CN103711595A - 汽缸启用/停用序列控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽缸启用/停用序列控制系统和方法。目标汽缸计数模块确定在将来时段期间发动机的待被启用汽缸的目标数量。将来时段包括N个子时段，并且N是大于一的整数。基于所述目标数量，第一序列设定模块产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用汽缸的N个目标数量的序列。第二序列设定模块获取分别在所述N个子时段期间用于启用和停用汽缸的N个预定序列，并且基于所述N个预定序列产生在所述将来时段期间用于启用和停用汽缸的目标序列。在将来时段期间，汽缸致动器模块：基于所述目标序列允许打开待被启用的汽缸的进气门和排气门；以及基于所述目标序列禁止打开待被停用的汽缸的进气门和排气门。

Description

汽缸启用/停用序列控制系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年10月3日提交的美国临时申请序列号61/709,194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13/798,590、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13/799,116、2013年3月13日提交的美国专利申请序列号13/798,624、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。上述申请的全部公开内容并入本文以供参考。
技术领域
本公开涉及内燃发动机，且更具体地涉及发动机控制系统和方法。
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。在一些类型的发动机中，进入发动机的空气流量经由节气门被调整。节气门可调节节气面积，其增加或减少进入发动机的空气流量。随着节气面积增加，进入发动机的空气流量增加。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。
在一些情况下，可以停用发动机的一个或更多个汽缸。汽缸的停用可包括禁止打开和关闭汽缸的进气门以及中止向汽缸供给燃料。当在一个或多个汽缸被停用的同时发动机可产生所请求的扭矩量时，一个或多个汽缸可能被停用以例如减少燃料消耗。
发明内容
目标汽缸计数模块确定在将来时段期间发动机的待被启用的汽缸的目标数量。将来时段包括N个子时段，并且N是大于或等于二的整数。基于所述目标数量，第一序列设定模块产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量的序列。第二序列设定模块获取分别在所述N个子时段期间用于启用和停用所述发动机的汽缸的N个预定序列，并且基于所述N个预定序列产生在所述将来时段期间用于启用和停用发动机的汽缸的目标序列。在所述将来时段期间，汽缸致动器模块：基于所述目标序列允许打开汽缸中的待被启用的第一汽缸的进气门和排气门；以及基于所述目标序列禁止打开汽缸中的待被停用的第二汽缸的进气门和排气门。
在其他特征中，汽缸控制方法包括：确定在将来时段期间发动机的待被启用的汽缸的目标数量，其中，所述将来时段包括N个子时段，并且N是大于或等于二的整数；基于所述目标数量产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量的序列；以及获取分别在所述N个子时段期间用于启用和停用所述发动机的汽缸的N个预定序列。汽缸控制方法还包括：基于所述N个预定序列产生在所述将来时段期间用于启用和停用所述发动机的汽缸的目标序列；以及在所述将来时段期间：基于所述目标序列允许打开汽缸中的待被启用的第一汽缸的进气门和排气门；以及基于所述目标序列禁止打开汽缸中的待被停用的第二汽缸的进气门和排气门。
本发明还提供了以下技术方案。
方案1. 一种车辆的汽缸控制系统，所述汽缸控制系统包括：
目标汽缸计数模块，所述目标汽缸计数模块确定在将来时段期间发动机的待被启用的汽缸的目标数量，
其中，所述将来时段包括N个子时段，并且N是大于或等于二的整数；
第一序列设定模块，所述第一序列设定模块基于所述目标数量产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量的序列；
