4 в соответствии с установленным моментом впрыска, при этом время впрыска рассчитывается на основе наличия/отсутствия команды пропуска, а также рабочего состояния двигателя 11. В частности, сигнал впрыска на форсунку 15 цилиндра, который не получал команду пропуска, включается в установленный момент впрыска и выключается по истечении времени впрыска, начавшегося при включении сигнала. Напротив, сигнал впрыска на форсунку 15 цилиндра, который получил команду пропуска, поддерживается выключенным до тех пор, пока команда пропуска не будет отменена. Сигнал впрыска является командным сигналом, который командует выполнить зажигание в цилиндре или пропустить зажигание в зависимости от того, включен ли сигнал в периоде времени, в котором может быть произведен впрыск в цилиндре, входящем в рабочий такт.
[37] В процессе Р4 команды зажигания, сигналы зажигания выдаются на свечи 16 зажигания цилиндров с №1 по №4 в соответствии с наличием/отсутствием команды пропуска и моментом зажигания, рассчитанным на основе рабочего состояния двигателя 11. В частности, сигнал зажигания свечи 16 зажигания цилиндра, который не получал команду пропуска, включается в течение периода времени с момента начала подачи напряжения на первичную обмотку катушки зажигания (не показана) и до момента прекращения подачи напряжения. Сигнал зажигания свечи 16 зажигания цилиндра, который получил команду пропуска, поддерживается выключенным до тех пор, пока команда пропуска не будет отменена. Свеча 16 зажигания производит искровой разряд для зажигания, когда прекращается подача напряжения на первичную обмотку. Сигнал зажигания является командным сигналом, который командует выполнить зажигание в цилиндре или пропустить зажигание в зависимости от того, включен ли сигнал в периоде времени, в котором может быть произведен впрыск в цилиндре, входящем в рабочий такт.
[38] Участок 20 управления перебойным воспламенением выполняет режим перебойного воспламенения или режим воспламенения во всех цилиндрах в соответствии со значением целевой доли γt зажигаемых цилиндров, которое устанавливается, как показано в таблице 3. В таблице 3 представлен порядок зажигания и пропуска цилиндров, когда режим перебойного воспламенения с каждой целевой долей γt зажигаемых цилиндров запускается в момент времени, когда наступает очередь цилиндра №1.
[40] Ниже приводится описание процесса Р5 расчета коэффициента требуемой нагрузки и процесса Р6 установки целевой степени открытия дроссельной заслонки, выполняемых частью 21, отвечающей за регулировку объема воздуха.
[41] В процессе Р5 расчета коэффициента требуемой нагрузки коэффициент KLT требуемой нагрузки рассчитывается таким образом, что взаимосвязь между коэффициентом KIT требуемой нагрузки и коэффициентом KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах, а также следующей долей γn зажигаемых цилиндров, переданной из процесса Р2 определения порядка перебойного зажигания, соответствует отношению, представленному выражением (1). Значение коэффициента KIT требуемой нагрузки передается из процесса Р5 расчета коэффициента требуемой нагрузки в процесс Р6 установки целевой степени открытия дроссельной заслонки. Коэффициент KLT требуемой нагрузки передается в процесс Р6 установки целевой степени открытия дроссельной заслонки после окончания такта впуска в последнем цилиндре, в котором производится зажигание в соответствии с выполняемым в текущий момент порядком перебойного зажигания.
[42] Крутящий момент, производимый двигателем 11 в единицу времени, когда режим воспламенения во всех цилиндрах выполняется при коэффициенте KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах, установленном в качестве коэффициента KL нагрузки двигателя, определяется как средний крутящий момент при воспламенении во всех цилиндрах. Крутящий момент, производимый двигателем И в единицу времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с повторением порядка перебойного зажигания, определяется как средний крутящий момент для каждого порядка перебойного зажигания. В дополнение к этому, значение коэффициента KL нагрузки двигателя, при котором выходной крутящий момент двигателя 11 становится равным нулю, определяется как коэффициент KL0 нагрузки при нулевом крутящем моменте. Выражение (1) используется для расчета в качестве значения коэффициента KLT требуемой нагрузки такого коэффициента KL нагрузки двигателя, при котором средний крутящий момент порядка перебойного зажигания, выполняемого следующим, становится равным среднему крутящему моменту при воспламенении во всех цилиндрах.
[43] Как представлено на Фиг. 4, коэффициент KLT требуемой нагрузки экспоненциально увеличивается по мере уменьшения числа зажигаемых цилиндров в соответствии с порядком перебойного зажигания. Таким образом, при переключении между порядками перебойного зажигания [1-1] и [2-1] коэффициент KL нагрузки двигателя нуждается в значительной регулировке.
[44] В процессе Р6 установки целевой степени открытия дроссельной заслонки производится расчет целевой степени открытия дроссельной заслонки. Целевой степенью открытия дроссельной заслонки является целевое значение ТА степени открытия дроссельной заслонки, требуемое для того, чтобы сделать коэффициент KL нагрузки двигателя равным коэффициенту KIT требуемой нагрузки. Расчет целевой степени открытия дроссельной заслонки производится с использованием модели дроссельной заслонки, представляющей собой физическую модель для определения поведения впускного воздуха, проходящего через дроссельную заслонку 14. Степень открытия дроссельной заслонки 14 регулируется согласно рассчитанной целевой степени открытия дроссельной заслонки.
[45] Ниже со ссылкой на Фиг. 5 приводится описание работы и преимуществ способа управления двигателем 11 в режиме перебойного воспламенения и устройства 10 управления двигателем.
