CN103629036A - 汽缸停用时控制火花正时以减少噪声和振动的系统和方法 - Google Patents

汽缸停用时控制火花正时以减少噪声和振动的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽缸停用时控制火花正时以减少噪声和振动的系统和方法。根据本公开原理的系统包括汽缸启用模块和火花正时模块。汽缸启用模块基于驾驶员扭矩请求来选择性地停用和重新启用发动机的汽缸。当汽缸被停用时，火花正时模块基于汽缸被停用时发动机产生的噪声和振动来选择性地增加发动机的至少一个有效汽缸的火花正时延迟的量。

Description

汽缸停用时控制火花正时以减少噪声和振动的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年8月日24提交的美国临时申请序列号61/693,039的权益。上述申请的公开内容被全部并入本文以供参考。
本申请涉及2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,451、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,351、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,586、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,536、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,435、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,471、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,737、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,701、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,518、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/799,129、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,540、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,574、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/799,181、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/799,116、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,384、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,775和2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,400。上述申请的全部内容并入本文以供参考。
技术领域
本公开涉及用于当发动机的汽缸被停用时控制火花正时以减少噪声和振动的系统和方法。
背景技术
这里提供的背景描述是用于大体呈现本公开背景的目的。本发明人在这个背景技术部分中所描述的工作以及在申请时没有作为现有技术被描述的各方面既不明确地也不暗示地被认为是抵触本公开内容的现有技术。
内燃发动机燃烧汽缸内的空气和燃料混合物以便驱动活塞，其产生驱动扭矩。进入发动机的空气流经由节气门被调整。更具体地，节气门调节节气面积，其增加或减少进入发动机的空气流。随着节气面积增加，进入发动机的空气流增加。燃料控制系统调节燃料被喷射的速率以便提供所需空气/燃料混合物至汽缸和/或实现所需扭矩输出。增加被提供给汽缸的空气和燃料的量会增加发动机的扭矩输出。
