CN107664070B - 发动机停缸的控制方法、控制系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发动机停缸的控制方法、系统及车辆，该方法包括：获取油门踏板信号、发动机转速和发动机扭矩；根据所述油门踏板信号、发动机转速和发动机扭矩预测所述发动机的预期工况；根据所述发动机的预期工况确定所述发动机的停缸率；从预设的多个停缸策略中选择对应于所述停缸率的选定停缸策略，以根据所述选定停缸策略控制所述发动机停缸。本发明的方法可以保证发动机全工况处于最佳油耗区，且停缸数目不受发动机缸数的限制。

Description

发动机停缸的控制方法、控制系统和车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种发动机停缸的控制方法、控制系统和车辆。

背景技术

基于降油耗的目的，当前有一种发动机停缸技术，目的是在小负荷工作的时候，关闭发动机部分气缸，从而降低泵气损失及降低摩擦，使发动机在小负荷运行时，处于较为经济的油耗区间。

目前发动机的停缸技术，只能固定停止几个缸。比如大众的EA211四缸发动机，只能够固定的停两个气缸；本田3.0发动机，可以固定停三个缸或者对称两个缸。固定停缸实施简单，但并不能使发动机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发动机停缸的控制方法，该方法可以使发动机全工况处于最佳油耗区，且停缸数目不受发动机缸数的限制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机停缸的控制方法，包括以下步骤：获取油门踏板信号、发动机转速和发动机扭矩；根据所述油门踏板信号、所述发动机转速和所述发动机扭矩预测所述发动机的预期工况；根据所述发动机的预期工况确定所述发动机的停缸率；从预设的多个停缸策略中选择对应于所述停缸率的选定停缸策略，以根据所述选定停缸策略控制所述发动机停缸，其中，所述停缸策略包括多个循环运行的停缸时刻，每个停缸时刻对应有停缸数量和停缸位置。

进一步的，还包括：如果车辆的速度变化率或加速度变化率超过预设条件，则控制所述发动机切换至不停缸模式运行，直至所述发动机在所述不停缸模式运行下运行预定数量的不停缸时刻后退出所述不停缸模式，其中，所述不停缸时刻与所述停缸时刻的时间相等。

进一步的，所述根据所述发动机的预期工况确定所述发动机的停缸率进一步包括：根据所述发动机的预期工况选择相应的停缸效率图，其中，所述停缸效率图中，发动机扭矩和发动机转速对应相应的停缸率和最低油耗区；根据选择的停缸效率图确定停缸率。

进一步的，所述停缸效率图为多个，多个所述停缸效率图中分别对应的停缸率两两相差固定数值。

进一步的，所述停缸策略是根据发动机的缸数量、震动和平衡情况设定的。

相对于现有技术，本发明所述的发动机停缸的控制方法具有以下优势：

本发明所述的发动机停缸的控制方法，根据油门踏板信号、发动机转速和发动机扭矩预测发动机的预期工况，并根据发动机的预期工况确定发动机的停缸率，进而通过发动机的停缸率选择相应的停缸策略，以保证发动机全工况处于最佳油耗区，且停缸数目不受发动机缸数的限制。

本发明的另一个目的在于提出一种发动机停缸的控制系统，该系统可以使发动机全工况处于最佳油耗区，且停缸数目不受发动机缸数的限制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机停缸的控制系统，包括：油门踏板信号采集模块，用于采集油门踏板信号；发动机转速采集模块，用于采集发动机转速；发动机扭矩采集模块，用于采集发动机扭矩；控制器，所述控制器用于分别控制所述油门踏板信号采集模块、发动机转速采集模块、所述发动机扭矩采集模块相应采集所述油门踏板信号、所述发动机转速和所述发动机扭矩，所述控制器还用于根据所述油门踏板信号、所述发动机转速和所述发动机扭矩所述油门踏板信号采集模块发动机的预期工况，所述控制器还用于根据所述发动机的预期工况确定所述发动机的停缸率，所述控制器还用于从预设的多个停缸策略中选择对应于所述停缸率的选定停缸策略，以根据所述选定停缸策略控制所述发动机停缸，其中，每个停缸策略包括多个循环运行的停缸时刻，每个停缸时刻对应有停缸数量和停缸位置。

