CN107061036B - 一种汽车减速断油控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车发动机控制技术领域，特别涉及一种汽车减速断油控制方法，该方法包括：实时获取发动机运行参数；根据当前发动机运行参数，判断当前工况是否满足减速断油条件；如果满足，根据目标扭矩公式计算目标扭矩，根据所述目标扭矩以及扭矩协调系数公式计算扭矩协调系数；根据所述扭矩协调系数与系数分配公式，对点火效率协调系数与喷油状态协调系数进行分配；根据所述扭矩协调系数，执行减速断油动作，以使发动机处于断油状态。通过本发明，实现了断油过程中发动机扭矩的平滑过渡。

Description

一种汽车减速断油控制方法

技术领域

本发明涉及汽车发动机控制技术领域，特别涉及一种汽车减速断油控制方法。

背景技术

随着我国汽车保有量的逐年增加，道路交通拥堵问题日益严峻，汽车行驶在拥堵的路况上，汽车驾驶员频繁的加速、减速在汽车综合运行工况中的占比也越来越高。

减速工况是指车辆在行驶过程中驾驶员突然松开油门踏板后车辆滑行减速的过程。驾驶员松开油门踏板后，发动机仍在车辆惯性的带动下高速旋转，由于此时节气门已基本关闭，进入发动机气缸的混合气数量很少，在发动机高速运转下的油气混合气燃烧不完全，导致燃油经济性恶化，同时发动机中碳氢化合物、一氧化碳等有害气体排放物明显增多。

针对减速工况下发动机燃烧不完全带来的问题，发动机电子控单元可以在减速工况下切断燃油喷射，直至发动机转速下降到标定转速时再恢复喷油，减少了减速工况下有害物排放，并减少了燃油消耗量。

现有减速断油控制方法的流程图如图1所示，在车辆驾驶过程中，如果发动机电控单元监控到有油门松开操作，则根据当前发动机转速、发动机负荷、节气门开度、发动机水温、发动机运转时间，判定当前工况是否满足减速断油条件；如果是，则控制喷油系统执行减速断油动作，并在断油时间达到标定时间延迟后，控制喷油系统恢复供油动作。

当确定当前工况满足减速断油条件时，发动机电控单元控制内部的断油时间计数器开始计时，当断油时间计数器所记录的时间t_off达到所标定的第N缸的断油时间延迟t_offN时则中断第N缸的燃油喷射，N≥1，直至发动机电控单元切断所有缸的燃油喷射。

当发动机电控单元控制喷油系统切断喷油后，若确定当前工况不满足断油条件时，发动机电控单元控制内部的供油时间计数器开始计时，当恢复供油时间计数器所记录的时间t_on达到所标定的第N缸的恢复供油时间延迟t_onN时则恢复第N缸的燃油喷射，N≥1，直至发动机电控单元控制所有缸的燃油恢复喷射。

现有技术中减速断油控制方法存在以下三点缺陷：

(1)通过标定的时间延迟t_offN及t_onN来控制发动机喷油系统的断油及恢复供油动作，在断油及恢复供油的瞬态过程中，必然会出现发动机扭矩输出的阶跃性跳变，进而引起传统系统的抖动及冲击，使减速工况下的驾驶平顺性变差。

(2)由于减速断油及恢复供油过程扭矩过渡不平顺，在断油状态下，为了防止因发动机转速过低引起的发动机熄火等驾驶性恶化问题，恢复供油的发动机转速比较高，因此减速断油的节油效果不明显。