在火花-点火发动机中，火花引燃被提供到汽缸的空气/燃料混合物的燃烧。在压缩-点火发动机中，汽缸内的压缩引燃被提供到汽缸的空气/燃料混合物。火花正时和空气流动可以是用于调节火花-点火发动机的扭矩输出的主要机制，而燃料流动可以是用于调节压缩-点火发动机的扭矩输出的主要机制。
在一些情况下，可以停用发动机的一个或更多个汽缸以便减少燃料消耗。例如，当在一个或更多个汽缸被停用的同时发动机能够产生被请求的扭矩量时可以停用所述一个或更多个汽缸。停用汽缸可以包括禁止打开汽缸的进气门和排气门并且禁止向汽缸加燃料。
发明内容
根据本公开原理的系统包括汽缸启用模块和火花正时模块。汽缸启用模块基于驾驶员扭矩请求来选择性地停用和重新启用发动机的汽缸。当汽缸被停用时，火花正时模块基于汽缸被停用时发动机产生的噪声和振动来选择性地增加发动机的至少一个有效（或活性）汽缸的火花正时被延迟的量。
本发明还提供了以下技术方案。
方案1. 一种系统，所述系统包括：
汽缸启用模块，所述汽缸启用模块基于驾驶员扭矩请求选择性地停用和重新启用发动机的汽缸；和
火花正时模块，当所述汽缸被停用时，所述火花正时模块基于当所述汽缸被停用时所述发动机产生的噪声和振动来选择性地增加所述发动机的至少一个有效汽缸的火花正时被延迟的量。
方案2. 根据方案1所述的系统，其中:
当所述汽缸被停用时所述火花正时模块选择性地增加所述发动机的N个有效汽缸中的M个的火花延迟量；以及
M小于N。
方案3. 根据方案1所述的系统，其中当所述汽缸被停用时所述火花正时模块选择性地增加所述发动机的所有有效汽缸的火花延迟量。
方案4. 根据方案3所述的系统，其中：
当所有有效汽缸的火花延迟量被增加时所述汽缸启用模块选择性地重新启用所述发动机的N个汽缸；以及
N基于所述驾驶员扭矩请求而定。
方案5. 根据方案1所述的系统，还包括噪声和振动（N&V）预测模块，所述噪声和振动预测模块预测所述汽缸被停用时所述发动机所产生的噪声和振动。
方案6. 根据方案5所述的系统，其中所述N&V预测模块基于动力系安装件处的输入频率和驾驶员接口部件处的输出频率之间的预定关系来预测所述发动机产生的噪声和振动。
方案7. 根据方案5所述的系统，其中所述N&V预测模块基于所述发动机的点火序列和所述发动机的有效汽缸的火花正时来预测所述发动机产生的噪声和振动。
方案8. 根据方案7所述的系统，还包括点火序列模块，其基于预测的噪声和振动来调节所述发动机的点火序列。
方案9. 根据方案5所述的系统，其中:
所述N&V预测模块将带通滤波器施加到与所述发动机的扭矩输出相关联的前馈数据和反馈数据；以及
所述火花正时模块基于被滤波的数据来调节所述至少一个有效汽缸的火花正时。
方案10. 根据方案9所述的系统，其中:
所述前馈数据包括所述驾驶员扭矩请求；和
所述反馈数据包括曲轴速度。
方案11. 一种方法，所述方法包括：
基于驾驶员扭矩请求选择性地停用和重新启用发动机的汽缸；和
当所述汽缸被停用时，基于所述汽缸被停用时所述发动机产生的噪声和振动来选择性地增加所述发动机的至少一个有效汽缸的火花正时被延迟的量。
方案12. 根据方案11所述的方法，还包括当所述汽缸被停用时选择性地增加所述发动机的N个有效汽缸中的M个的火花延迟量，其中M小于N。
方案13. 根据方案11所述的方法，还包括当所述汽缸被停用时选择性地增加所述发动机的所有有效汽缸的火花延迟量。
方案14. 根据方案13所述的方法，还包括当所有有效汽缸的火花延迟量被增加时选择性地重新启用所述发动机的N个汽缸，其中N基于所述驾驶员扭矩请求而定。
方案15. 根据方案11所述的方法，还包括预测所述汽缸被停用时所述发动机产生的噪声和振动。
方案16. 根据方案15所述的方法，还包括基于动力系安装件处的输入频率和驾驶员接口部件处的输出频率之间的预定关系来预测所述发动机产生的噪声和振动。
方案17. 根据方案15所述的方法，还包括基于所述发动机的点火序列和所述发动机的有效汽缸的火花正时来预测所述发动机产生的噪声和振动。
方案18. 根据方案17所述的方法，还包括基于预测的噪声和振动来调节所述发动机的点火序列。
方案19. 根据方案15所述的方法，还包括：
将带通滤波器施加到与所述发动机的扭矩输出相关联的前馈数据和反馈数据；以及
