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CN116025500B - 一种基于egr率的点火角控制方法、系统及车辆 - Google Patents

一种基于egr率的点火角控制方法、系统及车辆 Download PDF

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CN116025500B
CN116025500B CN202211329619.8A CN202211329619A CN116025500B CN 116025500 B CN116025500 B CN 116025500B CN 202211329619 A CN202211329619 A CN 202211329619A CN 116025500 B CN116025500 B CN 116025500B
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杨柳春
王冬
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Dongfeng Motor Group Co Ltd
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Dongfeng Motor Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于EGR率的点火角控制方法、系统及车辆,方法包括如下步骤:基于不同工况下燃烧稳定性,确定其原始的最大EGR率;对原始的最大EGR率进行滤波优化,得到确定最终的最大EGR率;根据确定的最终最大EGR率,确定点火角修正值;确定最终的点火角。基于不同工况下燃烧稳定性,确定其原始的最大EGR率,经滤波优化处理,得确定最终的最大EGR率得到点火角修正值,最终确定点火角;在不改变硬件成本的基础上,既保证EGR率下的点火角优化,降低油耗的同时,也在EGR率动态变化过程中避免爆震和燃烧稳定性恶化的前提下进行EGR率的优化。

Description

一种基于EGR率的点火角控制方法、系统及车辆
技术领域
本发明属于汽车发动机点火角技术领域,更具体地,涉及一种基于EGR率的点火角控制方法、系统及车辆。
背景技术
EGR即废气再循环,废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管,并与新鲜混合气一起再次进入气缸。EGR主要通过以下几方面发挥作用:EGR中的CO2和水蒸气大大增加了工质的比热容,同时废气的加入也稀释了原来混合气中的氧浓度,从而使燃烧速度变缓,使燃烧过程中的最高温度和平均温度都有所下降,破坏了NO生成的有利环境,从而大大降低NOX排放。因为汽油机的负荷调节方式通常为量调节,所以在汽油机上应用EGR可以相应的增加进气量,EGR率的增加能降低汽油机在中低负荷工况下的节流损失,降低汽油机的燃油消耗率。因为废气混入进气参与燃烧,会使发动机中的各个环节和参数发生变化,对发动机也会产生多方面的影响,而且影响是整体化的,必须总体考量。
研究表明EGR系统在改善排放,降低油耗和改善抗爆震能力上有一定优势。EGR废气可降低燃烧温度,避免爆震,抑制点火提前角推迟。基于此,基于EGR率,对点火角进行控制,用于在EGR率引入时调整点火角,从而改善燃烧效率,降低油耗。
为解决上述问题,专利CN 114810457 A公开了一种具有EGR系统发动机的点火角控制方法、装置和车辆,通过发动机启动后,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,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。但是它分别通过发动机工况和EGR的工况信息两个角度对点火角进行补偿,对于EGR率的计算不够精准,在点火角的优化过程中未考虑到EGR率的优化。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供一种基于EGR率的点火角控制方法、系统及车辆,基于不同工况下燃烧稳定性(通过平均有效压力IMEP的燃烧变动率COV来检测燃烧稳定性),确定其原始的最大EGR率,经滤波和优化处理,得确定最终的最大EGR率得到点火角修正值,最终确定点火角;在不改变硬件成本的基础上,既保证EGR率下的点火角优化,降低油耗的同时,也在EGR率动态变化过程中避免爆震和燃烧稳定性恶化的前提下进行EGR率的优化。
