一种发动机的控制方法及控制系统与流程

专利2023-06-21  116



1.本发明涉及发动机领域,尤其涉及一种发动机的控制方法及控制系统。


背景技术:

2.汽油发动机的燃烧模式包括点燃模式和点燃压燃模式,点燃模式称为火花点火模式,点燃压燃模式称为火花点火激发均质压燃组合燃烧模式。点燃压燃模式可以加快燃烧速度,提升燃烧效率,但是发动机万有特性工况内全部采用点燃压燃模式,会影响发动机可靠性,点燃模式相比较点燃压燃模式则具有良好的燃烧稳定性,但是燃效效率较低。目前发动机的工作模式单一,在保证发动机的燃烧可靠性的前提下,发动机的燃烧效率较低造成能量的浪费。


技术实现要素:

3.本发明提供一种发动机的控制方法及控制系统,以解决发动机的燃烧效率较低造成能量的浪费的问题。
4.本发明实施例提供一种发动机的控制方法,该控制方法包括:获取发动机的转速和第一状态信息;根据所述第一状态信息确定预估负荷;基于所述转速和所述预估负荷确定所述发动机的目标燃烧模式;在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转;在所述目标燃烧模式为点燃模式状态下控制所述发动机在点燃模式下运转。
5.进一步地,所述在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转之前,所述控制方法还包括:获取所述发动机的第二状态信息并确定所述发动机的实际燃烧模式;在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转包括:在所述实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,向所述发动机发送第一切换指令,使所述发动机由点燃模式切换为点燃压燃模式。
6.进一步地,所述在所述实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,向所述发动机发送第一切换指令,使所述发动机由点燃模式切换为点燃压燃模式包括:确认所述实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态;获取所述发动机的第三状态信息并判断所述发动机是否处于稳态;在所述发动机处于稳态时,向所述发动机发送所述第一切换指令;在所述发动机不处于稳态时,重复所述获取所述发动机的第三状态信息并判断所述发动机是否处于稳态直至判断所述发动机处于稳态,并向所述发动机发送所述第一切换指令。
7.进一步地,所述第三状态信息包括:油门踏板开度;所述获取所述发动机的第三状态信息并判断所述发动机是否处于稳态包括:获取所述油门踏板开度并确定需求负荷,同时基于所述转速确定循环波动率;在所述需求负荷与所述预估负荷之间的差值与所述需求负荷之比小于第一阈值,且所述循环波动率小于第二阈值的状态下,判断所述发动机处于
稳态。
8.进一步地,所述在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转;在所述目标燃烧模式为点燃模式状态下控制所述发动机在点燃模式下运转之前,所述控制方法还包括:获取所述发动机的第四状态信息并确定所述发动机的实际燃烧模式;所述在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转;在所述目标燃烧模式为点燃模式状态下控制所述发动机在点燃模式下运转包括:在所述实际燃烧模式与所述目标燃烧模式不同的状态下,控制所述发动机减小点火提前角;调节所述发动机的喷油量和喷油时间,以使所述发动机在所述目标燃烧模式下运转;将所述点火提前角增大至与所述转速对应的预设值。
9.进一步地,所述在所述实际燃烧模式与所述目标燃烧模式不同的状态下,控制所述发动机减小点火提前角包括:确定所述实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,控制所述发动机减小点火提前角所述调节所述发动机的喷油量和喷油时间,以使所述发动机在所述目标燃烧模式下运转包括:控制所述发动机在进气行程进行第一次喷油,在压缩行程进行第二次喷油,以使所述发动机在所述点燃压燃模式下运转。
10.进一步地,所述在所述实际燃烧模式与所述目标燃烧模式不同的状态下,控制所述发动机减小点火提前角包括:确定所述实际燃烧模式为点燃压燃模式且目标燃烧模式为点燃模式状态下,控制所述发动机减小点火提前角;所述调节所述发动机的喷油量和喷油时间,以使所述发动机在所述目标燃烧模式下运转包括:控制所述发动机在进气行程进行一次喷油,以使所述发动机在所述点燃模式下运转。
