CN108506138A - 车辆的点火控制方法、系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆的点火控制方法、系统及车辆。该方法包括：检测当前EGR率和目标EGR率；获取当前滞后系数，并根据当前滞后系数、当前EGR率和目标EGR率确定预计EGR率；根据当前点火角和预计EGR率确定对应于当前燃烧滞燃期的第一曲轴转角；根据当前曲轴转速确定对应于预定时间间隔的第二曲轴转角；如果第一曲轴转角大于第二曲轴转角，则采用多次点火，否则采用单次点火。本发明的车辆的点火控制方法可以有效降低车辆的油耗和排放。

Description

车辆的点火控制方法、系统及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆的点火控制方法、系统及车辆。

背景技术

随着能源的日益紧缺以及环境污染的日益加剧，降油耗、降排放是车辆未来的发展方向。为了降油耗以及降排放，提出了低压EGR(排气再循环，Exhaust GasRecirculation)系统的发动机，如图1所示，低压EGR系统的发动机包括：EGR中冷器1、喷油器2、增压器3、EGR冷却器4、EGR阀5和节气门6等，低压EGR系统的发动机将废气由催化器后引出，引入到进气中冷以前，用冷却后的废气引入缸内，降低缸内工质的温度及比热比，从而可以降低中小负荷的泵气的损失，在大负荷引入EGR后，可以降低压缩终点温度，从而可以向前提点火角，从而提高大负荷的热效率。

然而，发动机引入外部冷却EGR后，由于降低了混合气的温度，因此在中小负荷的燃烧稳定性会降低，随着EGR引入量的增加，需要提高响应的点火能量，以保证燃烧稳定性。虽然多次点火的累积点火能量高于单次点火的能量，如：单次点火时，点火线圈点一次火，能量通常为60mj，多次点火时，每次可以提供40mj的能量，且可以连续工作多次，如五次，可以提高燃烧稳定性，但不同EGR率对于多次点火的需求又不同，如果点火次数控制不准确，反而会适得其反，造成能源的浪费。

发明内容

发明人发现：不同工况以及不同的EGR率的情况下，有些适合单次大能量点火，油耗及排放较好，有些适合多次累积能量高的点火，能得到较好的油耗和排放。多次点火是否有助于较好的油耗和排放，取决于在单循环滞燃期的时间内，所实现的点火次数的累积能量是否大于单次点火的能量。也就是说如果此工况滞燃期非常短，使用多次点火模式，可能只有第一次点火是在滞燃期内，第二次及以后的点火，缸内火焰已经开始传播，那么此时多次点火累积在滞燃期的能量只有第一次点火的能量，如40mj，此工况如果使用单次点火模式，可以实现如60mj的点火能量，因此会有更好的油耗及排放表现，故此工况适合单次点火模式。进一步地，如果某个工况滞燃期较长，使用多次点火模式，第一次和第二次点火都在滞燃期内完成，那么滞燃期内累计点火能量为80mj，大于单次点火模式能够实现的60mj，因此，此时使用多次点火模式会有较好的油耗和排放。

有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆的点火控制方法，该方法可以有效降低车辆的油耗和排放。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的点火控制方法，包括以下步骤：检测当前EGR率和目标EGR率；获取当前滞后系数，并根据所述当前滞后系数、所述当前EGR率和目标EGR率确定预计EGR率；根据当前点火角和所述预计EGR率确定对应于当前燃烧滞燃期的第一曲轴转角；根据当前曲轴转速确定对应于预定时间间隔的第二曲轴转角；如果所述第一曲轴转角大于所述第二曲轴转角，则采用多次点火，否则采用单次点火。

进一步的，所述获取当前滞后系数，并根据所述当前滞后系数、所述当前EGR率和目标EGR率确定预计EGR率的步骤，包括：根据油门踏板开度得到油门踏板开度变化率；根据所述油门踏板开度变化率和所述目标EGR率确定出所述当前滞后系数；计算所述目标EGR率与所述当前EGR率之间的差值，并将所述差值与所述当前滞后系数的乘积作为所述预计EGR率。

进一步的，所述当前滞后系数随所述油门踏板开度变化率的增加而减小，当所述油门踏板开度变化率为0-100％之间时，所述当前滞后系数随所述目标EGR率的增加而减小，当所述油门踏板开度变化率为-100％-0之间时，所述当前滞后系数随所述目标EGR率的增加而增大。