(3)对于自动档车型，由于发动机扭矩过渡不平顺，自动变速箱控制单元TCU所控制的变速箱扭矩跟随控制难度加大，同时对变速箱的使用耐久性产生不利影响。

因此，现有技术在减速断油工况下的扭矩平顺性控制上存在明显的不足，需要对现有控制逻辑进行优化控制。

发明内容

本发明提供了一种汽车减速断油控制方法，以实现断油过程中发动机扭矩的平滑过渡。

一种汽车减速断油控制方法，所述方法包括：

实时获取发动机运行参数；

根据当前发动机运行参数，判断当前工况是否满足减速断油条件；如果满足，根据目标扭矩公式计算目标扭矩，根据所述目标扭矩以及扭矩协调系数公式计算扭矩协调系数；

根据所述扭矩协调系数与系数分配公式，对点火效率协调系数与喷油状态协调系数进行分配；根据所述扭矩协调系数，执行减速断油动作，以使发动机处于断油状态。

优选地，所述方法还包括：

如果发动机处于断油状态，且当前工况不满足减速断油条件，则根据所述扭矩协调系数执行恢复供油动作。

优选地，所述发动机运行参数包括：

发动机转速、发动机负荷、发动机水温、发动机运转时间以及节气门开度。

优选地，所述减速断油条件包括：

发动机转速大于设定转速值，发动机负荷小于设定负荷值，发动机运转时间大于设定运转时间，发动机水温大于设定水温值，节气门开度小于设定开度值。

优选地，所述目标扭矩公式为：

T_desired＝T_initial+ΔT×t；其中，T_initial表示在执行断油动作或恢复供油动作前发动机的初始扭矩；ΔT表示执行断油动作或恢复供油动作时单位时间内的扭矩变化值；t表示执行断油动作或恢复供油动作的持续时间。

优选地，所述扭矩协调系数公式为：

其中，R表示扭矩协调系数，T_base表示在当前发动机进气量下，忽略喷油系统及点火系统对发动机扭矩的影响后所得到的发动机扭矩，具体由发动机控制器根据发动机运行参数及扭矩模型计算得到。

优选地，所述系数分配公式为：

R＝R_fuel×R_spark；R_fuel为喷油状态协调系数，表示当前工况下处于喷油状态的气缸与发动机总气缸的比值；R_spark为实现目标扭矩时所需要的点火效率协调系数。

优选地，所述根据所述扭矩协调系数，执行减速断油动作包括：

分别将所述扭矩协调系数与发动机气缸的各个断油限值进行比较；

如果所述扭矩协调系数小于前N1缸的断油限值时，则中断前N1缸的燃油喷射，直至中断发动机所有缸的燃油喷射，N1≥1。

优选地，所述根据所述扭矩协调系数，执行恢复供油动作包括：

分别将所述扭矩协调系数与发动机气缸的各个供油限值进行比较；

如果所述扭矩协调系数大于前N2缸的供油限值时，则恢复前N2缸的燃油喷射，直至恢复发动机所有缸的燃油喷射，N2≥1。

本发明的有益效果在于：

本发明实施例提供的汽车减速断油控制方法，在确定当前工况满足减速断油条件后，计算目标扭矩以及扭矩协调系数，对点火效率协调系数与喷油状态协调系数进行分配，从而通过协调发动机喷油系统及点火系统解决了发动机断油过程中出现的扭矩阶跃性跳变，实现了断油过程中发动机扭矩的平滑过渡。

附图说明

图1是现有技术中减速断油控制方法的一种流程图。

图2是本发明实施例汽车减速断油控制方法的一种流程图。

图3是本发明实施例汽车减速断油控制方法的另一种流程图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。

如图2所示，是本发明实施例汽车减速断油控制方法的流程图，包括以下步骤：

步骤100：实时获取发动机运行参数。

具体地，所述发动机运行参数包括：发动机转速、发动机负荷、发动机水温、发动机运转时间以及节气门开度。

需要说明的是，本发明实施中，可以通过发动机控制器实时获取发动机运行参数，发动机控制器通过获取放置在发动机进气管道口的压力传感器得到发动机负荷，通过内部计时器计数得到发动机运转时间，通过位于节气门上的位置传感器得到节气门开度，通过位于发动机内部的转速传感器得到发动机转速，通过发动机水箱盖的温度传感器得到发动机水温值。

进一步，发动机控制器对发动机扭矩的控制，主要是通过对发动机进气系统(如对节气门开度控制)、喷油系统(如对喷油系统的断油或恢复喷油控制)以及点火系统(如对点火系统点火效率控制)三大子系统协调控制实现。由于节气门在减速断油过程中基本处于关闭状态，因此，进气系统在减速断油过程中对发动机扭矩的控制无任何影响，而本申请中只有喷油系统的喷油状态以及点火系统的点火效率两大影响因素。

