CN112709657B - 一种发动机点火角分缸控制方法、装置及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发动机点火角分缸控制方法，包括：获取发动机的当前转速、实际进气量、当前冷却液温度和运行持续时间；分别确定各缸的初始点火提前角，初始点火提前角包括：起动时点火提前角和起动后点火提前角；根据当前冷却液温度和运行持续时间确定权重系数；根据权重系数、起动时点火提前角和起动后点火提前角确定各缸的未修正的点火提前角；根据当前转速和实际进气量确定各缸的预设点火提前角修正；根据未修正的点火提前角和预设点火提前角修正确定各缸的最终点火提前角，并将最终点火提前角发送至点火器，以使得点火器根据最终点火提前角对各缸点火。本发明能够实现各缸不同的点火角控制需求，保证发动机在各工况下动力性、燃油经济性和排放性最优，尤其是能极大改善发动机NVH特性。

Description

一种发动机点火角分缸控制方法、装置及汽车

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种发动机点火角分缸控制方法、装置及汽车。

背景技术

现有的点火提前角控制策略以发动机为整体去设计，未能完全考虑到各缸不同点火提前角的控制需求，同时将起动时和起动后工况的角度完全分开计算和输出，这将造成发动机点火提前角的控制可能在某些工况下使动力性、燃油经济性、和排放性较差，特别是对发动机NVH特性的优化较差，同时在发动机过渡工况整个电控点火系统的控制精度下降。

因此，亟需提供一种发动机点火角分缸控制策略的技术方案，以实现发动机各缸点火提前角分缸控制为目标的同时提高系统的控制精度，通过权重计算将起动时和起动后的相互影响考虑到控制策略中，以覆盖发动机所有工况的各缸点火提前角独立修正的方法来实现分缸控制。根据本发明的控制策略能精确对各缸点火提前角进行不同的控制，满足了发动机不同工况的点火提前角控制需求。

发明内容

本发明的具体技术方案如下：

本发明提供一种发动机点火角分缸控制方法，包括：

获取发动机的当前转速、实际进气量、当前冷却液温度和运行持续时间；

分别确定各缸的初始点火提前角，所述初始点火提前角包括：起动时点火提前角和起动后点火提前角；

根据所述当前冷却液温度和所述运行持续时间确定权重系数；

根据所述权重系数、所述起动时点火提前角和所述起动后点火提前角确定所述分缸的未修正的点火提前角；

根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述分缸的预设点火提前角修正；

根据所述未修正的点火提前角和所述预设点火提前角修正确定所述各缸的最终点火提前角，并将所述最终点火提前角发送至点火器，以使得所述点火器根据所述最终点火提前角对所述各缸点火。

进一步地、还包括：

获取所述各缸的点火提前角偏移量；

相应地、所述各缸的最终点火提前角是根据所述未修正的点火提前角、所述预设点火提前角修正和所述各缸的点火提前角偏移量确定。

进一步地、所述分别确定各缸的初始点火提前角，所述初始点火提前角包括：起动时点火提前角和起动后点火提前角，包括：

获取发动机的当前转速、实际进气量和当前进气温度；

根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述起动后点火提前角；

根据所述当前转速和所述当前进气温度确定所述起动时点火提前角。

进一步地、所述根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述起动后点火提前角，包括：

根据所述当前转速和所述实际进气量确定扭矩控制点火提前角和非扭矩控制点火提前角；

判断发动机是否要求扭矩快速响应控制；

若发动机要求扭矩快速响应，则以扭矩控制点火提前角作为所述起动后点火提前角。

另一方面、本发明提供一种发动机点火角分缸控制的装置，包括:

参数获取模块，用于获取发动机的当前转速、实际进气量、当前冷却液温度和运行持续时间；

初始点火提前角确定模块，用于分别确定各缸的初始点火提前角，所述初始点火提前角包括：起动时点火提前角和起动后点火提前角；

权重系数确定模块，用于根据所述当前冷却液温度和所述运行持续时间确定权重系数；

未修正的点火提前角确定模块，用于根据所述权重系数、所述起动时点火提前角和所述起动后点火提前角确定所述各缸的未修正的点火提前角；

预设点火提前角修正确定模块，用于根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述分缸的预设点火提前角修正；