进一步的，所述预定时间间隔为多次点火时，相邻两次点火之间的时间间隔。

进一步的，所述如果第一曲轴转角大于所述第二曲轴转角，则采用多次点火的步骤，包括：根据所述第一曲轴转角与所述第二曲轴转角之间的比值确定多次点火的点火次数。

本发明的车辆的点火控制方法，可以根据不同工况下加入EGR后瞬态过程的燃烧情况，确定合理的点火次数，以尽可能大的限度发挥多次点火的效率，从而有效地降低车辆的油耗和排放。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆的点火控制系统，该系统可以有效降低车辆的油耗和排放。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的点火控制系统，包括：检测模块，用于检测当前EGR率和目标EGR率；预计EGR率计算模块，用于根据所述当前滞后系数、所述当前EGR率和目标EGR率确定预计EGR率；第一曲轴转角确定模块，用于根据当前点火角和所述预计EGR率确定对应于当前燃烧滞燃期的第一曲轴转角；第二曲轴转角确定模块，用于根据当前曲轴转速确定对应于预定时间间隔的第二曲轴转角；控制模块，用于在所述第一曲轴转角大于所述第二曲轴转角时，采用多次点火，否则采用单次点火。

进一步的，所述预计EGR率计算模块用于：根据油门踏板开度得到油门踏板开度变化率；根据所述油门踏板开度变化率和所述目标EGR率确定出所述当前滞后系数；计算所述目标EGR率与所述当前EGR率之间的差值，并将所述差值与所述当前滞后系数的乘积作为所述预计EGR率。

进一步的，所述当前滞后系数随所述油门踏板开度变化率的增加而减小，当所述油门踏板开度变化率为0-100％之间时，所述当前滞后系数随所述目标EGR率的增加而减小，当所述油门踏板开度变化率为-100％-0之间时，所述当前滞后系数随所述目标EGR率的增加而增大。

进一步的，所述控制模块用于根据所述第一曲轴转角与所述第二曲轴转角之间的比值确定多次点火的点火次数。

所述的车辆的点火控制系统与上述的车辆的点火控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的再一个目的在于提出一种车辆，该车辆可以有效降低车辆的油耗和排放。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有如上述任意一个实施例所述的车辆的点火控制系统。

所述的车辆与上述的车辆的点火控制系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

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为车辆的低压EGR系统的发动机的示意图；

图2为本发明实施例所述的车辆的点火控制方法的流程图；

图3为本发明另一个实施例所述的车辆的点火控制方法的流程图；

图4为本发明实施例所述的车辆的点火控制方法中多次点火的示意图；

图5为本发明实施例所述的车辆的点火控制系统的结构框图。

附图标记说明：

EGR中冷器1、喷油器2、增压器3、EGR冷却器4、EGR阀5、节气门6、车辆的点火控制系统500、检测模块510、预计EGR率计算模块520、第一曲轴转角确定模块530、第二曲轴转角确定模块540、控制模块550。

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。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2是根据本发明一个实施例的车辆的点火控制方法的流程图。

如图2所示，并结合图3，根据本发明一个实施例的车辆的点火控制方法，包括如下步骤：

S201：检测当前EGR率和目标EGR率。

如图3所示，当前EGR率可通过以下方式得到：首先根据当前的油耗量乘以理论空燃比计算出当前进入缸内的新鲜空气量，其中，理论空燃比为标定值，通常为14.5；然后根据当前进气温度和进气压力计算出瞬时的总的空气量；最后将当前进入缸内的新鲜空气量比上总的空气量得到新鲜空气所占比例，并用1减去新鲜空气所占比例而得到当前EGR率。

目标EGR率可通过以下方式得到：根据发动机的当前转速及扭矩查询目标EGR率映射表，从而得到相应的目标EGR率。其中，目标EGR率映射表表示为目标EGR率map，其横坐标为转速，纵坐标为扭矩，内容为EGR率。需要说明的是，目标EGR率映射表中转速、扭矩和EGR率之间的关系可以通过试验方式预先标定得到。

S202：获取当前滞后系数，并根据当前滞后系数、当前EGR率和目标EGR率确定预计EGR率。

如图3所示，具体包括：

1、根据油门踏板开度得到油门踏板开度变化率。即：实时地检测油门踏板开度，从而可以根据实时地检测到的多个油门踏板开度计算出油门踏板开度变化率。

2、根据油门踏板开度变化率和目标EGR率确定出当前滞后系数。其中，目标EGR率可以参见目标EGR率映射表而得到。

作为一个具体的示例，如表1所示，示出了油门踏板开度变化率、目标EGR率和滞后系数的关系。

表1

100％	1	0.9	0.87	0.85	0.7
						70％	1	0.93	0.9	0.89	0.8
30％	1	0.95	0.93	0.9	0.85
						10％	1	0.98	0.95	0.93	0.9
0	0	5％	10％	15％	25％
						-10％	1	1.02	1.05	1.1	1.15
-40％	1	1.05	1.1	1.15	1.2
						-100％	1	1.1	1.15	1.2	1.3