步骤101：根据当前发动机运行参数，判断当前工况是否满足减速断油条件；如果是，执行步骤102；否则，返回执行步骤101。

具体地，减速断油条件包括：发动机转速大于设定转速值，发动机负荷小于设定负荷值，发动机运转时间大于设定运转时间，发动机水温大于设定水温值，节气门开度小于设定开度值。

需要说明的是，本发明实施例中，设定转速值、设定负荷值、设定运转时间、设定水温值以及设定开度值均是由发动机控制器通过标定得到，比如，设定转速值为1600rpm，设定负荷值为80KPa，设定运转时间为20s，设定水温值为-10℃，设定开度值为4％。

步骤102：根据目标扭矩公式，计算目标扭矩。

具体地，所述目标扭矩公式为：

T_desired＝T_initial+ΔT×t；其中，T_initial表示在执行断油动作或恢复供油动作前的发动机初始扭矩；ΔT表示执行断油动作或恢复供油动作时单位时间内的扭矩变化值；t表示执行断油动作或恢复供油动作的持续时间。

进一步，初始扭矩T_initial由发动机转速、发动机负荷、发动机运转时间、节气门开度以及发动机水温确定，进一步，可以由发动机控制器通过标定得到。

扭矩变化值ΔT表示发动机控制器所控制的发动机输出扭矩的变化快慢，当发动机控制器执行断油动作时，扭矩变化值ΔT为负值，目标逐渐下降；反之，当发动机控制器执行恢复供油动作时，扭矩变化值ΔT为正值，目标逐渐增加；扭矩变化值ΔT根据驾驶平顺性，通过标定手段得到，扭矩变化值ΔT越小，驾驶平顺性越好。比如，在减速断油时，扭矩变化值ΔT为-0.5Nm；在恢复供油动作时，扭矩变化值ΔT为1.5Nm。

t表示执行断油动作或恢复供油动作的持续时间，具体地，持续时间t可以通过发动机控制器内部的时间计数器计数得到。

步骤103：根据所述目标扭矩以及扭矩协调系数公式计算扭矩协调系数。

具体地，所述扭矩协调系数公式为：

其中，R表示扭矩协调系数，T_base表示在当前发动机进气量下，忽略喷油系统及点火系统对发动机扭矩的影响后所得到的发动机扭矩，具体由发动机控制器根据发动机运行参数及扭矩模型计算得到。

需要说明的是，发动机控制器执行减速断油时，由于节气门基本关闭，发动机进气系统所控制的发动机进气量基本不变，因此，本发明实施例通过扭矩协调系数实现对发动机喷油系统的喷油状态以及点火系统的点火效率进行控制。

步骤104：根据所述扭矩协调系数与系数分配公式，对点火效率协调系数与喷油状态协调系数进行分配。

需要说明的是，发动机控制器根据分配得到的点火效率协调系数实现对点火线圈电流的控制，从而实现对点火系统点火效率的控制；发动机控制器根据分配得到的喷油状态协调系数实现对喷油系统断油或恢复喷油的控制。

具体地，所述系数分配公式为：

R＝R_fuel×R_spark；R_fuel为喷油状态协调系数，表示当前工况下处于喷油状态的气缸与发动机总气缸的比值；R_spark为实现目标扭矩时所需要的点火效率协调系数；本发明实施例中，在通过扭矩协调系数执行扭矩协调时，会优先使用点火效率进行扭矩协调，因此在执行断油动作前，R_fuel＝1，根据系数分配公式，在执行减速断油动作前R_spark＝R，而在执行减速断油动作后，由于刚开始气缸扭矩协调系数R大于第一气缸断油限值，仅由点火效率协调系数R_spark根据扭矩协调系数R变化而变化；随着扭矩协调系数减小，扭矩协调系数R小于第一气缸断油限值，第一气缸开始断油，则R_fuel开始变化，比如从1变为0.75，则点火效率协调系数R_spark由R变为R/0.75。

步骤105：根据所述扭矩协调系数，执行减速断油动作，以使发动机处于断油状态。

具体地，所述根据所述扭矩协调系数，执行减速断油动作包括：

分别将所述扭矩协调系数与发动机气缸的各个断油限值进行比较；如果所述扭矩协调系数小于前N1缸的断油限值时，则中断前N1缸的燃油喷射，直至中断发动机所有缸的燃油喷射，N1≥1。