[46] На Фиг. 5 проиллюстрированы изменения в сигнале впрыска, сигнале зажигания, коэффициенте KIT требуемой нагрузки, коэффициенте KL нагрузки двигателя и частоте NE вращения двигателя при выполнении режима перебойного воспламенения с долей γ зажигаемых цилиндров, равной 2/3. Сигнал впрыска и сигнал зажигания, проиллюстрированные на Фиг. 5, представляют комбинацию сигналов, независимо выдаваемых на форсунки 15 и свечи 16 зажигания цилиндров с №1 по №4. Штриховая линия на Фиг. 5 обозначает изменения в частоте NE вращения двигателя в случае, когда описанный выше режим перебойного воспламенения выполняется в соответствии с сигналами впрыска и сигналами зажигания, выдаваемыми участком 20 управления перебойным воспламенением, без регулировки коэффициента KL нагрузки двигателя участком 21 регулировки количества воздуха.
[47] В соответствии с приведенным выше описанием для того, чтобы получить долю γ зажигаемых цилиндров, равную 2/3, режим перебойного воспламенения выполняется путем повторения переключения порядка перебойного зажигания в последовательности порядков [2-1], [3-1], [2-1] и [1-1]. В данном случае четыре переключения с порядка [2-1] на порядки [3-1], [2-1], [1-1] и обратно на порядок [2-1] определяются как один цикл, и переключения порядка перебойного зажигания осуществляются циклически. В данном случае каждый раз после того, как порядок перебойного зажигания переключается четыре раза, следует порядок перебойного зажигания, являющийся тем же самым, что и исходный порядок перебойного зажигания.
[48] В данном случае в соответствии с переключением порядка перебойного зажигания интервал пропуска цилиндра циклически изменяется в последовательности: два цилиндра, три цилиндра, два цилиндра и один цилиндр. Если рассматривать, что три порядка перебойного зажигания [3-1], [2-1] и [1-1] переключаются независимо, то доли γ зажигаемых цилиндров соответствуют 3/4, 2/3 и 1/2. Однако в одном цикле переключения порядка перебойного зажигания число зажигаемых цилиндров составляет восемь, а число пропущенных цилиндров составляет четыре, в результате чего доля γ зажигаемых цилиндров соответствует 2/3 [8/(8+4)]. В соответствии с приведенным выше описанием режим перебойного воспламенения выполняется таким образом, чтобы доля γ зажигаемых цилиндров соответствовала 2/3 при изменении интервала пропуска цилиндра.
[49] При работе двигателя, в котором осуществляются возвратно-поступательные движения, возникает вибрация с частотой [Гц], кратной частоте [об/с] вращения двигателя. В частности, проблема заключается в изначальной вибрации, частота которой является такой же, что и частота вращения двигателя. Частоты вибрации и шума, производимые двигателем 11, включают специфический частотный диапазон, создающий дискомфорт для пассажиров. Соответственно, двигатель обычно конструируется так, чтобы частота изначальной вибрации не находилась в данном специфическом частотном диапазоне, для чего частоту [об/с] вращения в качестве частоты вращения холостого хода устанавливают выше, чем верхнее предельное значение [Гц] специфического частотного диапазона. Т.е., возникновения вибрации и шума в специфическом частотном диапазоне избегают путем предотвращения возникновения колебания крутящего момента на частоте ниже частоты изначальной вибрации.
[50] В случае, в котором повторяется один и тот же порядок перебойного зажигания, то есть, в случае, когда режим перебойного воспламенения выполняется при фиксированном числе зажигаемых цилиндров и фиксированном числе пропускаемых цилиндров в порядке перебойного зажигания, колебания крутящего момента, вызванные перебойным воспламенением и пропуском, возникают в постоянном цикле. При возникновении таких циклических колебаний крутящего момента вероятно возникновение низкочастотных вибраций и шума, которые, как правило, создают дискомфорт для пассажиров.
[51] Например, считалось, что режим перебойного воспламенения выполняется при доле у зажигаемых цилиндров, соответствующей 2/3, путем повторения порядка перебойного зажигания [2-1]. В данном случае колебания крутящего момента, вызываемые пропуском цилиндров, возникают в постоянном цикле. Частота [Гц] колебаний крутящего момента равняется 2/3 от частоты NE [об/с] вращения двигателя и находится на уровне ниже, чем частота изначальной вибрации.
[52] Напротив, согласно первому варианту осуществления интервал пропуска цилиндра изменяется в соответствии с переключением порядка перебойного зажигания, и цикл колебаний крутящего момента, вызванных пропуском цилиндров, изменяется. Следовательно, режим перебойного воспламенения с долей γ зажигаемых цилиндров, соответствующей 2/3, выполняется без возникновения вибрации и шума в специфическом диапазоне частот, которые, как правило, создают дискомфорт для пассажиров.
[53] Если порядок перебойного зажигания переключается при постоянном коэффициенте KL нагрузки двигателя, средний крутящий момент двигателя 11 изменяется каждый раз, когда переключается порядок перебойного зажигания. В таком случае колебания частоты NE вращения двигателя могут возрастать под воздействием изменения в крутящем моменте.
[54] Однако согласно первому варианту осуществления, регулировка коэффициента KL нагрузки двигателя производится в соответствии с переключением порядка перебойного зажигания. Регулировка коэффициента KL нагрузки двигателя производится так, что средний крутящий момент каждого из переключенных порядков перебойного зажигания становится постоянным. Таким образом, колебания частоты NE вращения двигателя, возникающие в результате переключения порядка перебойного зажигания, ограничиваются.
[55] Если разница в числе зажигаемых цилиндров до и после переключения порядка перебойного зажигания значительна, то величина регулировки коэффициента KL нагрузки двигателя, требуемая для того, чтобы сделать средний крутящий момент постоянным, повышается. В результате увеличивается время, требуемое для осуществления регулировки. В этой связи согласно первому варианту осуществления, переключение порядка перебойного зажигания осуществляется таким образом, чтобы число зажигаемых цилиндров, изменялось каждый раз на один цилиндр. Таким образом, величина регулировки коэффициента KL нагрузки двигателя в момент переключения порядка перебойного зажигания уменьшается. Т.е., увеличение вращательных колебаний двигателя ограничивается путем регулировки коэффициента KL нагрузки двигателя, производимой таким образом, чтобы средний крутящий момент каждого из порядков перебойного зажигания становился постоянным.