在表1中，纵坐标为油门踏板开度变化率，-100％到+100％；横坐标如：0、5％、10％、15％和20％为目标EGR率；内容为横坐标和纵坐标交点对应的滞后系数。例如：当油门踏板开度变化率为30％且目标EGR率为15时，对应的滞后系数为0.9。油门踏板的变化率，在加速的时候变化率为正，减速的时候变化率为负。开度变化率100％定义为在0.1秒内，从0到100％，可以理解的是，该定义可标定。

从表1中可以看出，当前滞后系数随油门踏板开度变化率的增加而减小，当油门踏板开度变化率为0-100％之间时，当前滞后系数随着目标EGR率的增加而减小，当油门踏板开度变化率为-100％-0之间时，当前滞后系数随所述目标EGR率的增加而增大。

可以理解的是，表1只是示例性的，不同的车型等滞后系数可能并不相同，油门踏板开度变化率、目标EGR率和滞后系数的关系可以是针对不同的车型等通过实验方式得到。

3、计算目标EGR率与当前EGR率之间的差值，并将差值与当前滞后系数的乘积作为预计EGR率。

S203：根据当前点火角和预计EGR率确定对应于当前燃烧滞燃期的第一曲轴转角。

具体而言，根据当前点火角的值和预计EGR率查询滞燃期映射表而得到当前燃烧的滞燃期，其中，滞燃期映射表表示为滞燃期map，该滞燃期映射表中的横坐标为点火角、纵坐标为预计EGR率，内容为滞燃期，该表中点火角、预计EGR率和滞燃期之间的关系可以通过实验预先标定得到。在得到当前燃烧滞燃期之后，将当前燃烧滞燃期以相应的曲轴转角的度数度量方式表示，即：得到对应于当前燃烧滞燃期的第一曲轴转角，单位为°CA。

S204：根据当前曲轴转速确定对应于预定时间间隔的第二曲轴转角。

其中，预定时间间隔为多次点火时，相邻两次点火之间的时间间隔。在本发明的一个实施例中，多次点火中每相邻两次点火的时间间隔通常为0.8ms，则用0.8ms乘以当前以曲轴角度计算的转速°CA/ms，从而得到当前曲轴转速下对应于预定时间间隔的第二曲轴转角，单位为°CA。

S205：如果第一曲轴转角大于第二曲轴转角，则采用多次点火，否则采用单次点火。

也就是说，如果滞燃期两次点火的时间间隔，则采用多次点火，如果滞燃气小于该时间间隔，则使用单次点火。

具体来说，如果第一曲轴转角大于第二曲轴转角，则采用多次点火的步骤，包括：根据第一曲轴转角与第二曲轴转角之间的比值确定多次点火的点火次数。也就是说，如果比值在1和2之间，则可以在滞燃期进行两次点火，如果比值在2和3之间，则可以在滞燃期进行三次点火，以此类推。如图4所示，为多次点火的示意图。

根据本发明实施例的车辆的点火控制方法，可以根据不同工况下加入EGR后瞬态过程的燃烧情况，确定合理的点火次数，以尽可能大的限度发挥多次点火的效率，从而有效地降低车辆的油耗和排放。

图5是根据本发明一个实施例的车辆的点火控制系统的结构框图。如图5所示，根据本发明一个实施例的车辆的点火控制系统500，包括：检测模块510、预计EGR率计算模块520、第一曲轴转角确定模块530、第二曲轴转角确定模块540和控制模块550。

其中，检测模块510用于检测当前EGR率和目标EGR率。预计EGR率计算模块520用于根据所述当前滞后系数、所述当前EGR率和目标EGR率确定预计EGR率。第一曲轴转角确定模块530用于根据当前点火角和所述预计EGR率确定对应于当前燃烧滞燃期的第一曲轴转角。第二曲轴转角确定模块540用于根据当前曲轴转速确定对应于预定时间间隔的第二曲轴转角。控制模块550用于在所述第一曲轴转角大于所述第二曲轴转角时，采用多次点火，否则采用单次点火。

在本发明的一个实施例中，预计EGR率计算模块520用于：根据油门踏板开度得到油门踏板开度变化率；根据所述油门踏板开度变化率和所述目标EGR率确定出所述当前滞后系数；计算所述目标EGR率与所述当前EGR率之间的差值，并将所述差值与所述当前滞后系数的乘积作为所述预计EGR率。

