專利名稱：一種用于柴油機部分缸停缸節(jié)油控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于柴油機部分缸停缸節(jié)油控制方法。
背景技術：
目前國際原油價格連創(chuàng)新高，燃油價格也隨之節(jié)節(jié)攀升，社會對汽車的燃油經(jīng)濟 性提出了更高要求，能顯著降低燃油消耗的各種技術措施受到人們的高度重視。部分缸停缸斷油功能是提高整車燃油經(jīng)濟性的有效技術措施之一，當發(fā)動機處于 部分負荷工況下采用部分氣缸停缸的技術，使未停缸的氣缸負荷增加，避免氣缸在低負荷 下工作，使整機的效率得到提高。從而提高整車的燃油經(jīng)濟性。近年來越來越多的汽油機上 實現(xiàn)了停缸節(jié)油控制技術，而對于傳統(tǒng)的柴油發(fā)動機整車，綜合考慮節(jié)油效果、控制成本、 震動及噪音等因素，較少實現(xiàn)停缸節(jié)油功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種用于柴油發(fā)動機部分負荷 時進行停缸節(jié)油控制方法，主要解決柴油機整車部分負荷時的燃油經(jīng)濟性問題，能用最低 成本實現(xiàn)部分負荷時停缸節(jié)油目的。按照本發(fā)明提供的技術方案，所述用于柴油機部分缸停缸節(jié)油控制方法如下停缸控制器通過CAN總線快速獲取發(fā)動機及整車信息，自動識別整車狀態(tài)，進行 部分缸停缸節(jié)油控制；所述停缸控制器中存有正常模式下和停缸模式下轉速、油門與扭矩 的三維數(shù)據(jù)關系圖；停缸控制器根據(jù)所述三維數(shù)據(jù)關系圖判斷是否滿足停缸條件，是則切 斷部分氣缸。所述停缸模式是指發(fā)動機的一半缸停缸，所述切斷部分氣缸是指切斷一半氣缸。所述停缸控制器獲取的發(fā)動機信息包括轉速、扭矩和油門信號。所述一半缸停缸是指發(fā)動機一半氣缸與另一半氣缸交替停缸。所述停缸控制器獲取信息均基于整車CAN網(wǎng)絡，基于SAE-J1939協(xié)議。所述停缸控制器的停缸斷油命令通過報文控制發(fā)動機ECU進行強制停缸，主要基 于IS015765協(xié)議由CAN線和K線控制實現(xiàn)。在發(fā)動機冷啟動、暖機、加速加濃、減速斷油的情況下不采用停缸模式，整車在1 檔和2檔及倒檔狀態(tài)也不采用停缸模式。本發(fā)明的優(yōu)點是能有效利用ECU內(nèi)部數(shù)據(jù)及策略，對ECU軟硬件及內(nèi)部數(shù)據(jù)不做 任何改動，對原整車內(nèi)部結構也不需改動，最低成本實現(xiàn)柴油整車部分負荷時停缸節(jié)油控 制，達到整車節(jié)油目的。


圖1為本發(fā)明的控制系統(tǒng)結構示意圖。圖2為本發(fā)明部分缸停缸節(jié)油功能控制流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明采用CAN總線獲取整車及發(fā)動機信息，通過自動識別整車載荷狀態(tài)，在部 分負荷工況下，為避免氣缸在低負荷下工作，由停缸控制器根據(jù)需要進行部分缸停缸節(jié)油 控制。如圖1所示本發(fā)明的控制系統(tǒng)包含一個停缸控制器，通過CAN總線快速獲取發(fā) 動機及整車信息，自動識別整車狀態(tài)，根據(jù)需要進行部分缸停缸節(jié)油控制。信息獲取均基于 整車CAN網(wǎng)絡，在電控發(fā)動機上具有很好的通用性，其實現(xiàn)發(fā)動機信息獲取，如轉速、車速、 水溫、油門、扭矩等，都是基于SAE-J1939協(xié)議。