CN113586309A - 改善发动机动力不足控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善发动机动力不足控制方法，主要包括步骤：判断是否符合基本点火效率自学习的激活条件；若符合激活条件，则进入基本点火效率的自学习过程：确定理想点火效率、点火效率的变化率；计算实时的目标点火效率；如果在预设时间内，实际点火效率未达到目标点火效率，则本次基本点火效率自学习失败，停止自学习；记录实际点火效率达成其目标点火效率后的转速平均值和负荷平均值，并更新对应转速平均值和负荷平均值的转速和负荷；将基本点火效率自学习更新前的对应转速和负荷的基本点火效率与目标点火效率进行学习更新。本发明可实现发动机点火效率的优化和更新，有效改善不同发动机生命周期下的动力输出问题。

Description

改善发动机动力不足控制方法及系统
技术领域
本发明涉及发动机控制领域，尤其涉及一种改善发动机动力不足控制方法。
背景技术
发动机在其生命周期推移后可能会发生零部件老化磨损等性能恶化导致发动机动力不足的情况，非常影响用户的驾车体验.为了应对这种问题，在动力不足后，需要尽最大能力来改善动力不足，从而提高动力效果。
现有技术中有依据当前工况、进气量和喷油量和预设的标准排温表，确定当前工况下的标准排温，并在排温值和标准排温值的排温偏差大于预设的排温阈值的情况下，进行动力不足的报警提醒，但是未对动力不足后进行改善处理。
也有根据发动机信息判断当前工况，根据，自学习数据库中存储的当前工况下的传感器信息计算出当前工况下的控制指令；将所述控制指令发送到对应的执行器，以控制发动机运转。虽然是通过自学习，但是并未提出扭矩不足后基本点火效率的自学习。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种对发动机点火效率的优化和更新的发动机动力不足改善控制方法，改善不同发动机生命周期下的动力输出问题。
本发明所采用的技术方案是：
提供一种改善发动机动力不足控制方法，包括以下步骤：
判断发动机动力不足的工况是否符合预设的基本点火效率自学习的激活条件；
若符合激活条件，则进入基本点火效率的自学习过程：
确定理想点火效率；
确定点火效率的变化率；
根据理想点火效率和点火效率的变化率获得实时的目标点火效率；
如果在预设时间内，实际点火效率未达到目标点火效率，则本次基本点火效率自学习失败，停止自学习，点火效率自学习次数加1；若否，则
记录实际点火效率达成其目标点火效率后的转速平均值和负荷平均值，并更新对应转速平均值和负荷平均值的转速和负荷；
将基本点火效率自学习更新前的对应转速和负荷的基本点火效率与目标点火效率进行学习更新，更新方法如下：
SparkEff(N)＝r1×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)，其中N＝1,2,3...，SparkEff(N-1)为第N-1次学习更新后的基本点火效率；SparkEff(N)为第N次学习更新后的基本点火效率；SparkEffLrn为第N次学习到的基本点火效率；r1为系数，取0到1之间；在更新完成后，基本点火效率学习次数加1。
接上述技术方案，根据理想点火效率和实际点火效率差确定变化率，并根据发动机转速和水温确定变化率，最终变化率取两者中的最小值。
接上述技术方案，如果在实际点火效率达成其目标点火效率的过程中，出现爆震，则将出现爆震时刻前的点火效率更新为目标点火效率，否则目标点火效率不更新。
接上述技术方案，若出现同等发动机转速、负荷越大，学习到的基本点火效率越大，则此次更新后的基本点火效率为：SparkEff(N)＝SparkEff(N-1)。
接上述技术方案，判断基本点火效率自学习的激活条件是否稳定，若稳定，则进入基本点火效率的自学习过程。
接上述技术方案，基本点火效率自学习的激活条件包括：
发动机实际扭矩低于目标扭矩超过允许范围且超过预设时间；
发动机处于运行状态，而非起动或停机状态；
催化器起燃或GPF(颗粒捕集器)再生均未请求点火效率控制；
发动机水温未超过预设水温；
发动机转速在预设范围内；
发动机负荷在预设范围内；
爆震未发生超过预设时间；
早燃未发生超过预设时间；
发动机排温未超过预设温度；
活塞冷却喷嘴未开启，或者电子节温器或热管理模块未全开，或者冷却风扇功率未达到最大能力；
基本点火效率自学习未更新时间超过预设时间。