11.进一步地,所述基于所述转速和所述预估负荷确定所述发动机的目标燃烧模式包括:获取所述发动机预存的运转模式表;基于所述转速和所述预估负荷确定在所述运转模式表中的工况点;在所述工况点处于所述运转模式表中的点燃模式区域内的情况下,确定所述发动机的目标燃烧模式为点燃模式;在所述工况点处于所述运转模式表中的点燃压燃模式区域内的情况下,确定所述发动机的目标燃烧模式为点燃压燃模式。
12.进一步地,在所述运转模式表中所述转速低于第三阈值,且所述负荷低于第四阈值的区域为所述点燃模式区域;在所述运转模式表中所述转速不低于第三阈值且低于第五阈值,同时所述负荷不低于第四阈值且低于第六阈值的区域为所述点燃压燃模式区域;在所述运转模式表中所述转速不低于第五阈值,且所述负荷不低于第六阈值的区域为所述点燃模式区域。
13.本发明实施例还提供一种发动机的控制系统,该控制系统用于执行上述控制方法,该控制系统包括:获取模块,用于获取发动机的转速和第一状态信息;处理模块,用于根据所述第一状态信息确定预估负荷;所述处理模块还用于,基于所述转速和所述预估负荷确定所述发动机的目标燃烧模式;所述处理模块还用于,在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转;在所述目标燃烧模式为点燃模式状态下控制所述发动机在点燃模式下运转。
14.本发明实施例提供一种发动机的控制方法,该控制方法包括:获取发动机的转速和第一状态信息;根据第一状态信息确定预估负荷;基于转速和预估负荷确定发动机的目标燃烧模式;在目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制发动机在点燃压燃模式下运转;在目标燃烧模式为点燃模式状态下控制发动机在点燃模式下运转。针对发动机万有特性的
不同工作区域,将不同工况点划分成与之相匹配的燃烧模式,称之为目标燃烧模式,通过发动机的转速以及预估负荷确定发动机适合在点燃模式下运转或者在点燃压燃模式下运转,将发动机当前燃烧模式调整为与目标燃烧模式相同的燃烧模式,通过实现在点燃状态和点燃压燃状态之间进行切换,使发动机保持相匹配的燃烧模式,可以有效保证发动机运转的可靠性,同时有效提高发动机的燃烧效率,避免能源的浪费。
附图说明
15.图1为本发明实施例提供的一种发动机的控制方法的流程示意图;
16.图2为本发明实施例提供的另一种发动机的控制方法的流程示意图;
17.图3为本发明实施例提供的另一种发动机的控制方法的流程示意图;
18.图4为本发明实施例提供的另一种发动机的控制方法的流程示意图;
19.图5为本发明实施例提供的另一种发动机的控制方法的流程示意图;
20.图6为本发明实施例提供的另一种发动机的控制方法的流程示意图;
21.图7为本发明实施例提供的另一种发动机的控制方法的流程示意图;
22.图8为本发明实施例提供的另一种发动机的控制方法的流程示意图;
23.图9为本发明实施例提供的一种发动机的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
24.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仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
25.在具体实施例中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复,本发明中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。
26.在以下的描述中,所涉及的术语“第一\第二\...”仅仅是区别不同的对象,不表示各对象之间具有相同或联系之处。应该理解的是,所涉及的方位描述“上方”、“下方”、“外”、“内”均为正常使用状态时的方位,“左”、“右”方向表示在具体对应的示意图中所示意的左右方向,可以为正常使用状态的左右方向也可以不是。
27.需要说明的是,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、物品或者装置不仅包括那些要素,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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。术语“连接”在未特别说明的情况下,既包括直接连接也包括间接连接。
28.以下具体实施方式中提供的控制方法和控制系统应用的发动机可以为任何车辆类型的发动机,示例性的,该发动机可以应用于轿车,示例性的,该发动机也可以适用于货车。
29.在一些实施例中,如图1所示,图1提供了一种发动机的控制方法的流程示意图,该
控制方法的流程包括:
30.步骤1,获取发动机的转速和第一状态信息。