最终点火提前角确定模块，用于根据所述未修正的点火提前角和所述预设点火提前角修正确定所述各缸的最终点火提前角，并将所述最终点火提前角发送至点火器，以使得所述点火器根据所述最终点火提前角对所述各缸点火。

进一步地、还包括：

偏移量获取模块，用于获取所述各缸的点火提前角偏移量；

相应地、最终点火提前角确定模块，还用于根据所述未修正的点火提前角、所述预设点火提前角修正和所述各缸的点火提前角偏移量确定所述各缸的最终点火提前角。

进一步地、所述初始点火提前角确定模块包括：

当前参数获取单元，用于获取发动机的当前转速、实际进气量和当前进气温度；

起动后点火提前角确定单元，用于根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述起动后点火提前角；

起动时点火提前角确定单元，用于根据所述当前转速和所述当前进气温度确定所述起动时点火提前角。

另一方面，本发明提供一种发动机点火角分缸控制的电子设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前述所述的发动机点火角分缸控制方法的步骤。

另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行时实现如前述所述的发动机点火角分缸控制方法的步骤。

另一方面，本发明提供一种汽车，所述汽车设置有电子控制单元，所述电子控制单元设置有前述所述的装置。

采用上述技术方案，本发明所述的一种发动机点火角分缸控制方法、装置及汽车具有如下有益效果：

本发明以发动机转速和负荷(进气量)为基础，在发动机运行的全工况对各缸点火提前角进行不同的修正，实现各缸不同的点火角控制需求，保证发动机在各工况下动力性、燃油经济性和排放性最优。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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它附图。

图1为本发明实施例提供的一种发动机点火角分缸控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的又一种发动机点火角分缸控制方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种发动机点火角分缸控制方法的框线图；

图4为本发明实施例提供的一种分缸的未修正的点火提前角的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种分缸的最终点火提前角确定流程图；

图6为本发明实施例提供的一种发动机点火角分缸控制的装置结构示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种发动机点火角分缸控制的装置结构示意图；

图8为本发明实施例提供一种发动机点火角分缸控制的电子设备的结构图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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的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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下以电子控制单元或行车电脑(ECU，Electronic Control Unit)为执行主体介绍本说明书发动机点火角分缸控制方法的具体实施例，图1为本发明实施例提供的一种发动机点火角分缸控制方法的流程图；图3为本发明实施例提供的一种发动机点火角分缸控制方法的框线图；如图1和图3所示，本发明提供一种发动机点火角分缸控制方法，包括:

S102、获取发动机的当前转速、实际进气量、当前冷却液温度和运行持续时间；

具体地、ECU可以与发动机转速传感器、发动机节气门位置传感器、冷却液温度传感器连接，其中发动机转速传感器用于检测发动机转速并将转速信号提供给ECU、根据发动机节气门位置传感器的位置信号ECU通过控制程序计算出发动机实际进气量、冷却液温度传感器用于检测冷却液温度并将温度信号提供给ECU。发动机在运行过程中，ECU中的控制程序一直进行时间累加，输出发动机的运行持续时间。

