專利名稱：電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)，特別是通過停止噴油來實(shí)現(xiàn)部分停缸工作 的電控進(jìn)氣道/進(jìn)氣管燃油噴射的火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)裝置及其停缸控制方法。
背景技術(shù)：
多缸內(nèi)燃機(jī)，特別是通過進(jìn)氣節(jié)流調(diào)節(jié)負(fù)荷的火花點(diǎn)火式多缸內(nèi)燃機(jī)，在小負(fù)荷 工況工作時(shí)，由于機(jī)械效率太低、燃燒惡化等原因，燃油消耗率比大負(fù)荷要高很多，因此，可 以通過停止部分氣缸工作的方式來提高剩余的那部分工作氣缸的負(fù)荷，從而在相同的總的 較小輸出扭矩情況下，降低多缸內(nèi)燃機(jī)的燃油消耗率。采用電控燃油噴射供油方式的多缸內(nèi)燃機(jī)，可以通過停止給部分氣缸噴射燃油而 輕易實(shí)現(xiàn)部分停缸工作。然而，當(dāng)使用者需要扭矩頻繁變化時(shí)，就需要頻繁的切換控制，這 可能造成過大的扭矩沖擊。另外，對于摩托車汽車用內(nèi)燃機(jī)，為了降低內(nèi)燃機(jī)的有害氣體 排放，經(jīng)常使用排氣催化處理裝置，而催化處理裝置的有效工作，完全取決于催化處理裝置 的溫度和排氣中的氧氣濃度。上述停缸控制方案可能造成催化處理裝置的溫度和排氣中 的氧氣濃度難以滿足催化處理裝置的有效工作條件要求。美國專利US4129109公開了一種 減小切換沖擊的方法，即在接近全負(fù)荷或接近怠速時(shí)進(jìn)行切換，但頻繁的切換沖擊感仍然 不可避免，而且不能夠適應(yīng)快速加油門而不一定加到全負(fù)荷時(shí)對大扭矩的需求。美國專利 US4467602公開了一種控制停缸工作的排氣催化處理裝置的溫度的方法，但加濃控制的策 略反而會(huì)增加燃油消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的在于提供一種多缸電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法及裝置，在 通過油門或節(jié)氣門操控這種多缸電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生頻繁的停缸/再啟動(dòng)切 換，切換時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生預(yù)料之外的扭矩沖擊。本發(fā)明之另一個(gè)目的在于通過多缸電控燃油噴射內(nèi)燃機(jī)的停缸控制實(shí)現(xiàn)燃油消 耗和有害廢氣的同時(shí)降低。本發(fā)明之目的通過下列技術(shù)方案達(dá)到，即一種電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控 制方法，其特征在于，至少包括以下步驟1)ECU采集節(jié)氣門體或油門裝置的位置傳感器信 號(hào)，計(jì)算其大小和變化速率，2) ECU采集發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度，3) ECU測量發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速，4)ECU計(jì)算最近的工作模式的持續(xù)時(shí)間，5)ECU根據(jù)上述信息和預(yù)先設(shè)置的工作模 式判定條件，邏輯計(jì)算下一個(gè)時(shí)刻的工作模式，所述工作模式包括a)全缸工作模式，即所 有噴油器都噴油，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的所有氣缸燃燒做功；b)部分停缸工作模式，即控制一 組氣缸斷油，另一組氣缸噴油，從而控制只有一組氣缸燃燒做功；c)完全斷油模式，即所有 氣缸都斷油，從而沒有氣缸進(jìn)行燃燒做功，發(fā)動(dòng)機(jī)處于被倒拖狀態(tài)；所述工作模式判定條件 包括所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于預(yù)設(shè)值時(shí)，只能全缸工作；在位置傳感器 信號(hào)大小和變化速率平面上，設(shè)置兩條邊界線，一條為位置增大時(shí)進(jìn)入全缸工作模式的邊界線1，一條為位置減小時(shí)進(jìn)入部分停缸工作模式的邊界線2，兩條邊界線之間區(qū)域?yàn)榛販?區(qū)域，在所述回滯區(qū)域內(nèi)，即可全缸工作，也可部分停缸工作，取決于進(jìn)入該區(qū)域前的工作 模式；在位置傳感器處于怠速位置，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于某一預(yù)先設(shè)定值時(shí)，進(jìn)入完全斷油工作模 式；從完全斷油或怠速進(jìn)入非怠速工況時(shí)，如果完全斷油及怠速連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)累計(jì)時(shí)間不超過 某一預(yù)設(shè)時(shí)間，則在所述回滯區(qū)域內(nèi)仍然保持進(jìn)入完全斷油和/或怠速前的工作模式。