CN116201672B - 点火角控制方法、装置及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种点火角控制方法及装置和车辆，本发明的点火角控制方法包括获取EGR率、发动机转速、发动机负荷和修正系数，依据EGR率、发动机转速和发动机负荷，获取理论修正点火角，并依据发动机转速和发动机负荷，获取理论基本点火角，基于理论基本点火角、理论修正点火角和修正系数，计算处理得到最终基本点火角。本发明所述的点火角控制方法，依据理论基本点火角、理论修正点火角和修正系数可获得较优的点火角，可有效防止发动机爆震，减小车辆的NVH噪音，还能提高发动机输出动力，并利于提升燃油利用率。
Description
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种点火角控制方法。同时，本发明还涉及一种可实现该点火角控制方法的点火角控制装置，以及一种设有该点火角控制装置的车辆。
背景技术
发动机管理系统(Engine Management System，简称EMS)以其低排放、低油耗、高功率等优点而获得迅速发展，且日益普及。目前，发动机管理系统通常采用各种方法计算较优的点火角，以兼顾发动机的油耗及效率。
影响发动机点火角的因素很多，比如EGR(Exhaust Gas Recirculation，废气再循环系统)、发动机水温等。现有技术中，EGR开启时比不开启的点火角最大提前18°，完成EGR堵塞诊断之前，如果EGR系统真的堵塞，ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)按照模型计算的EGR率修正点火角，发动机会发生强烈爆震，而爆震最大允许退角12°，点火角退角最大幅值不能消除EGR100％开启相较关闭带来的点火角修正偏差，也就是说发动机若持续严重爆震无法通过继续退角消除。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种点火角控制方法，以可较好的防止发动机爆震。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种点火角控制方法，所述方法包括：
获取EGR率、发动机转速、发动机负荷和基于爆震标定的修正系数；
依据所述EGR率、所述发动机转速和所述发动机负荷，获取理论修正点火角，并依据所述发动机转速和所述发动机负荷，获取理论基本点火角；
基于理论基本点火角、理论修正点火角和修正系数，计算处理得到最终基本点火角。
进一步的，所述最终基本点火角依据如下公式计算得到：
最终基本点火角＝理论基本点火角+最终修正点火角；
其中，所述最终修正点火角为基于理论修正点火角和所述修正系数计算处理获得。
进一步的，所述最终修正点火角为对实际修正点火角处理获得，所述实际修正点火角为所述理论修正点火角×所述修正系数。
进一步的，所述最终修正点火角为依据如下公式对所述实际修正点火角处理获得：
Memoryn＝memoryn-1+(in-memory n-1)×(dT÷T)；
其中，Memoryn为当前时刻最终修正点火角，memoryn-1为上一时刻最终修正点火角，in为实际修正点火角，dT为周期任务时间，T为标定时间。
进一步的，获取所述修正系数前获取发动机所有缸体的点火角退角；
计算发动机所有缸体的平均点火角退角；
依据所述平均点火角退角，获取修正系数。
进一步的，所述点火角退角包括短期点火角退角和长期点火角退角。
进一步的，所述平均点火角退角的最大值为12°，最小值为0°。
进一步的，所述修正系数的最大值为1，最小值为0。
本发明所述的点火角控制方法，依据理论基本点火角、理论修正点火角和基于爆震标定的修正系数可获得较优的点火角，可有效防止发动机爆震，减小车辆的NVH噪音，还能提高发动机输出动力，并利于提升燃油利用率。
此外，最终修正点火角为基于理论修正点火角和修正系数计算处理获得，并使理论修正点火角乘以修正系数，利于提升最终修正点火角的精度，而利于有效的防止爆震。
另外，依据公式对实际修正点火角处理获得最终修正点火角，可进一步提升最终修正点火角的精度，而可较好的防止爆震。而依据发动机所有缸体的短期点火角退角和长期点火角计算平均点火角，以及限定平均点火角退角和修正系数的范围，均利于获得较优的修正因数，同样利于提升最终修正点火角的精度。
本发明的另一目的在于提出一种点火角控制装置，其包括：
第一获取单元，获取EGR率、发动机转速、发动机负荷和基于爆震标定的修正系数；
第二获取单元，用于依据所述EGR率、所述发动机转速和所述发动机负荷，获取理论修正点火角，并依据所述发动机转速和所述发动机负荷，获取理论基本点火角；
第一计算单元，用于依据理论基本点火角、理论修正点火角和修正系数，计算处理得到最终基本点火角。
