一种停缸方法、系统及车辆

文档序号:746053 发布日期:2021-04-23 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 一种停缸方法、系统及车辆 (Cylinder deactivation method and system and vehicle ) 是由 崔亚彬 宋东先 李婧媛 王伟 吴宜兵 薛士悦 于 2020-04-01 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种停缸方法、系统及车辆,其中,本发明实施例所提供的停缸方法能够使发动机在满足工作需求的前提下,尽量以与最佳油耗区相匹配的工作状态进行工作,从而实现对发动机停缸的精细化控制,使得发动机全工况处于较佳油耗区。(The invention provides a cylinder deactivation method, a cylinder deactivation system and a vehicle, wherein the cylinder deactivation method provided by the embodiment of the invention can enable an engine to work in a working state matched with an optimal oil consumption area as much as possible on the premise of meeting working requirements, so that the cylinder deactivation of the engine is finely controlled, and the full working condition of the engine is in the optimal oil consumption area.)

一种停缸方法、系统及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域,特别涉及一种停缸方法、系统及车辆。

背景技术

当前,环境问题和能源危机日趋严重,而内燃机既是能源消耗大户,又是污染废气制造大户,解决内燃机的节能减排问题刻不容缓。

基于降油耗的目的,当前有一种发动机停缸技术,通过在低负荷工作的时候,关闭发动机部分气缸,以降低泵气损失及降低摩擦,使发动机在低负荷运行时,处于较为经济的油耗区间。例如现有的EA211四缸发动机可以在低负荷时控制两个气缸停止,再如现有的3.0发动机可以在低负荷时控制三个气缸或者对称的两个气缸停止,从而实现降油耗的目的。

但是,当前的发动机停缸技术只能机械地选择开启停缸功能或不开启停缸功能。在选择开启停缸后,也只是在发动机负荷小于某一预设值时固定地停止预先设置的几个气缸,而在发动机负荷不小于该预设值时则是处于全缸工作状态,这种停缸方式过于机械和粗略,发动机不能全工况处于最佳油耗区。

发明内容

有鉴于此,本发明旨在提出一种停缸方法、系统及车辆,以解决现有发动机停缸控制过于粗略,发动机不能全工况处于较佳油耗区的问题。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种停缸方法,应用于车辆,其中,所述方法包括:

获取发动机的目标扭矩;

确定是否需要进入随机停缸工作状态;

如果需要进入随机停缸工作状态,确定所述车辆的行驶状态;

在所述车辆的行驶状态为稳态时,则根据所述目标扭矩,确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率;

在所处车辆的行驶状态为瞬态时,则根据所述目标扭矩以及所述车辆的加减速状态,确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率;其中,所述加减速状态包括加速状态和减速状态,所述加速状态对应的所述目标停缸率大于所述减速状态对应的所述目标停缸率;

控制所述发动机按照所述目标停缸率进行工作。

可选地,所述的方法中,所述确定是否需要进入随机停缸工作状态,包括:

判断油门踏板的踩踏速度是否超过第一预设值;

以及,所述目标扭矩是否超过第二预设值;

若油门踏板的踩踏速度超过第一预设值,或所述目标扭矩超过第二预设值,则不需要进入随机停缸工作状态;

若油门踏板的踩踏速度未超过第一预设值,且所述目标扭矩未超过第二预设值,则需要进入随机停缸工作状态。

可选地,所述的方法中,不同的停缸率对应不同的外特性曲线图,所述外特性曲线图由扭矩和发动机转速确定,所述外特性曲线图中设置有预设最佳耗油区;所述在所述车辆的行驶状态为稳态时,则根据所述目标扭矩,确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率,包括:

所述如果需要进入随机停缸工作状态,确定当前转速在所述最佳耗油区范围内的外特性曲线图;

如果目标扭矩在所述外特性曲线图的最佳耗油区内,则选择所述外特性曲线图中的一个所对应的目标停缸率;

如果目标扭矩不在任一所述外特性曲线图的最佳耗油区内,则选择最佳耗油区最靠近所述目标扭矩的外特性曲线图所对应的目标停缸率。

可选地,所述的方法中,不同目标停缸率对应的稳定度不同,如果目标扭矩在所述外特性曲线图的最佳耗油区内,则选择所述外特性曲线图中的一个所对应的目标停缸率,包括:

如果存在至少两个外特性曲线图的最佳耗油区包含所述目标扭矩,则从至少两个外特性曲线图对应的停缸率中选择稳定度最高的目标停缸率。

可选地,所述的方法中,所述控制所述发动机按照所述目标停缸率进行工作,包括:

根据预置的停缸率与停缸表的对应关系,获取所述目标停缸率对应的停缸表;其中,所述停缸表中预置了多个工作循环中停缸的缸数以及停缸的缸序;