ECU發(fā)動機電控單元，負責控制發(fā)動機的工 作，包括起動、噴油、停缸、停機等，停缸控制器，負責實時監(jiān)控發(fā)動機及整車狀態(tài)信息，負責 控制發(fā)動機停缸。對于4、6缸發(fā)動機，在部分負荷時，讓發(fā)動機的一半氣缸不工作，另一半 氣缸工作。停缸控制器的停缸斷油命令通過報文控制發(fā)動機ECU進行強制停缸，主要基于 IS015765協(xié)議由CAN線和K線控制實現(xiàn)。本發(fā)明的具體做法是首先通過臺架試驗，分別獲得正常模式下和停缸模式(一 半缸停缸，即六缸發(fā)動機停三缸，四缸發(fā)動機停兩缸)下轉速、油門與扭矩(負荷)的對應 關系，確定各個轉速下可能的最大停缸區(qū)域；其次分別制取相同工況下正常模式和停缸模 式的負荷特性，根據(jù)比油耗的對比，從得到的區(qū)域中找出適合停缸的經(jīng)濟區(qū)域；最后在保 證經(jīng)濟性、動力性基本不變的前提下，剔出排放惡化的停缸區(qū)域。將這張轉速、油門與扭矩 (負荷)對應的三維數(shù)據(jù)關系圖(MAP)保存到停缸控制器內(nèi)存中。一般情況下，停缸控制器首先通過CAN總線接收發(fā)動機傳來的轉速、扭矩和油門 信號，判斷當前工況是否在停缸MAP范圍內(nèi)，則進行停缸控制?？紤]到發(fā)動機熱負荷的均勻 性、氣流造成的熱損失和節(jié)油的效果等因素，需要控制兩組缸停缸規(guī)律，使得發(fā)動機進排氣 系統(tǒng)不做改動，使發(fā)動機停缸的氣缸保持在一定的溫度，熱負荷基本保持平衡，從而實現(xiàn)發(fā) 動機快速恢復到全缸大負荷做功的工況。最后還要考慮到在發(fā)動機冷啟動、暖機、加速加 濃、減速斷油的情況下不適用于停缸模式，整車在低檔(1檔和2檔)及倒檔狀態(tài)也不宜采 用停缸模式。加速加濃是指在整車加速過程中對燃油與空氣的比例需要加大，即增加燃油 的濃度，也就是增加噴油量。停缸技術點應用將增加動力總成的搖振，造成發(fā)動機的熱負荷不均勻，可以把控 制執(zhí)行機構與控制軟件結合，通過一定的控制策略解決好工作缸與不工作缸磨損不均的問題。在搖振控制上要計算動力總成懸置系統(tǒng)繞縱軸搖擺震動的固有頻率和對激振力 矩進行諧次分析?？梢酝ㄟ^加大飛輪質量，利用飛輪的儲能作用減少扭矩的不均勻性。還 可以采用低固有頻率的沖液式懸置件，用蛇形管連接排氣管以抑制振動的傳遞等各種方法 最大限度抑制各種震動。同時，為了回避低頻搖振，發(fā)動機低轉速不使用停缸控制。對于發(fā)動機的熱負荷不均勻，可以通過控制軟件策略來解決，考慮兩組缸交替工 作的策略，主要考慮兩組缸工作的時間及頻率，盡可能達到兩組氣缸工作時間和頻率達到 均勻。通過臺架實驗，分別獲得工作缸與非工作缸排溫數(shù)據(jù)，溫度響應時間，根據(jù)四、六缸發(fā) 動機不同的整機狀態(tài)，確定各種整機狀態(tài)的兩組缸最佳交替時間及交替頻率。最大限度實現(xiàn)各缸內(nèi)部溫度維持在一定水平，保持發(fā)動機內(nèi)部熱負荷的均勻，減少零部件的變形和不 必要的摩擦損失。根據(jù)臺架實驗，確定整機狀態(tài)的兩組氣缸最佳交替時間及交替頻率，確定 兩組氣缸交替停缸的控制策略，保證發(fā)動機最佳熱負荷均勻性。停缸技術必須考慮合適的停缸區(qū)域，保證發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、排放性，從這 三個角度進行獲取優(yōu)化MAP。通過臺架試驗，分別獲得正常模式下和停缸模式下轉速、油門 與扭矩(負荷)的對應關系。確定各個轉速下可能的最大停缸區(qū)域，保證相同轉速下停缸 后輸出的扭矩不下降，滿足車輛對動力性的要求。