CN111140379B - 断缸模式切换的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种断缸模式切换的控制方法，该断缸模式切换的控制方法包括检测发动机当前运行模式，获取在当前运行模式下发动机的运行参数，根据运行参数，计算发动机的控制参数，根据控制参数的大小，确定发动机当前运行模式的切换时刻，控制发动机由当前运行模式切换至另一运行模式，根据本发明的断缸模式切换的控制方法，根据发动机的不同运行模式，当发动机有特殊需求的工况时，需要进行模式切换时，确定合适的切换时刻，使切换时刻与发动机的运行工况相适配，能够兼顾发动机的响应性和稳定性。

Description

断缸模式切换的控制方法

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种断缸模式切换的控制方法。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

发动机工作的转速和负荷范围很广，低负荷率下燃油经济性较差，而随着油耗法规愈发的严格，降低对于多缸数大排量发动机的油耗的需求愈发迫切，从而提出了断缸技术。断缸技术可以在发动机部分负荷时关闭某个或某几个气缸，为保证发动机功率不变，需提升工作气缸的负荷率，从而提高发动机的机械效率，降低泵气损失，提升燃油经济性。

对于断缸运行的控制方式是直接突变发动机工作循环下各个缸的喷油量，喷油量增加缸直接突变至标定喷油量，喷油量减少缸直接停止供油，这种方式下，喷油量会有一定的阶跃变化过程，尤其在工况负荷率变化较大的情况下更加明显，这将会使得发动机动力输出出现跳跃，影响发动机的稳定运行，针对于不同的发动机的运行工况，切换运行模式所对应的运行规则的执行时刻均相同，同样会影响发动机的稳定运行，且无法兼顾运行工况变化和稳定运行。

发明内容

本发明的目的是至少解决发动机切换运行模式时，运行规则的执行时刻导致的无法兼顾运行工况和稳定运行的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种断缸模式切换的控制方法，包括：

检测发动机当前运行模式；

获取在所述当前运行模式下所述发动机的运行参数；

根据所述运行参数，计算所述发动机的控制参数；

根据所述控制参数的大小，确定所述发动机当前运行模式的切换时刻；

控制所述发动机由所述当前运行模式切换至另一运行模式。

根据本发明实施例的断缸模式切换的控制方法，当发动机有特殊需求的工况时，需要进行模式的切换，根据发动机的不同运行模式确定切换模式的时刻，切换时刻与发动机当前运行模式有关，通过获取当前运行模式的运行参数，根据运行参数计算控制参数，控制参数是控制发动机切换的重要指标，根据控制参数的大小决定了切换时刻，确定了合适的切换时刻，能够快速响应发动机的需求，使切换后的模式与发动机的运行工况相适配，能够兼顾发动机的响应性和稳定性。

另外，根据本发明实施例的断缸模式切换的控制方法，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在所述获取在所述当前运行模式下所述发动机的运行参数包括：

获取所述发动机的转速系数；

获取所述发动机的扭矩变化率满足扭矩响应性的修正值；

获取所述发动机的转速变化率满足转速响应性的修正值。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述运行参数，计算所述发动机的控制参数中：

根据公式K＝Kbas*KΔT*KΔn，计算所述控制参数；

其中，K是控制参数，Kbas是转速系数，KΔT是扭矩变化率满足扭矩响应性的修正值，KΔn是转速变化率满足转速响应性的修正值。

在本发明的一些实施例中，根据所述控制参数的大小，确定所述发动机当前运行模式的切换时刻包括：

根据所述控制参数满足第一预设范围，确定所述发动机当前运行模式的切换时刻为当前运行模式工作周期结束后；

根据所述控制参数满足第二预设范围，确定所述发动机当前运行模式的切换时刻为当前运行模式工作周期中的当前工作循环结束后；

根据所述控制参数满足第三预设范围，确定所述发动机立即切换为另一运行模式。

在本发明的一些实施例中，所述第一预设范围小于等于所述第二预设范围，所述第二预设范围小于等于所述第三预设范围。

在本发明的一些实施例中，还包括：

根据所述控制参数，控制所述发动机的喷油量渐变。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述控制参数，控制所述发动机的喷油量渐变包括：

