СПОСОБ И СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕХОДОВ МЕЖДУ РЕЖИМАМИ ДВИГАТЕЛЯ С ОТКЛЮЧАЕМЫМИ ЦИЛИНДРАМИ (ВАРИАНТЫ)
METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING TRANSITIONS BETWEEN ENGINE MODES WITH DISENGAGED CYLINDERS (EMBODIMENTS)

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к управлению переходами между режимами работы в двигателе с отключаемыми цилиндрами.
Уровень техники
Двигатели могут быть выполнены с возможностью работы с изменяемым числом активных или отключенных цилиндров в целях уменьшения расхода топлива, при этом при желании осуществляется поддержание общего воздушно-топливного отношения горючей смеси по данным отработавшего газа близким к стехиометрическому. Такая работа двигателя может быть названа работой с регулируемым рабочим объемом (РРО). Согласно некоторым примерам, при определенных условиях часть цилиндров двигателя можно отключать, при этом указанные определенные условия могут определяться параметрами, такими как окно «обороты/нагрузка», а также различными другими условиями работы, включая скорость автомобиля. Управляющая система может отключать выбранные цилиндры путем управления рядом механизмов отключения клапанов цилиндров, которые влияют на работу впускных и выпускных клапанов цилиндров. Благодаря уменьшению рабочего объема двигателя при определенных ситуациях, когда требуется низкий крутящий момент, работа двигателя осуществляется при более высоком давлении в коллекторе, понижается трение в двигателе, вызываемое работой поршней, и в результате снижается расход топлива.
Однако, в двигателях с РРО потенциальные проблемы могут возникать при переходах между режимами различного рабочего объема, например, при переходе от режима без РРО (когда работают все цилиндры) к режиму РРО (когда работает уменьшенное число цилиндров), и наоборот. В качестве примера, четырехцилиндровый двигатель, который может работать в трех различных режимах (включая режим всех цилиндров, режим трех цилиндров и режим двух цилиндров) можно переключать между указанными тремя режимами в ответ на изменение нагрузки двигателя. Такие переходы могут существенно влиять на давление в коллекторе, на поток воздуха через двигатель, на выходной крутящий момент и на мощность двигателя. Согласно одному примеру, указанные переходы могут вызывать возмущения крутящего момента двигателя, и могут увеличивать шум, вибрацию и неплавность при работе двигателя.
Раскрытие изобретения
Существование вышеуказанных проблем признано, и определен способ по меньшей мере частичного их решения. Согласно одному примеру такого подхода, способ содержит переключение двигателя, у которого имеются всего четыре цилиндра, между режимами работы на двух цилиндрах, трех цилиндрах и четырех цилиндрах, причем указанное переключение содержит последовательность из по меньшей мере двух актов зажигания, при этом указанные по меньшей мере два акта зажигания следуют друг за другом и отстоят друг от друга по меньшей мере на 120° угла поворота коленчатого вала (УПКВ). Таким образом, четырехцилиндровый двигатель можно плавно переключать между доступными режимами работы.
Согласно другому примеру подхода, способ содержит работу двигателя в режиме двух цилиндров посредством подачи зажигания в первый цилиндр и во второй цилиндр со сдвигом друг относительно друга на 360° УПКВ, переход на режим трех цилиндров путем включения четвертого цилиндра и третьего цилиндра, отключения первого цилиндра, и подачи зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после акта зажигания во втором цилиндре. Зажигание в третий цилиндр может быть подано через 240° УПКВ после зажигания в четвертом цилиндре, чтобы перейти на режим работы на трех цилиндрах.
В качестве примера, четырехцилиндровый двигатель может быть выполнен с возможностью работы в режиме РРО с двумя цилиндрами, в режиме РРО с тремя цилиндрами и в режиме без РРО с четырьмя цилиндрами (т.е. работы со всеми цилиндрами). В сущности, отключаемыми могут быть три из четырех цилиндров. Режим двух цилиндров может заключаться во включении первого цилиндра и второго цилиндра, и одновременном отключении третьего и четвертого цилиндров. Кроме того, в режиме двух цилиндров зажигание в первом и втором цилиндрах можно осуществлять с интервалами 360° УПКВ. Режим работы двигателя на трех цилиндрах может заключаться в отключении первого цилиндра, и включении третьего цилиндра и четвертого цилиндра. Кроме того, зажигание на второй цилиндр, третий цилиндр и четвертый цилиндр можно подавать в моменты, равноотстоящие друг от друга на 240° УПКВ. Наконец, режим с четырьмя цилиндрами (или режим без РРО) может заключаться во включении всех цилиндров и работе с неравными интервалами подачи зажигания. В таком случае, зажигание в первый цилиндр может быть подано через 120° УПКВ после акта зажигания в четвертом цилиндре; в третий цилиндр зажигание может быть подано через 120° УПКВ после акта зажигания в первом цилиндре; во второй цилиндр зажигание может быть подано через 240° УПКВ после акта зажигания в третьем цилиндре; и в четвертый цилиндр зажигание может быть подано через 240°УПКВ после акта зажигания во втором цилиндре.
Переключения между режимом двух цилиндров, режимом трех цилиндров и режимом без РРО могут заключаться во включении и/или отключении определенных цилиндров в зависимости от текущего или потенциального режима работы двигателя. Кроме того, включение и/или отключение цилиндров, а также акты зажигания во включенных и/или отключенных цилиндрах могут происходить в определенной последовательности с интервалами, которые снижают возмущения крутящего момента.
Согласно одному примеру, двигатель может быть переведен с режима двух цилиндров на режим четырех цилиндров путем включения третьего цилиндра и четвертого цилиндра. Более плавный переход может быть достигнут путем включения третьего цилиндра в более ранний момент, чем четвертого цилиндра, и задания последовательности перехода следующим образом: включение третьего цилиндра, за которым следует акт зажигания во втором цилиндре, подача зажигания в первый цилиндр через 360° УПКВ после акта зажигания во втором цилиндре, включение четвертого цилиндра, подача зажигания в третий цилиндр через 120° УПКВ после акта зажигания в первом цилиндре, подача зажигания во второй цилиндр через 240° УПКВ после акта зажигания в третьем цилиндре, и подача зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после акта зажигания во втором цилиндре. В данном случае, последовательность из пяти следующих друг за другом актов зажигания содержит интервал зажигания по меньшей мере 120° УПКВ между по меньшей мере двумя следующими друг за другом актами зажигания.
Согласно другому примеру, двигатель может быть переведен с режима двух цилиндров на режим трех цилиндров путем одновременного включения четвертого цилиндра и третьего цилиндра. Затем первый цилиндр может быть отключен вслед за последним актом зажигания в первом цилиндре. Зажигание во второй цилиндр может быть подано через 360° УПКВ после последнего акта зажигания в первом цилиндре, зажигание в четвертый цилиндр может быть подано через 240° УПКВ после акта зажигания во втором цилиндре, и зажигание в третий цилиндр может быть подано через 240° УПКВ после акта зажигания в четвертом цилиндре. В данном случае, последовательность актов зажигания при переходе может включать в себя следующие друг за другом пять актов зажигания, которые происходят с интервалом 240° УПКВ (по меньшей мере 120° УПКВ или более).
Таким образом, двигатель можно переключать между тремя доступными режимами работы так, чтобы уменьшить возмущения крутящего момента. Благодаря организации перехода между режимами, так чтобы акты зажигания в фазе перехода происходили с определенными интервалами, можно получить более плавный переход с пониженным шумом, вибрацией и неплавностью работы двигателя. Обеспечивая своевременные переходы от режима к режиму, можно также уменьшить расход топлива. Кроме того, снижая воспринимаемые человеком шум, вибрацию и неплавность, можно обеспечить более комфортные условия для пассажиров. В целом можно улучшить качество работы двигателя и дорожные качества автомобиля.
Следует понимать, что содержащиеся в данном разделе сведения приведены с целью ознакомления в упрощенной форме с некоторыми идеями, которые далее рассмотрены в описании подробно. Данный раздел не предназначен для формулирования ключевых или существенных признаков объекта изобретения, которые изложены в пунктах формулы изобретения. Более того, объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают проблемы недостатков, упомянутых в данном описании.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 схематически изображает пример цилиндра двигателя.
Фиг. 2а схематически представляет расположение компонентов четырехцилиндрового двигателя, при этом изображен общий электромагнит, который управляет работой клапанов в двух из четырех цилиндров, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2b схематически представляет расположение компонентов четырехцилиндрового двигателя аналогично фиг. 2а, при этом изображены отдельные электромагниты, которые управляют тремя из четырех цилиндров, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 изображает коленчатый вал, соответствующий настоящему изобретению.
Фиг. 4 схематически изображает автомобиль, содержащий двигатель, показанный на фиг. 1, 2а и 2b.
Фиг. 5-7 изображают пример диаграмм зажигания при различных режимах работы двигателя.
Фиг. 8 изображает пример графиков, иллюстрирующих выбор режима работы двигателя в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки на двигателе.
Фиг. 9-18 изображают примеры доступной очередности переходов между режимами работы двигателя - на двух цилиндрах, трех цилиндрах и четырех цилиндрах.
Фиг. 19 изображает пример блок-схемы алгоритма для выбора режима работы с РРО или без РРО в зависимости от условий работы двигателя.
Фиг. 20 изображает пример блок-схемы алгоритма для переходов между разными режимами двигателя в зависимости от условий работы двигателя.
Фиг. 21 изображает пример блок-схемы алгоритма для перехода работы двигателя от режима двух цилиндров на режим трех цилиндров.
Фиг. 22 изображает пример блок-схемы алгоритма для перехода работы двигателя от режима двух цилиндров на режим четырех цилиндров.
Фиг. 23 изображает пример блок-схемы алгоритма для перехода работы двигателя от режима трех цилиндров на режим двух цилиндров.
Фиг. 24 изображает пример блок-схемы алгоритма для перехода работы двигателя от режима трех цилиндров на режим четырех цилиндров.
Фиг. 25 изображает пример блок-схемы алгоритма для перехода работы двигателя от режима четырех цилиндров на режим трех цилиндров.
Фиг.26 изображает пример блок-схемы алгоритма для перехода работы двигателя от режима четырех цилиндров на режим двух цилиндров.
Осуществление изобретения
Последующее описание относится к управлению работой двигательной системы, такой как двигательная система на фиг. 1. Двигательная система может представлять собой четырех цилиндровый двигатель, выполненный с возможностью работы в режиме регулирования рабочего объема (РРО), который связан с двухулиточным турбонагнетателем, как показано на фиг. 2а и 2b. В автомобиле двигательная система может опираться на ряд узлов активной подвески (фиг. 4), которые могут быть активированы для сглаживания вибраций, возникающих при работе двигателя в разных режимах и при переходах между режимами работы двигателя. Различные режимы работы двигателя могут быть получены путем включения или отключения трех из четырех цилиндров двигателя. Из указанных трех отключаемых цилиндров, двумя цилиндрами можно управлять или посредством одного общего электромагнита (фиг. 2а) или посредством отдельных электромагнитов (фиг. 2b). Двигатель может содержать коленчатый вал, такой как коленчатый вал на фиг. 3, который позволяет двигателю работать в режиме двух цилиндров или режиме трех цилиндров с равными интервалами между актами зажигания в каждом режиме, как показано на фиг. 5 и 6 соответственно. Двигатель может также работать в режиме четырех цилиндров с неодинаковыми интервалами между актами зажигания, как показано на фиг. 7. Контроллер может быть выполнен с возможностью выбора режима работы двигателя в зависимости от нагрузки двигателя, и может осуществлять переключение между указанными режимами (фиг. 19 и 20) в зависимости от изменений нагрузки двигателя и оборотов (фиг. 8). Во время таких переключений может быть использована определенная очередность включения и/или отключения цилиндров и актов зажигания (фиг. 9-18). Кроме того, каждый переход между режимами может содержать включение опор активной подвески, чтобы адаптироваться к вибрациям, возникающим в силовом агрегате (фиг. 21-26).
На фиг. 1 схематически изображен двигатель 10 внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Управление двигателем 10 может осуществляться по меньшей мере частично посредством управляющей системы, содержащей контроллер 12, и посредством команды от оператора (водителя) 132 автомобиля при помощи устройства 130 ввода. В данном примере устройство 130 ввода содержит педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования сигнала РР (Pedal Position) пропорционального положению педали.
Камера 30 сгорания (или цилиндр 30) двигателя 10 может содержать стенки 32, и расположенный внутри камеры поршень 36. Поршень 36 может быть связан с коленчатым валом 40 для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть связан по меньшей мере с одним ведущим колесом автомобиля через промежуточную систему трансмиссии (не показана). Кроме того, через маховик (не показан) с коленчатым валом 40 может быть связан мотор стартера для возможности осуществления запуска двигателя 10.
Камера 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42, и может высвобождать отработавшие газы через выпускной коллектор 48 и выпускной канал 58. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 48 могут выборочно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых конструкциях камера 30 сгорания может содержать два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.
В примере фиг. 1 управление впускным клапаном 52 и выпускным клапаном 54 может осуществляться при помощи кулачков посредством соответствующих систем 51 и 53 кулачкового привода. Каждая система 51 и 53 кулачкового привода может содержать один или более кулачков, установленных на одном или более кулачковых распределительных валах (распредвалах) (на фиг. 1 не показаны), и может реализовывать одну или более из следующих систем газораспределения: систему CPS переключения профилей кулачков (Cam Profile Switching), систему VCT изменения фаз газораспределения (Variable Cam Timing), систему WT переменного газораспределения (Variable Valve Timing) и/или систему WL переменного газораспределения с регулированием высоты подъема клапанов (Variable Valve Lift), которые могут приводиться в действие контроллером 12 в целях изменения программы работы клапанов. Угловое положение впускного и выпускного распредвалов может быть определено соответствующими датчиками 55 и 57 положения. Согласно другим вариантам осуществления, управление впускным клапаном 52 и/или выпускным клапаном 54 может осуществляться посредством электрического клапана. Например, как вариант, цилиндр 30 может содержать впускной клапан, управляемый электрически, и выпускной клапан, управляемый кулачком, и реализующий систему CPS и/или VCT.
Показано, что топливная форсунка 66 связана непосредственно с камерой 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в камеру пропорционально длительности сигнала подачи топлива (ДСПТ), принимаемого от контроллера 12 через электронный драйвер 99. При таком способе топливная форсунка 66 реализует так называемый непосредственный впрыск топлива в камеру 30 сгорания. Данная топливная форсунка может быть установлена на боковой стороне камеры сгорания или, например, в верхней части камеры сгорания. Топливо можно подавать в топливную форсунку 66 посредством топливной системы (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рейку. Согласно некоторым вариантам осуществления, камера 30 сгорания может содержать, как вариант или дополнительно, топливную форсунку, расположенную во впускном коллекторе 44. При этом может быть реализован так называемый впрыск топлива о впускной канал, в область перед камерой 30 сгорания.
При определенных режимах работы система 88 зажигания может формировать искру зажигания в камере 30 сгорания посредством искровой свечи 91 в ответ на сигнал SA (Spark Advance) опережения зажигания от контроллера 12. Хотя на фиг. 1 изображены элементы искрового зажигания, согласно некоторым вариантам осуществления, с камерой 30 сгорания или одной или более другими камерами сгорания двигателя 10 можно работать в режиме компрессионного воспламенения с подачей искры или без подачи искры.
Двигатель 10 может дополнительно иметь в своем составе устройство сжатия воздуха, такое как нагнетатель воздуха или турбонагнетатель, содержащий по меньшей мере компрессор 94, расположенный по ходу впускного канала 42. В случае турбонагнетателя компрессор 94 может по меньшей мере частично приводиться в движение (например, через вал) посредством турбины 92, приводимой в действие отработавшими газами, и расположенной по ходу выпускного канала 58. Компрессор 94 втягивает воздух из впускного канала 42, чтобы снабжать сжатым воздухом камеру 46 наддува. Отработавшие газы приводят во вращение турбину 92, которая связана с компрессором 94 через вал 96. В случае нагнетателя воздуха компрессор 94 может по меньшей мере частично приводиться в движение посредством двигателя внутреннего сгорания и/или электрической машины, а турбина может отсутствовать. Таким образом, степень сжатия, обеспечиваемую в одном или более цилиндрах двигателя при помощи нагнетателя воздуха или турбонагнетателя, можно изменять посредством контроллера 12.
В турбонагнетателе параллельно турбине 92 может быть подключена перепускная заслонка 69. Точнее, перепускная заслонка 69 может быть установлена в перепускном канале 67, выполненном между входом и выходом турбины 92. Путем изменения положения перепускной заслонки 69 можно управлять величиной наддува, которую обеспечивает турбина 92.
Показано, что впускной коллектор 44 сообщается с дросселем 62, содержащим дроссельную заслонку 64. В данном конкретном примере, контроллер 12 может изменять положение дроссельной заслонки 64 посредством электрического сигнала, подаваемого на электрический мотор или исполнительный элемент (на фиг. 1 не показан), который входит в состав дросселя 62. Такую систему как правило называют системой электрического управления дросселем - ETC (Electronic Throttle Control). Положение заслонки дросселя (положение дросселя) можно изменять посредством указанного электрического мотора через ось. Дроссель 62 может управлять воздушным потоком из камеры 46 наддува впускной системы во впускной коллектор 44 и камеру 30 сгорания (и в другие цилиндры двигателя). Информация о положении дроссельной заслонки 64 может передаваться в контроллер 12 посредством сигнала TP (Throttle Position) положения дросселя отдатчика 158 положения дросселя.
Показано, что с выпускным коллектором 48 в точке перед устройством 70 снижения токсичности отработавших газов связан датчик 126 выхлопных газов. Датчиком 126 может служить любой подходящий датчик для измерения воздушно-топливного отношения отработавшего газа, к примеру, линейный датчик содержания кислорода в отработавших газах (UEGO, Universal Exhaust Gas Oxygen), кислородный датчик с двумя состояниями (EGO, Exhaust Gas Oxygen), нагреваемый датчик содержания кислорода в отработавших газах (HEGO, Heated Exhaust Gas Oxygen), датчик NOx, НС или СО. Показано, что устройство 70 снижения токсичности отработавших газов расположено по ходу выпускного канала 58 после датчика 126 выхлопных газов и турбины 92. Устройство 70 может представлять собой трехкомпонентный катализатор (TWC, Three-Way Catalyst), уловитель NOx, различные другие устройства снижения токсичности выбросов или комбинацию указанных устройств.
Система EGR (Exhaust Gas Recirculation) рециркуляции отработавших газов (не показана) может быть использована, чтобы передавать требуемую часть отработавшего газа из выпускного канала 58 во впускной коллектор 44. В ином варианте, в случае внутренней EGR, часть отработавшего газа можно удерживать в камерах сгорания путем управления моментами времени срабатывания выпускных и впускных клапанов.
Контроллер 12 на фиг. 1 изображен в виде обычного микрокомпьютера, содержащего: центральный процессор 102 (ЦП), порты 104 ввода/вывода (I/O, Input/Output), постоянное запоминающее устройство 106 (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство 108 (ОЗУ), энергонезависимое запоминающее устройство 110 (ЭЗУ) и шину данных. Контроллер 12 посылает команды различным исполнительным органам, таким как дроссельная заслонка 64, перепускная заслонка 69, топливная форсунка 66 и т.п. Показано, что контроллер 12 принимает различные сигналы от датчиков, связанных с двигателем 10, дополнительно к тем сигналам, о которых говорилось выше, включая: сигнал ЕСТ температуры хладагента двигателя (Engine Coolant Temperature) от датчика 112, связанного с рубашкой 114 охлаждения; сигнал датчика 134 положения, связанного с педалью 130 акселератора, для измерения положения педали акселератора, которое регулируется водителем 132 автомобиля; сигнал MAP абсолютного давления в коллекторе (Manifold Absolute Pressure) от датчика 121, связанного с впускным коллектором 44; сигнал давления наддува от датчика 122 давления наддува, связанного с камерой 46 наддува; сигнал PIP (Profile Ignition Pickup) профиля зажигания от датчика 118 на эффекте Холла (или датчика иного типа), связанного с коленчатым валом 40; сигнал массы воздуха, поступающей в двигатель от датчика 120 массового расхода; и сигнал положения дросселя от датчика 158. Может быть также измерено барометрическое давление (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, коленчатый вал или датчик 118 на эффекте Холла могут быть использованы в качестве датчика частоты вращения вала двигателя (оборотов двигателя), и могут формировать определенное число равноотстоящих импульсов на каждый оборот коленчатого вала, на основе которых может быть определена величина RPM - частота вращения вала двигателя (Revolutions per Minute). Указанные импульсы могут передаваться в контроллер 12 в качестве сигнала PIP (Profile Ignition Pickup) профиля зажигания.
Как говорилось выше, на фиг. 1 изображен лишь один цилиндр многоцилиндрового двигателя, при этом каждый цилиндр может аналогичным образом содержать свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливные форсунки, свечи зажигания и т.п. Также, согласно рассматриваемым примерам вариантов осуществления, двигатель может быть связан с мотором стартера (не показан) для запуска двигателя. Питание на мотор стартера может подаваться, например, когда водитель поворачивает ключ зажигания в рулевой колонке. Стартер отключается после запуска двигателя, например, когда двигатель 10 по истечении определенного времени достигает определенных оборотов.
Во время работы двигателя 10 каждый его цилиндр обычно совершает четырехтактный цикл: этот цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения (рабочий такт) и такт выпуска. На такте впуска, как правило, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вводится в цилиндр 30 через впускной коллектор 44, при этом поршень 36 перемещается в направлении дна цилиндра, так чтобы увеличить объем цилиндра 30. Положение, при котором поршень 36 находится вблизи дна цилиндра в конце своего хода (т.е. когда цилиндр 30 имеет наибольший объем) обычно называют нижней мертвой точкой (НМТ). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается в направлении головки цилиндра, так чтобы сжать воздух, находящийся в цилиндре 30. Точку, в которой поршень 36 в конце своего хода находится ближе всего к головке цилиндра (т.е. когда цилиндр 30 имеет наименьший объем), обычно называют верхней мертвой точкой (ВМТ). Во время впрыска производится ввод топлива в камеру сгорания. Согласно одному примеру, топливо можно вводить в цилиндр 30 на такте впуска. Согласно другому примеру, топливо можно вводить в цилиндр 30 на первой половине такта сжатия. Во время зажигания производится воспламенение введенного топлива при помощи средств зажигания, таких как искровая свеча 91, что приводит к горению топлива. Дополнительно или как вариант, для воспламенения воздушно-топливной смеси может быть использовано сжатие. На рабочем такте расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, на такте выпуска выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпустить продукты сгорания воздушно-топливной смеси в выпускной коллектор 48, при этом поршень 36 возвращается в ВМТ. Следует отметить, что вышеприведенное описание является лишь примером, и моменты открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапанов могут изменяться, например, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие состояний впускного и выпускного клапанов, более позднее закрытие впускного клапана, более раннее закрытие впускного клапана или различные другие варианты работы.
На фиг. 2а схематически изображен многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, который может представлять собой двигатель, показанный на фиг. 1. Конструкция, представленная на фиг. 2а, содержит систему 202 VCT изменения фаз газораспределения, систему 204 CPS переключения профилей кулачков, турбонагнетатель 290 и устройство 70 снижения токсичности выбросов. Следует понимать, что компоненты двигательной системы, представленные на фиг. 1, имеют те же самые позиционные номера, и повторно не рассматриваются.
Двигатель 10 содержит ряд камер 212 сгорания (т.е. цилиндров), которые сверху могут быть накрыты головкой 216 цилиндров. В примере, представленном на фиг. 2а, двигатель 10 содержит четыре камеры (31, 33, 35 и 37) сгорания. Следует понимать, что указанные цилиндры могут совместно использовать один двигательный блок (не показан) и картер (не показан).
Как говорилось ранее согласно фиг. 1, каждая камера сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42. Впускной коллектор 44 может быть связан с камерами сгорания через впускные отверстия. Каждое впускное отверстие может подавать воздух и/или топливо в цилиндр, с которым оно связано, для сжигания. Каждое впускное отверстие может выборочно сообщаться с цилиндром через один или более впускных клапанов. Каждый цилиндр 31, 33, 35 и 37 изображен на фиг. 2а с двумя впускными клапанами. Например, цилиндр 31 содержит два впускных клапана I1 и I2, цилиндр 33 содержит два впускных клапана I3 и I4, цилиндр 35 содержит два впускных клапана I5 и I6, и цилиндр 37 содержит два впускных клапана I7 и I8.
