发动机双点火控制方法及其控制系统与流程

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种发动机双点火控制方法及其控制系统。

背景技术：

发动机循环过程中燃烧热效率的高低是直接影响发动机性能的重要因素，如何能将发动机中燃料燃烧所释放的热能有效的转换成发动机输出功率，成为极其重要的问题。为解决上问题，技术人员设计了发动机双点火系统，即设置双火花塞，在燃烧室两侧布置两个火花塞，两火花塞可对称设置，也可与燃烧室中心的距离不等设置。而本领域技术人员均知，发动机在不同工况下所需的能量是不一致的，即不同的工况下的点火强度需求实际上也是不一致的，但现有技术中的双火花塞在点火时大多同时点火，虽可起到提高燃料有效燃烧的功能，但由于未对发动机的不同运行工况进行区分化对待，不但不能与发动机的实时运行工况进行最优化适应，而且有时容易造成燃料浪费，或造成发动机燃料能量需求不够，影响发动机输出功率。

因此，需要对现有的发动机双点火控制方法及系统进行改进，使其可根据发动机各不同工作循环工况对双火花塞的点火时序进行差异化控制，以提高发动机运行稳定及瞬态动力性的要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种发动机双点火控制方法及其控制系统，其可根据发动机各不同工作循环工况对双火花塞的点火时序进行差异化控制，以提高发动机运行稳定及瞬态动力性的要求。

本发明的发动机双点火控制方法，包括以下步骤：

步骤b，对发动机运行工况进行实时判断；

步骤c，根据所判断的发动机运行工况，对发动机的主点火装置和副点火装置间的双点火时序进行差异化控制；其中主点火装置和副点火装置均为火花塞，即发动机设置两火花塞，将其中之一作为主点火装置，另一作为副点火装置，当两火花塞距燃烧室中心距离不等时，将靠近燃烧室中心的火花塞作为主点火装置，将另一火花塞作为副点火装置；即先对发动机的运行工况进行实时判断，然后根据判断的实时运行工况，对发动机的主点火装置和副点火装置的双点火时序进行差异化控制，差异化控制是指根据不同的运行工况控制进行相对应的双点火时序，不同工况下的双点火时序不同；另外，点火时序是指主点火装置与副点火装置间的点火时差。

进一步，在步骤b之前还包括：步骤a，检测发动机的转速信号和油门信号；步骤b根据步骤a中所检测信号对发动机运行工况进行实时判断；即通过检测发动机的转速信号和油门信号对发动机工况进行判断，转速信号为检测所得的发动机的转速的信号，油门信号为检测所得的发动机油门的开度信号和发动机油门的单位时间变化率信号，以ECU(即电子控制器)运算的最小时长为单位时间；电子控制器内预先设定好与不同检测信号相对应的工况参数，当检测信号与对应的工况参数相对应时判定为对应工况，检测方便，可快速实现工况判定。

进一步，发动机运行工况包括启动工况、怠速工况和稳态工况；所述步骤c包括：

当判断为启动工况时，控制所述双点火时序在0°-3°；在启动工况下，点火时序差距较大容易导致点火能量不集中不利于混合气的点燃，将启动工况下的双点火时序控制在0°-3°之间，可确保发动机起燃的可靠，并在允许范围内加大点火能量，可保证点火能量集中且适当加长火花持续期；优选的，启动工况下双点火时序可以控制为0°、1°、2°或3°；

当判断为怠速工况时，控制所述双点火时序在0°-8°；优选的，怠速工况下双点火时序可以控制为0°-8°之间任一点火提前角，以1°为间隔；在怠速工况下，为保证发动机怠速运行平稳性，不需要太大的点火能量，此时，将双点火时序适当加长在1°-3°之间，可适当的加大主、副点火装置差距，从而达到分散点火量的目的，但此时双点火时序又不宜过大，发动机已启动为保证发动机怠速的运行稳定性，在保证怠速工况可燃混合气正常点燃的情况下，适当消减点火能量有利于发动机的运行稳定性；

当判断为稳态工况时，控制所述双点火时序在0°-25°；在此工况下的双点火时序下可保证发动机输出功率与运行稳定性相平衡；优选的，稳态工况下，双点火时序可以选择0°-25°之间任一点火提前角，以1°为间隔。

进一步，步骤c中，当判断为稳态工况时，控制所述双点火时序在0°-25°的步骤包括：

当检测到发动机油门大于3％小于85％时，控制双点火时序在0°-8°之间；在此油门段对动力性需求较高，双点火时序在0°-8°之间可使点火能量相对集中，从而保证动力需求；优选的，当检测到发动机油门大于3％小于85％时，双点火时序可以选择0°-8°之间任一点火提前角，以1°为间隔；