控制所述发动机的喷油缸的喷油量渐变；

控制所述发动机的断油缸的喷油量渐变。

在本发明的一些实施例中，在所述控制发动机的喷油缸的喷油量渐变之前，还包括获取所述当前运行模式中的所述喷油缸的喷油量系数；

所述控制所述发动机的喷油缸的喷油量渐变包括：

控制所述喷油缸的喷油量系数按照所述控制参数增加；

根据所述喷油量系数满足第一预设值，控制所述喷油缸的喷油量系数为所述第一预设值。

在本发明的一些实施例中，在控制所述发动机的断油缸的喷油量渐变之前，还包括获取所述当前运行模式中的所述断油缸的喷油量系数；

所述控制所述发动机的喷油缸的喷油量渐变包括：

控制所述断油缸的喷油量系数按照所述控制参数减小；

根据所述喷油量系数满足第二预设值，控制所述断油缸的喷油量为第二预设值。

在本发明的一些实施例中，在所述根据所述控制参数，控制所述发动机的喷油量渐变中：

所述喷油缸的喷油量渐变与所述断油缸的喷油量渐变周期相等。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的断缸模式切换的控制方法的流程示意图；

图2为图1所示的获取在所述当前运行模式下所述发动机的运行参数的流程示意图；

图3为本发明实施例的根据所述控制参数，控制所述发动机的喷油量渐变的流程示意图；

图4为图3所示的控制所述发动机的喷油缸的喷油量渐变的流程示意图；

图5为图3所示的控制所述发动机的断油缸的喷油量渐变的流程示意图；

图6为本发明实施例发动机由正常模式切换至断缸模式的喷油量系数的变化曲线图；

图7为本发明实施例发动机由断缸模式切换至正常模式的喷油量系数的变化曲线图；

图8为本发明实施例发动机由断缸模式切换至另一断缸模式的喷油量系数的变化曲线图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1-图8所示，根据本发明一个实施例的断缸模式切换的控制方法，包括：

检测发动机当前运行模式；

获取在当前运行模式下发动机的运行参数；

根据运行参数，计算发动机的控制参数；

根据控制参数的大小，确定发动机当前运行模式的切换时刻；

控制发动机由当前运行模式切换至另一运行模式。

根据本发明的实施例的断缸模式切换的控制方法，当发动机有特殊需求的工况时，需要进行模式的切换，根据发动机的不同运行模式确定切换模式的时刻，切换时刻与发动机当前运行模式有关，通过获取当前运行模式的运行参数，根据运行参数计算控制参数，控制参数是控制发动机切换的重要指标，根据控制参数的大小决定了切换时刻，确定了合适的切换时刻，能够快速响应发动机的需求，使切换后的模式与发动机的运行工况相适配，能够兼顾发动机的响应性和稳定性。

其中，发动机由当前运行模式切换至另一运行模式包括三种情况：由正常模式切换为断缸模式，由断缸模式切换为正常模式，由断缸模式切换至另一种断缸模式。

在本发明的一些实施例中，发动机的运行参数包括转速系数、扭矩变化率满足扭矩响应性的修正值和转速变化率满足转速响应性的修正值，其中，转速系数根据发动机的转速变化而变化，可对发动机的转速范围进行分段确定每一分段所对应的转速系数，扭矩变化率满足扭矩响应性的修正值和转速变化率满足转速响应性的修正值可通过查表可得。

在本发明的一些实施例中，获取了发动机的转速系数、扭矩变化率满足扭矩响应性的修正值和转速变化率满足转速响应性的修正值后，根据公式K＝Kbas*KΔT*KΔn计算控制参数，其中，K是控制参数，Kbas是转速系数，KΔT是扭矩变化率满足扭矩响应性的修正值，KΔn是转速变化率满足转速响应性的修正值，通过扭矩变化率满足扭矩响应性的修正值和转速变化率满足转速响应性的修正值对转速系数进行修正以得到最终的控制参数。