Четыре цилиндра 31, 33, 35 и 37 расположены в ряд, при этом цилиндры 31 и 37 по расположению являются наружными цилиндрами, а цилиндры 33 и 35 - внутренними цилиндрами. Другими словами, в двигательном блоке цилиндры 33 и 35 расположены рядом друг с другом между цилиндрами 31 и 37. В данном случае можно сказать, что наружные цилиндры 31 и 37 с боковых сторон граничат с внутренними цилиндрами 33 и 35. Хотя показано, что двигатель 10 является четырехцилиндровым двигателем с рядным расположением цилиндров, следует понимать, что в других вариантах осуществления двигатель может содержать другое число цилиндров.
Каждая камера сгорания может высвобождать газообразные продукты сгорания через один или более выпускных клапанов в связанные с ними выпускные отверстия. На фиг. 2а показано, что каждый цилиндр 31, 33, 35 и 37 содержит два выпускных клапана для выпуска отработавших газов. Например, цилиндр 31 содержит два выпускных клапана Е1 и Е2, цилиндр 33 содержит два выпускных клапана Е3 и Е4, цилиндр 35 содержит два выпускных клапана Е5 и Е6 и цилиндр 37 содержит два выпускных клапана Е7 и Е8.
Каждый цилиндр может быть связан с соответствующим выпускным отверстием для выпуска отработавших газов. В примере фиг. 2а выпускное отверстие 20 принимает отработавшие газы из цилиндра 31 через выпускные клапаны Е1 и Е2. Аналогично, выпускное отверстие 22 принимает отработавшие газы из цилиндра 33 через выпускные клапаны Е3 и Е4, выпускное отверстие 24 принимает отработавшие газы из цилиндра 35 через выпускные клапаны Е5 и Е6, и выпускное отверстие 26 принимает отработавшие газы из цилиндра 37 через выпускные клапаны Е7 и Е8. Оттуда отработавшие газы направляются через систему расщепленного коллектора к турбине 92 турбонагнетателя 290. Следует отметить, что в примере фиг. 2а расщепленный выпускной коллектор не является единым целым с головкой 216 цилиндров.
Как показано на фиг. 2а, выпускное отверстие 20 может иметь газовую связь с первой камерой 23 через патрубок 39, в то время как выпускное отверстие 22 может иметь газовую связь с первой камерой 23 через патрубок 41. Далее, выпускное отверстие 24 может иметь газовую связь со второй камерой 25 через патрубок 43, в то время как выпускное отверстие 26 может иметь газовую связь со второй камерой 25 через патрубок 45. Таким образом, цилиндры 31 и 33 могут высвобождать свои отработавшие газы в первую камеру 23 через соответствующие выпускные отверстия 20 и 22, и соответственно патрубки 39 и 41. При входе в первую камеру 23 патрубки 39 и 41 могут сливаться вместе в виде Y-образного тройника 250. Цилиндры 35 и 37 могут высвобождать свои отработавшие газы во вторую камеру 25 через соответствующие выпускные отверстия 24 и 26, и соответственно патрубки 43 и 45. При входе во вторую камеру 25 патрубки 43 и 45 могут сливаться вместе в виде Y-образного тройника 270. Таким образом первая камера 23 может не иметь газовой связи с патрубками 43 и 45, исходящими из выпускных отверстий 24 и 26 и, соответственно, цилиндров 35 и 37. Кроме того, вторая камера 25 может не иметь газовой связи с патрубками 39 и 41, исходящими, соответственно, из цилиндров 31 и 33. Помимо этого, первая камера 23 и вторая камера 25 могут не сообщаться друг с другом. В изображенном примере первая камера 23 и вторая камера 25 могут не входить в состав головки 216 цилиндров, и могут располагаться снаружи по отношению к головке 216 цилиндров.
Каждая камера сгорания может получать топливо от топливных форсунок (не показаны), связанных непосредственно с цилиндром, и действующих в качестве топливных форсунок непосредственного впрыска, и/или от форсунок, связанных с впускным коллектором, и действующих в качестве форсунок впрыска во впускной канал. Кроме того, воздушно-топливные заряды в каждом цилиндре могут быть воспламенены при помощи искры от соответствующей искровой свечи зажигания (не показаны). Согласно другим вариантам осуществления, камеры сгорания двигателя 10 могут работать в режиме компрессионного воспламенения с использованием искры зажигания или без искры зажигания.
Как говорилось выше согласно фиг. 1, двигатель 10 может содержать турбонагнетатель 290. Турбонагнетатель 290 может иметь в своем составе турбину 92 и компрессор 94, связанные общим валом 96. Лопасти турбины 92 вынуждены вращаться вокруг оси общего вала 96, когда часть потока отработавшего газа, высвобождаемого из двигателя 10, попадает на лопасти турбины. Компрессор 94 может быть связан с турбиной 92, и может приводиться во вращение, когда поток отработавшего газа заставляет лопасти турбины вращаться. Когда компрессор 94 приводится в действие, он заставляет сжатый газ двигаться через камеру 46 наддува и охладитель 90 наддувочного воздуха во впускной коллектор 44, откуда газ может быть направлен в двигатель 10. Таким образом, турбонагнетатель 290 может быть выполнен с возможностью подачи заряда наддувочного воздуха во впускной тракт двигателя.
В состав впускного канала 42 может входить впускной дроссель 62, расположенный после охладителя 90 наддувочного воздуха. Регулирование положения дросселя 62 может осуществлять управляющая система 15 посредством исполнительного органа дросселя (не показан), который связан с контроллером 12. Когда работает компрессор 94, за счет изменения положения впускного дросселя 62 можно производить всасывание определенного количества свежего воздуха из атмосферы в двигатель 10, при этом указанный воздух охлаждается охладителем 90 наддувочного воздуха и подается в цилиндры двигателя при значении давления компрессора (или давления наддува) через впускной коллектор 44. Чтобы уменьшить вероятность возникновения помпажа в компрессоре, по меньшей мере часть воздушного заряда, сжатого компрессором 94, можно передавать обратно на вход компрессора. Для передачи охлажденного сжатого воздуха из области после охладителя 90 наддувочного воздуха на вход компрессора, может быть предусмотрен рециркуляционный канал 49 компрессора. Для регулирования величины потока охлажденного воздуха, передаваемого на вход компрессора, может быть предусмотрен рециркуляционный клапан 27 компрессора.
По конструкции турбонагнетатель 290 может быть выполнен с несколькими улитками, причем турбина 92 может содержать несколько улиток. В изображенном варианте осуществления турбина 92 содержит две улитки - первую улитку 71 и вторую улитку 73. Соответственно, турбонагнетатель 290 может быть назван двухулиточным или двойным турбонагнетателем по меньшей мере с двумя раздельными каналами для входа отработавшего газа, который поступает в турбину 92 и проходит через турбину. Двойной турбонагнетатель 290 может быть выполнен с возможностью разделения отработавшего газа из цилиндров, пульсации отработавшего газа которых создают помехи друг другу при подаче на турбину 92. Таким образом, первая улитка 71 и вторая улитка 73 могут быть использованы для подачи отдельных потоков отработавшего газа на турбину 92.
В примере на фиг. 2а показано, что первая улитка 71 принимает отработавший газ из цилиндров 31 и 33 через первую камеру 23. Также показано, что вторая улитка 73 имеет газовую связь со второй камерой 25, и принимает отработавший газ из цилиндров 35 и 37. Следовательно, отработавший газ может быть направлен из первого наружного цилиндра (цилиндра 31) и первого внутреннего цилиндра (цилиндра 33) в первую улитку 71 двухулиточного турбонагнетателя 290. Кроме того, отработавший газ может быть направлен из второго наружного цилиндра (цилиндра 37) и второго внутреннего цилиндра (цилиндра 35) во вторую улитку 73 двухулиточного турбонагнетателя 290. Первая улитка 71 не может получать отработавший газ из второй камеры 25, а вторая улитка 73 не может получать отработавший газ из первой камеры 23.
Согласно другим вариантам осуществления, отработавший газ из цилиндров 33, 35 и 37 может быть подан во вторую улитку 73, в то время как отработавший газ из цилиндра 31 может быть подан в первую улитку 71. В рамках идеи и объема настоящего изобретения могут быть использованы и другие варианты подачи отработавших газов в двухулиточный турбонагнетатель. Согласно иным вариантам осуществления, может вообще не содержать нескольких улиток.
Турбина 92 может включать в себя по меньшей мере одну перепускную заслонку в целях управления величиной наддува, который обеспечивает турбина. Как показано на фиг.2а, общая перепускная заслонка 69 может быть устроена в перепускном канале 67 между впускными отверстиями и выпускным отверстием турбины 92 в целях управления количеством отработавшего газа, проходящего в обход турбины 92. Таким образом, часть отработавшего газа, который следует в направлении первой улитки 71 из первой камеры 23, может быть отведена посредством канала 65 через перепускную заслонку 69 в перепускной канал 67. Кроме того, другая часть отработавшего газа, который следует в направлении второй улитки 73 из второй камеры 25, может быть отведена посредством канала 63 через перепускную заслонку 69. Отработавшие газы, выходящие из турбины 92 и/или перепускной заслонки 69, могут пройти через устройство 70 снижения токсичности выбросов, и могут покинуть автомобиль через выхлопную трубу (не показана). В двухулиточных системах другой конструкции каждая улитка может содержать соответствующую перепускную заслонку для управления количеством отработавшего газа, который проходит через турбину 92.
Как говорилось ранее, каждый из цилиндров 31, 33, 35 и 37 содержит два впускных и два выпускных клапана. В данном случае каждый впускной клапан можно переключать между открытым положением, которое позволяет всасываемому воздуху поступать в соответствующий цилиндр, и закрытым положением, которое по существу блокирует поступление всасываемого воздуха в соответствующий цилиндр. На фиг. 2а показано, что переключение впускных клапанов I1-I8 производится общим впускным распредвалом 218. Впускной распредвал 218 содержит несколько впускных кулачков, выполненных с возможностью управления открытием и закрытием впускных клапанов. Управление каждым впускным клапаном может осуществляться посредством одного или более впускных кулачков, что будет дополнительно рассмотрено ниже. Согласно некоторым вариантам осуществления, для управления впускными клапанами могут быть предусмотрены один или более дополнительных впускных кулачков. И еще, управление впускными кулачками могут осуществлять системы привода впускных кулачков.
Каждый выпускной кулачок можно переключать между открытым положением, которое позволяет отработавшему газу выходить из соответствующего цилиндра, и закрытым положением, которое по существу удерживает газ внутри соответствующего цилиндра. На фиг. 2а показано, что переключение выпускных клапанов Е1-Е8 производится общим выпускным распредвалом 224. Выпускной распредвал 224 содержит несколько выпускных кулачков, выполненных с возможностью управления открытием и закрытием выпускных клапанов. Управление каждым выпускным клапаном может осуществляться посредством одного или более выпускных кулачков, что будет дополнительно рассмотрено ниже. Согласно некоторым вариантам осуществления, для управления выпускными клапанами могут быть предусмотрены один или более дополнительных выпускных кулачков. И еще, управление выпускными кулачками могут осуществлять системы привода выпускных кулачков.
Системы привода впускных кулачков и системы привода выпускных кулачков могут дополнительно содержать толкатели, коромысла, эксцентрики и т.п. Такие устройства и элементы могут управлять приводом впускных клапанов и выпускных клапанов, преобразуя вращательное движение кулачков в поступательное движение клапанов. Согласно другим примерам, клапаны можно приводить в действие посредством дополнительных рабочих выступов кулачков распредвалов, при этом профили рабочих выступов между различными клапанами могут обеспечивать изменение высоты подъема профиля кулачка, продолжительности воздействия профиля и/или изменение фазы воздействия кулачка. Однако, если требуется, то могут быть использованы и другие конструкции распредвалов (другие конструкции распредвала верхнего расположения и/или другие конструкции штоков толкателей). Кроме того, согласно некоторым примерам, каждый из цилиндров 212 может содержать только один выпускной клапан и/или впускной клапан, или более двух впускных или выпускных клапанов. Согласно еще другим примерам, привод выпускных клапанов и впускных клапанов может осуществляться посредством общего распредвала. Однако, в других вариантах конструкций, приведение в действие по меньшей мере одного из впускных клапанов и/или выпускных клапанов может осуществляться его собственным независимым распредвалом или иным устройством.
Двигатель 10 может представлять собой двигатель с РРО, и, если требуется, то посредством одного или более механизмов может осуществляться отключение определенной подгруппы из четырех цилиндров 212. Поэтому, контроллер 12 может быть выполнен с возможностью отключения впускных и выпускных клапанов для выбранных цилиндров, когда двигатель 10 работает в режиме РРО. Впускные и выпускные клапаны выбранных цилиндров могут быть отключены в режиме РРО посредством переключающих эксцентриков, переключающих коромысел или переключающих толкателей следящих роликов.
В рассматриваемом примере отключаемыми являются цилиндры 31, 35 и 37. Каждый из указанных цилиндров содержит первый впускной кулачок и второй впускной кулачок, обслуживающие впускные клапаны и расположенные на общем впускном распредвалу 218, а также первый выпускной кулачок и второй выпускной кулачок, обслуживающие выпускные клапаны и расположенные на общем выпускном распредвалу 224.
Первые впускные кулачки имеют первый профиль рабочего выступа для открытия впускных клапанов для первой продолжительности впуска. В примере фиг. 2а первые впускные кулачки С1 и С2 цилиндра 31, первые впускные кулачки С5, С6 цилиндра 33, первые впускные кулачки С9, С10 цилиндра 35 и первые впускные кулачки С13, С14 цилиндра 37 могут иметь одинаковый профиль первого рабочего выступа, который открывает соответствующие впускные клапаны на одинаковое время и на одинаковую высоту подъема. Согласно другим примерам, первые впускные кулачки для различных цилиндров могут иметь различные профили рабочих выступов. Вторые впускные кулачки показаны, как кулачки с нулевым рабочим выступом, которые могут иметь профиль, чтобы поддерживать их соответствующие впускные клапаны в закрытом положении. Таким образом, нулевые рабочие выступы помогают отключать соответствующие впускные клапаны в режиме РРО. В примере фиг. 2а вторые впускные кулачки N1, N2 цилиндра 31, вторые впускные кулачки N5, N6 цилиндра 35 и вторые впускные кулачки N9, N10 цилиндра 37 имеют нулевые рабочие выступы. Указанные нулевые рабочие выступы могут отключать соответствующие впускные клапаны в цилиндрах 31, 35 и 37.
Кроме того, каждый из впускных клапанов может быть приведен в действие посредством соответствующей системы привода, функционально связанной с контроллером 12. Как показано на фиг. 2а, впускные клапаны I1, I2 цилиндра 31 могут быть приведены в действие при помощи системы А2 привода, впускные клапаны I3, I4 цилиндра 33 могут быть приведены в действие при помощи системы А4 привода, впускные клапаны I5, I6 цилиндра 35 могут быть приведены в действие при помощи системы А6 привода, и впускные клапаны I7, I8 цилиндра 37 могут быть приведены в действие при помощи системы А8 привода.
Аналогично впускным клапанам, каждый из отключаемых цилиндров (31, 35 и 37) содержит первый выпускной кулачок и второй выпускной кулачок, расположенные на общем выпускном распредвалу 224. Первые выпускные кулачки имеют первый профиль рабочего выступа, обеспечивающий первую продолжительность выпуска и высоту подъема. В примере фиг. 2а первые выпускные кулачки С3 и С4 цилиндра 31, первые выпускные кулачки С7, С8 цилиндра 33, первые выпускные кулачки С11, С12 цилиндра 35 и первые выпускные кулачки С15, С16 цилиндра 37 могут иметь одинаковый профиль первого рабочего выступа, который открывает соответствующие выпускные клапаны на заданное время и на заданную высоту подъема. Согласно другим примерам, первые выпускные кулачки для различных цилиндров могут иметь различные профили рабочих выступов. Вторые выпускные кулачки показаны, как кулачки с нулевым рабочим выступом, которые могут иметь профиль, чтобы поддерживать их соответствующие выпускные клапаны в закрытом положении. Таким образом, нулевые рабочие выступы помогают отключать соответствующие выпускные клапаны в режиме РРО. В примере фиг. 2а вторые выпускные кулачки N3, N4 цилиндра 31, вторые выпускные кулачки N7, N8 цилиндра 35 и вторые выпускные кулачки N11, N12 цилиндра 37 имеют нулевые рабочие выступы. Указанные нулевые рабочие выступы могут отключать соответствующие выпускные клапаны в цилиндрах 31, 35 и 37.
Кроме того, каждый из выпускных клапанов может быть приведен в действие посредством соответствующей системы привода, функционально связанной с контроллером 12. Следовательно, выпускные клапаны Е1, Е2 цилиндра 31 могут быть приведены в действие при помощи системы А1 привода, выпускные клапаны Е3, Е4 цилиндра 33 могут быть приведены в действие при помощи системы A3 привода, выпускные клапаны Е5, Е6 цилиндра 35 могут быть приведены в действие при помощи системы А5 привода, и выпускные клапаны Е7, Е8 цилиндра 37 могут быть приведены в действие при помощи системы А7 привода.
Цилиндр 33 (или первый внутренний цилиндр) может не обладать способностью к отключению, и он может не содержать нулевых рабочих выступов для впускных и выпускных клапанов. Вследствие этого, впускные клапаны I3 и I4 цилиндра 33 могут быть неотключаемыми, и могут приводиться в действие только впускными кулачками С5 и С6 соответственно. Таким образом, впускные клапаны I3 и I4 цилиндра 33 могут не приводиться в действие нулевыми рабочими выступами. Аналогично, выпускные клапаны Е3 и Е4 цилиндра 33 могут быть неотключаемыми, и могут приводиться в действие только первыми выпускными кулачками С7 и С8. Кроме того, выпускные клапаны ЕЗ и Е4 могут не приводиться в действие нулевыми рабочими выступами. Следовательно, каждый впускной клапан и каждый выпускной клапан цилиндра 33 может приводиться в действие одним соответствующим кулачком.
Следует понимать, что другие варианты осуществления могут содержать другие механизмы, известные в данной области техники, для отключения впускных и выпускных клапанов в цилиндрах. В таких вариантах для отключения клапанов могут не использоваться нулевые рабочие выступы кулачков. Например, в гидравлических системах следящего ролика толкателя кулачка для отключения цилиндра нулевые рабочие выступы кулачка могут и не использоваться.
Кроме того, в других конструкциях могут использоваться сокращенные системы привода. Например, одна система привода может приводить в действие впускные клапаны I1 и I2, а также выпускные клапаны Е1 и Е2. Такая одна система привода может заменить собой системы А1 и А2, и может образовывать одну систему привода для цилиндра 31. Также возможны и другие комбинации систем привода.
Система 204 CPS может быть выполнена с возможностью перевода определенных участков впускного распредвала 218 в продольном направлении, чтобы тем самым переключать впускные клапаны I1-I8 на работу между соответствующими первыми впускными кулачками и вторыми впускными кулачками (где это применимо). Кроме того, система 204 CPS может быть выполнена с возможностью перевода определенных участков выпускного распредвала 224 в продольном направлении, чтобы тем самым переключать выпускные клапаны Е1-Е8 на работу между соответствующими первыми выпускными кулачками и вторыми выпускными кулачками. Таким образом, система 204 CPS может переключаться между первым кулачком для открытия клапана на первый промежуток времени, и вторым кулачком для открытия клапана на второй промежуток времени. В данном примере, система 204 CPS может переключать кулачки, управляющие впускными клапанами цилиндров 31, 35 и 37 между первым кулачком для открытия впускных клапанов на первый промежуток времени, и вторым кулачком с нулевым рабочим выступом («нулевым» кулачком) для поддержания впускных клапанов в закрытом положении. Кроме того, система 204 CPS может переключать кулачки, управляющие выпускными клапанами цилиндров 31, 35 и 37 между первым кулачком для открытия выпускных клапанов на первый промежуток времени, и вторым нулевым кулачком для поддержания выпускных клапанов в закрытом положении. Что касается цилиндра 33, то система 204 CPS не может производить переключение кулачков впускных и выпускных клапанов, поскольку цилиндр 33 выполнен с одним кулачком на клапан, и он не может быть отключен.
Вариант конструкции, изображенный на фиг. 2а, может включать в себя электромагниты S1 и S2, причем системы А2, А6 и А8 привода содержат коромысла для приведения в действие первого и второго впускных кулачков. В данном случае, система 204 CPS может быть функционально связана с электромагнитом S1 и электромагнитом S2, которые в свою очередь могут быть функционально связаны с системами привода. Кроме того, упомянутые коромысла можно приводить в действие электрическими или гидравлическими средствами при помощи электромагнитов S1 и S2, чтобы сопровождать или первые, впускные кулачки или вторые, нулевые кулачки. Как изображено на схеме, электромагнит S1 функционально связан только с системой А2 привода (по линии 272), и не имеет функциональной связи с системами А6 и А8 привода. Аналогично, электромагнит S2 функционально связан системой А6 привода (по линии 278) и системой А8 привода (по линии 284), и не имеет функциональной связи с системой А2 привода. Следует отметить, что электромагнит S2 является общим для систем А6 и А8 привода, и, следовательно, впускные клапаны каждого из цилиндров 35 и 37 могут быть приведены в действие одним, общим электромагнитом S2.
Электромагниты S1 и S2 также могут быть функционально связаны с системами А1, А5 и А7 привода для приведения в действие соответствующих выпускных кулачков. Точнее, электромагнит S1 может быть функционально связан только с системой А1 привода (по линии 274), и может не иметь функциональной связи с системами А5 и А7 привода. Далее, электромагнит S2 может быть функционально связан с системой А5 привода (по линии 276) и системой А7 привода (по линии 282), и может не иметь функциональной связи с системой А1. В данном случае, приведение в действие коромысел может осуществляться электрическими или гидравлическими средствами, чтобы сопровождать либо первые выпускные кулачки, либо вторые нулевые кулачки.
Электромагнит S1 может управлять впускными кулачками впускных клапанов I1 и I2 цилиндра 31 через коромысла в системе А2 привода, и может также управлять выпускными клапанами Е1 и Е2 цилиндра 31 через коромысла. Выпускные клапаны Е1 и Е2 могут быть отключены одновременно с впускными клапанами I1 и I2. Начальным положением (положением по умолчанию) для электромагнита S1 может быть закрытое положение - такое, при котором коромысло (-а), функционально связанные с электромагнитом S1, поддерживаются в ненажатом положении (или незафиксированном (незаблокированном) положении), которое приводит к отсутствию подъема (или нулевому подъему) впускных клапанов I1 и I2. Электромагнит S2 может управлять каждой парой впускных кулачков впускных клапанов 15 и 16 цилиндра 35, и, соответственно, впускных клапанов 17 и 18 цилиндра 37. Электромагнит S2 может также управлять каждой парой выпускных кулачков выпускных клапанов Е5 и Е6 цилиндра 35, и выпускных клапанов Е7 и Е8 цилиндра 37. Кроме того, впускные кулачки впускных клапанов цилиндров 35 и 37 могут быть приведены в действие посредством коромысел в соответствующих системах А6 и А8 привода. Аналогично, выпускные кулачки выпускных клапанов цилиндров 35 и 37 могут быть приведены в действие посредством коромысел в соответствующих системах А5 и А7 привода. Электромагнит S2 можно поддерживать в начальном (принятом по умолчанию) положении, так чтобы связанные с ним коромысла поддерживать в ненажатом, зафиксированном положении, сопровождая первые впускные и выпускные кулачки для каждого и впускных и выпускных клапанов цилиндров 35 и 37.
В другом возможном варианте осуществления, который изображен на фиг. 2b, каждым из отключаемых цилиндров можно управлять отдельным электромагнитом. Следует отметить, что фиг. 2b содержит множество таких же компонентов, какие были рассмотрены согласно фиг. 2а, и какие имеют такие же позиционные номера. Существенным различием фиг. 2а и фиг. 2b является то, что на фиг. 2b присутствуют три электромагнита, причем каждый электромагнит управляет одним из трех отключаемых цилиндров. Также следует отметить, что электромагниты S1, S2 и S3 (где применяется) фиг. 2а и 2b могут быть названы электромагнитами переключения клапанов.
Как показано в примере конструкции на фиг. 2b, системы А1 и А2 привода цилиндра 31 могут быть функционально связаны только с электромагнитом S1. Аналогично, электромагнит S2 может быть функционально связан только с системами А5 и А6 привода цилиндра 35, а электромагнит S3 может быть функционально связан только с системами А7 и А8 привода цилиндра 37. Следовательно, управление коромыслами в каждой из систем привода цилиндров 31, 35 и 37 может производиться независимо. К примеру, впускными клапанами 15 и 16 цилиндра 35 можно управлять независимо по отношению к впускным клапанам 17 и 18 цилиндра 37. Аналогично, выпускными клапанами Е5 и Е6 цилиндра 35 можно управлять независимо по отношению к выпускным клапанам Е7 и Е8 цилиндра 37. Точнее, электромагнит S1 функционально связан с системой А1 привода (по линии 274) и системой А2 (по линии 272), и не имеет связи ни с одной другой системой привода. Электромагнит S2 функционально связан только с системой А5 привода (по линии 292) и системой А6 (по линии 294), а электромагнит S3 функционально связан только с системой А7 привода (по линии 298) и системой А8 (по линии 296).