第二序列设定模块，所述第二序列设定模块获取分别在所述N个子时段期间用于启用和停用所述发动机的汽缸的N个预定序列，并且所述第二序列设定模块基于所述N个预定序列产生在所述将来时段期间用于启用和停用所述发动机的汽缸的目标序列；以及
汽缸致动器模块，所述汽缸致动器模块在所述将来时段期间：
     基于所述目标序列允许打开汽缸中的待被启用的第一汽缸的进气门和排气门；以及
     基于所述目标序列禁止打开汽缸中的待被停用的第二汽缸的进气门和排气门。
方案2. 根据方案1所述的汽缸控制系统，还包括燃料致动器模块，所述燃料致动器模块向所述汽缸中的所述第一汽缸提供燃料，并且中止向所述汽缸中的所述第二汽缸供给燃料。
方案3. 根据方案1所述的汽缸控制系统，其中，所述目标汽缸计数基于发动机扭矩请求来确定在所述将来时段期间待被启用的汽缸的目标数量。
方案4. 根据方案3所述的汽缸控制系统，其中，所述目标汽缸计数将在所述将来时段期间待被启用的汽缸的所述目标数量设定为在所述将来时段期间待被启用的汽缸的平均数量。
方案5. 根据方案1所述的汽缸控制系统，还包括子序列设定模块，所述子序列设定模块基于所述N个目标数量和发动机速度来确定分别在所述N个子时段期间用于启用和停用所述N个目标数量的汽缸的N个预定序列。
方案6. 根据方案5所述的汽缸控制系统，其中，所述第二序列设定模块还基于所述N个目标数量的汽缸的序列产生在所述将来时段期间用于启用和停用汽缸的所述目标序列。
方案7. 根据方案1所述的汽缸控制系统，其中，所述子时段各自对应于预定曲轴旋转量。
方案8. 根据方案1所述的汽缸控制系统，其中，所述目标数量是处于零与在子时段期间出现的汽缸事件的最大数量之间的非整数。
方案9. 根据方案1所述的汽缸控制系统，其中，所述第一序列设定模块还基于发动机速度产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量的序列。
方案10. 根据方案1所述的汽缸控制系统，其中，所述第一序列设定模块还基于节气门开度产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量的序列。
方案11. 一种车辆的汽缸控制方法，所述汽缸控制方法包括：
确定在将来时段期间发动机的待被启用的汽缸的目标数量，
其中，所述将来时段包括N个子时段，并且N是大于或等于二的整数；
基于所述目标数量产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量的序列；
获取分别在所述N个子时段期间用于启用和停用所述发动机的汽缸的N个预定序列；
基于所述N个预定序列产生在所述将来时段期间用于启用和停用所述发动机的汽缸的目标序列；以及
在所述将来时段期间：
     基于所述目标序列允许打开汽缸中的待被启用的第一汽缸的进气门和排气门；以及
     基于所述目标序列禁止打开汽缸中的待被停用的第二汽缸的进气门和排气门。
方案12. 根据方案11所述的汽缸控制方法，还包括：
向所述汽缸中的所述第一汽缸提供燃料；以及
中止向所述汽缸中的所述第二汽缸供给燃料。
方案13. 根据方案11所述的汽缸控制方法，还包括：基于发动机扭矩请求来确定在所述将来时段期间待被启用的汽缸的目标数量。
方案14. 根据方案13所述的汽缸控制方法，还包括：将在所述将来时段期间待被启用的汽缸的所述目标数量设定为在所述将来时段期间待被启用的汽缸的平均数量。
方案15. 根据方案11所述的汽缸控制方法，还包括：基于所述N个目标数量和发动机速度来确定分别在所述N个子时段期间用于启用和停用所述N个目标数量的汽缸的N个预定序列。
方案16. 根据方案15所述的汽缸控制方法，还包括：还基于所述N个目标数量的汽缸的序列产生在所述将来时段期间用于启用和停用汽缸的所述目标序列。
方案17. 根据方案11所述的汽缸控制方法，其中，所述子时段各自对应于预定曲轴旋转量。
方案18. 根据方案11所述的汽缸控制方法，其中，所述目标数量是处于零与在子时段期间出现的汽缸事件的最大数量之间的非整数。
方案19. 根据方案11所述的汽缸控制方法，还包括：还基于发动机速度产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量的序列。
方案20. 根据方案11所述的汽缸控制方法，还包括：还基于节气门开度产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量的序列。
从下文提供的具体说明将显而易见到本公开的其他应用领域。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是根据本公开的示例性发动机系统的功能框图；