根据所述停缸表中多个工作循环中停缸的缸数以及停缸的缸序,控制所述发动机进行工作。

可选地,所述的方法中,所述根据所述停缸表中多个工作循环中停缸的缸数以及停缸的缸序,控制所述发动机进行工作,包括:

获取所述目标扭矩对应的目标发动机转速;

根据所述停缸的缸数,确定剩余的工作缸的单缸扭矩;

将所述工作缸的单缸扭矩以及所述目标发动机转速输入气路执行器,确定进气门开度、排气门开度、节气门开度、目标增压器旁通阀的占空比;

将所述工作缸的单缸扭矩以及所述目标发动机转速、停缸缸序输入喷油模块,确定喷油缸序、单缸的喷油油量和喷油相位;

根据所述进气门开度、排气门开度、节气门开度、目标增压器旁通阀的占空比、喷油缸序、喷油油量和喷油相位控制所述工作缸进行工作,并关闭停缸的气缸的进气门和排气门,停止对停缸的气缸进行喷油。

本发明提出一种停缸系统,应用于车辆,其中,所述系统包括:

目标扭矩获取模块,用于获取发动机的目标扭矩;

停缸确定模块,用于确定是否需要进入随机停缸工作状态;

状态确定模块,用于如果需要进入随机停缸工作状态,确定所述车辆的行驶状态;

第一停缸率确定模块,用于在所述车辆的行驶状态为稳态时,则根据所述目标扭矩,确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率;

第二停缸率确定模块,用于在所处车辆的行驶状态为瞬态时,则根据所述目标扭矩以及所述车辆的加减速状态,确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率;其中,所述加减速状态包括加速状态和减速状态,所述加速状态对应的所述目标停缸率大于所述减速状态对应的所述目标停缸率;

控制模块,用于控制所述发动机按照所述目标停缸率进行工作。

可选地,所述的系统中,所述停缸确定模块,包括:

第一判断单元,用于判断油门踏板的踩踏速度是否超过第一预设值;

第二判断单元,用于判断所述目标扭矩是否超过第二预设值;

停缸确定单元,用于若油门踏板的踩踏速度超过第一预设值,或所述目标扭矩超过第二预设值,则确定不需要进入随机停缸工作状态;还用于若油门踏板的踩踏速度未超过第一预设值,且所述目标扭矩未超过第二预设值,则确定需要进入随机停缸工作状态。

可选地,所述的系统中,不同的停缸率对应不同的外特性曲线图,所述外特性曲线图由扭矩和发动机转速确定,所述外特性曲线图中设置有预设最佳耗油区,所述第一停缸率确定模块包括:

外特征曲线确定单元,用于所述如果需要进入随机停缸工作状态,确定当前转速在所述最佳耗油区范围内的外特性曲线图;

第一停缸率确定单元,用于如果目标扭矩在所述外特性曲线图的最佳耗油区内,则选择所述外特性曲线图中的一个所对应的目标停缸率;

第二停缸率确定单元,用于停缸率确定单元,用于如果目标扭矩不在任一所述外特性曲线图的最佳耗油区内,则选择最佳耗油区最靠近所述目标扭矩的外特性曲线图所对应的目标停缸率。

可选地,所述的系统中,不同目标停缸率对应的稳定度不同;所述第一停缸率确定单元,还用于如果存在至少两个外特性曲线图的最佳耗油区包含所述目标扭矩,则从至少两个外特性曲线图对应的停缸率中选择稳定度最高的目标停缸率。

可选地,所述的系统中,所述控制模块包括:

停缸表获取单元,用于根据预置的停缸率与停缸表的对应关系,获取所述目标停缸率对应的停缸表;其中,所述停缸表中预置了多个工作循环中停缸的缸数以及停缸的缸序;

控制单元,用于根据所述停缸表中多个工作循环中停缸的缸数以及停缸的缸序,控制所述发动机进行工作。

可选地,所述的系统中,所述控制单元包括:

目标转速获取子单元,用于获取所述目标扭矩对应的目标发动机转速;

单缸扭矩确定子单元,用于根据所述停缸的缸数,确定剩余的工作缸的单缸扭矩;

气路确定子单元,用于将所述工作缸的单缸扭矩以及所述目标发动机转速输入气路执行器,确定进气门开度、排气门开度、节气门开度、目标增压器旁通阀的占空比;

油路确定子单元,将所述工作缸的单缸扭矩以及所述目标发动机转速、停缸缸序输入喷油模块,确定喷油缸序、单缸的喷油油量和喷油相位;

控制子单元,用于根据所述进气门开度、排气门开度、节气门开度、目标增压器旁通阀的占空比、喷油缸序、喷油油量和喷油相位控制所述工作缸进行工作,并关闭停缸的气缸的进气门和排气门,停止对停缸的气缸进行喷油。

相对于现有技术,本发明所述的停缸方法、系统具有以下优势:

通过获取发动机的目标扭矩确定是否需要进入随机停缸工作状态,并在确定需要进入随机停缸工作状态时,根据车辆的行驶状态确定与目标扭矩相对应的目标停缸率,进而控制发动机按照与目标扭矩对应的目标停缸率进行工作,因为是根据目标扭矩以及车辆的行驶状态动态调节停缸率,因而可以使发动机在满足工作需求的前提下,尽量以与最佳油耗区相匹配的工作状态进行工作,从而实现对发动机停缸的精细化控制,使得发动机全工况处于较佳油耗区。

本发明还提出了一种车辆,其中,所述车辆包括上述停缸系统。

所述车辆与上述一种停缸方法相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本发明实施例所述停缸方法流程图;

图2为本发明实施例中停缸控制主逻辑过程示意图;

图3为本发明实施例中通过目标车辆状态信息判定发动机当前是否满足全缸工作条件的逻辑过程示意图;

图4为本发明实施例中判断发动机当前是否满足固定停缸率的逻辑判断过程示意图;

图5为本发明实施例所述的发动机的停缸控制系统的功能模块图。

具体实施方式

下面将参考附图更详细地描述本申请的实施例。虽然附图中显示了本申请的实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更彻底地理解本申请,并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例中,将发动机的工作状态分为全缸工作状态和随机停缸工作状态。其中,全缸工作状态即是发动机的全部气缸都进行工作的状态;而随机停缸工作状态指的是在车辆行驶过程中,根据不同负荷下的扭矩需求控制发动机以不同的停缸率和停缸序列进行工作,也就是车辆会根据不同的扭矩需求随机控制部分气缸停止工作,以实现在满足扭矩需求的前提下以尽量少的气缸进行工作,使得发动机可以尽量实现最佳工况油耗。

随机停缸工作状态可以节约发动机能耗,其原理在于:

发动机在工作过程中通过消耗燃油产生推动活塞使曲轴旋转,但所消耗的燃油产生的能量除了用于推动活塞使曲轴旋转外,还有一部分能量被高温尾气及冷却水带走,也有一部分能量则用于克服摩擦阻力做功,另外还有一部分能量则用于克服泵气损失。而且发动机排量越大,摩擦及泵气损失所造成的能力损失也越大,因而,输出同样的扭矩,小排量的发动机所耗费的克服摩擦及泵气的能量损失小于大排量发动机的。因此,如果控制发动机在小负荷工作之时,即目标扭矩较小时,关闭部分工作缸并保证继续工作的工作缸输出的扭矩可以满足发动机的目标扭矩需求,因为部分工作缸被关闭,相当于发动机的排量减小了,因而可以降低泵气损失及摩擦损失。

可以看出,随机停缸工作状态的工作原理,等效于根据不同的工况,动态调节发动机的排量,从而实现降低发动机能耗。而为了实现随机停缸工作状态,发动机的每个气缸均应具有可以随时单独关闭或开启的进气门、排气门、喷油嘴和点火装置,以实现可随时通过关闭进、排气门,停止任何一个缸的进、排气,并且同时停止点火及喷油,进而实现随机停缸效果。

图1示出了本实施例所述的一种停缸方法的步骤流程图。该实施例以车辆为整个方案的执行载体。

如图1所示,本实施例中所述的停缸方法包括步骤S101~S104。

步骤S101、获取发动机的目标扭矩。

在本步骤中,根据预先设置的油门踏板角度与扭矩的对应关系,通过获取当前油门踏板角度,即可获取发动机的目标扭矩。目标扭矩与发动机的工作状态直接对应;当目标扭矩较大时,说明发动机需要进入高负荷工作状态;当目标扭矩较小时,说明发动机需要进入低负荷工作状态。因而若目标扭矩发生了变化,则说明驾驶员对发动机使用需求发生了变化,相应地,发动机的工作状态也应进行相应地调整,以输出与目标扭矩相匹配的扭矩。

步骤S102、确定是否需要进入随机停缸工作状态。

因为发动机在进入随机停缸工作状态后,其是根据目标扭矩的情况动态调整部分气缸停止工作,但是,其部分气缸会停止工作,势必会影响驾驶员对车辆的一些特殊驾驶需求的进行,因而在本步骤中,需要先确定当前是否满足使发动机进入随机停缸工作状态的条件。如果不满足,则控制发动机以全缸工作状态进行工作;如果满足,则控制发动机进入随机停缸工作状态。

可选地,所述步骤S102包括:判断油门踏板的踩踏速度是否超过第一预设值;以及所述目标扭矩是否超过第二预设值。

具体地,在步骤S102中,若油门踏板的踩踏速度超过第一预设值,则确定发动机不需要进入随机停缸工作状态。该第一预设值为预置且用于区分驾驶员是否需要控制车辆进入快速加速的油门踩踏速度值,若油门踩踏速度值超过该第一预设值,则说明驾驶者希望能够尽快提升车辆速度,因而需要让发动机气缸全缸进行工作,因而控制发动机不进入随机停缸工作状态。该第一预设值一般为30°/0.1s,可根据实验自行标定。