Система 204 CPS (на обеих фигурах 2а и 2b) может принимать сигналы от контроллера 12, чтобы осуществлять переключение между различными профилями кулачков для разных цилиндров двигателя 10, исходя из условий работы двигателя. Например, при низких нагрузках на двигателе, с двигателем можно работать в режиме двух цилиндров. В данном случае цилиндры 35 и 37 могут быть отключены посредством системы 204 CPS, которая может произвести перевод кулачков с первых впускных и первых выпускных кулачков на вторые, нулевые кулачки для каждого клапана. Одновременно цилиндры 31 и 33 можно поддерживать работающими, при этом их впускные и выпускные клапаны следует приводить в действие посредством их соответствующих первых кулачков.
В возможном варианте осуществления фиг.2а, содержащем системы привода с коромыслами, в которых коромысла приводятся в действие электрическими или гидравлическими средствами, с двигателем можно работать в режиме двух цилиндров в условиях низких нагрузок. На электромагнит S1 может быть подано питание, и он переведен в открытое положение, так чтобы соответствующие коромысла сопровождали первые впускные кулачки и первые выпускные кулачки на цилиндре 31, и на электромагнит S2 может быть подано питание, и он переведен в открытое положение, так чтобы ненажатые зафиксированные коромысла разблокировались, чтобы сопровождать второй нулевой впускной и второй нулевой выпускной кулачки в каждом из цилиндров 35 и 37. В ином варианте осуществления, показанном на фиг. 2b, и содержащем отдельные электромагниты для каждого из отключаемых цилиндров, на электромагнит S1 может быть подано питание, и он переведен в открытое положение так, как было описано ранее. Далее, на каждый из электромагнитов S2 и S3 может быть подано питание, чтобы работать с двигателем в режиме двух цилиндров. При этом ненажатые зафиксированные коромысла в системах А5 и А6 привода цилиндра 35 могут разблокироваться, чтобы сопровождать вторые, нулевые впускные кулачки N5 и N6, и вторые нулевые выпускные кулачки N7 и N8. Аналогично, ненажатые зафиксированные коромысла в системах А7 и А8 привода цилиндра 37 могут разблокироваться, чтобы сопровождать вторые, нулевые впускные кулачки N9 и N10, и вторые нулевые выпускные кулачки N11 и N12.
Согласно другому примеру, при средних нагрузках на двигателе с двигателем 10 можно работать в режиме трех цилиндров. В данном случае система 204 CPS может быть выполнена с возможностью приведения в действие впускных и выпускных клапанов цилиндров 35 и 37 при помощи их соответствующих первых впускных кулачков. Одновременно система 204 CPS может отключить цилиндр 31 путем приведения в действие впускных и выпускных клапанов цилиндра 31 при помощи соответствующих нулевых кулачков.
Двигатель 10 может дополнительно содержать систему 202 VCT. Система 202 VCT может представлять собой двойную систему независимого изменения фаз распредвалов, предназначенную для изменения фазы впускных клапанов и фазы выпускных клапанов независимо друг от друга. Система 202 VCT содержит устройство 230 фазирования впускного распредвала и устройство 232 фазирования выпускного распредвала для изменения фаз работы клапанов. Система 202 VCT может быть выполнена с возможностью установки опережающего или запаздывающего срабатывания клапанов путем задания опережающей или запаздывающей фазы кулачков (пример параметра работы двигателя), и может управляться со стороны контроллера 12. Система 202 VCT может быть выполнена с возможностью изменения моментов открытия и закрытия клапанов путем изменения взаимного относительного положения коленчатого вала и распредвала. Например, система 202 VCT может быть выполнена с возможностью поворота впускного распредвала 218 и/или выпускного распредвала 224 независимо от коленчатого вала, чтобы получить опережающую или запаздывающую фазу работы клапана. Согласно некоторым вариантам осуществления, система 202 VCT может представлять собой устройство вращательного привода кулачков, выполненное с возможностью быстрого изменения фазы кулачков. Согласно некоторым вариантам осуществления, фазу работы клапанов, такую как закрытие впускного клапана (ЗВпК) и закрытие выпускного клапана (ЗВыК) можно изменять посредством устройства CWL (Continuously Variable Valve Lift) плавного изменения высоты подъема клапана
Вышеописанные устройства управления клапанами/кулачками и системы могут питаться гидравлически или приводиться в действие электрически, или же могут иметь комбинированное питание.
Двигателем 10 по меньшей мере частично можно управлять посредством управляющей системы 15, содержащей контроллер 12, и посредством команды водителя через устройство ввода (фиг. 1). Показано, что управляющая система принимает информацию от ряда датчиков 16 (различные примеры которых были приведены согласно фиг. 1) и передает сигналы управления на ряд исполнительных органов 81. В качестве одного примера, управляющая система 15 и контроллер 12 могут передавать сигналы управления и принимать информацию о фазе кулачков и/или выборе кулачков от системы 204 CPS и системы 202 VCT. В качестве другого примера, в число исполнительных органов 81 могут входить топливные форсунки, перепускная заслонка 69, рециркуляционный клапан 27 компрессора и дроссель 62. Контроллер 12 может принимать на вход данные от различных датчиков, обрабатывать поступающие данные и приводить в действие исполнительные органы в ответ на обработанные входные данные в зависимости от инструкций или программного кода, соответствующих одной или более программам. Дополнительные системные датчики и исполнительные органы будут рассмотрены подробно ниже в соответствии с фиг. 4.
Как говорилось ранее, двигатель 10, соответствующий фиг. 1, 2а и 2b, может работать в режиме РРО или в режиме без РРО (когда горение имеет место во всех цилиндрах). Чтобы обеспечить преимущества, выражающиеся в снижении расхода топлива, уменьшении шума, вибрации и неплавности работы, приведенный в примере двигатель 10 может главным образом работать в режиме РРО либо на трех цилиндрах с равномерным зажиганием, либо на двух цилиндрах с равномерным зажиганием. Первый вариант конструкции коленчатого вала четырехцилиндрового двигателя, при котором зажигание в двигателе (или такты в цилиндрах) происходит с интервалом 180° УПКВ, может создавать шум вибрацию и неплавность из-за неравномерности зажигания, если с ним работать в режиме трех цилиндров. Например, в случае четырехцилиндрового двигателя с коленчатым валом первого варианта конструкции, который допускает очередность зажигания 1-3-4-2, при работе в режиме трех цилиндров (1-3-4) зажигание может происходить через следующие неравномерные интервалы: 180° - 180° - 360°.
Чтобы двигатель 10 мог работать в режиме трех цилиндров с уменьшенными шумом, вибрацией и неплавностью, может потребоваться коленчатый вал, который допускает равномерное зажигание в режиме работы на трех цилиндрах. К примеру, может быть сконструирован коленчатый вал, чтобы обеспечивать зажигание в трех цилиндрах с интервалами 240° УПКВ при отключенном четвертом цилиндре. Если предусмотреть коленчатый вал, который допускает равномерное зажигание в режиме трех цилиндров, то двигатель 10 сможет работать в режиме трех цилиндров более продолжительное время, при этом будет снижен расход топлива и уменьшены шум, вибрация и непплавность.
В соответствии с этим, на фиг. 3 изображен пример коленчатого вала 300, который может быть использован для работы двигателя 10 в режиме двух цилиндров или режиме трех цилиндров с равномерным зажиганием. Коленчатый вал 300 на фиг. 3 изображен в аксонометрии. Коленчатый вал 300 может служить в качестве коленчатого вала 40, показанного на фиг. 1. Коленчатый вал, изображенный на фиг. 3, может быть использован в двигателе, таком как двигатель 10 на фиг. 2 и 4 с линейным расположением цилиндров, в котором цилиндры расположены в один ряд. Как показано, с коленчатым валом 300 может быть связан ряд поршней 36. Кроме того, поскольку двигатель 10 является четырехцилиндровым двигателем с рядным расположением цилиндров, фиг. 3 изображает четыре поршня, расположенных в один ряд по длине коленчатого вала 300.
У коленчатого вала 300 имеется носок 330 (или передний конец) с передней частью 334 вала для установки шкивов и/или виброгасителя (не показан) для гашения крутильных колебаний. Коленчатый вал 300 также содержит хвостовик 310 (фланцевый конец) с фланцем 314, конструкция которого позволяет крепить маховик (не показан). Таким образом, энергия, высвобождаемая при горении, может передаваться от поршней коленчатому валу и маховику, и далее в трансмиссию, сообщая тем самым автомобилю энергию движения.
Коленчатый вал 300 может также содержать ряд пальцев, шеек, щек и балансировочных противовесов. В изображенном примере коленчатый вал 300 содержит переднюю шейку 332 коренного подшипника и заднюю шейку 316 коренного подшипника. Помимо указанных шеек коренных подшипников на двух концах, коленчатый вал 300 дополнительно содержит три коренные шейки 326, расположенные между передней шейкой 332 коренного подшипника и задней шейкой 316 коренного подшипника. Таким образом коленчатый вал 300 содержит пять коренных шеек, причем каждая шейка соосна с центральной осью 350 вращения. Коренные шейки 316, 332 и 326 опираются на вкладыши коренных подшипников, которые позволяют коленчатому валу 300 вращаться, и обеспечивают ему опору. В других вариантах осуществления коленчатый вал может содержать больше пяти или меньше пяти коренных шеек.
Коленчатый вал 300 также содержит первую шатунную шейку 348, вторую шатунную шейку 346, третью шатунную шейку 344 и четвертую шатунную шейку 342 (которые идут от носка 330 к хвостовику 310). Таким образом, коленчатый вал 300 содержит всего четыре шатунные шейки. Однако, можно представить возможность использования другого числа шатунных шеек. Каждая шатунная шейка 342, 344, 346 и 348 может быть механически шарнирно связана с соответствующим шатуном 312 и тем самым с соответствующим поршнем 36. Следует понимать, что при работе двигателя коленчатый вал совершает вращение вокруг центральной оси 350. Щеки 318 коленчатого вала могут нести на себе шатунные шейки 342, 344, 346 и 348. Щеки 318 могут дополнительно связывать каждую из шатунных шеек с коренными шейками 316, 332 и 326. Также щеки 318 могут быть механически связаны с противовесами 320 в целях гашения колебаний коленчатого вала 300. Следует отметить, что на фиг.3 не у всех щек коленчатого вала 300 проставлено обозначение.
Вторая шатунная шейка 346 и первая шатунная шейка 348 показаны в одинаковых положениях относительно центральной оси 350 вращения. Точнее, поршни, связанные с первой шатунной шейкой 348 и второй шатунной шейкой 346, соответственно, могут находиться в одинаковых положениях на своих соответствующих тактах. Первая шатунная шейка 348 может также быть соосна второй шатунной шейке 346 относительно центральной оси 350 вращения. Кроме того, вторая шатунная шейка 346, третья шатунная шейка 344 и четвертая шатунная шейка 342 могут быть повернуты друг относительно друга на 120° вокруг центральной оси 350 вращения. Например, как показано на фиг. 3 для коленчатого вала 300, третья шатунная шейка 344 поворачивается в сторону наблюдателя, четвертая шатунная шейка 342 движется в сторону от наблюдателя (в плоскость чертежа), в то время как вторая шатунная шейка 346 и первая шатунная шейка 348 выстроены в одну линию и находятся в плоскости чертежа.
На врезке 360 схематически изображен коленчатый вал 300 и показаны положения четырех шатунных шеек относительно друг друга и относительно центральной оси 350 вращения. На врезке 370 схематически показана боковая проекция коленчатого вала 300, если смотреть с хвостовика 310 (фланцевого конца) коленчатого вала вперед в сторону носка 330 (переднего конца) вдоль центральной оси 350 вращения. На врезке 370 показаны взаимные положения шатунных шеек относительно центральной оси коленчатого вала и центральной оси вращения.
Как показано на врезке 360, четвертая шатунная шейка 342 и третья шатунная шейка 344 движутся по существу в противоположных направлениях друг относительно друга. Точнее, если смотреть со стороны конца задней коренной шейки 316 в направлении передней коренной шейки 332, то третья шатунная шейка 344 повернута на угол вправо, в то время как четвертая шатунная шайка 342 повернута на угол влево относительно центральной оси 350 вращения. Угловое положение третьей шатунной шейки 344 относительно четвертой шатунной шейки 342 также показано на врезке 370.
Кроме того, следует отметить, что третья шатунная шейка 344 и четвертая шатунная шейка 342 не могут быть расположены непосредственно напротив друг друга. Данные шатунные шейки могут быть расположены на угловом расстоянии 120° друг от друга в направлении часовой стрелки, если измерять точно от шатунной шейки 344 в направлении шатунной шейки 342, и смотреть со стороны хвостовика 310 (фланцевого конца) и коренной шейки 316 в направлении носка 330 и коренной шейки 332. Следовательно, четвертая шатунная шейка 342 и третья шатунная шейка 344 повернуты на угол друг относительно друга вокруг центральной оси 350 вращения. Аналогично, третья шатунная шейка 344 и вторая шатунная шейка 346 повернуты на угол друг относительно друга вокруг центральной оси 350 вращения. Кроме того, показано, что первая шатунная шейка 348 и вторая шатунная шейка 346 по углу совмещены друг с другом и параллельны друг другу относительно центральной оси 350 вращения. Дополнительно, первая шатунная шейка 348 и вторая шатунная шейка 346 расположены рядом друг с другом. Как показано на врезке 370, вторая шатунная шейка 346, третья шатунная шейка 344 и четвертая шатунная шейка 342 расположены под углами 120° друг относительно друга вокруг центральной оси коленчатого вала 300. Кроме того, первая шатунная шейка 348 и вторая шатунная шейка 346 расположены вертикально над центральное осью 350 вращения (например, на угле 0°), в то время как третья шатунная шейка 344 расположена на угле 120° в направлении часовой стрелки от первой шатунной шейки 348 и второй шатунной шейки 346. Четвертая шатунная шейка 342 расположена на угле 120° в направлении против часовой стрелки от первой шатунной шейки 348 и второй шатунной шейки 346.
Следует понимать, что даже хотя показано, что первая шатунная шейка 348 совмещена со второй шатунной шейкой 346, и каждый из двух поршней, связанных с первой шатунной шейкой 348 и второй шатунной шейкой 346, изображены на фиг. 3 в положении ВМТ, указанные два поршня могут находиться в конце разных тактов. Например, поршень, связанный с первой поршневой шейкой 348, может находиться в конце такта сжатия, в то время как поршень, связанный со второй поршневой шейкой 346 может находиться в конце такта выпуска. Таким образом, поршень, связанный с первой поршневой шейкой 348, может отстоять на 360° УПКВ от поршня, связанного со второй поршневой шейкой 346, по отношению у циклу зажигания двигателя в 720° УПКВ.
Расположение поршневых шеек, показанное на фиг. 3, поддерживает очередность зажигания в двигателе 3-2-4 в режиме трех цилиндров. В данном случае очередность зажигания 3-2-4 заключается в зажигании третьего цилиндра с поршнем, связанным с третьей поршневой шейкой 344, за которым следует зажигание второго цилиндра с поршнем, связанным с поршневой шейкой 346, и затем зажигание четвертого цилиндра с поршнем, связанным с четвертой поршневой шейкой 342. В данном случае все акты воспламенения отделены друг от друга интервалом 240° УПКВ.
Данное расположение поршневых шеек может также механически вынуждать очередность зажигания 1-3-2-4, когда все цилиндры включены в режиме без РРО. В данном случае, очередность зажигания 1-3-2-4 может заключаться в зажигании первого цилиндра с поршнем, связанным с первой шатунной шейкой 348, за которым следует зажигание третьего цилиндра с поршнем, связанным с третьей шатунной шейкой 344. Зажигание во втором цилиндре, связанном со второй шатунной шейкой 346, может быть выполнено после третьего цилиндра, за чем следует зажигание в четвертом цилиндре, связанном с четвертой шатунной шейкой 342. В примере двигателя 10 с коленчатым валом 300 акты зажигания в четырех цилиндрах с очередностью 1-3-2-4 могут происходить при следующих неравномерных интервалах: 120° - 240° - 240° - 120°. Поскольку первая шатунная шейка 348 совмещена со второй шатунной шейкой 346, а такты их поршней отделены друг от друга интервалом 360° УПКВ, акты зажигания в первом цилиндре и во втором цилиндре также происходят с интервалами 360° друг от друга. Акты зажигания в двигателе будут рассмотрены далее согласно фиг. 6, 7 и 8.
На фиг. 4 схематически изображен пример автомобильной системы 100 на виде сверху. Автомобильная система 100 содержит корпус 103 автомобиля, при этом передняя сторона обозначена словом FRONT, а задняя сторона обозначена словом BACK. Автомобильная система 100 может содержать ряд колес 135. К примеру, как показано на фиг. 4, автомобильная система 100 может содержать первую пару колес, ближнюю к передней стороне автомобиля, и вторую пару колес, ближнюю к задней стороне автомобиля.
Автомобильная система 100 может содержать двигатель внутреннего сгорания, такой как двигатель 10 на фиг. 1, 2а и 2b, связанный с трансмиссией 137. Показано, что автомобильная система 100 имеет передний привод, при этом двигатель 10 приводит в движение передние колеса через полуоси 109 и 111. Согласно другому варианту осуществления, автомобильная система 100 может иметь задний привод, который приводит в движение задние колеса через приводной вал (не показан) и дифференциал (не показан), расположенный на задней оси 131.
Двигатель 10 и трансмиссия 137 могут опираться по меньшей мере частично на раму 105, которая в свою очередь может опираться на ряд колес. Как таковые вибрации и движения от двигателя 10 и трансмиссии 137 могут передаваться на раму 105. Рама 105 может также обеспечивать опору кузову автомобильной системы 100 и другим внутренним компонентам, так что вибрации от работающего двигателя могут передаваться внутрь автомобильной системы 100. Чтобы уменьшить передачу вибраций внутрь автомобильной системы 100, двигатель 10 и трансмиссия 137 могут быть механически прикреплены через рад элементов 139 к соответствующим активным опорам 133. Как показано на фиг. 4, двигатель 10 и трансмиссия 137 механически прикреплены в четырех местах к элементам 139, а через элементы 139 -к четырем активным опорам 133. В ином варианте двигатель 10 и трансмиссия 137 могут быть прикреплены к раме 105 через элементы 139 и неактивные опоры 133. Согласно еще одному примеру, может быть использовано сочетание активных и неактивных опор. Точнее, часть элементов 139 может быть связана с активными опорами, а остальная часть элементов 139 может быть связана с неактивными или пассивными опорами. К примеру, два из четырех элементов 139 могут быть связаны с активными опорами 133, а остальные два элемента 139 могут быть связаны с неактивными опорами (не показано). Согласно другим вариантам осуществления, в рамках идеи и объема настоящего изобретения может быть использовано другое число элементов и активных (и неактивных) опор.
Вид 150 изображает автомобильную систему 100, если смотреть с задней стороны автомобиля. Как говорилось ранее, управляющая система 15, содержащая контроллер 12, может по меньшей мере частично управлять двигателем 10, а также автомобильной системой 100. Показано, что управляющая система 15 принимает информацию от ряда датчиков 16, и передает сигналы управления ряду исполнительных органов 81. В изображенном примере контроллер 12 может принимать на вход данные от датчика 141 вибрации. Датчиком 141 вибрации может служить, к примеру, акселерометр. Далее, управляющая система 15 и контроллер 12 могут передавать сигналы управления исполнительным органам 81, в числе которых может быть топливная форсунка 66, связанная с цилиндром 30, и ряд активных опор 133. Контроллер 12 может принимать на вход данные от различных датчиков, обрабатывать принятые данные и приводить в действие исполнительные органы в ответ на обработанные входные данные, исходя из инструкций или программного кода, соответствующего одной или более программам.
Активные опоры 133 могут быть функционально связаны с контроллером 12, и получив сигнал от контроллера 12, могут адаптировать свои характеристики демпфирования, чтобы нейтрализовать вибрации, источником которых является двигатель и/или трансмиссия. Согласно одному примеру, изменение характеристик демпфирования может быть достигнуто путем активного демпфирования за счет изменения эффективной жесткости опоры. Согласно другому примеру, характеристики демпфирования можно изменять путем активного демпфирования за счет подключения масс, которые могут создавать силу противодействия воспринимаемой вибрации. В данном случае активные опоры могут фильтровать вибрации, принимаемые от двигателя и/или трансмиссии, и создавать противодействующую силу, которая будет гасить вибрации, которые не были отфильтрованы. Указанная противодействующая сила может быть создана путем подачи команды на электромагнит внутри каждой активной опоры, чтобы ускорять или замедлять движение в пределах его хода.
Активные опоры, принцип действия которых основывается на изменении эффективной жесткости опоры, имеют ограничения по частоте. Поскольку большая доля возмущений при работе двигателя в режиме РРО может возникать при работе двигателя на более низких оборотах, при большем задаваемом рабочем объеме (целевая частота < 50 Гц), изменение эффективной жесткости опоры может помочь уменьшить вибрации, создаваемые во время переходов между режимами РРО. С другой стороны, активные опоры, принцип действия которых основывается на обеспечении активного демпфирования за счет включения электромагнитов, могут быть неспособны подавлять низкочастотные вибрации. В данном случае, способность подавления низких частот данными активными опорами может быть ограничена ходом - границами хода электромагнита. Такие активные опоры могут быть более пригодными для задач, в которых отсутствует уравновешивающий вал, а создание противодействующих сил требуется при более высоких оборотах двигателя. Согласно другому примеру, активные опоры с включаемыми массами могут также использоваться для задач высокочастотного маскирования, когда целевая частота выше 50 Гц. И согласно еще одному примеру, данные активные опоры могут быть использованы для имитации вибраций приводов клапанов, которые могут присутствовать при разных состояниях привода клапана, так чтобы пассажиры могли одинаковым образом воспринимать все состояния привода клапанов.
Управление активными опорами может осуществляться системами без обратной связи или системами с замкнутой обратной связью. К примеру, в управляющих системах без обратной связи ведущая команда может быть синхронизирована с воспринимаемым возмущением, а ее амплитуда может записана в таблицу (картирована) в соответствии с измеренными передаточными функциями. В примере управляющей системы с замкнутой обратной связью, состояние активных опор можно регулярно контролировать, и на активные опоры можно подавать команды для подавления измеренных возмущений в границах рабочего диапазона. Однако, управление с обратной связью может быть более чувствительным к ошибкам при вычислении векторов коррекции. Поэтому, задаваемая реакция системы может приводить к усилению вибраций.
Согласно настоящему изобретению, проблемы шума, вибраций и неплавности, которые могут возникать при переходах между режимами работы двигателя, можно регулировать путем измерения актов перехода между режимами и записи в таблицу (картирования) результатов измерения. Например, автомобильную систему 100 с двигателем 10 можно на стенде испытать в трех доступных режимах (двух цилиндров, трех цилиндров и всех цилиндров), при этом могут быть найдены и зафиксированы результаты измерений частот вибраций при переходах между указанными тремя доступными режимами. Как показано на фиг. 4, датчик 141 вибрации, связанный с рамой 105, может воспринимать частоты вибраций при указанных переходах, и передавать данные сигналы в контроллер 12. В ответ на сигналы, получаемые от датчика 141 вибрации, контроллер 12 может включать активные опоры 133, чтобы парировать и уменьшать воспринятые вибрации. Согласно одному примеру управления без обратной связи, активные опоры можно включать в зависимости от того, когда происходит включение переключающих электромагнитов привода клапанов (например, S1, S2 и S3). В ответ на сигналы, полученные от контроллера 12, активные опоры 133 могут генерировать вибрации, которые имеют ту же амплитуду, что и вибрации, зарегистрированные датчиком 141, но которые сдвинуты по фазе на 180°.
Поскольку каждый переход между режимами работы может генерировать особые частоты вибраций в двигателе, то, чтобы парировать эти вибрации на активные опоры может быть подано определенное воздействие. Указанные измеренные частоты вибрации и соответствующие активные реакции опор могут быть картированы и сохранены в памяти контроллера. В условиях стендовых испытаний контроллер может использовать картированные данные для передачи конкретного сигнала в активные опоры в зависимости от того, какой переход между режимами происходит.
Соответственно, активные опоры могут обеспечивать различные реакции на каждый отдельный переход между режимами. Согласно одному примеру, можно приводить в действие все активные опоры, связанные с двигателем. Согласно другому примеру, можно приводить в действие только выбранные опоры из множества активных опор. И согласно еще одному примеру, в различные моменты времени можно включать различные активные опоры, и на различную продолжительность. Таким образом, контроллер может обучаться и сохранять информацию, касающуюся частот вибрации при каждом переходе между режимами работы, и соответствующих сигналов реакции, передаваемых в активные опоры с целью парирования частот вибрации. Следовательно, включение активных опор может давать тактильное ощущение совершения актов зажигания.