[56] Для получения долей γ зажигаемых цилиндров, равных 3/4 или 4/5, переключение порядка перебойного зажигания и регулировка коэффициента KL нагрузки двигателя выполняются подобным образом. Следовательно, также и в этих случаях возникновение вибрации и шума в диапазоне частот, который, как правило, создает дискомфорт для пассажиров, а также колебания частоты NE вращения двигателя, вызванные переключением порядка перебойного зажигания, также ограничены.
[57] Для получения доли γ зажигаемых цилиндров, равной 1/2, порядок перебойного зажигания фиксируется на порядке [1-1] и режим перебойного воспламенения выполняется с постоянным интервалом пропуска цилиндра. В данном случае частота [Гц] колебаний крутящего момента, вызванных пропуском цилиндров, равняется частоте NE [об/с] вращения двигателя, то есть, частоте изначальной вибрации. В дополнение к этому, режим перебойного воспламенения выполняется с постоянным интервалом пропуска цилиндра только во время высокой скорости работы двигателя 11, когда частота NE вращения двигателя превышает заранее заданное значение NE1. Таким образом, даже если режим перебойного воспламенения выполняется с постоянным интервалом пропуска цилиндра согласно описанному выше случаю, вибрация и шум в специфическом диапазоне частот, которые, как правило, создают дискомфорт для пассажиров, не возникают.
[58] Второй вариант осуществления
Согласно первому варианту осуществления, в случае получения долей γ зажигаемых цилиндров, равных 2/3, 3/4 или 4/5, возникновение вибрации и шума в специфическом диапазоне частот, которые, как правило, создают дискомфорт для пассажиров, подавляется путем изменения интервала пропуска цилиндра посредством повторения переключения порядка перебойного зажигания. Чем выше частота NE вращения двигателя, тем выше становится частота вибрации и шума, возникающих в результате колебаний крутящего момента, которые происходят, когда интервал пропуска цилиндра является постоянным. Следовательно, если частота NE вращения двигателя выше определенного значения, вибрации и шум в специфическом диапазоне частот, которые, как правило, создают дискомфорт для пассажиров, не обязательно возникают даже при фиксированном интервале пропуска цилиндра. Согласно второму варианту осуществления, даже в случае получения долей γ зажигаемых цилиндров, равных 2/3, 3/4 или 4/5, режим перебойного воспламенения выполняется с постоянным интервалом пропуска цилиндра, если частота NE вращения двигателя выше постоянного значения.
[59] Как показано на Фиг. 6, значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров устанавливается таким же образом, что и в первом варианте осуществления. Т.е., значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров устанавливается на 3/4, если частота NE вращения двигателя выше или равна заранее заданному значению NE1, а коэффициент KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах выше или равен заранее установленному значению KL1 и ниже заранее установленного значения KL2. Значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров устанавливается на 4/5, если частота NE вращения двигателя выше или равна заранее заданному значению NE1, а коэффициент KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах выше или равен заранее установленному значению KL2 и ниже заранее установленного значения KL3.
[60] В случае, когда значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров устанавливается на 3/4, если частота NE вращения двигателя ниже или равна заранее установленному пороговому значению NE2 (NE2>NE1), режим перебойного воспламенения выполняется с переключением порядка перебойного зажигания таким же образом, что и в первом варианте осуществления. В этом случае, режим перебойного воспламенения выполняется путем повторения переключения порядка перебойного зажигания в последовательности порядков [3-1], [4-1], [3-1] и [2-1]. Т.е., четыре переключения с порядка [3-1] на порядки [4-1], [3-1], [2-1] и обратно на порядок [3-1] определяются как один цикл, и переключение порядка перебойного зажигания осуществляется циклически. Т.е. каждый раз после четырех переключений порядка перебойного зажигания следует порядок перебойного зажигания, являющийся тем же самым, что и исходный порядок перебойного зажигания.
[61] В случае, когда значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров установлено на 3/4, если частота NE вращения двигателя превышает пороговое значение NE2, режим перебойного воспламенения выполняется с постоянным интервалом пропуска цилиндра. В данном случае режим перебойного воспламенения выполняется путем повторения порядка перебойного зажигания [3-1].
[62] В случае, когда значение заданного целевой доли γt зажигаемых цилиндров устанавливается на 4/5, если частота NE вращения двигателя ниже или равна заранее установленному пороговому значению NE3 (NE3>NE2), режим перебойного воспламенения выполняется с переключением порядка перебойного зажигания таким же образом, что и в первом варианте осуществления. В этом случае, режим перебойного воспламенения выполняется путем повторения переключения порядка перебойного зажигания в последовательности порядков [4-1], [5-1], [4-1] и [3-1]. Другими словами, четыре переключения с порядка [3-1] на порядки [4-1], [3-1], [2-1] и обратно на порядок [3-1] определяются как цикл, и переключения порядка перебойного зажигания осуществляются циклически. В этом случае каждый раз после четырех переключений порядка перебойного зажигания следует порядок перебойного зажигания, являющийся тем же самым, что и исходный порядок перебойного зажигания.
[63] В случае, когда значение целевой доли γt зажигаемых цилиндров установлено на 4/5, если частота NE вращения двигателя превышает пороговое значение NE3, режим перебойного воспламенения выполняется с постоянным интервалом пропуска цилиндра. В данном случае режим перебойного воспламенения выполняется путем повторения порядка перебойного зажигания [4-1].
[64] Частота вращения двигателя, не вызывающая низкочастотные вибрации и шум, которые, как правило, создают дискомфорт для пассажиров, варьируется в зависимости от доли зажигаемых цилиндров. Таким образом, описанное выше пороговое значение желательно устанавливать как значение, которое варьируется в зависимости от доли зажигаемых цилиндров двигателя.
[65] Третий вариант осуществления
Согласно описанному выше варианту осуществления доля γ зажигаемых цилиндров изменяется на пяти ступенях, включая 1/2, 2/3, 3/4, 4/5 и 1. Напротив, режим перебойного воспламенения может выполняться путем повторения переключения порядков перебойного зажигания, продемонстрированных в таблице 4, для получения доли γ зажигаемых цилиндров на уровне промежуточного значения между двумя последовательными долями зажигаемых цилиндров среди описанных выше долей зажигаемых цилиндров. Промежуточное значение включает 3/5, 5/7, 7/9 и 9/11.