为实现上述目的,按照本发明的一方面,提供一种基于EGR率的点火角控制方法,包括如下步骤:
S100:基于不同工况下燃烧稳定性,确定其原始的最大EGR率;
S200:对原始的最大EGR率进行滤波优化,得到确定的最终最大EGR率;
S300:根据确定的最终最大EGR率,确定点火角修正值;
S400:确定最终的点火角。
进一步地,所述S100中原始的最大EGR率根据发动机转速、进入气缸的新鲜空气进气密度、实际进气VVT角度、目标进气VVT角度、实际排气VVT角度、目标排气VVT角度确定。
进一步地,所述原始最大EGR率的确定具体包括:
确保燃烧稳定性不低于第一限度,通过调整不同发动机转速和进入气缸新鲜空气密度,且同时保证未发生爆震,以抑制爆震为目的进行标定f(nEng,rhoAir);
确保燃烧稳定性不低于第一限度,通过调整实际进气VVT角度与目标进气VVT角度之比和实际排气VVT角度与目标排气VVT角度之比且同时保证未发生爆震,以抑制爆震为目的进行标定
根据f(nEng,rhoAir)和确定原始最大EGR率rEGRMaxRaw
进一步地,所述S200具体包括:
S201:对原始的最大EGR率进行滤波优化,确定滤波后最大EGR率:
rEGRMax(N)=KEGRMax×[rEGRMaxRaw(N)-rEGRMax(N-1)]+rEGRMax(N-1)
其中,rEGRMaxRaw(N)为第N个采样周期的原始的最大EGR率,rEGRMax(N)为第N个采样周期的滤波后的最大EGR率,rEGRMax(N-1)为第N-1个采样周期的滤波后的最大EGR率,N=1,2,3…,rEGRMax(0)等于第0个采样周期时的原始的最大EGR率,即rEGRMaxRaw(0),第0个采样周期是指发动机进入运行状态开始时刻,即发动机已经启动成功;采样周期间隔Δt取10ms;m为发动机缸数,nEng为发动机转速,kEGRMax为滤波系数;
S202:根据滤波后最大EGR率确定最终的最大EGR率:
1)rEGRMax(N)-rEGRMax(N-1)≥ΔrEGR1,则rEGRMaxFinal(N)=rEGRMax(N)+ΔrEGR1
2)rEGRMax(N)-rEGRMax(N-1)≤-ΔrEGR2,则rEGRMaxFinal(N)=rEGRMax(N)-ΔrEGR2
3)-ΔrEGR2<rEGRMax(N)-rEGRMax(N-1)<ΔrEGR1,则rEGRMaxFinal(N)=rEGRMax(N);
其中,rEGRMaxFinal(N)为第N次采样周期的最终最大EGR率,N=1,2,3,…,rEGRMaxFinal(0)=rEGRMax(0),第0个采样周期是指发动机进入运行状态开始时刻;ΔrEGR1和ΔrEGR2均为EGR率偏差,ΔrEGR1≥ΔrEGR2≥0。
进一步地,所述S201中滤波系数kEGRMax的确定方法包括:
1)处于节气门全开状态,滤波系数kEGRMax取0.05~0.25;
2)处于节气门非全开状态,滤波系数kEGRMax取0.17~0.26。
3)在节气门全开状态与节气门非全开状态之间切换时的滤波系数kEGRMax:若在瞬态变化工况下的燃烧稳定性不低于第二限度,且节气门处在从非全开到全开过程中,滤波系数变化率限值绝对值根据第一发动机转速确定;若在瞬态变化工况下的燃烧稳定性不低于第二限度,且节气门处在从全开到非全开过程中,滤波系数变化率限值绝对值根据第二发动机转速确定。
进一步地,S202中EGR率偏差ΔrEGR1和ΔrEGR2的确定方法包括:
ΔrEGR1和ΔrEGR2均由当前运行点火角与最小点火角之差phiRunMinDiff和发动机转速nEng共同决定,通过调整不同发动机转速和当前运行点火角与最小点火角之差phiRunMinDiff,确定ΔrEGR1和ΔrEGR2
进一步地,所述S300中点火角修正值标定包括:
在制动扭矩最大时,通过调整不同发动机转速和进入气缸的新鲜空气进气密度,且同时保证未发生爆震,以抑制爆震为目的进行标定MBT点火角修正值PhiMBTSparkEG RMaxOffset
依据EGR率下的MBT点火角,为了避免爆震发生,减去爆震推迟的点火角得到的基本点火角,通过调整不同发动机转速和进入气缸的新鲜空气进气密度,标定基本点火角修正值PhiBaseSparkE GRMaxOffse t
依据在EGR率下,保证发动机排温保护要求范围内和发动机燃烧稳定性允许范围内发动机允许达到的最小点火角,通过调整不同发动机转速和进入气缸的新鲜空气进气密度,标定最小点火角修正值PhiMinSparkEGRMaxOffset
进一步地,所述S400具体包括:
S401确定最终的实际EGR率下的MBT点火角PhiMBTSparkEG RAct
其中,rEGRAct为实际EGR率,rEGRMaxFinal为最终最大EGR率,PhiMBTSparkEGRMaxOffset为MBT点火角修正值,PhiMBTSparkNo EGR为无EGR率下原始的MBT点火角;
S402确定最终的实际EGR率下的基本点火角PhiBaseSparkEGRAct
其中,PhiBaseSparkNoEGR为无EGR率下原始的基本点火角;
S403确定最终的实际EGR率下的最小点火角PhiMinSparkEGRAct
其中,PhiMinSparkNo EGR为无EGR率下原始的最小点火角。
按照本发明的第二方面,提供一种基于EGR率的点火角控制系统,包括:
第一主模块,用于基于不同工况下燃烧稳定性,确定其原始的最大EGR率;
第二主模块,用于对原始的最大EGR率进行滤波优化,得到确定最终的最大EGR率;
第三主模块,用于根据确定的最终最大EGR率,确定点火角修正值;
第四主模块,用于确定最终的点火角。
按照本发明的第三方面,提供一种车辆,包括控制装置,所述控制装置用于实现所述的点火角控制方法。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
1.本发明的点火角控制方法,基于不同工况下燃烧稳定性,确定其原始的最大EGR率,经滤波和优化处理,得确定最终的最大EGR率得到点火角修正值,最终确定点火角;在不改变硬件成本的基础上,既保证EGR率下的点火角优化,降低油耗的同时,也在EGR率动态变化过程中避免爆震和燃烧稳定性恶化的前提下进行EGR率的优化。
附图说明
图1为本发明一种基于EGR率的点火角控制方法流程图;
图2为本发明基于EGR率的点火角控制系统示意图;
图3为本发明的确定最终的最大EGR率的获取流程图。
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。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
点火角包括MBT点火角,基本点火角和最小点火角,不同的点火角对应不同的点火效率,其中MBT点火角对应的点火效率是1;基本点火角是MBT点火角下避免爆震后并考虑发动机燃烧效率的情况下确定的基本点火角,基本点火角对应的点火效率小于1,基本点火角减去爆震推迟的点火角即可确定为最终允许的点火角;最小点火角是指:在发动机排温保护要求范围内和发动机燃烧稳定性允许范围内发动机允许达到的最小点火角,设置为最小点火角。最小点火角对应的点火效率不大于基本点火角对应的点火效率。
燃烧稳定性:通过平均有效压力IMEP的燃烧变动率COV来检测燃烧稳定性。
在无EGR率标定得到的点火角度减去引入EGR率后的推迟点火角度,既可以得到最终的点火角,此点火角即是包含MBT点火角,基本点火角和最小点火角的控制。本发明基于EGR率的点火角控制,即是确定在EGR率引入后推迟的点火角度。
如图1所示,本发明提供一种基于EGR率的点火角控制方法,包括如下步骤:
S100基于不同工况下燃烧稳定性,确定其原始的最大EGR率;
S200对原始的最大EGR率进行滤波优化,得到确定最终的最大EGR率;
S300根据确定的最终最大EGR率,确定点火角修正值;
S400确定最终的点火角。
基于上述实施例,作为一个可选的实施例,本发明实施例中提供的一种基于EGR率的点火角控制方法,所述S100中原始最大EGR率rEGRMaxRaw为:
其中,nEng为发动机转速,rhoAir为进入气缸的新鲜空气进气密度,phiIntkCamAct为实际进气VVT角度,phiIntkCamSet po int为目标进气VVT角度,phiExhtCamAct为实际排气VVT角度,phiExhtCamSetpo int为目标排气VVT角度。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的一种基于EGR率的点火角控制方法,为获取所述原始最大EGR率rEGRMaxRaw,提出一种实验标定方法:在燃烧稳定性(COV of IMEP)不低于第一限度的情况下,通过调整不同发动机转速和进入气缸新鲜空气密度,且同时保证未发生爆震,以抑制爆震为目的进行标定f(nEng,rhoAir),实验标定数据详见表1;在燃烧稳定性(COV of IMEP)不低于第一限度的情况下,通过调整实际进气VVT角度与目标进气VVT角度之比和实际排气VVT角度与目标排气VVT角度之比且同时保证未发生爆震,以抑制爆震为目的进行标定以确定VVT修正因子实验标定数据详见表2;通过两者的乘积从而获取原始最大EGR率rEGRMaxRaw,优选的,所述第一限度为3%。