图2是根据本公开的示例性发动机控制系统的功能框图；
图3是根据本公开的示例性汽缸控制模块的功能框图；以及
图4是示出根据本公开的用于控制汽缸启用和停用的示例性方法的流程图。
具体实施方式
内燃机燃烧汽缸内的空气和燃料的混合物以产生扭矩。在一些情况下，发动机控制模块（ECM）可停用发动机的一个或多个汽缸。当在一个或多个汽缸被停用的同时发动机可产生所请求的扭矩量时，ECM可停用所述一个或多个汽缸，例如以减少燃料消耗。然而，停用一个或多个汽缸与启用全部汽缸相比可能增加由动力系引起的振动。
本公开的ECM确定在包括N个子时段的将来时段期间待被启用的每子时段的平均汽缸数量。N是大于或等于二的整数。基于获得在将来时段内的平均汽缸数量，ECM产生第一序列，该第一序列表明分别在N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量。ECM产生第二序列，该第二序列表明分别在N个子时段期间用于启动和停用汽缸以实现启用汽缸的N个目标数量的N个预定子序列。这些预定子序列被选择成使得扭矩产生和传输平滑化、最小化车辆谐振、最小化脉冲振动特征、以及最小化进气和排气噪声。
ECM基于N个预定子序列产生在将来时段期间用于启用和停用发动机的汽缸的目标序列。所述汽缸基于在将来时段期间的目标序列被启用和停用。更具体地，所述汽缸基于分别在N个子时段期间的N个预定子序列来启用和停用。汽缸的停用可包括禁止打开和关闭汽缸的进气门以及中止向汽缸供给燃料。
现参考图1，示出了示例性发动机系统100的功能框图。车辆的发动机系统100包括发动机102，其基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入燃烧空气/燃料混合物以产生扭矩。空气通过进气系统108被吸入到发动机102内。进气系统108可包括进气歧管110和节气门112。仅作为示例，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，节气门致动器模块116调整节气门112的开度以控制进入进气歧管110中的空气流。
来自进气歧管110的空气被抽吸到发动机102的汽缸中。虽然发动机102包括多个汽缸，但是出于描述目的，示出了单个代表性汽缸118。仅作为示例，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。如将在下文进一步讨论的，在一些情况下，ECM 114可以指令汽缸致动器模块120来选择性地停用一些汽缸，这可提高燃料经济性。
发动机102可以使用四冲程循环来操作。如下文所述的，所述四冲程将被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴（未示出）的每圈回转期间，在汽缸118内发生这四个冲程中的两个。因此，为了使得汽缸118经历全部四个冲程，二圈曲轴回转是必要的。对于四冲程发动机来说，一个发动机循环可对应于两圈曲轴回转。
当汽缸118被启用时，来自进气歧管110的空气在进气冲程期间通过进气门122被吸入到汽缸118中。ECM 114控制燃料致动器模块124，该燃料致动器模块调节燃料喷射以实现期望空气/燃料比。燃料可在中心位置或在多个位置（例如，每个汽缸的进气门122附近）处被喷射到进气歧管110中。在各个实施方式（未示出）中，燃料可被直接喷射到汽缸中或喷射到与汽缸相关的混合腔/端口中。燃料致动器模块124可中止至被停用的汽缸的燃料喷射。
所喷射的燃料与空气混合，并且在汽缸118中产生空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞（未示出）压缩该空气/燃料混合物。发动机102可以是压缩点火发动机，在该情况下压缩导致空气/燃料混合物的点火。替代地，发动机102可以是火花点火发动机，在该情况下火花致动器模块126基于来自ECM 114的信号来激活汽缸118中的火花塞128，从而点火空气/燃料混合物。一些类型的发动机，例如，均质充气压缩点火（HCCI）发动机，可执行压缩点火和火花点火。火花的正时可相对于活塞处于其最上位置的时刻被规定，所述最上位置将被称为上止点（TDC）。
火花致动器模块126可由规定在TDC之前或之后多久产生火花的正时信号来控制。由于活塞位置直接相关于曲轴旋转，因此火花致动器模块126的操作可与曲轴的位置同步。火花致动器模块126可中止提供火花给停用汽缸，或者提供火花给停用汽缸。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧将活塞向下驱动，由此驱动曲轴。燃烧冲程可被限定为在活塞到达TDC与活塞返回到最底部位置的时刻之间的时间，所述最底部位置将被称为下止点（BDC）。