当检测到发动机油门大于85％时，控制双点火时序在0°-25°之间；在此油门段需保证发动机运行稳定并降低热负荷，双点火时序在5°-20°之间可使点火能量相对分散；优选的，当检测到发动机油门大于85％时，双点火时序可以选择0°-25°之间任一点火提前角，以1°为间隔。

进一步，发动机运行工况还包括过渡工况，过渡工况包括急加速工况、徐加速工况、急减速工况、徐减速工况和减速断油工况；步骤c还包括：

当判断为徐加速工况或徐减速工况时，控制双点火时序与稳态工况下的双点火时序相同；即当为徐加速工况或徐减速工况，双点火时序控制在0°-25°之间，并且当检测到发动机油门大于3％小于85％时，控制双点火时序在0°-8°之间，可为0°-8°之间任一点火提前角，以1°为间隔；当检测到发动机油门大于85％时，控制双点火时序在0°-25°之间，即双点火时序可以选择0°-25°之间任一点火提前角，以1°为间隔，从而达到适应匀速加速或匀速减速的目的；

当判断为急加速工况时，控制双点火时序与启动工况下的双点火时序相同；即将急加速工况时的双点火时序控制在0°-3°之间，优选的，可以选择0°、1°、2°或3°；在急加速工况下，点火时序差距较大容易导致点火能量不集中不利于混合气的点燃，将急加速工况下的双点火时序控制与启动工况下相同，可确保发动机起燃的可靠，并在允许范围内加大点火能量，可保证点火能量集中且适当加长火花持续期；

当判断为急减速工况时，控制双点火时序在0°-20°之间，优选的，可以选择0°-20°之间任一点火提前角，比1°为间隔；将双点火时序控制在0°-20°之间可分散点火能量，从而满足此工况需压制发动机的动力输出的目的；

当判断为减速断油工况时，控制双点火时序在0°-15°之间，优选的，可以选择0°-15°之间任一点火提前角，比1°为间隔；减速断油工况下发动机无动力输出，是整车反拖发动机在运行，此时的点火属于废火，但此时的点火角是为发动机复燃做准备，点火能量需相对集中但不可过大，因为从减速断油模式至发动机复燃是发动机动力从无到有的过程，点火能力较大将导致发动机复燃时整车发冲，因此将双点火时序控制在0°～15°之间，即可以使点火能量相对集中又不会过大，不会导致发动机复燃。

进一步，发动机运行工况包括启动工况、怠速工况和稳态工况；步骤b包括：

当检测到发动机转速在200rpm-800rpm之间，判断发动机处于启动工况；

当发动机启动后，检测到发动机转速在800rpm-2500rpm，且发动机油门小于3％，判断发动机处于怠速工况；

当发动机转速大于2500rpm，油门大于3％，判断发动机处于稳态工况。

进一步，步骤b中，当发动机转速大于2500rpm，发动机油门大于3％，判断发动机处于稳态工况的步骤包括：

当发动机油门大于3％小于85％时，判断发动机处于稳态工况下的正常骑行段；

当发动机油门大于85％时，判断发动机处于稳态工况下的动力骑行段。

进一步，发动机运行工况还包括过渡工况，过渡工况包括急加速工况、徐加速工况、急减速工况、徐减速工况和减速断油工况；步骤b还包括：

当检测到发动机油门单位时间的变化率超过0.5％，判断发动机处于急加速工况；

当检测到发动机油门单位时间的变化率超过2％时，判断发动机处于急减速工况；

当检测到发动机油门直接归零，且发动机转速大于3000rpm，判断发动机处于减速断油工况。

本发明还公开了一种用于实现所述的发动机双点火控制方法的发动机双点火控制系统，包括主点火装置、副点火装置和用于根据不同工况对主点火装置与副点火装置间点火时序进行控制的点火控制装置；

进一步，点火控制装置包括：

用于检测所述发动机的转速的转速传感器；

用于检测所述发动机的油门开度及油门单位时间的变化率的油门位置传感器；油门位置传感器对发动机的油门开度和油门单位时间的变化率进行检测，单位时间是指电子控制器运算的最小时长；

与转速传感器和油门位置传感器电连接的电子控制器，电子控制根据转速传感器和油门位置传感器的检测信号，对发动机工况进行实时判断，并根据所判断实时工况对主点火装置和副点火装置间的双点火时序进行控制。

