CN105003376B - 一种发动机射频点火控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机射频点火控制方法和装置，包括：获取点火时刻的运行状态参数的数值，所述运行状态参数包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、汽缸内温度、汽缸内压力和/或压缩比；根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；根据所述汽缸谐振频率，发出与所述汽缸谐振频率对应的射频信号。解决了现有的发动机电磁波或射频点火技术在实际应用中存在的问题，如可靠性低，不点火或不良点火率高等问题。

Description

一种发动机射频点火控制方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及汽车工业以及电子技术领域，尤其涉及一种发动机射频点火控制方法和装置。
背景技术
目前，许多研究已经考虑将射频点火系统或电磁波点火系统引入到内燃发动机领域。现有技术中介绍了一种基于电磁波谐振频率的点火方法，主要是通过调节电磁波源的频率从而发生点火，或者是调节点火谐振腔尺寸从而发生点火。
在实现本发明的过程中，发明人对现有的发动机电磁波和射频点火技术进行分析发现：由于点火谐振腔频率在汽车运行中是连续变化的，很难实时监测点火谐振腔频率，再通过调节电磁波源频率来适应点火谐振腔频率，或者很难调节点火谐振腔尺寸来适应电磁波源频率，并且点火谐振腔尺寸并非唯一影响点火谐振腔频率的因素，因此，由于上述困难，容易造成点火时机的错过。
因此，现有的发动机电磁波和射频点火技术存在可靠性低，不点火或不良点火率高等问题，从而无法实现其实际应用。
发明内容
本发明实施例提供一种发动机射频点火控制方法和装置，以克服现有的发动机电磁波和射频点火技术存在可靠性低，不点火或不良点火率高等问题。
本发明实施例提供一种发动机射频点火控制方法，包括：
获取点火时刻的运行状态参数的数值，所述运行状态参数包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度和/或汽缸内压力；
根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
根据所述汽缸谐振频率，发出与所述汽缸谐振频率对应的射频信号。
可选地，若所述运行状态参数包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度或汽缸内压力中的一项参数，则确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率之前，包括：
根据预设的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率；
建立发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系。
可选地，若所述运行状态参数包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度和汽缸内压力中的至少两项参数时，则确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率之前，包括：
将所述运行状态参数中的其中一项参数设为可变参数，其他参数设为固定参数；
根据所述可变参数的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，在所述固定参数的数值不变的情况下，获得所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率；
建立所述固定参数的数值、所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系。
可选地，所述方法还包括：
将建立的所述发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系保存到运行状态参数数据库中；
或者建立的所述固定参数的数值、所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系保存到所述运行状态参数数据库中。
可选地，所述参数精度值用于确保在各所述汽缸谐振频率下所述汽缸内同时点火体积大于预设百分比。
可选地，根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率，包括：
根据获取的点火时刻的运行状态参数的数值，查询所述运行状态参数数据库；
若所述运行状态参数数据库中存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述运行状态参数的数值确定与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
若所述运行状态参数数据库中不存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述参数精度值，在所述运行状态参数数据库中保存的运行状态参数的数值中，确定与所述点火时刻的运行状态参数的数值最接近的运行状态参数的数值，根据所述最接近的运行状态参数的数值，确定与所述最接近的运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率。
本发明实施例还提供一种发动机射频点火控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取点火时刻的运行状态参数的数值，所述运行状态参数包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度和/或汽缸内压力；
确定模块，用于根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
发出模块，用于根据所述汽缸谐振频率，发出与所述汽缸谐振频率对应的射频信号。
可选地，所述装置还包括：
保存模块，用于将所述发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系保存到运行状态参数数据库中；其中，所述发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系是根据预设的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率，并建立的发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系；
或者将固定参数的数值、可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系保存到所述运行状态参数数据库中；其中，所述固定参数的数值、所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系是在将所述运行状态参数中的其中一项参数设为可变参数，其他参数设为固定参数的情况下，根据所述可变参数的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，在所述固定参数的数值不变的情况下，获得所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率，并建立的所述固定参数的数值、所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系。