表1
在进入气缸的新鲜空气进气密度rhoAir等于或低于200mgpl或者大于等于1250mgpl时,f(nEng,rhoAir)取0;
在发动机转速nEng等于或低于1000rpm或者大于等于5000rpm时,f(nEng,rhoAir)取0。
表2
在上述表2中,VVT修正因子为
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的一种基于EGR率的点火角控制方法,所述S200具体包括以下步骤:S201对原始的最大EGR率进行滤波优化,确定滤波后最大EGR率:
rEGRMax(N)=KEGRMax×[rEGRMaxRaw(N)-rEGRMax(N-1)]+rEGRMax(N-1)
其中,rEGRMaxRaw(N)为第N个采样周期的原始的最大EGR率,rEGRMax(N)为第N个采样周期的滤波后的滤波后最大EGR率,rEGRMax(N-1)为第N-1个采样周期的滤波后的滤波后最大EGR率,N=1,2,3…,rEGRMax(0)等于第0个采样周期时的原始的最大EGR率,即rEGRMaxRaw(0),第0个采样周期是指发动机进入运行状态开始时刻(即发动机已经启动成功);采样周期间隔Δt本实例为10ms。KEGRMax为系数:(本实例发动机缸数m为4,kDesMan的标定时转速为1000rpm,如此设置的目的是为了归一化处理,在不同缸数和转速下,无需做特别标定,只需要标定4缸机和转速为1000rpm的kEGRMax,从而减少标定测试工作),其中m为发动机缸数,nEng为发动机转速,kEGRMax为滤波系数。滤波系数kEGRMax的确定方法取决于节气门是否全开(节气门入口气体压力和出口气体压力之差小于0.2kPa,且节气门开度超过95%,则表征节气门处于全开状态),处于节气门全开状态,滤波系数kEGRMax取0.05~0.25,优选的,kEGRMax=0.11;处于节气门非全开状态,滤波系数kEGRMax取0.17~0.26,优选的kEGRMax=0.23,节气门处于全开状态时的滤波系数kEGRMax较小,节气门全开时发动机充气能力计算精度相对较差,避免EGR率引入导致燃烧稳定性较差。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的一种基于EGR率的点火角控制方法,为获取在节气门全开状态与节气门非全开状态之间切换时的滤波系数kEGRMax,提出一种实验标定方法:在瞬态变化工况下的燃烧稳定性(COV ofIMEP)不低于第二限度的情况下,节气门从非全开到全开过程中,滤波系数变化率限值绝对值取决于发动机转速,实验标定数据详见表3;在瞬态变化工况下的燃烧稳定性(COV ofIMEP)不低于第二限度的情况下,节气门从全开到非全开过程中,滤波系数变化率限值绝对值取决于发动机转速,实验标定数据详见表4,优选的,所述第二限度为3%。
1)如果节气门从非全开到全开,滤波系数变化率限值绝对值取决于发动机转速n
表3
2)如果节气门从全开到非全开,滤波系数变化率限值绝对值同样取决于发动机转速n
表4
同样,在节气门从非全开到全开过渡时,比从全开到非全开过渡是的滤波系数变化率限值绝对值较小,节气门全开时发动机充气能力计算精度相对较差,避免EGR率引入导致燃烧稳定性较差。
S202根据滤波后最大EGR率rEGRMax确定最终的最大EGR率rEGRMaxFinal,如果有:
1)rEGRMax(N)-rEGRMax(N-1)≥ΔrEGR1,则rEGRMaxFinal(N)=rEGRMax(N)+ΔrEGR1
2)rEGRMax(N)-rEGRMax(N-1)≤-ΔrEGR2,则rEGRMaxFinal(N)=rEGRMax(N)-ΔrEGR2
3)-ΔrEGR2<rEGRMax(N)-rEGRMax(N-1)<ΔrEGR1,则rEGRMaxFinal(N)=rEGRMax(N);