具体地,在步骤S102中,若目标扭矩超过第二预设值,则确定发动机不需要进入随机停缸工作状态。该第二预设值为预置且用于区分驾驶员是否需要控制车辆进入快速加速的扭矩值,若目标扭矩超过该第二预设值,则说明驾驶者希望能够尽快提升车辆速度,因而需要让发动机气缸全缸进行工作,因而控制发动机不进入随机停缸工作状态。若目标扭矩超过该第二预设值控制发动机进行停缸工作的话,发动机无法满足使用需求,停缸没有优势。该第二预设值一般为8bar,可根据实验自行标定。

具体地,在步骤S102中,若油门踏板的踩踏速度未超过第一预设值,且目标扭矩未超过第二预设值,则确定发动机需要进入随机停缸工作状态。

步骤S103、如果需要进入随机停缸工作状态,确定所述车辆的行驶状态;

该步骤中,车辆的行驶状态包括稳态和瞬态,具体可以通过将发动机当前扭矩和目标扭矩进行判断。若当前扭矩与目标扭矩相等,则确定发车辆当前处于稳态;若当前扭矩与目标扭矩不相等,则确定发车辆当前处于瞬态。

步骤S104、在所述车辆的行驶状态为稳态时,则根据所述目标扭矩,确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率;

该步骤中,在确定发动机需要进入随机停缸工作状态后,若车辆当前处于平稳行驶的状态,则可以直接根据所述目标扭矩确定与该目标扭矩对应的目标停缸率,在该发动机使用该停缸率进行工作时,发动机不仅能够满足输出与目标扭矩匹配的扭矩,还可以尽量以与最佳油耗区相匹配的工作状态进行工作,从而实现对发动机停缸的精细化控制,使得发动机全工况处于较佳油耗区,从而节省燃油。

在实际使用中,该目标停缸率可以使得发动机的工作负荷与最佳油耗区匹配度的大于第三预设值。该第三预设值用于判断发动机的工作负荷是否处于最佳油耗区的临界值,如果发动机的工作负荷与最佳油耗区的匹配度大于该第三预设值,则说明发动机处于较为理想的的油耗工作状态。

步骤S105、在所处车辆的行驶状态为瞬态时,则根据所述目标扭矩以及所述车辆的加减速状态,确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率;其中,所述加减速状态包括加速状态和减速状态,所述加速状态对应的所述目标停缸率大于所述减速状态对应的所述目标停缸率。

该步骤中,在确定发动机需要进入随机停缸工作状态后,若车辆当前处于瞬态,即在车辆处于扭矩变化的工作状态时,则需要结合目标扭矩以及车辆的加减速的情况,确定与该目标扭矩对应的目标停缸率,使得该发动机使用该目标停缸率进行工作时,发动机不仅能够满足输出与目标扭矩匹配的扭矩,还可以匹配发动机的加减速需求。

其中,在目标扭矩相同的情况下,若车辆处于加速状态,说明发动机当前扭矩较小,相应可以设置较多的气缸停缸;而车辆处于减速状态时,说明发动机当前扭矩较大,相应可以设置较少的气缸停缸,因而设置加速状态对应的目标停缸率大于减速状态对应的目标停缸率,使得发动机可以更少的气缸工作,从而尽量以与最佳油耗区相匹配的工作状态进行工作,实现对发动机停缸的精细化控制,使得发动机全工况处于较佳油耗区,从而节省燃油。

步骤S106、控制所述发动机按照所述目标停缸率进行工作。

该步骤中,控制发动机部分气缸停止工作,使得停缸率达到所述目标停缸率,从而使得发动机在满足目标扭矩需求的前提下,以较少的气缸进行工作,从而节省了能耗。

综上所述,本发明实施例提供的一种停缸方法,通过获取发动机的目标扭矩确定是否需要进入随机停缸工作状态,根据车辆的行驶状态确定与目标扭矩相对应的目标停缸率,进而控制发动机按照与目标扭矩对应的目标停缸率进行工作,因为是根据目标扭矩动态以及车辆的行驶状态调节停缸率,因而可以使发动机在满足工作需求的前提下,尽量以与最佳油耗区相匹配的工作状态进行工作,从而实现对发动机停缸的精细化控制,使得发动机全工况处于较佳油耗区。

可选地,在一种实施方式中,不同的停缸率对应不同的外特性曲线图,所述外特性曲线图由扭矩和发动机转速确定,所述外特性曲线图中设置有预设最佳耗油区,该预设最佳油耗区预先根据实际使用获得。例如,对于停缸率可从10%~70%之间按10%的间隔进行调节的的发动机,其不同停缸率对应的外特性曲线如图2所示,图2中从a、b、c、d、e、f、g、h依次表示停缸率为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%及70%时的外特征曲线,图中各椭圆表示相应的最佳耗油区。

