一种预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法及装置与流程

1.本发明涉及车辆系统控制技术领域，尤其涉及一种预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法及装置。


背景技术：

2.2020年10月中国节能与新能源汽车技术路线图2.0发布，2035年包括混动和燃油汽车的节能汽车仍然占比50％，并且对混合动力与燃油汽车都明确油耗指标。因此应用新技术提高发动机热效率、降低燃油耗成为传统动力系统最迫切的发展方向之一。新技术中发动机预燃室技术可以缩短滞燃期、提高燃烧速度、降低爆震倾向、提高压缩比、降低燃油油耗，这些优势使得预燃室技术成为当前发动机发展热点之一。预燃室按照预燃室内混合气的形成方式，分为主动式和被动式两种，其中主动式预燃室混合气由预燃室内的喷油器供油形成，被动式预燃室混合气由主燃室内的混合气通过气流运动进入预燃室。此外，预燃室火花点火存在一定的局限性，如发动机处于低速小负荷工况下燃烧稳定性差和较易失火、启动困难等问题。
3.为解决该问题，一些技术通过在主燃烧室额外增加一个点火装置，形成双火花点火，如图1所示。与传统的非预燃室火花点火发动机控制系统相比，预燃室的引入增加了缸内混合气的燃烧速度，混合气燃烧相位提前，发动机做功能力增大，如图2所示。
4.然而，由于存在主燃室火花塞点火，其安装位置一般较为远离燃烧室中间位置，其火花点火的燃烧速度相对较慢。预燃室和主燃室双火花塞配置时，根据发动机转速、负荷、冷却液水温等条件，则存在仅预燃室点火、仅主燃室点火、预燃室和主燃室共同点火三种点火模式，并且这三种点火模式的混合气燃烧速度，燃烧相位，做功能力也不相同。当预燃室和主燃室共同点火时，同样也要区分预燃室和主燃室哪个作为主要的做功输出。在发动机的整个运行工况范围内，需要对发动机的输出扭矩进行精确控制，以满足驾驶性和动力性的要求。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，提供一种能够满足驾驶性和动力性要求的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，本发明采用了如下技术方案：
6.本发明提供一种预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，其特征在于，包括：
7.获取发动机的最优扭矩，并获取当前发动机需求输出扭矩；
8.计算当前发动机需求输出扭矩和最优扭矩的扭矩比值；
9.根据发动机的点火模式，判断预燃室点火还是主燃室点火作为主要功率输出；
10.若判断预燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、预燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角，并根据扭矩比值、主燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角；
11.若判断主燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、主燃室最优点火角、主燃室
点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角，并根据扭矩比值、预燃室最优点火角、主燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角；
12.根据预燃室需求点火角和主燃室需求点火角，进行点火角的输出。
13.根据本发明提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，其特征在于，方法还包括：
14.根据发动机转速、负荷、混合气过量空气系数、喷油模式、egr率、进排气角度、点火模式，分别计算预燃室最优点火角和主燃室最优点火角。
15.根据本发明提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，其特征在于，方法还包括：
16.其中，根据发动机转速、负荷、喷油模式、混合气过量空气系数、点火模式，计算发动机的最优扭矩和最优基础扭矩。
17.根据本发明提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，其特征在于，方法还包括：
18.根据预燃室最优点火角、主燃室最优点火角、最优扭矩、最优基础扭矩、点火模式，分别设置预燃室点火效率曲线和主燃室点火效率曲线。
19.根据本发明提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，其特征在于：
20.点火模式预先根据发动机转速、负荷、冷却液温度进行设置。
21.根据本发明提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，其特征在于，方法还包括：
22.当存在驾驶员需求扭矩时，则根据驾驶性滤波后计算对应的发动机需求输出扭矩。
23.根据本发明提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，其特征在于，方法还包括：
24.根据驾驶性滤波后计算对应的发动机需求输出扭矩的同时，还控制发动机节气门开度、增压器开度、vvt角度。
25.本发明还提供一种预燃室双点火汽油机的扭矩控制装置，其特征在于，包括：
26.扭矩获取模块，获取发动机的最优扭矩，并获取当前发动机需求输出扭矩；
27.扭矩比值计算模块，计算当前发动机需求输出扭矩和最优扭矩的扭矩比值；
28.功率输出判断模块，根据发动机的点火模式，判断预燃室点火还是主燃室点火作为主要功率输出；
29.需求点火角计算模块，若功率输出判断模块判断预燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、预燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角，并根据扭矩比值、主燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角，若功率输出判断模块判断主燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、主燃室最优点火角、主燃室点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角，并根据扭矩比值、预燃室最优点火角、主燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角；
30.点火角输出模块，根据预燃室需求点火角和主燃室需求点火角，进行点火角的输出。
31.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理
器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行程序时实现如上述的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法。
32.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现如上述的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法。
33.本发明提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法及装置，通过获取输入的发动机需求扭矩及计算得到的最优扭矩，根据需求扭矩与最优扭矩计算相应比值；同时根据点火模式做功能力判断，选择相应的点火效率曲线计算需求输出点火角，以实现对发动机输出扭矩的精确控制，满足驾驶动力性和平顺性的需求。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1是预燃室汽油机双点火控制示意图；
36.图2是预燃室点火与主燃室点火燃烧差异对比；
37.图3是本发明实施例提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法的流程示意图一；
38.图4是本发明实施例提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法的流程示意图二；
39.图5是本发明实施例提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制装置的结构框图；
40.图6是本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.图3是本发明实施例提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法的流程示意图一；图4是本发明实施例提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法的流程示意图二；如图3以及4所示，预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，具体包括如下步骤：