进一步的，还包括：车速采集模块，用于采集车辆的车速；其中，所述控制器还用于根据所述车辆的车速得到所述速度变化率和加速度变化率，所述控制器还用于当所述车辆的速度变化率或加速度变化率超过预设条件，控制所述发动机切换至不停缸模式运行，直至所述发动机在所述不停缸模式运行下运行预定数量的不停缸时刻后退出所述不停缸模式，其中，所述不停缸时刻与所述停缸时刻的时间相等。

进一步的，所述控制器进一步用于根据所述发动机的预期工况选择相应的停缸效率图，并根据选择的停缸效率图确定停缸率，其中，每个停缸效率图中，发动机扭矩和发动机转速对应相应的停缸率和最低油耗区。

进一步的，所述停缸策略是根据发动机的缸数量、震动和平衡情况预设的。

所述的发动机停缸的控制系统与上述的发动机停缸的控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆可以使发动机全工况处于最佳油耗区，且停缸数目不受发动机缸数的限制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有如上述实施例所述的发动机停缸的控制系统。

所述的车辆与上述的发动机停缸的控制系统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的发动机停缸的控制方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的发动机的停缸效率图；

图3为本发明实施例所述的发动机停缸的控制系统的结构框图。

附图标记说明：

油门踏板信号采集模块210、发动机转速采集模块220、发动机扭矩采集模块230、控制器240。

具体实施方式

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。

图1为本发明实施例所述的发动机停缸的控制方法的流程图。

本实施例中的发动机为是具有电子气门的发动机，可以随时通过关闭进、排气门，停止任何一个缸的进、排气。并且点火及喷油同时停止。

如图1所示，根据本发明一个实施例的发动机停缸的控制方法，包括如下步骤：

S1：获取油门踏板信号、发动机转速和发动机扭矩。

具体地，根据油门踏板传感器采集油门踏板信号，其中，油门踏板信号包括连续多个时刻的反映油门开度的信息，通过连续多个时刻的油门开度的变化可反映出下一时刻的油门开度的变化。此外，通过相应的传感器采集多个时刻的发动机转速和发动机扭矩，并根据多个时刻的发动机扭矩和发动机转速反映下一时刻的变化。

S2：根据油门踏板信号、发动机转速和发动机扭矩预测发动机的预期工况。

根据连续多个时刻的油门踏板信号、发动机工况和发动机扭矩可以预测发动机的预期工况。

S3：根据发动机的预期工况确定发动机的停缸率。

在本发明的一个实施例中，步骤S3进一步包括：

根据发动机的预期工况选择相应的停缸效率图。其中，停缸效率图中，发动机扭矩和发动机转速对应相应的停缸率和最低油耗区。

根据选择的停缸效率图确定停缸率。

图2为本发明实施例的发动机的停缸效率图。如图2所示，在本发明的一个实施例中，停缸效率图为多个，多个停缸效率图中分别对应的停缸率两两相差固定数值。停缸率从0％-70％，共八种情况。在图2中，不同的停缸率对应不同的的扭矩、转速、以及最佳油耗区(图中的椭圆区域)。发动机在小负荷工作时，使用停缸率较高的方案。此时，发动机对应的扭矩较低，最佳油耗区域覆盖的范围对应工况较低，很容易覆盖到当前工况，使整车处于最佳油耗区运行。发动机在中等负荷运行，使用停缸率较为居中的方案；发动机在高负荷运行，使用停缸率较为低的方案；永远使发动机的工作负荷处于最佳油耗区，或者距离最佳油耗区较近。

根据发动机的预期工况与预设的挺港效率图进行比较，选择最合适的停缸效率图，根据最合适的停缸效率图可得到相应的停缸率。

S4：从预设的多个停缸策略中选择对应于停缸率的选定停缸策略，以根据选定停缸策略控制发动机停缸，其中，停缸策略包括多个循环运行的停缸时刻，每个停缸时刻对应有停缸数量和停缸位置。

