CN112922737A - 一种发动机的扭矩储备方法、发动机及车辆 - Google Patents

一种发动机的扭矩储备方法、发动机及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发动机的扭矩储备方法、发动机及车辆，涉及发动机技术领域。该发动机的扭矩储备方法，包括以下步骤：S1、确定发动机处于正常运行工况；S2、确定驾驶员有需要发动机提供额外动力以打开设备的需求；S3、发动机的电控单元ECU收到设备有打开需求的信号后，设备延迟启动，电控单元ECU发出扭矩储备的指令，此时增加节气门的开度且同时控制点火能量降低以进行发动机的扭矩储备；S4、发动机的扭矩储备完成后，设备启动，电控单元ECU控制点火能量增加。该发动机的扭矩储备方法能够快速提高发动机扭矩，提高发动机的抗冲击负载的能力，保证发动机运行的平稳性和舒适性。

Description

一种发动机的扭矩储备方法、发动机及车辆
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机的扭矩储备方法、发动机及车辆。
背景技术
燃气发动机是基于节气门控制负荷和转速的，因此燃气发动机在有外部扭矩介入的时候，节气门打开，从而空气和燃气通过进气管进入发动机燃烧室进行做功，相比于柴油机的缸内直喷燃油，燃气发动机对抗外部突加扭矩或者负载的能力较弱，因此需要在外部扭矩有需求之后，发动机能够有一定的扭矩储备。例如当用户有空调需求的时候，先不直接启动空调，在发动机有一定扭矩储备之后，再启动空调，此时发动机能够快速且及时的提供给空调压缩机启动与运行所需要的动力，使发动机的转速不产生波动，不发生“憋”转速，提高用户的驾驶体验。目前现有技术中的发动机的扭矩储备方法，多数是通过调整点火提前角以实现发动机扭矩的提升，但存在响应速度慢的问题，会导致发动机的运行不平稳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机的扭矩储备方法、发动机及车辆，能够快速储备发动机的扭矩，提高发动机的抗冲击负载的能力，保证发动机运行的平稳性和舒适性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种发动机的扭矩储备方法，其中包括以下步骤：
S1、确定发动机处于正常运行工况；
S2、确定驾驶员有需要所述发动机提供额外动力以打开设备的需求；
S3、所述发动机的电控单元ECU收到所述设备有打开需求的信号后，所述设备延迟启动，所述电控单元ECU发出扭矩储备的指令，此时增加节气门的开度且同时控制点火能量降低以进行所述发动机的扭矩储备；
S4、所述发动机的扭矩储备完成后，所述设备启动，所述电控单元ECU控制控制所述点火能量增加。
可选地，步骤S2中的所述设备为空调压缩机。
可选地，步骤S2后还包括S21：判断所述发动机所处工况是否能够满足打开所述设备的条件，若是，则执行步骤S3；若否，则报警以提醒所述驾驶员。
可选地，步骤S3具体包括：所述发动机的电控单元ECU收到所述设备打开需求的信号后，所述电控单元ECU控制所述设备延迟第一预设时间后启动，同时发出扭矩储备的指令，此时在所述第一预设时间内增加节气门的开度且同时控制点火能量降低以进行所述发动机的扭矩储备。
可选地，步骤S3具体包括：所述设备的开关通过控制元件与所述电控单元ECU电连接，所述控制元件接收所述设备打开需求的信号后，发送控制信号给所述电控单元ECU，所述电控单元ECU收到所述控制信号后，所述控制元件控制所述设备延迟第二预设时间后启动，同时所述电控单元ECU发出扭矩储备的指令，此时在所述第二预设时间内增加所述节气门的开度且同时控制所述点火能量降低以进行所述发动机的扭矩储备。
可选地，所述控制元件为时间继电器。
可选地，步骤S4具体包括：
S41、判断所述发动机的扭矩储备是否完成，若是，则执行步骤S42；
S42、所述设备启动，所述电控单元ECU控制所述点火能量增加；
若否，则返回步骤S3。
可选地，步骤S41具体包括：根据所述设备所需的所述发动机的功率计算所述节气门需要增加的预设开度值以及所述点火能量需要降低的预设值，当所述节气门的开度增加至所述预设开度值且所述点火能量降低至所述预设值时，判断所述发动机的扭矩储备完成。
一种发动机，采用上述的发动机的扭矩储备方法进行扭矩储备。
一种车辆，包括上述的发动机。
本发明的有益效果：本发明提供的发动机的扭矩储备方法，首先确定发动机处于正常运行工况；然后确定驾驶员有需要发动机提供额外动力以打开设备的需求；接下来发动机的电控单元ECU收到设备有打开需求的信号后，设备延迟启动，电控单元ECU发出扭矩储备的指令，此时增加节气门的开度且同时控制点火能量降低以进行发动机的扭矩储备；最后当发动机的扭矩储备完成后，设备启动，电控单元ECU控制点火能量增加。该发动机的扭矩储备方法，当电控单元ECU发出扭矩储备的指令后，增加节气门的开度的同时控制点火能量降低，能够将节气门增加产生的扭矩通过点火能量的降低而抵消掉，使发动机实际负荷转速保持不变，等发动机扭矩储备完成后，启动设备，设备需求负荷介入，同时发动机点火能量增加，能够快速提高发动机扭矩，提高发动机的抗冲击负载的能力，保证发动机运行的平稳性和舒适性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的发动机的扭矩储备方法的主要步骤流程图；