Дополнительно к включению активных опор, контроллер 12 может формировать соответствующие звуковые ощущения, чтобы достичь полной имитации актов зажигания или очередности перехода от режима к режиму. Согласно одному примеру, может быть использовано активное шумоподавление (ANC, Active Noise cancellation), чтобы выборочно добавлять и/или подавлять шум в салоне автомобиля, чтобы создавать требуемые звуковые ощущения. Система ANC может содержать сеть датчиков, которые воспринимают шум в салоне, и в ответ на измеренный шум в салоне система ANC может включать звуковую систему. Например, ANC может дать команду звуковой системе, чтобы громкоговорители уменьшили звуковое давление в салоне, чтобы выборочно подавить шум. Согласно другому примеру, звуковая система может получить команду увеличить звуковое давление для создания шума. Движение громкоговорителя в звуковой системе может быть координированным, чтобы соответствовать фазе, амплитуде и частоте, как это требуется либо для подавления шума, либо для создания звукового эффекта. Общий результат заключается в том, что шум, создаваемый данной частотой работы зажигания в двигателе может быть подавлен. Кроме того, чтобы создать требуемые ощущения, могут быть созданы звуковые эффекты, которые соответствуют ожидаемому порядку перехода от режима к режиму.
Работа двигателя 10, и в частности очередность зажигания, будет рассмотрена далее согласно фиг. 5-7, которые представляют временные диаграммы зажигания для четырех цилиндров двигателя 10. Фиг. 5 изображает циклограмму зажигания в двигателе 10 для режима РРО при работе на двух цилиндрах; фиг. 6 изображает циклограмму зажигания в двигателе 10 для режима РРО при работе на трех цилиндрах; и фиг. 7 изображает циклограмму зажигания в двигателе 10 для режима без РРО, когда включены все четыре цилиндра. Следует понимать, что цилиндры 1, 2, 3 и 4 на фиг. 5-7 соответствуют цилиндрам 31, 33, 35 и 37, соответственно, на фиг. 2а и 2b. Для каждой диаграммы номер цилиндра показан на оси у, а такты двигателя представлены на оси х. Кроме того, зажигание и соответствующий акт воспламенения внутри каждого цилиндра представлен символом «звездочка» между тактом сжатия и рабочим тактом цилиндра. И еще, дополнительные диаграммы 504, 604 и 704 отображают акты зажигания в каждом активном цилиндре в каждом режиме на окружности, представляющей 720° вращения коленчатого вала. Следует понимать, хотя это и не отмечено, что поршни двигателя продолжают совершать свой ход в цилиндрах после их отключения без воспламенения топливной смеси. К тому же, отключенные цилиндры могут содержать в себе заряд запертого газа, который может представлять собой смесь продуктов сгорания, свежего воздуха, масла и т.п. Запертые газовые заряды могут создавать демпфирующий эффект, когда поршень движется внутри отключенного цилиндра. Однако, запертые газовые заряды не создают никакой мощности во время рабочих тактов.
Итак, на фиг. 5 изображен пример циклограммы зажигания в двигателе для режима РРО при работе на двух цилиндрах. В данном случае, цилиндры 3 и 4 отключены, благодаря тому, что впускные и выпускные клапаны данных цилиндров приводятся в действие их соответствующими нулевыми кулачками. В цилиндры 1 и 2 может подаваться зажигание с интервалами 360° УПКВ в очередности 1-2-1-2. Как показано на фиг. 5, цилиндр 1 может начинать такт сжатия в то же самое время, когда цилиндр 2 начинает такт выпуска. В сущности, все такты двигателя в цилиндрах 1 и 2 отстоят друг от друга на интервал 360° УПКВ. К примеру, такт выпуска в цилиндре 2 может произойти через 360° УПКВ после такта выпуска в цилиндре 1. Аналогично акты зажигания в двигателе отнесены друг от друга на интервал 360° УПКВ, как показано на диаграмме 504, и, соответственно, рабочие такты в активных цилиндрах происходят с интервалом 360° УПКВ друг относительно друга. Режим РРО и работу на двух цилиндрах можно использовать при условиях низкой нагрузки на двигателе, когда запрашиваемый крутящий момент имеет пониженный уровень. Благодаря работе на двух цилиндрах можно также реализовать снижение расхода топлива.
На фиг.6 изображен пример циклограммы зажигания в двигателе 10 для режима РРО при работе на трех цилиндрах, когда активными являются три цилиндра. В данном примере, цилиндр 1 может быть отключен, в то время как цилиндры 2, 3 и 4 являются активными. Акты зажигания и воспламенения в двигателе и между тремя активными цилиндрами могут происходить с интервалами 240° УПКВ аналогично трехцилиндровому двигателю. В данном случае акты зажигания могут происходить через равные интервалы. Аналогично, все такты двигателя в пределах трех цилиндров могут происходить с интервалами 240° УПКВ. Например, такт выпуска в цилиндре 4 может последовать приблизительно через 240° УПКВ после такта выпуска в цилиндре 2. Аналогично, такт выпуска в цилиндре 3 может последовать через 240° УПКВ после такта выпуска в цилиндре 4. Акты зажигания в двигателе могут происходить аналогичным образом. Пример очередности зажигания для режима РРО при работе на трех цилиндрах может выглядеть так: 2-4-3-2-4-3. Как показано на диаграмме 604, зажигание в цилиндр 3 может быть подано приблизительно через 240° УПКВ после подачи зажигания в цилиндр 4; зажигание в цилиндр 2 может быть подано приблизительно через 240° УПКВ после акта зажигания в цилиндре 3; и зажигание в цилиндр 4 может быть подано приблизительно через 240° УПКВ после акта зажигания в цилиндре 2.
Следует понимать, что равномерные интервалы зажигания 240° УПКВ в режиме РРО при работе на трех цилиндрах могут быть приблизительными. Согласно одному примеру, интервал зажигания между цилиндром 3 и цилиндром 2 может составлять 230° УПКВ. Согласно другому примеру, интервал зажигания между цилиндром 3 и цилиндром 2 может составлять 255° УПКВ. И согласно еще одному примеру, интервал зажигания между цилиндром 3 и цилиндром 2 может составлять точно 240° УПКВ. Аналогично, интервал зажигания между цилиндром 2 и цилиндром 4 может варьировать в диапазоне от 230° УПКВ до 255° УПКВ. Такая же изменчивость может касаться и интервалов зажигания между цилиндром 4 и цилиндром 3. Возможны также и другие значения вариации.
Далее, режим РРО и работу на трех цилиндрах можно выбрать для работы двигателя в режиме холостого хода. Шум и вибрации при работе двигателя на холостом ходу могут быть более значительными, при этом работа на трех цилиндрах с равномерной подачей зажигания, и со стабильным зажиганием может быть более подходящим вариантом для работы двигателя в данных условиях.
На фиг. 7 изображен пример циклограммы зажигания в двигателе 10 для режима без РРО, когда активными являются все четыре цилиндра. В режиме без РРО, исходя из конструкции коленчатого вала 300, зажигание на двигатель 10 можно подавать неравномерно. Согласно одному примеру, изображенный на фиг. 3 коленчатый вал может обеспечивать очередность зажигания в цилиндрах, представленную на фиг. 7. Как показано в изображенном примере, зажигание в цилиндр 1 можно подавать между актами зажигания в цилиндрах 3 и 4. Согласно одному примеру, зажигание в цилиндр 1 может быть подано приблизительно через 120° УПКВ после подачи зажигания в цилиндр 4. Согласно одному примеру, зажигание в цилиндр 1 может быть подано точно через 120° УПКВ после подачи зажигания в цилиндр 4. Согласно другому примеру, зажигание в цилиндр 1 может быть подано через 115° УПКВ после подачи зажигания в цилиндр 4. Согласно еще одному примеру, зажигание в цилиндр 1 может быть подано через 125° УПКВ после подачи зажигания в цилиндр 4. Кроме того, зажигание в цилиндр 1 может быть подано приблизительно за 120° УПКВ перед подачей зажигания в цилиндр 3. Например, зажигание в цилиндр 1 может быть подано в интервале от 115° УПКВ до 125° УПКВ перед подачей зажигания в цилиндр 3. К тому же, в цилиндрах 2, 3 и 4 могут продолжать происходить акты зажигания с интервалами 240° УПКВ между ними, при этом акт зажигания в цилиндре 1 будет происходить приблизительно посередине между актами зажигания в цилиндре 4 и цилиндре 3. Поэтому, зажигание в двигателе 10 можно производить в следующей очередности: 1-3-2-4 (или 2-4-1-3 или 3-2-4-1 или 4-1-3-2 поскольку зажигание циклично) с неравными интервалами, причем цилиндр 1 - это цилиндр, который создает неравномерность. Как показано на диаграмме 704, зажигание в цилиндр 3 может быть подано приблизительно через 120° УПКВ после подачи зажигания в цилиндр 1; зажигание в цилиндр 2 может быть подано приблизительно через 240° УПКВ после подачи зажигания в цилиндр 3; зажигание в цилиндр 4 может быть подано приблизительно через 240° УПКВ после подачи зажигания в цилиндр 2; и зажигание в цилиндр 1 может быть подано приблизительно через 120° УПКВ после подачи зажигания в цилиндр 4. Согласно другим примерам, интервалы между актами зажигания в четырех цилиндрах могут отличаться от вышеупомянутых интервалов.
Фиг. 8 изображает примеры диаграмм 820 и 840, представляющих собой графики зависимости нагрузки двигателя от его оборотов. Конкретно, диаграммы указывают различные режимы работы двигателя, которые доступны при различных сочетаниях оборотов двигателя и нагрузок двигателя. На каждой из диаграмм обороты двигателя представлены вдоль оси x, а нагрузка двигателя представлена вдоль оси y. Линия 822 представляет максимальную нагрузку с которой может работать данный двигатель при данных оборотах. Зона 824 представляет режим работы на четырех цилиндрах без РРО для четырехцилиндрового двигателя, такого, как рассмотренный ранее двигатель 10. Зона 848 представляет режим работы с РРО на трех цилиндрах, а зона 826 представляет режим работы с РРО на двух цилиндрах для четырехцилиндрового двигателя.
Диаграмма 820 изображает пример первого варианта четырехцилиндрового двигателя, в котором единственным доступным режимом РРО является режим двух цилиндров (в отличие от варианта, рассматриваемого в настоящем изобретении). Режим двух цилиндров (зона 826) может быть использован главным образом при низких нагрузках двигателя и умеренных оборотах. При всех других сочетаниях оборотов-нагрузки может быть использован режим без РРО (зона 824). В отношении диаграммы 820 следует отметить, что зона 826 занимает меньшую часть области под линией 822 по сравнению с зоной, представляющей режим без РРО (зоной 824).
Поэтому, двигатель, работающий всего в двух доступных режимах (с РРО и без РРО), может дать сравнительно небольшую экономию топлива по сравнению с двигателем с постоянным рабочим объемом. Кроме того, поскольку переход между двумя указанными режимами содержит в себе отключение и включение двух из четырех цилиндров, может потребоваться более доскональное управление (например, значительное изменение фазы подачи искры наряду с регулированием дросселя и фазы работы клапанов), чтобы компенсировать возмущения крутящего момента во время таких переходов. Как говорилось ранее, первый вариант четырехцилиндрового двигателя может не обеспечить опцию работы в режиме трех цилиндров из-за более значительных проблем шума, вибрации и неплавности.
Диаграмма 840 изображает пример работы двигателя для варианта осуществления, соответствующего настоящему изобретению, например, двигателя 10 фиг. 1, 2а, 2b и 4. В данном случае двигатель может работать в одном из двух доступных режимов с РРО, реализуя снижение расхода топлива более эффективно, чем первый вариант, проиллюстрированный диаграммой 820. Двигатель может работать в режиме РРО с двумя цилиндрами, как в примере диаграммы 820, при низких нагрузках на двигателе и умеренных оборотах. Кроме того, двигатель может работать в режиме РРО с тремя цилиндрами при условиях низкой нагрузки - низких оборотов, при умеренной нагрузке - умеренных оборотах, и при умеренной нагрузке - высоких оборотах. При условиях очень высоких оборотов и всех нагрузках, а также условиях очень высокой нагрузки и всех оборотах может быть использован режим без РРО.
Из диаграммы 840 следует, что двигатель, соответствующий фиг. 1, 2а, 2b и 4, может работать по существу в режиме двух цилиндров или режиме трех цилиндров. Режим без РРО может быть выбран только в условиях очень высокой нагрузки и очень высоких оборотов двигателя. Поэтому, может быть достигнута сравнительно большая экономия топлива. Как говорилось ранее, двигатель может работать в режимах трех цилиндров и двух цилиндров при равномерном зажигании, обеспечивающем ослабление проблем шума, вибрации и неплавности. При работе в режиме без РРО может быть использована неравномерная схема зажигания, что может создавать выраженный выхлопной шум.
Также следует понимать, что в варианте осуществления двигателя 10, представленном на фиг. 1, 2а, 2b и 4, большую долю переходов между режимами работы могут составлять переходы от режима двух цилиндров на режим трех цилиндров (и обратно), при этом переходы от режима трех цилиндров на режим без РРО (и обратно) будут происходить реже. Другими словами, двигатель главным образом может работать в режиме РРО с тремя цилиндрами. Кроме того, может происходить меньшее число переходов от режима четырех цилиндров без РРО на режим РРО с двумя цилиндрами (и обратно). Как следствие, могут быть обеспечены более плавные и легкие переходы между режимами при управлении двигателем, например, двигателем 10, рассмотренном согласно фиг. 1, 2а, 2b и 4. В общем, могут быть улучшены дорожные качества автомобиля за счет уменьшения шума, вибрации и неплавности, и более ровного управления двигателем.
Также следует понимать, что переходы при работе двигателя от режима двух цилиндров на режим трех цилиндров (и обратно) могут включать в себя переходы между режимами, использующими равномерные интервалы зажигания. Поэтому, переходы между указанными режимами могут быть более чувствительными к моментам фактического переключения. То есть, выбор момента перехода может приводить к заметным вибрациям в указанных двух режимах с равномерным зажиганием. Как будет рассмотрено ниже, для обеспечения более плавных переходов может быть использовано изменение положения дросселя, а также изменение фазы подачи искры.
Включение/отключение цилиндров и очередность актов зажигания при переходах между режимами работы двигателя будут рассмотрены ниже согласно фиг. 9-18. Каждая из указанных фигур изображает диаграммы моментов подачи искры для четырех цилиндров двигателя 10 во время конкретного перехода. Как и на фиг. 5-7, цилиндры 1, 2, 3 и 4 на фиг. 9-18 соответствуют цилиндрам 31, 33, 35 и 37, соответственно, фиг. 2а и 2b. Для каждой диаграммы номер цилиндра показан на оси y, а такты двигателя показаны на оси x. Кроме того, зажигание и соответствующий акт воспламенения внутри каждого цилиндра представлены символом «звездочка» между тактом сжатия и рабочим тактом цилиндра. Следует отметить, что акты зажигания и такты цилиндров развиваются во времени с левой стороны диаграмм в направлении правой стороны диаграмм.
Отключение цилиндра может заключаться в приведении в действие его впускных и выпускных клапанов посредством соответствующих нулевых кулачков, и отключении топливной форсунки, связанной с отключаемым цилиндром. Как говорилось ранее, за счет воздействия на впускные и выпускные клапаны их соответствующих нулевых кулачков, впускные и выпускные клапаны можно поддерживать закрытыми во время отключения их цилиндра. Искру, тем не менее, можно продолжать подавать в отключаемый цилиндр. В иных вариантах осуществления, искру также можно отключать после требуемого акта зажигания.
Хотя это и не отмечалось, но следует понимать, что поршни двигателя продолжают совершать свой ход в цилиндрах после их отключения без воспламенения топливной смеси. Точнее, поршни в отключенных цилиндрах продолжают совершать свое возвратно-поступательное движение, не передавая никакой мощности на коленчатый вал. К тому же, отключенные цилиндры могут содержать в себе заряд запертого газа, который может представлять собой смесь продуктов сгорания, свежего воздуха, масла и т.п. Запертые газовые заряды могут создавать демпфирующий эффект, когда поршень движется внутри отключенного цилиндра. Однако, запертые газовые заряды не создают никакой мощности во время рабочих тактов.
На фиг. 9 представлен пример диаграммы зажигания в двигателе, иллюстрирующей переход от режима двух цилиндров на режим трех цилиндров. Данный пример соответствует варианту осуществления фиг. 2, в котором системы привода цилиндра 3 (или цилиндра 35) и цилиндра 4 (или цилиндра 37) управляются общим одним электромагнитом S2. Левая сторона диаграммы изображает двигатель, работающий в режиме двух цилиндров, при котором включены цилиндры 1 и 2, и акты зажигания в двигателе происходят с интервалами 360° УПКВ. Точнее, зажигание в цилиндры 1 и 2 может подаваться с интервалом 360° УПКВ при очередности зажигания 1-2-1-2. Кроме того, цилиндры 3 и 4 могут быть отключены путем воздействия на впускные и выпускные клапаны этих цилиндров посредством соответствующих нулевых кулачков. Дополнительно, топливные форсунки цилиндров 3 и 4 могут быть отключены. Однако, искра в данные два отключенных цилиндра может подаваться. Правда без свежего воздуха и топлива в этих отключенных цилиндрах горения происходить не может.
Когда будет получена команда на переход двигателя на работу в режиме трех цилиндров, электромагнит S2 может быть включен посредством системы 204 CPS, чтобы включить цилиндры 3 и 4. В ответ на команду профили кулачков могут быть переключены так, чтобы впускные клапаны и выпускные клапаны цилиндров 3 и 4 теперь приводились в действие первыми впускными кулачками и, соответственно, первыми выпускными кулачками. Следует понимать, что переключение между двумя указанными кулачками может быть выполнено либо во время такта сжатия, либо во время рабочего такта. Во время этих тактов кулачки могут быть расположены на своей базовой окружности, что позволяет осуществить плавный переход между профилями кулачков. Следовательно, цилиндр 4 может быть включен ближе к концу своего рабочего такта, в то время как цилиндр 3 может быть включен во время второй половины своего такта сжатия. Таким образом, цилиндры 3 и 4 могут быть включены одновременно посредством электромагнита S2.
Как показано на фиг. 9, искра в цилиндр 3 может быть подана незамедлительно после его включения, но воспламенения может и не произойти из-за отсутствия свежего воздуха и топлива в цилиндре. Чтобы обозначить отсутствие воспламенения, искра показана «точечной звездочкой». С другой стороны, искру можно и не подавать в цилиндр 3 до завершения последующей подачи топлива. Цилиндры 4 и 3 могут вытолкнуть запертые в них воздушные заряды во время соответствующих тактов выпуска, поскольку выпускные клапаны теперь могут быть включены. Затем на электромагнит S1 может быть подана команда, чтобы отключить цилиндр 1 для перехода на режим трех цилиндров. Соответственно, выпускные клапаны и впускные клапаны цилиндра 1 могут быть отключены путем перевода кулачков с первых впускных и первых выпускных кулачков на соответствующие нулевые кулачки. Кроме того, указанные клапаны могут быть отключены ближе к концу рабочего такта цилиндра 1, так что газообразные продукты сгорания могут быть заперты в цилиндре 1.
Следовательно, очередность событий в двигателе 10 во время перехода от режима двух цилиндров на режим трех цилиндров может быть описана следующим образом: за первым актом зажигания в цилиндре 2 через 360° УПКВ может последовать второй акт зажигания в цилиндре 1. После второго акта зажигания в цилиндре 1 может произойти одновременное включение цилиндров 3 и 4. Затем цилиндр 1 может быть отключен ближе к концу следующего рабочего такта после второго акта зажигания. Третий акт зажигания может произойти в цилиндре 2 через 360° УПКВ после второго акта зажигания в цилиндре 1. За третьим актом зажигания в цилиндре 2 через 240° УПКВ может последовать четвертый акт зажигания в цилиндре 4, а за четвертым актом зажигания в цилиндре 4 через 240° УПКВ может последовать пятый акт зажигания в цилиндре 3. Отсюда и далее двигатель может работать в режиме трех цилиндров с равномерными интервалами зажигания 240° УПКВ. Следует отметить, что происходящие друг за другом акты зажигания во время перехода отделены друг от друга интервалом по меньшей мере 120° УПКВ (или более). Вышерассмотренная очередность событий во время перехода между режимами может обеспечить более плавный переход и пониженные шум, вибрацию и неплавность по сравнению с очередностью перехода, которая будет описана ниже согласно фиг. 10. Рассмотренная выше очередность перехода может также быть реализована в конструкции двигателя с раздельными электромагнитами, как на фиг. 2b. Цилиндр 3 и цилиндр 4 могут быть включены посредством соответствующих электромагнитов S2 и S3 независимо, но по существу в одни и те же моменты времени на тактах цилиндров.
Таким образом, переход от режима двух цилиндров на режим трех цилиндров может заключаться в одновременном включении третьего цилиндра и четвертого цилиндра после акта зажигания в первом цилиндре (в предыдущем описании этот акт назван вторым актом зажигания), в отключении первого цилиндра после акта зажигания, подаче зажигания во второй цилиндр через 360° УПКВ после акта зажигания в первом цилиндре, и подаче зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после зажигания во втором цилиндре.
Согласно другому примеру, в четырехцилиндровом двигателе можно осуществить переход от работы в режиме двух цилиндров к работе в режиме трех цилиндров. Способ может содержать работу с двигателем изначально в режиме двух цилиндров путем подачи зажигания в первый цилиндр и второй цилиндр с интервалом между моментами зажигания 360° УПКВ. Двигатель может быть переведен в режим трех цилиндров путем отключения первого цилиндра, включения четвертого цилиндра и третьего цилиндра, и подачи зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после акта зажигания во втором цилиндре. Далее зажигание в третий цилиндр может быть подано через 240° УПКВ после зажигания в четвертом цилиндре. Кроме того, после отключения в первый цилиндр можно не подавать топливо и не подавать зажигание.
На фиг. 10 изображен другой пример перехода от режима двух цилиндров на режим трех цилиндров. Данный переход заключается в использовании раздельного управления электромагнитами, как показано в примере на фиг. 2b, для цилиндра 3 и цилиндра 4. В данном случае, цилиндр 3 может быть включен раньше цилиндра 4, так что акт зажигания с воспламенением может произойти в цилиндре 3 через 120° УПКВ после зажигания в цилиндре 1. Как показано, цилиндр 3 может быть включен ближе к концу своего рабочего такта, при этом любой заряд, запертый в цилиндре 3, может быть выпущен во время последующего такта выпуска. Цилиндр 4 может быть включен ближе к концу своего рабочего такта, приблизительно, через 450° УПКВ после включения цилиндра 3. Запертые газы могут быть выпущены из цилиндра 4 после его включения. Далее, цилиндр 1 может быть отключен ближе к концу его рабочего такта после акта воспламенения.
В данном случае, очередность событий при переходе может быть следующая: после включения цилиндра 3 может произойти первый акт зажигания в цилиндре 2. Второй акт зажигания может произойти в цилиндре 1 через 360° УПКВ после первого акта зажигания в цилиндре 2. Цилиндр 4 может быть включен после второго акта зажигания в цилиндре 1. Далее, третий акт зажигания в цилиндре 3 может последовать через 120° УПКВ после второго акта зажигания в цилиндре 1. Цилиндр 1 может быть отключен ближе к концу своего рабочего такта после второго акта зажигания, при этом газообразные продукты сгорания могут быть заперты. Затем в цилиндр 2 может быть подано зажигание в виде четвертого акта зажигания через 240° УПКВ после третьего акта зажигания в цилиндре 3. Пятый акт зажигания в цилиндре 4 может произойти через 240° УПКВ после четвертого акта зажигания в цилиндре 2. Отсюда и далее, в три включенных цилиндра может подаваться зажигание с равномерными интервалами 240° УПКВ.
Вышеприведенная очередность перехода может приводить к увеличенному уровню шума, вибрации и неплавности из-за неравномерных интервалов зажигания, которые имеют место при такой очередности. Неравномерные интервалы при указанной очередности перехода следующие: 360-120-240-240. В цепочке актов зажигания во время перехода можно наблюдать сравнительно короткий интервал 120° УПКВ, когда зажигание в цилиндре 3 происходит весьма скоро после зажигания в цилиндре 1. Далее, в вышеприведенной очередности частота рабочих тактов, передающих крутящий момент коленчатому валу, изменяется от одного такта в каждые 360° УПКВ до одного такта в каждые 240° УПКВ. Число градусов УПКВ между рабочими тактами может быть обратно пропорциональным крутящему моменту, создаваемому коленчатым валом, если допустить, что рабочие такты имеют одинаковую интенсивность. В промежуточный период внутри перехода, когда число градусов УПКВ между рабочими тактами составляет 120, может создаваться кратковременное увеличение крутящего момента. Такое увеличение могло бы восприниматься, как недостаточная плавность или повышенная вибрация. Соответственно очередность перехода, представленная на фиг. 9, может обеспечить более плавный переход, чем очередность, изображенная на фиг. 10. В силу увеличенной вероятности повышенного шума, вибрации и неплавности, очередность перехода, показанную на фиг. 10, можно использовать реже. Следует также отметить, что по меньшей мере два следующих друг за другом акта зажигания во время указанного перехода, разделены интервалом 120° УПКВ.