本發(fā)明之技術(shù)方案 提供了一種電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體， 排氣裝置，進(jìn)氣系統(tǒng)，節(jié)氣門體或油門裝置，燃油噴射器，電控單元ECU，其特征在于，排氣裝 置至少分成兩組相互獨(dú)立的排氣裝置，進(jìn)氣系統(tǒng)包括相應(yīng)的兩組獨(dú)立的進(jìn)氣管道，燃油噴 射器也至少分成獨(dú)立的兩組，所噴出的燃油只限于本組進(jìn)氣管道或氣缸中，節(jié)氣門體或油 門裝置上安裝有節(jié)氣門或油門位置傳感器，所述ECU根據(jù)所述位置傳感器信號(hào)的大小及其 變化速率、實(shí)測的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等信息，以及預(yù)先設(shè)置的所 述工作模式判定條件，邏輯計(jì)算下一個(gè)時(shí)刻的工作模式是全缸工作模式，還是部分停缸工 作模式，或者是完全斷油模式。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式的切換，是以所述位置傳感器信號(hào)大小和變化速率平面上的 兩條所述邊界線為依據(jù)，當(dāng)節(jié)氣門體或油門位置以較快速率增大時(shí)，或逐步接近大負(fù)荷位 置時(shí)，將進(jìn)入全缸工作模式，如果是從部分停缸工作模式或完全斷油模式進(jìn)入，則必然伴隨 有工作模式的切換，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩將會(huì)出現(xiàn)大幅增加，但這個(gè)扭矩增加正是操作者進(jìn)行 這種操作所期待的結(jié)果，所以不會(huì)產(chǎn)生不自然的感覺，相反會(huì)感覺到發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的強(qiáng)勁。另 一方面，當(dāng)節(jié)氣門體或油門位置以較快速率減小時(shí)，或逐步接近最小負(fù)荷位置時(shí)，將進(jìn)入部 分停缸工作模式或完全斷油模式，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩將會(huì)出現(xiàn)大幅減小，這也正是操作者進(jìn) 行這種操作所期待的結(jié)果，所以也不會(huì)產(chǎn)生不自然的感覺。由于在一般的節(jié)氣門體或油門 操作狀態(tài)下，首先進(jìn)入的是部分停缸工作模式，因此在常用工況下，可以節(jié)約燃油消耗。而 在大力快速地對節(jié)氣門體或油門進(jìn)行操作時(shí)，又會(huì)立即進(jìn)入全缸工作模式，從而充分發(fā)揮 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。對于經(jīng)常使用小負(fù)荷工況、偶爾需要使用大負(fù)荷工況的摩托車汽車用內(nèi)燃 機(jī)，本發(fā)明可以大幅降低燃油消耗率，同時(shí)增強(qiáng)車輛的動(dòng)力感覺。另外，從完全斷油或怠速進(jìn)入非怠速工況時(shí)，在所述回滯區(qū)域內(nèi)有條件保持進(jìn)入 完全斷油和/或怠速前的工作模式的技術(shù)方案，可以避免頻繁的模式切換，減少部分停缸 工作氣缸組的頻繁短時(shí)間運(yùn)行次數(shù)，減少停缸工作氣缸組處于低溫狀態(tài)的運(yùn)行時(shí)間，有利 于排氣后處理裝置以及排氣氧傳感器等需要高溫狀態(tài)才能夠正常工作的裝置的有效工作， 從而減少內(nèi)燃機(jī)的有害氣體排放。下列技術(shù)方案可對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。所述邊界線1和邊界線2隨所述位置坐標(biāo)的增加而趨向于減小，所述邊界線1與 所述位置坐標(biāo)軸的交點(diǎn)靠近于發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門體或油門的全開位置，所述邊界線2與所述位 置坐標(biāo)軸的交點(diǎn)靠近于發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門體或油門的怠速位置，從而使最常用的操作大多數(shù)處 于部分停缸工作模式，燃油消耗少，而只有猛烈操縱節(jié)氣門體或油門時(shí)，才會(huì)以全缸工作模 式工作，發(fā)揮出發(fā)動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力。當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后的怠速運(yùn)轉(zhuǎn) 將以全缸工作模式進(jìn)行，當(dāng)溫度達(dá)到某一預(yù)定值，或當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速達(dá)到某一預(yù)定值，或發(fā)動(dòng)機(jī) 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間達(dá)到某一預(yù)定值后，怠速將隨機(jī)選取一組氣缸停止噴油，從而以部分停缸工作模式進(jìn)行正常怠速，此后，如果從其它模式進(jìn)入部分停缸工作模式，則一直保持同一組氣缸停 止噴油。