可选地，所述参数精度值用于确保在各所述汽缸谐振频率下所述汽缸内同时点火体积大于预设百分比。
可选地，所述确定模块具体用于：
根据获取的点火时刻的运行状态参数的数值，查询所述运行状态参数数据库；
若所述运行状态参数数据库中存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述运行状态参数的数值确定与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
若所述运行状态参数数据库中不存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述参数精度值，在所述运行状态参数数据库中保存的运行状态参数的数值中，确定与所述点火时刻的运行状态参数的数值最接近的运行状态参数的数值，根据所述最接近的运行状态参数的数值，确定与所述最接近的运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率。
本发明实施例通过获取点火时刻的运行状态参数的数值，根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；根据所述汽缸谐振频率，发出与所述汽缸谐振频率对应的射频信号。由于本发明实施例中在确定汽缸谐振频率时考虑了点火时刻的运行状态参数(如点火提前角度、油气混合汽比例和混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度、汽缸内压力等多个因素)的影响，可以降低汽缸谐振频率对运行状态参数的敏感度对汽缸内射频谐振的影响，进而提高了射频信号的频率与点火时刻的汽缸谐振频率的适应性，因此，可以提高发动机电磁波或射频点火技术的可靠性或者降低了不点火或不良点火率，解决了现有的发动机电磁波或射频点火技术存在可靠性低，不点火或不良点火率高等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种发动机射频点火控制方法实施例一的流程图；
图2为本发明一种发动机射频点火控制方法的实施例二的流程图；
图3为油气混合比的精度和汽缸谐振频率的映射关系的示意图；
图4为一种汽缸点火提前角度与汽缸谐振频率的对应关系示意图；
图5为又一种汽缸点火提前角度与汽缸谐振频率的对应关系示意图；
图6为本发明一种发动机射频点火控制装置的实施例一的结构示意图；
图7为本发明一种发动机射频点火控制系统的实施例一的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在对现有技术的研究中发现：由于车用汽油发动机和天然气发动机在运动过程中，汽缸的谐振频率受到点火提前角度(又可以称为活塞位置)、油气混合比例和混合程度、油品质量、汽缸内温度、汽缸内压力、压缩比等多个因素影响，因此，在车用汽油发动机和天然气发动机上实现射频谐振点火时，会由于上述多个因素影响造成谐振频率对汽缸状态过于敏感，从而导致点火可靠性低或者不点火或不良点火率高等问题。
本发明提出的发动机射频点火控制方法可有效解决现有技术中存在的点火可靠性低或者不点火或不良点火率高等问题。
需要说明的是，本实施例中，点火提前角度描写的参数与汽缸活塞位置描写的参数是同一个参数，因此，文中的点火提前角度可以用汽缸活塞位置替代。
图1为本发明一种发动机射频点火控制方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法可以包括：
步骤101、获取点火时刻的运行状态参数的数值；
具体实现时，比如,汽车发动机控制系统在某一点火时刻发出喷射燃油量、与空气混合比、点火提前角度等一系列的指令，用以点火控制。同时汽车发动机控制系统也在实时对运行状态参数进行检测，因此，描述某一点火时刻的运行状态参数的多维度参数都可通过汽车发动机控制系统获得。
其中，运行状态参数可以包括多维度参数，具体包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度、汽缸内压力；例如，在发动机转速值为3505的时候，所需要的点火提前角度为上止点前3度(以此确定点火时刻活塞位置)、此时汽缸内实测压力为1400千帕、实测温度为1000开尔文、此时射入的油气混合比为1：23、压缩比为10、混合程度为1，表示混合程度最佳、油品质量为95。
需要说明的是，本发明上述多维度的运行状态参数包括点火提前角度、油气混合比例、油气混合程度、油品质量、汽缸内温度、汽缸内压力、压缩比等参数，但不限于此。
步骤102、根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
在一种可选的实施方式中，在步骤102之前，包括：
根据预设的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率；
建立发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系；
之后，将建立的所述发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系保存到运行状态参数数据库中。
例如，根据预设的转速精度值，通过实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述发动机的转速值，以及各所述发动机的转速值对应的汽缸谐振频率；或者
根据预设的油气混合比精度值，通过实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述油气混合比，以及各所述油气混合比对应的汽缸谐振频率；或者
根据预设的点火提前角度精度值，通过实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述点火提前角度，以及各所述点火提前角度对应的汽缸谐振频率；或者
根据预设的油气混合程度精度值，通过实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述混合程度，以及各所述混合程度对应的汽缸谐振频率；或者
根据预设的油品质量精度值，通过实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述油品质量，以及各所述油品质量对应的汽缸谐振频率；或者
根据预设的汽缸温度精度值，通过实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述汽缸温度，以及各所述汽缸温度对应的汽缸谐振频率；或者
根据预设的汽缸压力精度值，通过实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述汽缸压力，以及各所述汽缸压力对应的汽缸谐振频率；或者
根据预设的压缩比精度值，通过实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述压缩比，以及各所述压缩比对应的汽缸谐振频率。
如表1所示为一种运行状态参数数据库的映射关系：
发动机的转速1 汽缸谐振频率1
发动机的转速2 汽缸谐振频率2
…. …
发动机的转速M 汽缸谐振频率M
活塞位置/点火提前角度1 汽缸谐振频率11
活塞位置/点火提前角度2 汽缸谐振频率22
… …
活塞位置/点火提前角度N 汽缸谐振频率N
...... ......