Рассмотренные выше очередности событий в двигателе могут быть невозможными в варианте осуществления двигателя, представленном на фиг. 2а с одним общим электромагнитом (например, электромагнитом S2), который управляет обоими цилиндрами - цилиндром 3 (или цилиндром 35) и цилиндром 4 (или цилиндром 37).
Согласно другому представлению, способ может содержать переход от режима работы двигателя на двух цилиндрах к режиму работы на трех цилиндрах путем включения третьего цилиндра и четвертого цилиндра последовательно, а затем - отключения первого цилиндра после акта зажигания в первом цилиндре. Данный способ может далее содержать подачу зажигания в третий цилиндр через 120° УПКВ после акта зажигания в первом цилиндре, подачу зажигания во второй цилиндр через 240° УПКВ после зажигания в третьем цилиндре, подачу зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после зажигания во втором цилиндре, и подачу зажигания в первый цилиндр через 120° УПКВ после зажигания в четвертом цилиндре. Как говорилось выше, данная очередность может создавать шум, вибрацию и неплавность по причине более короткого интервала 120° УПКВ между актом зажигания в первом цилиндре и следующим за ним актом зажигания в третьем цилиндре.
На фиг. 11 представлен пример диаграммы зажигания в двигателе, иллюстрирующей переход от режима трех цилиндров на режим двух цилиндров. Изображенный пример касается варианта осуществления двигателя фиг. 2а, в котором системы привода цилиндра 3 (или цилиндра 35) и цилиндра 4 (или цилиндра 37) управляются одним общим электромагнитом S2. Левая сторона диаграммы изображает двигатель, работающий в режиме трех цилиндров, при котором включены цилиндры 2, 3 и 4, и акты зажигания в двигателе происходят равномерно с интервалами 240° УПКВ. Точнее, зажигание в цилиндры 2, 3 и 4 может подаваться с интервалами 240° УПКВ в очередности 2-4-3-2-4-3. Кроме того, цилиндр 1 отключен путем приведения в действие впускных и выпускных клапанов посредством соответствующих вторых нулевых кулачков. Дополнительно может быть отключена топливная форсунка цилиндра 1. Однако, искру можно продолжать подавать, но без свежего воздуха и топлива в данном отключенном цилиндре воспламенения происходить не может.
Когда будет получена команда для перехода двигателя на работу в режиме двух цилиндров, система 204 CPS может включить электромагнит S2, чтобы отключить цилиндры 3 и 4. В ответ на указанную команду профили кулачков могут быть переведены так, чтобы впускные клапаны и выпускные клапаны цилиндров 3 и 4 теперь приводились в действие посредством их соответствующих вторых нулевых кулачков. Следует понимать, что переключение между первыми впускными и выпускными кулачками и вторыми впускными и выпускными нулевыми кулачками может быть выполнено либо во время тактов сжатия, либо во время рабочих тактов. Во время указанных тактов кулачки могут быть расположены на своей базовой окружности, что позволяет осуществить плавный переход между профилями кулачков. Поэтому цилиндр 4 можно отключить ближе к концу его рабочего такта, после акта зажигания в цилиндре 4. Между тем цилиндр 3 может быть отключен в то же самое время, что и цилиндр 4. Как говорилось ранее, отключение цилиндра может заключаться в приведении в действие впускных и выпускных кулачков данного цилиндра посредством их соответствующих нулевых кулачков, и в отключении топливной форсунки, связанной с цилиндром. Тем не менее, искру в отключаемый цилиндр можно продолжать подавать. В других вариантах осуществления искру также можно отключать после требуемого акта зажигания.
Как показано на фиг. 11, цилиндр 3 может быть отключен во время своего такта сжатия. Поскольку подача топлива в цилиндр может происходить во время такта впуска или на ранней стадии такта сжатия, свежее топливо вместе со свежим всасываемым воздухом могут присутствовать в цилиндре 3, когда производится его отключение. Соответственно, когда происходит подача искры в цилиндр 3 после его отключения на такте сжатия, в цилиндре 3 может происходить воспламенение. Однако, газообразные продукты сгорания могут оставаться запертыми в цилиндре 3 (и цилиндре 4), поскольку после отключения впускные и выпускные клапаны остаются закрытыми.
Цилиндр 1 может быть включен ближе к концу своего рабочего такта (при отключении никакого горения в цилиндре 1 нет) после акта зажигания в цилиндре 3. Электромагнит S1 может быть включен, чтобы включить цилиндр 1 для перехода на режим двух цилиндров. Соответственно, выпускные клапаны и впускные клапаны цилиндра 1 могут быть включены путем переключения привода с соответствующих вторых нулевых кулачков на первые впускные и первые выпускные кулачки. После включения цилиндра газы, запертые в цилиндре 1, могут быть высвобождены на последующем такте выпуска.
Очередность событий в двигателе 10 при переходе от режима трех цилиндров на режим двух цилиндров может быть следующая: за первым актом зажигания в цилиндре 2 через 240° УПКВ может последовать второй акт зажигания в цилиндре 4. Одновременное отключение цилиндров 3 и 4 может произойти после акта зажигания в цилиндре 4. Третий акт зажигания может произойти в цилиндре 3 после его отключения, через 240° УПКВ после второго акта зажигания в цилиндре 4. Затем цилиндр 1 может быть включен ближе к концу своего рабочего такта. За третьим актом зажигания в цилиндре 3 через 240° УПКВ может последовать четвертый акт зажигания в цилиндре 2, а за четвертым актом зажигания в цилиндре 2 через 360° УПКВ может последовать пятый акт зажигания в цилиндре 1. После данного акта зажигания двигатель может продолжить работать в режиме двух цилиндров с интервалами 360° УПКВ между актами зажигания в двух включенных цилиндрах (цилиндре 1 и цилиндре 2). Следует отметить, что по меньшей мере два следующих друг за другом акта зажигания в вышеприведенной очередности отделены друг от друга интервалом по меньшей мере 120° УПКВ (или более). В данном примере наименьший интервал между двумя последовательными актами зажигания составляет 240° УПКВ.
Данная очередность событий при переходе от режима трех цилиндров на режим двух цилиндров может обеспечить более плавный переход с пониженными шумом, вибрацией и неплавностью. При данной очередности перехода интервалы между актами зажигания изменяются от 240° УПКВ при режиме с тремя цилиндрами до 360° УПКВ при режиме с двумя цилиндрами. Как было отмечено касательно фиг.11, промежуточные интервалы между актами зажигания величиной либо 120° УПКВ, либо 480° УПКВ могут отсутствовать, и переход между двумя режимами осуществляется при равномерных интервалах зажигания. Как было упомянуто ранее, число градусов УКПВ между актами зажигания (или рабочими тактами) может быть обратно пропорциональным крутящему моменту, создаваемому коленчатым валом, если допустить, что рабочие такты имеют одинаковую интенсивность. Если в промежуточный период во время перехода число градусов УПКВ между рабочими тактами составит либо 120, либо 480, то может возникнуть кратковременное увеличение или уменьшение крутящего момента коленчатого вала. Такое кратковременное увеличение или уменьшение может восприниматься, как недостаточная плавность.
Таким образом, четырехцилиндровый двигатель можно переключать с режима работы на трех цилиндрах на режим работы на двух цилиндрах, используя один электромагнит. Данный способ может заключаться в одновременном отключении четвертого цилиндра (цилиндра 4) и третьего цилиндра (цилиндра 3), включении первого цилиндра (цилиндра 1) и подаче зажигания в первый цилиндр через 360° УПКВ после акта зажигания во втором цилиндре (цилиндре 2).
Рассмотренная выше очередность перехода может также быть реализована с раздельными электромагнитами, как на фиг. 2b. Цилиндр 3 и цилиндр 4 могут быть отключены независимо посредством соответствующих электромагнитов S2 и S3, но по существу в одни и те же моменты времени на тактах цилиндров.
Согласно другому примеру, четырехцилиндровый двигатель может быть переведен с режима работы на трех цилиндрах на режим работы на двух цилиндрах. Способ может содержать переход от режима трех цилиндров на режим двух цилиндров путем отключения третьего цилиндра и четвертого цилиндра, включения первого цилиндра и подачи зажигания в первый цилиндр через 360° УПКВ после акта зажигания во втором цилиндре. Кроме того, после отключения в четвертый цилиндр можно не подавать топливо и не подавать зажигание. И также после отключения в третий цилиндр можно не подавать топливо и не подавать зажигание.
Другой пример перехода от режима трех цилиндров на режим двух цилиндров представлен на фиг. 12. Данный переход содержит использование раздельного управления электромагнитами для цилиндра 3 и цилиндра 4, которое показано в варианте осуществления на фиг. 2b. Аналогично фиг. 11, левая сторона диаграммы изображает двигатель, работающий в режиме трех цилиндров, при котором включены цилиндры 2, 3 и 4, и акты зажигания в двигателе происходят равномерно с интервалами 240° УПКВ. Далее производится отключение цилиндра 1 путем воздействия на впускные и выпускные клапаны посредством соответствующих вторых нулевых кулачков.
Когда принимается команда для перевода двигателя на режим двух цилиндров, электромагниты S2 и S3 могут быть включены независимо друг от друга посредством системы 204 CPS, чтобы отключить цилиндры 3 и 4. В данном случае цилиндр 3 может быть отключен раньше цилиндра 4, при этом отключение происходит ближе к концу рабочего такта после акта зажигания в цилиндре 3. Газообразные продукты сгорания, которые возникают в силу акта зажигания в цилиндре 3, могут быть заперты в цилиндре. Цилиндр 4 может также быть отключен в конце своего рабочего такта после акта зажигания в цилиндре 4. Аналогично цилиндру 3, газообразные продукты сгорания могут быть заперты в цилиндре 4 после его отключения. Цилиндр 1 может быть включен посредством электромагнита S1 ближе к концу своего рабочего такта (в состоянии отключения никакого воспламенения в цилиндре 1 не происходит), и запертый воздушный заряд может быть высвобожден на такте выпуска, который следует за рабочим тактом. Включение цилиндра 1 может произойти после акта зажигания в цилиндре 4.
В данном случае очередность событий при переходе между режимами может быть следующая: за первым актом зажигания в цилиндре 2 через 240° УПКВ может последовать второй акт зажигания в цилиндре 4. Третий акт зажигания может произойти в цилиндре 3 через 240° УПКВ после второго акта зажигания в цилиндре 4. Далее, цилиндр 3 может быть отключен на своем рабочем такте после третьего акта зажигания в цилиндре 3. Четвертый акт зажигания может произойти в цилиндре 2 через 240° УПКВ после третьего акта зажигания в цилиндре 3. Пятый акт зажигания в цилиндре 4 может состояться через 240° УПКВ после четвертого акта зажигания. Затем, цилиндр 4 может быть отключен на рабочем такте, который следует за пятым актом зажигания в цилиндре 4, а цилиндр 1 может быть включен после отключения цилиндра 4. Шестой акт зажигания в цилиндре 2 может произойти через 480° УПКВ после пятого акта зажигания. Седьмой акт зажигания в цилиндре 1 может состояться через 360° УПКВ после шестого акта зажигания в цилиндре 2. Отсюда и далее в два включенных цилиндра зажигание может подаваться с равными интервалами 360° УПКВ.
Вышеописанная очередность перехода может приводить к увеличенному шуму, вибрации и неплавности из-за пропущенных актов зажигания между пятым и шестым актами, что приводит к неравномерным интервалам. Эти неравномерные интервалы при вышеприведенной очередности перехода могут быть следующими: 240-480-360. В этой цепочке актов зажигания во время перехода может наблюдаться сравнительно длинный интервал 480° УПКВ, когда зажигание в цилиндре 2 происходит весьма поздно после цилиндра 4. Этот более продолжительный интервал может повлиять на крутящий момент двигателя, а пропуск актов зажигания может повлиять на горение смеси и дорожные качества автомобиля. В сущности, может иметь место кратковременное увеличение крутящего момента коленчатого вала, что в свою очередь может приводить к снижению плавности и увеличению возмущений. Из-за того, что есть вероятность увеличения шума, вибрации и неплавности, а также возмущений выходного крутящего момента, очередность перехода, соответствующую фиг. 12, можно использовать реже. Следует также отметить, что во время данного перехода между двумя последовательными актами зажигания может присутствовать интервал равный по меньшей мере 120° УПКВ. В данном примере кратчайший интервал между двумя последовательными актами зажигания составляет 240° УПКВ.
Вышеприведенная очередность событий может быть невозможна в случае одного общего электромагнита (например, электромагнита S2), который управляет обоими цилиндрами - цилиндром 3 (или цилиндром 35) и цилиндром 4 (или цилиндром 37).
Фиг. 13 изображает пример диаграммы зажигания в двигателе, которая иллюстрирует переход от режима четырех цилиндров (режим без РРО) на режим двух цилиндров. Изображенный пример касается варианта осуществления двигателя, соответствующего фиг. 2b, в котором системы привода цилиндра 3 (или цилиндра 35) и цилиндра 4 (или цилиндра 37) управляются разными электромагнитами, например, S2 и S3. Левая сторона диаграммы изображает двигатель работающий в режиме четырех цилиндров, когда все четыре цилиндра включены, а акты зажигания в двигателе происходят через неравные интервалы. Точнее, зажигание в цилиндр 3 может быть подано через 120° УПКВ после акта зажигания в цилиндре 1, в цилиндр 2 зажигание может быть подано через 240° УПКВ после акта зажигания в цилиндре 3, в цилиндр 4 зажигание может быть подано через 240° УПКВ после акта зажигания в цилиндре 2. В цилиндр 1 зажигание может быть подано через 120° УПКВ после акта зажигания в цилиндре 4. Очередность зажигания в режиме четырех цилиндров может быть следующая: 1-3-2-4 при следующих интервалах: 120-240-240-120. Кроме того, впускные и выпускные клапаны в цилиндрах 1, 3 и 4 могут приводиться в действие посредством соответственно своих первых впускных и первых выпускных кулачков.
Когда принимается команда для перевода двигателя на режим двух цилиндров, электромагниты S2 и S3 могут быть активированы системой 204 CPS, чтобы отключить цилиндры 3 и 4. В ответ на команду профили кулачков в цилиндрах 3 и 4 могут быть переключены так, чтобы соответствующие впускные клапаны и выпускные клапаны цилиндров теперь приводились в действие посредством соответствующих вторых, нулевых кулачков. Следует понимать, что переключение между первыми впускными и выпускными кулачками и вторыми впускными и выпускными нулевыми кулачками можно выполнять либо во время тактов сжатия, либо во время рабочих тактов. В время этих тактов кулачки могут быть расположены на своей базовой окружности, что позволяет осуществлять плавный переход между профилями кулачков. Каждый из цилиндров - цилиндр 3 и цилиндр 4 может быть отключен ближе к концу своего соответствующего рабочего такта, который следует за соответствующим актом зажигания. Кроме того, каждый из цилиндров - цилиндр 3 и цилиндр 4 может запирать внутри себя газообразные продукты сгорания. Кстати, цилиндр 3 может быть отключен раньше цилиндра 4.
Очередность событий в двигателе 10 во время перехода из режима без РРО в режим двух цилиндров может быть следующей: за первым актом зажигания в цилиндре 2 через 240° УПКВ следует второй акт зажигания в цилиндре 4. Третий акт зажигания может произойти в цилиндре 1 через 120° УПКВ после второго акта зажигания в цилиндре 4, за чем может следовать четвертый акт зажигания в цилиндре 3. Четвертый акт зажигания в цилиндре 3 может произойти через 120° УПКВ после третьего акта зажигания в цилиндре 1. Следует отметить, что это очередность зажигания в режиме четырех цилиндров. Цилиндр 3 может быть отключен ближе к концу своего рабочего такта, который следует за четвертым актом зажигания в цилиндре 3. Зажигание в цилиндр 2 (пятый акт зажигания) может быть подано через 240° УПКВ после четвертого акта зажигания. За пятым актом зажигания через 240° УПКВ может следовать шестой акт зажигания в цилиндре 4. Затем цилиндр 4 может быть отключен ближе к концу своего рабочего такта после шестого акта зажигания. Седьмой акт зажигания может произойти в цилиндре 1 через 120° УПКВ после шестого акта зажигания. Поскольку цилиндр 3 уже был отключен, следующий акт зажигания (восьмой акт зажигания) происходит в цилиндре 2 через 360° УПКВ после седьмого акта зажигания. После данного акта зажигания двигатель может продолжать работать в режиме двух цилиндров с равными интервалами зажигания 360° УПКВ при двух включенных цилиндрах (цилиндре 1 и цилиндре 2). Следует также отметить, что во время данного перехода между двумя последовательными актами зажигания может присутствовать интервал равный по меньшей мере 120° УПКВ. К примеру, интервал между третьим и четвертым актами зажигания составляет 120° УПКВ. Согласно другому примеру, между шестым и седьмым актами зажигания интервал составляет 120° УПКВ.
Таким образом, может быть произведен перевод двигателя от работы в режиме четырех цилиндров на работу в режиме двух цилиндров. Данный способ может заключаться в отключении третьего цилиндра (цилиндра 3) и четвертого цилиндра (цилиндра 4) последовательным образом после соответствующих актов зажигания (четвертого и шестого актов зажигания, и подаче зажигания во второй цилиндр и первый цилиндр с интервалами 360° УПКВ.
Другой пример перехода от режима четырех цилиндров на режим двух цилиндров изображен на фиг. 14. Данный переход может быть выполнен при помощи одного общего электромагнита, который активирует системы привода в цилиндрах 3 и 4 в соответствии с вариантом осуществления фиг. 2а. Аналогично фиг. 13, левая сторона диаграммы изображает работу двигателя в режиме четырех цилиндров, когда все цилиндры включены, при этом акты зажигания в двигателе происходят через неравные интервалы. Как говорилось согласно фиг. 13, очередность зажигания в режиме четырех цилиндров может быть следующая: 1-3-2-4 при интервалах в градусах УПКВ: 120-240-240-120. Кроме того, впускные и выпускные клапаны в цилиндрах 1, 3 и 4 могут приводиться в действие посредством соответственно своих первых впускных и первых выпускных кулачков.
Когда принимается команда для перевода двигателя на режим двух цилиндров, электромагнит S2 может быть активирован системой 204 CPS, чтобы отключить цилиндры 3 и 4. Далее, цилиндры 3 и 4 могут быть отключены одновременно. В ответ на команду профили кулачков в цилиндрах 3 и 4 могут быть переключены так, чтобы соответствующие впускные клапаны и выпускные клапаны цилиндров теперь приводились в действие посредством соответствующих вторых, нулевых кулачков. Переключение между первыми впускными и выпускными кулачками и вторыми впускными и выпускными нулевыми кулачками можно выполнять либо во время тактов сжатия, либо во время рабочих тактов в цилиндрах. Поэтому, цилиндр 4 может быть отключен ближе к концу своего рабочего такта после акта зажигания в цилиндре 4. Цилиндр 3 может быть отключен одновременно с цилиндром 4.
Как говорилось ранее, отключение цилиндра может заключаться в приведении в действие впускных и выпускных клапанов цилиндра посредством их соответствующих нулевых кулачков, и в отключении топливной форсунки, связанной с цилиндром. Однако, искру в отключаемый цилиндр можно продолжать подавать. Согласно иным вариантам осуществления, искру также можно отключать после требуемого акта зажигания. Как показано на фиг. 14, цилиндр 3 может быть отключен во время своего такта сжатия. Поскольку на такте впуска и на ранней стадии такта сжатия подача топлива в цилиндр может происходить, внутри цилиндра 3 при его отключении может присутствовать свежее топливо и свежий всасываемый воздух. Соответственно, когда в цилиндр 3 после его отключения на такте сжатия подается искра, в цилиндре 3 после его отключения может происходить воспламенение. Однако, газообразные продукты сгорания могут оставаться запертыми в цилиндре 3 (и цилиндре 4), поскольку при отключении цилиндра его впускные и выпускные клапаны остаются закрытыми.
Очередность событий в двигателе 10 во время перехода из режима без РРО в режим двух цилиндров может быть следующей: за первым актом зажигания в цилиндре 2 через 240° УПКВ следует второй акт зажигания в цилиндре 4. Третий акт зажигания может произойти в цилиндре 1 через 120° УПКВ после второго акта зажигания в цилиндре 4. Затем цилиндры 4 и 3 могут быть отключены. Четвертый акт зажигания может последовать в цилиндре 3 (после его отключения) через 120° УПКВ после третьего акта зажигания в цилиндре 1. Следует отметить, что данная очередность зажигания соответствует режиму четырех цилиндров. Затем зажигание может быть подано в цилиндр 2 (пятый акт зажигания) через 240° УПКВ после четвертого акта зажигания. За пятым актом зажигания через 360° УПКВ может последовать шестой акт зажигания в цилиндре 1. После данного акта зажигания двигатель может продолжить работу в режиме двух цилиндров с равными интервалами зажигания 360° УПКВ в двух включенных цилиндрах (цилиндре 1 и цилиндре 2). Следует отметить, что во время данного перехода между по меньшей мере двумя последовательными актами зажигания может присутствовать интервал равный по меньшей мере 120° УПКВ. К примеру, интервал между третьим и четвертым актами зажигания составляет 120° УПКВ. Кроме того, вышеописанная очередность событий может быть возможна с отдельными электромагнитами, из которых один управляет цилиндром 3 (цилиндром 35), а другой - цилиндром 4 (цилиндром 37). Момент отключения каждого из цилиндров 3 и 4 может быть одним и тем же, как было описано выше.
Таким образом, четырехцилиндровый двигатель можно переводить из режима всех цилиндров на сокращенный режим двух цилиндров. Способ может содержать перевод двигателя с режима четырех цилиндров на режим двух цилиндров путем одновременного отключения третьего и четвертого цилиндров. На первый цилиндр и второй цилиндр можно продолжать подавать зажигание с равными интервалами 360° УПКВ.
Фиг. 15 изображает пример диаграммы зажигания в двигателе, которая иллюстрирует переход от режима четырех цилиндров (режим без РРО) на режим трех цилиндров. Представленный пример может быть использован либо в отношении варианта осуществления двигателя, изображенного на фиг. 2b, в котором системы привода цилиндра 3 (цилиндра 35) и цилиндра 4 (цилиндра 37) управляются разными электромагнитами, например, S2 и S3, либо варианта, изображенного на фиг. 2а, который содержит общий электромагнит, воздействующий на клапаны в цилиндрах 3 и 4.
Левая сторона диаграммы изображает двигатель работающий в режиме четырех цилиндров, когда все четыре цилиндра включены, а акты зажигания в двигателе происходят через неравные интервалы. Точнее, зажигание в цилиндр 3 может быть подано через 120° УПКВ после акта зажигания в цилиндре 1, в цилиндр 2 зажигание может быть подано через 240° УПКВ после акта зажигания в цилиндре 3, а в цилиндр 4 зажигание может быть подано через 240° УПКВ после акта зажигания в цилиндре 2. В цилиндр 1 зажигание может быть подано через 120° УПКВ после акта зажигания в цилиндре 4. Очередность зажигания в режиме четырех цилиндров может быть следующая: 1-3-2-4 при следующих интервалах: 120-240-240-120. Кроме того, впускные и выпускные клапаны в цилиндрах 1, 3 и 4 могут приводиться в действие посредством соответственно своих первых впускных и первых выпускных кулачков.
Когда принимается команда для перевода двигателя на режим трех цилиндров, электромагнит S1 может быть активирован системой 204 CPS, чтобы отключить цилиндр 1. В ответ на команду профили кулачков могут быть переведены так, чтобы соответствующие впускные клапаны и выпускные клапаны в цилиндре 1 теперь приводились в действие посредством их соответствующих вторых впускных нулевых кулачков и вторых выпускных нулевых кулачков. Следует понимать, что переключение между первыми впускными и выпускными кулачками и вторыми впускными и выпускными нулевыми кулачками может быть выполнено либо на тактах сжатия, либо на рабочих тактах. Соответственно, цилиндр 1 может быть отключен ближе к концу рабочего такта, который следует за актом зажигания в цилиндре 1.