31.具体的,发动机的燃烧模式需要根据当前发动机的实际运转状态进行实时调整,发动机的控制系统需要实时获取发动机当前的运转状态的信息,发动机当前的实际运转信息可以理解为发动机的转速和第一状态信息,通过发动机的转速和第一状态信息进行分析以便确定发动机应当处于何种燃烧模式,以提高发动机的燃烧效率。需要说明的是,涉及发动机运转状态的指标具有多种,任何能够辅助发动机确定预估负荷的数据均属于发动机的第一状态信息数据,例如,发动机的进气温度,发动机的进气压力以及配气相位。发动机的转速以及第一状态信息数据可以直接通过相应传感器直接获取,也可以通过传感器进行计算进行获取。例如,发动机的曲轴附近设置位置传感器,可以直接获取发动机的转速。例如,发动机设置温度传感器,可以直接获取发动机的进气温度;例如,发动机的凸轮轴附近位置和曲轴附近位置均设置位置传感器,利用凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器检测曲轴和凸轮轴的位置,通过计算确定配气相位。温度传感器和位置传感器的数量以及设置位置不做限定,符合实际需求即可。
32.步骤2,根据第一状态信息确定预估负荷。
33.需要说明的是,预估负荷包括发动机的预估进气量,预估扭矩和预估功率,因此本案的预估负荷可以代指预估进气量,预估扭矩和预估功率中的任意一种或者多种。具体的,任何能够辅助发动机确定预估负荷的数据均属于发动机的第一状态信息数据,例如,第一状态信息可以包括发动机的进气温度,通过温度传感器检测发动机进气温度。例如,第一状态信息还可以包括发动机的进气压力,通过压力传感器检测发动机进气压力。例如,第一状态信息还可以包括发动机的配气相位,利用凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器检测曲轴和凸轮轴的位置,通过计算从而确定配气相位。第一状态信息可以仅包括一种发动机参数信息,也可以包括多种发动机参数信息。通过发动机相应的参数信息计算出发动机的预估负荷。
34.步骤3,基于转速和预估负荷确定发动机的目标燃烧模式。
35.需要说明的是,发动机的不同运转工况下,对应的燃烧模式有所不同,采用适合于当前发动机运转状态下的燃烧模式有利于提高发动机的燃烧效率。通过转速和预估负荷确定发动机的目标燃烧模式,目标燃烧模式包括点燃模式和点燃压燃模式。根据转速和预估负荷确定发动机的目标燃烧模式的评判方式不做限定。示例性的,通过设定阈值判断,当发动机的预估负荷在均高于设定阈值时,发动机处于阈值的运转工况,此刻发动机可以采用点燃模式,从而避免爆压和压力升高率超过限值而产生的危险;当发动机的预估负荷在低于设定阈值时,发动机处于中低负荷的运转工况,此刻发动机可以采用点燃压燃模式,提高燃效效率。评判方式也可以通过在控制系统提前预存运转模式表,通过将发动机的转速和预估负荷与预存的运转模式表对比从而判定发动机此刻的目标燃烧模式,运转模式表中具体参考内容在此不做限定。示例性的,运转模式表中设置发动机的转速和负荷,将发动机的转速和负荷划分多个区域,通过将发动机转速和负荷映射到运转模式表上,确认此工况点处于点燃模式或者点燃压燃模式,当发动机转速和负荷均较低时,不存在爆压的风险,可以采用点燃压燃模式,提高燃效效率;当发动机转速和负荷均较高时,为保证发动机的可靠性,可以采用点燃模式,提高发动机运行的稳定性。
36.步骤4,在目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制发动机在点燃压燃模式下运转;在目标燃烧模式为点燃模式状态下控制发动机在点燃模式下运转。
37.具体的,基于转速和预估负荷确定发动机的目标燃烧模式之后,此时可以确定当前发动机实际的燃烧模式,也可以不用确定发动机的实际燃烧模式,只要控制系统将控制发动机采用相应的燃烧模式即可。在目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,通过调整与点燃压燃状态对应的发动机参数的数值,例如,调整配气相位,喷油量以及喷油时间,以使发动机符合点燃压燃模式下的运转。在目标燃烧模式为点燃模式状态下,同样通过调整与点燃状态对应的发动机参数的数值,例如,调整配气相位,喷油量以及喷油时间,以使发动机符合点燃模式下的运转。具体配气相位,喷油量和喷油时间在此不做限定,可以根据发动机提前预设的信息而定,例如,将发动机不同运转工况对应的参数需求提前输入到发动机的控制系统,作为预设数值,通过控制系统获取当前发动机的工况信息,将发动机的相应参数调整为预设数值。
38.本发明实施例提供一种发动机的控制方法,该控制方法包括:获取发动机的转速和第一状态信息;根据第一状态信息确定预估负荷;基于转速和预估负荷确定发动机的目标燃烧模式;在目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制发动机在点燃压燃模式下运转;在目标燃烧模式为点燃模式状态下控制发动机在点燃模式下运转。针对发动机万有特性的不同工作区域,将不同工况点划分成与之相匹配的燃烧模式,称之为目标燃烧模式,通过发动机的转速以及预估负荷确定发动机适合在点燃模式下运转或者在点燃压燃模式下运转,将发动机当前燃烧模式调整为与目标燃烧模式相同的燃烧模式,通过实现在点燃状态和点燃压燃状态之间进行切换,使发动机保持相匹配的燃烧模式,可以有效保证发动机运转的可靠性,同时有效提高发动机的燃烧效率,避免能源的浪费。
