CN114810457B - 一种具有egr系统发动机的点火角控制方法、装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种具有EGR系统发动机的点火角控制方法、装置和车辆。发动机启动后，发动机的转速和发动机扭矩确定基础点火角；EGR工作时向发动机内输送气体，获取当前发动机的工况信息以及EGR的工况信息，根据发动机的况信息以及EGR的工况信息，根据点火角补偿值，对基础点火角进行至少一个维度补偿得到实际点火角，然后根据点火角补偿值对基础点火角进行补偿，从而得到实际点火角，通过计算对基础点火角至少一个维度的影响，从而得到与当前发动机状态更加匹配的实际点火角，进而有效降低发动机爆震或发动机效率较低的情况发生。

Description

一种具有EGR系统发动机的点火角控制方法、装置和车辆

技术领域

本申请实施例涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种具有EGR系统发动机的点火角控制方法、装置和车辆。

背景技术

环境问题，能源危机，苛刻的排放及油耗法规的出台，为内燃机行业提出了严峻的挑战。降油耗、降排放是目前最核心的两个问题，因此将低压EGR系统应用于发动机，废气降温后由EGR引入发动机缸体内，降低发动机缸内压缩终点的温度，抑制发动机，从而可以向前提点火角，进而提高发动机的热效率。

现有技术中，EGR系统管路较长，进入缸内过程中有一定延迟，在加减速过程中，实际进入缸内的EGR率可能与需求EGR率有一定差异，导致实际EGR率与点火角不匹配，容易引起发动机爆震或发动机效率较低。

申请内容

本申请实施例在于提供一种具有EGR系统发动机的点火角控制方法、装置和车辆，旨在解决实际EGR率与点火角不匹配的问题。

本申请实施例第一方面提供一种点火角控制方法，所述方法包括：

根据发动机的转速和发动机扭矩，确定基础点火角；

获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息；

根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对所述基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值；

根据所述点火角补偿值，对所述基础点火角进行至少一个维度补偿得到实际点火角。

可选地，根据发动机的转速和发动机扭矩，确定基础点火角，包括：

将所述发动机转速和所述发动机扭矩代入基础点火角图谱，得到所述基础点火角。

可选地，获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，包括：

获取所述发动机当前的转速和发动机循环进气量；

以及获取所述EGR的实际EGR率和发动机进气温度。

可选地，根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对所述基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值，包括：

将所述发动机循环进气量和所述实际EGR率代入基础点火角补偿图谱，得到基础维度补偿的基础点火角补偿值；

将所述发动机循环进气量和所述发动机转速代入发动机流动预测图谱，得到气体流动维度补偿的流动影响点火角补偿值。

可选地，获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，还包括：

获取所述发动机的扭矩和发动机冷却水温；

根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对所述基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值，还包括：

将所述发动机冷却水温和所述进气温度代入所述温度影响图谱，确定温度维度补偿的温度影响点火角补偿值。

可选地，根据所述点火角补偿值，对所述基础点火角进行至少一个维度补偿得到实际点火角，包括：

将所述所述基础点火角和各个维度补偿的点火角补偿值累加，得到所述实际点火角。

可选地，得到所述实际点火角之后，所述方法还包括：

控制发动机按照所述实际点火角进行点火。

本申请实施例第二方面提供种点火角控制装置，所述控制装置包括：

基础确定模块，用于根据发动机的转速和发动机扭矩，确定基础点火角；

信息获取模块，用于获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息；

确定模块，用于根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对所述基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值；

计算模块，用于根据所述点火角补偿值，对所述基础点火角进行至少一个维度补偿得到实际点火角。

本申请实施例第三方面提供一种电子设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行存储在所述存储器上的计算机程序，以实现上述的控制方法。

本申请实施例第四方面提供一种车辆，包括控制装置，所述控制装置用于实现上述的控制方法。

有益效果：

本申请提供一种具有EGR系统发动机的点火角控制方法、装置和车辆，发动机启动后，发动机的转速和发动机扭矩确定基础点火角；EGR工作时向发动机内输送气体，获取当前发动机的工况信息以及EGR的工况信息，根据发动机的况信息以及EGR的工况信息，从至少一个维度计算和确定对基础点火角进行补偿的点火角补偿值，然后根据点火角补偿值对基础点火角进行补偿，从而得到实际点火角，通过从至少一个维度计算对基础点火角的影响，从而得到与当前发动机状态更加匹配的实际点火角，进而有效降低发动机爆震或发动机效率较低的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提出的控制方法的流程示意图；