[67] Таблица 5 демонстрирует способ, которым выполняется режим перебойного воспламенения с долей γ зажигаемых цилиндров, равной 3/5, 5/7, 7/9 и 9/11. Как продемонстрировано в таблице 5, также и в этих случаях каждый раз при переключении порядка перебойного зажигания интервал пропуска цилиндра изменяется на один цилиндр. Это устраняет вибрацию, возникающую в результате вызванных пропуском цилиндров колебаний крутящего момента и попадающую в специфический диапазон частот, который, как правило, создает дискомфорт для пассажиров.
[69] Регулировка коэффициента KL нагрузки двигателя участком 21 регулировки количества воздуха в соответствии с переключением порядка перебойного зажигания может также применяться в данных случаях. Это ограничивает увеличение колебаний частоты NE вращения двигателя, возникающих в результате переключения порядка перебойного зажигания.
[70] Четвертый вариант осуществления
Согласно описанному выше варианту осуществления доля γ зажигаемых цилиндров может изменяться в диапазоне, который больше или равен 1/2. Напротив, существует возможность выполнения режима перебойного воспламенения для получения значения ниже 1/2 для доли γ зажигаемых цилиндров путем повторения порядка перебойного зажигания [1-M], в котором после зажигания в одном цилиндре воспламенение в цилиндрах М пропускается, а М является целым числом выше или равным 2. В таблице 6 продемонстрированы три порядка [1-2], [1-3] и [1-4] в качестве примеров порядков перебойного зажигания.
[72] Если интервал между зажигаемыми цилиндрами (число пропущенных цилиндров между зажигаемым цилиндром и следующим зажигаемым цилиндром) постоянный, то колебания крутящего момента происходят циклически. Таким образом, во время работы двигателя 11 на низкой частоте в результате циклических колебаний крутящего момента возможно возникновение вибрации и шума в специфическом диапазоне частот, которые, как правило, создают дискомфорт для пассажиров.
[73] В этой связи, режим перебойного воспламенения может выполняться с повторением переключения порядков перебойного зажигания в соответствии с таблицей 7. В этом случае можно установить интервал между зажигаемыми цилиндрами разным и выполнять режим перебойного воспламенения с долей γ зажигаемых цилиндров, равной 2/5, 1/3, 2/7 и 1/4.
[75] Таблица 8 иллюстрирует вариант выполнения режима перебойного воспламенения с описанными выше долями γ зажигаемых цилиндров. В случае, продемонстрированном в таблице 7, каждый раз при переключении порядка перебойного зажигания, интервал между зажигаемыми цилиндрами изменяется на один цилиндр за один раз. Это устраняет вибрацию, возникающую в результате вызванных пропуском цилиндров колебаний крутящего момента и попадающую в специфический диапазон частот, в котором, как правило, создается дискомфорт для пассажиров.
[77] Также и в данном случае, если переключение описанного выше порядка перебойного зажигания выполняется при постоянном коэффициенте KL нагрузки двигателя, то средний крутящий момент двигателя 11 изменяется при каждом переключении порядка перебойного зажигания, увеличивая колебания частоты NE вращения двигателя. К переключению порядка перебойного зажигания в описанном выше случае может применяться регулировка коэффициента KL нагрузки двигателя участком 21 регулировки количества воздуха. Это ограничивает увеличение колебаний частоты NE вращения двигателя, возникающих в результате переключения порядка перебойного зажигания. На Фиг. 7 представлено соотношение между коэффициентом KLT требуемой нагрузки для каждого порядка перебойного зажигания и коэффициентом KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах для данного случая.
[78] Пятый вариант осуществления
Согласно описанному выше варианту осуществления режим перебойного воспламенения с долей γ зажигаемых цилиндров, равной 1/2, достигается повторением порядка перебойного зажигания [1-1]. В данном случае пропускается каждый второй цилиндр, что приводит к цикличности колебаний крутящего момента. Таким образом, если частота NE вращения двигателя низка, то колебания крутящего момента, вероятно, могут послужить причиной возникновения вибрации в диапазоне частот, в котором, как правило, создается дискомфорт для пассажиров.
[79] Напротив, режим перебойного воспламенения может выполняться путем повторения переключения порядка перебойного зажигания в последовательности порядков [1-1], [2-1], [1-1] и [1-2]. Т.е., переключение порядка перебойного зажигания может выполняться циклически таким образом, чтобы каждый раз после четырех переключений порядка перебойного зажигания следовал порядок перебойного зажигания, являющийся тем же самым, что и исходный порядок перебойного зажигания. В данном случае четыре переключения с порядка [1-1] на порядки [2-1], [1-1], [1-2] и обратно на порядок [1-1] определяются как один цикл.
[80] Таблица 9 демонстрирует выполнение режима перебойного воспламенения в этот раз. В данном случае режим перебойного воспламенения с долей γ зажигаемых цилиндров, равной 1/2, может выполняться с варьированием циклов колебаний крутящего момента. Следовательно, область, в которой может выполняться режим перебойного воспламенения с долей γ зажигаемых цилиндров, равной 1/2, расширяется на область низкой частоты вращения.
[82] Шестой вариант осуществления
Согласно третьему варианту осуществления два разных порядка перебойного зажигания [1-1] и [2-1], в которых число пропущенных цилиндров в обоих случая установлено на 1, а число зажигаемых цилиндров отличается только на 1, переключаются поочередно для получения доли γ зажигаемых цилиндров, равной 3/5. Доля γ зажигаемых цилиндров, равная 3/5, может быть получена путем выполнения двух разных порядков перебойного зажигания в последовательности порядков [1-1], [2-1], [1-1], [1-1], [2-1] и [2-1]. В данном случае четыре переключения порядков перебойного зажигания, включая переключение с порядка [1-1] на порядок [2-1], повторение порядка [1-1] два раза, повторение порядка [2-1] два раза, и переключение обратно на порядок [1-1] определяется как один цикл. Таким образом, переключение порядка перебойного зажигания выполняется циклически так, чтобы каждый раз после четырех переключений порядка перебойного зажигания следовал порядок перебойного зажигания, являющийся тем же самым, что и исходный порядок перебойного зажигания. Дополнительно, переключение порядка перебойного зажигания выполняется таким образом, чтобы доля γ зажигаемых цилиндров в одном цикле соответствовала 3/5.
