CN101858259B - 一种用于柴油机部分缸停缸节油控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于柴油机部分缸停缸节油控制方法如下：停缸控制器通过CAN总线快速获取发动机及整车信息，自动识别整车状态，进行部分缸停缸节油控制；所述停缸控制器中存有正常模式下和停缸模式下转速、油门与扭矩的三维数据关系图；停缸控制器根据所述三维数据关系图判断是否满足停缸条件，是则切断部分气缸。本发明的优点是：能有效利用ECU内部数据及策略，对ECU软硬件及内部数据不做任何改动，对原整车内部结构也不需改动，最低成本实现柴油整车部分负荷时停缸节油控制，达到整车节油目的。

Description

一种用于柴油机部分缸停缸节油控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于柴油机部分缸停缸节油控制方法。

背景技术

目前国际原油价格连创新高，燃油价格也随之节节攀升，社会对汽车的燃油经济性提出了更高要求，能显著降低燃油消耗的各种技术措施受到人们的高度重视。

部分缸停缸断油功能是提高整车燃油经济性的有效技术措施之一，当发动机处于部分负荷工况下采用部分气缸停缸的技术，使未停缸的气缸负荷增加，避免气缸在低负荷下工作，使整机的效率得到提高。从而提高整车的燃油经济性。近年来越来越多的汽油机上实现了停缸节油控制技术，而对于传统的柴油发动机整车，综合考虑节油效果、控制成本、震动及噪音等因素，较少实现停缸节油功能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于柴油发动机部分负荷时进行停缸节油控制方法，主要解决柴油机整车部分负荷时的燃油经济性问题，能用最低成本实现部分负荷时停缸节油目的。

按照本发明提供的技术方案，所述用于柴油机部分缸停缸节油控制方法如下：

停缸控制器通过CAN总线快速获取发动机及整车信息，自动识别整车状态，进行部分缸停缸节油控制；所述停缸控制器中存有正常模式下和停缸模式下转速、油门与扭矩的三维数据关系图；停缸控制器根据所述三维数据关系图判断是否满足停缸条件，是则切断部分气缸。

所述停缸模式是指发动机的一半缸停缸，所述切断部分气缸是指切断一半气缸。

所述停缸控制器获取的发动机信息包括：转速、扭矩和油门信号。

所述一半缸停缸是指发动机一半气缸与另一半气缸交替停缸。

所述停缸控制器获取信息均基于整车CAN网络，基于SAE-J1939协议。

所述停缸控制器的停缸断油命令通过报文控制发动机ECU进行强制停缸，主要基于ISO15765协议由CAN线和K线控制实现。

在发动机冷启动、暖机、加速加浓、减速断油的情况下不采用停缸模式，整车在1档和2档及倒档状态也不采用停缸模式。

本发明的优点是：能有效利用ECU内部数据及策略，对ECU软硬件及内部数据不做任何改动，对原整车内部结构也不需改动，最低成本实现柴油整车部分负荷时停缸节油控制，达到整车节油目的。

附图说明

图1为本发明的控制系统结构示意图。

图2为本发明部分缸停缸节油功能控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明采用CAN总线获取整车及发动机信息，通过自动识别整车载荷状态，在部分负荷工况下，为避免气缸在低负荷下工作，由停缸控制器根据需要进行部分缸停缸节油控制。

如图1所示：本发明的控制系统包含一个停缸控制器，通过CAN总线快速获取发动机及整车信息，自动识别整车状态，根据需要进行部分缸停缸节油控制。信息获取均基于整车CAN网络，在电控发动机上具有很好的通用性，其实现发动机信息获取，如转速、车速、水温、油门、扭矩等，都是基于SAE-J1939协议。ECU发动机电控单元，负责控制发动机的工作，包括起动、喷油、停缸、停机等，停缸控制器，负责实时监控发动机及整车状态信息，负责控制发动机停缸。对于4、6缸发动机，在部分负荷时，让发动机的一半气缸不工作，另一半气缸工作。停缸控制器的停缸断油命令通过报文控制发动机ECU进行强制停缸，主要基于ISO15765协议由CAN线和K线控制实现。

本发明的具体做法是：首先通过台架试验，分别获得正常模式下和停缸模式(一半缸停缸，即六缸发动机停三缸，四缸发动机停两缸)下转速、油门与扭矩(负荷)的对应关系，确定各个转速下可能的最大停缸区域；其次分别制取相同工况下正常模式和停缸模式的负荷特性，根据比油耗的对比，从得到的区域中找出适合停缸的经济区域；最后在保证经济性、动力性基本不变的前提下，剔出排放恶化的停缸区域。将这张转速、油门与扭矩(负荷)对应的三维数据关系图(MAP)保存到停缸控制器内存中。