在排气冲程期间，活塞开始从BDC向上移动，并且将燃烧副产物通过排气门130驱出。燃烧副产物经由排气系统134从车辆被排出。
进气门122可由进气凸轮轴140控制，而排气门130可由排气凸轮轴142控制。在各个实施方式中，多个进气凸轮轴（包括进气凸轮轴140）可控制用于汽缸118的多个进气门（包括进气门122），和/或可控制多个汽缸组（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）可控制用于汽缸118的多个排气门，和/或可控制多个汽缸组（包括汽缸118）的排气门（包括排气门130）。虽然基于凸轮轴的气门致动被示出并且被讨论，但是可实施无凸轮的气门致动器。
汽缸致动器模块120可通过禁止打开进气门122和/或排气门130来停用汽缸118。进气门122被打开的时刻可由进气凸轮移相器148相对于活塞TDC改变。排气门130被打开的时刻可由排气凸轮移相器150相对于活塞TDC改变。移相器致动器模块158可基于来自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）也可由移相器致动器模块158来控制。在各个其他实施方式中，进气门122和/或排气门130可由除了凸轮轴之外的致动器来控制，所述致动器例如是机电致动器、电动液压致动器、电磁致动器等。
发动机系统100可包括增压装置，该增压装置向进气汽缸110提供加压空气。例如，图1示出了包括涡轮机160-1的涡轮增压器，该涡轮机由流经排气系统134的排气驱动。涡轮增压器还包括压缩机160-2，所述压缩机由涡轮机160-1驱动并且压缩引入到节气门112中的空气。在各个实施方式中，由曲轴驱动的机械增压器（未示出）可压缩来自节气门112的空气，并且将压缩空气传输至进气歧管110。
废气门162可允许排气绕过涡轮机160-1，由此减少涡轮增压器的增压（进气空气压缩的量）。ECM 114可经由增压致动器模块164来控制涡轮增压器。增压致动器模块164通过控制废气门162的位置可调节涡轮增压器的增压。在各个实施方式中，多个涡轮增压器可由增压致动器模块164控制。涡轮增压器可具有可变几何构型，其可由增压致动器模块164来控制。
中冷器（未示出）可耗散被包含在压缩空气充气中的一些热量，当空气被压缩时，产生所述热量。虽然出于描述目的被示出为分离的，但是涡轮机160-1和压缩机160-2可彼此机械地联结，从而将进气空气设置成紧邻热排气。压缩空气充气可从排气系统134的部件吸热。
发动机系统100可包括排气再循环（EGR）阀170，该EGR阀将排气选择性地再引导回到进气歧管110。EGR阀170可定位在涡轮增压器的涡轮机160-1的上游。EGR阀170可由EGR致动器模块172来控制。
曲轴位置可利用曲轴位置传感器180来测量。发动机冷却剂的温度可利用发动机冷却剂温度（ECT）传感器182来测量。ECT传感器182可定位在发动机102内或冷却剂循环所在的其他位置，例如散热器（未示出）。
进气歧管110内的压力可利用歧管绝对压力（MAP）传感器184来测量。在各个实施方式中，可测量发动机真空度，即环境空气压力与进气歧管110内的压力之间的差。流入到进气歧管110中的空气的质量流率可利用空气质量流量（MAF）传感器186来测量。在各个实施方式中，MAF传感器186可定位在壳体中，该壳体还包括节气门112。
节气门112的位置可利用一个或多个节气门位置传感器（TPS）190来测量。被抽吸到发动机102中的空气的温度可利用进气空气温度（IAT）传感器192来测量。发动机系统100还可包括一个或多个其他传感器193。ECM 114可利用来自传感器的信号来作出发动机系统100的控制决定。
ECM 114可与变速器控制模块194通信，以协调变速器（未示出）的换档。例如，ECM 114可在换档期间减少发动机扭矩。发动机102经由曲轴将扭矩输出至变速器（未示出）。一个或多个联接装置（例如，变矩器）和/或一个或多个离合器调节变速器输入轴和曲轴之间的扭矩传递。扭矩经由齿轮在变速器输入轴和变速器输出轴之间被传递。
扭矩经由一个或多个差动装置、驱动轴等在变速器输出轴与车辆的车轮之间被传递。接收由变速器输出的扭矩的车轮可被称为从动车轮。不从变速器接收扭矩的车轮可被称为非从动（undriven）车轮。