39.在一些实施例中,如图2所示,图2提供另一种发动机的控制方法的流程示意图的流程示意图,该控制方法与图1提供的控制方法不同的是,图1中的步骤s4之前,该控制方法还包括:
40.步骤5,获取发动机的第二状态信息并确定发动机的实际燃烧模式。
41.具体的,在确定目标燃烧模式为点燃压燃模式后,可以获取发动机的第二状态信息,通过第二状态信息确定发动机的实际燃烧模式,任何能够确定发动机的实际燃烧模式的信息均属于第二状态信息,例如,通过喷油次数可以确定当前处于发动机的实际燃烧模式,仅在吸气行程进行喷油的燃烧模式为点燃模式,在吸气行程和压缩行程均喷油的燃烧模式为点燃压燃模式。
42.如图2所示,该控制方法与图1中所示的控制方法不同的是,图2中的步骤s4包括:
43.步骤s41,在实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,向发动机发送第一切换指令,使发动机由点燃模式切换为点燃压燃模式。
44.具体的,在实际燃烧模式与目标燃烧模式不同时,需要将实际燃烧模式切换成目标燃烧模式。在实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,向发动机发送第一切换指令,此处的第一切换指令可以理解为通过调整发动机的相应的参数信息,以使发动机的燃烧模式符合点燃压燃模式的数值需求,例如,调整配气相位,喷油量以及喷油时间,以使发动机符合点燃模式下的运转,使发动机由点燃模式切换为点燃压燃模式。
45.在一些实施例中,如图3所示,图3提供另一种发动机的控制方法的流程示意图的流程示意图,该控制方法与图2提供的控制方法不同的是,图2中的步骤s41包括:
46.步骤s411,确认实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态。
47.具体的,通过获取发动机的第二状态信息确定发动机的实际燃烧模式为点燃模式,同时通过基于转速和预估负荷确定发动机的目标燃烧模式为点燃压燃模式。
48.步骤s412,获取发动机的第三状态信息并判断发动机是否处于稳态。
49.具体的,为了减小瞬态响应对控制的影响,在确认实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态之后,控制系统需要获取发动机的第三状态信息并判断发动机是否处于稳态。任何能够确定发动机的是否处于稳态的信息均属于第三状态信息,示例性的,第三状态信息可以包括循环波动率,循环波动是指发动机在循环做功过程中,其转速和转矩发生波动的一种现象。根据发动机转速、预估扭矩,计算其相应的循环波动率,若两者相应的循环波动率均小于阈值则认为发动机处于稳态。示例性的,第三状态信息还可以包括扭矩差值比,扭矩差之比可以理解为需求扭矩与预估扭矩之间的差值与需求扭矩之比,当扭矩差之比可以理解为需求扭矩与预估扭矩之间的差值与需求扭矩之比小于阈值则认为发动机处于稳态。示例性的,第三状态信息也可以同时包括循环波动率和扭矩差值比,综合进行判断发动机是否处于稳态,提高发动机判断的准确性。
50.步骤s413,在发动机处于稳态时,向发动机发送第一切换指令;在发动机不处于稳态时,重复获取发动机的第三状态信息并判断发动机是否处于稳态直至判断发动机处于稳态,并向发动机发送第一切换指令。
51.具体的,在获取发动机的第三状态信息并判断发动机处于稳态后,控制系统向发动机发送第一切换指令,通过调整发动机的相应的参数信息,以使发动机的燃烧模式符合点燃压燃模式的数值需求。在获取发动机的第三状态信息并判断发动机不处于稳态后,控制系统不发出切换指令,发动机保持原有的燃烧模式进行工作,控制系统间隔预设时长重新获取发动机的第三状态信息并判断发动机是否处于稳态,具体间隔预设时长不做限定,例如,间隔时长可以为5秒。为了提高发动机的精度,可以缩短间隔时长,例如,控制系统在判断发动机处于非稳态后即刻重新获取发动机的第三状态信息至判断发动机处于稳态。最终在确定发动机处于稳态之后控制系统向发动机发送第一切换指令。
52.在一些实施例中,如图4所示,图4提供另一种发动机的控制方法的流程示意图的流程示意图,该控制方法与图3提供的控制方法不同的是,图3中的步骤s412包括:
53.步骤s4121,获取油门踏板开度并确定需求负荷,同时基于转速确定循环波动率。