同時分別制取相同工況下正常模式和停 缸模式的負荷特性，根據(jù)比油耗的對比，從得到的區(qū)域中找出適合停缸的經(jīng)濟區(qū)域。最后在 保證經(jīng)濟性、動力性基本不變的前提下，還要剔出排放惡化的停缸區(qū)域。還要考慮在發(fā)動機 冷起動、暖機、減速斷油及低檔(1檔和2檔)和倒檔情況下不宜采用停缸。本發(fā)明與已有技術相比具有以下優(yōu)點1.整車及發(fā)動機EOT的軟硬件無需改動；2.該停缸控制器接口簡單，僅通過CAN線實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊；3.該停缸控制器性價比高，以最低成本實現(xiàn)最高節(jié)油；4.本發(fā)明外觀精致小巧，布置緊湊，安裝方便。
權利要求
一種用于柴油機部分缸停缸節(jié)油控制方法，其特征是停缸控制器通過CAN總線快速獲取發(fā)動機及整車信息，自動識別整車狀態(tài)，進行部分缸停缸節(jié)油控制；所述停缸控制器中存有正常模式下和停缸模式下轉速、油門與扭矩的三維數(shù)據(jù)關系圖；停缸控制器根據(jù)所述三維數(shù)據(jù)關系圖判斷是否滿足停缸條件，是則切斷部分氣缸。
2.如權利要求1所述的用于柴油機部分缸停缸節(jié)油控制方法，其特征是所述停缸模式 是指發(fā)動機的一半缸停缸，所述切斷部分氣缸是指切斷一半氣缸。
3.如權利要求1所述的用于柴油機部分缸停缸節(jié)油控制方法，其特征是所述停缸控制 器獲取的發(fā)動機信息包括轉速、扭矩和油門信號。
4.如權利要求2所述的用于柴油機部分缸停缸節(jié)油控制方法，其特征是所述一半缸停 缸是指發(fā)動機一半氣缸與另一半氣缸交替停缸。
5.如權利要求1所述的用于柴油機部分缸停缸節(jié)油控制方法，其特征是所述停缸控制 器獲取信息均基于整車CAN網(wǎng)絡，基于SAE-J1939協(xié)議。
6.如權利要求1所述的用于柴油機部分缸停缸節(jié)油控制方法，其特征是所述停缸控制 器的停缸斷油命令通過報文控制發(fā)動機ECU進行強制停缸，主要基于IS015765協(xié)議由CAN 線和K線控制實現(xiàn)。
7.如權利要求1所述的用于柴油機部分缸停缸節(jié)油控制方法，其特征是在發(fā)動機冷啟 動、暖機、加速加濃、減速斷油的情況下不采用停缸模式，整車在1檔和2檔及倒檔狀態(tài)也不 采用停缸模式。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于柴油機部分缸停缸節(jié)油控制方法如下停缸控制器通過CAN總線快速獲取發(fā)動機及整車信息，自動識別整車狀態(tài)，進行部分缸停缸節(jié)油控制；所述停缸控制器中存有正常模式下和停缸模式下轉速、油門與扭矩的三維數(shù)據(jù)關系圖；停缸控制器根據(jù)所述三維數(shù)據(jù)關系圖判斷是否滿足停缸條件，是則切斷部分氣缸。本發(fā)明的優(yōu)點是能有效利用ECU內(nèi)部數(shù)據(jù)及策略，對ECU軟硬件及內(nèi)部數(shù)據(jù)不做任何改動，對原整車內(nèi)部結構也不需改動，最低成本實現(xiàn)柴油整車部分負荷時停缸節(jié)油控制，達到整車節(jié)油目的。
文檔編號F02D17/02GK101858259SQ201010157249
公開日2010年10月13日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權日2010年4月15日
發(fā)明者唐颋, 季峰, 尤麗艷, 陸曉燕, 陳波寧, 高志宏 申請人:中國第一汽車集團公司