本发明的有益效果：本发明的发动机双点火控制方法及其控制系统，对发动机的不同工况进行判断，然后根据不同的工况对主点火装置和副点火装置间的点火时序进行差异化控制，以使不同的工况采取与其工况所需点火强度相适应的点火时序，从而对发动机各不同运行工况下火花塞之间的点火时序控制策略进行细化，减少燃料的浪费，并提高发动机运行稳定及瞬态动力性要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的发动机双点火控制方法步骤流程图；

图2为本发明的发动机双点火控制系统流程图。

具体实施方式

图1为本发明的发动机双点火控制方法步骤流程图；图2为本发明的发动机双点火控制系统流程图，如图所示：本实施例的本发明的发动机双点火控制方法，包括以下步骤：

步骤b，对发动机运行工况进行实时判断；

步骤c，根据所判断的发动机运行工况，对发动机的主点火装置和副点火装置间的双点火时序进行差异化控制；其中主点火装置和副点火装置均为火花塞，即发动机设置两火花塞，将其中之一作为主点火装置，另一作为副点火装置，当两火花塞距燃烧室中心距离不等时，将靠近燃烧室中心的火花塞作为主点火装置，将另一火花塞作为副点火装置；即先对发动机的运行工况进行实时判断，然后根据判断的实时运行工况，对发动机的主点火装置和副点火装置的双点火时序进行差异化控制，差异化控制是指根据不同的运行工况控制进行相对应的双点火时序，不同工况下的双点火时序不同；另外，点火时序是指主点火装置与副点火装置间的点火时差。

本实施例中，在步骤b之前还包括：步骤a，检测发动机的转速信号和油门信号；步骤b根据步骤a中所检测信号对发动机运行工况进行实时判断；即通过检测发动机的转速信号和油门信号对发动机工况进行判断，转速信号为检测所得的发动机的转速的信号，油门信号为检测所得的发动机油门的开度信号和发动机油门的单位时间变化率信号，以ECU(即电子控制器)运算的最小时长为单位时间；电子控制器内预先设定好与不同检测信号相对应的工况参数，当检测信号与对应的工况参数相对应时判定为对应工况，检测方便，可快速实现工况判定。

本实施例中，发动机运行工况包括启动工况、怠速工况和稳态工况；所述步骤c包括：

当判断为启动工况时，控制所述双点火时序在0°-3°；在启动工况下，点火时序差距较大容易导致点火能量不集中不利于混合气的点燃，将启动工况下的双点火时序控制在0°-3°之间，可确保发动机起燃的可靠，并在允许范围内加大点火能量，可保证点火能量集中且适当加长火花持续期；优选的，启动工况下双点火时序可以控制为0°、1°、2°或3°；

当判断为怠速工况时，控制所述双点火时序在0°-8°；优选的，怠速工况下双点火时序可以控制为0°-8°之间任一点火提前角，以1°为间隔；在怠速工况下，为保证发动机怠速运行平稳性，不需要太大的点火能量，此时，将双点火时序适当加长在1°-3°之间，可适当的加大主、副点火装置差距，从而达到分散点火量的目的，但此时双点火时序又不宜过大，发动机已启动为保证发动机怠速的运行稳定性，在保证怠速工况可燃混合气正常点燃的情况下，适当消减点火能量有利于发动机的运行稳定性；

当判断为稳态工况时，控制所述双点火时序在0°-25°；在此工况下的双点火时序下可保证发动机输出功率与运行稳定性相平衡；优选的，稳态工况下，双点火时序可以选择0°-25°之间任一点火提前角，以1°为间隔。

本实施例中，步骤c中，当判断为稳态工况时，控制所述双点火时序在0°-25°的步骤包括：

当检测到发动机油门大于3％小于85％时，控制双点火时序在0°-8°之间；在此油门段对动力性需求较高，双点火时序在0°-8°之间可使点火能量相对集中，从而保证动力需求；优选的，当检测到发动机油门大于3％小于85％时，双点火时序可以选择0°-8°之间任一点火提前角，以1°为间隔；

当检测到发动机油门大于85％时，控制双点火时序在0°-25°之间；在此油门段需保证发动机运行稳定并降低热负荷，双点火时序在5°-20°之间可使点火能量相对分散；优选的，当检测到发动机油门大于85％时，双点火时序可以选择0°-25°之间任一点火提前角，以1°为间隔；同时，在稳态工况下，当检测到发动机油门等于85％时，同样控制双点火时序在0°-25°之间，可以以1°为间隔取0°-25°之间任一点火提前角。

