CN113074071A - 一种气体发动机的点火控制方法、气体发动机及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明属于发动机技术领域，本发明提供一种气体发动机的点火控制方法、气体发动机及车辆，该气体发动机的点火控制方法包括获取发动机当前工况下的实际EGR率和需求EGR率，并计算n＝实际EGR率/需求EGR率；比较n与第一预设值的大小，第一预设值小于1；若n小于第一预设值，则发动机以第一点火提前角点火，且当发动机以第一提前角点火时，能使发动机的当前爆震强度小于预设阀值，如此可保证发动机的实际EGR率偏低时，发动机的点火提前角和当前的实际EGR率相匹配，保证发动机的可靠性，避免发生发动机爆震、拉缸、损坏的问题。

Description

一种气体发动机的点火控制方法、气体发动机及车辆
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种气体发动机的点火控制方法、气体发动机及车辆。
背景技术
目前，国内市场上的大部分国六天然气发动机采用的是当量燃烧+EGR(ExhaustGas Recirculation，废气再循环)+三元催化的控制策略。由于发动机采用了EGR废气再循环技术，点火提前角可以大幅度提升且不使发动机产生严重爆震。点火提前角的提升需求EGR率较为精确的控制，但是当EGR率的控制出现问题时，如由于EGR阀卡滞或排气管漏气等原因导致EGR率急剧降低，火花塞再以原定的提前角点火，缸内则会产生严重爆震，导致发动机拉缸、损坏，大大降低了发动机运行可靠性。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种气体发动机的点火控制方法、气体发动机及车辆，以解决相关技术中发动机的EGR率因故障突然降低时，容易引发发动机爆震、拉缸、损坏的问题。
一方面，本发明提供一种气体发动机的点火控制方法，该气体发动机的点火控制方法包括：
获取发动机当前工况下的实际EGR率和需求EGR率；
计算n＝实际EGR率/需求EGR率；
比较n与第一预设值的大小，第一预设值小于1；
若n小于第一预设值，则发动机以第一点火提前角点火，且当发动机以第一提前角点火时，能使发动机的当前爆震强度小于预设阀值。
作为气体发动机的点火控制方法的优选技术方案，第一点火提前角＝第一基础点火提前角*(1-第一预设值)+第二基础点火提前角*第一预设值；所述第一基础点火提前角为发动机的实际EGR率异常时的点火提前角的基础值，所述第二基础点火提前角为发动机的实际EGR率正常时的点火提前角的基础值。
作为气体发动机的点火控制方法的优选技术方案，所述第一预设值为0.001。
作为气体发动机的点火控制方法的优选技术方案，若n大于或等于第一预设值；则比较n与第二预设值的大小，第二预设值大于第一预设值；
若n大于或等于第二预设值，则发动机以第二点火提前角点火，且当发动机以第二提前角点火时，能使发动机的当前爆震强度小于预设阀值。
作为气体发动机的点火控制方法的优选技术方案，获取第一基础点火提前角和第二基础点火提前角；
第二点火提前角＝第一基础点火提前角*(1-第二预设值)+第二基础点火提前角*第二预设值，所述第一基础点火提前角为发动机的实际EGR率异常时的点火提前角的基础值，所述第二基础点火提前角为发动机的实际EGR率正常时的点火提前角的基础值。
作为气体发动机的点火控制方法的优选技术方案，若n小于第二预设值；
则发动机以第三点火提前角点火，且当发动机以第三提前角点火时，能使发动机的当前爆震强度小于预设阀值。
作为气体发动机的点火控制方法的优选技术方案，
第三点火提前角＝第一基础点火提前角*(1-n)+第二基础点火提前角*n。
作为气体发动机的点火控制方法的优选技术方案，第二预设值＝1。
另一方面，本发明提供一种气体发动机，采用上述任一方案中的气体发动机的点火控制方法进行点火控制。
再一方面，本发明提供一种车辆，包括上述方案中所述的气体发动机。
本发明的有益效果为：本发明提供一种气体发动机的点火控制方法、气体发动机及车辆，该气体发动机的点火控制方法包括获取发动机当前工况下的实际EGR率和需求EGR率，并计算n＝实际EGR率/需求EGR率；比较n与第一预设值的大小，第一预设值小于1；若n小于第一预设值，则发动机以第一点火提前角点火，且当发动机以第一提前角点火时，能使发动机的当前爆震强度小于预设阀值，如此可保证发动机的实际EGR偏低时，发动机的点火提前角和当前的实际EGR率相匹配，保证发动机的可靠性，避免发生发动机爆震、拉缸、损坏的问题。