基于被滤波的数据来调节所述至少一个有效汽缸的火花正时。
方案20. 根据方案19所述的方法，其中:
所述前馈数据包括所述驾驶员扭矩请求；和
所述反馈数据包括曲轴速度。
从下文提供的具体说明将显而易见到本公开的应用的其他方面。应该理解的是，详细描述和具体示例仅用于描述目的并且不试图限制本公开的范围。
附图说明
从详细描述和附图将更加全面地理解本公开，附图中：
图1是根据本公开的原理的示例性发动机系统的功能框图；
图2和图3是根据本公开的原理的示例性控制系统的功能框图；
图4是示出根据本公开的原理的示例性控制方法的流程图；
图5和图6是示出没有火花调制的示例性车辆频率响应和示例性汽缸扭矩脉冲的曲线图；以及
图7和图8是示出具有火花调制的示例性车辆频率响应和示例性汽缸扭矩脉冲的曲线图。
具体实施方式
发动机振动通过动力系安装件、车体和驾驶员接口部件（例如驾驶员座椅、转向轮和踏板）被传递到驾驶员。发动机振动和源自发动机振动的车体振动产生被驾驶员感受到的噪声。当发动机的一个或更多个汽缸被停用时，保持有效的汽缸的扭矩脉冲可能接近从动力系安装件到驾驶员接口部件的车辆结构的共振频率。因此，驾驶员可以察觉到车辆噪声和振动的增加。
按照本公开原理的系统和方法调节一个或更多个汽缸的火花正时以便减少在发动机的一个或更多个汽缸被停用时的车辆噪声和振动。所述一个或更多个汽缸的火花正时被调节以产生相移，这会抵消发动机内的其他汽缸的基础频率。因此，驾驶员察觉到的振动的幅度可以被减小或者替代性地可以通过白噪声效应被屏蔽。
在一种示例中，火花正时在非全部的有效汽缸中被延迟。在另一例子中，火花正时在全部有效汽缸中被延迟并且一个或更多个附加汽缸被启用以便抵消延迟火花正时所导致的扭矩减少。所述附加汽缸可以仅根据需要被暂时地启用以抵消扭矩减少。
现在参考图1，发动机系统100包括发动机102，其燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动扭矩。发动机102产生的驱动扭矩的量基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入而定。空气通过进气系统108被吸入到发动机102内。进气系统108包括进气歧管110和节气门112。节气门112可以包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块（ECM）114控制节气门致动器模块116，其调整节气门112的打开以控制被吸入进气歧管110的空气的量。
来自进气歧管110的空气被吸入到发动机102的汽缸内。为了图释目的，示出单个代表性汽缸118。然而，发动机102可以包括多个汽缸。例如，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。ECM 114可以停用汽缸中的一个或更多个，这可以在某些发动机运行条件下改善燃料经济性。
发动机102可以使用四冲程循环而操作。所述四冲程包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴（未示出）的每转期间，这四个冲程中的两个发生于汽缸118内。因此，对于汽缸118而言，为了经历全部四个冲程，二圈曲轴回转是必要的。
在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气通过进气门122被吸入到汽缸118内。ECM 114控制燃料致动器模块124，其调整燃料喷射器125以便控制被提供给汽缸的燃料的量从而实现所需空/燃比。燃料喷射器125可以将燃料直接喷射到汽缸118内或与汽缸118关联的混合腔内。燃料致动器模块124可以中止向被停用的汽缸内的燃料喷射。
被喷射的燃料与空气混合并且在汽缸118内产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞（未示出）压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压缩-点火发动机，在这种情况下汽缸118内的压缩点燃空气/燃料混合物。替代性地，发动机102可以是火花-点火发动机，在这种情况下火花致动器模块126基于来自ECM 114的信号给汽缸118内的火花塞128充能。火花点燃空气/燃料混合物。可以相对于活塞在其最顶部位置（被称为上止点（TDC））的时间来规定火花的正时。