這樣可以提高低溫啟動(dòng)后的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速，縮短暖機(jī)過程，而正常怠速仍然采用 部分停缸工作模式可以降低怠速燃油消耗，一直處于工作狀態(tài)的氣缸的排氣系統(tǒng)將始終處 于暖車狀態(tài)，有利于排氣后處理裝置以及排氣氧傳感器等需要高溫狀態(tài)才能夠正常工作的 裝置的有效工作。當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度不低于預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后的怠速運(yùn) 轉(zhuǎn)將隨機(jī)選取一組氣缸不噴油，從而以部分停缸工作模式進(jìn)行正常怠速，此后，如果從其它 模式進(jìn)入部分停缸工作模式，則一直保持同一組氣缸停止噴油。這樣設(shè)計(jì)可以保持兩組氣 缸系統(tǒng)的磨損耐久一致，提高整個(gè)內(nèi)燃機(jī)的使用壽命。本發(fā)明所述電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法及裝置，尤其適用于進(jìn)氣管 或進(jìn)氣道噴射的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，每一組氣缸有獨(dú)立的燃油噴射器和進(jìn)氣管道，所述燃 油噴射器噴出的燃油只分布于自己的進(jìn)氣管道和氣缸中。本發(fā)明所述電控燃油噴射多缸內(nèi) 燃機(jī)，同樣適用于缸內(nèi)直接噴射的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)?；鸹c(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)由于需要采用進(jìn) 氣節(jié)流的方法調(diào)節(jié)輸出動(dòng)力，所以在小負(fù)荷時(shí)采用部分停缸工作模式可以大幅度減小發(fā)動(dòng) 機(jī)的泵氣損失，從而可以大幅降低燃油消耗率。本發(fā)明所述電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法及裝置，尤其適用于發(fā)動(dòng)機(jī) 噴油量采用排氣氧傳感器信號(hào)反饋閉環(huán)控制的汽車摩托車用火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)。因?yàn)楣ぷ?氣缸組和停缸工作氣缸組的進(jìn)排氣系統(tǒng)完全獨(dú)立，所以即使不采用復(fù)雜的氣門停止控制裝 置，仍然能夠保持工作氣缸組在理想的空燃比下工作，所述排氣裝置中的有害廢氣處理裝 置，如三元催化轉(zhuǎn)換器等，仍然可以高效工作，并且兩組排氣系統(tǒng)輪流工作，壽命更長。本發(fā)明所述電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法及裝置，尤其適用于雙缸摩 托車發(fā)動(dòng)機(jī)。綜上所述，本發(fā)明的益處在于，1)在常用工況下，可以通過采用全部或部分停缸工 作模式，節(jié)約燃油消耗，而在大力快速地對節(jié)氣門體或油門進(jìn)行操作時(shí)，又會(huì)立即進(jìn)入全缸 工作模式，充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力潛力；2)工作模式的切換，不會(huì)使操作者產(chǎn)生不自然的 感覺；3)可以保持兩組氣缸系統(tǒng)的磨損耐久一致，提高整個(gè)內(nèi)燃機(jī)的使用壽命；4)能夠使 工作氣缸組盡可能快地達(dá)到并保持在理想溫度和空燃比狀態(tài)，使排氣裝置中的有害廢氣處 理裝置，如三元催化轉(zhuǎn)換器等，可以高效工作，并且壽命更長，從而減少內(nèi)燃機(jī)的有害氣體 排放。


圖1為本發(fā)明之實(shí)施例之電控燃油噴射雙缸火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)的系統(tǒng)組成示意圖。圖2為本發(fā)明之實(shí)施例之在位置傳感器信號(hào)大小和變化速率平面上的工作模式 區(qū)域示意圖。圖3為本發(fā)明之實(shí)施例之停缸工作模式判定子程序邏輯流程圖。圖4為說明本發(fā)明之實(shí)施例的工作模式轉(zhuǎn)換過程示意圖。上述圖中的有關(guān)參數(shù)變量符號(hào)定義如下TP——節(jié)氣門體或油門位置idle——節(jié)氣門體或油門的怠速位置
N-轉(zhuǎn)速Ncutoff——全部氣缸斷油的臨界轉(zhuǎn)速dTP——節(jié)氣門體或油門位置變化率teng——發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度tLow——不進(jìn)行停缸工作的臨界發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度τ Low——低溫下不進(jìn)行停缸工作的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行臨界時(shí)間或轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)τ run——發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后的運(yùn)行時(shí)間或轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)