[83] В данном случае, поскольку число зажигаемых цилиндров изменяется при каждом переключении порядка перебойного зажигания, циклические колебания крутящего момента также ограничены, а низкочастотные вибрации и шум, которые, как правило, создают дискомфорт для пассажиров, практически не возникают. Кроме этого, поскольку число зажигаемых цилиндров или число пропускаемых цилиндров изменяется только на один цилиндр при каждом переключении порядка перебойного зажигания, увеличение вращательных колебаний двигателя также ограничено.
[84] Режим перебойного воспламенения можно также выполнять с долей γ зажигаемых цилиндров, отличной от 3/5, путем выполнения переключения порядка перебойного зажигания, включая период, в котором один и тот же порядок перебойного зажигания повторяется. Например, доля γ зажигаемых цилиндров, равная 2/5, может быть получена путем выполнения двух разных порядков перебойного зажигания [1-2] и [1-1] в последовательности порядков [1-2], [1-1], [1-2], [1-2], [1-1] и [1-1]. Также и в данном случае четыре переключения, включая переключение с порядка [1-2] на порядок [1-1], повторение порядка [1-2] два раза, повторение порядка [1-1] два раза, и переключение обратно на порядок [1-2], также определяются как один цикл переключения порядка перебойного зажигания. Таким образом, переключение порядка перебойного зажигания циклически выполняется так, что каждый раз после четырех переключений порядка перебойного зажигания возникает порядок перебойного зажигания, являющийся тем же самым, что и исходный порядок перебойного зажигания. Дополнительно, переключение порядка перебойного зажигания выполняется таким образом, чтобы доля γ зажигаемых цилиндров в одном цикле соответствовала 2/5.
[85] Седьмой вариант осуществления
Далее, доля γ зажигаемых цилиндров, равная 3/5, может быть также получена путем переключения между тремя разными порядками перебойного зажигания [2-2], [3-2] и [4-2], в которых число пропущенных цилиндров равняется двум, а число зажигаемых цилиндров отличается на 1 в соответствии с таблицей 10. Т.е., доля γ зажигаемых цилиндров, равная 3/5, получается путем повторения переключения порядка перебойного зажигания в последовательности порядков [3-2], [2-2], [3-2] и [4-2]. В данном случае переключения порядка перебойного зажигания выполняются циклически так, что порядок перебойного зажигания, являющийся тем же самым, что и исходный порядок перебойного зажигания, следует каждый раз после четырех переключений порядка перебойного зажигания. Четыре переключения с порядка [3-2] на порядки [2-2], [3-2], [4-2] и обратно на порядок [3-2] определяются как один цикл.
[87] Также и в данном случае, поскольку число зажигаемых цилиндров изменяется при каждом переключении порядка перебойного зажигания, циклические колебания крутящего момента ограничены, а низкочастотные вибрации и шум, которые, как правило, создают дискомфорт для пассажиров, не возникают. Кроме этого, поскольку число зажигаемых цилиндров или число пропускаемых цилиндров изменяется только на один цилиндр при каждом переключении порядка перебойного зажигания, увеличение вращательных колебаний двигателя также ограничено.
[88] Дополнительное пояснение 1
Различные методы переключения порядка перебойного зажигания представлены в описанных выше вариантах осуществления. Все представленные методы переключения порядка перебойного зажигания можно обобщить следующим образом.
[89] Порядок перебойного зажигания, при котором в цилиндрах n последовательно производится зажигание, и затем в цилиндрах m последовательно пропускается зажигание, называется [n-m], а значения n и m представлены целыми числами. Далее число цилиндров n, в которых последовательно производится зажигание, определяется как число зажигаемых цилиндров, а число цилиндров m, последовательно пропускаемых, определяется как число пропускаемых цилиндров.
[90] Порядок перебойного зажигания, находящийся в начале последовательности переключения порядков перебойного зажигания, называется первым порядком зажигания. Число зажигаемых цилиндров в первом порядке зажигания, обозначается как n1, а число пропущенных цилиндров по первому порядку зажигания обозначается как m1. Значения числа зажигаемых цилиндров и числа пропускаемых цилиндров являются целыми числами. Т.е., первый порядок перебойного зажигания является порядком перебойного зажигания, в котором зажигание последовательно производится в n1 цилиндрах и затем последовательно пропускается в m1 цилиндрах, где n1 и m1 являются целыми числами.
[91] Далее, порядок перебойного зажигания, в котором одно из числа цилиндров n и числа цилиндров m имеет такое же значение, что и в первом порядке зажигания, и в котором разница, полученная при вычитании числа пропускаемых цилиндров m из числа зажигаемых цилиндров n больше на 1, чем таковая в первом порядке зажигания, определяется, как второй порядок зажигания. Порядок перебойного зажигания, в соответствии с которым одно из числа цилиндров n и числа цилиндров m, имеет такое же значение, что и в первом порядке зажигания, и в котором разница, полученная при вычитании числа пропускаемых цилиндров m из числа зажигаемых цилиндров n меньше на 1, чем в первом порядке зажигания, определяется как третий порядок зажигания.