在一种可选的实施方式中，在步骤102之前，还包括：
将所述运行状态参数中的其中一项参数设为可变参数，其他参数设为固定参数；
根据预设的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，在所述固定参数的数值不变的情况下，获得所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率；
建立所述固定参数的数值、所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系；
之后，建立的所述固定参数的数值、所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系保存到所述运行状态参数数据库中。
如表2所示为又一种运行状态参数数据库的映射关系：
举例来说，在仿真和实验测量时，当测量某一维度时，需固定其余维度测量被测维度。比如将发动机的转速、油气混合比、油气混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度和汽缸内压力等参数设置为固定参数，测试不同点火提前角度对应的汽缸频率。通过仿真和实验研究可以确定点火提前角度的精度，点火提前角度的精度决定需要测试的点火提前角度的单位数量。在测试点火提前角度时，点火提前角度的精度将决定需要测试的点火提前角度的数量。所有测试的点火提前角度都需要将其他参数设为固定参数。点火提前角度的精度需要保证各个汽缸谐振频率下，汽缸内同时点火体积大于预设百分比，其中，预设百分比例如包括70％、80％或90％，或者预设百分比例如包括70％至90％中的任一百分比；或者需要保证各个汽缸谐振频率的频率精度达到0.1兆赫兹。通常，频率精度根据不同发动机和汽缸的型号决定。其中，同时是指由于汽缸内电场强度大于点火临界场强的体积大于预设百分比，当谐振产生时，这预设百分比的体积的油气混合汽会被同时击穿。一旦油气混合汽击穿产生(无论击穿多少体积的油气混合汽，即使1％)，谐振条件就会改变，从而产生失谐，剩下的油气混合汽只能通过燃烧传递被点燃。火花塞点火差不多就是只有小于1％的体积的油气混合汽被同时点燃。射频点火的目的就是能够使尽可能大的体积的油气混合汽同时被点燃。
如表3所示为一种运行状态参数数据库的具体对应关系：
在一种可选的实施方式中，步骤102在具体实现时，包括：
根据获取的点火时刻的运行状态参数的数值，查询所述运行状态参数数据库；
若所述运行状态参数数据库中存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述运行状态参数的数值确定与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
若所述运行状态参数数据库中不存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述参数精度值的要求，在所述运行状态参数数据库中保存的运行状态参数的数值中，确定与所述点火时刻的运行状态参数的数值最接近的运行状态参数的数值，根据所述最接近的运行状态参数的数值，确定与所述最接近的运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率。
步骤103、根据所述汽缸谐振频率，发出与所述汽缸谐振频率对应的射频信号。
具体实现时，例如，通过射频信号发生器控制单元向射频信号发生器发送控制信号，指令射频信号发生器发射与所述汽缸谐振频率对应的射频信号，进一步地，与所述汽缸谐振频率对应的射频信号经过放大器、传输器、和耦合发射器进入汽缸，耦合进入汽缸的射频信号的频率和点火时刻的汽缸谐振频率一致，从而产生谐振并形成高强度电场击穿汽缸内油气混合汽。
本发明实施例通过获取点火时刻的运行状态参数的数值，根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；根据所述汽缸谐振频率，发出与所述汽缸谐振频率对应的射频信号。由于本发明实施例中在确定汽缸谐振频率时考虑了点火时刻的运行状态参数(如点火提前角度、油气混合比例和混合程度、油品质量、汽缸内温度、汽缸内压力、压缩比等多个因素)的影响，可以降低汽缸谐振频率对运行状态参数的敏感度，进而提高了射频信号的频率与点火时刻的汽缸谐振频率的适应性，因此，可以实现发动机射频点火技术的高可靠性和低不点火或不良点火率，解决了现有的发动机电磁波或射频点火技术存在可靠性低，不点火或不良点火率高等问题。
图2为本发明一种发动机射频点火控制方法的实施例二的流程图，如图2所示，本实施例的方法可以包括：
步骤201、获取点火时刻的运行状态参数的数值。
其中，本实施例所述的运行状态参数包括点火提前角度、油气混合比例、油气混合程度、油品质量、汽缸内温度、汽缸内压力、压缩比等参数，但不限于此。
该步骤201具体实现时可以参考图1所示实施例中的步骤101，不再赘述。
步骤202、查询运行状态参数数据库。
其中，本实施例的运行状态参数数据库的建立可以参考图1所示实施例中步骤的102，具体不再赘述。
举例来说，运行状态参数数据库中的映射关系可以通过示意图进行说明，假设点火提前角度、油气混合程度、油品质量、汽缸内温度、汽缸内压力、压缩比参数的数值不变的条件下，运行状态参数数据库中保存有油气混合比和汽缸谐振频率的映射关系，图3为油气混合比的精度和汽缸谐振频率的映射关系的示意图。
步骤203、运行状态参数数据库中是否存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值，若存在则执行步骤204，否则执行步骤205。
步骤204、根据运行状态参数数据库中的映射关系，确定与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率。
当所述运行状态参数数据库中存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，此时，根据运行状态参数数据库中的映射关系，即可确定与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率。