τ 01——非全缸工作模式運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間或轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)τ deact——中斷全缸工作模式運(yùn)行的最短時(shí)間或轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)CT——發(fā)動(dòng)機(jī)判斷工作模式的時(shí)間周期或轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)周期Mode——工作模式，Mode = 0為全部氣缸完全斷油模式，Mode = 1為部分氣缸斷 油模式，Mode = 2為全缸工作模式。BLl——發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入全缸工作模式的邊界線BL2——發(fā)動(dòng)機(jī)離開全缸工作模式的邊界線FullLoad——發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門體或油門的最大位置(全開位置)Area A——全缸工作模式區(qū)域Area B——停缸工作模式區(qū)域Area C——工作模式回滯區(qū)域Vi (i = 1 8)——發(fā)動(dòng)機(jī)常用操作過程示意曲線下面借助這些附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式在圖1所示的實(shí)施例中，多缸內(nèi)燃機(jī)為一雙缸電控燃油進(jìn)氣道噴射的汽油發(fā)動(dòng) 機(jī)，雙缸共用的部件包括空濾器22、節(jié)氣門位置傳感器2、節(jié)氣門操作轉(zhuǎn)輪20、轉(zhuǎn)速及角標(biāo) 傳感器7、發(fā)動(dòng)機(jī)本體12、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器10、電子控制單元(ECU) 11、點(diǎn)火能量提供裝置 13、負(fù)荷操作轉(zhuǎn)輪20，而兩缸獨(dú)立使用的部件有，第一缸系統(tǒng)獨(dú)立部件包括節(jié)氣門體1、進(jìn) 氣道25、燃油噴射器4、火花塞6、排氣管8、氧傳感器9、排氣催化處理裝置5、排氣消聲器3 等，第二缸系統(tǒng)獨(dú)立部件包括節(jié)氣門體21、進(jìn)氣道23、燃油噴射器18、火花塞16、排氣管 15、氧傳感器14、排氣催化處理裝置17、排氣消聲器19等。節(jié)氣門體1和節(jié)氣門體21被同 步器24同軸聯(lián)結(jié)同步調(diào)節(jié)兩缸的進(jìn)氣量，由負(fù)荷操作轉(zhuǎn)輪20同步操控，節(jié)氣門位置傳感器 2測量節(jié)氣門體1和節(jié)氣門體21的位置TP及變化速率dTP，并把信號(hào)傳入E⑶11。E⑶11 還采集其他傳感器測得的信息，至少包括發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器10測量的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng) 機(jī)冷卻液溫度teng、通過轉(zhuǎn)速及角標(biāo)傳感器7的脈沖信號(hào)計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N、氧傳感器9 和氧傳感器14測得的第一缸和第二缸的排氣氧氣濃度等。ECUll根據(jù)測得的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)及 控制邏輯，分別控制第一缸和第二缸的燃油噴射器4和18向各自的進(jìn)氣道25和23內(nèi)噴射 燃油或切斷燃油，控制點(diǎn)火能量提供裝置13分別給火花塞6和16提供點(diǎn)火，從而使發(fā)動(dòng)機(jī) 按照不同的工作模式工作。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作模式分為3種a)全缸工作模式，即所有噴油器都噴油，從而控制發(fā) 動(dòng)機(jī)的所有氣缸燃燒做功；b)部分停缸工作模式，即控制一個(gè)氣缸斷油，另一個(gè)氣缸噴油；C)完全斷油模式，即所有氣缸都斷油，從而沒有氣缸進(jìn)行燃燒做功，發(fā)動(dòng)機(jī)處于被倒拖狀態(tài)。在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)操縱狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)可能處于不同的工作模式，如圖2所示，在描述發(fā) 動(dòng)機(jī)操縱狀態(tài)的節(jié)氣門位置傳感器信號(hào)大小TP和其變化速率dTP平面上，設(shè)置有兩條單 向邊界線，一條為位置增大時(shí)進(jìn)入全缸工作模式的邊界線BL1，一條為位置減小時(shí)進(jìn)入部分 停缸工作模式的邊界線BL2，兩條邊界線將TP-dTP平面分成3個(gè)區(qū)域，邊界線BLl右上方 區(qū)域?yàn)槿坠ぷ鲄^(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)以全缸工作模式工作；邊界線BL2左下方區(qū)域?yàn)?