图2是本申请一实施例提出的确定点火补偿值的流程示意图；

图3是本申请另一实施例提出的确定点火补偿值的流程示意图；

图4是本申请一实施例提出的控制装置的模块示意图；

图5是本申请另一实施例提出的控制装置的模块示意图；

图6是本申请一实施例提出的电子设备的模块示意图。

附图标记说明：4、控制装置；401、基础确定模块；402、信息获取模块；403、确定模块；404、计算模块；405、执行模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

为了实现降油耗、降排放，相关技术中将低压EGR系统应用于发动机，将冷却后的废气引入缸内，降低缸内的温度及比热比，降低中小负荷的泵气损失，在发动机大负荷工作时引入EGR，可以降低压缩终点温度，抑制发动机，从而可以向前提点火角，进而提高发动机的热效率。

发动机EGR系统为外部EGR，将催化器后的废气引到进气增压器前，需要经过增压器、进气中冷器以及节气门才能进入到发动机缸内。EGR系统管路较长，进入缸内过程中有一定延迟，在加减速过程中，实际进入缸内的EGR率可能与需求EGR率有一定差异，如果需求EGR率高于实际EGR率，EGR率未达到预期，导致实际EGR率与点火角不匹配，那么对发动机的爆震抑制能力较弱，可能引起发动机爆震，造成对机体的破坏；如果降低需求EGR率，EGR率超过预期，导致实际EGR率与点火角不匹配，则发动机点火较晚，效率较低。

有鉴于此，本申请实施例第一方面提出一种点火角控制方法，参照图1，点火角控制方法包括：

S1，根据发动机的转速和发动机扭矩，确定基础点火角；

实时获取发动机的转速和发动机的扭矩，查找基础点火角图谱，将发动机的转速和发动机的扭矩代入，从而得到在无其他外外界因素影响下，标准的基础点火角。

其中基础点火角即为无其他外外界因素影响下，发动机实现最佳燃烧效果的点火时刻时对应的发动机活塞所在角度。

S2，获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息；

检测发动机当前的工况信息，包括发动机的转速、发动机扭矩和发动机的冷却水温度，以及EGR的工况信息，包括实际EGR率、发动机进气温度和发动机循环进气量，通过上述信息确定对点火角的影响因素。

其中EGR率即为发动机进气过程中催化器后的废气所占的比例。

S3，根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值；

通过分析发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，从而获得对点火角构成影响的维度，包括基础维度、气体流动维度和温度维度等，并从各个维度计算对点火角的影响值，从而确定发动机要想达到最优效果所需要的点火角补偿值。

点火角补偿值即为对基础点火角进行修正的数值，通过对各个维度计算对点火角的影响进行判断，确定影响值，然后通过与影响值相反的点火角补偿值进行补偿，使发动机达到最优效果。

S4，根据点火角补偿值，对基础点火角进行至少一个维度补偿得到实际点火角。

根据确定的点火角补偿值以及基础点火角，通过计算，得到发动机要想达到最优效果所需要的实际点火角。

发动机启动后，发动机的转速和发动机扭矩确定基础点火角；EGR工作时向发动机内输送气体，获取当前发动机的工况信息以及EGR的工况信息，根据发动机的工况信息以及EGR的工况信息，计算和确定对基础点火角从至少一个维度进行补偿的点火角补偿值，然后根据点火角补偿值对基础点火角进行补偿，从而得到实际点火角，通过计算从至少一个维度对基础点火角的影响，从而得到与当前发动机状态更加匹配的实际点火角，进而有效降低发动机爆震或发动机效率较低的情况发生。

其中，根据发动机的转速和发动机扭矩，确定基础点火角，包括：

将发动机转速和发动机扭矩代入基础点火角图谱，得到基础点火角。

在没有EGR的情况下，由台架试验获得基础点火角图谱，其中，基础点火角图谱横坐标为发动机的转速，纵坐标为发动机的扭矩，基础点火角图谱的内容即为发动机的转速和发动机扭矩对应的基础点火角。

发动机工作过程中实时获取发动机的转速和发动机扭矩，将发动机的转速和发动机扭矩代入基础点火角图谱，根据在基础点火角图谱上的对应内容，从而得到在无其他外外界因素影响下，标准的基础点火角。