火花致动器模块126可以由规定在TDC之前或之后多久的正时信号控制来产生火花。因为活塞位置直接地相关于曲轴旋转，所以火花致动器模块126的操作可以同步于曲轴转角。在各种实施方式中，火花致动器模块126可以中止向被停用汽缸提供火花。
产生火花可以被称为点火事件。火花致动器模块126可以具有针对每个点火事件改变火花正时的能力。当火花正时信号在上一点火事件和下一点火事件之间改变时火花致动器模块126甚至能够针对下一点火事件改变火花正时。在各种实施方式中，发动机102 可以包括多个汽缸并且火花致动器模块126可以针对发动机102内的所有汽缸相对于TDC改变火花正时相同的量。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，从而驱动曲轴。随着空气/燃料混合物的燃烧向下驱动活塞，活塞从TDC运动到其最底部位置，这被称为下止点（BDC）。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上运动并且通过排气门130排出燃烧的副产物。燃烧的副产物经由排气系统134从车辆排出。
可以通过进气凸轮轴140控制进气门122，而可以通过排气凸轮轴142控制排气门130。在各种实施方式中，多个进气凸轮轴（包括进气凸轮轴140）可以控制汽缸118的多个进气门（包括进气门122）和/或可以控制多组汽缸（包括汽缸118）的进气门（包括进气门122）。类似地，多个排气凸轮轴（包括排气凸轮轴142）可以控制汽缸118的多个排气门和/或可以控制多组汽缸（包括汽缸118）的排气门（包括排气门130）。
进气门122打开的时间可以相对于活塞TDC被进气凸轮移相器148改变。排气门130打开的时间可以相对于活塞TDC被排气凸轮移相器150改变。移相器致动器模块158可以基于来自ECM 114的信号来控制进气凸轮移相器148和排气凸轮移相器150。当被实施时，可变气门升程（未示出）也可以由移相器致动器模块158控制。
可以使用曲轴位置（CKP）传感器180来测量曲轴的位置。可以使用发动机冷却剂温度（ECT）传感器182来测量发动机冷却剂的温度。ECT传感器182可以被放置在发动机102内或者冷却剂循环所处的其他部位，例如散热器（未示出）。
可以使用歧管绝对压力（MAP）传感器184来测量进气歧管110内的压力。在各种实施方式中，可以测量发动机真空，即环境空气压力和进气歧管110内的压力之间的差。可以使用质量空气流量（MAF）传感器186来测量流入进气歧管110的空气的质量流速。在各种实施方式中，MAF传感器186可以被放置在也包括节气门112的外壳内。
节气门致动器模块116可以使用一个或更多个节气门位置传感器（TPS）190来监测节气门112的位置。可以使用进气空气温度（IAT）传感器192来测量被吸入发动机102内的空气的环境温度。ECM 114可以使用来自传感器的信号做出发动机系统100的控制判定。
当ECM 114停用发动机102的一个或更多个汽缸时，ECM 114调节（例如延迟）有效汽缸的火花正时以便减少车辆噪声和振动。ECM 114调节有效汽缸的火花正时以便产生相移，这会抵消发动机102内的其他汽缸的基础频率。因此，驾驶员察觉到的振动的幅度可以被减小或者替代性地可以通过白噪声效应被屏蔽。
现在参考图2，ECM 114的示例性实施方式包括驾驶员扭矩模块202、曲轴速度模块204和汽缸启用模块206。驾驶员扭矩模块202基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入确定驾驶员扭矩请求。驾驶员输入可以基于加速器踏板的位置而定。驾驶员输入也可以基于巡航控制而定，该巡航控制可以是改变车辆速度以便维持预定跟随距离的自适应巡航控制系统。驾驶员扭矩模块202可以存储加速器踏板位置至所需扭矩的一个或更多个映射，并且可以基于所述映射中的选定映射来确定驾驶员扭矩请求。驾驶员扭矩模块202输出驾驶员扭矩请求。