停缸工作區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)以部分停缸工作模式或完全斷油工作模式工作；兩條單 向邊界線之間的區(qū)域?yàn)榛販^(qū)域，在所述回滯區(qū)域內(nèi)，即可全缸工作，也可部分停缸工作， 取決于進(jìn)入該區(qū)域前的工作模式；在怠速位置，即TP = idle,當(dāng)轉(zhuǎn)速高于某一預(yù)先設(shè)定值 Ncutoff時(shí)，進(jìn)入完全斷油工作模式。所述邊界線BLl和邊界線BL2的形狀特點(diǎn)如圖2所示，隨所述位置坐標(biāo)TP的增加， 邊界線趨向于右下方，即邊界線上的dTP雖TP的增加而減小，所述邊界線BLl與所述位置 坐標(biāo)軸的交點(diǎn)Pl靠近于發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門的全開位置Full_L0ad，所述邊界線BL2與所述位置 坐標(biāo)軸的交點(diǎn)P2靠近于發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門的怠速位置idle。對于工作氣缸(組)，如果氧傳感器信號(hào)正?？捎茫瑢ζ鋰娪土窟M(jìn)行閉環(huán)反饋調(diào) 節(jié)，以期盡可能將該工作氣缸(組)工作時(shí)的混合氣空燃比控制在理論當(dāng)量比，讓排氣催化 轉(zhuǎn)換器以最有效的方式工作，減小有害氣體排放。按照上述方案，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速總是處于部分停缸工作模式，而且加速起步行駛后，總 是以部分停缸工作模式為優(yōu)先工作模式，至于選取哪一組或哪一個(gè)氣缸停缸，可以隨機(jī)確 定，但一旦確定了部分停缸工作時(shí)的停缸氣缸組，那么此后，除非關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后重新啟動(dòng)， 則在部分停缸工作模式時(shí)，一直保持同一組氣缸停止噴油。這樣設(shè)計(jì)非常有利于節(jié)省燃油， 同時(shí)可以保證所有氣缸的磨損耐久一致，所有排氣系統(tǒng)的裝置，包括氧傳感器和催化轉(zhuǎn)換 器等，均勻一致耐久老化，延長整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。另外還可以保持工作氣缸組的排氣系統(tǒng) 的溫度始終滿足排氣系統(tǒng)的裝置能夠高效工作的要求。但是，在低溫環(huán)境下冷車啟動(dòng)時(shí)，如果沒有怠速提高裝置，就會(huì)因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)摩擦阻 力過大而暖機(jī)很慢、容易熄火。為了克服這個(gè)問題，可以在低溫環(huán)境下冷車啟動(dòng)時(shí)，采用全 缸工作模式，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于預(yù)設(shè)值tLow時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后的怠 速運(yùn)轉(zhuǎn)將以全缸工作模式進(jìn)行，當(dāng)溫度達(dá)到某一預(yù)定值tLow，或當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速達(dá)到某一預(yù)定 值N0，或啟動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間或圈數(shù)Trun達(dá)到了預(yù)定值τ Low，怠速將隨機(jī)選取一組 氣缸停止噴油，從而以部分停缸工作模式進(jìn)行正常怠速，此后，如果從其它模式進(jìn)入部分停 缸工作模式，則一直保持同一組氣缸停止噴油。這種設(shè)計(jì)相當(dāng)于將兩組氣缸中的一組作為 低溫啟動(dòng)怠速提高裝置來使用。圖3給出了本發(fā)明之電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法的邏輯過程。工作模式子程序?qū)⒏鶕?jù)圖3所示的確定邏輯給工作模式參數(shù)Mode賦值，或保持 當(dāng)前的Mode的值。