需要说明的是，发动机的气缸个数N1是固定值，比如，发动机气缸N1为4，则发动机控制设置有4个断油限值：前一缸的断油限值、前二缸的断油限值、前三缸的断油限值以及前四缸的断油限值；比如，前一缸的断油限值为0.45，前二缸的断油限值为0.35，前三缸的断油限值为0.25，前四缸的断油限值为0.1；当扭矩协调系数小于前一缸的断油限值时，则中断前一缸的燃油喷射，当扭矩协调系数小于前二缸的断油限值时，则中断前二缸的燃油喷射，当扭矩协调系数小于前三缸的断油限值时，则中断前三缸的燃油喷射，当扭矩协调系数小于前四缸的断油限值时，则中断前四缸的燃油喷射，当发动机控制器中断四缸的燃油喷射后，则发动机所有缸的燃油喷射中断。

本发明实施例提供的汽车减速断油控制方法，在满足减速断油条件后，分别计算目标扭矩与扭矩协调系数，并根据所述扭矩协调系数对点火效率协调系数与喷油状态协调系数进行分配，根据所述扭矩协调系数执行减速断油动作。从而协调了发动机喷油系统与点火系统，实现了断油过程中发动机扭矩的平滑过渡。

为了在发动机处于断油状态且当前工况不满足减速断油条件时，可以支持更低的减速断油恢复转速，如图3所示，是本发明实施例汽车减速断油控制方法的另一种流程图，包括以下步骤：

步骤200：实时获取发动机运行参数。

具体地，所述发动机运行参数包括：发动机转速、发动机负荷、发动机水温、发动机运转时间以及节气门开度。

需要说明的是，本发明实施中，可以通过发动机控制器实时获取发动机运行参数，发动机控制器对发动机扭矩的控制，主要是通过对发动机进气系统(如对节气门开度控制)、喷油系统(如对喷油系统的断油或恢复喷油控制)以及点火系统(如对点火系统点火效率控制)三大子系统协调控制实现。由于节气门在减速断油过程中基本处于关闭状态，因此，进气系统在减速断油过程中对发动机扭矩的控制无任何影响，而本申请中只有喷油系统的喷油状态以及点火系统的点火效率两大影响因素。

步骤201：根据当前发动机运行参数，判断当前工况是否满足减速断油条件；如果是，执行步骤102；否则，返回执行步骤101。

步骤202：根据目标扭矩公式，计算目标扭矩。

具体地，所述目标扭矩公式为：

T_desired＝T_initial+ΔT×t；其中，T_initial表示在执行断油动作或恢复供油动作前发动机的初始扭矩；ΔT表示执行断油动作或恢复供油动作时单位时间内的扭矩变化值；t表示执行断油动作或恢复供油动作的持续时间。

步骤203：根据所述目标扭矩以及扭矩协调系数公式计算扭矩协调系数。

步骤204：根据所述扭矩协调系数与系数分配公式，对点火效率协调系数与喷油状态协调系数进行分配。

步骤205：根据所述扭矩协调系数，执行减速断油动作，以使发动机处于断油状态。

步骤206：判断当前工况是否满足减速断油条件；如果否，执行步骤207；否则，返回执行步骤206。

步骤207：根据所述扭矩协调系数执行恢复供油动作。

具体地，所述根据所述扭矩协调系数，执行恢复供油动作包括：

分别将所述扭矩协调系数与发动机气缸的各个供油限值进行比较；如果所述扭矩协调系数大于前N2缸的供油限值时，则恢复前N2缸的燃油喷射，直至恢复发动机所有缸的燃油喷射，N2≥1。