其中,rEGRMax(N-1)为第N-1次采样周期读取到的滤波后最大EGR率;rEGRMax(N)为第N次采样周期读取到的滤波后最大EGR率;rEGRMaxFinal(N)为第N次采样周期的最终的最大EGR率,N=1,2,3,…,特别地rEGRMaxFinal(0)=rEGRMax(0),第0个采样周期是指发动机进入运行状态开始时刻(即发动机已经起动成功);ΔrEGR1和ΔrEGR2均为EGR率偏差,ΔrEGR1≥ΔrEGR2≥0,且其均由当前运行点火角与最小点火角之差phiRunMinDiff和发动机转速nEng共同决定,在当前运行点火角与最小点火角之差phiRunMinDiff越小时,需要降低EGR率的变化,避免出现燃烧稳定性的风险。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的一种基于EGR率的点火角控制方法,为获取EGR率偏差ΔrEGR1和ΔrEGR2,提出一种实验方法:ΔrEGR1和ΔrEGR2均由当前运行点火角与最小点火角之差phiRunMinDiff和发动机转速nEng共同决定,通过调整不同发动机转速和当前运行点火角与最小点火角之差phiRunMinDiff,进行标定ΔrEGR1和ΔrEGR2,实验标定数据详见表5和表6。
表5
表6
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的一种基于EGR率的点火角控制方法,为获取确定的最终最大EGR率rEGRMaxFinal对应的点火角修正值:MBT点火角修正值PhiMBTSparkEGRMaxOffset、基本点火角修正值PhiBaseSparkEGRMaxOffse t、最小点火角修正值PhiMinSparkEG RMaxOffset,提出一种实验标定方法:在制动扭矩最大时,通过调整不同发动机转速和进入气缸的新鲜空气进气密度,且同时保证未发生爆震,以抑制爆震为目的进行标定MBT点火角修正值PhiMBTSparkEGRMaxOffset,实验标定数据详见表7;依据EGR率下的MBT点火角,为了避免爆震发生,减去爆震推迟的点火角得到的基本点火角,通过调整不同发动机转速和进入气缸的新鲜空气进气密度,标定基本点火角修正值PhiMBTSparkEG RMaxOffset,实验标定数据详见表8;依据在EGR率下,保证发动机排温保护要求范围内和发动机燃烧稳定性允许范围内发动机允许达到的最小点火角,通过调整不同发动机转速和进入气缸的新鲜空气进气密度,标定最小点火角修正值PhiMBTSparkEGRMaxOffset,实验标定数据详见表9。
表7
在进入气缸的新鲜空气进气密度rhoAir等于或低于200mgpl或者大于等于1250mgpl时,PhiMBTSparkEG RMaxOffset取0;
在发动机转速nEng等于或低于1000rpm或者大于等于5000rpm时,PhiMBTSparkEG RMaxOffset取0。
表8
在进入气缸的新鲜空气进气密度rhoAir等于或低于200mgpl或者大于等于1250mgpl时,PhiBaseSparkEGRMaxOffset取0;
在发动机转速nEng等于或低于1000rpm或者大于等于5000rpm时,PhiBaseSparkEGRMaxOffse t取0。
表9
在进入气缸的新鲜空气进气密度rhoAir等于或低于200mgpl或者大于等于1250mgpl时,PhiMinSparkEGRMaxOffset取0;
在发动机转速nEng等于或低于1000rpm或者大于等于5000rpm时,PhiMinSparkEGRMaxOffset取0。
基于上述方法实施例的内容,作为一种可选的实施例,本发明实施例中提供的一种基于EGR率的点火角控制方法,所述S400中确定最终的点火角包括:
S401确定最终的实际EGR率下的MBT点火角PhiMBTSparkEG RAct
其中,rEGRAct为实际EGR率,rEGRMaxFina l为最终最大EGR率,PhiMBTSparkEGRMaxOffset为MBT点火角修正值,PhiMBTSparkNo EGR为无EGR率下原始的MBT点火角;
S402确定最终的实际EGR率下的MBT点火角PhiBaseSparkEGRAct
其中,rEGRAct为实际EGR率,rEGRMaxFina l为最终最大EGR率,PhiBaseSparkEGRMaxOffset为基本点火角修正值,PhiMBTSparkNo EGR为无EGR率下原始的基本点火角;
S403确定最终的实际EGR率下的MBT点火角PhiMinSparkEG RAct
其中,rEGRAct为实际EGR率,rEGRMaxFinal为最终最大EGR率,PhiMinSparkEGRMaxOffset为最小点火角修正值,PhiMinSparkNoEGR为无EGR率下原始的基本点火角。
本发明各个实施例的实现基础是通过具有中央处理器功能的设备进行程序化的处理实现的。因此在工程实际中,可以将本发明各个实施例的技术方案及其功能封装成各种模块。基于这种现实情况,在上述各实施例的基础上,本发明的实施例提供了一种基于EGR率的点火角控制系统,用于执行上述方法实施例中的基于EGR率的点火角控制方法。包括:
第一主模块,用于基于不同工况下燃烧稳定性,确定其原始的最大EGR率;
第二主模块,用于对原始的最大EGR率进行滤波优化,得到确定最终的最大EGR率;
第三主模块,用于根据确定的最终最大EGR率,确定对应的MBT点火角修正值,基本点火角修正值和最小点火角修正值;
第四主模块,用于确定最终的点火角。
需要说明的是,本发明提供的装置实施例中的装置,除了可以用于实现上述方法实施例中的方法外,还可以用于实现本发明提供的其他方法实施例中的方法,区别仅仅在于设置相应的功能模块,其原理与本发明提供的上述装置实施例的原理基本相同,只要本领域技术人员在上述装置实施例的基础上,参考其他方法实施例中的具体技术方案,通过组合技术特征获得相应的技术手段,以及由这些技术手段构成的技术方案,在保证技术方案具备实用性的前提下,就可以对上述装置实施例中的装置进行改进,从而得到相应的装置类实施例,用于实现其他方法类实施例中的方法。
本发明实施例的方法是依托电子设备实现的,因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的,本发明的实施例提供了一种电子设备,如图3所示,该电子设备包括:至少一个中央处理器(Central processor)、通信接口(Communications Interface)、至少一个存储器(Memory)和通信总线,其中,至少一个中央处理器,通信接口,至少一个存储器通过通信总线完成相互间的通信。至少一个中央处理器可以调用至少一个存储器中的逻辑指令,以执行前述各个方法实施例提供的方法的全部或部分步骤。
此外,上述的至少一个存储器中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个方法实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件实现。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
在本申请中,术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用于限制本发明,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,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于EGR率的点火角控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
S100:基于不同工况下燃烧稳定性,确定其原始的最大EGR率;
S200:对原始的最大EGR率进行滤波优化,得到确定的最终最大EGR率;
S300:根据确定的最终最大EGR率,确定点火角修正值;
在制动扭矩最大时,通过调整不同发动机转速和进入气缸的新鲜空气进气密度,且同时保证未发生爆震,以抑制爆震为目的进行标定MBT点火角修正值PhiMBTSparkEGRMaxOffset
依据EGR率下的MBT点火角,为了避免爆震发生,减去爆震推迟的点火角得到的基本点火角,通过调整不同发动机转速和进入气缸的新鲜空气进气密度,标定基本点火角修正值PhiBaseSparkEGRMaxOffset
依据在EGR率下,保证发动机排温保护要求范围内和发动机燃烧稳定性允许范围内发动机允许达到的最小点火角,通过调整不同发动机转速和进入气缸的新鲜空气进气密度,标定最小点火角修正值PhiMinSparkEGRMaxOffset
S400:确定最终的点火角。
2.根据权利要求1所述的一种基于EGR率的点火角控制方法,其特征在于,所述S100中原始的最大EGR率根据发动机转速、进入气缸的新鲜空气进气密度、实际进气VVT角度、目标进气VVT角度、实际排气VVT角度、目标排气VVT角度确定。
3.根据权利要求2所述的一种基于EGR率的点火角控制方法,其特征在于,所述原始最大EGR率的确定具体包括:
确保燃烧稳定性不低于第一限度,通过调整不同发动机转速和进入气缸新鲜空气密度,且同时保证未发生爆震,以抑制爆震为目的进行标定f(nEng,rhoAir);
确保燃烧稳定性不低于第一限度,通过调整实际进气VVT角度与目标进气VVT角度之比和实际排气VVT角度与目标排气VVT角度之比且同时保证未发生爆震,以抑制爆震为目的进行标定
根据f(nEng,rhoAir)和确定原始最大EGR率rEGRMaxRaw
4.根据权利要求1所述的一种基于EGR率的点火角控制方法,其特征在于,所述S200具体包括:
S201:对原始的最大EGR率进行滤波优化,确定滤波后最大EGR率:
rEGRMax(N)=KEGRMax×[rEGRMaxRaw(N)-rEGRMax(N-1)]+rEGRMax(N-1)
其中,rEGRMaxRaw(N)为第N个采样周期的原始的最大EGR率,rEGRMax(N)为第N个采样周期的滤波后的最大EGR率,rEGRMax(N-1)为第N-1个采样周期的滤波后的最大EGR率,N=1,2,3…,rEGRMax(0)等于第0个采样周期时的原始的最大EGR率,即rEGRMaxRaw(0),第0个采样周期是指发动机进入运行状态开始时刻,即发动机已经启动成功;采样周期间隔Δt取10ms;m为发动机缸数,nEng为发动机转速,kEGRMax为滤波系数;
S202:根据滤波后最大EGR率确定最终的最大EGR率:
1)rEGRMax(N)-rEGRMax(N-1)≥ΔrEGR1,则rEGRMaxFinal(N)=rEGRMax(N)+ΔrEGR1
2)rEGRMax(N)-rEGRMax(N-1)≤-ΔrEGR2,则rEGRMaxFinal(N)=rEGRMax(N)-ΔrEGR2
3)-ΔrEGR2<rEGRMax(N)-rEGRMax(N-1)<ΔrEGR1,则rEGRMaxFinal(N)=rEGRMax(N);
其中,rEGRMaxFinal(N)为第N次采样周期的最终最大EGR率,N=1,2,3,…,rEGRMaxFinal(0)=rEGRMax(0),第0个采样周期是指发动机进入运行状态开始时刻;ΔrEGR1和ΔrEGR2均为EGR率偏差,ΔrEGR1≥ΔrEGR2≥0。
5.根据权利要求4所述的一种基于EGR率的点火角控制方法,其特征在于,所述S201中滤波系数kEGRMax的确定方法包括:
1)处于节气门全开状态,滤波系数kEGRMax取0.05~0.25;
2)处于节气门非全开状态,滤波系数kEGRMax取0.17~0.26;
3)在节气门全开状态与节气门非全开状态之间切换时的滤波系数kEGRMax:若在瞬态变化工况下的燃烧稳定性不低于第二限度,且节气门处在从非全开到全开过程中,滤波系数变化率限值绝对值根据第一发动机转速确定;若在瞬态变化工况下的燃烧稳定性不低于第二限度,且节气门处在从全开到非全开过程中,滤波系数变化率限值绝对值根据第二发动机转速确定。
6.根据权利要求5所述的一种基于EGR率的点火角控制方法,其特征在于,1)处于节气门全开状态,所述滤波系数kEGRMax取0.11;
2)处于节气门非全开状态,滤波系数kEGRMax取0.23。
7.根据权利要求4所述的一种基于EGR率的点火角控制方法,其特征在于,S202中EGR率偏差ΔrEGR1和ΔrEGR2的确定方法包括:
ΔrEGR1和ΔrEGR2均由当前运行点火角与最小点火角之差phiRunMinDiff和发动机转速nEng共同决定,通过调整不同发动机转速和当前运行点火角与最小点火角之差phiRunMinDiff,确定ΔrEGR1和ΔrEGR2
8.根据权利要求1所述的一种基于EGR率的点火角控制方法,其特征在于,所述S400具体包括:
S401确定最终的实际EGR率下的MBT点火角PhiMBTSparkEGRAct
其中,rEGRAct为实际EGR率,rEGRMaxFinal为最终最大EGR率,PhiMBTSparkEGRMaxOffset为MBT点火角修正值,PhiMBTSparkNoEGR为无EGR率下原始的MBT点火角;
S402确定最终的实际EGR率下的基本点火角PhiBaseSparkEGRAct
其中,PhiBaseSparkNoEGR为无EGR率下原始的基本点火角;
S403确定最终的实际EGR率下的最小点火角PhiMinSparkEGRAct
其中,PhiMinSparkNoEGR为无EGR率下原始的最小点火角。
9.一种基于EGR率的点火角控制系统,其特征在于,用于实现权利要求1-7中任一项所述的点火角控制方法,包括:
第一主模块,用于基于不同工况下燃烧稳定性,确定其原始的最大EGR率;
第二主模块,用于对原始的最大EGR率进行滤波优化,得到确定最终的最大EGR率;
第三主模块,用于根据确定的最终最大EGR率,确定点火角修正值;
第四主模块,用于确定最终的点火角。
10.一种车辆,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1-7中任一项所述的点火角控制方法。
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