接上述技术方案，在目标扭矩不大于100Nm时，允许范围为目标扭矩*5％；在目标扭矩大于100Nm时，允许范围为5Nm。
接上述技术方案，
如果所有转速和负荷工况下基本点火效率均完成更新，且学习到的基本点火效率相比学习前的基本点火效率均呈现增大或减小的趋势，则：
1)将学习后的基本点火效率SparkEff(N)加上一个补偿量C1；
2)且后续点火效率自学习更新方法如下：
SparkEff(N)＝r2×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)，此处r2大于r1，且取值在0到1之间。
接上述技术方案，如果所有转速和负荷工况下基本点火效率均完成更新，且学习到的基本点火效率相比学习前的基本点火效率均不是呈现增大或减小的趋势，则：
将学习后的基本点火效率SparkEff(N)减去一个补偿量C2；
且后续点火效率自学习更新方法如下：
SparkEff(N)＝r3×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)，此处r3大于r1，且取值在0到1之间。
本发明还提供一种改善发动机动力不足控制系统，包括：
激活条件判断模块，用于判断发动机动力不足的工况是否符合预设的基本点火效率自学习的激活条件；
自学习模块，用于在符合激活条件时，进入基本点火效率的自学习过程：
确定理想点火效率；
确定点火效率的变化率；
根据理想点火效率和点火效率的变化率获得实时的目标点火效率；
如果在预设时间内，实际点火效率未达到目标点火效率，则本次点火效率自学习失败，停止自学习，点火效率自学习次数加1；
记录实际点火效率达成其目标点火效率后的转速平均值和负荷平均值，并更新对应转速平均值和负荷平均值的转速和负荷；
将点火效率自学习更新前的对应转速和负荷的基本点火效率与目标点火效率进行学习更新，更新方法如下：
SparkEff(N)＝r1×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)
，其中N＝1,2,3...，SparkEff(N-1)为第N-1次学习更新后的基本点火效率；SparkEff(N)为第N次学习更新后的基本点火效率；SparkEffLrn为第N次学习到的基本点火效率；r1为系数，取0到1之间；在更新完成后，点火效率学习次数加1。
接上述技术方案，基本点火效率自学习的激活条件包括：
发动机实际扭矩低于目标扭矩超过允许范围且超过预设时间；
发动机处于运行状态，而非起动或停机状态；
催化器起燃或GPF再生均未请求点火效率控制；
发动机水温未超过预设水温；
发动机转速在预设范围内；
发动机负荷在预设范围内；
爆震未发生超过预设时间；
早燃未发生超过预设时间；
发动机排温未超过预设温度；
活塞冷却喷嘴未开启，或者电子节温器或热管理模块未全开，或者冷却风扇功率未达到最大能力；
基本点火效率自学习未更新时间超过预设时间。
本发明还提供一种计算机存储介质，其可被处理器执行，其内存储有计算机程序，该计算机程序执行上述技术方案所述的改善发动机动力不足控制方法。
本发明产生的有益效果是：本发明是提出发动机动力不足改善控制方法，通过对基本点火效率自学习激活条件判断并相应进行基本点火效率自学习更新，实现发动机点火效率的优化和更新，点火效率的改善提高了发动机的动力输出，同时会降低排温超限的风险，有效改善了不同发动机生命周期下的动力输出问题。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例改善发动机动力不足控制方法的流程图；
图2是本发明另一实施例改善发动机动力不足控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明主要通过识别发动机动力不足的工况，判断发动机进行基本点火效率自学习的激活条件，在激活条件不满足时，存在出现发动机排温过高，爆震等风险。在发动机进行基本点火效率自学习的激活条件满足时，进行基本点火效率的学习，优化其基本点火效率。基本点火效率是基本点火角对应的点火角效率。基本点火角是在台架标定得到的，是在台架稳态工况(发动机转速和负荷稳定、水温稳定)下，发动机燃烧稳定性在设计要求范围内，排温未超限，爆震基本未发生(爆震情况能够接受)的情况下能够提供最大扭矩的点火角，即基本点火角。
本发明实施例改善发动机动力不足控制方法，包括以下步骤：
S1、判断发动机动力不足的工况是否符合预设的基本点火效率自学习的激活条件；
S2、若符合激活条件，则进入基本点火效率的自学习过程：