54.需要说明的是,油门踏板开度与节气门开度相对应,获取油门踏板的开度可以确定需求负荷,此处的需求负荷可以理解为需求进气量和需求扭矩。具体的,为了提高发动机判断的准确性,第三状态信息同时包括循环波动率和扭矩差值比,即在根据发动机转速、预估扭矩,获取发动机转速循环波动率和预估扭矩循环波动率,根据油门踏板开度获取发动机需求的扭矩。
55.步骤s4122,在需求负荷与预估负荷之间的差值与需求负荷之比小于第一阈值,且循环波动率小于第二阈值的状态下,判断发动机处于稳态。
56.具体的,在需求负荷与预估负荷之间的差值与需求负荷之比小于第一阈值,此处的需求负荷可以理解为需求进气量和需求扭矩,此处预估负荷可以理解为预估进气量和预
估扭矩。在需求扭矩与预估扭矩之间的差值与需求扭矩之比小于第一阈值的情况下,例如,第一阈值为5%。发动机的转速、预估扭矩,计算其相应的循环波动率小于第二阈值,例如,第二阈值为5%。即在同时满足需求扭矩与预估扭矩之间的差值与需求扭矩之比小于5%,且发动机的转速循环波动率,预估扭矩的循环波动率均小于5%的情况下,确定发动机处于稳态。
57.在一些实施例中,如图5所示,图5提供另一种发动机的控制方法的流程示意图的流程示意图,该控制方法与图1提供的控制方法不同的是,图1中的步骤s4之前,该控制方法还包括:
58.步骤s6,获取发动机的第四状态信息并确定发动机的实际燃烧模式。
59.具体的,在确定目标燃烧模式后,可以获取发动机的第四状态信息,通过第四状态信息确定发动机的实际燃烧模式,具体获取判断内容与前文获取发动机的第二状态信息相同,在此不再赘述。
60.如图5所示,该控制方法与图1中所示的控制方法不同的是,图5中的步骤s4包括:
61.步骤s42,在实际燃烧模式与目标燃烧模式不同的状态下,控制发动机减小点火提前角。
62.具体的,为了提高燃烧模式切换的稳定性,避免发生爆震的风险,在实际燃烧模式与目标燃烧模式不同的状态下,控制发动机减小点火提前角。示例性的,实际燃烧模式为点燃模式,目标燃烧模式为点燃压燃模式,控制系统控制发动机减小点火提前角。同理,实际燃烧模式为点燃压燃模式,目标燃烧模式为点燃模式,控制系统控制发动机减小点火提前角。减小点火角的具体数值不做限定,可以根据发动机的实际情况而定,符合发动机的运转要求即可。
63.步骤s43,调节发动机的喷油量和喷油时间,以使发动机在目标燃烧模式下运转。
64.具体的,不同的燃烧模式对应的发动机的喷油量以及喷油时间有所不同,根据发动机的目标燃烧模式调节发动机的喷油量和喷油时间,使发动机的喷油量和喷油时间符合目标燃烧模式的需求,具体目标燃烧模式的对应需求值可以提前标定输入控制系统,控制系统可以直接获取目标燃烧模式的对应需求。例如,目标燃烧模式为点燃压燃模式,控制系统控制发动机需要进行两次喷油。例如,目标燃烧模式为点燃模式,发动机在高负荷高速运转,控制系统控制发动机的喷油量则有所增加。
65.步骤s44,将点火提前角增大至与转速对应的预设值。
66.具体的,为了提高燃烧效率,在调节发动机的喷油量和喷油时间后,将点火提前角增大至与转速相对应的预设值,此处的预设值可以理解为发动机目标燃烧模式对应的需求值,具体目标燃烧模式的对应需求值可以提前标定输入控制系统,
67.在一些实施例中,如图6所示,图5提供另一种发动机的控制方法的流程示意图的流程示意图,该控制方法与图5提供的控制方法不同的是,图5中的步骤s42包括:
68.步骤s421,实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,控制发动机减小点火提前角。
69.具体的,实际燃烧模式为点燃模式,目标燃烧模式为点燃压燃模式,实际燃烧模式与目标燃烧模式不同,为了提高燃烧模式切换的稳定性,避免发生爆震的风险,在切换模式之前,控制系统控制发动机减小点火提前角,减小点火角的具体数值不做限定,可以根据发
动机的实际情况而定。
70.如图6所示,该控制方法与图5中所示的控制方法不同的是,图6中的步骤s43包括:
71.步骤s431,控制发动机在进气行程进行第一次喷油,在压缩行程进行第二次喷油,以使发动机在点燃压燃模式下运转。
72.具体的,从点燃模式切换点燃压燃模式时,发动机的喷油次数,喷油时间以及喷油量均有所不同,点燃压燃模式下需要进行两次喷油,通过控制发动机在进气行程进行第一次喷油,在压缩行程进行第二次喷油,具体的喷油量可以根据实际需求而定,不做具体限定,使发动机在点燃压燃模式下运转。
73.在一些实施例中,如图7所示,图5提供另一种发动机的控制方法的流程示意图的流程示意图,该控制方法与图5提供的控制方法不同的是,图7中的步骤s42包括:
74.步骤s422,实际燃烧模式为点燃压燃模式且目标燃烧模式为点燃模式状态下,控制发动机减小点火提前角。
75.具体的,实际燃烧模式为点燃压燃模式,目标燃烧模式为点燃模式,实际燃烧模式与目标燃烧模式不同,为了提高燃烧模式切换的稳定性,避免发生爆震的风险,在切换模式之前,控制系统控制发动机减小点火提前角,减小点火角的具体数值不做限定,可以根据发动机的实际情况而定。