Очередность событий в двигателе 10 во время перехода из режима без РРО в режим трех цилиндров может быть следующей: за первым актом зажигания в цилиндре 2 через 240° УПКВ следует второй акт зажигания в цилиндре 4. Третий акт зажигания может произойти в цилиндре 1 через 120° УПКВ после второго акта зажигания в цилиндре 4, а четвертый акт зажигания может последовать в цилиндре 3. Четвертый акт зажигания в цилиндре 3 может произойти через 120° УПКВ после третьего акта зажигания в цилиндре 1. Следует отметить, что данная очередность зажигания соответствует режиму четырех цилиндров. Цилиндр 1 может быть отключен ближе к концу своего рабочего такта, который следует за третьим актом зажигания в цилиндре 1. Затем зажигание может быть подано в цилиндр 2 (пятый акт зажигания) через 240° УПКВ после четвертого акта зажигания. За пятым актом зажигания через 240° УПКВ может последовать шестой акт зажигания в цилиндре 4. Седьмой акт зажигания может произойти в цилиндре 3 через 240° УПКВ после шестого акта зажигания. После данного акта зажигания двигатель может продолжать работу в режиме трех цилиндров с равномерными интервалами зажигания 240° УПКВ в трех включенных цилиндрах (цилиндрах 2, 3 и 4). Кроме того, цепочка актов зажигания при данном переходе может содержать интервал зажигания по меньшей мере 120° УПКВ. В данном примере кратчайший интервал между двумя последовательными актами зажигания составляет 120° УПКВ (между третьим и четвертым актами зажигания). Следующий кратчайший интервал зажигания равен 240° УПКВ (по меньшей мере 120° УПКВ) между четвертым и пятым актами зажигания после отключения цилиндра 1.
Таким образом может быть произведен перевод двигателя с режима всех работающих цилиндров (без РРО) на режим РРО с тремя работающими цилиндрами. Таким образом, в другом представлении способ для четырехцилиндрового двигателя может содержать поддержание работы двигателя в режиме всех цилиндров путем включения всех цилиндров и подачи зажигания во все четыре цилиндра с неравными интервалами, перевод двигателя на работу с тремя цилиндрами путем отключения первого цилиндра (цилиндра 1) и подачи зажигания в остальные три включенных цилиндра с равными интервалами 240° УПКВ. Первый цилиндр может быть отключен только в конце своего рабочего такта.
Другой вариант способа может содержать перевод двигателя с режима четырех цилиндров на работу в режиме трех цилиндров путем отключения первого цилиндра и подачи зажигания во второй цилиндр, третий цилиндр и четвертый цилиндр с равными интервалами 240° УПКВ. Способ может дополнительно содержать отключение первого цилиндра только после подачи зажигания в первый цилиндр.
Фиг. 16 изображает пример диаграммы зажигания в двигателе, которая иллюстрирует переход от режима трех цилиндров на режим четырех цилиндров (режим без РРО). Изображенный пример может быть использован либо для варианта осуществления двигателя согласно фиг. 2b, либо для варианта осуществления согласно фиг.2а.
Левая сторона диаграммы изображает работу двигателя в режиме трех цилиндров, когда включены цилиндры 2, 3 и 4, при этом акты зажигания в двигателе происходят с равными интервалами 240° УПКВ. Кроме того, цилиндр 1 выключен путем приведения в действие впускных и выпускных клапанов посредством их соответствующих вторых нулевых кулачков. Очередность зажигания в режиме трех цилиндров может быть 2-4-3.
Когда принимается команда для перевода двигателя на работу в режиме четырех цилиндров, система 204 CPS может быть активирована, чтобы включить цилиндр 1. В ответ на команду профили кулачков могут быть переведены так, чтобы соответствующие впускные и выпускные клапаны в цилиндре 1 теперь приводились в действие их соответствующими первыми впускными и первыми выпускными кулачками. Переключение между вторыми впускными и выпускными нулевыми кулачками и первыми впускными и выпускными кулачками может быть выполнено только либо во время тактов сжатия, либо во время рабочих тактов. Соответственно, цилиндр 1 может быть включен ближе к концу рабочего такта (при отключении никакого горения в цилиндре 1 не происходит). Кроме того, любые запертые газы могут быть высвобождены из цилиндра 1 на последующем такте выпуска.
Очередность событий в двигателе 10 во время данного перехода может быть следующей: за первым актом зажигания в цилиндре 2 через 240° УПКВ следует второй акт зажигания в цилиндре 4. Третий акт зажигания может произойти в цилиндре 3 через 240° УПКВ после второго акта зажигания в цилиндре 4. Следует отметить, что данная очередность зажигания соответствует режиму трех цилиндров. Цилиндр 1 может быть включен ближе к концу своего рабочего такта после третьего акта зажигания в цилиндре 3. Затем зажигание может быть подано на цилиндр 2 (четвертый акт зажигания) через 240° УПКВ после третьего акта зажигания. За четвертым актом зажигания через 240° УПКВ может последовать пятый акт зажигания в цилиндре 4. Затем, шестой акт зажигания может произойти в цилиндре 1 через 120° УПКВ после пятого акта зажигания в цилиндре 4. После этого двигатель может продолжить работу в режиме четырех цилиндров с неравными интервалами зажигания, пока не будет дана команда на другой переход.
Следует отметить, что цепочка актов зажигания при данном переходе может содержать интервал 240° УПКВ (интервал больший, чем по меньшей мере 120° УПКВ, или интервал равный по меньшей мере 120° УПКВ) между последовательными актами зажигания, например, между третьим и четвертым актами зажигания после включения цилиндра 1.
Таким образом работа двигателя может быть переведена с режима трех цилиндров (с РРО) на режим четырех цилиндров (без РРО). Таким образом, в другом представлении, способ для четырехцилиндрового двигателя может содержать поддержание работы двигателя в режиме трех цилиндров путем включения трех цилиндров и отключения первого цилиндра (цилиндра 1). Зажигание на указанные три включенные цилиндра можно подавать через равные интервалы 240° УПКВ. Двигатель может быть переведен на режим четырех цилиндров путем включения первого цилиндра и подачи зажигания в первый цилиндр посредине между актами зажигания в четвертом цилиндре (цилиндр 4) и третьем цилиндре (цилиндр 3). Таким образом, зажигание в первый цилиндр может быть подано через 120° УПКВ после акта зажигания в четвертом цилиндре. Другими словами, зажигание в первый цилиндр может также быть подано за 120° УПКВ до акта зажигания в третьем цилиндре. Первый цилиндр может быть включен после рабочего такта (без предшествующего горения) в первом цилиндре. Кроме того, первый цилиндр может быть включен непосредственно после акта зажигания в третьем цилиндре.
Согласно другому примеру, способ может содержать поддержание работы четырехцилиндрового двигателя в режиме трех цилиндров путем отключения первого цилиндра и подачи зажигания во второй цилиндр, третий цилиндр и четвертый цилиндр с интервалами 240° УПКВ, перевода двигателя на режим четырех цилиндров путем включения первого цилиндра и подачи зажигания в первый цилиндр в промежутке между актами зажигания в четвертом цилиндре и третьем цилиндре. Способ может также содержать подачу зажигания в первый цилиндр между актами зажигания в четвертом цилиндре и третьем цилиндре, так чтобы зажигание в первом цилиндре произошло посредине между актами зажигания в четвертом цилиндре и третьем цилиндре. Кроме того, зажигание в первый цилиндр может быть подано через 120° УПКВ после зажигания в четвертом цилиндре и за 120° УПКВ до зажигания в третьем цилиндре. Способ также может содержать включение первого цилиндра непосредственно после акта зажигания в третьем цилиндре.
Пример перехода от режима двух цилиндров на режим четырех цилиндров представлен на фиг. 17. Данный переход содержит использование раздельных электромагнитов для управления цилиндром 3 и цилиндром 4, как это показано в варианте осуществления двигателя согласно фиг. 2b. Левая сторона диаграммы изображает работу в режиме двух цилиндров, когда цилиндры 1 и 2 включены, а зажигание в двигателе происходит с интервалами 360° УПКВ. Точнее зажигание в цилиндры 1 и 2 может подаваться с интервалами 360° УПКВ в очередности 1-2-1-2. Кроме того, цилиндры 3 и 4 отключены путем приведения в действие впускных и выпускных клапанов этих цилиндров посредством их соответствующих вторых нулевых кулачков. Дополнительно могут быть отключены топливные форсунки в цилиндрах 3 и 4. Однако искру можно продолжать подавать в указанные два отключенных цилиндра. Соответственно, без свежего воздуха и топлива воспламенение в данных отключенных цилиндрах происходить не может.
Когда принимается команда на переход двигателя в режим четырех цилиндров, электромагниты S2 и S3 могут быть независимо включены посредством системы 204 CPS, чтобы включить цилиндры 3 и 4. В ответ на команду профили кулачков могут быть переведены так, чтобы впускные клапаны и выпускные клапаны цилиндров 3 и 4 теперь приводились в действие посредством первых впускных кулачков и соответственно первых выпускных кулачков. Следует понимать, что переключение между двумя типами кулачков можно выполнять либо во время тактов сжатия, либо во время рабочих тактов.
Цилиндр 3 и цилиндр 4 могут быть включены раздельно в разные моменты времени посредством отдельных электромагнитов (например, S2 и S3). Как показано на фиг 17, цилиндр 3 может быть включен посредством электромагнита S2 ближе к концу своего рабочего такта (в отключенном состоянии никакого воспламенения в цилиндре 3 не происходит). Между тем цилиндр 4 может быть включен посредством электромагнита S3 ближе к концу своего рабочего такта (в отключенном состоянии до этого никакого воспламенения в цилиндре 4 не происходит). Цилиндры 3 и 4 могут высвободить любые запертые в них заряды во время соответствующих тактов выпуска после включения.
Следовательно, очередность событий в двигателе 10 при переходе из режима двух цилиндров в режим без РРО может быть следующая: включение цилиндра 3 и инициирование первого акта зажигания в цилиндре 2, за которым, через 360° УПКВ после первого акта зажигания, следует второй акт зажигания в цилиндре 1. Цилиндр 4 может быть включен на своем рабочем такте, как говорилось выше. Третий акт зажигания может произойти в цилиндре 3 через 120° УПКВ после второго акта зажигания в цилиндре 1. Затем в цилиндр 2 может быть подано зажигание (четвертый акт зажигания) через 240° УПКВ после третьего акта зажигания. Пятый акт зажигания может последовать в цилиндре 4 через 240° УПКВ после четвертого акта зажигания в цилиндре 2. Наконец, в цилиндр 1 зажигание может быть подано через 120° УПКВ после пятого акта зажигания. После выполнения данной очередности двигатель может полностью перейти на режим четырех цилиндров.
Следует отметить, что при вышеописанном переходе последовательные акты зажигания могут содержать интервал по меньшей мере 120° УПКВ, например, между вторым и третьим актами зажигания.
Таким образом двигатель может быть переведен из режима двух цилиндров на режим четырех цилиндров. Способ содержит включение третьего цилиндра и четвертого цилиндра последовательным образом - третий цилиндр включают прежде четвертого цилиндра; топливо и зажигание в третий цилиндр подают через 120° УПКВ после акта зажигания в первом цилиндре (второй акт зажигания); а топливо и зажигание в четвертый цилиндр подают через 240° УПКВ после акта зажигания во втором цилиндре (четвертый акт зажигания).
Другими словами, перевод двигателя из режима двух цилиндров в режим работы всех цилиндров может содержать: включение третьего цилиндра и четвертого цилиндра в разные моменты времени; подачу зажигания в третий цилиндр через 120° УПКВ после зажигания в первом цилиндре; подачу зажигания во второй цилиндр через 240° УПКВ после зажигания в третьем цилиндре; подачу зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после зажигания во втором цилиндре; и подачу зажигания в первый цилиндр через 120° УПКВ после зажигания в четвертом цилиндре.
Фиг. 18 изображает другой пример перевода двигателя из режима двух цилиндров в режим четырех цилиндров. В данном примере один общий электромагнит (например, S2 на фиг. 2а) может быть использован для приведения в действие впускных и выпускных клапанов в каждом из цилиндров 3 и 4. Двигатель, такой как двигатель 10, может работать в режиме двух цилиндров (левая сторона диаграммы на фиг. 18) при подаче зажигания через равные интервалы 360° УПКВ. Цилиндры 3 и 4 могут быть отключены, и их впускные и выпускные клапаны могут приводиться в действие соответствующими вторыми впускными нулевыми кулачками и вторыми выпускными нулевыми кулачками.
Когда принимается команда на переход в режим четырех цилиндров, указанный общий электромагнит (например, электромагнит S2) может быть активирован, чтобы включить цилиндры 3 и 4. В ответ на команду электромагнит S2 может инициировать перевод профилей кулачков, так чтобы впускные клапаны и выпускные клапаны цилиндров 3 и 4 теперь приводились в действие посредством первых впускных кулачков и соответственно первых выпускных кулачков (вместо вторых нулевых кулачков). Следует понимать, что переключение между двумя типами кулачков можно выполнять либо во время тактов сжатия, либо во время рабочих тактов.
Цилиндр 4 и цилиндр 3 могут быть включены одновременно, так что цилиндр 4 включается ближе к концу своего рабочего такта, а цилиндр 3 включается во второй половине своего такта сжатия. Поскольку топливо может подаваться либо во второй половине такта впуска, либо в первой половине такта сжатия, включение цилиндра во второй половине такта сжатия не приводит к подаче свежего топлива в цилиндр 3. Следовательно, искра, подаваемая в цилиндр 3 непосредственно после его включения, не может инициировать воспламенение. Поэтому на фиг. 18 данная искра обозначена «точечной звездочкой». Кроме того, каждый из цилиндров 3 и 4 может высвободить запертые воздушные заряды на соответствующих тактах выпуска, которые следуют за включением.
Очередность событий в двигателе 10 при переходе из режима двух цилиндров в режим без РРО может быть следующая: первый акт зажигания в цилиндре 2, за которым через 360° УПКВ следует второй акт зажигания в цилиндре 1. Третий акт зажигания может произойти в цилиндре 2 через 360° УПКВ после второго акта зажигания в цилиндре 1. Затем в цилиндр 4 может быть подано зажигание (четвертый акт зажигания) через 240° УПКВ после третьего акта зажигания. Пятый акт зажигания может последовать в цилиндре 1 через 120° УПКВ после четвертого акта зажигания в цилиндре 4. Наконец, зажигание может быть подано в цилиндр 3 (шестой акт зажигания) через 120° УПКВ после пятого акта зажигания в цилиндре 1. По завершении данной очередности двигатель полностью переходит на режим четырех цилиндров.
Вышеописанная очередность актов зажигания может также быть инициирована с раздельными электромагнитами для цилиндров 3 и 4. Фазы включения каждого из цилиндров 3 и 4 могут быть по существу такими же, как и описанные выше.
Кроме того, следует отметить, что цепочка актов зажигания содержит по меньшей мере два последовательных акта, которые разделены интервалом по меньшей мере 120° УПКВ, например, четвертый и пятый акты зажигания, а также шестой и седьмой акты зажигания.
Таким образом, двигатель может быть переведен из режима двух цилиндров на режим четырех цилиндров. Способ содержит включение третьего цилиндра и четвертого цилиндра одновременно после акта зажигания в первом цилиндре; подачу топлива и зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после зажигания во втором цилиндре; и подачу зажигания во второй цилиндр через 360° УПКВ после акта зажигания в первом цилиндре. Кроме того, подача зажигания в первый цилиндр может быть произведена через 120° УПКВ после зажигания в четвертом цилиндре, и подача зажигания в третий цилиндр может быть произведена через 120° УПКВ после зажигания в первом цилиндре.
Переходы между режимами работы двигателя могут быть выполнены с другими очередностями, которые отличаются от тех, которые были подробно рассмотрены в настоящем описании. Следует понимать, что в рамках идеи и объема настоящего изобретения для обеспечения переходов между режимами работы двигателя могут быть использованы очередности иные по сравнению с рассмотренными в настоящем описании.
На фиг. 19 изображена блок-схема алгоритма 1900 для определения режима работы двигателя в автомобиле исходя из нагрузки на двигателе. Точнее, в зависимости от нагрузки на двигателе могут быть выбраны режим РРО с двумя цилиндрами, режим РРО с тремя цилиндрами или режим без РРО. Кроме того, исходя из изменений нагрузок на двигателе могут быть определены переходы между указанными режимами работы. Алгоритм 1900 может выполняться под управлением контроллера, например, такого, как контроллер 12 двигателя 10.
На шаге 1902 производится оценивание и/или измерение условий (параметров) работы двигателя. В число данных параметров могут входить, например, обороты двигателя, нагрузка двигателя, требуемый крутящий момент (например, от датчика положения педали), давление (MAP) в коллекторе, массовый расход воздуха (MAF), давление наддува, температура двигателя, фаза подачи искры, температура во впускном коллекторе, предельные значения детонации и т.п. На шаге 1904 производится определение режима работы двигателя исходя из измеренных параметров работы двигателя. Например, нагрузка двигателя может быть существенным фактором при определении режима работы двигателя - режима РРО с двумя цилиндрами, режима РРО с тремя цилиндрами или режима без РРО (режима работы на всех цилиндрах). Согласно другому примеру, требуемый крутящий момент может также определять режим работы двигателя. Требование большого момента может потребовать работу двигателя без РРО или режима четырех цилиндров. Низкий требуемый момент может дать возможность перехода на режим с РРО. Как было рассмотрено ранее, согласно фиг. 8, в частности на диаграмме 840, сочетание оборотов двигателя и нагрузки на двигателе может определять режим работы двигателя.
Поэтому, на шаге 1906 алгоритм может проверить действуют ли условия высокой (или очень высокой) нагрузки двигателя. Например, двигатель может испытывать повышенные нагрузки, когда автомобиль поднимается по крутому склоку. Согласно другому примеру, система кондиционирования воздуха может быть включена, и тем самым может увеличиться нагрузка на двигатель. Если установлено, что имеет место высокая нагрузка на двигателе, то алгоритм 1900 переходит к шагу 1908, чтобы включить все цилиндры и работать в режиме без РРО. В примере двигателя 10 фиг. 1, 2а, 2b и 4 в режиме без РРО могут быть задействованы все четыре цилиндра. Как таковой, режим без РРО может быть выбран при очень высоких нагрузках на двигателе и/или при очень высоких оборотах двигателя.
Далее, на шаге 1920 зажигание в четыре цилиндра может быть подано в очередности: 1-3-2-4, при этом зажигания в цилиндры 2, 3 и 4 подается с интервалами приблизительно 240° УПКВ, а зажигание в цилиндр 1 подается приблизительно посредине между цилиндром 4 и цилиндром 3. Как говорилось ранее, когда включены все цилиндры, в первый цилиндр (цилиндр 3) зажигание может быть подано через 120° УПКВ после цилиндра 1, зажигание во второй цилиндр (цилиндр 2) может быть подано через 240° УПКВ после зажигания в первом цилиндре, зажигание в третий цилиндр (цилиндр 4) может быть подано через 240° УПКВ после зажигания во втором цилиндре, и зажигание в четвертый цилиндр (цилиндр 1) может быть подано через 120° УПКВ после зажигания в третьем цилиндре. Затем алгоритм 1900 переходит к шагу 1926.
Если на шаге 1906 выясняется, что двигатель не находится под высокой нагрузкой, то алгоритм переходит к шагу 1912, где производится проверка, находится ли двигатель под низкой нагрузкой. К примеру, двигатель может работать с низкой нагрузкой, когда автомобиль движется по скоростной магистрали. Согласно другому примеру, низкая нагрузка на двигателе может иметь место, когда автомобиль спускается под уклон. Если на шаге 1912 выясняется, что нагрузка на двигателе низкая, то алгоритм переходит к шагу 1916, чтобы перевести двигатель в режим РРО с работой на двух цилиндрах. Дополнительно, на шаге 1918 на два включенных цилиндра (цилиндр 1 и цилиндр 2) зажигание можно подавать с интервалами 360° УПКВ. Затем алгоритм 1900 переходит к шагу 1926.
Если на шаге 1912 выясняется, что условия низкой нагрузки на двигателе не имеют места, то алгоритм 1900 переходит к шагу 1920, на котором он может определить работу двигателя со средней нагрузкой. Затем, на шаге 1922 двигатель можно перевести в режим РРО с работой на трех цилиндрах, при котором цилиндр 1 может быть отключен, а цилиндры 2, 3 и 4 могут быть включены. Далее, на шаге 1924 на три включенных цилиндра зажигание можно подавать с интервалами 240° УПКВ, так чтобы акты воспламенения в цилиндрах двигателя происходили с интервалами 240° УПКВ.
После того, как режим работы двигателя будет выбран и начнется работа двигателя в выбранном режиме (т.е. на одном из шагов 1910, 1916 или 1924), на шаге 1926 может быть произведена проверка, имеет ли место изменение нагрузки на двигателе. К примеру, автомобиль может завершить подъем по склону, чтобы выйти на более ровную дорогу, и тем самым уменьшить действующую высокую нагрузку на двигатель до умеренной нагрузки (или низкой нагрузки). Согласно другому примеру, может быть отключена система кондиционирования воздуха. Согласно еще одному примеру, автомобиль может разгоняться по скоростной магистрали, чтобы обогнать другие машины, так что нагрузка на двигатель может возрасти от малой до умеренной или высокой. Если на шаге 1926 выясняется, что изменения нагрузки не происходит, то алгоритм 1900 переходит к шагу 1928, чтобы поддерживать работу двигателя в выбранном режиме. В противном случае на шаге 1930 двигатель может быть переведен на другой режим работы в зависимости от изменения нагрузки на двигателе. Переходы между режимами будут рассмотрены более подробно ниже согласно фиг. 20, которая изображает блок-схему алгоритма 2000 для перевода двигателя с действующего режима работы на другой режим работы исходя из нагрузки на двигателе, которая была определена.
На шаге 1932 различные параметры двигателя могут быть откорректированы, чтобы обеспечить плавность переходов, уменьшить возмущения крутящего момента во время переходов. Например, может быть желательным поддерживать на постоянном уровне крутящий момент, задаваемый водителем, до перехода, во время перехода и после перехода между режимами работы с РРО. В сущности, когда снова производится включение цилиндров, требуемый воздушный заряд и таким образом давление (MAP) в коллекторе для вновь включаемых цилиндров могут уменьшиться (поскольку теперь в работу будет ведено большее число цилиндров), чтобы поддержать постоянным выходной крутящий момент двигателя. Чтобы достичь требуемого более низкого воздушного заряда, отверстие дросселя можно постепенно уменьшать во время подготовки к переходу. Во время фактического перехода, то есть, в момент повторного включения цилиндра отверстие дросселя может быть существенно уменьшено, чтобы получить требуемый воздушный поток. Это позволяет уменьшить воздушный заряд во время перехода, и не приводит к внезапному падению крутящего момента двигателя, одновременно давая возможность воздушному заряду и уровням MAP незамедлительно уменьшиться до требуемого уровня при повторном включении цилиндра. Дополнительно, или как вариант, может быть введено запаздывание момента подачи искры, чтобы поддержать постоянным крутящий момент на всех цилиндрах, и тем самым уменьшить возмущения крутящего момента цилиндров. Когда будет снова установлено достаточное MAP, фазу искры можно будет восстановить, и положение дросселя можно будет снова настроить. Дополнительно к регулированию дросселя и фазы искры можно также регулировать фазу работы клапанов, чтобы компенсировать возмущения крутящего момента. После шага 1932 алгоритм 1900 может завершить работу.
Следует отметить, что когда указывается, что обороты (или нагрузки или иные параметры) имеют высокий уровень или низкий уровень, то имеется в виду сравнительный уровень оборотов, сопоставляемый с допустимым диапазоном оборотов (или нагрузок или иных таких параметров соответственно). Таким образом, низкие нагрузки двигателя или обороты могут более низкими по сравнению со средними или более высокими нагрузками двигателя или оборотами. Высокие нагрузки двигателя или обороты могут быть более высокими по сравнению со средними (или умеренными) или более низкими нагрузками или оборотами. Средние или умеренные нагрузки двигателя и обороты могут быть более низкими по сравнению с высокими или очень высокими нагрузками или оборотами, соответственно. Кроме того, средние или умеренные нагрузки двигателя и обороты могут быть более высокими по сравнению с низкими нагрузками и оборотами, соответственно.
На фиг. 20 изображена блок-схема алгоритма 2000 для определения переходов между режимами работы двигателя, исходя из нагрузки двигателя и оборотов двигателя. Точнее, двигатель может быть переведен из режима без РРО в один или два режима с РРО и обратно, и может также быть переведен между двумя режимами с РРО.
На шаге 2002 может быть определен текущий режим работы. Например, четырехцилиндровый двигатель может работать в режиме без РРО на всех цилиндрах, в режиме с РРО на трех цилиндрах или в режиме с РРО на двух цилиндрах. На шаге 2004 производится проверка, работает ли двигатель в данное время в режиме четырех цилиндров. Если нет, то алгоритм переходит к шагу 2006, на котором производится проверка, работает ли двигатель в данное время в режиме трех цилиндров. Если нет, то алгоритм переходит к шагу 2008, на котором производится проверка, работает ли двигатель в данное время в режиме двух цилиндров. Если нет, то алгоритм возвращается к шагу 2004.