步骤205、根据所述参数精度值的要求，在所述运行状态参数数据库中保存的运行状态参数的数值中，确定与所述点火时刻的运行状态参数的数值最接近的运行状态参数的数值，根据所述最接近的运行状态参数的数值，确定与所述最接近的运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率。
下面以点火提前角度(汽缸活塞位置)这一可变参数为例进行说明，其他参数为固定参数，图4为一种点火提前角度与汽缸谐振频率的对应关系示意图，如图4所示，当固定其他参数，测量不同点火提前角度时，可以得到各个点火提前角度时的汽缸谐振频率，这些汽缸谐振频率将被保存在数据库中对应这些被测的点火提前角度和其它对应参数。图4所示共测量了10个点火提前角度，从发动机上止点(Top Dead Center，简称TDC)前10度到TDC前1度，点火提前角度的测量精度预设为1度。从图4上可以看出相邻两个点火提前角度重叠部分的场强已经下降到最小点火场强106V/m以下，因此，其精度达不到所需要的点火要求。
图5为又一种点火提前角度与汽缸谐振频率的对应关系示意图，在图5所示中，当进一步提高点火提前角度的测量精度所得到的结果，可以看到，当点火提前角度的测量精度达到7.2角秒时，其相邻点火提前角度TDC前1度和TDC前1度7.2角秒的重叠部分场强在点火所需场强以上，因此，此测量精度能够达到所需要的点火要求，而此时对应的汽缸谐振频率的精度达到105Hz。如果按照7.2角秒的点火提前角度测量精度来计算，从TDC前10度的位置到TDC位置之间需要测量5001个点火提前角度。以此类推，从TDC前20度的位置到TDC位置之间需要测量10001个点火提前角度。其中，需要测量的起始点火提前角度由发动机的最大点火提前角决定，而最大点火提前角将根据发动机试验来确定。
举例来说，当点火时刻，点火提前角度正好处于未被测量的位置时，即运行状态参数数据库中没有保存该点火提前角度所对应的汽缸谐振频率时，需要按照已测量的点火提前角度通过算法来近似。以图5所示为例：已测量不同的点火提前角度：TDC前1度位置和TDC前1度7.2角秒位置以及对应的汽缸谐振频率已经保存在运行状态参数数据库中，此时其它运行状态参数是固定的。从图5中可以看出当活塞运动到TDC前1度5角秒位置时，如果按照TDC前1度7.2角秒位置时测得汽缸谐振频率作为TDC前1度5角秒位置时的汽缸谐振频率，按照该TDC前1度7.2角秒位置时测得汽缸谐振频率射入射频信号，汽缸内谐振场强仍然可以达到4.5×x106V/m,而如果按照TDC前1度位置时测得汽缸谐振频率作为TDC前1度5角秒位置时的汽缸谐振频率，按照该TDC前1度位置时测得汽缸谐振频率射入射频信号，则汽缸内谐振场强可以达到3.5×106V/m,实际上两个场强都可以满足点火要求。而根据优化原则，肯定选择TDC前1度7.2角秒位置时测得的汽缸谐振频率要更好一些。因此可以通过优化算法，将TDC前1度7.2角秒位置的对应汽缸谐振频率作为TDC前1度5角秒位置时的汽缸谐振频率。
步骤206、根据确定的所述汽缸谐振频率，发出与所述汽缸谐振频率对应的射频信号。
可选地，步骤204或步骤205之后，执行步骤206。
本发明实施例通过获取点火时刻的运行状态参数的数值，根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；根据所述汽缸谐振频率，发出与所述汽缸谐振频率对应的射频信号。由于本发明实施例中在确定汽缸谐振频率时考虑了点火时刻的运行状态参数(如点火提前角度、油气混合比例和混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度、汽缸内压力等多个因素)的影响，可以降低汽缸谐振频率对运行状态参数的敏感度对汽缸内射频谐振的影响，大大提高了射频信号的频率与点火时刻的汽缸谐振频率的适应性；
进一步地，本发明实施例根据参数精度值建立运行状态参数数据库，该参数精度值用于保证在各个汽缸谐振频率下，汽缸内同时点火体积大于预设百分比，因此，当点火时刻的运行状态参数的数值没有在运行状态参数数据库中，可以参数精度值的保证，可以根据优化原则，在运行状态参数数据库中选择一个最接近的运行状态参数的数值，根据所述最接近的运行状态参数的数值，确定与所述最接近的运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率，实现了发动机射频点火技术的高可靠性和低不点火和不良点火率，解决了现有的发动机电磁波或射频点火技术存在可靠性低，不点火和不良点火率高等问题。
图6为本发明一种发动机射频点火控制装置的实施例一的结构示意图，如图6所示，本实施例的装置可以包括：
获取模块61，用于获取点火时刻的运行状态参数的数值，所述运行状态参数包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度和/或汽缸内压力；
确定模块62，用于根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
发出模块63，用于根据所述汽缸谐振频率，发出与所述汽缸谐振频率对应的射频信号。
在本发明的一种可选的实施方式中，在所述确定模块62确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率之前，需要根据预设的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率；并建立发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系；