具体地，停缸策略为多个，且每个停缸策略是根据发动机的缸数量、震动和平衡情况设定的。

在本发明的一个示例中，停缸策略如表1-表7所示。

表1停缸率为10％时对应的停缸策略表

表2停缸率为20％时对应的停缸策略表

表3停缸率为30％时对应的停缸策略表

表4停缸率为40％时对应的停缸策略表

表5停缸率为50％时对应的停缸策略表

表6停缸率为60％时对应的停缸策略表

表7停缸率为70％时对应的停缸策略表

根据停缸率可以选择相应的停缸策略，例如停缸率为20％时选择表2所示的停缸策略。不同的停缸策略可以使发动机处于最佳油耗区。

在本发明的一个实施例中，本发明实施例的发动机停缸的控制方法，还包括：

如果车辆的速度变化率或加速度变化率超过预设条件，则控制发动机切换至不停缸模式运行，直至发动机在不停缸模式运行下运行预定数量的不停缸时刻后退出不停缸模式，其中，不停缸时刻与停缸时刻的时间相等。

具体地，当在加速或减速过程中，或加速度或车速突然变化，此时需要在不同的停缸率之间切换。切换策略是：当需要切换停缸策略时，当即停止当前停缸策略；然后进入不停缸模式，正常燃烧预定数量的不停缸时刻，然后进入新的停缸策略。

根据本发明实施例的发动机停缸的控制方法，根据油门踏板信号、发动机转速和发动机扭矩预测发动机的预期工况，并根据发动机的预期工况确定发动机的停缸率，进而通过发动机的停缸率选择相应的停缸策略，以保证发动机全工况处于最佳油耗区，且停缸数目不受发动机缸数的限制。

由于发动机在工作过程中，所消耗的燃油，除了做有用功的部分，一部分热量被高温尾气及冷却水带走，一部分克服摩擦阻力，一部分克服泵气损失。发动机排量越大，摩擦及泵气损失越大。也就是说，输出同样的扭矩，小排量的发动机所耗费的摩擦及泵气的损失小于大排量发动机。基于此，本发明实施例使发动机在小负荷工作之时，关闭部分工作缸，以降低泵气损失及摩擦损失。此种方法，等效于根据不同的工况，动态调节发动机的排量。

图3是根据本发明一个实施例的发动机停缸的控制系统的结构框图。如图3所示，根据本发明一个实施例的发动机停缸的控制系统，包括：油门踏板信号采集模块210、发动机转速采集模块220、发动机扭矩采集模块230和控制器240。

其中，油门踏板信号采集模块210用于采集油门踏板信号。发动机转速采集模块220用于采集发动机转速。发动机扭矩采集模块230用于采集发动机扭矩。控制器240用于分别控制油门踏板信号采集模块210、发动机转速采集模块220、发动机扭矩采集模块230相应采集油门踏板信号、发动机转速和发动机扭矩。控制器240还用于根据油门踏板信号、发动机转速和发动机扭矩油门踏板信号采集模块210发动机的预期工况。控制器240还用于根据发动机的预期工况确定发动机的停缸率。控制器240还用于从预设的多个停缸策略中选择对应于停缸率的选定停缸策略，以根据选定停缸策略控制发动机停缸。其中，每个停缸策略包括多个循环运行的停缸时刻，每个停缸时刻对应有停缸数量和停缸位置。

根据本发明实施例的发动机停缸的控制系统，根据油门踏板信号、发动机转速和发动机扭矩预测发动机的预期工况，并根据发动机的预期工况确定发动机的停缸率，进而通过发动机的停缸率选择相应的停缸策略，以保证发动机全工况处于最佳油耗区，且停缸数目不受发动机缸数的限制。

在本发明的一个实施例中，发动机停缸的控制系统，还包括：车速采集模块(图3中没有示出)，判断模块用于采集车辆的车速。控制器240还用于根据车辆的车速得到速度变化率和加速度变化率，控制器240还用于当车辆的速度变化率或加速度变化率超过预设条件，控制发动机切换至不停缸模式运行，直至发动机在不停缸模式运行下运行预定数量的不停缸时刻后退出不停缸模式，其中，不停缸时刻与停缸时刻的时间相等。

在本发明的一个实施例中，控制器240进一步用于根据发动机的预期工况选择相应的停缸效率图，并根据选择的停缸效率图确定停缸率，其中，每个停缸效率图中，发动机扭矩和发动机转速对应相应的停缸率和最低油耗区。