Если на шаге 2004 выясняется, что двигатель работает в режиме без РРО, то алгоритм переходит к шагу 2010, где производится проверка, произошло ли уменьшение нагрузки двигателя и/или оборотов двигателя. Если двигатель в текущий момент работает в режиме без РРО с четырьмя включенными цилиндрами, то двигатель вероятно испытывает высокие или очень высокие нагрузки. Согласно другому примеру, режим работы двигателя без РРО может действовать в ответ на очень высокие обороты двигателя. Таким образом, если двигатель испытывает высокие нагрузки, чтобы работать в режиме без РРО, то изменение режима работы может происходить при снижении нагрузки. Снижение оборотов двигателя также может позволить перейти в режим с РРО. Увеличение нагрузки двигателя или оборотов могут не приводить к изменению режима работы.
Если на шаге 2010 выясняется, что снижения нагрузки и/или оборотов двигателя не произошло, то на шаге 2012 текущий режим работы двигателя может быть сохранен, и алгоритм 2000 завершит работу. Однако, если на шаге 2010 выясняется, что имело место снижение нагрузки двигателя и/или оборотов, то алгоритм переходит к шагу 2014. На шаге 2014 производится проверка, является ли снижение нагрузки двигателя и/или оборотов подходящим для работы в режиме трех цилиндров. Как говорилось ранее в отношении диаграммы 840 на фиг. 8, переход к условиям умеренной нагрузки - умеренных оборотов и к условиям умеренной нагрузки - высоких оборотов может позволить двигателю работать в режиме РРО с тремя цилиндрами. Следует понимать, что переход на режим трех цилиндров может также возникать при условиях низких оборотов - низкой нагрузки, как показано на диаграмме 840 на фиг. 8. Соответственно, если подтверждается, что условия текущей нагрузки и/или текущих оборотов позволяют перейти на режим трех цилиндров, то на шаге 2016 может быть активирован алгоритм 2500 перехода. Алгоритм 2500 на фиг. 25 позволяет перейти к режиму трех цилиндров из режима без РРО. Алгоритм 2500 будет рассмотрен ниже согласно фиг. 25. Алгоритм 2000 затем может завершить работу.
Если на шаге 2014 выясняется, что снижение нагрузки двигателя и/или оборотов не является подходящим для работы в режиме трех цилиндров, то алгоритм переходит к шагу 2018. На шаге 2018 производится проверка, является ли снижение нагрузки двигателя и/или оборотов подходящим для работы в режиме двух цилиндров. Как показано на диаграмме 840 на фиг. 8, низкие нагрузки двигателя при умеренных оборотах могут позволить режим с РРО на двух цилиндрах. Если нагрузка двигателя и/или обороты двигателя не подходят для режима двух цилиндров, то алгоритм 2000 возвращается к шагу 2010. В противном случае на шаге 2020 может быть активирован алгоритм 2600 перехода. Как будет рассмотрено ниже согласно фиг. 26, алгоритм 2600 может позволить переход на режим с РРО на двух цилиндрах из режима без РРО. Затем алгоритм 2000 может завершить работу.
Если на шаге 2006 установлено, что текущим режимом работы двигателя является режим с РРО на трех цилиндрах, то алгоритм 2000 переходит к шагу 2022. На шаге 2022 производится проверка, имело ли место увеличение нагрузки двигателя, и являются ли обороты двигателя очень высокими. Если текущим режимом работы двигателя является режим трех цилиндров, то вероятно двигатель ранее испытывал умеренную нагрузку - умеренные обороты, или умеренную нагрузку - высокие обороты. В ином варианте, двигатель может иметь низкую нагрузку - низкие обороты. Поэтому, переход из текущего режима может произойти при увеличении нагрузки двигателя или значительного увеличения оборотов двигателя. Как показано на диаграмме 840 на фиг. 8, если обороты двигателя очень высокие, то двигатель может работать в режиме четырех цилиндров. Таким образом, если на шаге 2022 выясняется, что имеет место увеличение нагрузки на двигателе и/или очень высокие обороты, то алгоритм 2000 переходит к шагу 2024, чтобы активировать алгоритм 2400 перехода. В данном случае может быть выполнен переход от режима трех цилиндров на режим без РРО. Подробности данного перехода будут рассмотрены ниже согласно фиг. 24. Если на шаге 2022 увеличения нагрузки на двигателе и/или очень высоких оборотов двигателя не обнаружено, то алгоритм 2000 переходит к шагу 2026. На шаге 2026 производится проверка, имело ли место снижение нагрузки на двигателе или изменение его оборотов. Как говорилось ранее, если двигатель перед этим работал при умеренной нагрузке - умеренных оборотах, то уменьшение нагрузки может позволить перейти на режим двух цилиндров. Согласно другому примеру, переход на режим двух цилиндров может быть также инициирован, если текущие условия низкой нагрузки - низких оборотов изменяются на условия низкой нагрузки - умеренных оборотов. Согласно еще одному примеру, переход от условий низкой нагрузки - высоких оборотов к условиям низкой нагрузки - умеренных оборотов может также позволить двигателю работать в режиме двух цилиндров. Если изменения оборотов и/или снижения нагрузки не обнаружено, то алгоритм 2000 переходит к шагу 2012, на котором может быть сохранен текущий режим работы двигателя. Однако, если подтверждается снижение нагрузки на двигателе или изменение оборотов двигателя, то алгоритм 2000 переходит к шагу 2027. На шаге 2027 производится проверка, является ли изменение оборотов и/или снижение нагрузки подходящим для работы двигателя в режиме двух цилиндров. Например, контроллер может проверить, попадают ли текущие обороты и/или нагрузка в зону 826 диаграммы 840 на фиг. 8. Если да, то на шаге 2028 может быть активирован алгоритм 2300 перехода. В данном случае алгоритм 2300 может обеспечить переход двигателя на режим двух цилиндров. Дополнительные детали, касающиеся алгоритма 2300, будут рассмотрены ниже согласно фиг. 23. Если уменьшение нагрузки на двигателе и/или изменение оборотов двигателя не позволяют работать в режиме двух цилиндров, то алгоритм 2000 возвращается к шагу 2012, на котором может быть сохранен текущий режим работы двигателя.
Если на шаге 2008 выясняется, что текущим режимом работы двигателя является режим РРО с двумя цилиндрами, то алгоритм переходит к шагу 2030. На шаге 2030 производится проверка, произошло ли увеличение нагрузки двигателя или изменились ли обороты двигателя. Если текущим режимом работы двигателя является режим двух цилиндров, то вероятно до этого двигатель испытывал нагрузки от низких до умеренных при умеренных оборотах. Поэтому переход из текущего режима может происходить при увеличении нагрузки двигателя. Уменьшение нагрузки не может изменить режим работы двигателя. Кроме того, смена текущего режима может также произойти, если обороты двигателя упадут до низкого уровня или вырастут до высокого (или очень высокого) уровня. Если на шаге 2030 увеличения нагрузки двигателя и/или изменения оборотов двигателя не подтверждено, то алгоритм 2000 переходит к шагу 2032, чтобы сохранить текущий режим двух цилиндров.
Если на шаге 2030 выясняется, что имело место увеличение нагрузки двигателя и/или изменение оборотов двигателя, то алгоритм переходит к шагу 2034. На шаге 2034 производится проверка, позволяют ли нагрузка двигателя и/или его обороты совершить переход на режим трех цилиндров. Например, нагрузка двигателя может иметь умеренный уровень, что дает возможность перейти на режим трех цилиндров. Если это так, то на шаге 2036 может быть активирован алгоритм 2100 для перехода двигателя на режим РРО с тремя цилиндрами. Алгоритм 2100 будет подробно рассмотрен ниже согласно фиг. 21. Если нагрузка двигателя и/или обороты двигателя не являются подходящими для работы двигателя в режиме трех цилиндров, то алгоритм 2000 переходит к шагу 2038, чтобы определить, позволяет ли нагрузка двигателя и/или обороты двигателя работать двигателю в режиме четырех цилиндров. Например, нагрузка двигателя может быть очень высокой. В другом примере обороты двигателя могут быть очень высокими. Если это так (ответ ДА), то на шаге 2040 может быть активирован алгоритм 2200 перехода. Алгоритм 2200 может дать возможность двигателю перейти на работу в режиме без РРО. Как таковой, алгоритм 2200 будет подробно рассмотрен ниже согласно фиг. 22. Затем алгоритм 2000 может завершить работу. Если увеличения нагрузки двигателя и/или оборотов двигателя недостаточно для работы двигателя в режиме всех четырех цилиндров, то алгоритм 2000 возвращается к шагу 2030.
Таким образом, контроллер может определять режимы работы двигателя исходя из текущего сочетания оборотов двигателя и нагрузки двигателя. Диаграмма, например, диаграмма 840 может быть использована для принятия решений о переходах двигателя между режимами. Дополнительно, как было сказано ранее в отношении фиг. 4, карты данных, касающихся сигналов, подаваемых на активные опоры, могут также быть использованы для определения команд для активных опор, исходя из переходов между режимами двигателя. Указанные переходы будут далее рассмотрены согласно фиг. 21-26.
Следует понимать, что алгоритмы 2100-2600 содержат ссылки на двигатель 10 с четырьмя цилиндрами, какой изображен на фиг. 2а и 2b. Кроме того, как было отмечено ранее согласно фиг. 5-7, цилиндр 31 может соответствовать цилиндру 1, цилиндр 33 может соответствовать цилиндру 2, цилиндр 35 может соответствовать цилиндру 3, и цилиндр 37 может соответствовать цилиндру 4. И еще, каждый алгоритм может описывать альтернативные переходы, исходя из того, содержит ли конструкция двигателя один общий электромагнит или отдельные электромагниты для цилиндров 3 и 4 (что соответствует вариантам осуществления фиг. 2а и 2b).
Следует отметить, что условия нагрузки на двигателе, как о них говорится в данном описании, являются относительными. В сущности, низкая нагрузка на двигателе может означать то, что нагрузка на двигателе меньше, чем средняя нагрузка и высокая (или повышенная) нагрузка. Средняя нагрузка на двигателе означает условие, при котором нагрузка выше, чем низкая нагрузка, но ниже, чем высокая (или повышенная) нагрузка. Условия высокой или очень высокой нагрузки на двигателе означают нагрузку, которая выше средней и выше низкой (или пониженной) нагрузки.
Фиг. 21 изображает блок-схему алгоритма 2100 для перехода двигателя из режима двух цилиндров в режим трех цилиндров. Точнее, блок-схема описывает цепочки переходов, содержащие акты включения/отключения и акты зажигания в различных цилиндрах. Очередности переходов могут основываться на наличии либо общего электромагнита, либо отдельных электромагнитов для активирования впускных и выпускных клапанов в цилиндрах 3 и 4.
На шаге 2102 алгоритм 2100 производит проверку, является ли предстоящий переход переходом из режима двух цилиндров в режим трех цилиндров. Если нет, то алгоритм 2100 завершает работу. В противном случае алгоритм 2100 переходит к шагу 2103. На шаге 2103 производится проверка, содержит ли данная конструкция двигателя один общий электромагнит для цилиндров 3 и 4. Если да, то алгоритм 2100 переходит к шагу 2106, чтобы включить цилиндры 3 и 4 одновременно после первого акта зажигания в цилиндре 1, когда двигатель работает в режиме двух цилиндров. Включение цилиндров 3 и 4 может заключаться в приведении их впускных и выпускных клапанов в действие посредством соответствующих первых впускных кулачков и первых выпускных кулачков. Далее может быть также разрешена подача топлива в указанные цилиндры. Следует отметить, что одновременное включение цилиндров 3 и 4 возможно даже тогда, когда впускные и выпускные клапаны цилиндров 3 и 4 приводятся в действие отдельными электромагнитами, как в конструкции фиг. 2b.
Как говорилось ранее согласно фиг. 9, цилиндр 4 может быть включен ближе к концу своего рабочего такта, в то время как цилиндр 3 включается во второй половине его такта сжатия. Затем, на шаге 2116 цилиндр 1 может быть отключен ближе к концу своего рабочего такта после первого акта зажигания. Отключение заключается в приведении в действие впускных и выпускных клапанов цилиндра 1 посредством соответствующих вторых нулевых кулачков.
На шаге 2118 в цилиндр 4 может быть подано зажигание через 240° УПКВ после второго акта зажигания в цилиндре 2, при этом второй акт зажигания следует за первым актом зажигания в цилиндре 1. Далее, в цилиндр 3 может быть подано зажигание через 240° УПКВ после зажигания в цилиндре 4. Таким образом достигается переход на режим трех цилиндров, при котором зажигание на цилиндры 2, 3 и 4 подается через равные интервалы 240° УПКВ.
На шаге 2120 может быть произведено регулирование активных опор, связанных с двигателем, на основе картированных данных. Например, каждый переход может генерировать определенные частоты вибрации в двигателе, которые могут передаваться на активные опоры. Вследствие этого активные опоры можно приводить в действие индивидуальными сигналами в ответ на указанные определенные частоты вибрации с целью их подавления. Поэтому каждый переход может потребовать определенной функции воздействия на активные опоры. Благодаря картированию этих частот вибрации, и сохранению в памяти контроллера соответствующих индивидуальных реакций, на активные опоры может быть подан определенный сигнал в зависимости от того, какой переход происходит. Таким образом, на шаге 2120 дать сигнал активным опорам для формирования функции воздействия на основе ранее картированных данных для перехода двигателя с режима двух цилиндров на режим трех цилиндров, когда цилиндры 3 и 4 включаются одновременно.
Дополнительно на шаге 2122 сигналы, предназначенные для активных опор, могут быть синхронизированы с сигналами для электромагнитов, которые функционально связаны с системами привода в цилиндрах 1, 3 и 4. Согласно одному примеру, активные опоры могут быть приведены в действие, когда происходит прием сигнала для включения цилиндров 3 и 4 электромагнитом S2 фиг. 2а. Конкретно, активные опоры могут быть синхронизированы с включением электромагнита S2. Кроме того, другая функция воздействия может быть сформирована для активных опор, когда производится отключение цилиндра 1. В данном случае активные опоры можно приводить в действие синхронно с включением электромагнита S1 фиг. 2а.
Если на шаге 2103 выясняется, то данная конструкция двигателя не содержит одного общего электромагнита для цилиндров 3 и 4, то алгоритм 2100 переходит к шагу 2104, на котором цилиндр 3 и цилиндр 4 могут быть включены поочередно. В данном случае конструкция двигателя может содержать строго отдельные электромагниты для управления впускными и выпускными клапанами цилиндров 3 и 4 (например, S2 и S3 в варианте осуществления фиг. 2b). Конкретно, включение цилиндра 3 может предшествовать цилиндру 4, как было описано ранее согласно фиг. 10. Далее, каждый из цилиндров - цилиндр 3 и цилиндр 4 может быть включен ближе к концу своего рабочего такта.
Затем на шаге 2108 цилиндр 1 может быть выключен ближе к концу своего рабочего такта, который следует за актом зажигания в цилиндре 1. На шаге 2110 в цилиндр 3 может быть подано зажигание через 120° УПКВ после акта воспламенения (или акта зажигания) в цилиндре 1. Дополнительно, зажигание в цилиндр 2 может быть подано через 240° УПКВ после зажигания в цилиндре 3, а в цилиндр 4 зажигание может быть подано через 240° УПКВ после зажигания в цилиндре 2. Таким образом, может быть реализован режим трех цилиндров. Далее. На шаге 2112 может быть произведено регулирование активных опор, связанных с двигателем, на основе картированных данных в контроллере для перехода из режима двух цилиндров в режим трех цилиндров при помощи отдельных электромагнитов. Конкретно, на шаге 2114 регулирование активных опор может быть синхронизировано с включением электромагнитов системы привода клапанов, например, S1, S2 и S3. Следовательно, согласно одному примеру, активные опоры могут обеспечить первую функцию воздействия, когда активируется электромагнит S2, чтобы включить цилиндр 3. Активные опоры могут быть приведены в действие, чтобы обеспечить вторую функцию воздействия, когда активируется электромагнит S3, чтобы включить цилиндр 4. Наконец, активные опоры могут обеспечить третью отличающуюся функцию воздействия, когда активируется электромагнит S1, чтобы отключить цилиндр 1.
Вышеописанная очередность действий с отдельными электромагнитами для цилиндров 3 и 4 может приводить к увеличенному шуму, вибрации и неплавности из-за того, что зажигание в цилиндре 3 происходит через 120° УПКВ после зажигания в цилиндре 1. Поэтому, чтобы обеспечить более плавный переход может быть использовано дополнительное регулирование одной или более активных опор, положения дросселя и фазы подачи искры зажигания.
Таким образом, пример способа перехода от режима двух цилиндров на режим трех цилиндров может содержать отключение первого цилиндра после акта зажигания, включение третьего цилиндра и четвертого цилиндра одновременно после акта зажигания в первом цилиндре, подачу зажигания во второй цилиндр через 360° УПКВ после акта зажигания в первом цилиндре, подачу зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после зажигания во втором цилиндре, и подачу зажигания в третий цилиндр через 240° УПКВ после акта зажигания в четвертом цилиндре.
Фиг. 22 изображает блок-схему алгоритма 2200 для перевода работы двигателя из режима двух цилиндров в режим четырех цилиндров. Точнее, блок-схема описывает цепочки переходов, содержащие акты включения и/или отключения и акты зажигания в различных цилиндрах. Очередности переходов могут основываться на наличии либо общего электромагнита, либо отдельных электромагнитов для активирования впускных и выпускных клапанов в цилиндрах 3 и 4.
На шаге 2202 алгоритм 2200 производит проверку, является ли предстоящий переход переходом из режима двух цилиндров в режим четырех цилиндров (всех цилиндров). Если нет, то алгоритм 2200 завершает работу. В противном случае алгоритм переходит к шагу 2203. На шаге 2203 производится проверка, содержит ли данная конструкция двигателя один общий электромагнит для цилиндров 3 и 4. Если да, то алгоритм переходит к шагу 2204, чтобы включить цилиндры 3 и 4 одновременно после первого акта зажигания в цилиндре 1, когда двигатель находится в режиме двух цилиндров. Включение цилиндров 3 и 4 может заключаться в активировании их впускных и выпускных клапанов посредством соответствующих первых впускных кулачков и первых выпускных кулачков. Далее может быть разрешена подача топлива в эти цилиндры. Как говорилось ранее согласно фиг. 18, цилиндр 4 может быть включен ближе к концу своего рабочего такта, в то время как цилиндр 3 включается во второй половине своего такта сжатия.
Затем, на шаге 2206 в цилиндр 4 может быть подано зажигание через 240° УПКВ после акта зажигания в цилиндре 2. В сущности, акт зажигания в цилиндре 2 может последовать через 360° УПКВ после первого акта зажигания в цилиндре 1. Далее, в цилиндр 3 может быть подано зажигание через 240° УПКВ после зажигания в цилиндре 4. Более того в цилиндр 1 зажигание может быть подано посредине между актами зажигания в цилиндре 4 и цилиндре 3. Таким образом, теперь двигатель 10 может работать в режиме четырех цилиндров при следующей очередности: 1-3-2-4 с интервалами зажигания 120-240-240-120.
Следует отметить, что рассмотренная выше очередность перехода будет также возможна, когда цилиндры 3 и 4 включаются посредством двух отдельных электромагнитов. Точнее, цилиндры 3 и 4 могут быть включены одновременно даже, когда они связаны с двумя отдельными электромагнитами.
На шаге 2208 может быть произведено регулирование активных опор двигателя на основе картированных данных. Например, переход от режима двух цилиндров к режиму четырех цилиндров с указанным порядком включения цилиндра 3 и цилиндра 4 может создавать определенные частоты вибрации в двигателе, которые могут передаваться на активные опоры. Вследствие этого активные опоры могут быть приведены в действие при помощи индивидуальных команд, которые могут быть определены из ранее картированных данных, чтобы отреагировать и парировать указанные определенные частоты вибрации. Далее, на шаге 2210 сигналы, предназначенные для активных опор, могут быть синхронизированы с сигналами, подаваемыми на один общий электромагнит (например, S2 на фиг. 2а) функционально связанный с системами привода в цилиндрах 3 и 4.
Пример способа перехода от режима двух цилиндров на режим четырех цилиндров может содержать включение третьего цилиндра и четвертого цилиндра одновременно после акта зажигания в первом цилиндре, подачу зажигания во второй цилиндр через 360° УПКВ после акта зажигания в первом цилиндре, подачу зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после зажигания во втором цилиндре, подачу зажигания в первый цилиндр через 120° УПКВ после зажигания в четвертом цилиндре, и подачу зажигания в третий цилиндр через 120° УПКВ после зажигания в первом цилиндре. В действие могут быть приведены одна или более активных опор, чтобы гасить вибрации, возникающие по причине рассмотренной выше очередности перехода.
Если на шаге 2203 выясняется, что данная конструкция двигателя не содержит одного общего электромагнита для цилиндров 3 и 4, то алгоритм 2200 переходит к шагу 2212, на котором цилиндр 3 и цилиндр 4 могут быть включены поочередно. В данном случае конструкция двигателя может содержать строго отдельные электромагниты (например, S2 и S3 в варианте осуществления, показанном на фиг. 2b) для управления впускными и выпускными клапанами в цилиндрах 3 и 4. Конкретно, цилиндр 3 может быть включен перед цилиндром 4 посредством отдельного электромагнита, как было описано ранее согласно фиг. 17. Кроме того, каждый из цилиндров - цилиндр 3 и цилиндр 4 может быть включен ближе к концу соответствующего своего рабочего такта.
Затем на шаге 2214 может быть подано зажигание в цилиндр 3 через 120° УПКВ после зажигания в цилиндре 1. Далее зажигание может быть подано в цилиндр 2 через 240° УПКВ после зажигания в цилиндре 3, а в цилиндр 4 зажигание может быть подано через 240° УПКВ после зажигания в цилиндре 2. Как показано на фиг. 17, снова в цилиндр 1 зажигание может быть подано через 120° УПКВ после зажигания в цилиндре 4. Таким образом может быть достигнут режим четырех цилиндров.
Далее, на шаге 2216 могут быть приведены в действие активные опоры, связанные с двигателем, на основе картированных данных в контроллере для перехода из режима двух цилиндров в режим всех цилиндров при помощи раздельных электромагнитов. Конкретно, на шаге 2218 регулирование активных опор может быть синхронизировано с включением электромагнитов систем привода клапанов, например, электромагнитов S2 и S3. Поэтому, согласно одному примеру, активные опоры могут обеспечить первую функцию воздействия, когда, когда активируется электромагнит S2 для включения цилиндра 3. Активные опоры могут быть приведены в действие, чтобы обеспечить вторую функцию воздействия, когда активируется электромагнит S3, чтобы включить цилиндр 4.
При помощи такого способа работа двигателя может быть переведена из режима двух цилиндров в режим без РРО. В зависимости от того, содержит двигатель общий электромагнит для цилиндров 3 и 4 или нет, может быть использована различная очередность действий при переходе между режимами.
Таким образом, способ может содержать поддержание работы четырехцилиндрового двигателя в режиме двух цилиндров путем подачи зажигания в первый цилиндр и второй цилиндр с интервалами 360° УПКВ, перевод работы двигателя в режим четырех цилиндров путем включения третьего цилиндра и четвертого цилиндра, подачу зажигания в третий цилиндр через 120° УПКВ после акта зажигания в первом цилиндре, подачу зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после зажигания во втором цилиндре, и приведение в действие одной или более активных опор в ответ на указанный перевод. Далее, зажигание во второй цилиндр может быть подано через 240° УПКВ после зажигания в третьем цилиндре, и в первый цилиндр зажигание может быть подано через 120° УПКВ после зажигания в четвертом цилиндре. Более того, управление третьим цилиндром и четвертым цилиндром может осуществляться посредством отдельных электромагнитов, при этом третий цилиндр и четвертый цилиндр могут быть включены поочередно, причем третий цилиндр включен перед четвертым цилиндром. Можно производить регулирование аудио системы, чтобы выборочно либо добавлять, либо подавлять шум в салоне автомобиля в ответ на переход между режимами. Кроме того, можно приводить в действие одну или более активных опор, чтобы обеспечить функцию воздействия особую для вышеописанной очередности перехода.