图2是本发明实施例提供的发动机的扭矩储备方法的详细步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，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。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，该发动机的扭矩储备方法，包括以下步骤：
S1、确定发动机处于正常运行工况；
S2、确定驾驶员有需要发动机提供额外动力以打开设备的需求；
S3、发动机的电控单元ECU收到设备有打开需求的信号后，设备延迟启动，电控单元ECU发出扭矩储备的指令，此时增加节气门的开度且同时控制点火能量降低以进行发动机的扭矩储备；
S4、发动机的扭矩储备完成后，设备启动，电控单元ECU控制控制点火能量增加。
可以理解的是，该发动机的扭矩储备方法，当电控单元ECU发出扭矩储备的指令后，增加节气门的开度的同时控制点火能量降低，能够将节气门增加产生的扭矩通过点火能量的降低而抵消掉，使发动机实际负荷转速保持不变，等发动机扭矩储备完成后，启动设备，设备需求负荷介入，同时发动机点火能量增加，能够快速提高发动机扭矩，提高发动机的抗冲击负载的能力，保证发动机运行的平稳性和舒适性。
具体地，当发动机扭矩储备完成后，启动设备，设备需求负荷介入时，应控制发动机点火能量立刻增加，以保证能够快速提高发动机扭矩。本实施例中，发动机上设置有点火控制模块，点火控制模块上设置有不同的控制档位能够控制点火能量的增加和降低。当需要控制点火能量增加时，按动高档位按钮，此时火花塞上的击穿电压升高同时击穿的时间延长以保证能够点燃更大范围的混合气，以增加点火能量。至于控制点火能量增加或降低的具体工作过程已为现有技术，在此不再进行赘述。
如图2所示为该发动机的扭矩储备方法的详细步骤流程图，具体包括以下步骤：
S1、确定发动机处于正常运行工况；
可以理解的是，只有当发动机处于正常运行工况时，才能够进行发动机的扭矩储备，因此在进行扭矩储备前需要确定发动机处于正常运行工况。本实施例中，发动机为燃气发动机，在其他实施例中，发动机也可以为其他火花塞点火类型的发动机。
S2、确定驾驶员有需要发动机提供额外动力以打开设备的需求；
可选地，步骤S2中的设备为空调压缩机。可以理解的是，空调作为常见的车载用电设备，当空调压缩机启动时需要发动机提供额外的动力。在其他实施例中，设备也可以为其他的车载设备，也可以不局限于车载设备，也适用于在车辆行驶过程中，其他需要发动机额外提供动力的情况。
可选地，步骤S2后还包括S21：判断发动机所处工况是否能够满足打开设备的条件，若是，则执行步骤S3；若否，则报警以提醒驾驶员。
可以理解的是，当确定驾驶员有打开空调压缩机的需求时，判断发动机所处工况是否能够满足打开空调压缩机的条件，即确定该工况下发动机能够满足打开空调压缩机，从而保证不会影响发动机的正常运转。若无法满足，则报警以提醒驾驶员，以便驾驶员能够对发动机所处工况进行调整。
S3、发动机的电控单元ECU收到设备有打开需求的信号后，设备延迟启动，电控单元ECU发出扭矩储备的指令，此时增加节气门的开度且同时控制点火能量降低以进行发动机的扭矩储备；
可选地，步骤S3具体包括：发动机的电控单元ECU收到设备打开需求的信号后，电控单元ECU控制设备延迟第一预设时间后启动，同时发出扭矩储备的指令，此时在第一预设时间内增加节气门的开度且同时控制点火能量降低以进行发动机的扭矩储备。
可以理解的是，当发动机的电控单元ECU收到空调压缩机有打开需求的信号后，首先电控单元ECU控制空调压缩机延迟第一预设时间后启动，利用延迟的第一预设时间进行扭矩储备，以保证后续空调压缩机启动时所需的动力，通过控制点火能量能够保证响应速度快，从而能够保证发动机的运行平稳。至于电控单元ECU控制空调压缩机的控制原理已为现有技术，在此不再进行赘述。同时第一预设时间的具体数值可根据实际使用情况适应性设置。
在其他实施例中，步骤S3具体包括：设备的开关通过控制元件与电控单元ECU电连接，控制元件接收设备打开需求的信号后，发送控制信号给电控单元ECU，电控单元ECU收到控制信号后，控制元件控制设备延迟第二预设时间后启动，同时电控单元ECU发出扭矩储备的指令，此时在第二预设时间内增加节气门的开度且同时控制点火能量降低以进行发动机的扭矩储备。具体地，控制元件为时间继电器。当时间继电器接收空调压缩机的打开需求的信号后，发送控制信号给电控单元ECU，电控单元ECU收到控制信号后，发出扭矩储备的指令，在时间继电器延时的第二预设时间内，增加节气门的开度且同时控制点火能量降低以进行发动机的扭矩储备。