76.如图7所示,该控制方法与图5中所示的控制方法不同的是,图7中的步骤s43包括:
77.步骤s432,控制发动机在进气行程进行一次喷油,以使发动机在点燃模式下运转。
78.具体的,从点燃压燃模式切换点燃模式时,发动机的喷油次数,喷油时间以及喷油量均有所不同,点燃压燃模式下需要进行两次喷油,点燃模式仅需要进行一次喷油,通过控制发动机在进气行程进行第一次喷油,具体的喷油量可以根据实际需求而定,不做具体限定,以使发动机在点燃模式下运转。
79.在一些实施例中,如图8所示,图8提供另一种发动机的控制方法的流程示意图的流程示意图,该控制方法与图1提供的控制方法不同的是,图8中的步骤s3包括:
80.步骤s31,获取发动机预存的运转模式表。
81.具体的,可以在控制系统提前预存运转模式表,通过预存的运转模式表的信息判断发动机的目标燃烧模式,运转模式表可以包括多种发动机的参数信息,例如,运转模式表可以包括发动机的转速信息,发动机的负荷信息以及发动动机的温度信息,控制系统获取发动机预存的运转模式表即可获取目标燃烧模式中相关参数的信息范围。
82.步骤s32,基于转速和预估负荷确定在运转模式表中的工况点。
83.具体的,运转模式表中设置发动机的转速信息和负荷信息,将发动机的转速信息和负荷信息划分多个区域,通过将发动机转速和负荷映射到运转模式表上,确认此工况点处于点燃模式或者点燃压燃模式。示例性的,当发动机转速和负荷均较低时,不存在爆压的风险,此区域可以为点燃压燃模式工况点,可以提高燃效效率;当发动机转速和负荷均较高时,为保证发动机的可靠性,此区域可以为点燃模式工况点,提高发动机运行的稳定性。
84.步骤s33,在工况点处于运转模式表中的点燃模式区域内的情况下,确定发动机的目标燃烧模式为点燃模式;在工况点处于运转模式表中的点燃压燃模式区域内的情况下,确定发动机的目标燃烧模式为点燃压燃模式。
85.具体的,工况点处于运转模式表中的点燃模式区域内的情况下可以理解为,发动
机的转速和负荷处于运转模式表中点燃压燃模式中的转速和负荷的范围内,确定发动机的目标燃烧模式为点燃模式。工况点处于运转模式表中的点燃压燃模式区域内的情况下可以理解为,发动机的转速和负荷处于运转模式表中点燃模式的转速和负荷的范围内,确定发动机的目标燃烧模式为点燃模式。示例性的,为了提高燃烧效率,在运转模式表中转速低于第三阈值,且负荷低于第四阈值的区域为点燃模式区域,具体数值不做限定,可以理解为低转速低负荷区域,例如,第三阈值可以为1000转每秒,第四阈值可以为30%,在转速低于1000转每秒且负荷低于30%的区域为点燃模式区域;在运转模式表中转速不低于第三阈值或者负荷不低于第四阈值的区域为点燃压燃模式区域。
86.在一些实施例中,为了进一步保证发动机的稳定性,在运转模式表中转速低于第三阈值,且负荷低于第四阈值的区域为点燃模式区域。在运转模式表中转速不低于第三阈值且低于第五阈值,同时负荷不低于第四阈值且低于第六阈值的区域为点燃压燃模式区域,具体数值不做限定,具体可以理解为中转速中负荷区域为点燃模式区域,例如,第三阈值可以为1000转每秒,第四阈值可以为30%,第五阈值为3000转每秒,第六阈值可以为60%,即转速在1000至3000之间且负荷在30%到60%之间的区域为点燃压燃模式区域。在运转模式表中转速不低于第五阈值,且负荷不低于第六阈值的区域为点燃模式区域,即转速不低于3000转每秒或者负荷不低于60%的区域为点燃压燃模式区域。
87.在一些实施例中可以根据进气温度,进气压力和配气相位确定预估负荷。
88.具体的,在基于转速和预估负荷确定发动机的目标燃烧模式之前,应当确定发动机的预估负荷,为了确保预估负荷的准确性,可以根据进气温度,进气压力和配气相位确定预估负荷,具体的,通过温度传感器检测发动机进气温度,压力传感器检测进气压力,具体温度传感器和压力传感器的数量和设置位置不做限定,为了提高检测精确可以设置多个温度传感器和压力传感器。配气相位是指发动机的进气门,排气门根据发动机的工作循环时间打开及关闭的时刻所对应的曲轴转角,可以利用凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器检测曲轴和凸轮轴的位置,通过检测计算可以得到配气相位。在获取进气温度,进气压力和配气相位的具体数值后,通过查询提前预存的数值表并计算得到预估负荷。
89.本发明实施例还提供一种发动机的控制系统,如图9所示,该控制系统包括:获取模块100和处理模块200。获取模块100用于获取发动机的转速和第一状态信息。处理模块200用于根据第一状态信息确定预估负荷。处理模块200还用于基于转速和预估负荷确定发动机的目标燃烧模式。处理模块200还用于在目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制发动机在点燃压燃模式下运转;在目标燃烧模式为点燃模式状态下控制发动机在点燃模式下运转。