在该种实施方式中,因为该外特性曲线图由扭矩和发动机转速确定,且该外特性曲线图中设置有预设最佳耗油区,因而可以在确定了发动机需要进入随机停缸工作状态之后,根据目标扭矩及当前转速确定对应的目标停缸率,使得目标扭矩在所述外特性曲线图的最佳耗油区内,这样不仅可以让发动机可以输入目标扭矩,同时使发动机在输出目标扭矩的前提下,以最佳的耗油状态进行工作,节省油耗。相应地,所述步骤S104包括步骤S401~步骤S403。

步骤S401、所述如果需要进入随机停缸工作状态,确定当前转速在所述最佳耗油区范围内的外特性曲线图。

该步骤中,在确定需要进入随机停缸工作状态后,获取发动机当前转速,并找寻最佳耗油区范围内包含了当前转速的外特征曲线图,因为不同外特征曲线图中最佳耗油区对应的转速和扭矩部分交错,因而该相应的目标停缸率可能为多个,而每一个外特征曲线图对应有一个停缸率,因而相应地停缸率也具有多个。

步骤S402、如果目标扭矩在所述外特性曲线图的最佳耗油区内,则选择所述外特性曲线图中的一个所对应的目标停缸率。

该步骤中,在通过当前转速确定了相应的外特性曲线图后,通过判断目标扭矩是否在相应的外特性曲线图的最佳耗油区内,如果目标扭矩在所述外特性曲线图的最佳耗油区内,则说明发动机以该外特性曲线图对应的停缸率进行工作既可以满足目标扭矩需要,又可以实现最佳的耗油效果,但满足这两个条件的外特性曲线图可以仍然具有多个,因而可以任意选择满足上述两个条件的外特性曲线图中的一个所对应的停缸率作为目标停缸率。

优选地,在一种具体实施方式中,不同目标停缸率对应的稳定度不同,则步骤S402还包括:如果存在至少两个外特性曲线图的最佳耗油区包含所述目标扭矩,则从至少两个外特性曲线图对应的停缸率中选择稳定度最高的停缸率作为目标停缸率。其中,稳定度指的是发动机运行稳定程度,在实际应用中,该稳定度由噪声、振动和声振粗糙度共同确定,噪声越小则稳定度越高,振动越小则稳定度越高,声振粗糙度越小则稳定度也越高。因为至少两个外特性曲线图对应的停缸率都满足条件,而不同发动机气缸停缸率下发动机的稳定性不同,选择稳定度最高的停缸率为目标停缸率,可以保证发动机运行的稳定性,减少对发动机的损害。

步骤S403、如果目标扭矩不在任一所述外特性曲线图的最佳耗油区内,则选择最佳耗油区最靠近所述目标扭矩的外特性曲线图所对应的目标停缸率。

该步骤中,若在所有外特性曲线图的最佳耗油区都没有包含目标扭矩时,说明发动机在满足扭矩和转速的需求的情况下,无法使其耗油效果达到最佳。因而在该步骤中,如果通过步骤S402确定出的外特性曲线图中的任何一个的最佳耗油区都没有包含目标扭矩时,则选择最佳耗油区最靠近所述目标扭矩的外特性曲线图所对应的停缸率作为目标停缸率,使得发动机尽量靠近最佳耗油状态进行工作。

优选地,在一种具体实施方式中,上述步骤S105中,如果需要进入随机停缸工作状态,且车辆当前处于瞬态,可以根据目标扭矩以及加减速状态确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率。即根据目标扭矩以及当前扭矩进行比较,确定驾驶员是需要车辆进入加速状态、减速状态或者维持稳态的行驶状态,根据加减速预期以及目标扭矩,结合外特性曲线图,选择不同的停缸率,使得扭矩划过的曲线包含在对应外特性曲线图的最佳油耗区域内。

具体地,在目标扭矩相同的前提下,通过设置加速状态对应的所述目标停缸率大于所述减速状态对应的所述目标停缸率,即可以使得扭矩划过的曲线包含在对应外特性曲线图的最佳油耗区域内。

在实际使用中,上述步骤S105可以先确定发动机当前转速在所述最佳耗油区范围内的外特性曲线图,如果目标扭矩在外特性曲线图的最佳耗油区内,则进一步通过车辆的加减速状态确定外特性曲线图对应的目标停缸率,若车辆当前处于加速状态,则选择外特性曲线图所对应的停缸率中的较大停缸率作为目标停缸率;若车辆当前处于减速状态,则选择外特性曲线图所对应的停缸率中的较小停缸率作为目标停缸率。具体地,如图3所示,假设目标扭矩为B点,当前扭矩为A点,如果当前处于加速状态则选择40%停缸率,如果当前为减速状态则选择20%停缸率。

