CN113294252B - 一种变排量发动机及控制方法 - Google Patents

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Abstract

针对变排量发动机在变缸数过程中，油缸喷油量给定繁琐及缸内燃烧不合理的问题，本发明提出了基于进气和排气对发动机油缸及配套组件分别分组及对油门踏板总行程分段的控制方法，使得变缸数过程简单平稳，避免了发动机大马拉小车的情况，不仅节能减排，且方法简单易行。

Description

一种变排量发动机及控制方法
技术领域
本发明涉及一种发动机及控制方法，尤其是一种变排量的发动机及控制方法。
背景技术
节约能源，减少污染和保护环境已经成为世界汽车工业乃至全人类目前面临的最紧迫的问题，变排量发动机可以通过配置可变数量的活动或停用的油缸来提高发动机工作时的燃油效率，这种发动机受到各国政府越来越多的重视。
中国专利公布号 CN 112696277A，公布日2021年04月23日，发明名称为一种发动机停缸控制方法和发动机，该发明公开了一种发动机停缸控制方法和发动机，意在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。不足之处在于在切换过程中为了保持扭矩的平稳过渡，两组缸中，至少一组缸内的燃烧状态不合理，且过程计算量大、繁琐，响应慢。
发明内容
拟解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是发动机变缸过程简单化，且缸内燃烧合理化。
技术方案
为了解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：发动机的进气系统分成A，B两组，每组对应相应的油缸及喷射装置，A组中部分油缸可参与工作，也可不参与工作，该部分油缸是机动油缸，机动油缸参与工作是逐个且每个是逐渐参与，退出亦如此，每个油缸的逐渐参与或退出由B组油缸协调完成，B组只含一个缸及相应配套装置。发动机的排气系统分成C，D两组，A组当中始终参与工作的油缸共用一个排气系统C组，发动机其余油缸共用一个排气系统D组，C组和D组均安装排放检测装置，两组进气管道相互独立，两组排气管道相互独立。根据机动油缸的数量，对油门踏板总行程分段，段内从段首开始的行程是相对行程，踏板总行程内从零开始的行程是绝对行程，B组油缸名义喷油量始终采用油门相对行程基于主轴转速给定，B组油缸实际喷油量是A组当前喷油量和B组名义喷油量的加权结果，相对行程从段首过度到段尾对应权值从0过度到1，在段与段的节点处控制相应的机动油缸参与工作或退出工作。
有益效益
当采用上述技术方案时，可使搭载了本发明发动机的车辆能根据驾驶员的油门踏板行程自动改变发动机排量，避免大马拉小车的情况，不仅节能减排，变排量过程还平稳，且方法简单易行。
具体实施方式
发动机的进气系统分成A，B两组，每组对应相应的油缸及喷射装置，每组均有测控装置，B组只含一个缸及相应的配套装置，A组中部分油缸可参与工作，也可不参与工作，该部分油缸是机动油缸，两组进气管道相互独立。A组中始终参与工作的油缸最少两个，加上B组一个缸，通常最少三个缸始终在工作，可确保发动机工作的平稳性。为了确保发动机缸体的温度，可使那些没有参与工作的机动油缸始终有个最小喷油量，该喷油量与发动机转速无关，B组油缸最小喷油量与A组油缸最小喷油量一致，可设置为怠速喷油时的喷油量。
机动油缸参与工作是逐个且每个是逐渐参与，退出亦如此，每个油缸的逐渐参与或退出由B组油缸协调完成，根据机动油缸数量M，将油门踏板总行程划分成M+2段，段号越小，其位置越靠近行程起点，段内从段首开始的行程是相对行程，即：
Figure 819958DEST_PATH_IMAGE001
，踏板总行程内从零开始的行程是绝对行程，即：
Figure 903190DEST_PATH_IMAGE002
，每段节点处的绝对行程为：
Figure 916145DEST_PATH_IMAGE003
，则有
Figure 611700DEST_PATH_IMAGE004
(1)
上式中，
Figure 541347DEST_PATH_IMAGE005
，定义权值
Figure 546212DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure 62775DEST_PATH_IMAGE007
(2)
B组油缸的实际喷油量
Figure 280130DEST_PATH_IMAGE008
则为
Figure 70144DEST_PATH_IMAGE009
(3)
上式中，
Figure 245910DEST_PATH_IMAGE010
是B组缸当前名义喷油量，其始终由油门相对行程基于主轴转速开环给定，
Figure 984190DEST_PATH_IMAGE011
是A组缸的当前喷油量。在段与段的节点处控制相应的机动油缸参与工作或退出工作，从M+2段的起点处开始，B组缸的喷油量与A组缸的当前喷油量一致。为了确保在所有的油缸都工作时能方便舒适地控制踏板，可将第M+1段的起点设置在油门踏板总行程的2/3处，段的划分可以均匀，也可不均匀。
在开环控制喷油情况下，A组缸的当前喷油量，由油门绝对行程基于主轴转速开环给定；在闭环控制喷油情况下，A组缸的当前喷油量，由氧传感器输出数据闭环给定，
Figure 270815DEST_PATH_IMAGE011
和
Figure 643896DEST_PATH_IMAGE010
都是经过修正了的喷油量。
发动机的排气系统分成C，D两组，A组当中始终参与工作的油缸共用一个排气系统C组，发动机其余油缸共用一个排气系统D组，两组均有排放检测装置，两组排气管道相互独立，因为D组会有机动油缸参与工作或不工作，其排放检测数据不能反映燃烧真实情况，所以C组检测到的排放数据用于控油，D组和C组排放检测检测数据综合起来评价整车的排放水平。
加速踏板没有踏下时，A组、B组油缸怠速喷油。

Claims (2)

1.一种发动机，由进油系统、喷射系统、进气系统、油缸系统、排气系统、电控系统构成，其特征在于，发动机的进气系统分成A，B两组，每组对应着相应的油缸及喷射装置，发动机的排气系统分成C，D两组，A组中部分油缸可参与工作，也可不参与工作，该部分油缸是机动油缸，A组当中始终参与工作的油缸共用一个排气系统C组，发动机其余油缸共用一个排气系统D组。
2.一种使用如权利要求1所述发动机的控制方法，其特征在于，A组中部分油缸可停缸，该部分油缸是机动油缸，机动油缸是逐个地参与工作，且逐个时又是逐渐地参与，退出亦如此，每个油缸的逐渐参与或退出由B组油缸协调完成； 根据机动油缸的数量，对油门踏板总行程分段，段内从段首开始的行程是相对行程，踏板总行程内从零开始的行程是绝对行程，B组油缸名义喷油量始终采用油门相对行程基于主轴转速给定，B组油缸实际喷油量是A组当前喷油量和B组名义喷油量的加权结果，相对行程从段首过度到段尾对应权值从0过度到1，在段与段的节点处控制相应的机动油缸参与工作或退出工作。
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