90.在一些实施例中,如图9所示,获取模块100还用于获取发动机的第二状态信息,处理模块200还用于确定发动机的实际燃烧模式。处理模块200还用于在实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,向发动机发送第一切换指令,使发动机由点燃模式切换为点燃压燃模式。在一些实施例中,如图9所示,处理模块200还用于确认实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态。获取模块100还用于获取发动机的第三状态信息并判断发动机是否处于稳态。处理模块200还用于在发动机处于稳态时,向发动机发送第一切换指令;在发动机不处于稳态时,重复获取发动机的第三状态信息并判断发动机是否处于稳态直至判断发动机处于稳态,并向发动机发送第一切换指令。在一些
实施例中,如图9所示,获取模块100还用于获取油门踏板开度并确定需求进气量,处理模块200还用于基于转速确定循环波动率。处理模块200还用于在需求进气量与预估负荷之间的差值小于第一阈值,且循环波动率小于第二阈值的状态下,判断发动机处于稳态。
91.在一些实施例中,如图9所示,获取模块100还用于获取发动机的第四状态信息,处理模块200还用于确定发动机的实际燃烧模式。处理模块200还用于在实际燃烧模式与目标燃烧模式不同的状态下,控制发动机减小点火提前角。处理模块200还用于调节发动机的喷油量和喷油时间,以使发动机在目标燃烧模式下运转。处理模块200还用于将点火提前角增大至与转速对应的预设值。在一些实施例中,如图9所示,处理模块200还用于确定实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,控制发动机减小点火提前角。处理模块200还用于控制发动机在进气行程进行第一次喷油,在压缩行程进行第二次喷油,以使发动机在点燃压燃模式下运转。在一些实施例中,如图9所示,处理模块200还用于确定实际燃烧模式为点燃压燃模式且目标燃烧模式为点燃模式状态下,控制发动机减小点火提前角。处理模块200还用于控制发动机在进气行程进行一次喷油,以使发动机在点燃模式下运转。
92.在一些实施例中,如图9所示,获取模块100还用于获取发动机预存的运转模式表。处理模块200还用于基于转速和预估负荷确定在运转模式表中的工况点。处理模块200还用于在工况点处于运转模式表中的点燃模式区域内的情况下,确定发动机的目标燃烧模式为点燃模式;在工况点处于运转模式表中的点燃压燃模式区域内的情况下,确定发动机的目标燃烧模式为点燃压燃模式。
93.在一些实施例中,如图9所示,获取模块100还用于根据进气温度,进气压力和配气相位确定预估负荷。
94.以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。

技术特征:
1.一种发动机的控制方法,其特征在于,包括:获取发动机的转速和第一状态信息;根据所述第一状态信息确定预估负荷;基于所述转速和所述预估负荷确定所述发动机的目标燃烧模式;在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转;在所述目标燃烧模式为点燃模式状态下控制所述发动机在点燃模式下运转。2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转之前,所述控制方法还包括:获取所述发动机的第二状态信息并确定所述发动机的实际燃烧模式;在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转包括:在所述实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,向所述发动机发送第一切换指令,使所述发动机由点燃模式切换为点燃压燃模式。3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述在所述实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,向所述发动机发送第一切换指令,使所述发动机由点燃模式切换为点燃压燃模式包括:确认所述实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态;获取所述发动机的第三状态信息并判断所述发动机是否处于稳态;在所述发动机处于稳态时,向所述发动机发送所述第一切换指令;在所述发动机不处于稳态时,重复所述获取所述发动机的第三状态信息并判断所述发动机是否处于稳态直至判断所述发动机处于稳态,并向所述发动机发送所述第一切换指令。4.