可以理解的是，空调压缩机可直接受发动机的电控单元ECU控制，或者电控单元ECU也可通过时间继电器控制空调压缩机。由于空调压缩机的大电流和大电压的特性，多数情况下，空调压缩机需要通过继电器与电控单元ECU电连接。至于时间继电器的结构及控制原理均已为现有技术，在此不再进行赘述。至于时间继电器延时的第二预设时间，可根据实际需求适应性设置。在其他实施例中，也可以使用其他控制元件，或者也可以通过其他方法控制空调压缩机延迟启动。
S4、发动机的扭矩储备完成后，设备启动，电控单元ECU控制点火能量增加。
可选地，步骤S4具体包括：
S41、判断发动机的扭矩储备是否完成，若是，则执行步骤S42；
具体地，根据设备所需的发动机的功率计算节气门需要增加的预设开度值以及点火能量需要降低的预设值，当节气门的开度增加至预设开度值且点火能量降低至预设值时，判断发动机的扭矩储备完成。可以理解的是，通过上述设置能够保证发动机的扭矩储备恰好能够满足空调压缩机启动所需的额外动力，从而保证发动机的运行平稳。至于计算节气门需要增加的预设开度值以及点火能量需要降低的预设值，以及如何确定节气门的开度增加至预设开度值且点火能量降低至预设值，均已为现有技术，在此不再进行赘述。
S42、设备启动，电控单元ECU控制点火能量增加；
若否，则返回步骤S3。
可以理解的是，通过步骤S41判断发动机的扭矩储备是否完成，当完成后，打开空调压缩机，同时通过电控单元ECU控制点火能量增加，若未完成，则继续进行扭矩储备，从而保证扭矩的储备能够满足空调压缩机启动所需的额外的动力，保证发动机的运行平稳。
本实施例中还提供了一种发动机，采用上述的发动机的扭矩储备方法进行扭矩储备，能够快速储备发动机的扭矩，提高发动机的抗冲击负载的能力，保证发动机运行的平稳性和舒适性。本实施例中，发动机的类型为燃气发动机，其他实施例中，也可以为其他类型。
本实施例中还提供了一种车辆，包括上述的发动机，该车辆的发动机运行平稳，能够提高该车辆的驾驶性能以及驾驶员的舒适性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机的扭矩储备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、确定发动机处于正常运行工况；
S2、确定驾驶员有需要所述发动机提供额外动力以打开设备的需求；
S3、所述发动机的电控单元ECU收到所述设备有打开需求的信号后，所述设备延迟启动，所述电控单元ECU发出扭矩储备的指令，此时增加节气门的开度且同时控制点火能量降低以进行所述发动机的扭矩储备；
S4、所述发动机的扭矩储备完成后，所述设备启动，所述电控单元ECU控制所述点火能量增加。
2.根据权利要求1所述的发动机的扭矩储备方法，其特征在于，步骤S2中的所述设备为空调压缩机。
3.根据权利要求1所述的发动机的扭矩储备方法，其特征在于，步骤S2后还包括S21：判断所述发动机所处工况是否能够满足打开所述设备的条件，若是，则执行步骤S3；若否，则报警以提醒所述驾驶员。
4.根据权利要求1所述的发动机的扭矩储备方法，其特征在于，步骤S3具体包括：所述发动机的电控单元ECU收到所述设备打开需求的信号后，所述电控单元ECU控制所述设备延迟第一预设时间后启动，同时发出扭矩储备的指令，此时在所述第一预设时间内增加节气门的开度且同时控制点火能量降低以进行所述发动机的扭矩储备。
5.根据权利要求1所述的发动机的扭矩储备方法，其特征在于，步骤S3具体包括：所述设备的开关通过控制元件与所述电控单元ECU电连接，所述控制元件接收所述设备打开需求的信号后，发送控制信号给所述电控单元ECU，所述电控单元ECU收到所述控制信号后，所述控制元件控制所述设备延迟第二预设时间后启动，同时所述电控单元ECU发出扭矩储备的指令，此时在所述第二预设时间内增加所述节气门的开度且同时控制所述点火能量降低以进行所述发动机的扭矩储备。
6.根据权利要求5所述的发动机的扭矩储备方法，其特征在于，所述控制元件为时间继电器。
7.根据权利要求1所述的发动机的扭矩储备方法，其特征在于，步骤S4具体包括：
S41、判断所述发动机的扭矩储备是否完成，若是，则执行步骤S42；
S42、所述设备启动，所述电控单元ECU控制所述点火能量增加；
若否，则返回步骤S3。
8.根据权利要求7所述的发动机的扭矩储备方法，其特征在于，步骤S41具体包括：根据所述设备所需的所述发动机的功率计算所述节气门需要增加的预设开度值以及所述点火能量需要降低的预设值，当所述节气门的开度增加至所述预设开度值且所述点火能量降低至所述预设值时，判断所述发动机的扭矩储备完成。
9.一种发动机，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的发动机的扭矩储备方法进行扭矩储备。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的发动机。
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