曲轴速度模块204确定曲轴的速度。曲轴速度模块204可以基于从CKP传感器180接收的输入来确定曲轴速度。曲轴速度模块204可以基于齿探测（tooth detection）之间的曲轴旋转量和对应时段来确定曲轴速度。曲轴速度模块204输出曲轴速度。
汽缸启用模块206基于驾驶员扭矩请求来确定发动机102中要停用或重新启用的汽缸的量。当在汽缸被停用的同时发动机102能够满足驾驶员扭矩请求时，汽缸启用模块206可以命令停用一定量的汽缸。当在汽缸被停用的同时发动机102不能满足驾驶员扭矩请求时，汽缸启用模块206可以命令重新启用一定量的汽缸。汽缸启用模块206输出要被停用或重新启用的汽缸的量。
点火序列模块208确定发动机102内的汽缸的点火序列。在每个发动机循环之后点火序列模块208可以评估和/或调节点火序列。替代性地，在发动机102内的每个点火事件之前点火序列模块208可以评估和/或调节点火序列。随着以点火序列在每个汽缸内产生火花，发动机102完成发动机循环。因此，发动机循环可以对应于720度曲轴旋转。点火序列模块208输出点火序列。
点火序列模块208可以从一个发动机循环到下一发动机循环改变点火序列以便改变有效汽缸的量，而不会改变汽缸点火的次序。例如，对于具有点火次序1-8-7-2-6-5-4-3的8缸发动机而言，点火序列1-8-7-2-5-3可以规定为一个发动机循环，并且点火序列1-7-2-5-3可以规定为下一发动机循环。这将有效汽缸的量从6减少到5。
替代性地，点火序列模块208可以从一个发动机循环到下一发动机循环改变点火序列以便改变哪些汽缸点火，并且因此改变哪些汽缸有效，而不改变有效汽缸的量。例如，当如上所述的8缸发动机的三个汽缸被停用时，点火序列1-7-2-5-3可以规定为一个发动机循环，并且点火序列8-2-6-4-3可以规定为下一发动机循环。这停用汽缸1、7和5并且重新启用汽缸8、6和4。调节有效汽缸的量和/或调节哪些汽缸有效会减少发动机振动的幅度，或者替代性地通过白噪声效应来屏蔽发动机振动。
火花正时模块210确定发动机102内的有效汽缸的火花正时。火花正时模块210可以以汽缸内的活塞到达TDC之前的曲轴旋转度数来规定火花正时。火花正时模块210可以针对所有有效汽缸相对于TDC改变火花正时相同的量。替代性地，火花正时模块210可以针对有效汽缸中的一个或更多个相对于TDC改变火花正时不同的量。在每个发动机循环之后火花正时模块210可以评估和/或调节有效汽缸的火花正时。替代性地，在发动机102内的每个点火事件之前火花正时模块210可以评估和/或调节火花正时。
最初，火花正时模块210可以相对于产生最大制动扭矩且因而最大化燃料经济性的火花正时延迟每个有效汽缸的火花正时一预定量（例如1或2度）。延迟火花正时所述预定量减少了排放，例如一氧化碳。火花正时模块210之后可以延迟有效汽缸中的一个或更多个的火花正时一附加量以便产生相移，该相移消除了由于其他有效汽缸的火花正时所导致的基础频率。例如，火花正时模块210可以使得点火序列中的每个第三汽缸的火花正时相对于其他有效汽缸延迟1和10度之间的量。
替代性地，火花正时模块210可以延迟所有有效汽缸的火花正时一附加量，并且汽缸启用模块206可以启用一个或更多个附加汽缸以便补偿最终的扭矩减少。汽缸启用模块206可以仅暂时地启用附加汽缸以便最小化由于启用附加汽缸所导致的燃料经济性的减小。例如，汽缸启用模块206可以在一个发动机循环期间的5个汽缸和另一发动机循环期间的6个汽缸之间交替改变有效汽缸的数量，从而导致起作用的汽缸计数是5.5。
噪声和振动（N&V）预测模块212基于点火序列和火花正时来预测发动机102所产生的噪声和振动的幅度和/或频率。N&V预测模块212可以基于点火序列、火花正时以及噪声和振动之间的预定关系来预测噪声和振动。可以通过实验室测试来形成所述预定关系并且该预定关系可以被实现成等式和/或查找表。N&V预测模块212输出预测的噪声和振动。
在各种实施方式中，所述预定关系可以被实现成动力系安装件处的输入频率和驾驶员接口部件（例如驾驶员座椅、转向轮或踏板）处的输出频率之间的关系的传递函数。可以通过使用例如振动台在动力系安装件处输入已知频率并且使用例如加速表测量在驾驶员接口部件处的输出频率来形成传递函数。因此，传递函数可以建模在动力系安装件和驾驶员接口部件之间的结构频率响应。
