CN112696277A - 一种发动机停缸控制方法和发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机停缸控制方法和发动机，其包括如下步骤：S1、获得驾驶员所需的总扭矩TrqTotal；S2、判断所述发动机是否执行停缸动作，如果是则执行下一步；S3、确定最终正常工作的缸数M和停缸数N；S4、在所述发动机接收到停缸信号到正式停缸的过渡时间，逐步减小停缸的每个单缸喷油量直至为零，同时逐步增大最终正常工作的每个单缸喷油量，保证总扭矩TrqTotal不变。本发明能够解决变排量发动机在切换过程中振动、噪声变大的问题。

Description

一种发动机停缸控制方法和发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机停缸控制方法和发动机。

背景技术

变排量发动机可以通过调整喷油、进排气门开启和关闭时刻，实现发动机的有效排量变化。现有技术中，变排量发动机在停缸、不停缸的切换过程中需要进行各缸的油量重新分配，突然的停缸动作和油量的突然变化造成变排量发动机振动、噪声变大，影响变排量发动机的寿命，降低了驾驶体验。

因此，需要一种发动机停缸控制方法和发动机来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机停缸控制方法和发动机，能够解决变排量发动机在切换过程中振动、噪声变大的问题，延长变排量发动机的寿命，提升驾驶体验。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种发动机停缸控制方法，包括如下步骤：

S1、获得驾驶员所需的总扭矩TrqTotal；

S2、判断所述发动机是否执行停缸动作，如果是则执行下一步；

S3、确定最终正常工作的缸数M和停缸数N；

S4、在所述发动机接收到停缸信号到正式停缸的过渡时间，逐步减小停缸的每个单缸喷油量直至为零，同时逐步增大最终正常工作的每个单缸喷油量，保证总扭矩TrqTotal不变。

进一步地，所述步骤S4中，计算停缸的单缸的扭矩TN，TN＝(TrqTotal×fac)/(N+M),其中，fac为0-1的系数，fac以设定步长从1逐步减小至0，依据所述扭矩TN和所述发动机的当前转速，确定停缸的单缸的喷油量QN；

计算正常工作的缸的单缸的扭矩TM，

TM＝(TrqTotal×(1-fac)×N)/((N+M)×M)+TrqTotal/(N+M),依据所述扭矩TM和所述发动机的当前转速，确定最终正常工作的缸的单缸的喷油量QM。

进一步地，通过查询所述发动机的单缸油量图谱确定停缸的单缸的喷油量QN和正常工作的缸的单缸的喷油量QM。

进一步地，当停缸的每个单缸喷油量为零时，控制停缸的缸对应的进气门和排气门关闭，所述发动机进入停缸工作模式。

进一步地，所述发动机在所述停缸工作模式下运行时，每个最终工作的缸喷入设定油量。

进一步地，所述设定油量通过查询停缸工作模式下发动机供油图谱确定。

进一步地，利用速度传感器实时监测所述发动机的转速。

进一步地，所述发动机由停缸工作模式向正常工作模式转化的步骤如下：

S5、确定正常工作的缸数M和待恢复的停缸数N；

S6、在所述发动机接收到恢复信号到正常工作的过渡时间，从零逐步增大停缸的每个单缸喷油量直至能够正常工作，同时逐步减小正常工作的每个单缸喷油量，保证总扭矩TrqTotal不变。

进一步地，所述步骤S6中，计算待恢复的单缸的扭矩TN’，TN’＝(TrqTotal×fac’)/(N+M),其中，fac’为0-1的系数，fac’以设定步长从0逐步增加至1，依据所述扭矩TN’和所述发动机的当前转速，确定待恢复的单缸的喷油量QN’；

计算正常工作的缸的单缸的扭矩TM’，

TM’＝(TrqTotal×(1-fac’)×N)/((N+M)×M)+TrqTotal/(N+M),依据所述扭矩TM’和所述发动机的当前转速，确定一直正常工作的缸的单缸的喷油量QM’。

一种发动机，使用如上所述发动机停缸控制方法进行控制。

本发明的有益效果：

本发明所提供的一种发动机停缸控制方法，首先获得驾驶员所需的总扭矩TrqTotal，在发动机进行停缸动作时，控制喷入停缸的单缸的油量，逐步减少扭矩直至喷油量为零；同时，逐步增大喷入正常工作的缸的油量，使得正常工作的缸的扭矩逐步增大直至正常工作的缸能够满足驾驶员所需的总扭矩TrqTotal。通过上述方式，能够实现发动机从正常工作模式变为停缸工作模式的平稳过渡，从而解决变排量发动机在切换过程中振动、噪声变大的问题，延长变排量发动机的寿命，提升驾驶体验。