ECM 114可与混合动力控制模块196通信，以协调发动机102和电动马达198的操作。电动马达198还可用作发电机，并且可用于产生电能，以由车辆电气系统使用和/或用于存储在蓄电池中。虽然仅示出并讨论了一电动马达198，但是可实施多个电动马达。在各个实施方式中，ECM 114、变速器控制模块194和混合动力控制模块196的各个功能可被集成到一个或多个模块中。
改变发动机参数的每个系统可被称为发动机致动器。每个发动机致动器具有相关致动器值。例如节气门致动器模块116可被称为发动机致动器，并且节气门打开面积可被称为致动器值。在图1的示例中，节气门致动器模块116通过调整节气门112的叶片的角度来实现节气门打开面积。
火花致动器模块126也可被称为发动机致动器，而相应致动器值可以是相对于汽缸TDC来说火花提前的量。其他发动机致动器可包括汽缸致动器模块120、燃料致动器模块124、移相器致动器模块158、增压致动器模块164和EGR致动器模块172。对于这些发动机致动器来说，致动器值可分别对应于汽缸启用/停用序列、燃料供给速率、进气和排气凸轮移相器角度、增压压力和EGR阀打开面积。ECM 114可控制致动器值，以便使得发动机102产生期望发动机输出扭矩。
现参考图2，示出了示例性发动机控制系统的功能框图。扭矩请求模块204可基于一个或多个驾驶员输入212来确定扭矩请求208，所述驾驶员输入例如是加速器踏板位置、制动器踏板位置、巡航控制输入、和/或一个或多个其他合适驾驶员输入。扭矩请求模块204可附加地或替代地基于一个或多个其他扭矩请求（例如，ECM 114所产生的扭矩请求和/或接收自车辆的其他模块（例如，变速器控制模块194、混合动力控制模块196和底盘控制模块等）的扭矩请求）来确定扭矩请求208。
一个或多个发动机致动器可基于扭矩请求208和/或一个或多个其他参数被控制。例如，节气门控制模块216可基于扭矩请求208来确定目标节气门开度220。节气门致动器模块116可基于目标节气门开度220来调整节气门112的开度。
火花控制模块224可基于扭矩请求208来确定目标火花正时228。火花致动器模块126可基于目标火花正时228来产生火花。燃料控制模块232可基于扭矩请求208来确定一个或多个目标燃料供给参数236。例如，目标燃料供给参数236可包括燃料喷射量、用于喷射所述量的燃料喷射次数、以及每次喷射的正时。燃料致动器模块124可基于目标燃料供给参数236来喷射燃料。
移相器控制模块237可基于扭矩请求208来确定目标进气和排气凸轮移相器角度238和239。移相器致动器模块158可分别基于目标进气和排气凸轮移相器角度238和239来调节进气和排气凸轮移相器148和150。增压控制模块240可基于扭矩请求208来确定目标增压242。增压致动器模块164可基于目标增压242来控制增压装置所输出的增压。
汽缸控制模块244（还见图3）基于扭矩请求208来确定目标汽缸启用/停用序列248。汽缸致动器模块120停用根据目标汽缸启用/停用序列248要被停用的汽缸的进气门和排气门。汽缸致动器模块120允许打开以及关闭根据目标汽缸启用/停用序列248要被启用的汽缸的进气门和排气门。
中止向根据目标汽缸启用/停用序列248要被停用的汽缸供给燃料（零燃料供给），并且向根据目标汽缸启用/停用序列248要被启用的汽缸提供燃料。向根据目标汽缸启用/停用序列248要被启用的汽缸提供火花。火花可被提供给或中止提供给根据目标汽缸启用/停用序列248要被停用的汽缸。汽缸停用与燃料切断（例如，减速燃料切断）的不同之处在于，在燃料切断期间被中止供给燃料的汽缸的进气门和排气门在燃料切断期间仍打开以及关闭，而在停用时进气门和排气门保持关闭。
现参考图3，示出了汽缸控制模块244的示例性实施方式的功能框图。目标汽缸计数模块304产生目标有效汽缸计数（ECC）308。目标ECC 308对应于在下N个发动机循环内（对应于在汽缸的预定点火顺序中的下M个汽缸事件）平均来说每发动机循环待被启用的汽缸的目标数量。一个发动机循环可指代发动机102的每个汽缸完成一个燃烧循环所用的时段。例如，在四冲程发动机中，一个发动机循环可对应于两圈曲轴回转。
目标ECC 308可以是在零与每发动机循环的可能汽缸事件的总数量之间的整数或非整数（包括零和所述总数量）。汽缸事件包括汽缸点火事件以及停用的汽缸在启用时会被点火的事件。虽然在下文讨论N等于10的示例，但是N是大于或等于二的整数。虽然发动机循环以及下N个发动机循环将被讨论，但是可使用其他合适时段（例如，下N组P个汽缸事件）。