在調(diào)用停缸控制工作模式子程序前，主程序已經(jīng)隨機(jī)確定了部分停缸 時(shí)停止工作的氣缸，在進(jìn)入工作模式子程序后，首先獲取發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的各種狀態(tài)及參數(shù)，包 括TP，dTP, teng, N, τ 01，τ run等，然后判斷是否不要進(jìn)入或不要繼續(xù)低溫啟動(dòng)全缸工作 模式，如果判斷結(jié)果為“否”，則令Mode = 2并返回；如果判斷結(jié)果為“是”，則再判斷是否不 要進(jìn)入或不要繼續(xù)處于“全缸工作區(qū)域Area_A”，如果判斷結(jié)果為“否”，則令Mode = 2并返回；如果判斷結(jié)果為“是”，則再判斷是否不要進(jìn)入或不要繼續(xù)處于“停缸工作區(qū)域Area_ B”，如果判斷結(jié)果為“否”，則進(jìn)一步判斷是完全斷油還是部分停缸，如果TP = idle且N> Ncutoff則完全斷油，令Mode = O并返回，如果TP不等于idle或N <= Ncutoff，則進(jìn)入 部分停缸模式，令Mode = 1并返回；如果判斷結(jié)果為不要進(jìn)入或不要繼續(xù)處于“停缸工作 區(qū)域Area_B”，則表明應(yīng)該處于“回滯工作區(qū)域Area_C”，再判斷離開全缸工作模式的持續(xù) 時(shí)間τ 01是否已經(jīng)大于預(yù)設(shè)的時(shí)間Tdeact，如果τ 01 > τ deact，則表明可以結(jié)束當(dāng)前 的全缸工作模式，下面的在回滯工作區(qū)域的工作模式應(yīng)該為部分停缸模式，令Mode = 1并 返回；如果τΟΙ不大于τ deact，則表明無需改變當(dāng)前的工作模式，Mode值不作更改返回。 當(dāng)Mode = 2時(shí)，τ 01復(fù)零，否則，τ 01增加一個(gè)周期CT。設(shè)置時(shí)間Tdeact的目的是，全缸工作模式開始后，不會(huì)因?yàn)槎虝r(shí)間的離開全缸 工作模式就再次重新以部分停缸工作模式為優(yōu)先，而是在離開全缸工作模式的時(shí)間τ 01 不大于τ deact時(shí)，繼續(xù)保持全缸工作模式，這樣可以盡量減少部分停缸工作的氣缸組頻 繁進(jìn)行短時(shí)間的持續(xù)工作，減少該氣缸組因?yàn)榻?jīng)常短時(shí)間持續(xù)工作而造成氧傳感器和排氣 催化轉(zhuǎn)換器長期非正常工作的現(xiàn)象發(fā)生。這種短時(shí)間的離開全缸工作模式的情況，在換檔 加速過程中最容易出現(xiàn)。只有當(dāng)離開全缸工作模式的時(shí)間τ 01大于τ deact時(shí)，最為可能 的情況是前面的大扭矩需求已經(jīng)結(jié)束，所以后面的停缸工作模式選擇又重新以部分停缸工 作模式為優(yōu)先，以利于節(jié)約燃油。當(dāng)然如果再次操作油門的狀態(tài)進(jìn)入了 Area_A，那么仍然立 即又以全缸工作模式工作。以汽車摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)為例，常見的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)過程如圖4所示。穩(wěn)定運(yùn)行狀 態(tài)點(diǎn)為TP坐標(biāo)軸上的點(diǎn)，圖中的曲線Vl V8為各種動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的變化軌跡。因?yàn)閐TP > 0意味著TP增加，dTP < 0意味著TP減小，所以動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)將按曲線Vl V8上的箭 頭方向變化。Vi曲線代表了從怠速以中等扭矩加速的過程，一般情況下，將優(yōu)先以部分停 缸模式的中小扭矩加速，特殊情況下，如低溫啟動(dòng)后，將以全缸工作模式的中大扭矩加速。 V2曲線代表了從怠速以最大扭矩加速的過程，穿越邊界線BLl后將以全缸工作模式的最大 扭矩加速。V3曲線代表了從中等穩(wěn)定扭矩點(diǎn)起以接近最大扭矩加速的過程，如果起始中等 穩(wěn)定扭矩點(diǎn)為部分停缸工作模式，則在穿越邊界線BLl后將以全缸工作模式的最大扭矩加 速。V4曲線代表了從較小的中等穩(wěn)定扭矩點(diǎn)起以稍大點(diǎn)的扭矩加速的過程，因?yàn)闆]穿越邊 界線，所以工作模式不會(huì)改變，起始為部分停缸工作模式則繼續(xù)保持部分停缸工作模式，起始為全缸工作模式則繼續(xù)保持全缸工作模式。V5曲線代表了從接近全開的最大扭矩點(diǎn)快速 回到怠速位置的減速過程，初始狀態(tài)以全缸工作模式工作，在穿越BLl時(shí)仍然保持全缸工 作模式，但在穿越BL2后將首先以部分停缸工作模式工作，一旦回到怠速位置idle，則還有 可能完全斷油一段時(shí)間，直到轉(zhuǎn)速減小到Ncutoff以下，又以部分停缸工作模式怠速。V6曲 線代表了與V5曲線近似的減速過程，不同點(diǎn)在于初始點(diǎn)扭矩相對小一些，可能處于部分停 缸工作模式，這種情況下在穿越BL2后將保持部分停缸工作模式，但也可能處于全缸工作 模式，這種情況下的表現(xiàn)與V5曲線相同。V7曲線代表了與V4曲線相反的過程，從較大的中 等穩(wěn)定扭矩點(diǎn)起以稍小點(diǎn)的扭矩減速的過程，因?yàn)闆]穿越邊界線，所以工作模式不會(huì)改變， 起始為部分停缸工作模式則繼續(xù)保持部分停缸工作模式，起始為全缸工作模式則繼續(xù)保持 全缸工作模式。V8曲線代表了從最大穩(wěn)定扭矩點(diǎn)起慢速調(diào)節(jié)到中等扭矩的過程，始終保持 全缸工作模式。