Другой пример способа может содержать перевод работы двигателя из режима двух цилиндров в режим четырех цилиндров путем включения третьего цилиндра и четвертого цилиндра одновременно после акта зажигания в первом цилиндре. Способ может дополнительно содержать подачу зажигания во второй цилиндр через 360° УПКВ после акта зажигания в первом цилиндре, подачу зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после зажигания во втором цилиндре, подачу зажигания в первый цилиндр через 120° УПКВ после зажигания в четвертом цилиндре, и подачу зажигания в третий цилиндр через 120° УПКВ после зажигания в первом цилиндре. Как таковые, активные опоры могут быть приведены в действие в ответ на очередность действий при переходе между режимами. Более того, можно производить регулирование аудио системы, чтобы выборочно либо добавлять, либо подавлять шум в салоне автомобиля в ответ на переход между режимами.
Фиг. 23 изображает блок-схему алгоритма 2300 для перехода двигателя из режима трех цилиндров в режим двух цилиндров. Точнее, блок-схема описывает цепочки переходов, содержащие акты включения и/или отключения и акты зажигания в различных цилиндрах. Очередности переходов могут основываться на наличии либо общего электромагнита, либо отдельных электромагнитов для активирования впускных и выпускных клапанов в цилиндрах 3 и 4.
На шаге 2302 алгоритм 2300 производит проверку, является ли предстоящий переход переходом от режима трех цилиндров к режиму двух цилиндров. Если нет, то алгоритм 2300 завершает работу. В противном случае алгоритм переходит к шагу 2303. На шаге 2303 производится проверка, содержит ли данная конструкция двигателя один общий электромагнит для цилиндров 3 и 4. Если да, то алгоритм 2300 переходит к шагу 2314, чтобы отключить цилиндры 3 и 4 одновременно. Отключение цилиндров 3 и 4 может содержать приведение в действие их впускных клапанов и выпускных клапанов посредством соответствующих вторых нулевых кулачков. Кроме того, может быть отключена подача топлива в указанные цилиндры. Момент отключения может быть таким, чтобы отключение цилиндра 4 имело место ближе к концу его рабочего такта, который следует за актом зажигания в цилиндре 4. Цилиндр 3 может быть отключен во второй половине своего такта сжатия. Кроме того, в цилиндре 3 после отключения и непосредственно после завершения его такта сжатия может произойти воспламенение. Воспламенение может иметь место, поскольку содержимое цилиндра 3 может включать свежее топливо (введенное на такте впуска) и воздух, как это было рассмотрено ранее согласно фиг. 11. Более того, воспламенение в цилиндре 3 может произойти через 240° УПКВ после последнего акта зажигания в цилиндре 4.
Затем, на шаге 2316 может быть включен цилиндр 1 путем перевода впускных и выпускных приводных кулачков от вторых нулевых кулачков на первые впускные и выпускные кулачки. Далее может также быть включена подача топлива. Как упоминалось в отношении фиг. 11, цилиндр 11 может быть включен ближе к концу своего рабочего такта (никакое воспламенение не может предшествовать рабочему такту во время отключения).
На шаге 2318 в цилиндр 2 может быть подано зажигание через 240° УПКВ после акта воспламенения в цилиндре 3, а в цилиндр 1 зажигание может быть подано через 360° УПКВ после зажигания в цилиндре 2. Поскольку цилиндры 3 и 4 выключены, в указанных двух цилиндрах не могут происходить никакие акты зажигания, и в двигателе теперь может установиться режим работы на двух цилиндрах.
Следует понимать, что вышеприведенная очередность может быть возможна, даже когда цилиндры 3 и 4 управляются отдельными электромагнитами, как в варианте осуществления на фиг. 2b.
На шаге 2320 могут быть приведены в действие активные опоры на основе собранных и картированных данных для перехода от режима трех цилиндров к режиму двух цилиндров. Как говорилось ранее согласно фиг. 21 и 22, активные опоры могут быть активированы различными командами, которые формируются на основе ранее картированных данных в целях реагирования и подавления определенных частот вибрации, возникающих при различных переходах между режимами. В данном примере перехода активные опоры могут быть активированы сигналами, которые были найдены на стенде для вышеописанной очередности актов зажигания, когда управление цилиндрами 3 и 4 осуществляется общим электромагнитом. Далее, на шаге 2322 сигналы, предназначенные для активных опор, могут быть синхронизированы с сигналами для указанного одного общего электромагнита (например, S2 на фиг. 2), функционально связанного с системами привода в цилиндрах 3 и 4.
Таким образом, пример способа для перехода от режима трех цилиндров к режиму двух цилиндров может содержать одновременное отключение четвертого цилиндра и третьего цилиндра, включение первого цилиндра, и подачу зажигания в первый цилиндр через 360° УПКВ после акта зажигания во втором цилиндре.
Если на шаге 2303 выясняется, что данная конструкция двигателя не содержит одного общего электромагнита для цилиндров 3 и 4, то алгоритм 2303 переходит к шагу 2304, на котором цилиндр 3 и цилиндр 4 могут быть отключены поочередно. В данном случае конструкция двигателя может содержать строго отдельные электромагниты (например, S2 и S3 в варианте осуществления на фиг. 2b) для управления впускными и выпускными клапанами в цилиндрах 3 и 4. Конкретно, цилиндр 3 может быть отключен прежде цилиндра 4 при этом отключение каждого из цилиндров 3 и 4 может быть произведено ближе к концу их соответствующих рабочих тактов, как говорилось ранее согласно фиг. 12. Следует отметить, что каждый цилиндр может быть отключен после соответствующего акта воспламенения.
Затем, на шаге 2306 цилиндр 1 может быть включен после отключения цилиндра 4. На шаге 2308 в цилиндр 2 может быть подано зажигания через 480° УПКВ после последнего акта зажигания в цилиндре 4. В цилиндр 1 зажигание может быть подано через 360° УПКВ после зажигания в цилиндре 2, и, начиная отсюда, может быть продолжена работа в режиме двух цилиндров.
Следует понимать, что во время вышеописанной очередности перехода, и согласно фиг. 12, в двигателе отсутствуют акты зажигания между последним актом зажигания в цилиндре 4 и последующим актом зажигания в цилиндре 2. При такой очередности перехода двигатель может испытывать проблемы с шумом, вибрацией и неплавностью из-за большого интервала 480° УПКВ между актами зажигания и пропущенных актов воспламенения.
На шаге 2310 могут быть приведены в действие активные опоры, связанные с двигателем, на основе картированных данных в контроллере для перехода от режима трех цилиндров к режиму двух цилиндров при помощи отдельных электромагнитов. Конкретно, на шаге 2312 регулирование активных опор может быть синхронизировано с включением электромагнитов системы привода клапанов, например, S2 и S3. Поэтому, согласно одному примеру, активные опоры могут обеспечить первую функцию воздействия, когда активируется электромагнит S2 для отключения цилиндра
3. Активные опоры могут быть приведены в действие, чтобы обеспечить вторую функцию воздействия, когда активируется электромагнит S3 для отключения цилиндра
4. Кроме того, активными опорами может быть сформирована третья функция воздействия, когда активируется электромагнит S1 для включения цилиндра 1. Дополнительно, активные опоры могут быть выполнены с возможностью имитации сил реакции, как будто бы мог произойти акт зажигания. Точнее, активные опоры могут также быть приведены в действие для гашения вибраций, возникающих из-за пропуска актов зажигания на длинном интервале 480° УПКВ между описанными выше последовательными актами зажигания в цилиндре 4 и цилиндре 2. Включение активных опор может создать «тактильные ощущения» пропущенных актов зажигания.
Дополнительно к включению активных опор, контроллер также может обеспечить соответствующие звуковые ощущения, чтобы достичь полной имитации акта зажигания. Согласно одному примеру, может быть использована система активного шумоподавления, чтобы выборочно добавлять и гасить шум в салоне, чтобы создать требуемое звуковое ощущение. Система активного шумоподавления может содержать сеть датчиков, может воспринимать шум в салоне, и в ответ на измеренный шум может активировать аудио систему. Согласно одному примеру, в аудио систему может быть дана команда, чтобы громкоговорители уменьшили звуковое давление в салоне с целью селективного подавления шума. Согласно другому примеру, аудио системе может быть дано указание добавить звуковое давление в салоне, чтобы создать шум. Движение громкоговорителей в аудио системе может быть координированным, чтобы добиться соответствия фазы, амплитуды и частоты, как это требуется либо для подавления шума, либо для создания звукового эффекта. Общий результат может заключаться в том, что шум, создаваемый данной частотой работы зажигания в двигателе, может быть подавлен, или вместо этого могут быть созданы звуковые эффекты, соответствующие требуемой очередности изменения режима.
Фиг. 24 изображает блок-схему алгоритма 2400 перехода двигателя с режима трех цилиндров на режим четырех цилиндров (режим без РРО). Конкретно, цилиндр 1 может быть включен, чтобы обеспечить работу в режиме четырех цилиндров. Кроме того, очередность перехода может быть одинаковой для конструкции двигателя с одним общим электромагнитом для цилиндров 3 и 4, и для конструкции двигателя с отдельными электромагнитами для цилиндров 3 и 4.
На шаге 2402 алгоритм 2400 производит проверку, является ли переход, который предстоит, переходом из режима трех цилиндров в режим четырех цилиндров. Если нет, то алгоритм 2400 завершает работу. В противном случае алгоритм переходит на шаг 2404, на котором цилиндр 1 может быть включен ближе к концу своего рабочего такта (перед включением никакого воспламенения в цилиндре 1 не происходит). Данная очередность была подробно рассмотрена ранее согласно фиг. 16. Как говорилось ранее, включение состоит в приведении в действие впускных и выпускных клапанов цилиндра 1 посредством соответствующих первых впускных и первых выпускных кулачков. При включении может также быть обеспечена подача топлива.
Затем, на шаге 2406 зажигание в цилиндр 1 может быть подано посредине между актами зажигания в цилиндре 4 и цилиндре 3. Отсюда и далее двигатель может работать в режиме четырех цилиндров, при этом зажигание в цилиндр 2 может быть подано через 240° УПКВ после зажигания в цилиндре 3. Зажигание в цилиндр 2 может быть подано после включения цилиндра 1. В цилиндр 4 зажигание может быть подано через 240° УПКВ после зажигания в цилиндре 2, а зажигание в цилиндр 1 может быть подано через 120° УПКВ после зажигания в цилиндре 4. Наконец в цилиндр 3 зажигание может быть подано через 120° УПКВ после зажигания в цилиндре 1.
На шаге 2408 может быть произведено регулирование активных опор, связанных с двигателем, чтобы принять на себя и парировать определенные вибрации, возникающие при переходе между режимами. Регулирование может быть выполнено в соответствии с ранее полученными и картированными данными. Далее, на шаге 2410 регулирующие команды, подаваемые на активные опоры, могут быть синхронизированы с включением электромагнита, функционально связанного с цилиндром 1. К примеру, активные опоры могут быть приведены в действие, когда происходит перевод кулачков при включении цилиндра 1.
Таким образом, пример способа может содержать переход из режима работы на трех цилиндрах в режим работы на четырех цилиндрах путем включения первого цилиндра и подачи зажигания в первый цилиндр посредине между актами зажигания в четвертом цилиндре и третьем цилиндре.
Фиг. 25 изображает блок-схему алгоритма 2500 для перевода работы двигателя из режима четырех цилиндров в режим трех цилиндров. Конкретно, для перевода двигателя в режим трех цилиндров может быть отключен цилиндр 1. Кроме того, очередность перехода может быть одинаковой для конструкции двигателя с одним общим электромагнитом для цилиндров 3 и 4, и для конструкции двигателя с отдельными электромагнитами для цилиндров 3 и 4.
На шаге 2502 алгоритм 2500 производит проверку, является ли переход, который предстоит, переходом из режима четырех цилиндров в режим трех цилиндров. Если нет, то алгоритм 2500 завершает работу. В противном случае алгоритм переходит к шагу 2504, чтобы отключить цилиндр 1 ближе к концу его рабочего такта, который следует за актом зажигания в цилиндре 1. Отключение цилиндра 1 может заключаться в прекращении подачи топлива и в приведении в действие впускных и выпускных клапанов посредством соответствующих вторых впускных и вторых выпускных нулевых кулачков.
На шаге 2506 в остальные три включенные цилиндра можно продолжать подавать зажигание в режиме трех цилиндров с равномерными интервалами 240° УПКВ. Затем, на шаге 2508 воздействие на активные опоры может быть отрегулировано, чтобы погасить вибрации, возникающие при данном переходе между режимами. На шаге 5210 регулирующее воздействие может быть синхронизировано с сигналами, подаваемыми на электромагнит, связанный с системами привода в цилиндре 1. Поэтому регулирующее действие активных опор может быть синхронизировано с приводом клапанов или с электромагнитами переключения профилей кулачков. Очередность вышеописанного перехода была подробно рассмотрена согласно фиг. 15.
Фиг. 26 изображает блок-схему алгоритма 2600 для перевода двигателя из режима четырех цилиндров в режим двух цилиндров. Конкретно, блок-схема описывает очередности перехода, включая акты включения и/или отключения, а также акты зажигания в различных цилиндрах. Очередности перехода могут зависеть от наличия в конструкции двигателя либо общего электромагнита, либо отдельных электромагнитов для приведения в действие впускных и выпускных клапанов в цилиндрах 3 и 4.
На шаге 2602 алгоритм 2600 производит проверку является ли предстоящий переход переходом из режима четырех цилиндров в режим двух цилиндров. Если нет, то алгоритм 2600 завершает работу. В противном случае алгоритм 2600 переходит к шагу 2603, на котором проверяет, содержит ли данная конструкция двигателя один общий электромагнит для цилиндров 3 и 4. Если да, то алгоритм 2600 переходит к шагу 2604, чтобы одновременно отключить цилиндры 3 и 4. Отключение цилиндров 3 и 4 может заключаться в приведении в действие их впускных и выпускных клапанов посредством соответствующих вторых нулевых кулачков. Кроме того, подача топлива в указанные цилиндры также может быть отключена. Как говорилось ранее, согласно фиг. 14, цилиндр 4 может быть отключен ближе к концу своего рабочего такта, в то время как отключение цилиндра 3 осуществляется во второй половине его такта сжатия. Следует отметить, что отключение цилиндра 4 производится после акта зажигания в цилиндре 4.
Затем, на шаге 2606 в цилиндр 1 может быть подано зажигание через 120° УПКВ после последнего акта горения в цилиндре 4 (перед его отключением). В цилиндре 3 может произойти воспламенение после отключения через 120° УПКВ после зажигания в цилиндре 1. Поскольку отключение цилиндра 3 выполняется во время такта сжатия, воздушный заряд в цилиндре 3 может содержать свежее топливо, введенное во время такта впуска. Поэтому искра, подаваемая в цилиндр 3 по завершении его такта сжатия и после выключения, может инициировать воспламенение в цилиндре 3. Кроме того, зажигание в цилиндр 2 может быть подано через 240° УПКВ после воспламенения в цилиндре 3 (после его отключения). На шаге 2208 в цилиндр 1 может быть подано зажигание через 360° УПКВ после зажигания в цилиндре 2. Поскольку цилиндр 4 выключен, никаких актов зажигания между актами зажигания в цилиндре 2 и цилиндре 1 нет. Таким образом, может быть установлен режим двух цилиндров, причем зажигание в цилиндры 1 и 2 подается через равные интервалы 360° УПКВ.
Следует понимать, что вышеприведенная очередность действий возможна даже, когда цилиндры 3 и 4 управляются отдельными электромагнитами, как в варианте осуществления на фиг. 2b.
На шаге 2610 может быть произведено регулирование активных опор, связанных с двигателем, на основе картированных данных. Например, переход от режима всех цилиндров к режиму двух цилиндров путем данной очередности отключения цилиндра 3 и цилиндра 4 может генерировать определенные частоты вибраций в двигателе, которые могут передаваться на активные опоры. Вследствие этого, активные опоры можно привести в действие индивидуальными командами, которые можно определить на основе ранее картированных данных, чтобы отреагировать на вибрации и погасить указанные определенные частоты вибрации. Далее, на шаге 2612 сигналы, предназначенные для активных опор, можно синхронизировать с сигналами, подаваемыми на один, общий электромагнит (например, S2 на фиг. 2а), функционально связанный с системами привода в цилиндрах 3 и 4.
Таким образом, пример способа для перехода от режима четырех цилиндров к режиму двух цилиндров может содержать одновременное отключение третьего цилиндра и четвертого цилиндра, и подачу зажигания в первый цилиндр и второй цилиндр через равные интервалы 360° УПКВ.
Если на шаге 2603 выясняется, что данная конструкция двигателя не содержит одного общего электромагнита для цилиндров 3 и 4, то алгоритм 2600 переходит к шагу 2614, на котором цилиндр 3 может быть отключен ближе к концу своего рабочего такта после акта зажигания в цилиндре 3. Далее, в цилиндр 2 может быть подано зажигание через 240° УПКВ после акта зажигания (последнего) в цилиндре 3. На шаге 2616 в цилиндр 4 может быть подано зажигание через 240° УПКВ после зажигания в цилиндре 2, и затем цилиндр 4 может быть выключен ближе к концу своего рабочего такта, который следует после акта зажигания в цилиндре 4. Следует еще раз отметить, что рассматриваемая конструкция двигателя содержит строго отдельные электромагниты (например, электромагниты S2 и S3 в варианте осуществления на фиг. 2b) для управления впускными и выпускными клапанами в цилиндрах 3 и 4. Конкретно, цилиндр 3 может быть отключен раньше цилиндра 4, как было сказано выше согласно фиг. 13.
Затем, на шаге 2618 в цилиндр 1 может быть подано зажигание через 120° УПКВ после последнего зажигания в цилиндре 4, и в цилиндр 2 может быть подано зажигание через 360° УПКВ после зажигания в цилиндре 1. Таким образом может быть достигнут режим работы на двух цилиндрах.
На шаге 2620 могут быть приведены в действие активные опоры, связанные с двигателем на основе картированных данных в контроллере для перехода из режима четырех цилиндров в режим двух цилиндров при помощи отдельных электромагнитов. Конкретно, на шаге 2622 регулирование активных опор может быть синхронизировано с воздействием на электромагниты привода клапанов, например, электромагниты S2 и S3. Поэтому, согласно одному примеру, активные опоры могут обеспечить первую функцию воздействия, когда активируется электромагнит S2 для отключения цилиндра 3. Активные опоры могут быть приведены в действие, чтобы обеспечить вторую функцию воздействия, когда активируется электромагнит S3 для отключения цилиндра 4.
Таким образом, двигатель может быть переведен из режима без РРО в режим двух цилиндров. Если двигатель содержит общий электромагнит для цилиндров 3 и 4, то, исходя из этого, может быть использована другая очередность действий при переходе между режимами.
Как видно из вышеприведенных примеров блок-схем алгоритмов и временных диаграмм зажигания, способ для переключения четырехцилиндрового двигателя между режимами двух цилиндров, трех цилиндров и четырех цилиндров может содержать определенную очередность актов зажигания, причем указанная очередность включает в себя по меньшей мере два последовательных акта зажигания, разделенных интервалом по меньшей мере 120° УПКВ. Кроме того, способ может содержать регулирование одной или более активных опор, связанных с двигателем в ответ на переход между режимами. Регулирование одной или более активных опор может содержать формирование особой функции воздействия во время каждого перехода между режимами работы двигателя. Более того, при каждом переходе регулирование одной или более активных опор может выполняться в зависимости от активирования переключающего электромагнита системы привода клапанов. Может также производиться регулирование аудио системы, чтобы селективно либо добавлять, либо подавлять шум в салоне автомобиля в ответ на переходы между режимами.
Таким образом, согласно примеру, система может содержать автомобиль, двигатель, содержащий четыре цилиндра, расположенные в один ряд, причем первый цилиндр, третий цилиндр и четвертый цилиндр являются отключаемыми; двигатель установлен на шасси автомобиля и поддерживается по меньшей мере одной активной опорой, при этом указанная по меньшей мере одна активная опора синхронизирована с переключающим электромагнитом привода клапанов. Система может также содержать контроллер, оснащенный считываемыми компьютером инструкциями, которые записаны в постоянное запоминающее устройство, для того чтобы при первом условии осуществлять переход из режима двух цилиндров в режим трех цилиндров путем включения третьего цилиндра и четвертого цилиндра, отключения первого цилиндра, подачи зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после акта зажигания во втором неотключаемом цилиндре, и подачи зажигания в третий цилиндр через 240° УПКВ после зажигания в четвертом цилиндре. В данном случае первое условие может заключаться в увеличении нагрузки на двигателе от низкого уровня до среднего уровня. Контроллер может также быть выполнен с возможностью того, чтобы при втором условии осуществлять переход из режима двух цилиндров в режим всех цилиндров путем включения третьего цилиндра и четвертого цилиндра в разные моменты времени, подачи зажигания в третий цилиндр через 120° УПКВ после зажигания в первом цилиндре, подачи зажигания во второй цилиндр через 240° УПКВ после зажигания в третьем цилиндре, подачи зажигания в четвертый цилиндр через 240° УПКВ после зажигания во втором цилиндре, и подачи зажигания в первый цилиндр через 120° УПКВ после зажигания в четвертом цилиндре. В данном случае второе условие может заключаться в увеличении нагрузки на двигателе от низкого уровня до высокого уровня. Контроллер может также быть выполнен с возможностью того, чтобы при третьем условии осуществлять переход из режима трех цилиндров в режим четырех цилиндров путем включения первого цилиндра и подачи зажигания в первый цилиндр посредине между актами зажигания в четвертом цилиндре' и в третьем цилиндре. В данном случае третье условие может заключаться в увеличении нагрузки на двигателе от среднего уровня до высокого уровня. Контроллер может содержать дополнительные инструкции для регулирования по меньшей мере одной активной опоры, чтобы обеспечить различные реакции при первом, втором и третьем условиях.
Таким образом, четырехцилиндровый двигатель можно плавно переключать между режимами двух цилиндров (режим с РРО), трех цилиндров (режим с РРО) и четырех цилиндров (режим без РРО). Благодаря заданию моментов времени включения и/или отключения определенных цилиндров, а также требуемой очередности актов зажигания, можно ослабить проблемы шума, вибрации и неплавности. Кроме того, активные опоры, связанные с двигателем, можно приводить в действие, чтобы гасить частоты вибраций, которые специфичны для разных переходов между режимами. Благодаря использованию картированных данных для обеспечения регулирования активных опор во время переходов, может быть реализован более простой способ управления активными опорами. Помимо приведения в действие активных опор, можно также включать аудио систему, чтобы дополнительно уменьшить передачу шума в салон автомобиля при переходах между режимами. Таким образом может быть обеспечен комфорт для пассажиров и улучшены ощущения. В целом, могут быть улучшены дорожные качества автомобиля и работа двигателя.
Следует отметить, что включенные в описание примеры алгоритмов управления и измерения могут быть использованы с различными схемами двигателей и/или систем автомобиля. Способы управления и раскрытые в данном описании алгоритмы можно хранить в виде исполняемых инструкций в постоянном запоминающем устройстве, и реализовать посредством управляющей системы, содержащей контроллер в сочетании с различными датчиками, исполнительными органами и прочими устройствами двигателя. Рассмотренные выше конкретные алгоритмы могут представлять один или более способов обработки, которые инициируются событием, прерыванием, являются многозадачными, многопотоковыми, и т.п. Как таковые, различные действия, операции или функции можно выполнять в той последовательности, какая указана на схеме, но можно выполнять и параллельно или в некоторых случаях опускать. Аналогично, указанный порядок обработки не обязателен для реализации отличительных признаков и преимуществ рассмотренных вариантов осуществления, но приведен в целях упрощения описания. Одно или более из изображенных действий или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять код, записываемый в постоянное запоминающее устройство считываемой среды хранения данных компьютера в системе управления двигателем, где описываемые действия выполняются путем исполнения инструкций в системе, содержащей различные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что рассмотренные в описании конструкции и/или алгоритмы по сути являются примерами, и приведенные конкретные варианты осуществления нельзя рассматривать как примеры, ограничивающие идею изобретения, ввиду возможности многочисленных модификаций. Например, вышеописанная технология может быть применена в двигателях со схемами V-6, I-4, I-6, V-12, двигателях с 4 оппозитными цилиндрами и в двигателях иных типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя весь объем новых и неочевидных комбинаций и сочетаний различных систем и конструкций, а также другие отличия, функции и/или свойства, раскрытые в настоящем описании.
Пункты нижеприведенной формулы изобретения конкретно указывают на определенные комбинации и подчиненные комбинации отличительных признаков, которые считаются новыми и неочевидными. Эти пункты могут относиться к элементу, как представителю данного класса элементов, или к «первому» элементу, или же к эквивалентному элементу. Следует понимать, что такие пункты содержат включение одного или более указанных элементов, не требуя при этом и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подчиненные комбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу изобретения путем изменения пунктов настоящей формулы или путем представления новых пунктов формулы изобретения в рамках данной или родственной заявки. Такие пункты формулы изобретения также считаются включенными в предмет настоящего изобретения независимо от того, являются они более широкими, более узкими, равными или отличающимися в отношении границ идеи изобретения, установленных исходной формулой изобретения.