本发明的点火角控制装置，可用于实现如上的点火角控制方法，而能够获得较优的点火角，其应用于车辆上，可较好的防止发动机爆震，提高车辆的燃油利用率，还可使车辆的动力性增强。
同时，本发明的又一目的在于提出一种车辆，所述车辆上设有如上所述的点火角控制装置。
本发明所述的车辆，通过安装如上的点火角控制装置，可提升车辆的NVH性能以及车辆的燃油利用率，使得动力性增强，而利于提升车辆的性能和品质。
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点火角控制方法的示例性流程图；
图2为本发明实施例所述的点火角控制方法的又一示例性流程图；
图3为本发明实施例所述的点火角控制装置的结构框图。
附图标记说明：
1、第一获取单元；2、第二获取单元；3、第三获取单元；4、第一计算单元；5、第四获取单元；6、第二计算单元；7、第三计算单元；8、第四计算单元；9、存储单元。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
另外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例涉及一种点火角控制方法，以利于防止发动机爆震，同时可以兼顾发动机效率和发动机燃油利用率。
基于以上设计思想，本实施例的点火角控制方法的一种示例性结构如图1所示，该点火角控制方法主要包括如下步骤：
S101：获取EGR率、发动机转速、发动机负荷和基于爆震标定的修正系数。
该步骤中，EGR率、发动机转速和发动机负荷均可采用现有技术中的方法去检测或计算，而下述的第一获取单元1与现有部件连接，以分别获取EGR率、发动机转速和发动机负荷。
比如，EGR率采用现有的EGR率测量装置测得，下述的第一获取单元1与EGR率测量装置连接，以可获取EGR率，而发动机转速可由现有的转速传动器连接，其可与第一获取单元1连接，而使得转速信息可传输至第一获取单元1，而发动机负荷可由现有的负荷检测机构得到，从而使得发动机负荷信息可传输至第一获取单元1。
在此需要说明的是，如上的获取EGR率、发动机转速和发动机负荷的方式仅是一种示例性的说明，除此之外，第一获取单元1当然还可从其他现有部件中获取EGR率、发动机转速和发动机负荷，比如，发动机控制系统可获取发动机的转速和发动机负荷，因此，也可使第一获取单元1自发动机控制系统的现有控制单元中的发动机的转速和发动机负荷。
本实施例中的修正系数，具体参照下文的描述获得。
S102：分别获取理论修正点火角和理论基本点火角，该步骤中的第二获取单元2与第一获取单元1连接，以基于第一获取单元1获取的信息而获取理论修正点火角和理论基本点火角，具体获取方式如下。
S1021：依据EGR率、发动机转速和发动机负荷，获取理论修正点火角。
由于理论修正点火角受EGR率、发动机转速和发动机负荷的影响，因此理论修正点火角的相关数据会预先存储到存储单元9中，理论修正点火角的相关数据可提前标定获得，不同的EGR率、发动机转速和发动机负荷对应不同的理论修正点火角，第二获取单元2与下述的存储单元9连接，以可自存储单元9获取理论修正点火角。
S1022：依据发动机转速和发动机负荷，获取理论基本点火角。
由于理论基本点火角受发动机转速和发动机负荷的影响，因此理论基本点火角的相关数据会预先存储到存储单元9中，理论基本点火角的相关数据可提前标定获得，不同的发动机转速和发动机负荷对应不同的理论基本点火角，第二获取单元2与存储单元9连接，以可自存储单元9获取理论基本点火角。
S103：基于理论基本点火角、理论修正点火角和修正系数，计算处理得到最终基本点火角。
该步骤具体可由下述的计算处理模块对理论基本点火角、理论修正点火角和修正系数这些数据进行计算处理，以获得最终基本点火角。
在此需要说明的是，本实施例的点火角控制方法，主要解决因EGR堵塞导致的发动机爆震问题，因此，在此获得的最终基本点火角，并非车辆点火需要依据的实际点火角，因为影响实际点火角的因素很多，比如发动机的水温、进气温度、空燃比、默认爆震退角、扫气、机油稀释量、暖机、怠速等。因此，本实施例中的最终基本点火角仍需依据其他影响因素进行修正，以获得较优的实际点火角，而发动机的点火控制单元依据实际点火角控制点火器点火。
作为一种优选的实施方式，计算处理得到最终基本点火角的方法具体包括如下步骤：
S1031：获取发动机所有缸体的点火角退角。
在此提到点火角退角可通过标定方式获得，这些数据可预存于存储单元9中，优选的，本实施例中，存储单元9中预存的点火角退角包括短期点火角退角和长期点火角退角，以便于获得较优的修正系数。
如本实施例中，S1031步骤具体包括S10311和S10312。
S10311：获取发动机所有缸体的短期点火角退角。