S21、确定理想点火效率；
S22、确定点火效率的变化率；
S23、根据理想点火效率和点火效率的变化率获得实时的目标点火效率；
S24、判断在预设时间内，实际点火效率是否达到目标点火效率；
S25、如果在预设时间内，实际点火效率未达到目标点火效率，则本次基本点火效率自学习失败，停止自学习，点火效率自学习次数加1；
S26、如果在预设时间内，实际点火效率达到目标点火效率，则记录实际点火效率达成其目标点火效率后的转速平均值和负荷平均值，并更新对应转速平均值和负荷平均值的转速和负荷；
S27、将基本点火效率自学习更新前的对应转速和负荷的基本点火效率与目标点火效率进行学习更新，更新方法如下：
SparkEff(N)＝r1×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)，其中N＝1,2,3...，SparkEff(N-1)为第N-1次学习更新后的基本点火效率；SparkEff(N)为第N次学习更新后的基本点火效率；SparkEffLrn为第N次学习到的基本点火效率；r1为系数，取0到1之间；在更新完成后，点火效率学习次数加1。
S28、最后根据更新后的基本点火效率控制点火角。
其中实际点火效率的计算可参见《汽车发动机与传动系统建模及控制》(化学工业出版社，P114，P147)，在此不赘述。
本发明较佳实施例中，在以下条件激活时，才会进行基本点火效率的学习：
1.在发动机实际扭矩低于目标扭矩超过其允许范围且超过预设时间，本实例在目标扭矩不大于100Nm时，允许范围为5％*目标扭矩；在目标扭矩大于100Nm时，允许范围为5Nm。本预设时间取4s.或者发动机实际扭矩与滤波后的实际扭矩之差绝对值平均值超过预设平均值一段时间，本实例预设平均值为5Nm,一段时间取3s。在进行基本点火效率。
2.发动机处于运行状态，而非起动或停机状态；
3.催化器起燃或GPF(颗粒捕集器)再生均未请求点火效率控制；
4.发动机水温未超过预设水温，本实例预设水温为50℃
5.发动机转速在预设范围内；
6.发动机负荷在预设范围内；
7.爆震未发生超过预设时间；
8.早燃未发生超过预设时间；
9.发动机排温未超过预设温度。避免存在排气系统性能恶化的风险。
10.活塞冷却喷嘴未开启，或者电子节温器(或热管理模块)未全开，或冷却风扇功率未达到最大能力，以确保发动机可以进一步降温防止爆震或排温过高。电子节温器或热管理模块控制冷却水流经散热器的水流量。
11.基本点火效率自学习未更新时间超过预设时间，即点火效率自学习次数未更新超过预设时间。避免自学习更新过于频繁，反而降低学习值的精度。
如果在自学习过程中任何一阶段出现激活条件中任一条不满足(除去第1个条件)时，则终止自学习。在以上激活条件满足后，判断激活条件是否稳定，在激活条件稳定后可进入基本点火效率的学习。其中激活条件稳定的条件为：
1.发动机负荷在进入基本点火效率学习的发动机负荷波动小于设定的波动阈值，且超过预设时间；
2.发动机运行时间超过预设时间。
如图2所示，在以上激活条件和其激活条件稳定的条件同时满足后才允许进入基本点火效率的自学习，以实时改善当前发动机生命周期的动力不足问题。
第一步：在进入基本点火效率自学习后，首先确定理想点火效率。
基于发动机转速、发动机负荷、目标扭矩与实际扭矩差与实际扭矩的比值加上当前实际点火效率，来共同确定理想点火效率(一旦出现理想点火效率小于实际点火效率，则理想点火效率等于实际点火效率，且理想点火效率不超过1。同等发动机转速下，发动机负荷越大，理想点火效率越小或者相等。不会出现负荷越大，理想点火效率越大的情况，因为负荷越大，越容易排温越高，越容易爆震。)
理想点火效率最终确定的方法是，在实际点火效率达成其理想点火效率后，未出现排温超出其预设温度，且未出现爆震，且最终发动机扭矩性能提高。
第二步，确定点火效率的变化率。一方面是根据理想点火效率和实际点火效率差确定变化率，一方面是根据发动机转速和水温确定变化率。最终变化率取两种之间的最小值，避免发动机波动过大或者爆震发生。
第三步，确定实时的目标点火效率，根据理想点火效率和其点火效率的变化率获得。
第四步，如果实际点火效率未达成到其目标点火效率超过预设时间，则本次点火效率自学习失败，停止学习，点火效率学习次数加1。如果在实际点火效率达成其目标点火效率的过程中，一旦出现爆震，则将出现爆震时刻前的点火效率更新为目标点火效率，否则目标点火效率不更新；