需要说明的是，发动机的气缸个数N2是固定值，比如，发动机气缸N2为4，则发动机控制设置有4个供油限值：前一缸的供油限值、前二缸的供油限值、前三缸的供油限值以及前四缸的供油限值；比如，前一缸的供油限值为0.2，前二缸的供油限值为0.35，前三缸的供油限值为0.45，前四缸的供油限值为0.55；当扭矩协调系数大于前一缸的供油限值时，则恢复前一缸的燃油喷射，当扭矩协调系数大于前二缸的供油限值时，则恢复前二缸的燃油喷射，当扭矩协调系数大于前三缸的供油限值时，则恢复前三缸的燃油喷射，当扭矩协调系数大于前四缸的供油限值时，则中断前四缸的燃油喷射，当发动机控制器恢复四缸的供油限值后，则发动机所有缸的燃油喷射均恢复，发动机恢复供油。

本发明实施例提供的汽车减速断油控制方法，在满足减速断油条件后，分别计算目标扭矩与扭矩协调系数，并根据所述扭矩协调系数对点火效率协调系数与喷油状态协调系数进行分配，根据所述扭矩协调系数执行减速断油动作。进一步，在发动机处于断油状态并且当前工况不满足减速断油条件时，根据扭矩协调系数执行恢复供油动作，从而协调了发动机喷油系统与点火系统，实现了断油过程中以及从断油状态到恢复供油状态的发动机扭矩的平滑过渡，提高了减速工况下节油效果。更进一步，对于自动档车型，由于发动机扭矩过渡较平顺，有利于对变速箱的使用耐久性。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种汽车减速断油控制方法，其特征在于，所述方法包括：

实时获取发动机运行参数，所述发动机运行参数包括：发动机转速、发动机负荷、发动机水温、发动机运转时间以及节气门开度；根据当前发动机运行参数，判断当前工况是否满足减速断油条件；如果满足，根据目标扭矩公式计算目标扭矩，根据所述目标扭矩以及扭矩协调系数公式计算扭矩协调系数；

根据所述扭矩协调系数与系数分配公式，对点火效率协调系数与喷油状态协调系数进行分配；根据所述扭矩协调系数，执行减速断油动作，以使发动机处于断油状态；

根据分配得到的点火效率协调系数实现对点火线圈电流的控制，从而实现对点火系统点火效率的控制，根据分配得到的喷油状态协调系数实现对喷油系统断油或恢复喷油的控制；

所述目标扭矩公式为：

T_desired＝T_initial+ΔT×t；其中，T_initial表示在执行断油动作或恢复供油动作前发动机的初始扭矩；ΔT表示执行断油动作或恢复供油动作时单位时间内的扭矩变化值；t表示执行断油动作或恢复供油动作的持续时间；

所述扭矩协调系数公式为：

其中，R表示扭矩协调系数，T_base表示在当前发动机进气量下，忽略喷油系统及点火系统对发动机扭矩的影响后所得到的发动机扭矩，具体由发动机控制器根据发动机运行参数及扭矩模型计算得到；

所述系数分配公式为：

R＝R_fuel×R_spark；R_fuel为喷油状态协调系数，表示当前工况下处于喷油状态的气缸与发动机总气缸的比值；R_spark为实现目标扭矩时所需要的点火效率协调系数。

2.根据权利要求1所述的汽车减速断油控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果发动机处于断油状态，且当前工况不满足减速断油条件，则根据所述扭矩协调系数执行恢复供油动作。

3.根据权利要求2所述的汽车减速断油控制方法，其特征在于，所述减速断油条件包括：

发动机转速大于设定转速值，发动机负荷小于设定负荷值，发动机运转时间大于设定运转时间，发动机水温大于设定水温值，节气门开度小于设定开度值。

4.根据权利要求3所述的汽车减速断油控制方法，其特征在于，所述根据所述扭矩协调系数，执行减速断油动作包括：

分别将所述扭矩协调系数与发动机气缸的各个断油限值进行比较；

如果所述扭矩协调系数小于前N1缸的断油限值时，则中断前N1缸的燃油喷射，直至中断发动机所有缸的燃油喷射，N1≥1。

5.根据权利要求2所述的汽车减速断油控制方法，其特征在于，所述根据所述扭矩协调系数，执行恢复供油动作包括：

分别将所述扭矩协调系数与发动机气缸的各个供油限值进行比较；

如果所述扭矩协调系数大于前N2缸的供油限值时，则恢复前N2缸的燃油喷射，直至恢复发动机所有缸的燃油喷射，N2≥1。

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