可选地,在一种实施方式中,所述步骤S106具体包括步骤S601~步骤S602。

步骤S601、根据预置的停缸率与停缸表的对应关系,获取所述目标停缸率对应的停缸表;其中,所述停缸表中预置了多个工作循环中停缸的缸数以及停缸的缸序。

该步骤即在满足目标停缸率的基础上,可以按停缸表控制发动机进行停缸,因为该停缸表考虑噪声、振动和不平顺性的因素,使得发动机在同等的停缸率下工作时的振动最小。

例如,对于四缸发动机,可以根据目标停缸率获取对应的预设表格,根据获取到的停缸表确定发动机在一个点火序列1-3-4-2过程中,停几个缸,以及停哪个缸。

例如,对于四缸发动机,若目标停缸率为10%,则对应的停缸表如表1,则可以控制发动机按表1所示的顺序进行停缸控制。如表1所示,在第1个发动机工作循环时,控制4个气缸都不停缸;在第2个发动机工作循环时,控制4个气缸都不停缸;在第3个发动机工作循环时,控制第3个气缸停缸;在第4发动机工作循环时,控制4个气缸都不停缸;在第5发动机工作循环时,控制第2个气缸停缸;然后在第5个发动机工作循环时,则又控制4个气缸都不停缸,如此循环,实现10%的目标停缸率。

表1

10% 1缸 2缸 3缸 4缸
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

例如,对于四缸发动机,若目标停缸率为20%,则对应的停缸表如表2,可以控制发动机按表2所示的顺序进行停缸控制。如表2所示,在第1个发动机工作循环时,控制4个气缸都不停缸;在第2个发动机工作循环时,控制第1个气缸停缸;在第3个发动机工作循环时,控制第3个气缸停缸;在第4发动机工作循环时,控制第4个气缸停缸;在第5发动机工作循环时,控制第2个气缸停缸;然后在第6个发动机工作循环时,则又控制4个气缸都不停缸,如此循环,实现20%的目标停缸率。

表2

例如,对于四缸发动机,若目标停缸率为30%,则对应的停缸表如表3,则可以控制发动机按表3所示的顺序进行停缸控制。如表3所示,在第1个发动机工作循环时,控制第4个气缸停缸;在第2个发动机工作循环时,控制第3个气缸停缸;在第3个发动机工作循环时,控制第1个和第2个气缸停缸;在第4发动机工作循环时,控制第4个气缸停缸;在第5发动机工作循环时,控制第4个气缸停缸;然后在第6个发动机工作循环时,则又控制第3个气缸停缸;然后在第7个发动机工作循环时,则又控制第1个和第2个气缸停缸;在第8个发动机工作循环时,则又控制第4个气缸停缸;在第9个发动机工作循环时,则又控制第3个气缸停缸;在第10个发动机工作循环时,则控制第3个气缸停缸;从而实现30%的目标停缸率。

表3

1缸 2缸 3缸 4缸
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

例如,对于四缸发动机,若目标停缸率为40%,则对应的停缸表如表4所示,则可以控制发动机按表4所示的顺序进行停缸控制。如表4所示,在第1个发动机工作循环时,控制第4个气缸停缸;在第2个发动机工作循环时,控制第1个和第3个气缸停缸;在第3个发动机工作循环时,控制第2个和第4个气缸停缸;在第4发动机工作循环时,控制第1个和第3个气缸停缸;在第5发动机工作循环时,控制第4个气缸停缸;然后在第6个发动机工作循环时,则又控制第1个和第3个气缸停缸;然后在第7个发动机工作循环时,则又控制第4个气缸停缸;在第8个发动机工作循环时,则又控制第1个和第3个气缸停缸;在第9个发动机工作循环时,则又控制第4个气缸停缸;在第10个发动机工作循环时,则控制第1个和第3个气缸停缸;从而实现40%的目标停缸率。

表4

1缸 2缸 3缸 4缸
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

例如,对于四缸发动机,若目标停缸率为50%,则对应的停缸表如表5所示,则可以控制发动机按表5所示的顺序进行停缸控制。如表5所示,在每个发动机工作循环时,均控制第1个气缸和第4个气缸停缸,而控制第2个气缸和第3个气缸不停缸,从而实现50%的目标停缸率。