在本发明的一种可选的实施方式中，在所述确定模块62确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率之前，将所述运行状态参数中的其中一项参数设为可变参数，其他参数设为固定参数；根据所述可变参数的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，在所述固定参数的数值不变的情况下，获得所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率；并建立所述固定参数的数值、所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系。
对应地，本发明所述装置还包括：
保存模块64，用于将上述建立的所述发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系保存到运行状态参数数据库中；或者将上述建立的所述固定参数的数值、所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系保存到所述运行状态参数数据库中。
可选地，所述参数精度值用于确保在各所述汽缸谐振频率下所述汽缸内同时点火体积大于预设百分比。
可选地，所述确定模块62具体用于：
根据获取的点火时刻的运行状态参数的数值，查询保存模块64保存的所述运行状态参数数据库；
若所述运行状态参数数据库中存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述运行状态参数的数值确定与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
若所述运行状态参数数据库中不存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述参数精度值，在所述运行状态参数数据库中保存的运行状态参数的数值中，确定与所述点火时刻的运行状态参数的数值最接近的运行状态参数的数值，根据所述最接近的运行状态参数的数值，确定与所述最接近的运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率。
本实施例的装置，可以用于执行图1或图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
下面采用具体的实施例，对图1或图2所示方法实施例的技术方案进行说明。
图7为本发明一种发动机射频点火控制系统的实施例一的结构示意图，如图7所示，包括：射频信号源、射频信号传输线、射频信号耦合和发射装置、射频点火系统控制单元。
其中，射频信号源包括射频信号发生器和射频信号放大器；射频信号发生器由需要能够调节射频信号频率的范围在300MHZ-6GHZ之间，射频信号频率可调范围在汽缸中心频率的正负20％。汽缸中心频率指汽缸点火所需要的频率范围的中间频率。
射频信号发生器需要提供射频信号放大器所需最小输入频率5-10瓦。射频信号放大器需要为宽频带高功率射频放大器，带宽需要覆盖汽缸中心频率正负20％，射频信号放大器输出功率需要达到100-260瓦。
射频信号传输线需要采用宽带传输线，传输线带宽与射频信号发生器带宽匹配。射频信号耦合和发射装置需要采用宽频带耦合器和发射器，其频带宽度需要与射频信号发生器和射频信号传输线匹配。
射频点火系统控制单元包括射频谐振点火控制软件和硬件，软件包括射频谐振点火的谐振频率数据库(相当于图1或图2所示实施例中所述的运行状态参数数据库)、汽缸状态信号分析程序、射频信号产生时间及脉冲长度控制程序；硬件包括运行状态参数接收器，中央控制单元，射频控制信号发射单元。
举例来说，本实施例所述系统具体实现时，通过运行状态参数接收器F接收到这些运行状态参数的数值，经过参数信号分析单元G对这些运行状态参数进行分析，并且通过对比运行状态参数数据库I确定此时的点火的汽缸谐振频率，从而通过射频信号发生器控制单元H向射频信号发生器A发送控制信号，指令射频信号发生器A发射此频率的射频信号，此频率射频信号经过放大B、传输C、并耦合发射D进入汽缸E，耦合进入汽缸E的射频信号频率和此时的汽缸状态下的谐振频率一致，从而产生谐振击穿汽缸内油气混合汽。
对应地，本实施例所述系统可以执行图1或图2中任一方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似。
本实施例所述系统的频率控制方法可应用于车载燃油、天然气内燃发动机或混合动力发动机用射频谐振点火系统、微波(谐振)点火系统、等离子体点火系统上，以提高其可靠性和燃烧效率。本实施例所述系统的频率控制方法可以不改变汽缸和发动机构造为前提，可以直接应用在现代汽车汽油或天然气发动机或混合动力发动机上。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种发动机射频点火控制方法，其特征在于，包括：
获取点火时刻的运行状态参数的数值，所述运行状态参数包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度和/或汽缸内压力；
根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
根据所述汽缸谐振频率，发出与所述汽缸谐振频率对应的射频信号；
若所述运行状态参数包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、汽缸内温度和汽缸内压力、压缩比中的至少两项参数时，则确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率之前，包括：
将所述运行状态参数中的其中一项参数设为可变参数，其他参数设为固定参数；
根据所述可变参数的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，在所述固定参数的数值不变的情况下，获得所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率；