在本发明的一个实施例中，停缸策略是根据发动机的缸数量、震动和平衡情况预设的。

需要说明的是，本发明实施例的发动机停缸的控制系统的具体实现方式与本发明实施例的发动机停缸的控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，设置有如上述任意一个实施例中的发动机停缸的控制系统。该车辆的加速性能强，进而可以提升车辆的驾驶体验。

另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

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。

Claims (8)

1.一种发动机停缸的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取油门踏板信号、发动机转速和发动机扭矩；

根据所述油门踏板信号、所述发动机转速和所述发动机扭矩预测所述发动机的预期工况；

根据所述发动机的预期工况确定所述发动机的停缸率，其中，所述根据所述发动机的预期工况确定所述发动机的停缸率进一步包括：

根据所述发动机的预期工况选择相应的停缸效率图，其中，所述停缸效率图中，发动机扭矩和发动机转速对应相应的停缸率和最低油耗区；

根据选择的停缸效率图确定停缸率；

从预设的多个停缸策略中选择对应于所述停缸率的选定停缸策略，以根据所述选定停缸策略控制所述发动机停缸，其中，所述停缸策略包括多个循环运行的停缸时刻，每个停缸时刻对应有停缸数量和停缸位置。

2.根据权利要求1所述的发动机停缸的控制方法，其特征在于，还包括：

如果车辆的速度变化率或加速度变化率超过预设条件，则控制所述发动机切换至不停缸模式运行，直至所述发动机在所述不停缸模式运行下运行预定数量的不停缸时刻后退出所述不停缸模式，其中，所述不停缸时刻与所述停缸时刻的时间相等。

3.根据权利要求1或2所述的发动机停缸的控制方法，其特征在于，所述停缸效率图为多个，多个所述停缸效率图中分别对应的停缸率两两相差固定数值。

4.根据权利要求1或2所述的发动机停缸的控制方法，其特征在于，所述停缸策略是根据发动机的缸数量、震动和平衡情况设定的。

5.一种发动机停缸的控制系统，其特征在于，包括：

油门踏板信号采集模块(210)，用于采集油门踏板信号；

发动机转速采集模块(220)，用于采集发动机转速；

发动机扭矩采集模块(230)，用于采集发动机扭矩；

控制器(240)，所述控制器(240)用于分别控制所述油门踏板信号采集模块(210)、发动机转速采集模块(220)、所述发动机扭矩采集模块(230)相应采集所述油门踏板信号、所述发动机转速和所述发动机扭矩，所述控制器(240)还用于根据所述油门踏板信号、所述发动机转速和所述发动机扭矩预测所述发动机的预期工况，所述控制器(240)还用于根据所述发动机的预期工况确定所述发动机的停缸率，所述控制器(240)还用于从预设的多个停缸策略中选择对应于所述停缸率的选定停缸策略，以根据所述选定停缸策略控制所述发动机停缸，其中，每个停缸策略包括多个循环运行的停缸时刻，每个停缸时刻对应有停缸数量和停缸位置，其中，所述控制器(240)进一步用于根据所述发动机的预期工况选择相应的停缸效率图，并根据选择的停缸效率图确定停缸率，其中，每个停缸效率图中，发动机扭矩和发动机转速对应相应的停缸率和最低油耗区。

6.根据权利要求5所述的发动机停缸的控制系统，其特征在于，还包括：

车速采集模块，用于采集车辆的车速；

其中，所述控制器(240)还用于根据所述车辆的车速得到速度变化率和加速度变化率，所述控制器(240)还用于当所述车辆的速度变化率或加速度变化率超过预设条件，控制所述发动机切换至不停缸模式运行，直至所述发动机在所述不停缸模式运行下运行预定数量的不停缸时刻后退出所述不停缸模式，其中，所述不停缸时刻与所述停缸时刻的时间相等。

7.根据权利要求5或6所述的发动机停缸的控制系统，其特征在于，所述停缸策略是根据发动机的缸数量、震动和平衡情况预设的。

8.一种车辆，其特征在于，设置有如权利要求5-7任一项所述的发动机停缸的控制系统。

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