表5

1缸 2缸 3缸 4缸
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

例如,对于四缸发动机,若目标停缸率为60%,则对应的停缸表如表6所示,则可以控制发动机按表6所示的顺序进行停缸控制。如表6所示,在第1个发动机工作循环时,控制第2个气缸和第3个气缸停缸;在第2个发动机工作循环时,控制第1个气缸、第3个气缸和第4个气缸停缸;在第3发动机工作循环时,又控制第2个气缸和第3个气缸停缸;在第4发动机工作循环时,又控制第1个气缸、第2个气缸和第4个气缸停缸;在第5发动机工作循环时,又控制第2个气缸和第3个气缸停缸;然后在第6个发动机工作循环时,则又控制第1个气缸和第4个气缸停缸;然后在第7个发动机工作循环时,则又控制第2个气缸和第3个气缸停缸;在第8个发动机工作循环时,则又控制第1个气缸、第3个气缸和第4个气缸停缸;在第9个发动机工作循环时,则又控制第2个气缸和第3个气缸停缸;在第10个发动机工作循环时,则控制第1个气缸、第2个气缸和第4个气缸停缸;从而实现60%的目标停缸率。

表6

1缸 2缸 3缸 4缸
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

例如,对于四缸发动机,若目标停缸率为70%,则对应的停缸表如表7所示,则可以控制发动机按表7所示的顺序进行停缸控制。如表7所示,在第1个发动机工作循环时,控制第1个气缸、第3个气缸和第4个气缸停缸;在第2个发动机工作循环时,控制第1个气缸和第4个气缸停缸;在第3发动机工作循环时,则控制全部气缸停缸;在第4发动机工作循环时,控制第1个气缸和第4个气缸停缸;在第5发动机工作循环时,又控制全部气缸停缸;然后在第6个发动机工作循环时,控制第1个气缸和第4个气缸停缸;然后在第7个发动机工作循环时,则又控制全部气缸停缸;在第8个发动机工作循环时,则又控制第1个气缸和第4个气缸停缸;在第9个发动机工作循环时,则又控制第1个气缸、第2个气缸和第4个气缸停缸;在第10个发动机工作循环时,则控制第1个气缸和第4个气缸停缸;从而实现70%的目标停缸率。

表7

1缸 2缸 3缸 4缸
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

步骤S602、根据所述停缸表中多个工作循环中停缸的缸数以及停缸的缸序,控制所述发动机进行工作。

该步骤即是由获取到了停缸表的内容,控制发动机的对应气缸在多个工作循环中停缸或不停缸工作。

优选地,在一种实施方式中,步骤S602包括步骤S6021~步骤S6025。

S6021、获取所述目标扭矩对应的目标发动机转速。

该步骤中,根据目标发动机转速与目标扭矩的对应关系,由获取到的目标扭矩计算得到目标发动机转速。

S6022、根据所述停缸的缸数,确定剩余的工作缸的单缸扭矩。

该步骤中,发动机部分停缸后,产生相同的目标扭矩,单缸的扭矩会上升,因而需要根据所述停缸的缸数,由发动机总缸数减去停缸数,得到剩余的工作缸数,由目标扭矩除以工作缸数,得到剩余的工作缸的单缸扭矩。

S6023、将所述工作缸的单缸扭矩以及所述目标发动机转速输入气路执行器,确定进气门开度、排气门开度、节气门开度、目标增压器旁通阀的占空比。

在该步骤中,因为气路控制器的设定由预置的气路参数图确定,该气路参数图用于描述进气门开度、排气门开度、节气门开度、目标增压器旁通阀的占空比与单缸扭矩及发动机转速的对应关系,该图的横坐标为发动机转速,纵坐标为单缸发动机的扭矩。因而在确定了单缸扭矩后,结合目标发动机转速,输入气路执行器,确定进气门开度、排气门开度、节气门开度、目标增压器旁通阀的占空比。

S6024、将所述工作缸的单缸扭矩以及所述目标发动机转速、停缸缸序输入喷油模块,确定喷油缸序、单缸的喷油油量和喷油相位。

该步骤中,喷油模块可以根据停缸缸序确定关闭对停缸的喷油;同时,根据单缸扭矩和油量的对应关系,确定单缸的喷油油量;同时根据目标发动机转速及工作缸的做功时间点确定喷油时间点,即确定喷油相位。

S6025、根据所述进气门开度、排气门开度、节气门开度、目标增压器旁通阀的占空比、喷油缸序、喷油油量和喷油相位控制所述工作缸进行工作,并关闭停缸的气缸的进气门和排气门,停止对停缸的气缸进行喷油。

通过该步骤可以实现按单缸扭矩需求对工作缸进行喷油、进气及排气,同时对停缸的气缸关闭进气门、排气门并停止喷油,从而实现在达到目标扭矩的需求下,精准停缸,实现节能减排的效果。

为便于理解,在发动机为四缸发动机使,步骤S6022中气路与油路的执行过程可参阅图4进行,即由目标扭矩及停缸数确定单缸目标扭矩,同时获取目标转速及停缸缸序,然后将单缸目标扭矩及目标转速输入气路执行器,获得进气门开度、排气门开度、节气门开度、目标增压器旁通阀的占空比;同时将单缸目标扭矩、目标转速及停缸序列输入喷油模块,获得喷油缸序、单缸的喷油油量和喷油相位。