在本发明的一些实施例中，对于工作周期和工作循环进行说明，工作循环是发动机所有缸完成一个自身工作循环组成，断缸工作周期是由若干个发动机工作循环组成，以六缸发动机断2缸为例，工作周期包括三个工作循环为1-5-3-6-2-4-1-5-3-6-2-4-1-5-3-6-2-4，每一循环都断2缸，第一个工作循环中断3和4，第二个工作循环断5和2，第三个工作循环断1和6，三个工作循环后，每一个气缸均经历过一次断缸，从下一个工作循环开始重复，计算得到控制参数后，针对控制参数的大小来确定切换时刻，即根据控制参数划分等级满足切换模式过程中的响应性，根据控制参数满足第一预设范围，确定切换时刻为发动机当前运行模式所对应的工作周期结束后，从下一个工作周期开始切换模式，即经过一个工作周期三个工作循环后开始切换模式，表明发动机的需求不高，可以从下一工作周期再进行切换，以保证各个气缸的均匀性优先，每一个气缸均经历了一个完整的工作周期，均匀性优先级高于响应性优先级；根据控制参数满足第二预设范围，确定切换时刻为发动机当前工作周期内的工作循环结束后，从下一个工作循环开始切换模式，即当前工作循环以当前运行模式继续运行，在进入下一个工作循环时切换为另一工作模式，相较于控制参数满足第一预设范围时所对应的发动机的需求有所提高，在执行完当前工作循环后再进行切换，以保证发动机当前工作循环下喷油量的稳定性同时兼顾发动机工况变化的响应性，响应性优先级与均匀性优先级基本持平；根据控制参数满足第三预设范围，确定发动机立即切换为另一运行模式，即切换时刻在某一工作循环内，相较于控制参数满足第二预设范围时所对应的发动机的需求有所提高，需要发动机做出快速响应来满足需求，以保证工况变化响应性优先，响应性优先级高于均匀性优先级。

在本发明的一些实施例中，控制参数的大小影响切换时刻，也可以说发动机当前的转速影响切换时刻，当发动机的转速较小时，控制参数较小，所对应的发动机的需求较小，即第一预设范围小于等于第二预设范围，第二预设范围小于等于第三预设范围，根据试验可标定，第一预设范围为0-1，第二预设范围为1-2，第三预设范围为大于2。

在本发明的一些实施例中，除了控制发动机的模式切换时刻来提高发动机的响应性和稳定性，在进行模式切换时，对于喷油量的控制同样对发动机的稳定运行起到重要作用，因此控制喷油量逐渐变化，进一步减小喷油量突变导致的运行的不稳定性，改变了现有技术中突然断开断油缸的供油和突然增加喷油缸的供油引起的突变，从而减少了整个发动机系统因断缸导致的运行不稳定性。

其中，切换模式后喷油量系数的更新时间在模式的切换时刻之后，对原有的喷油量系数进行更新后，控制发动机以更新后的喷油量系数运行。

在本发明的一些实施例中，不论对于哪种模式切换方式，都涉及到喷油缸和断油缸的喷油量的变化，因此，对于喷油缸和断油缸分别进行控制，喷油缸所指的是切换模式后喷油量增加的缸，断油缸指的是切换模式后喷油量减少的缸，与切换模式后是否工作、切换模式前是否工作无关，对于喷油缸的喷油量势必要增加，因此对喷油缸和断油缸分别进行喷油量的渐变控制，对于正常模式切换至断缸模式，喷油缸为断缸模式中正常工作的缸，喷油量增加，断油缸为断缸模式中停止工作的缸，喷油量减小至零；对于断缸模式切换至正常模式，喷油缸为断缸模式中停止工作的缸，喷油量增加，断油缸为断缸模式中正常工作的缸，喷油量减小；对于断缸模式切换至另一断缸模式，喷油缸为原断缸模式中停止工作、另一断缸模式中正常工作的缸，喷油量增加，断油缸为原断缸模式中正常工作、另一断缸模式中正常工作的缸或原断缸模式中正常工作、另一断缸模式中停止工作的缸，喷油量减小，因此对喷油缸和断油缸分别进行喷油量的渐变控制。

在图6、图7和图8中不同斜率的曲线代表控制参数的不同，即代表喷油量系数的变化速率。

在本发明的一些实施例中，喷油量的计算方式为喷油量系数λ与正常模式下的喷油量q的乘积，正常模式下的喷油量q为定值，因此对于喷油缸的渐变控制实际上是对喷油量系数λ进行渐变控制，各缸的喷油量的计算公式为λ1*q+λ2*q，λ1和λ2分别为喷油缸系数和断油缸系数，根据模式切换的不同情况分别进行说明，由正常模式切换至断缸模式时，在正常模式下，λ1和λ2的初始值为1，各缸的喷油量为λ1*q+λ2*q，切换后，参照图6，λ1以控制参数为变化速率增加至λset，λ2以控制参数为变化速率减少至0，λ1和λ2的渐变周期相等，使喷油缸的喷油量系数渐变结束时断油缸的喷油量系数也恰好渐变结束，以保证发动机的输出稳定性，切换后，喷油缸的喷油量为λset*q，断油缸的喷油量为0；由断缸模式切换至正常模式时，在断缸模式下，λ1的初始值为λset，λ2的初始值为0，喷油缸的喷油量为λset*q，断油缸的喷油量为0，切换后，参照图7，λ1以控制参数为变化速率减少至1，λ2以控制参数为变化速率增加至1，λ1和λ2的渐变周期相等，使喷油缸的喷油量系数渐变结束时断油缸的喷油量系数也恰好渐变结束，以保证发动机的输出稳定性，切换后，各缸的喷油量为λ1*q+λ2*q；由断缸模式切换至另一断缸模式时，在断缸模式下，λ1的初始值为λset1和0，λ2的初始值为λset1，喷油缸的喷油量为λset1*q和0，断油缸的喷油量为λset1*q，切换后，参照图8，λ1以控制参数为变化速率增加至λset，λ1以控制参数为变化速率增加至λset，λ2以控制参数为变化速率减少至0，λ1和λ2的渐变周期相等，以保证发动机的输出稳定性，切换后，喷油缸的喷油量为λset*q，断油缸的喷油量为0。