[92] Переключение трех разных порядков перебойного зажигания (см. таблицу 1) при доле γ зажигаемых цилиндров, равной 2/3, 3/4 и 4/5, как проиллюстрировано в первом варианте осуществления, предусматривает переключение в следующей последовательности трех разных порядков перебойного зажигания, в которых значение числа пропускаемых цилиндров m равно 1, но значение числа зажигаемых цилиндров n отличается на 1. Это означает, что переключение трех разных порядков перебойного зажигания выполняется в последовательности: (1) первый порядок зажигания, (2) порядок перебойного зажигания, в котором число зажигаемых цилиндров n больше данного числа в первом порядке зажигания на 1, (3) порядок перебойного зажигания, аналогичный первому порядку зажигания, и (4) порядок перебойного зажигания, в котором число зажигаемых цилиндров n меньше данного числа в первом порядке зажигания на 1. Порядок (2) перебойного зажигания соответствует требованиям второго порядка зажигания, а порядок (4) перебойного зажигания соответствует требованиям третьего порядка зажигания. Другими словами, при переключении порядка перебойного зажигания, проиллюстрированного в первом варианте осуществления, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется со вторым порядком зажигания, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, и период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с третьим порядком зажигания, следуют в данной последовательности. В данном случае период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, и период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется со вторым порядком зажигания или с третьим порядком зажигания, следуют поочередно.
[93] Переключение четырех разных порядков перебойного зажигания, проиллюстрированное в третьем варианте осуществления (см. таблицу 4), предусматривает переключение порядка перебойного зажигания [n-1], в котором значение числа пропускаемых цилиндров m равняется 1. Переключение выполняется в последовательности: (1) первый порядок зажигания и (2) порядок перебойного зажигания, в котором число зажигаемых цилиндров n больше такового в первом порядке зажигания только на 1. В этот раз порядок (2) перебойного зажигания соответствует требованиям второго порядка зажигания. Т.е., при переключении порядка перебойного зажигания, проиллюстрированном в третьем варианте осуществления, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, и период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется со вторым порядком зажигания, следуют поочередно.
[94] Четвертый вариант осуществления иллюстрирует порядок перебойного зажигания [1-m], в соответствии с которым значение числа зажигаемых цилиндров n равно 1, и метод, в соответствии с которым выполняется переключение двух следующих разных порядков перебойного зажигания.
[95] В одном случае, если доля γ зажигаемых цилиндров, равна 1/3 или 1/4, как показано в таблице 7, порядок перебойного зажигания переключаются в последовательности: (1) первый порядок зажигания, (2) порядок перебойного зажигания, в котором число пропускаемых цилиндров m меньше такового в первом порядке зажигания на 1, (3) порядок перебойного зажигания, аналогичный первому порядку зажигания, и (4) порядок перебойного зажигания, в котором число пропускаемых цилиндров m больше такового в первом порядке зажигания на 1. В этот раз порядок (2) перебойного зажигания соответствует требованиям второго порядка зажигания, а порядок (4) перебойного зажигания соответствует требованиям третьего порядка зажигания. Т.е., период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется со вторым порядком зажигания, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, и период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с третьим порядком зажигания, следуют в данной последовательности.
[96] В другом случае, если доля γ зажигаемых цилиндров равна 2/5 или 2/7, как показано в таблице 7, порядки перебойного зажигания переключаются таким образом, что (1) первый порядок зажигания и (2) порядок перебойного зажигания, в котором число пропускаемых цилиндров m меньше такового в первом порядке зажигания на 1, следуют поочередно. В этот раз порядок (2) перебойного зажигания соответствует требованиям второго порядка зажигания. Таким образом, при переключении порядка перебойного зажигания в данном случае период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, и период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется со вторым порядком зажигания, следуют поочередно.
[97] Пятый вариант осуществления представляет переключение порядка перебойного зажигания в последовательности порядков [1-1], [2-1], [1-1] и [1-2]. В данном случае по отношению к первому порядку зажигания, который является порядком [1-1] перебойного зажигания, порядок [2-1] соответствует требованиям второго порядка зажигания, а порядок [1-2] соответствует требованиям третьего порядка зажигания. Т.е., при переключении порядка перебойного зажигания период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется со вторым порядком зажигания, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, и период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с третьим порядком зажигания, следуют в данной последовательности.
[98] Кроме этого, при переключении порядка перебойного зажигания с долей γ зажигаемых цилиндров, равной 3/5, согласно шестому варианту осуществления, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с порядком [1-1] перебойного зажигания, и период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с порядком [2-1] перебойного зажигания, следуют поочередно. В данном случае порядок [2-1] является порядком перебойного зажигания, соответствующим требованиям второго порядка зажигания, если порядок [1-1] является первым порядком зажигания. Аналогично, при переключении порядка перебойного зажигания с долей γ зажигаемых цилиндров, равной 2/5, согласно шестому варианту осуществления, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с порядком [1-1] перебойного зажигания, и период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с порядком [1-2] перебойного зажигания, следуют поочередно. В данном случае порядок [1-2] перебойного зажигания соответствует требованиям третьего порядка зажигания, если порядок [1-1] является первым порядком зажигания.
[99] Седьмой вариант осуществления показывает, что доля γ зажигаемых цилиндров, равная 2/3, получается путем повторения переключения порядка перебойного зажигания в последовательности порядков [3-2], [4-2], [3-2] и [2-2]. В данном случае, если порядок [3-2] является первым порядком зажигания, то порядок [4-2] соответствует требованиям второго порядка зажигания, а порядок [2-2] соответствует требованиям третьего порядка зажигания.
[100] Переключение порядка перебойного зажигания согласно описанным выше вариантам осуществления относится либо к категории (А), либо к категории (В).
[101] (А) Порядок перебойного зажигания переключается таким образом, что периоды времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с каждым порядком перебойного зажигания, следуют в последовательности: период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется со вторым порядком зажигания, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, и период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с третьим порядком зажигания.
[102] (В) Порядки перебойного зажигания переключаются таким образом, что периоды времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с каждым порядком зажигания, следуют в последовательности: период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, и период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется со вторым порядком зажигания.