上述實(shí)施例為應(yīng)用本發(fā)明的雙缸電控燃油進(jìn)氣道噴射的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，但本發(fā)明同 樣適用于三缸及其以上氣缸數(shù)的多缸電控燃油進(jìn)氣道噴射的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，只需要進(jìn)氣道和 排氣系統(tǒng)分為兩組即可。本發(fā)明同樣適用于多缸 缸內(nèi)直接噴射的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，這時(shí)只要求 排氣系統(tǒng)分為兩組即可。本發(fā)明還適用于電控的多缸缸內(nèi)直接噴射的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，這種情 況下，不需要節(jié)氣門體，TP和dTP為油門位置及其變化速率。上述實(shí)施例的目的是為了說明本發(fā)明，但并不限定本發(fā)明。凡 利用本發(fā)明之構(gòu)思 和精神實(shí)質(zhì)進(jìn)行的、對于本領(lǐng)域普通專業(yè)技術(shù)人員而言顯而易見的改變設(shè)計(jì)，仍然屬于本 發(fā)明之權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法，其特征在于，至少包括以下步驟1)ECU采集節(jié)氣門或油門裝置的位置傳感器信號(hào)，計(jì)算其大小和變化速率，2)ECU采集發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度，3)ECU測量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，4)ECU計(jì)算最近的工作模式的持續(xù)時(shí)間，5)ECU根據(jù)上述信息和預(yù)先設(shè)置的工作模式判定條件，邏輯計(jì)算下一個(gè)時(shí)刻的工作模式，所述工作模式包括a)全缸工作模式，即所有噴油器都噴油，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的所有氣缸燃燒做功；b)部分停缸工作模式，即控制一組氣缸斷油，另一組氣缸噴油，從而控制只有一組氣缸燃燒做功；c)完全斷油模式，即所有氣缸都斷油，從而沒有氣缸進(jìn)行燃燒做功，發(fā)動(dòng)機(jī)處于被倒拖狀態(tài)；所述工作模式判定條件包括所述發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于預(yù)設(shè)值時(shí)，只能全缸工作；在位置傳感器信號(hào)大小和變化速率平面上，設(shè)置兩條邊界線，一條為位置增大時(shí)進(jìn)入全缸工作模式的邊界線1，一條為位置減小時(shí)進(jìn)入部分停缸工作模式的邊界線2，兩條邊界線之間區(qū)域?yàn)榛販^(qū)域，在所述回滯區(qū)域內(nèi)，即可全缸工作，也可部分停缸工作，取決于進(jìn)入該區(qū)域前的工作模式；在怠速位置，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于某一預(yù)先設(shè)定值時(shí)，進(jìn)入完全斷油工作模式；從完全斷油或怠速進(jìn)入非怠速工況時(shí)，如果完全斷油及怠速連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)累計(jì)時(shí)間不超過某一預(yù)設(shè)時(shí)間，則在所述回滯區(qū)域內(nèi)仍然保持進(jìn)入完全斷油和/或怠速前的工作模式。
2.如權(quán)利要求1所述電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法，其特征在于，所述發(fā) 動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)將以全缸工作模式 進(jìn)行，當(dāng)溫度達(dá)到某一預(yù)定值，或當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速達(dá)到某一預(yù)定值，或發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間達(dá)到某一 預(yù)定值后，怠速將隨機(jī)選取一組氣缸停止噴油，從而以部分停缸工作模式進(jìn)行正常怠速，此 后，如果從其它模式進(jìn)入部分停缸工作模式，則一直保持同一組氣缸停止噴油。
3.如權(quán)利要求2所述電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法，其特征在于，所述邊 界線1和邊界線2隨所述位置坐標(biāo)的增加而趨向于減小，所述邊界線1與所述位置坐標(biāo)軸 的交點(diǎn)靠近于發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門或油門的全開位置，所述邊界線2與所述位置坐標(biāo)軸的交點(diǎn)靠 近于發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門或油門的怠速位置。
4.如權(quán)利要求3所述電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法，其特征在于，所述發(fā) 動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度不低于預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)將隨機(jī)選取一組 氣缸不噴油，從而以部分停缸工作模式進(jìn)行正常怠速，此后，如果從其它模式進(jìn)入部分停缸 工作模式，則一直保持同一組氣缸停止噴油。