第五步，记录实际点火效率达成其目标点火效率后的转速平均值和负荷平均值，下一步更新对应转速平均值和负荷平均值的转速和负荷。
将此处点火效率自学习更新前的对应转速和负荷的基本点火效率与目标点火效率进行学习更新，更新方法如下：
SparkEff(N)＝r1×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)，其中N＝1,2,3...，SparkEff(N-1)为第N-1次学习更新后的基本点火效率；SparkEff(N)为第N次学习更新后的基本点火效率；SparkEffLrn为第N次学习到的基本点火效率。r1为系数，取0到1之间。特别地，一旦出现同等发动机转速、负荷越大，学习到的基本点火效率越大，则此次更新后的基本点火效率为：SparkEff(N)＝SparkEff(N-1)。
在更新完成后，点火效率学习次数加1。
如果所有转速和负荷工况下基本点火效率均完成更新，且学习到的基本点火效率相比学习前的基本点火效率均呈现增大或减小的趋势，则：
3)将学习后的基本点火效率SparkEff(N)加上一个补偿量C1(如果所有转速和负荷工况下的基本点火效率均呈现增大的趋势，则C1为正值；如果所有转速和负荷工况下的基本点火效率均呈现减小的趋势，则C1为负值)。其中C1的标定依据，补偿量C1不会造成发动机在稳态工况(指发动机转速和负荷稳定)下爆震发生。
4)且后续点火效率自学习更新方法如下：
SparkEff(N)＝r2×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)，此处r2大于r1，取0到1之间。
如果所有转速和负荷工况下基本点火效率均完成更新，且学习到的基本点火效率相比学习前的基本点火效率均不是呈现增大或减小的趋势(即有的工况下基本点火效率增大，有的工况下基本点火效率减小)，则：
3)将学习后的基本点火效率SparkEff(N)减去一个补偿量C2(如果所有转速和负荷工况下的基本点火效率均呈现增大的趋势，则C2为正值；如果所有转速和负荷工况下的基本点火效率均呈现减小的趋势，则C2为负值)。
4)且后续点火效率自学习更新方法如下：
SparkEff(N)＝r3×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)，此处r3大于r1，取0到1之间。直至学习到的基本点火效率恢复成系统最初设置的基本点火效率，即最初未进行任何学习的值(即默认基本点火效率)。
学习到的不同转速负荷下的基本点火效率均会存储在非易失性存储器EEPROM中。EEPROM中会有一个初始的默认基本点火效率，在基本点火效率自学习完成后更新EEPROM中的存储值。
基本点火效率、点火角效率曲线和最优点火角可共同决定基本点火角。基本点火角与爆震推迟点火角可最终确定点火角，实现点火时刻的控制。通过点火时刻的控制从而达成扭矩动力的提升。
本发明实施例的改善发动机动力不足控制系统，主要用于实现上述实施例的方法，包括：
激活条件判断模块，用于判断发动机动力不足的工况是否符合预设的基本点火效率自学习的激活条件；
自学习模块，用于在符合激活条件时，进入基本点火效率的自学习过程，整个自学习过程参见方法实施例部分，在此不赘述。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现相应功能。本实施例的计算机可读存储介质用于实现方法实施例的改善发动机动力不足控制。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种改善发动机动力不足控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
判断发动机动力不足的工况是否符合预设的基本点火效率自学习的激活条件；
若符合激活条件，则进入基本点火效率的自学习过程：
确定理想点火效率；
确定点火效率的变化率；
根据理想点火效率和点火效率的变化率获得实时的目标点火效率；
如果在预设时间内，实际点火效率未达到目标点火效率，则本次基本点火效率自学习失败，停止自学习，点火效率自学习次数加1；若否，则
记录实际点火效率达成目标点火效率后的转速平均值和负荷平均值，并更新对应转速平均值和负荷平均值的转速和负荷；
将基本点火效率自学习更新前的对应转速和负荷的基本点火效率与目标点火效率进行学习更新，更新方法如下：
SparkEff(N)＝r1×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)，