[103] Кроме этого, в категории (А) каждый второй период является периодом, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания. В дополнение к этому, за периодом времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, следует либо период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется со вторым порядком зажигания, либо период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с третьим порядком зажигания. Следовательно, при переключении порядков перебойного зажигания, представленных в описанных выше вариантах осуществления, период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, и период времени, когда режим перебойного воспламенения выполняется либо со вторым порядком зажигания, либо с третьим порядком зажигания, следуют поочередно.
[104] Переключение порядков перебойного зажигания, проиллюстрированное в вариантах осуществления с первого по пятый и в седьмом варианте осуществления, выполняется при каждом порядке перебойного зажигания. Т.е., переключение порядка перебойного зажигания выполняется таким образом, чтобы не допускать такого периода, когда один и тот же порядок перебойного зажигания последовательно повторяется в одном цикле переключения.
[105] Напротив, переключение порядка перебойного зажигания, проиллюстрированное в шестом варианте осуществления, предусматривает период, когда один и тот же порядок перебойного зажигания повторяется, чтобы быть выполненным дважды. Т.е., переключение порядка перебойного зажигания согласно шестому варианту осуществления предусматривает период, когда один и тот же порядок перебойного зажигания появляется последовательно, период, когда один и тот же порядок перебойного зажигания не появляется последовательно, и период, когда порядки перебойного зажигания, в которых одно из значений n и m отличается от значения непосредственно предшествующего порядка перебойного зажигания на 1, появляются последовательно.
[106] Если режим перебойного воспламенения выполняется при переключении порядка перебойного зажигания данным образом, то цикл возникновения колебаний крутящего момента, вызванных зажиганием и пропуском, изменяется в соответствии с переключением порядка перебойного зажигания. Это устраняет вибрацию, возникающую в результате колебаний крутящего момента и попадающую в диапазон частот, который, как правило, создает дискомфорт для пассажиров. Поскольку изменения в интервале между зажигаемыми / пропускаемыми цилиндрами при каждом переключении порядка перебойного зажигания установлены на минимум - в один цилиндр, то увеличение вращательных колебаний двигателя 11, вызванных переключением порядка перебойного зажигания, ограничено.
[107] В дополнение, даже в случае, когда переключение порядка перебойного зажигания выполняется методом, отличным от описанных выше вариантов осуществления, если период, когда режим перебойного воспламенения выполняется с первым порядком зажигания, и период, когда режим перебойного воспламенения выполняется либо со вторым порядком зажигания, либо с третьим порядком зажигания, следующими поочередно, то число зажигаемых цилиндров или число пропускаемых цилиндров изменяется при каждом переключении порядка перебойного зажигания. Это подавляет возникновение циклических колебаний крутящего момента. Либо число зажигаемых цилиндров, либо число пропускаемых цилиндров изменяется только на один цилиндр при каждом переключении порядка перебойного зажигания. Таким образом, вращательные колебания двигателя 11, возникающие в результате переключения порядка перебойного зажигания, ограничены. По этой причине, если переключение порядка перебойного зажигания выполняется описанным выше образом, то низкочастотные вибрации и шум, которые, как правило, создают дискомфорт для пассажиров, не возникают, и увеличение вращательных колебаний двигателя 11 ограничено.
[108] Выходная комбинация сигналов впрыска и сигналов зажигания при выполнении порядка [n-m] перебойного зажигания предусматривает последовательную выдачу команд зажигания в цилиндрах n и затем последовательную выдачу команд пропуска воспламенения в цилиндрах m. Выходные комбинации сигналов впрыска и сигналов зажигания при выполнении первого порядка зажигания, второго порядка зажигания и третьего порядка зажигания соответственно определяются, как первая выходная комбинация сигналов, вторая выходная комбинация сигналов и третья выходная комбинация сигналов. Вторая выходная комбинация сигналов в данном случае включает выходную комбинацию командных сигналов, в которой либо значение числа зажигаемых цилиндров n, либо значение числа пропускаемых цилиндров m имеет такое же значение, что и в первой выходной комбинации сигналов, и в которой разница, полученная при вычитании числа пропускаемых цилиндров m из числа зажигаемых цилиндров n, больше на 1, чем в первой выходной комбинации сигналов. Третья выходная комбинация сигналов включает выходную комбинацию командных сигналов, в которой либо значение числа зажигаемых цилиндров n, либо значение числа пропускаемых цилиндров m имеет такое же значение, что и в первой выходной комбинации сигналов, и в которой разница, полученная при вычитании числа пропускаемых цилиндров m из числа зажигаемых цилиндров n, меньше на 1, чем в первой выходной комбинации сигналов. Следовательно, участок 20 управления перебойным воспламенением устройства управления двигателем, который реализует способ управления двигателем в режиме перебойного воспламенения согласно каждому из описанных выше вариантов осуществления, выдает командные сигналы, переключая выходные комбинации сигналов таким образом, чтобы период, в котором командный сигнал выдается в соответствии с первой выходной комбинацией сигналов, и период, в котором командный сигнал выдается в соответствии либо со второй выходной комбинацией сигналов, либо с третьей выходной комбинацией сигналов, следовали поочередно.
[109] Дополнительное описание 2
Ниже приводится описание регулировки коэффициента KL нагрузки двигателя, выполняемой участком 21 регулировки количества воздуха в соответствии с описанными выше вариантами осуществления.
[110] Участок 21 регулировки количества воздуха регулирует коэффициент KL нагрузки двигателя таким образом, что коэффициент KL нагрузки двигателя становится равным коэффициенту KLT требуемой нагрузки, вычисляемому на основе выражения (1) во время переключения порядка перебойного зажигания. Коэффициент нагрузки двигателя до регулировки обозначается как KL1, а коэффициент нагрузки двигателя после регулировки обозначается как KL2. В дополнение, доля зажигаемых цилиндров в порядке перебойного зажигания до переключения обозначается как γ1, а доля зажигаемых цилиндров в порядке перебойного зажигания после переключения обозначается как γ2. Операционные выражения KL1 и KL2, которые являются выражениями (2) и (3), получаются на основе выражения (1).