本发明所提供的一种发动机，使用如上所述的发动机停缸控制方法对发动机进行控制，能够解决变排量发动机在切换过程中振动、噪声变大的问题，延长变排量发动机的寿命，提升驾驶体验。

附图说明

图1是本发明一种发动机停缸控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了解决变排量发动机在切换过程中振动、噪声变大的问题，延长变排量发动机的寿命，提升驾驶体验，如图1所示，本发明提供一种发动机停缸控制方法。本发动机停缸控制方法包括如下步骤：

包括如下步骤：

S1、获得驾驶员所需的总扭矩TrqTotal；

S2、判断发动机是否执行停缸动作，如果是则执行下一步；

S3、确定最终正常工作的缸数M和停缸数N；

S4、在发动机接收到停缸信号到正式停缸的过渡时间，逐步减小停缸的每个单缸喷油量直至为零，同时逐步增大最终正常工作的每个单缸喷油量，保证总扭矩TrqTotal不变。

在发动机进行停缸动作时，控制喷入停缸的单缸的油量，逐步减少扭矩直至喷油量为零；同时，逐步增大喷入正常工作的缸的油量，使得正常工作的缸的扭矩逐步增大直至正常工作的缸能够满足驾驶员所需的总扭矩TrqTotal。通过上述方式，能够实现发动机从正常工作模式变为停缸工作模式的平稳过渡，从而解决变排量发动机在切换过程中振动、噪声变大的问题，延长变排量发动机的寿命，提升驾驶体验。

进一步地，步骤S4中，计算停缸的单缸的扭矩TN，

TN＝(TrqTotal×fac)/(N+M),其中，fac为0-1的系数，fac以设定步长从1逐步减小至0，依据扭矩TN和发动机的当前转速，确定停缸的单缸的喷油量QN；

计算正常工作的缸的单缸的扭矩TM，

TM＝(TrqTotal×(1-fac)×N)/((N+M)×M)+TrqTotal/(N+M),依据扭矩TM和发动机的当前转速，确定最终正常工作的缸的单缸的喷油量QM。具体地，fac在停缸需求发出后从1变化到0的过渡时间记为T；例如T＝10秒，则fac由1、0.9、0.8、0.7...0，每秒减小0.1。根据过渡时间的长短，确定在该过渡时间内停缸的缸的扭矩逐步减小，最终正常工作的缸的扭矩逐步增大，从而实现停缸的平滑过渡。

进一步地，通过查询发动机的单缸油量图谱确定停缸的单缸的喷油量QN和正常工作的缸的单缸的喷油量QM。具体地，在发动机测试台架上进行试验控制发动机的单缸以不同的转速和不同的扭矩工作，确定每一转速和每一扭矩下对应的喷油量，得到发动机的单缸油量图谱。在后续对发动机进行停缸控制时，只需要根据发动机的转速和对应的扭矩查找单缸油量图谱即可。

进一步地，当停缸的每个单缸喷油量为零时，控制停缸的缸对应的进气门和排气门关闭，发动机进入停缸工作模式。通过控制停缸的缸对应的进气门和排气门关闭保证正常工作的缸不受干扰，从而保证发动机在停缸工作模式下能够有效工作。

进一步地，由于正常工作的M缸的发动机的需求扭矩是TrqTotal，但是停缸后扭矩、油量转换关系会发生较大的变化，因此，发动机在停缸工作模式下运行时，每个最终工作的缸喷入设定油量。

具体地，设定油量通过查询停缸工作模式下发动机供油图谱确定。在本实施例中，控制发动机在停缸工作模式下运行输出总扭矩TrqTotal时，工作的缸数从1、2、3依次增加至N+M时，对应的每个工作的缸的喷油量，其中，N为停缸数，M为正常工作的缸数。通过控制工作的缸数从1、2、3依次增加至N+M，能够获得不同工作缸数下对应的停缸工作模式下发动机供油图谱，后续在停缸工作模式下，可以直接得到工作缸数对应的单缸的喷油量。

进一步地，利用速度传感器实时监测发动机的转速。通过速度传感器实时对发动机的转速进行检测，结合单缸的输出扭矩即可确定所需的喷油量。

进一步地，发动机由停缸工作模式向正常工作模式转化的步骤如下：

S5、确定正常工作的缸数M和待恢复的停缸数N；

S6、在发动机接收到恢复信号到正常工作的过渡时间，从零逐步增大停缸的每个单缸喷油量直至能够正常工作，同时逐步减小一直正常工作的每个单缸喷油量，保证总扭矩TrqTotal不变。