点火序列模块208和火花正时模块210基于预测的噪声和振动来分别调节点火序列和火花正时。点火序列模块208和火花正时模块210可以分别优化点火序列和火花正时，以便最大化燃料经济性，且同时确保预测的噪声和振动满足预定标准。点火序列模块208和火花正时模块210将优化的点火序列和火花正时输出到火花控制模块214。
火花控制模块214指令火花致动器模块126根据点火序列和火花正时在发动机102的汽缸内产生火花。火花控制模块214可以输出指示出哪个汽缸是点火序列中的下一汽缸的信号。火花控制模块214也可以输出指示出点火序列中下一个汽缸的火花正时的信号。
ECM 114可以在发送指令到火花致动器模块126之前基于点火序列和火花正时来执行确定点火序列、确定火花正时和预测噪声和振动的多个迭代。点火序列模块208和火花正时模块210可以被结合到N&V预测模块212中，在这种情况下N&V预测模块212可以输出点火序列和火花正时到火花控制模块214。
现在参考图3，示出了N&V预测模块212的示例性实施方式。N&V预测模块212可以调节一个或更多个汽缸的火花正时以便抑制会激励传动系的特定频率范围内的扭矩激励，而不会抑制瞬态扭矩请求或稳态扭矩请求。N&V预测模块212通过应用带通滤波器至前馈数据（例如扭矩请求）和反馈数据（例如曲轴速度）的离散时间样本并且基于滤波的数据来确定火花扭矩请求来实现上述内容。带通滤波器去除对应于稳态扭矩请求的输入频率（例如少于2赫兹的频率）和对应于瞬态扭矩请求的输入频率（例如，大于50赫兹的频率）。瞬态扭矩请求可以在宽开口节气门处产生。在巡航和/或沿轻微坡度向上或向下行进的同时可以产生稳态扭矩请求。
N&V预测模块212的示例性实施方式包括第一带通滤波器302、第二带通滤波器304、乘法器306、运算器308和输入扭矩向输出扭矩的映射310。第一带通滤波器302从驾驶员扭矩模块202接收驾驶员扭矩请求的离散时间样本。第一带通滤波器302可以接收其他类型的扭矩请求的离散时间样本，例如产生的变速器扭矩请求，以便促进变速器换挡。
第二带通滤波器304从曲轴速度模块204接收曲轴速度的离散时间样本。另外或者替代性地，第二带通滤波器304可以接收其他反馈数据的离散时间样本，例如变速器输出轴速度和/或加速表测量数据。可以从位于动力系安装件处的加速表和/或从位于驾驶员接口部件（例如驾驶员座椅、转向轮或踏板）处的加速表接收加速表测量数据。
带通滤波器302、304以预定频率范围（例如在2赫兹和50赫兹之间）滤波离散时间样本以便去除预定频率范围之外的内容。由第二带通滤波器304输出的滤波的反馈数据样本被乘法器306相乘以便将反馈数据样本转换成扭矩值。之后从第一带通滤波器302输出的滤波的扭矩请求样本减去该扭矩值以便产生被提供给映射310的扭矩差。
映射310基于扭矩差以及火花扭矩请求和扭矩差之间的预定关系来确定火花扭矩请求。预定关系可以被实现成等式和/或查找表。映射310输出火花扭矩请求至火花控制模块214，其基于该火花扭矩请求来确定火花正时。在各种实施方式中，映射310可以基于扭矩差以及火花正时和扭矩差之间的预定关系来确定火花正时，并且可以输出该火花正时至火花控制模块214。
现在参考图4，当发动机的汽缸被停用时用于控制火花正时的方法开始于402。在404，方法确定发动机的一个或更多个汽缸是否被停用。当在汽缸被停用的同时发动机能够满足驾驶员扭矩请求时，方法可以停用一个或更多个汽缸。方法可以基于诸如加速器踏板位置或巡航控制设定的驾驶员输入来确定驾驶员扭矩请求。如果发动机的一个或更多个汽缸被停用，则方法继续到406。
在406，方法基于被停用的汽缸的数量来确定点火序列。方法可以在每个发动机循环之前或每次点火事件之前调节点火序列。方法可以改变从一个发动机循环到下一发动机循环的点火序列以便改变有效汽缸的数量，而不会改变汽缸点火的次序。另外或者替代性地，方法可以从一个发动机循环到下一发动机循环改变点火序列以便改变哪些汽缸点火并且因此改变哪些汽缸有效。