其中N＝1,2,3...，SparkEff(N-1)为第N-1次学习更新后的基本点火效率；
SparkEff(N)为第N次学习更新后的基本点火效率；SparkEffLrn为第N次学习到的基本点火效率；r1为系数，取0到1之间；在更新完成后，基本点火效率学习次数加1。
2.根据权利要求1所述的改善发动机动力不足控制方法，其特征在于，根据理想点火效率和实际点火效率差确定变化率，并根据发动机转速和水温确定变化率，最终变化率取两者中的最小值。
3.根据权利要求1所述的改善发动机动力不足控制方法，其特征在于，如果在实际点火效率达成其目标点火效率的过程中，出现爆震，则将出现爆震时刻前的点火效率更新为目标点火效率，否则目标点火效率不更新。
4.根据权利要求1所述的改善发动机动力不足控制方法，其特征在于，若出现同等发动机转速、负荷越大，学习到的基本点火效率越大，则此次更新后的基本点火效率为：SparkEff(N)＝SparkEff(N-1)。
5.根据权利要求1所述的改善发动机动力不足控制方法，其特征在于，判断基本点火效率自学习的激活条件是否稳定，若稳定，则进入基本点火效率的自学习过程。
6.根据权利要求1所述的改善发动机动力不足控制方法，其特征在于，预设的基本点火效率自学习的激活条件包括：
发动机实际扭矩低于目标扭矩超过允许范围且超过预设时间；
发动机处于运行状态，而非起动或停机状态；
催化器起燃或GPF再生均未请求点火效率控制；
发动机水温未超过预设水温；
发动机转速在预设范围内；
发动机负荷在预设范围内；
爆震未发生超过预设时间；
早燃未发生超过预设时间；
发动机排温未超过预设温度；
活塞冷却喷嘴未开启，或者电子节温器或热管理模块未全开，或者冷却风扇功率未达到最大能力；
基本点火效率自学习未更新时间超过预设时间。
7.根据权利要求1所述的改善发动机动力不足控制方法，其特征在于，在目标扭矩不大于100Nm时，允许范围为目标扭矩*5％；在目标扭矩大于100Nm时，允许范围为5Nm。
8.根据权利要求1所述的改善发动机动力不足控制方法，其特征在于，
如果所有转速和负荷工况下基本点火效率均完成更新，且学习到的基本点火效率相比学习前的基本点火效率均呈现增大或减小的趋势，则：
1)将学习后的基本点火效率SparkEff(N)加上一个补偿量C1；
2)且后续点火效率自学习更新方法如下：
SparkEff(N)＝r2×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)，此处r2大于r1，且取值在0到1之间。
9.根据权利要求1所述的改善发动机动力不足控制方法，其特征在于，
如果所有转速和负荷工况下基本点火效率均完成更新，且学习到的基本点火效率相比学习前的基本点火效率均不是呈现增大或减小的趋势，则：
1)将学习后的基本点火效率SparkEff(N)减去一个补偿量C2；
2)且后续点火效率自学习更新方法如下：
SparkEff(N)＝r3×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)，此处r3大于r1，且取值在0到1之间。
10.一种改善发动机动力不足控制系统，其特征在于，包括：
激活条件判断模块，用于判断发动机动力不足的工况是否符合预设的基本点火效率自学习的激活条件；
自学习模块，用于在符合激活条件时，进入基本点火效率的自学习过程：
确定理想点火效率；
确定点火效率的变化率；
根据理想点火效率和点火效率的变化率获得实时的目标点火效率；
如果在预设时间内，实际点火效率未达到目标点火效率，则本次基本点火效率自学习失败，停止自学习，点火效率自学习次数加1；若否，则
记录实际点火效率达成其目标点火效率后的转速平均值和负荷平均值，并更新对应转速平均值和负荷平均值的转速和负荷；
将基本点火效率自学习更新前的对应转速和负荷的基本点火效率与目标点火效率进行学习更新，更新方法如下：
SparkEff(N)＝r1×[SparkEffLrn-SparkEff(N-1)]+SparkEff(N-1)，其中N＝1,2,3...，SparkEff(N-1)为第N-1次学习更新后的基本点火效率；SparkEff(N)为第N次学习更新后的基本点火效率；SparkEffLrn为第N次学习到的基本点火效率；r1为系数，取0到1之间；在更新完成后，基本点火效率学习次数加1。
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