在本发明的一个实施例中，当前滞后系数随所述油门踏板开度变化率的增加而减小，当所述油门踏板开度变化率为0-100％之间时，所述当前滞后系数随所述目标EGR率的增加而减小，当所述油门踏板开度变化率为-100％-0之间时，所述当前滞后系数随所述目标EGR率的增加而增大。

在本发明的一个实施例中，控制模块550用于根据所述第一曲轴转角与所述第二曲轴转角之间的比值确定多次点火的点火次数。

根据本发明实施例的车辆的点火控制系统，可以根据不同工况下加入EGR后瞬态过程的燃烧情况，确定合理的点火次数，以尽可能大的限度发挥多次点火的效率，从而有效地降低车辆的油耗和排放。

需要说明的是，本发明实施例的车辆的点火控制系统的具体实现方式与本发明实施例的车辆的点火控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，该车辆设置有如上述任意一个实施例所述的车辆的点火控制系统，该车辆可以根据不同工况下加入EGR后瞬态过程的燃烧情况，确定合理的点火次数，以尽可能大的限度发挥多次点火的效率，从而有效地降低油耗和排放。

另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

以上所述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 (10)

1.一种车辆的点火控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测当前EGR率和目标EGR率；

获取当前滞后系数，并根据所述当前滞后系数、所述当前EGR率和目标EGR率确定预计EGR率；

根据当前点火角和所述预计EGR率确定对应于当前燃烧滞燃期的第一曲轴转角；

根据当前曲轴转速确定对应于预定时间间隔的第二曲轴转角；

如果所述第一曲轴转角大于所述第二曲轴转角，则采用多次点火，否则采用单次点火。

2.根据权利要求1所述的车辆的点火控制方法，其特征在于，所述获取当前滞后系数，并根据所述当前滞后系数、所述当前EGR率和目标EGR率确定预计EGR率的步骤，包括：

根据油门踏板开度得到油门踏板开度变化率；

根据所述油门踏板开度变化率和所述目标EGR率确定出所述当前滞后系数；

计算所述目标EGR率与所述当前EGR率之间的差值，并将所述差值与所述当前滞后系数的乘积作为所述预计EGR率。

3.根据权利要求2所述的车辆的点火控制方法，其特征在于，其中，所述当前滞后系数随所述油门踏板开度变化率的增加而减小，当所述油门踏板开度变化率为0-100％之间时，所述当前滞后系数随所述目标EGR率的增加而减小，当所述油门踏板开度变化率为-100％-0之间时，所述当前滞后系数随所述目标EGR率的增加而增大。

4.根据权利要求1所述的车辆的点火控制方法，其特征在于，所述预定时间间隔为多次点火时，相邻两次点火之间的时间间隔。

5.根据权利要求1-4任一项所述的车辆的点火控制方法，其特征在于，所述如果第一曲轴转角大于所述第二曲轴转角，则采用多次点火的步骤，包括：

根据所述第一曲轴转角与所述第二曲轴转角之间的比值确定多次点火的点火次数。

6.一种车辆的点火控制系统，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测当前EGR率和目标EGR率；

预计EGR率计算模块，用于根据所述当前滞后系数、所述当前EGR率和目标EGR率确定预计EGR率；

第一曲轴转角确定模块，用于根据当前点火角和所述预计EGR率确定对应于当前燃烧滞燃期的第一曲轴转角；

第二曲轴转角确定模块，用于根据当前曲轴转速确定对应于预定时间间隔的第二曲轴转角；

控制模块，用于在所述第一曲轴转角大于所述第二曲轴转角时，采用多次点火，否则采用单次点火。

7.根据权利要求6所述的车辆的点火控制系统，其特征在于，所述预计EGR率计算模块用于：

根据油门踏板开度得到油门踏板开度变化率；

根据所述油门踏板开度变化率和所述目标EGR率确定出所述当前滞后系数；

计算所述目标EGR率与所述当前EGR率之间的差值，并将所述差值与所述当前滞后系数的乘积作为所述预计EGR率。

8.根据权利要求7所述的车辆的点火控制系统，其特征在于，其中，所述当前滞后系数随所述油门踏板开度变化率的增加而减小，当所述油门踏板开度变化率为0-100％之间时，所述当前滞后系数随所述目标EGR率的增加而减小，当所述油门踏板开度变化率为-100％-0之间时，所述当前滞后系数随所述目标EGR率的增加而增大。

9.根据权利要求6-8任一项所述的车辆的点火控制系统，其特征在于，所述控制模块用于根据所述第一曲轴转角与所述第二曲轴转角之间的比值确定多次点火的点火次数。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有如权利要求6-9任一项所述的车辆的点火控制系统。