在一些实施例中，获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，包括：

获取发动机当前的转速和发动机循环进气量；

以及获取EGR的实际EGR率和发动机进气温度。

其中，根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值，参照图2，包括：

S21，将发动机循环进气量和实际EGR率代入基础点火角补偿图谱，得到基础维度补偿的基础点火角补偿值；

对于安装EGR的发动机来说，发动机的循环进气量对应发动机负荷水平，不同负荷下对应不同实际EGR率，因此在基础维度，不同的发动机循环进气量和实际EGR率情况下，发动机对爆震的忍耐程度不同，因此通过发动机循环进气量和实际EGR率确定基础维度补偿的基础点火角补偿值。

由台架试验获得安装EGR的发动机的基础点火角补偿图谱，横坐标为由ECU逻辑计算得到的实际EGR率，纵坐标为由空气流量计及ECU计算得到的发动循环机进气量，发动机工作过程中实时获取发动机循环进气量和实际EGR率，并将发动机循环进气量和实际EGR率代入基础点火角补偿图谱，根据在基础点火角补偿图谱上的对应内容，从而得到EGR在基础维度对技术点火角的基础点火角补偿值。

S22，将发动机循环进气量和发动机转速代入发动机流动预测图谱，得到气体流动维度补偿的流动影响点火角补偿值。

在气体流动维度上，当气体通过EGR进入发动机时，由于发动机在高转速运行，缸内流动较为强烈，不同的发动机循环进气量和发动机转速，导致发动机对爆震的忍耐程度不同，因此通过发动机循环进气量和发动机转速确定气体流动维度补偿的流动影响点火角补偿值。

通过经验预测以及实验数据拟合，得到发动机流动预测图谱，实时获取发动机循环进气量和发动机转速，并将发动机循环进气量和发动机转速代入发动机流动预测图谱，根据在发动机流动预测图谱上的对应内容，得到气体流动维度补偿的流动影响点火角补偿值。

在一些实施例中，获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，还包括：

获取发动机的扭矩和发动机冷却水温；

参照图3，根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值，还包括：

S23，将发动机冷却水温和进气温度代入温度影响图谱，确定温度维度补偿的温度影响点火角补偿值。

在温度维度上，发动机的工作过程中，发动机水温和进气温度决定当发动机的活塞在临近压缩终点、缸内点火前混合气体的温度，温度影响气体密度，进而影响缸内压力，因此通过发动机冷却水温和进气温度，确定温度维度补偿的温度影响点火角补偿值。

由台架实验得到温度影响图谱，实时获取发动机冷却水温和进气温度，将发动机冷却水温和进气温度代入温度影响图谱中，根据在发动机温度影响图谱上的对应内容，得到温度维度补偿的温度影响点火角补偿值。

在一些实施例中，根据点火角补偿值，对基础点火角进行至少一个维度补偿得到实际点火角，包括：

将基础点火角和各个维度补偿的点火角补偿值累加，得到实际点火角。

根据计算得到各个维度补偿的点火角补偿值，包括基础点火角补偿值、流动影响点火角补偿值和温度影响点火角补偿值，各个点火角补偿值正负不定，将各个点火角补偿值与最开始得到的基础点火角累加，例如在一种实施例中将基础点火角、基础补偿值、流动影响点火角补偿和温度影响点火角补偿值相加，从而得到适应当前发动机状态的实际点火角。