在408，方法确定点火序列内每个汽缸的火花正时。为了在最大化燃料经济性的同时减少排放，方法可以最初相对于产生最大制动扭矩的火花正时延迟每个汽缸的火花正时一预定量（例如1或2度）。方法之后可以延迟汽缸中的一个或更多个而不是全部汽缸的火花正时一附加量以便产生相移，该相移消除由于发动机内的其他汽缸的火花正时所导致的基础频率。例如，方法可以使得点火序列中的每个第三汽缸的火花正时相对于其他有效汽缸延迟1和10度之间的量。
在410，方法基于点火序列和火花正时来预测发动机所产生的噪声和振动的幅度和/或频率。方法可以基于点火序列、火花正时以及噪声和振动之间的预定关系来预测噪声和振动。预定关系可以被实现成等式和/或查找表。
在412，方法确定针对延迟非全部汽缸的火花正时所述附加量所预测的噪声和振动是否满足预定标准。如果噪声和振动满足预定标准，则方法继续到414并且延迟非全部汽缸的火花正时所述附加量。否则，方法继续到416。
在416，方法确定是否已经针对所有的点火序列和火花正时的组合分析了噪声和振动，其中所述组合涉及在非全部有效汽缸中延迟火花正时所述附加量。如果已经针对涉及在非全部有效汽缸中延迟火花正时所述附加量的所有的点火序列和火花正时的组合分析了噪声和振动，则方法继续到418。否则，方法继续到406。
在418，方法延迟全部有效汽缸的火花正时所述附加量。方法也可以根据需要启用发动机的一个或更多个附加汽缸以便抵消延迟火花正时所导致的扭矩减少。方法可以仅暂时地启用附加汽缸以便最小化由于启用附加汽缸所导致的燃料经济性的减小。例如，在发动机循环之间，方法可以在两个整数（在5个有效汽缸和6个有效汽缸）之间交替有效汽缸的数量。
现在参考图5，相对于代表时间的x轴线504和代表扭矩的y轴线506绘制汽缸扭矩脉冲502。可以基于汽缸压力测量来计算汽缸扭矩脉冲502。为了产生汽缸扭矩脉冲502，针对具有被停用的一个或更多个汽缸的发动机中的所有有效汽缸，相对于TDC的火花正时可以改变相同的量（例如TDC之前25度）。因此，汽缸扭矩脉冲502的峰值是近似相等的。
现在参考图6，相对于x轴线604和y轴线606绘制对应于汽缸扭矩脉冲502的频率响应602。X轴线604代表单位为赫兹（Hz）的频率。Y轴线606代表频率响应602的幅度。频率响应602成比例于动力系安装件处的输入频率与驾驶员接口部件（例如驾驶员座椅、转向轮或踏板）处的输出频率之比。可以基于例如振动台的控制设定来获知输入频率。替代性地，可以基于汽缸压力测量来确定输入频率。可以使用例如安装到驾驶员接口部件的加速表来测量输出频率。
如图6所示，频率响应602的幅度在近似15Hz处到达相对高的共振频率，以及在0.1Hz和40Hz之间的频率范围内相对低。因此，针对所有有效汽缸改变火花正时相同的量会产生相对高的共振频率，这会导致由驾驶员感知到的噪声和振动。
现在参考图7，相对于代表时间的x轴线706和代表扭矩的y轴线708绘制汽缸扭矩脉冲702、704。可以基于汽缸压力测量来计算汽缸扭矩脉冲702、704。相对于TDC的火花正时可以改变第一量（例如，TDC之前25度）以产生汽缸扭矩脉冲704。火花正时可以相对于所述第一量被延迟第二量（例如，1-10度）以便产生汽缸扭矩脉冲702。因此，汽缸扭矩脉冲702的峰值小于汽缸扭矩脉冲704的峰值。
现在参考图8，相对于x轴线804和y轴线806绘制对应于汽缸扭矩脉冲702、704的频率响应802。x轴线804代表单位为Hz的频率。y轴线806代表频率响应802的幅度。频率响应802成比例于动力系安装件处的输入频率与驾驶员接口部件（例如驾驶员座椅、转向轮或踏板）处的输出频率之比。可以基于例如使动力系安装件振动的振动台的控制设定来获知输入频率。替代性地，可以基于汽缸压力测量来确定输入频率。可以使用例如安装到驾驶员接口部件的加速表来测量输出频率。
如图8所示，频率响应802的幅度更均匀地分布在0.1Hz至40Hz的频率范围内并且在近似10Hz处到达相对小的峰值。因此，延迟一些有效汽缸但不是所有有效汽缸的火花正时会产生相对低的共振频率并且不会导致由驾驶员感知到的噪声和振动。
