[發明專利]多缸發動機部分氣缸停缸的隨機控制策略

無效

• 申請號: 200810202912.1
• 申請日: 2008-11-18
• 公開（公告）號: CN101408135A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發明（設計）人: 蘇萬華;章健勇;武濤;楊嘉林
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: F02D29/02
• 分類號: F02D29/02;F02D17/00;F02D13/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 雷紹寧;沈錫英

技術領域

本發明涉及發動機的控制策略，具體涉及一種多缸發動機部分氣缸停缸的控制策略。

背景技術

在發動機的部分負荷工況，發動機的比油耗，即單位功率輸出的油耗，隨負荷降低而增加。汽油機在負荷降低后需要進行進氣節流，減小進氣壓力和流量，造成發動機泵氣損失。

在部分負荷工況下采用部分氣缸停缸的技術后，未停缸的氣缸負荷增加，避免了氣缸在低負荷下工作，使整機的效率得到提高。近年來有越來越多的汽車采用了停缸技術。

發動機的安裝固定需要幾個支點，汽車發動機是用數個裝在支點上的“懸置”固定在汽車底盤上。發動機的重量、振動都通過幾個具有一定減振特性的懸置傳給汽車底盤。發動機和變速箱所輸出的扭矩也需要幾個在不同位置的懸置來提供平衡扭矩。為提供平衡扭矩，不同位置的懸置受到不同大小的附加作用力?；钊桨l動機的扭矩輸出是不均勻的，隨時間波動，因而發動機的懸置所受的力也發生波動。汽車底盤、懸置、發動機都是彈性體，有一定的系統自振頻率。發動機、懸置和底盤的設計要避免整個系統發生共振。系統的自振頻率較低，共振最容易在發動機低速或怠速運轉時發生。

部分氣缸停缸后會使發動機的輸出扭矩的波動幅度增加，頻率降低，在怠速情況下尤為嚴重，波動頻率可能接近系統自振頻率。為了控制系統的振動，需要減小扭矩輸出的波動，同時避免波動的頻率過低。因此，目前停缸都應用于6缸或6缸以上的發動機，停缸的數目一般不超過氣缸數的1/2。這樣停缸技術的應用范圍和節油效果都受到限制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種新的多缸發動機部分氣缸停缸控制方法，可以減少部分停缸造成的系統振動，擴大停缸技術的應用范圍。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種多缸發動機部分氣缸停缸的隨機控制策略，在部分負荷工況下選取一個或幾個氣缸作為工作缸，所述作為工作缸的氣缸組合由控制系統隨機確定，控制系統對發動機和底盤的振動情況進行監視，在發動機和汽車底盤將要發生共振之前，隨機確定另外一個不同的氣缸組合作為工作缸。

由于在發動機的一個或數個工作循環內對哪個或哪幾個氣缸進行停缸的選擇是隨機的，在不同工作循環中哪個氣缸停缸是無規律的，盡管應用停缸方法后發動機輸出扭矩的波動幅度增加，但扭矩的波動是非周期性的，不能激勵系統的周期性強迫振動，不致發生共振，因而系統振動的幅度受到控制，停缸的數目可以增加，甚至可以減少到只有一個氣缸在工作，從而擴大了停缸技術的應用范圍。把能夠應用停缸技術的范圍擴大到4缸發動機甚至3缸發動機，同時可以增加停缸的數目，使工作氣缸的數目甚至可以減少到1個氣缸。這樣不僅增加了可以應用停缸技術的發動機的類型，同時由于停缸的數目不再受到限制，使節油效果增加。本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：首先，該控制策略可以適用于缸數為4，6，8等不同類型的發動機，不受缸數的限制，適用范圍較廣；其次，通過隨機選擇停止工作的氣缸的方法，可以解決傳統停缸技術所帶來的振動和噪聲問題，軟件實現的方法可以降低系統的成本，提高系統的可靠性。

在上述控制策略中，當發動機負荷發生變化時，控制系統按照預定程序和準則判斷是否需要改變工作缸的數目，以及判斷何時對工作缸的數目進行改變。

進一步地，如果判定需要改變工作缸的數目，需要等待數個工作循環后再進行改變。

更進一步地，控制系統根據發動機的負荷及負荷的變化速度確定需要等待多少個工作循環后再改變工作缸的數目。

再進一步地，可以通過標定來建立一個模型或數據庫，控制系統根據傳感器信號判斷發動機的負荷和負荷的變化速度后，根據上述模型或數據庫確定需要等待的工作循環數。

優選地，除非需要改變工作缸的數目，在一般情況下工作缸應當持續工作兩個或兩個以上的工作循環。

作為一種判斷將要發生共振的方法，控制系統根據安裝在發動機或汽車底盤上的加速度傳感器，計算振動的幅度，當幅度超過預定值后即認為發動機和汽車底盤將要發生共振。

作為另一種判斷將要發生共振的方法，控制系統分析發動機爆震傳感器的頻率信號，通過對爆震傳感器信號進行低通濾波、數字積分等方式計算發動機振動頻率和幅度，從而判斷發動機是否將要發生共振。

另外，也可以通過實驗標定來建立一個模型或數據庫，控制系統利用這個模型或數據庫，根據工作缸的數目、發動機轉速等信息來判斷在隨機選取工作缸后最多可以運行幾個工作循環就要重新隨機選缸，以避免系統發生共振。