目标汽缸计数模块304基于扭矩请求208来产生目标ECC 308。目标汽缸计数模块304可例如利用将目标请求208与目标ECC 308相关联的函数或映射来确定目标ECC 308。仅作为示例，对于在操作条件下大约为发动机102的最大扭矩输出的50%的扭矩请求来说，目标ECC 308可以是与发动机102的总汽缸数量的大约一半对应的值。目标汽缸计数模块304可进一步基于一个或多个其他参数来产生目标ECC 308，所述参数例如是发动机102上的一个或多个负载和/或一个或多个其他合适参数。
第一序列设定模块310产生启用汽缸序列312，以在下N个发动机循环内实现目标ECC 308。第一序列设定模块310可例如利用将目标ECC 308与启用汽缸序列312相关联的映射来确定启用汽缸序列312。
启用汽缸序列312包括N个整数的序列，其对应于分别在下N个发动机循环期间应当被启用的汽缸的数量。由此，启用汽缸序列312表明在下N个发动机循环中的每个发动机循环期间多少汽缸应当被启用。例如，启用汽缸序列312可包括阵列，该阵列包括分别用于下N个发动机循环的N个整数，例如：
[I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8, I9, I10]，
其中N等于10，I1是在下10个发动机循环的第一个发动机循环期间待被启用的汽缸的整数数量，I2是在下N个发动机循环的第二个发动机循环期间待被启用的汽缸的整数数量，I3是在下N个发动机循环的第三个发动机循环期间待被启用的汽缸的整数数量，并且以此类推。
当目标ECC 308是整数时，在下N个发动机循环的每个发动机循环期间可启用该数量的汽缸，以实现目标ECC 308。仅作为示例，如果目标ECC 308等于4，那么每发动机循环可启用4个汽缸，以实现为4的目标ECC 308。在下面提供在下N个发动机循环期间用于每发动机循环启用4个汽缸的启用汽缸序列312的示例，其中N等于10。
[4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4]。
当目标ECC 308是整数时，每发动机循环不同数量的启用汽缸也可被用于实现目标ECC 308。仅作为示例，如果目标ECC 308等于4，那么在一个发动机循环期间可启用4个汽缸，在另一发动机循环期间可启用3个汽缸并且在另一发动机循环期间可启用5个汽缸，以实现为4的目标ECC 308。在下面提供用于启用一个或多个不同数量的启用汽缸的启用汽缸序列312的示例，其中N等于10。
[4, 5, 3, 4, 3, 5, 3, 5, 4, 4]。
当目标ECC 308是非整数时，使用每发动机循环的不同数量的启用汽缸以实现目标ECC 308。仅作为示例，如果目标ECC 308等于5.4，那么可使用下述示例性启用汽缸序列312来实现目标ECC 308：
[5, 6, 5, 6, 5, 6, 5, 5, 6, 5]
其中N等于10，5表示在下10个发动机循环的相应发动机循环期间5个汽缸被启用，6表示在下10个发动机循环的相应发动机循环期间6个汽缸被启用。虽然已经作为示例讨论了使用与目标ECC 308的非整数值最接近的两个整数，但是另外或替代地，可使用其他整数。
第一序列设定模块310可基于一个或多个其他参数（例如，发动机速度316和/或节气门开度320）来更新或选择启用汽缸序列312。仅作为示例，第一序列设定模块310可更新或选择启用汽缸序列312，使得当发动机速度316和/或节气门开度320增加时，在下N个发动机循环的结束附近使用更大数量的启用汽缸（并且在下N个发动机循环的开始附近使用较小数量的启用汽缸）。这可为目标ECC 308的增加提供更平滑的过渡。当发动机速度316和/或节气门开度320减少时可出现相反的情况。
发动机速度模块324（图2）可基于利用曲轴位置传感器180测量的曲轴位置328来产生发动机速度316。节气门开度320可基于来自一个或多个节气门位置传感器190的测量值被产生。
子序列设定模块332基于启用汽缸序列312和发动机速度316来设置子序列336的序列。子序列336的序列包括待被使用的N个预定汽缸启用/停用子序列的N个标识，以分别在下N个发动机循环期间实现启用汽缸的相应数量（由启用汽缸序列312表示）。子序列设定模块332可例如使用将发动机速度316和启用汽缸序列312与子序列336的序列相关联的映射来设置子序列336的序列。
统计上来说，一个或多个可能汽缸启用/停用子序列与每发动机循环的启用汽缸的每个可能数量相关。专用标识可与每个可能汽缸启用/停用子序列相关，以用于实现启用汽缸的给定数量。下述表格包括用于每发动机循环的5和6个有效汽缸的示例性标识以及可能子序列，其中每发动机循环具有8个汽缸事件：