S104、分别确定各缸的初始点火提前角，所述初始点火提前角包括：起动时点火提前角和起动后点火提前角；

在一些可能的实施例中，所述分别确定各缸的初始点火提前角，所述初始点火提前角包括：起动时点火提前角和起动后点火提前角，包括：

S1042、获取发动机的当前转速、实际进气量和当前进气温度；

具体地、ECU可以与发动机的进气温度传感器连接，进气温度传感器用于检测发动机的进气温度。

S1044、根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述起动后点火提前角；

在一些可能的实施例中，所述根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述起动后点火提前角，包括：

根据所述当前转速和所述实际进气量确定扭矩控制点火提前角和非扭矩控制点火提前角；

判断发动机是否要求扭矩快速响应控制；

若发动机要求扭矩快速响应，则以扭矩控制点火提前角作为所述起动后点火提前角。

具体地、在起动后工况时分别计算出扭矩控制的点火提前角和非扭矩控制的点火提前角，根据发动机控制需求对这两种起动后点火提前角进行选择。

示例地、当以下任一条件满足时，选择扭矩控制的点火提前角：

一、当发动机请求的储备扭矩＞储备扭矩阈值时；

二、当发动机转速过高，转速＞最大保护转速阈值时；

三、当进气歧管压力＜最低压力阈值或发动机处于怠速状态，同时实际进气量与维持发动机稳定的最小气量的差值＜设定阈值时；

四、在车辆换挡过程中；

五、当发动机催化加热时，催化加热需求的最小进气压力＞实际进气歧管压力时；

当不满足上述条件，选择非扭矩控制的点火提前角。

S1046、根据所述当前转速和所述当前进气温度确定所述起动时点火提前角。

具体地、起动时点火提前角计算和起动后点火提前角计算在ECU唤醒后就一直进行着，并非在起动时只计算起动时的点火提前角，在起动后只计算起动后点火提前角。两者的计算并不需要考虑发动机当前工况是否处于起动时还是起动后。

示例地、一、当发动机起动时，ECU可以通过发动机转速、进气温度等计算得到起动时的点火提前角；同时通过发动机转速、负荷(进气量)等计算得到起动后点火提前角。

二、当发动机起动后，通过发动机转速、进气温度等计算得到起动时的点火提前角；同时通过发动机转速、负荷(进气量)等计算得到起动后点火提前角。

S106、根据所述当前冷却液温度和所述运行持续时间确定权重系数；

具体的、权重系数可以根据发动机起动完成后发动机运行持续时间和冷却液温度查MAP得到，该MAP通过发动机台架实验标定得到。本文档所说MAP指的是脉谱图，根据输人参数的数量可以分为二维特性曲线和三维特性曲面，离散后形成脉谱图。

S108、根据所述权重系数、所述起动时点火提前角和所述起动后点火提前角确定所述分缸的未修正的点火提前角；

具体地、图4为本发明实施例提供的一种分缸的未修正的点火提前角的流程图；如图4所示，Ignstrt为起动时点火提前角；Igntot为起动后各缸点火提前角，是按发动机缸号排列的一列数组；Ratio为权重系数，根据发动机起动完成后发动机运行持续时间和冷却液温度查MAP得到，该MAP通过发动机台架实验标定得到；Ignnot为未修正的各缸最终点火提前角，是按发动机缸号排列的一列数组。

在权重计算时，根据计算的相应气缸选择数组中对应位置的数据，未修正的各缸最终点火提前角的计算公式为：

Ignnot＝(Ignstrt－Igntot)*Ratio+Igntot

S110、根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述各缸的预设点火提前角修正；

具体地、根据所述当前转速和所述实际进气量查询各缸对应MAP得到各缸的预设点火提前角修正，各缸预设点火提前角修正对应的MAP是通过发动机台架实验标定得到。

S112、根据所述未修正的点火提前角和所述预设点火提前角修正确定所述各缸的最终点火提前角，并将所述最终点火提前角发送至点火器，以使得所述点火器根据所述最终点火提前角对所述各缸点火。

具体地、ECU可以根据所述未修正的点火提前角和所述预设点火提前角修正确定所述各缸的最终点火提前角，并将所述最终点火提前角发送至点火器，以使得所述点火器根据所述最终点火提前角对所述各缸点火。

在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，图2为本发明实施例提供的又一种发动机点火角分缸控制方法的流程图；如图2所示，还包括：

获取所述各缸的点火提前角偏移量；

相应地、所述各缸的最终点火提前角是根据所述未修正的点火提前角、所述预设点火提前角修正和所述各缸的点火提前角偏移量确定。

具体地、通过人为标定设置各个气缸的点火提前角偏移量。并将所述未修正的点火提前角、所述预设点火提前角修正和所述各缸的点火提前角偏移量求和以确定各缸的最终点火提前角。并将最终点火提前角发送给与之对应的分缸点火器，以使得所述点火器根据所述最终点火提前角对所述各缸点火。