前文描述实质上仅是说明性的并且决不试图限制本公开、其应用或使用。能够以各种形式来实施本公开的广泛教导。因此，虽然本公开包括具体示例，但是不应该将本公开的真实范围限制于此，这是因为一旦学习了附图、说明书以及所附权利要求，则将显而易见到其他改型。为了清楚的目的，在附图中将使用相同附图标记指代类似元件。如这里所述，短语“A、B和C中的至少一个”应被解释为使用非排他性逻辑“或”的逻辑（A或B或C）。应理解方法中的一个或更多个步骤可以按不同顺序（或同时）被执行而不改变本公开的原理。
如本文使用的，术语“模块”可以指以下器件的一部分或包含以下器件：专用集成电路（ASIC）；离散电路；集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器（共享、专用或成组）；提供描述的功能的其他合适的硬件部件；或上述器件的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。术语“模块”可以包含存储由处理器执行的代码的存储器（共享、专用或成组）。
上面使用的术语“代码”可以包含软件、固件和/或微代码，并且可以涉及程序、例程、函数、类和/或对象。上面使用的术语“共享”表示来自多个模块的一些或全部代码可以使用单个（共享）处理器来执行。此外，来自多个模块的一些或全部代码可以由单个（共享）存储器存储。上面使用的术语“成组”表示来自单个模块的一些或全部代码可以采用一组处理器来执行。此外，来自单个模块的一些或全部代码可以使用一组存储器来存储。
本文描述的设备和方法可以通过由一个或更多个处理器执行的一个或更多个计算机程序被部分或全部地实现。计算机程序包含存储在至少一个非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包含和/或依赖于存储的数据。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例包括非易失性存储器、易失性存储器、磁存储装置和光学存储装置。

Claims (10)

1.一种系统，所述系统包括：
汽缸启用模块，所述汽缸启用模块基于驾驶员扭矩请求选择性地停用和重新启用发动机的汽缸；和
火花正时模块，当所述汽缸被停用时，所述火花正时模块基于当所述汽缸被停用时所述发动机产生的噪声和振动来选择性地增加所述发动机的至少一个有效汽缸的火花正时被延迟的量。
2.根据权利要求1所述的系统，其中:
当所述汽缸被停用时所述火花正时模块选择性地增加所述发动机的N个有效汽缸中的M个的火花延迟量；以及
M小于N。
3.根据权利要求1所述的系统，其中当所述汽缸被停用时所述火花正时模块选择性地增加所述发动机的所有有效汽缸的火花延迟量。
4.根据权利要求3所述的系统，其中：
当所有有效汽缸的火花延迟量被增加时所述汽缸启用模块选择性地重新启用所述发动机的N个汽缸；以及
N基于所述驾驶员扭矩请求而定。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括噪声和振动（N&V）预测模块，所述噪声和振动预测模块预测所述汽缸被停用时所述发动机所产生的噪声和振动。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述N&V预测模块基于动力系安装件处的输入频率和驾驶员接口部件处的输出频率之间的预定关系来预测所述发动机产生的噪声和振动。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述N&V预测模块基于所述发动机的点火序列和所述发动机的有效汽缸的火花正时来预测所述发动机产生的噪声和振动。
8.根据权利要求7所述的系统，还包括点火序列模块，其基于预测的噪声和振动来调节所述发动机的点火序列。
9.根据权利要求5所述的系统，其中:
所述N&V预测模块将带通滤波器施加到与所述发动机的扭矩输出相关联的前馈数据和反馈数据；以及
所述火花正时模块基于被滤波的数据来调节所述至少一个有效汽缸的火花正时。
10.一种方法，所述方法包括：
基于驾驶员扭矩请求选择性地停用和重新启用发动机的汽缸；和
当所述汽缸被停用时，基于所述汽缸被停用时所述发动机产生的噪声和振动来选择性地增加所述发动机的至少一个有效汽缸的火花正时被延迟的量。
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