其中子序列中的1表示该点火顺序中的相应汽缸应当被启用，0表示相应汽缸应当被停用。虽然在上文提供了仅用于每发动机循环的5和6个有效汽缸的可能子序列，但是一个或多个可能汽缸启用/停用子序列也与每发动机循环的有效汽缸的每个其他数量相关联。还可使用具有不同长度的子序列和/或具有与每发动机循环的汽缸事件的数量不同的长度的子序列。
在车辆设计的校准阶段期间，针对不同发动机速度识别产生最小振动水平、最小进气和排气噪声、所需振动特征、更均匀的扭矩产生/传输、以及与其他可能子序列具有更好关联性的可能序列的可能子序列和序列。所识别的子序列作为预定汽缸启用/停用子序列被存储在子序列数据库340中。在车辆操作期间，子序列设定模块332基于启用汽缸序列312和发动机速度316来设定子序列336的序列。用于示例性启用汽缸序列[5, 6, 5, 6, 5, 6, 5, 5, 6, 5]的子序列336的序列的示例是：
[5_23, 6_25, 5_19, 6_22, 5_55, 6_01, 5_23, 5_21, 6_11, 5_29]，
其中，5_23是在下N个发动机循环的第一发动机循环期间待被使用以启用5个汽缸的预定汽缸启用/停用子序列之一的标识，其中6_25是在下N个发动机循环的第二发动机循环期间待被使用以启用6个汽缸的预定汽缸启用/停用子序列之一的标识，5_19是在下N个发动机循环的第三发动机循环期间待被使用以启用5个汽缸的预定汽缸启用/停用子序列之一的标识，6_22是在下N个发动机循环的第四发动机循环期间待被使用以启用6个汽缸的预定汽缸启用/停用子序列之一的标识，并且以此类推。
第二序列设定模块344接收子序列336的序列，并且产生目标汽缸启用/停用序列248。更具体地，第二序列设定模块344按照在子序列336的序列中规定的顺序将目标汽缸启用/停用序列248设定为在子序列336的序列中指示的预定汽缸启用/停用子序列。第二序列设定模块344从子序列数据库340获取所指示的预定汽缸启用/停用子序列。在下N个发动机循环期间，汽缸根据目标汽缸启用/停用序列248被启用。
可能期望在各组N个发动机循环之间改变启用汽缸序列312。该改变可被执行以例如防止在车辆的乘客舱内经历谐振并且保持随机振动特征。例如，对于给定目标ECC来说，两个或更多个预定启用汽缸序列可存储在启用汽缸序列数据库348中，并且预定使用百分比可被设置用于每个预定启用汽缸序列。如果目标ECC 308保持大致恒定，那么第一序列设定模块310可按照基于预定百分比的顺序将供使用的预定启用汽缸序列选择作为启用汽缸序列312。
现参考图4，示出了描述用于控制汽缸启用和停用的示例性方法的流程图。在404，汽缸控制模块244可确定是否满足一个或多个启用条件。例如，汽缸控制模块244在404可确定是否正在出现稳态或准稳态操作条件。如果是，则控制过程可以以408继续。如果否，则控制过程可结束。例如当发动机速度316在预定时段内（例如，大约5秒）改变少于预定量（例如，大约100-200 RPM）时，可称为正在出现稳态或准稳态操作条件。此外或替代地，节气门开度320和/或一个或多个其他合适参数可被用于确定是否正在出现稳态或准稳态操作条件。
在408，目标汽缸计数模块304产生目标ECC 308。目标汽缸计数模块304可基于扭矩请求208和/或上述一个或多个其他参数来确定目标ECC 308。目标ECC 308可对应于在下N个发动机循环内平均来说每发动机循环待被启用的汽缸的目标数量。
第一序列设定模块310在412产生启用汽缸序列312。第一序列设定模块310基于目标ECC 308和/或上述一个或多个其他参数来确定启用汽缸序列312。启用汽缸序列312包括N个整数的序列，其可对应于分别在下N个发动机循环期间应当被启用的汽缸数量。
子序列设定模块332在416产生子序列336的序列。子序列设定模块332基于启用汽缸序列312、发动机速度316、和/或上述一个或多个其他参数来确定子序列336的序列。子序列336的序列包括N个预定汽缸启用/停用子序列的N个标识，其被用于实现由启用汽缸序列312指示的启用汽缸的相应数量。
在420，第二序列设定模块344获取由子序列336的序列指示的预定汽缸启用/停用子序列。第二序列设定模块344从子序列数据库340获取预定汽缸启用/停用子序列。每个预定汽缸启用/停用子序列可包括在下N个发动机循环的一个发动机循环期间用于启用和停用汽缸的序列。