本实施例中，发动机运行工况还包括过渡工况，过渡工况包括急加速工况、徐加速工况、急减速工况、徐减速工况和减速断油工况；步骤c还包括：

当判断为徐加速工况或徐减速工况时，控制双点火时序与稳态工况下的双点火时序相同；即当为徐加速工况或徐减速工况，双点火时序控制在0°-25°之间，并且当检测到发动机油门大于3％小于85％时，控制双点火时序在0°-8°之间，可为0°-8°之间任一点火提前角，以1°为间隔；当检测到发动机油门大于85％时，控制双点火时序在0°-25°之间，即双点火时序可以选择0°-25°之间任一点火提前角，以1°为间隔，从而达到适应匀速加速或匀速减速的目的；

当判断为急加速工况时，控制双点火时序与启动工况下的双点火时序相同；即将急加速工况时的双点火时序控制在0°-3°之间，优选的，可以选择0°、1°、2°或3°；在急加速工况下，点火时序差距较大容易导致点火能量不集中不利于混合气的点燃，将急加速工况下的双点火时序控制与启动工况下相同，可确保发动机起燃的可靠，并在允许范围内加大点火能量，可保证点火能量集中且适当加长火花持续期；

当判断为急减速工况时，控制双点火时序在0°-20°之间，优选的，可以选择0°-20°之间任一点火提前角，比1°为间隔；将双点火时序控制在0°-20°之间可分散点火能量，从而满足此工况需压制发动机的动力输出的目的；

当判断为减速断油工况时，控制双点火时序在0°-15°之间，优选的，可以选择0°-15°之间任一点火提前角，比1°为间隔；减速断油工况下发动机无动力输出，是整车反拖发动机在运行，此时的点火属于废火，但此时的点火角是为发动机复燃做准备，点火能量需相对集中但不可过大，因为从减速断油模式至发动机复燃是发动机动力从无到有的过程，点火能力较大将导致发动机复燃时整车发冲，因此将双点火时序控制在0°～15°之间，即可以使点火能量相对集中又不会过大，不会导致发动机复燃。

本实施例中，发动机运行工况包括启动工况、怠速工况和稳态工况；步骤b包括：

当检测到发动机转速在200rpm-800rpm之间，判断发动机处于启动工况；

当发动机启动后，检测到发动机转速在800rpm-2500rpm，且发动机油门小于3％，判断发动机处于怠速工况；

当发动机转速大于2500rpm，油门大于3％，判断发动机处于稳态工况。

本实施例中，步骤b中，当发动机转速大于2500rpm，发动机油门大于3％，判断发动机处于稳态工况的步骤包括：

当发动机油门大于3％小于85％时，判断发动机处于稳态工况下的正常骑行段；

当发动机油门大于85％时，判断发动机处于稳态工况下的动力骑行段；且当发动机油门等于85％时同样判断发动机处于稳态工况下的动力骑行段。

本实施例中，发动机运行工况还包括过渡工况，过渡工况包括急加速工况、徐加速工况、急减速工况、徐减速工况和减速断油工况；步骤b还包括：

当检测到发动机油门单位时间的变化率超过0.5％，判断发动机处于急加速工况；

当检测到发动机油门单位时间的变化率超过2％时，判断发动机处于急减速工况；即是指发动机油门单位时间的变化率超过0.5％不超过2％时，发动机处于急加速工况，超过2％时，发动机处于急减速工况；

当检测到发动机油门直接归零，且发动机转速大于3000rpm，判断发动机处于减速断油工况。

本发明还公开了一种用于实现所述的发动机双点火控制方法的发动机双点火控制系统，包括主点火装置1、副点火装置2和用于根据不同工况对主点火装置1与副点火装置2间点火时序进行控制的点火控制装置；点火控制装置利用上述的发动机双点火控制方法对主点火装置和副点火装置间的点火时序进行控制，先对发动机信号进行检测，并根据检测信号判断工况，根据发动机实时工况，对主点火装置和副点火装置间的点火时序进行差异化控制。

其中，点火控制装置包括：

用于检测所述发动机的转速的转速传感器3；

用于检测所述发动机的油门开度及油门单位时间的变化率的油门位置传感器4；油门位置传感器4对发动机的油门开度和油门单位时间的变化率进行检测，单位时间是指电子控制器运算的最小时长；

与转速传感器3和油门位置传感器4电连接的电子控制器5，电子控制根据转速传感器3和油门位置传感器4的检测信号，对发动机工况进行实时判断，并根据所判断实时工况对主点火装置1和副点火装置2间的双点火时序进行控制。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。