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述第三状态信息包括:油门踏板开度;所述获取所述发动机的第三状态信息并判断所述发动机是否处于稳态包括:获取所述油门踏板开度并确定需求负荷,同时基于所述转速确定循环波动率;在所述需求负荷与所述预估负荷之间的差值与所述需求负荷之比小于第一阈值,且所述循环波动率小于第二阈值的状态下,判断所述发动机处于稳态。5.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转;在所述目标燃烧模式为点燃模式状态下控制所述发动机在点燃模式下运转之前,所述控制方法还包括:获取所述发动机的第四状态信息并确定所述发动机的实际燃烧模式;所述在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转;在所述目标燃烧模式为点燃模式状态下控制所述发动机在点燃模式下运转包括:在所述实际燃烧模式与所述目标燃烧模式不同的状态下,控制所述发动机减小点火提前角;调节所述发动机的喷油量和喷油时间,以使所述发动机在所述目标燃烧模式下运转;将所述点火提前角增大至与所述转速对应的预设值。6.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于,所述在所述实际燃烧模式与所述目标燃烧模式不同的状态下,控制所述发动机减小点火提前角包括:
确定所述实际燃烧模式为点燃模式且目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下,控制所述发动机减小点火提前角;所述调节所述发动机的喷油量和喷油时间,以使所述发动机在所述目标燃烧模式下运转包括:控制所述发动机在进气行程进行第一次喷油,在压缩行程进行第二次喷油,以使所述发动机在所述点燃压燃模式下运转。7.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于,所述在所述实际燃烧模式与所述目标燃烧模式不同的状态下,控制所述发动机减小点火提前角包括:确定所述实际燃烧模式为点燃压燃模式且目标燃烧模式为点燃模式状态下,控制所述发动机减小点火提前角;所述调节所述发动机的喷油量和喷油时间,以使所述发动机在所述目标燃烧模式下运转包括:控制所述发动机在进气行程进行一次喷油,以使所述发动机在所述点燃模式下运转。8.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述基于所述转速和所述预估负荷确定所述发动机的目标燃烧模式包括:获取所述发动机预存的运转模式表;基于所述转速和所述预估负荷确定在所述运转模式表中的工况点;在所述工况点处于所述运转模式表中的点燃模式区域内的情况下,确定所述发动机的目标燃烧模式为点燃模式;在所述工况点处于所述运转模式表中的点燃压燃模式区域内的情况下,确定所述发动机的目标燃烧模式为点燃压燃模式。9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于,在所述运转模式表中所述转速低于第三阈值,且所述负荷低于第四阈值的区域为所述点燃模式区域;在所述运转模式表中所述转速不低于第三阈值且低于第五阈值,同时所述负荷不低于第四阈值且低于第六阈值的区域为所述点燃压燃模式区域;在所述运转模式表中所述转速不低于第五阈值,且所述负荷不低于第六阈值的区域为所述点燃模式区域。10.一种发动机的控制系统,其特征在于,所述控制系统用于执行权利要求1至9中任一项所述的控制方法,所述控制系统包括:获取模块,用于获取发动机的转速和第一状态信息;处理模块,用于根据所述第一状态信息确定预估负荷;所述处理模块还用于,基于所述转速和所述预估负荷确定所述发动机的目标燃烧模式;所述处理模块还用于,在所述目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制所述发动机在点燃压燃模式下运转;在所述目标燃烧模式为点燃模式状态下控制所述发动机在点燃模式下运转。

技术总结
本发明提供一种发动机的控制方法,涉及汽车领域,该控制方法包括:获取发动机的转速和第一状态信息;根据第一状态信息确定预估负荷;基于转速和预估负荷确定发动机的目标燃烧模式;在目标燃烧模式为点燃压燃模式状态下控制发动机在点燃压燃模式下运转;在目标燃烧模式为点燃模式状态下控制发动机在点燃模式下运转。本发明还提供一种发动机的控制系统。这种控制方法和控制系统能够使发动机实现在点燃状态和点燃压燃状态之间进行切换,进而提高发动机的燃烧效率。发动机的燃烧效率。发动机的燃烧效率。


技术研发人员:严冬 蔡文新 蔡志强 张文龙 庹汉郧
受保护的技术使用者:东风汽车集团股份有限公司
技术研发日:2022.07.20
技术公布日:2022/11/1
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