进一步地，步骤S6中，计算待恢复的单缸的扭矩TN’，TN’＝(TrqTotal×fac’)/(N+M),其中，fac’为0-1的系数，fac’以设定步长从0逐步增加至1，依据扭矩TN’和发动机的当前转速，确定待恢复的单缸的喷油量QN’；

计算正常工作的缸的单缸的扭矩TM’，

TM’＝(TrqTotal×(1-fac’)×N)/((N+M)×M)+TrqTotal/(N+M),依据扭矩TM’和发动机的当前转速，确定一直正常工作的缸的单缸的喷油量QM’。

具体地，由停缸工作模式向正常工作模式转化是正常工作模式向停缸工作模式的逆过程，在此不再对停缸工作模式向正常工作模式转化做过多的赘述。

本实施例还提供了一种发动机，使用如上发动机停缸控制方法进行控制，能够解决变排量发动机在切换过程中振动、噪声变大的问题，延长变排量发动机的寿命，提升驾驶体验。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机停缸控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获得驾驶员所需的总扭矩TrqTotal；

S2、判断所述发动机是否执行停缸动作，如果是则执行下一步；

S3、确定最终正常工作的缸数M和停缸数N；

S4、在所述发动机接收到停缸信号到正式停缸的过渡时间，逐步减小停缸的每个单缸喷油量直至为零，同时逐步增大最终正常工作的每个单缸喷油量，保证总扭矩TrqTotal不变。

2.根据权利要求1所述的一种发动机停缸控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，计算停缸的单缸的扭矩TN，TN＝(TrqTotal×fac)/(N+M),其中，fac为0-1的系数，fac以设定步长从1逐步减小至0，依据所述扭矩TN和所述发动机的当前转速，确定停缸的单缸的喷油量QN；

计算正常工作的缸的单缸的扭矩TM，

TM＝(TrqTotal×(1-fac)×N)/((N+M)×M)+TrqTotal/(N+M),依据所述扭矩TM和所述发动机的当前转速，确定最终正常工作的缸的单缸的喷油量QM。

3.根据权利要求1所述的一种发动机停缸控制方法，其特征在于，通过查询所述发动机的单缸油量图谱确定停缸的单缸的喷油量QN和正常工作的缸的单缸的喷油量QM。

4.根据权利要求1所述的一种发动机停缸控制方法，其特征在于，当停缸的每个单缸喷油量为零时，控制停缸的缸对应的进气门和排气门关闭，所述发动机进入停缸工作模式。

5.根据权利要求4所述的一种发动机停缸控制方法，其特征在于，所述发动机在所述停缸工作模式下运行时，每个最终工作的缸喷入设定油量。

6.根据权利要求5所述的一种发动机停缸控制方法，其特征在于，所述设定油量通过查询停缸工作模式下发动机供油图谱确定。

7.根据权利要求1所述的一种发动机停缸控制方法，其特征在于，利用速度传感器实时监测所述发动机的转速。

8.根据权利要求1所述的一种发动机停缸控制方法，其特征在于，所述发动机由停缸工作模式向正常工作模式转化的步骤如下：

S5、确定正常工作的缸数M和待恢复的停缸数N；

S6、在所述发动机接收到恢复信号到正常工作的过渡时间，从零逐步增大所述停缸的每个单缸喷油量直至能够正常工作，同时逐步减小正常工作的每个单缸喷油量，保证总扭矩TrqTotal不变。

9.根据权利要求8所述的一种发动机停缸控制方法，其特征在于，所述步骤S6中，计算待恢复的单缸的扭矩TN’，TN’＝(TrqTotal×fac’)/(N+M),其中，fac’为0-1的系数，fac’以设定步长从0逐步增加至1，依据所述扭矩TN’和所述发动机的当前转速，确定待恢复的单缸的喷油量QN’；

计算正常工作的缸的单缸的扭矩TM’，

TM’＝(TrqTotal×(1-fac’)×N)/((N+M)×M)+TrqTotal/(N+M),依据所述扭矩TM’和所述发动机的当前转速，确定一直正常工作的缸的单缸的喷油量QM’。

10.一种发动机，其特征在于，使用如权利要求1-9任一项所述发动机停缸控制方法进行控制。

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