[111] В случае отсутствия изменений в коэффициенте KLA нагрузки при воспламенении во всех цилиндрах до и после переключения порядка перебойного зажигания, KL1 и KL2 удовлетворяют взаимосвязи, представленной выражением (4).
[112] Доля γ зажигаемых цилиндров в порядке [n-m] перебойного зажигания представлена в виде n / (n+m). Таким образом, регулировка коэффициента KL нагрузки двигателя при переключении порядка перебойного зажигания в соответствии с описанными выше вариантами осуществления выполняется так, чтобы значения (KL - KL0) × (n + m) / n + KL0 до и после переключения порядка перебойного зажигания были одинаковыми.
[113] В соответствии с описанием, приведенным выше, для подавления колебаний частоты NE вращения двигателя, возникающих в результате переключения порядка перебойного зажигания, желательно отрегулировать коэффициент KL нагрузки двигателя так, чтобы средний крутящий момент после переключения равнялся крутящему моменту до переключения. Однако, например, может возникнуть ситуация, когда в результате инертности реакции дроссельной заслонки 14, коэффициент KL нагрузки двигателя не может быть отрегулирован до состояния, в котором средний крутящий момент после переключения стал равным среднему крутящему моменту до переключения. Также и в данном случае, поскольку разница в значениях (KL - KL0) × (n+m) / n + KL0 до и после переключения становится сниженной, то изменение в среднем крутящем моменте, вызванное переключением, уменьшается по сравнению с ситуацией, когда регулировка не производится. Следовательно, до определенной степени данная конфигурация является эффективной для ограничения колебаний частоты NE вращения двигателя.
[114] В дополнение, если целью является только уменьшить вибрацию и шум в специфическом диапазоне частот во время выполнения режима перебойного воспламенения, то коэффициент KL нагрузки двигателя при переключении порядка перебойного зажигания не обязательно нуждается в регулировке. В данном случае участок 21 регулировки количества воздуха убран из устройства 10 управления двигателем, показанного на Фиг. 2.
[115] Описанные выше варианты осуществления могут быть изменены следующим образом.
[116] В каждом из описанных выше вариантов осуществления порядок перебойного зажигания переключается между двумя или тремя разными порядками перебойного зажигания. Однако порядки перебойного зажигания могут переключаться между четырьмя или большим количеством разных порядков перебойного зажигания. Например, режим перебойного воспламенения с долей γ зажигаемых цилиндров, равной 3/4, может выполняться путем повторения переключения порядка перебойного зажигания в последовательности порядков [3-1], [4-1], [5-1], [4-1], [3-1], [2-1], [1-1] и [2-1]. В данном случае восемь переключений с порядка [3-1] на порядки [4-1], [5-1]... [1-1], [2-1] и обратно на порядок [3-1] определяются как один цикл, и переключения порядка перебойного зажигания осуществляются циклически. Т.е., каждый раз после того, как порядок перебойного зажигания переключается восемь раз, следует порядок перебойного зажигания, являющийся тем же самым, что и исходный порядок перебойного зажигания. Таким образом, одно из числа зажигаемых цилиндров n и числа пропускаемых цилиндров m устанавливается на такое же значение, что и до переключения порядка перебойного зажигания, а другое из числа зажигаемых цилиндров n и числа пропускаемых цилиндров m отличается только на 1 от такового до переключения порядка перебойного зажигания. В дополнение, переключение порядка перебойного зажигания циклически выполняется так, чтобы порядок перебойного зажигания, являющийся тем же самым, что и исходный порядок перебойного зажигания, следовал каждый раз после заранее заданного числа переключений порядка перебойного зажигания. Дополнительно, переключение порядка перебойного зажигания выполняется таким образом, чтобы доля зажигаемых цилиндров в одном цикле переключения порядка перебойного зажигания становилось равной заданной доле зажигаемых цилиндров. В данной конфигурации либо число зажигаемых цилиндров, либо число пропускаемых цилиндров изменяется при каждом переключении порядка перебойного зажигания, подавляя возникновение циклических колебаний крутящего момента. Кроме этого, только одно из числа зажигаемых цилиндров и числа пропускаемых цилиндров изменяется только на один цилиндр при каждом переключении порядка перебойного зажигания. Таким образом, вращательные колебания двигателя, возникающие в результате переключения порядка перебойного зажигания, также ограничиваются.
[117] В каждом из описанных выше вариантов осуществления воспламенение в каждом из цилиндров пропускается путем остановки впрыска топлива и зажигания. Если конфигурация применяется к двигателю, который оснащен механизмом запирания клапанов, предотвращающим открытие впускного / выпускного клапанов в каждом цилиндре, то способ управления двигателем в режиме перебойного воспламенения и устройство управления двигателем могут быть выполнены в возможностью пропуска зажигания в цилиндрах путем предотвращения открытия впускного / выпускного клапанов при помощи механизма запирания клапанов. В данном случае сигнал, дающий команду механизму запирания клапанов каждого цилиндра на разрешение / остановку открытия впускного / выпускного клапана, служит в качестве командного сигнала, дающего команду на выполнение или пропуск зажигания в цилиндре, в котором начинается рабочий такт.
[118] Способ управления двигателем в режиме перебойного воспламенения и устройство управления двигателем, соответствующие каждому из описанных выше вариантов осуществления, можно применять аналогичным образом к любому двигателю, отличному от рядного 4-цилиндрового двигателя 11. В таком случае последовательность нумерации цилиндров в таблице 3, таблице 5, таблице 8 и таблице 9 соответствует порядку зажигания в двигателе, к которому применяется данная конфигурация. Например, в случае 6-цилиндрового двигателя с V-образным расположением цилиндров, в котором зажигание производится в последовательности цилиндров 1-2-3-4-5-6, последовательность нумерации цилиндров в таблице 3, таблице 5, таблице 8 и таблице 9 будет №1, №2, №3, №4, №5, №6, №1 и т.д.
[119] Следовательно, настоящие примеры и варианты осуществления следует рассматривать как иллюстративные и не создающие ограничений, и изобретение не ограничивается примерами и вариантами осуществления, приведенными в настоящем описании.