附图说明
图1为本发明实施例中气体发动机的点火控制方法的流程图。
具体实施方式
为使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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，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，都属于发明保护的范围。
在发明的描述中，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发明中的具体含义。
在发明中，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。
为了便于描述，以下对本申请实施例涉及的部分名词或术语进行说明：
EGR：内燃机在燃烧后将排出气体的一部分分离出，并导入进气侧使其进入气缸再参与燃烧。
EGR率：经过EGR进入气缸的废气量与吸入气缸的进气总量之比。
爆震强度：一种表征发动机爆震强弱的信号，一般用爆震传感器采集的爆震信号与背景噪声的比值来表征，当爆震强度超过一定阈值后表示发动机发生了爆震。
爆震燃烧：气缸内局部混合气在正常燃烧火焰到达之前发生自燃，气缸内有2个及2个以上的火焰团(点燃+自燃)剧烈作用，对缸壁、活塞等产生冲击。
当前国六发动机通常采用废气再循环技术，通过根据实际EGR率设定发动机的点火提前角，以避免混合气体于气缸内爆震燃烧，进而控制发动机的爆震强度小于预设阀值，防止发动机拉缸、损坏。但是当EGR阀卡滞或排气管漏气时，将导致实际EGR率急剧降低，与当前工况下的需求EGR率发生偏差，此时爆震强度将会超过预设阀值，导致发动机的可靠性降低。其中，预设阀值可根据发动机的型号按需设置。
对此，本实施例提供一种气体发动机的点火控制方法以改善上述问题。如图1所示，该气体发动机的点火控制方法包括以下步骤。
S100：获取发动机当前工况下的实际EGR率和需求EGR率。
具体地，发动机的实际EGR率的获取为现有技术，如一个实际EGR率可以唯一对应一个文丘里管上下游压差值，通过获取文丘里管上下游压差值，以及预设的文丘里管上下游压差值与实际EGR率的对应图表，以获取实际EGR率。发动机的需求EGR率可通过预先设定的发动机的转速以及油门踏板的位置与发动机的需求EGR率之间的关系来确定，其为现有技术，对于其具体方法不再赘述。
S200：计算n＝实际EGR率/需求EGR率。
S300：比较n与第一预设值的大小，第一预设值小于1。
若n小于第一预设值，则执行S400。
S400：发动机以第一点火提前角点火，且当发动机以第一提前角点火时，能使发动机的当前爆震强度小于预设阀值。
具体地，本实施中，第一预设值取值为0.001，在其他的实施例中，第一预设值还可根据需要设置为其他具体数值，如0.0005、0.002等。当EGR阀发生异常时，实际EGR率将会急剧降低，并趋于0，从而n的值也将逐渐趋于0；当EGR率正常时，实际EGR率和需求EGR率是很接近的，两者的比值接近为1。从而，当n小于第一预设值时，说明此时的实际EGR率远小于需求EGR率，实际EGR率已经出现故障，可能为EGR阀或排气管漏气所导致的，若发动机按照现有技术中的做法，对点火提前角不做调整，就容易导致当前爆震强度大于预设阀值。因此需要设置一个与当前EGR率相匹配的第一点火提前角，以保证即便实际EGR率异常时，发动机还能在此时保持有效工作。
本实施中，第一点火提前角＝第一基础点火提前角*(1-第一预设值)+第二基础点火提前角*第一预设值。其中，第一基础点火提前角为发动机的实际EGR率异常时的点火提前角的基础值，第二基础点火提前角为发动机的实际EGR率正常时的点火提前角的基础值。第一基础点火提前角和第二基础点火提前角可根据发动机的具体型号通过大量前期试验获得。由于第一预设值的取值很小，从而第一点火提前角趋于第一基础点火提前角，而第一基础点火提前角为对应EGR率异常时有针对性设置的，从而能够保证此时发动机的可靠性。
需要注意的是，在其他的实施例中，第一点火提前角也可以为预设的确定数值，发动机直接以第一点火提前角点火。
S300中，若n大于或等于第一预设值，则执行S500。
S500：比较n与第二预设值的大小，第二预设值大于第一预设阀值。
若n大于或等于第二预设值，则执行S600。
S600：发动机以第二点火提前角点火，且当发动机以第二提前角点火时，能使发动机的当前爆震强度小于预设阀值。