其中，得到实际点火角之后，点火角控制方法还包括：

控制发动机按照实际点火角进行点火，从而完成点火动作。

当实际点火角确定后，当发动机的活塞运动至实际点火角对应的角度时，驱使发动机点火，驱使发动机进行下一次冲程，从而使发动机在合适位置完成点火动作。

基于同一种发明构思，本申请实施例第二方面提出一种点火角控制装置4，参照图4，控制装置包括：

基础确定模块401，用于根据发动机的转速和发动机扭矩，确定基础点火角；

信息获取模块402，用于获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息；

确定模块403，用于根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值；

计算模块404，用于根据所述点火角补偿值，对所述基础点火角进行至少一个维度补偿得到实际点火角。

其中，基础确定模块401还用于执行以下步骤：

将发动机转速和发动机扭矩代入基础点火角图谱，得到基础点火角。

其中，信息获取模块402还用于执行以下步骤：

获取发动机当前的转速和发动机循环进气量；

以及获取EGR的实际EGR率和发动机进气温度。

其中，确定模块403还用于执行以下步骤：

将发动机循环进气量和实际EGR率代入基础点火角补偿图谱，得到基础维度补偿的基础点火角补偿值；

将发动机循环进气量和发动机转速代入发动机流动预测图谱，得到气体流动维度补偿的流动影响点火角补偿值。

在一种实施例中，信息获取模块402和确定模块403还用于执行以下步骤：

通过信息获取模块402获取发动机的扭矩和发动机冷却水温；

通过确定模块403将发动机冷却水温和进气温度代入温度影响图谱，确定温度维度补偿的温度影响点火角补偿值。

在一些实施例中，参照图5，控制装置4还包括执行模块405，执行模块405用于执行以下步骤：

控制发动机按照实际点火角进行点火。

基于同一发明构思，本申请实施例还提出一种电子设备，参照图6，电子设备包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行存储在存储器上的计算机程序，以实现上述的控制方法。

基于同一发明构思，本申请实施例还提出一种车辆，包括上述的控制装置，控制装置用于实现上述的控制方法。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，在本文中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请，在具体实施方式及应用范围上均会有不同形式的改变之处，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种点火角控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据发动机的转速和发动机扭矩，确定基础点火角；

获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息；

根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对所述基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值；

根据所述点火角补偿值，对所述基础点火角进行至少一个维度补偿得到实际点火角；

所述获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，包括：

获取所述发动机当前的转速和发动机循环进气量；

以及获取所述EGR的实际EGR率和发动机进气温度；

所述根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对所述基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值，包括：

将所述发动机循环进气量和所述实际EGR率代入基础点火角补偿图谱，得到基础维度补偿的点火角补偿值；其中，所述基础点火角补偿图谱由台架试验获得；

将所述发动机循环进气量和所述发动机当前的转速代入发动机流动预测图谱，得到气体流动维度补偿的流动影响点火角补偿值；其中，所述发动机流动预测图谱由经验预测和实验数据拟合获得。

2.根据权利要求1所述的点火角控制方法，其特征在于，根据发动机的转速和发动机扭矩，确定基础点火角，包括：

将所述发动机转速和所述发动机扭矩代入基础点火角图谱，得到所述基础点火角。

3.根据权利要求1所述的点火角控制方法，其特征在于，获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，还包括：

获取所述发动机的扭矩和发动机冷却水温；

根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对所述基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值，还包括：

将所述发动机冷却水温和所述进气温度代入温度影响图谱，确定温度维度补偿的温度影响点火角补偿值。

4.根据权利要求1所述的点火角控制方法，其特征在于，根据所述点火角补偿值，对所述基础点火角进行至少一个维度补偿得到实际点火角，包括：

将所述基础点火角和各个维度补偿的点火角补偿值累加，得到所述实际点火角。

5.根据权利要求1所述的点火角控制方法，其特征在于，得到所述实际点火角之后，所述点火角控制方法还包括：

控制发动机按照所述实际点火角进行点火。

6.一种点火角控制装置，其特征在于，所述控制装置(4)包括：

基础确定模块(401)，用于根据发动机的转速和发动机扭矩，确定基础点火角；

信息获取模块(402)，用于获取发动机当前的工况信息和EGR的工况信息；

确定模块(403)，用于根据发动机当前的工况信息和EGR的工况信息，确定对所述基础点火角进行至少一个维度补偿的点火角补偿值；

计算模块(404)，用于根据所述点火角补偿值，对所述基础点火角进行至少一个维度补偿得到实际点火角；

所述信息获取模块（402）还用于执行以下步骤：

获取发动机当前的转速和发动机循环进气量；

以及获取EGR的实际EGR率和发动机进气温度；

所述确定模块（403）还用于执行以下步骤：

将所述发动机循环进气量和所述实际EGR率代入基础点火角补偿图谱，得到基础维度补偿的点火角补偿值；其中，所述基础点火角补偿图谱由台架试验获得；

将所述发动机循环进气量和所述发动机当前的转速代入发动机流动预测图谱，得到气体流动维度补偿的流动影响点火角补偿值；其中，所述发动机流动预测图谱由经验预测和实验数据拟合获得。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行存储在所述存储器上的计算机程序，以实现权利要求1-5中任一项所述的点火角控制方法。

8.一种车辆，其特征在于，包括控制装置，所述控制装置用于实现权利要求1-5中任一项所述的点火角控制方法。