5.如權(quán)利要求4所述電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法，其特征在于，所述發(fā) 動(dòng)機(jī)的工作氣缸的噴油量采用排氣氧傳感器信號(hào)反饋閉環(huán)控制。
6.一種電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)裝置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)本體，排氣裝置，進(jìn)氣系統(tǒng)，節(jié)氣門 或油門裝置，燃油噴射器，電控單元ECU，其特征在于，排氣裝置至少分成兩組相互獨(dú)立的排 氣裝置，進(jìn)氣系統(tǒng)包括相應(yīng)的兩組獨(dú)立的進(jìn)氣管道，燃油噴射器也至少分成獨(dú)立的兩組，所 噴出的燃油只限于本組進(jìn)氣管道或氣缸中，節(jié)氣門體或油門裝置上安裝有節(jié)氣門或油門位 置傳感器，所述ECU根據(jù)所述位置傳感器信號(hào)的大小及其變化速率、實(shí)測的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等信息，以及預(yù)先設(shè)置的工作模式判定條件，邏輯計(jì)算下一 個(gè)時(shí)刻的工作模式a)全缸工作模式，即所有噴油器都噴油，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的所有氣缸 燃燒做功；b)部分停缸工作模式，即控制一組氣缸斷油，另一組氣缸噴油，從而控制只有一 組氣缸燃燒做功；c)完全斷油模式，即所有氣缸都斷油，從而沒有氣缸進(jìn)行燃燒做功，發(fā)動(dòng)機(jī)處于被倒拖狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求6所述電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)裝置，其特征在于，所述多缸內(nèi)燃機(jī)為 雙缸內(nèi)燃機(jī)，每一組為一個(gè)氣缸。
8.如權(quán)利要求7所述電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)裝置，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)為進(jìn)氣 管或進(jìn)氣道噴射的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)，每一組為一個(gè)氣缸，每個(gè)氣缸有各自的燃油噴射器 和進(jìn)氣管道，所述燃油噴射器噴出的燃油只分布于自己的進(jìn)氣管道和氣缸中。
9.如權(quán)利要求8所述電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)裝置，其特征在于，所述兩個(gè)獨(dú)立的排 氣裝置上裝置有氧傳感器，所述ECU根據(jù)各個(gè)氧傳感器的信號(hào)閉環(huán)反饋控制燃燒做功的氣 缸的混合氣濃度。
10.如權(quán)利要求9所述電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)裝置，其特征在于，所述兩個(gè)獨(dú)立的排 氣裝置上裝置有排氣凈化處理用催化轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
一種電控燃油噴射多缸內(nèi)燃機(jī)的停缸控制方法及裝置，包括以下步驟1)ECU采集節(jié)氣門或油門裝置的位置傳感器信號(hào)，計(jì)算其大小和變化速率，2)ECU采集發(fā)動(dòng)機(jī)溫度或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度，3)ECU測量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，4)ECU計(jì)算最近的工作模式的持續(xù)時(shí)間，5)ECU根據(jù)上述信息和預(yù)先設(shè)置的工作模式判定條件，邏輯計(jì)算下一個(gè)時(shí)刻的工作模式a)全缸工作模式，b)部分停缸工作模式，c)完全斷油模式。在位置傳感器信號(hào)大小和變化速率平面上，兩條邊界線將發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)分為了三個(gè)區(qū)域，分別為全缸工作區(qū)域、部分停缸工作區(qū)域、回滯區(qū)域。本發(fā)明使發(fā)動(dòng)機(jī)在常用工況下，由于部分停缸工作而可以節(jié)約燃油消耗，同時(shí)大力快速加油門時(shí)又能夠增強(qiáng)車輛的動(dòng)力感覺。
文檔編號(hào)F02D17/02GK101818694SQ20091009620
公開日2010年9月1日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者劉昌文, 楊延相, 郗大光 申請人:浙江飛亞電子有限公司