本实施中，第二预设值的取值为1，在其他的实施例中，可以根据实际需要进行设置。可以理解的是，当n大于或等于第二预设值时，表明实际EGR率过高，为了保证发动机的可靠性，此时可通设置第二点火提前角点火，以保证发动机的可靠性，避免发动机爆震。
具体地，第二点火提前角＝第一基础点火提前角*(1-第二预设值)+第二基础点火提前角*第二预设值。由于第二预设值的取值大于1，此时第二基础点火提前角*第二预设值超出第二基础点火提前角一部分，这超出的部分可通过第一基础点火提前角*(1-第二预设值)进行修正，从而，第二点火提前角将趋于第二基础点火提前角，能够保证此时发动机的可靠性。在其他的实施例中，第二点火提前角也可以为预设的确定数值，发动机直接以第二点火提前角点火。
S500中，若n小于第二预设阀值，则执行S700。
S700：发动机以第三点火提前角点火，且当发动机以第三提前角点火时，能使发动机的当前爆震强度小于预设阀值。
当n小于第二预设值，表明实际EGR率较小，第三点火提前角＝第一基础点火提前角*(1-n)+第二基础点火提前角*n。此时，n可能趋于1，发动机处于正常状态，n也可能趋于第一预设值，比如n＝0.2，此时n较小，可能发动机的实际EGR率刚出现故障，发动机通过第三点火提前角点火可保证n处于此区间时发动机的可靠性。在其他的实施例中，第三点火提前角也可以为预设的确定数值，发动机直接以第三点火提前角点火。
需要说明的是，本实施中，可直接通过公式min{max(n，第一预设值)，第二预设值}直接比较出n和第一预设值以及第二预设值之间的大小关系。
本实施例还提供一种气体发动机，采用上述的气体发动机的点火控制方法进行点火控制。具体地，气体发动机为天然气发动机。
本实施还提供一种车辆，包括上述的气体发动机。
显然，发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明发明所作的举例，而并非是对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，均应包含在发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气体发动机的点火控制方法，其特征在于，包括：
获取发动机当前工况下的实际EGR率和需求EGR率；
计算n＝实际EGR率/需求EGR率；
比较n与第一预设值的大小，第一预设值小于1；
若n小于第一预设值，则发动机以第一点火提前角点火，且当发动机以第一提前角点火时，能使发动机的当前爆震强度小于预设阀值。
2.根据权利要求1所述的气体发动机的点火控制方法，其特征在于，第一点火提前角＝第一基础点火提前角*(1-第一预设值)+第二基础点火提前角*第一预设值；所述第一基础点火提前角为发动机的实际EGR率异常时的点火提前角的基础值，所述第二基础点火提前角为发动机的实际EGR率正常时的点火提前角的基础值。
3.根据权利要求1或2所述的气体发动机的点火控制方法，其特征在于，所述第一预设值为0.001。
4.根据权利要求1所述的气体发动机的点火控制方法，其特征在于，若n大于或等于第一预设值；则比较n与第二预设值的大小，第二预设值大于第一预设值；
若n大于或等于第二预设值，则发动机以第二点火提前角点火，且当发动机以第二提前角点火时，能使发动机的当前爆震强度小于预设阀值。
5.根据权利要求4所述的气体发动机的点火控制方法，其特征在于，获取第一基础点火提前角和第二基础点火提前角；
第二点火提前角＝第一基础点火提前角*(1-第二预设值)+第二基础点火提前角*第二预设值，所述第一基础点火提前角为发动机的实际EGR率异常时的点火提前角的基础值，所述第二基础点火提前角为发动机的实际EGR率正常时的点火提前角的基础值。
6.根据权利要求5所述的气体发动机的点火控制方法，其特征在于，若n小于第二预设值；
则发动机以第三点火提前角点火，且当发动机以第三提前角点火时，能使发动机的当前爆震强度小于预设阀值。
7.根据权利要求6所述的气体发动机的点火控制方法，其特征在于，第三点火提前角＝第一基础点火提前角*(1-n)+第二基础点火提前角*n。
8.根据权利要求7所述的气体发动机的点火控制方法，其特征在于，第二预设值＝1。
9.一种气体发动机，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的气体发动机的点火控制方法进行点火控制。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的气体发动机。
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