由于发动机缸体按期缸数分类较多，如其包括四缸、六缸、八缸和十二缸等，因此，针对不同缸数的发动机，需要计算所有缸体的发动机。在此以四缸发动机为例进行说明，由下述的第三获取单元3需要获取4个缸体的短期点火角退角。
S10312：获取发动机所有缸体的长期点火角退角。在此仍以四缸发动机为例进行说明，则第三获取单元3需要获取4个缸体的长期点火角退角。
S1032：计算发动机所有缸体的平均点火角退角。
该步骤由下述的第一计算单元4与第三获取单元3连接，其可将获得的所有的短期点火角退角和长期点火退角退角求和，而后除以获得的所有点火角退角的个数，则可以得到平均点火角退角。
如本实施例中，将4个短期点火角退角和4个长期点火角退角求和后除以8则可得到平均点火角退角。
在此需要说明的是，短期点火角退角较快，长期点火角退角较慢，短期点火角退角可通过爆震计算得出，而长期点火角退角可基于爆震程度学习得出，短期点火角退角和长期点火角退角的具体获得方式可参照现有技术。
本实施例中，点火角退角包括短期点火角退角和长期点火角退角，利于获得较优的修正因数，同样利于提升最终修正点火角的精度。优选的，在实际标定时，模拟EGR堵塞的工况进行标定，可以以平均点火角退角为横轴、修正系数为纵轴记录，平均点火角退角的最大值为12°，最小值为0°，修正系数的最大值为1，最小值为0，平均点火角退角为最大值时对应修正系数的最大值，在平均点火角退角由12°逐渐变为0°的过程中，修正系数由1逐渐变为0。
S1033：依据平均点火角退角，获取修正系数。
在此需要说明的是，为了获取较优的修正系数，不同的平均点火角退角对应的修正系数不同，而平均点火角退角和修正系数的相关数据信息可预存于存储单元9中，下述的第四获取单元5和第一计算单元4连接，其可依据获取的平均点火角退角，而获取与该平均点火角退角对应的修正系数。
S1034：计算实际修正点火角。
该步骤可由下述的第二计算单元6计算得到，体计算公式为：实际修正点火角为理论修正点火角×修正系数。第二计算单元6分别与第二获取单元2和第四获取单元5连接，并可以从第二获取单元2获取实际修正点火角，可以从第四获取单元5获取修正系数，从而可以计算得到实际修正点火角。
S1035：获得最终修正点火角
最终修正点火角为下述的第三计算单元7基于理论修正点火角和修正系数计算处理获得，如本实施例中，第三计算单元7与第二计算单元6连接，可自第二计算单元6获取实际修正点火角，最终修正点火角为对实际修正点火角处理获得，优选的，最终修正点火角信息为对实际修正点火角经过T通滤波处理获得，处理采用的逻辑公式如下。
Memoryn＝memoryn-1+(in-memory n-1)×(dT÷T)；
其中，Memoryn为当前时刻最终修正点火角，memoryn-1为上一时刻最终修正点火角，in为实际修正点火角，dT为周期任务时间，也即相邻两次点火的理论间隔时间，T为标定时间。
S1036：获得最终基本点火角。
本实施例中，最终基本点火角由第四计算单元8计算得到，第四计算单元8分别与第二获取单元2和第三计算单元7连接，以可从第二获取单元2获取理论基本点火角，从第三计算单元7获取最终修正点火角，从而可依据如下公式计算得到最终基本点火角。
最终基本点火角＝理论基本点火角+最终修正点火角；
本发明的点火角控制方法，相对于现有的单纯只靠识别爆震因子来退点火角，可直接把EGR对基本点火角提前角度取消掉，有效防止发动机爆震，而可较好的防止损害发动机，还可减小车辆的NVH噪音，还能提高发动机输出动力，并利于提升燃油利用率。
本实施例涉及一种点火角控制装置，其主要包括第一获取单元1、第二获取单元2和计算处理模块，其中，第一获取单元1用于获取EGR率、发动机转速、发动机负荷和基于爆震标定的修正系数，第二获取单元2用于依据EGR率、发动机转速和发动机负荷，获取理论修正点火角，并依据发动机转速和发动机负荷，获取理论基本点火角，计算处理模块用于依据理论基本点火角、理论修正点火角和修正系数，计算处理得到最终基本点火角。
点火角控制装置还包括存储单元9，其可用于存储理论修正点火角的脉谱图、理论基本点火角的脉谱图和修正系数的脉谱图等。
具体来讲，计算处理模块依据如下公式计算得到最终基本点火角：
最终基本点火角＝理论基本点火角+最终修正点火角；
其中，最终修正点火角为依据理论修正点火角和修正系数计算处理获得，优选的，最终修正点火角为将理论修正点火角乘以修正系数得到实际修正点火角，而后对实际修正点火角计算处理获得。
作为一种优选的实施方式，计算处理模块包括第三获取单元3、第四获取单元5、第一计算单元4、第二计算单元6、第三计算单元7和第三计算单元8。
具体设置时，如图3所示的，第一获取单元1和第二获取单元2连接，第三获取单元3、第一计算单元4和第四获取单元5依次连接，且第二计算单元6分别与第二获取单元2、第四获取单元5连接、第三计算单元7连接，第四计算单元8分别与第二获取单元2和第三计算单元7连接，存储单元9分别与第二获取单元2、第三获取单元3、第四获取单元5和第二计算单元6连接。