示例地、图5为本发明实施例提供的一种分缸的最终点火提前角确定流程图；如图5所示(以3缸机为例)，各缸未修正的点火提前角加上标定的各缸点火提前角偏移量和通过发动机转速和负荷(进气量)查各缸修正MAP得到的各缸预设点火提前角修正计算出各缸最终的点火提前角。发动机各缸预设点火提前角修正的控制策略相同，但标定的各缸点火提前角偏移量和各缸修正MAP的具体标定由各缸点火提前角不同的控制需求来确定。

标定的各缸点火提前角偏移量可对各缸点火提前角进行点控制，通过改变此标定能分别在某一点上人为控制各缸点火提前角的大小。

各缸预设点火提前角修正的计算是ECU根据接收到发动机转速和负荷(进气量)信息通过查各缸修正MAP得到，各缸对应的修正MAP是发动机各缸在不同工况下通过发动机台架试验标定得到，标定的目标是让修正后的各缸最终点火提前角在任何发动机工况下达到最佳，以保证发动机动力性、燃油经济性和排放性最优。为满足不同发动机在各工况下对各缸点火提前角的控制需求，各缸修正MAP的标定需基于发动机台架实验进行适当改变。最后ECU根据控制策略计算出各缸最终点火提前角后，将控制指令发送到点火器(点火器是电控点火系统的执行元件，它将控制系统输出的电火信号进行功率放大后，驱动点火线圈工作)。

本发明提供的发动机点火角分缸控制方法通过以发动机转速和负荷(进气量)查MAP计算各缸点火提前角修正的方法可以适应多种车辆的发动机，具有适应性强的特点；本发明还通过权重计算，权重系数是与发动机起动时相关的点火提前角权重，也可将权重系数设计为与发动机起动后相关的点火提前角权重，本方案实现各缸不同的点火角控制需求，保证发动机在各工况下动力性、燃油经济性、和排放性最优。

另一方面、本发明提供一种发动机点火角分缸控制的装置，图6为本发明实施例提供的一种发动机点火角分缸控制的装置结构示意图；如图6所示，包括：

参数获取模块，用于获取发动机的当前转速、实际进气量、当前冷却液温度和运行持续时间；

初始点火提前角确定模块，用于分别确定各缸的初始点火提前角，所述初始点火提前角包括：起动时点火提前角和起动后点火提前角；

权重系数确定模块，用于根据所述当前冷却液温度和所述运行持续时间确定权重系数；

未修正的点火提前角确定模块，用于根据所述权重系数、所述起动时点火提前角和所述起动后点火提前角确定所述各缸的未修正的点火提前角；

预设点火提前角修正确定模块，用于根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述各缸的预设点火提前角修正；

最终点火提前角确定模块，用于根据所述未修正的点火提前角和所述预设点火提前角修正确定所述各缸的最终点火提前角，并将所述最终点火提前角发送至点火器，以使得所述点火器根据所述最终点火提前角对所述各缸点火。

在上述实施例的基础上，本说明书一个实施例中，图7为本发明实施例提供的又一种发动机点火角分缸控制的装置结构示意图；如图7所示，还包括：

偏移量获取模块，用于获取所述各缸的点火提前角偏移量；

相应地、最终点火提前角确定模块，还用于根据所述未修正的点火提前角、所述预设点火提前角西组恒和所述各缸的点火提前角偏移量确定所述各缸的最终点火提前角。

在上述实施例的基础上，本说明书一个实施例中，所述初始点火提前角确定模块包括：

当前参数获取单元，用于获取发动机的当前转速、实际进气量和当前进气温度；

起动后点火提前角确定单元，用于根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述起动后点火提前角；

起动时点火提前角确定单元，用于根据所述当前转速和所述当前进气温度确定所述起动时点火提前角。

在上述实施例的基础上，本说明书一个实施例中，所述起动后点火提前角确定单元，包括：

点火提前角确定子单元，用于根据所述当前转速和所述实际进气量确定扭矩控制点火提前角和非扭矩控制点火提前角；

判断子单元，用于判断发动机是否要求扭矩快速响应控制；

起动后点火提前角确定子单元，用于若发动机要求扭矩快速响应，则以扭矩控制点火提前角作为所述起动后点火提前角。

所述的装置实施例中的装置与方法实施例基于同样的发明构思。在此不再一一赘述。

相应的，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行时实现前述所述的发动机点火角分缸控制方法的步骤。