建立所述固定参数的数值、所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述运行状态参数包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度或汽缸内压力中的一项参数，则确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率之前，包括：
根据预设的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率；
建立发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
建立的所述固定参数的数值、所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系保存到所述运行状态参数数据库中。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将建立的所述发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系保存到运行状态参数数据库中。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述参数精度值用于确保在各所述汽缸谐振频率下所述汽缸内同时点火体积大于预设百分比。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率，包括：
根据获取的点火时刻的运行状态参数的数值，查询所述运行状态参数数据库；
若所述运行状态参数数据库中存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述运行状态参数的数值确定与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
若所述运行状态参数数据库中不存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述参数精度值，在所述运行状态参数数据库中保存的运行状态参数的数值中，通过预定算法确定与所述点火时刻的运行状态参数的数值最接近的运行状态参数的数值，根据所述最接近的运行状态参数的数值，确定与所述最接近的运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率。
7.一种发动机射频点火控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取点火时刻的运行状态参数的数值，所述运行状态参数包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、压缩比、汽缸内温度和/或汽缸内压力；
确定模块，用于根据所述获取的点火时刻的运行状态参数的数值，确定所述点火时刻的与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
发出模块，用于根据所述汽缸谐振频率，发出与所述汽缸谐振频率对应的射频信号；
所述运行状态参数包括发动机的转速、点火提前角度、油气混合比、油气混合程度、油品质量、汽缸内温度和汽缸内压力、压缩比中的至少两项参数时，则所述装置还包括：
保存模块，用于将所述运行状态参数中的其中一项参数设为可变参数，其他参数设为固定参数；根据所述可变参数的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，在所述固定参数的数值不变的情况下，获得所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率；建立所述固定参数的数值、所述可变参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率三者之间的映射关系，并将所述映射关系保存到所述运行状态参数数据库中。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述保存模块还用于：
将所述发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系保存到运行状态参数数据库中；其中，所述发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系是根据预设的参数精度值，通过发动机运行实验和仿真，获得发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值以及对应的汽缸谐振频率，并建立的发动机不同运行状态下所述运行状态参数中任一参数的动态数值与其对应的汽缸谐振频率的映射关系。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述参数精度值用于确保在各所述汽缸谐振频率下所述汽缸内同时点火体积大于预设百分比。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：
根据获取的点火时刻的运行状态参数的数值，查询所述运行状态参数数据库；
若所述运行状态参数数据库中存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述运行状态参数的数值确定与所述运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率；
若所述运行状态参数数据库中不存在与所述点火时刻的运行状态参数的数值一致的运行状态参数的数值时，则根据所述参数精度值，在所述运行状态参数数据库中保存的运行状态参数的数值中，确定与所述点火时刻的运行状态参数的数值最接近的运行状态参数的数值，根据所述最接近的运行状态参数的数值，确定与所述最接近的运行状态参数的数值对应的汽缸谐振频率。
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