在本发明的一些实施例中，喷油量系数的变化速率即控制参数，控制参数越大，变化速率越快，发动机要求的响应性越高，通过控制参数对发动机的切换时刻和喷油量系数的渐变速率同时进行控制，兼顾了发动机的响应性和稳定性，使发动机在模式切换时能够平稳过渡，极大的提高了发动机运行的稳定性和均匀性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种断缸模式切换的控制方法，其特征在于，包括：

检测发动机当前运行模式；

获取在所述当前运行模式下所述发动机的运行参数；

根据所述运行参数，计算所述发动机的控制参数；

根据所述控制参数的大小，确定所述发动机当前运行模式的切换时刻；

控制所述发动机由所述当前运行模式切换至另一运行模式；

根据所述控制参数的大小，确定所述发动机当前运行模式的切换时刻包括：

根据所述控制参数满足第一预设范围，确定所述发动机当前运行模式的切换时刻为当前运行模式工作周期结束后；

根据所述控制参数满足第二预设范围，确定所述发动机当前运行模式的切换时刻为当前运行模式工作周期中的当前工作循环结束后；

根据所述控制参数满足第三预设范围，确定所述发动机立即切换为另一运行模式；

所述第一预设范围小于等于所述第二预设范围，所述第二预设范围小于等于所述第三预设范围；

在所述获取在所述当前运行模式下所述发动机的运行参数包括：

获取所述发动机的转速系数；

获取所述发动机的扭矩变化率满足扭矩响应性的修正值；

获取所述发动机的转速变化率满足转速响应性的修正值。

2.根据权利要求1所述的断缸模式切换的控制方法，其特征在于，所述根据所述运行参数，计算所述发动机的控制参数中：

根据公式K＝Kbas*KΔT*KΔn，计算所述控制参数；

其中，K是控制参数，Kbas是转速系数，KΔT是扭矩变化率满足扭矩响应性的修正值，KΔn是转速变化率满足转速响应性的修正值。

3.根据权利要求1所述的断缸模式切换的控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述控制参数，控制所述发动机的喷油量渐变。

4.根据权利要求3所述的断缸模式切换的控制方法，其特征在于，所述根据所述控制参数，控制所述发动机的喷油量渐变包括：

控制所述发动机的喷油缸的喷油量渐变；

控制所述发动机的断油缸的喷油量渐变。

5.根据权利要求4所述的断缸模式切换的控制方法，其特征在于，在所述控制所述发动机的喷油缸的喷油量渐变之前，还包括获取所述当前运行模式中的所述喷油缸的喷油量系数；

所述控制所述发动机的喷油缸的喷油量渐变包括：

控制所述喷油缸的喷油量系数按照所述控制参数增加；

根据所述喷油量系数满足第一预设值，控制所述喷油缸的喷油量系数为所述第一预设值。

6.根据权利要求4所述的断缸模式切换的控制方法，其特征在于，在控制所述发动机的断油缸的喷油量渐变之前，还包括获取所述当前运行模式中的所述断油缸的喷油量系数；

所述控制所述发动机的喷油缸的喷油量渐变包括：

控制所述断油缸的喷油量系数按照所述控制参数减小；

根据所述喷油量系数满足第二预设值，控制所述断油缸的喷油量系数为所述第二预设值。

7.根据权利要求4所述的断缸模式切换的控制方法，其特征在于，在所述根据所述控制参数，控制所述发动机的喷油量渐变中：

所述喷油缸的喷油量渐变与所述断油缸的喷油量渐变周期相等。

Images