在上述实施例的基础上,本发明实施例还提供了一种停缸系统。

参照图5,示出了本发明实施例所示的一种停缸系统的结构框图,具体包括如下模块:

目标扭矩获取模块100,用于获取发动机的目标扭矩;

停缸确定模块200,用于确定是否需要进入随机停缸工作状态;

状态确定模块300,用于如果需要进入随机停缸工作状态,确定所述车辆的行驶状态;

第一停缸率确定模块400,用于在所述车辆的行驶状态为稳态时,则根据所述目标扭矩,确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率;

第二停缸率确定模块500,用于在所处车辆的行驶状态为瞬态时,则根据所述目标扭矩以及所述车辆的加减速状态,确定与所述目标扭矩对应的目标停缸率;其中,所述加减速状态包括加速状态和减速状态,所述加速状态对应的所述目标停缸率大于所述减速状态对应的所述目标停缸率;

控制模块600,用于控制所述发动机按照所述目标停缸率进行工作。

可选地,所述的系统中,所述停缸确定模块400,包括:

第一判断单元,用于判断油门踏板的踩踏速度是否超过第一预设值;

第二判断单元,用于判断所述目标扭矩是否超过第二预设值;

停缸确定单元,用于若油门踏板的踩踏速度超过第一预设值,或所述目标扭矩超过第二预设值,则确定不需要进入随机停缸工作状态;还用于若油门踏板的踩踏速度未超过第一预设值,且所述目标扭矩未超过第二预设值,则确定需要进入随机停缸工作状态。

可选地,所述的系统中,不同的停缸率对应不同的外特性曲线图,所述外特性曲线图由扭矩和发动机转速确定,所述外特性曲线图中设置有预设最佳耗油区,所述停缸率确定模块400包括:

外特征曲线确定单元,用于所述如果需要进入随机停缸工作状态,确定当前转速在所述最佳耗油区范围内的外特性曲线图;

第一停缸率确定单元,用于如果目标扭矩在所述外特性曲线图的最佳耗油区内,则选择所述外特性曲线图中的一个所对应的目标停缸率;

第二停缸率确定单元,用于如果目标扭矩不在任一所述外特性曲线图的最佳耗油区内,则选择最佳耗油区最靠近所述目标扭矩的外特性曲线图所对应的目标停缸率。

可选地,所述的系统中,不同目标停缸率对应的稳定度不同;所述停缸率确定单元,还用于如果存在至少两个外特性曲线图的最佳耗油区包含所述目标扭矩,则从至少两个外特性曲线图对应的停缸率中选择稳定度最高的目标停缸率。

可选地,所述的系统中,所述控制模块600包括:

停缸表获取单元,用于根据预置的停缸率与停缸表的对应关系,获取所述目标停缸率对应的停缸表;其中,所述停缸表中预置了多个工作循环中停缸的缸数以及停缸的缸序;

控制单元,用于根据所述停缸表中多个工作循环中停缸的缸数以及停缸的缸序,控制所述发动机进行工作。

可选地,所述的系统中,所述控制单元包括:

目标转速获取子单元,用于获取所述目标扭矩对应的目标发动机转速;

单缸扭矩确定子单元,用于根据所述停缸的缸数,确定剩余的工作缸的单缸扭矩;

气路确定子单元,用于将所述工作缸的单缸扭矩以及所述目标发动机转速输入气路执行器,确定进气门开度、排气门开度、节气门开度、目标增压器旁通阀的占空比;

油路确定子单元,将所述工作缸的单缸扭矩以及所述目标发动机转速、停缸缸序输入喷油模块,确定喷油缸序、单缸的喷油油量和喷油相位;

控制子单元,用于根据所述进气门开度、排气门开度、节气门开度、目标增压器旁通阀的占空比、喷油缸序、喷油油量和喷油相位控制所述工作缸进行工作,并关闭停缸的气缸的进气门和排气门,停止对停缸的气缸进行喷油。

本发明还提出了一种车辆,其中,所述车辆包括上述车灯功能开启的控制系统。

关于上述系统和车辆的技术细节和好处已在上述方法中进行了详细阐述,此处不再赘述。

综上所述,本申请提供的停缸方法、系统及车辆,通过获取发动机的目标扭矩确定是否需要进入随机停缸工作状态,并在确定需要进入随机停缸工作状态时,控制发动机按照与目标扭矩对应的目标停缸率进行工作,该目标停缸率可以使发动机工作时的工作负荷与最佳油耗区匹配度大于第三预设值。因为是根据目标扭矩动态调节停缸率,而选择的停缸率又能够使发动机工作时的工作负荷与最佳油耗区匹配度大于第三预设值,因而可以使发动机在满足工作需求的前提下,尽量以与最佳油耗区相匹配的工作状态进行工作,从而实现对发动机停缸的精细化控制,使得发动机全工况处于较佳油耗区。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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