其中，第三获取单元3用于执行步骤S10311和步骤S10312，获取发动机所有缸体的短期点火角和长期点火角，第一计算单元4用于执行步骤S1032，依据短期点火角退角和长期点火角退角，计算平均点火角退角，第四获取单元5用于执行步骤S1033，以获得获取修正系数，第二计算单元6用于执行步骤S1034，计算实际修正点火角，第三计算单元7用于依据前述步骤S1035的公式计算最终修正点火角，第四计算单元8用于执行步骤S1036，计算最终基本点火角。
同时，本实施例还涉及一种车辆，本发明的车辆通过安装如上的点火角控制装置，可有效防止发动机爆震，减小车辆的NVH噪音，还能提高发动机输出动力，并利于提升燃油利用率。
此外，本实施例还涉及一种计算机存储介质，该存储介质中存储有程序或指令，程序或指令在计算机上运行时执行如上的点火角控制方法。本发明的计算机存储介质，在应用于车辆上时，可提高车辆的NVH性能，降低车辆油耗，并可较好的提升车辆的动力性。
本实施例中，计算机可读存储介质的一般示例即存储器。另外，计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息的存储。
信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机可读存储介质的例子包括但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体，或其他内存技术、只读光盘、只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带、磁盘或其他磁性存储设备，或任何其他非传输介质，其可用于存储可以被计算设备访问的信息。
以上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)
1.一种点火角控制方法，其特征在于，所述方法包括 ：
获取EGR率、发动机转速、发动机负荷和基于爆震标定的修正系数；
依据所述EGR率、所述发动机转速和所述发动机负荷，获取理论修正点火角，并依据所述发动机转速和所述发动机负荷，获取理论基本点火角；
基于所述理论基本点火角、所述理论修正点火角和修正系数，计算处理得到最终基本点火角；
所述最终基本点火角依据如下公式计算得到：
最终基本点火角=理论基本点火角+最终修正点火角；
其中，所述最终修正点火角为基于理论修正点火角和所述修正系数计算处理获得；
所述最终修正点火角为对实际修正点火角处理获得，所述实际修正点火角为所述理论修正点火角×所述修正系数。
2.根据权利要求1所述的点火角控制方法，其特征在于：
所述最终修正点火角为依据如下公式对所述实际修正点火角处理获得：
Memoryn= memoryn-1+ (in - memory n-1) ×（dT÷T）；
其中，Memoryn为当前时刻最终修正点火角，memoryn-1为上一时刻最终修正点火角，in为实际修正点火角，dT为周期任务时间，T为标定时间。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的点火角控制方法，其特征在于：
获取所述修正系数前获取发动机所有缸体的点火角退角；
计算发动机所有缸体的平均点火角退角；
依据所述平均点火角退角，获取修正系数。
4.根据权利要求3所述的点火角控制方法，其特征在于：
所述点火角退角包括短期点火角退角和长期点火角退角。
5.根据权利要求3所述的点火角控制方法，其特征在于：
所述平均点火角退角的最大值为12°，最小值为0°。
6.根据权利要求3所述的点火角控制方法，其特征在于：
所述修正系数的最大值为1，最小值为0。
7.一种点火角控制装置，其特征在于，包括：
第一获取单元（1），用于获取EGR率、发动机转速、发动机负荷和基于爆震标定的修正系数；
第二获取单元（2），用于依据所述EGR率、所述发动机转速和所述发动机负荷，获取理论修正点火角，并依据所述发动机转速和所述发动机负荷，获取理论基本点火角；
计算处理模块，用于依据理论基本点火角、理论修正点火角和修正系数，计算处理得到最终基本点火角；
所述最终基本点火角依据如下公式计算得到：
最终基本点火角=理论基本点火角+最终修正点火角；
其中，所述最终修正点火角为基于理论修正点火角和所述修正系数计算处理获得；
所述最终修正点火角为对实际修正点火角处理获得，所述实际修正点火角为所述理论修正点火角×所述修正系数。
8.一种车辆，其特征在于：
所述车辆上设有权利要求7所述的点火角控制装置。
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