一般情况下，停缸控制器首先通过CAN总线接收发动机传来的转速、扭矩和油门信号，判断当前工况是否在停缸MAP范围内，则进行停缸控制。考虑到发动机热负荷的均匀性、气流造成的热损失和节油的效果等因素，需要控制两组缸停缸规律，使得发动机进排气系统不做改动，使发动机停缸的气缸保持在一定的温度，热负荷基本保持平衡，从而实现发动机快速恢复到全缸大负荷做功的工况。最后还要考虑到在发动机冷启动、暖机、加速加浓、减速断油的情况下不适用于停缸模式，整车在低档(1档和2档)及倒档状态也不宜采用停缸模式。加速加浓是指在整车加速过程中对燃油与空气的比例需要加大，即增加燃油的浓度，也就是增加喷油量。

停缸技术点应用将增加动力总成的摇振，造成发动机的热负荷不均匀，可以把控制执行机构与控制软件结合，通过一定的控制策略解决好工作缸与不工作缸磨损不均的问题。

在摇振控制上要计算动力总成悬置系统绕纵轴摇摆震动的固有频率和对激振力矩进行谐次分析。可以通过加大飞轮质量，利用飞轮的储能作用减少扭矩的不均匀性。还可以采用低固有频率的冲液式悬置件，用蛇形管连接排气管以抑制振动的传递等各种方法最大限度抑制各种震动。同时，为了回避低频摇振，发动机低转速不使用停缸控制。

对于发动机的热负荷不均匀，可以通过控制软件策略来解决，考虑两组缸交替工作的策略，主要考虑两组缸工作的时间及频率，尽可能达到两组气缸工作时间和频率达到均匀。通过台架实验，分别获得工作缸与非工作缸排温数据，温度响应时间，根据四、六缸发动机不同的整机状态，确定各种整机状态的两组缸最佳交替时间及交替频率。最大限度实现各缸内部温度维持在一定水平，保持发动机内部热负荷的均匀，减少零部件的变形和不必要的摩擦损失。根据台架实验，确定整机状态的两组气缸最佳交替时间及交替频率，确定两组气缸交替停缸的控制策略，保证发动机最佳热负荷均匀性。

停缸技术必须考虑合适的停缸区域，保证发动机的动力性、经济性、排放性，从这三个角度进行获取优化MAP。通过台架试验，分别获得正常模式下和停缸模式下转速、油门与扭矩(负荷)的对应关系。确定各个转速下可能的最大停缸区域，保证相同转速下停缸后输出的扭矩不下降，满足车辆对动力性的要求。同时分别制取相同工况下正常模式和停缸模式的负荷特性，根据比油耗的对比，从得到的区域中找出适合停缸的经济区域。最后在保证经济性、动力性基本不变的前提下，还要剔出排放恶化的停缸区域。还要考虑在发动机冷起动、暖机、减速断油及低档(1档和2档)和倒档情况下不宜采用停缸。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1.整车及发动机ECU的软硬件无需改动；

2.该停缸控制器接口简单，仅通过CAN线实现数据通讯；

3.该停缸控制器性价比高，以最低成本实现最高节油；

4.本发明外观精致小巧，布置紧凑，安装方便。

Claims (1)

1.一种用于柴油机部分缸停缸节油控制方法，其特征是：停缸控制器通过CAN总线快速获取发动机及整车信息，自动识别整车状态，进行部分缸停缸节油控制；所述停缸控制器中存有正常模式下和停缸模式下转速、油门与扭矩的三维数据关系图；停缸控制器根据所述三维数据关系图判断是否满足停缸条件，是则切断部分气缸；

所述停缸模式是指发动机的一半缸停缸，所述切断部分气缸是指切断一半气缸；

所述停缸控制器获取的发动机信息包括：转速、扭矩和油门信号；

所述一半缸停缸是指发动机一半气缸与另一半气缸交替停缸；

所述停缸控制器获取信息均基于整车CAN网络，基于SAE-J1939协议；

所述停缸控制器的停缸断油命令通过报文控制发动机ECU进行强制停缸，主要基于ISO15765协议由CAN线和K线控制实现；

在发动机冷启动、暖机、加速加浓、减速断油的情况下不采用停缸模式，整车在1档和2档及倒档状态也不采用停缸模式。

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