在424，第二序列设定模块344基于获取的预定汽缸启用/停用子序列来产生目标汽缸启用/停用序列248。更具体地，第二序列设定模块344按照由子序列336的序列指示的顺序来组合获取的预定汽缸启用/停用序列，以产生目标汽缸启用/停用序列248。以这种方式，目标汽缸启用/停用序列248可包括在下N个发动机循环期间用于启用和停用汽缸的序列。
在428，发动机102基于目标汽缸启用/停用序列248被控制。例如，如果目标汽缸启用/停用序列248表明点火顺序中的下一汽缸应当被启用、点火顺序中的后一汽缸应当被停用、并且点火顺序中的再后一汽缸应当被启用，那么预定点火顺序中的下一汽缸被启用、预定点火顺序中的后一汽缸被停用、并且预定点火顺序中的再后一汽缸被启用。
汽缸控制模块244禁止打开待被停用的汽缸的进气门和排气门。汽缸控制模块244允许打开以及关闭待被启用的汽缸的进气门和排气门。燃料控制模块232向待被启用的汽缸提供燃料，并且中止向待被停用的汽缸供给燃料。火花控制模块224向待被启用的汽缸提供火花。火花控制模块224可中止向待被停用的汽缸提供火花或向其提供火花。虽然控制过程被示出为结束了，但是图4仅描述了一个控制环，并且控制环可例如在每预定曲轴旋转量下被执行。
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。如本文使用的，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)

1.一种车辆的汽缸控制系统，所述汽缸控制系统包括：
目标汽缸计数模块，所述目标汽缸计数模块确定在将来时段期间发动机的待被启用的汽缸的目标数量，
其中，所述将来时段包括N个子时段，并且N是大于或等于二的整数；
第一序列设定模块，所述第一序列设定模块基于所述目标数量产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量的序列；
第二序列设定模块，所述第二序列设定模块获取分别在所述N个子时段期间用于启用和停用所述发动机的汽缸的N个预定序列，并且所述第二序列设定模块基于所述N个预定序列产生在所述将来时段期间用于启用和停用所述发动机的汽缸的目标序列；以及
汽缸致动器模块，所述汽缸致动器模块在所述将来时段期间：
     基于所述目标序列允许打开汽缸中的待被启用的第一汽缸的进气门和排气门；以及
     基于所述目标序列禁止打开汽缸中的待被停用的第二汽缸的进气门和排气门。
2.根据权利要求1所述的汽缸控制系统，还包括燃料致动器模块，所述燃料致动器模块向所述汽缸中的所述第一汽缸提供燃料，并且中止向所述汽缸中的所述第二汽缸供给燃料。
3.根据权利要求1所述的汽缸控制系统，其中，所述目标汽缸计数基于发动机扭矩请求来确定在所述将来时段期间待被启用的汽缸的目标数量。
4.根据权利要求3所述的汽缸控制系统，其中，所述目标汽缸计数将在所述将来时段期间待被启用的汽缸的所述目标数量设定为在所述将来时段期间待被启用的汽缸的平均数量。
5.根据权利要求1所述的汽缸控制系统，还包括子序列设定模块，所述子序列设定模块基于所述N个目标数量和发动机速度来确定分别在所述N个子时段期间用于启用和停用所述N个目标数量的汽缸的N个预定序列。
6.根据权利要求5所述的汽缸控制系统，其中，所述第二序列设定模块还基于所述N个目标数量的汽缸的序列产生在所述将来时段期间用于启用和停用汽缸的所述目标序列。
7.根据权利要求1所述的汽缸控制系统，其中，所述子时段各自对应于预定曲轴旋转量。
8.根据权利要求1所述的汽缸控制系统，其中，所述目标数量是处于零与在子时段期间出现的汽缸事件的最大数量之间的非整数。
9.根据权利要求1所述的汽缸控制系统，其中，所述第一序列设定模块还基于发动机速度产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量的序列。
10.一种车辆的汽缸控制方法，所述汽缸控制方法包括：
确定在将来时段期间发动机的待被启用的汽缸的目标数量，
其中，所述将来时段包括N个子时段，并且N是大于或等于二的整数；
基于所述目标数量产生表明分别在所述N个子时段期间待被启用的汽缸的N个目标数量的序列；
获取分别在所述N个子时段期间用于启用和停用所述发动机的汽缸的N个预定序列；
基于所述N个预定序列产生在所述将来时段期间用于启用和停用所述发动机的汽缸的目标序列；以及
在所述将来时段期间：
     基于所述目标序列允许打开汽缸中的待被启用的第一汽缸的进气门和排气门；以及
     基于所述目标序列禁止打开汽缸中的待被停用的第二汽缸的进气门和排气门。
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