43.s101，获取发动机的最优扭矩，并获取当前发动机需求输出扭矩。
44.在本步骤中，发动机的最优扭矩为预先根据发动机的状态数据计算得到，当前发动机需求输出扭矩为根据驾驶员输入的需求扭矩计算得到。
45.具体地，如图4所示，在步骤s101之前，本方法还包括：
46.根据发动机转速、负荷、混合气过量空气系数、喷油模式、egr率、进排气角度、点火模式，分别计算预燃室最优点火角和主燃室最优点火角；根据发动机转速、负荷、喷油模式、混合气过量空气系数、点火模式，计算发动机的最优扭矩和最优基础扭矩。
47.本实施例中，发动机转速、负荷、喷油模式、混合气过量空气系数、egr率、进排气角
度等数据预先通过对发动机的检测得到。点火模式预先根据发动机转速、负荷、冷却液温度进行设置。
48.接下来，根据预燃室最优点火角、主燃室最优点火角、最优扭矩、最优基础扭矩、点火模式，分别设置预燃室点火效率曲线和主燃室点火效率曲线。
49.以上为最优点火角、最优扭矩以及点火效率曲线的计算过程。接下来，本方法还包括：
50.当存在驾驶员需求扭矩时，则根据驾驶性滤波后计算对应的当前发动机需求输出扭矩。同步地，控制发动机节气门开度、增压器开度、vvt角度。
51.s102，计算当前发动机需求输出扭矩和最优扭矩的扭矩比值。
52.在实际应用中，本步骤s102可与根据驾驶性滤波后计算对应的当前发动机需求输出扭矩的过程以及控制发动机节气门开度、增压器开度、vvt角度的过程同步执行。
53.s103，根据发动机的点火模式，判断预燃室点火还是主燃室点火作为主要功率输出。
54.s104，若判断预燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、预燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角，并根据扭矩比值、主燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角。
55.s105，若判断主燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、主燃室最优点火角、主燃室点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角，并根据扭矩比值、预燃室最优点火角、主燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角。
56.在本步骤s104及s105中，分别基于与判断为主要功率输出的预燃室点火还是主燃室点火所对应的点火效率曲线，来计算主燃室需求点火角以及预燃室需求点火角。
57.s106，根据预燃室需求点火角和主燃室需求点火角，进行点火角的输出。
58.上述方法的原理主要根据台架数据扫点分别得到预燃室和主燃室的最优点火角、最优发动机扭矩、点火模式做功能力；并基于此，分别计算预燃室和主燃室的点火效率曲线。当发动机需求扭矩输入时，则根据需求扭矩与最优扭矩计算相应比值；同时根据点火模式做功能力判断，选择相应的点火效率曲线计算需求输出点火角，以达到满足发动机输出扭矩需求，实现驾驶动力性和平顺性。
59.图5是本发明实施例提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制装置的结构框图，如图5所示，一种预燃室双点火汽油机的扭矩控制装置200，包括：
60.扭矩获取模块201，获取发动机的最优扭矩，并获取当前发动机需求输出扭矩。
61.扭矩比值计算模块202，计算当前发动机需求输出扭矩和最优扭矩的扭矩比值。
62.功率输出判断模块203，根据发动机的点火模式，判断预燃室点火还是主燃室点火作为主要功率输出。
63.需求点火角计算模块204，根据功率输出判断模块203的判断结果来分别计算主燃室需求点火角和预燃室需求点火角。
64.若功率输出判断模块判断预燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、预燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角，并根据扭矩比值、主燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角。
65.若功率输出判断模块判断主燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、主燃室
最优点火角、主燃室点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角，并根据扭矩比值、预燃室最优点火角、主燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角；
66.点火角输出模块205，根据预燃室需求点火角和主燃室需求点火角，进行点火角的输出。
67.本实施例所提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制10，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
68.图6是本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(communications interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，所述预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，其特征在于，包括：获取发动机的最优扭矩，并获取当前发动机需求输出扭矩；计算当前发动机需求输出扭矩和最优扭矩的扭矩比值；根据发动机的点火模式，判断预燃室点火还是主燃室点火作为主要功率输出；若判断预燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、预燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角，并根据扭矩比值、主燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角；若判断主燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、主燃室最优点火角、主燃室点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角，并根据扭矩比值、预燃室最优点火角、主燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角；根据预燃室需求点火角和主燃室需求点火角，进行点火角的输出。
69.此外，上述的存储器630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)执行本发明各个实施例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。
70.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述方法所提供的预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，所述预燃室双点火汽油机的扭矩控制方法，其特征在于，包括：获取发动机的最优扭矩，并获取当前发动机需求输出扭矩；计算当前发动机需求输出扭矩和最优扭矩的扭矩比值；根据发动机的点火模式，判断预燃室点火还是主燃室点火作为主要功率输出；若判断预燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、预燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角，并根据扭矩比值、主燃室最优点火角、预燃室点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角；若判断主燃室点火为主要功率输出，则根据扭矩比值、主燃室最优点火角、主燃室点火效率曲线计算主燃室的主燃室需求点火角，并根据扭矩比值、预燃室最优点火角、主燃室点火效率曲线计算预燃室的预燃室需求点火角；根据预燃室需求点火角和主燃室需求点火角，进行点火角的输出。
71.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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。
72.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。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的方法。
73.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。