相应的，本发明还公开了一种发动机点火角分缸控制的电子设备，图8为本发明实施例提供一种发动机点火角分缸控制的电子设备的结构图，如图8所示，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前述公开的一种发动机点火角分缸控制方法的步骤。

另一方面，本发明实施例提供了一种汽车，所述汽车设置有电子控制单元，所述电子控制单元设置有如前述所述的装置。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发动机点火角分缸控制方法，其特征在于，包括：

获取发动机的当前转速、实际进气量、当前冷却液温度和运行持续时间；

分别确定各缸的初始点火提前角，所述初始点火提前角包括：起动时点火提前角和起动后点火提前角；所述起动时点火提前角的计算和所述起动后点火提前角的计算是在ECU唤醒后一直进行；

根据所述当前冷却液温度和所述运行持续时间确定权重系数；

根据所述权重系数、所述起动时点火提前角和所述起动后点火提前角确定所述各缸的未修正的点火提前角；

根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述各缸的预设点火提前角修正；

根据所述未修正的点火提前角和所述预设点火提前角修正确定所述分缸的最终点火提前角，并将所述最终点火提前角发送至点火器，以使得所述点火器根据所述最终点火提前角对所述各缸点火。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

获取所述各缸的点火提前角偏移量；

相应地，所述各缸的最终点火提前角是根据所述未修正的点火提前角、所述预设点火提前角修正和所述各缸的点火提前角偏移量确定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别确定各缸的初始点火提前角，所述初始点火提前角包括：起动时点火提前角和起动后点火提前角，包括：

获取发动机的当前转速、实际进气量和当前进气温度；

根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述起动后点火提前角；

根据所述当前转速和所述当前进气温度确定所述起动时点火提前角。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述起动后点火提前角，包括：

根据所述当前转速和所述实际进气量确定扭矩控制点火提前角和非扭矩控制点火提前角；

判断发动机是否要求扭矩快速响应控制；

若发动机要求扭矩快速响应，则以扭矩控制点火提前角作为所述起动后点火提前角。

5.一种发动机点火角分缸控制的装置，其特征在于，包括:

参数获取模块，用于获取发动机的当前转速、实际进气量、当前冷却液温度和运行持续时间；

初始点火提前角确定模块，用于分别确定各缸的初始点火提前角，所述初始点火提前角包括：起动时点火提前角和起动后点火提前角；所述起动时点火提前角的计算和所述起动后点火提前角的计算是在ECU唤醒后一直进行；

权重系数确定模块，用于根据所述当前冷却液温度和所述运行持续时间确定权重系数；

未修正的点火提前角确定模块，用于根据所述权重系数、所述起动时点火提前角和所述起动后点火提前角确定所述各缸的未修正的点火提前角；

预设点火提前角修正确定模块，用于根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述各缸的预设点火提前角修正；

最终点火提前角确定模块，用于根据所述未修正的点火提前角和所述预设点火提前角修正确定所述分缸的最终点火提前角，并将所述最终点火提前角发送至点火器，以使得所述点火器根据所述最终点火提前角对所述各缸点火。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

偏移量获取模块，用于获取所述各缸的点火提前角偏移量；

相应地、最终点火提前角确定模块，还用于根据所述未修正的点火提前角、所述预设点火提前角修正和所述各缸的点火提前角偏移量确定所述分缸的最终点火提前角。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述初始点火提前角确定模块包括：

当前参数获取单元，用于获取发动机的当前转速、实际进气量和当前进气温度；

起动后点火提前角确定单元，用于根据所述当前转速和所述实际进气量确定所述起动后点火提前角；

起动时点火提前角确定单元，用于根据所述当前转速和所述当前进气温度确定所述起动时点火提前角。

8.一种发动机点火角分缸控制的电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的发动机点火角分缸控制方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1-4任一项所述的发动机点火角分缸控制方法。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车设置有电子控制单元，所述电子控制单元设置有如权利要求5-7任意一种所述的装置。

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