一种基于极限点火效率的排温保护方法

摘要

本申请公开了一种基于极限点火效率的排温保护方法，涉及发动机控制技术领域，该方法包括步骤：当满足极限点火效率的排温保护条件时，延迟响应时间；获取发动机的转速和负荷，确定空燃比加浓系数达到加浓预设限值的最大点火效率；获取发动机爆震后请求的第一点火效率及其对应的请求次数，以及发动机早燃后请求的第二点火效率，再根据最大点火效率与第一点火效率和第二点火效率的比对，确定排温保护的极限点火效率；对极限点火效率进行约束得到输出点火效率，根据输出点火效率进行极限点火效率限定控制。本申请，对极限点火效率进行约束后，进行极限点火效率限定控制，因此，可禁止极限点火效率过低，避免排温过高。

权利要求

1.一种基于极限点火效率的排温保护方法，其特征在于，其包括步骤：当满足极限点火效率的排温保护条件时，延迟响应时间；

获取发动机的转速和负荷，确定空燃比加浓系数达到加浓预设限值的最大点火效率；

获取发动机爆震后请求的第一点火效率及其对应的请求次数，以及发动机早燃后请求的第二点火效率，再根据所述最大点火效率与所述第一点火效率和第二点火效率的比对，确定排温保护的极限点火效率；

对所述极限点火效率进行约束得到输出点火效率，根据所述输出点火效率进行极限点火效率限定控制。

2.如权利要求1所述的基于极限点火效率的排温保护方法，其特征在于，还包括：当所述发动机的实际排温低于排温预设限值之后，再经过所述响应时间后，退出所述极限点火效率限定控制。

3.如权利要求1所述的基于极限点火效率的排温保护方法，其特征在于，所述确定排温保护的极限点火效率具体包括：当所述最大点火效率大于第一点火效率，不大于第二点火效率，且请求次数大于最小次数阈值时，以所述第一点火效率作为所述极限点火效率；

当所述最大点火效率大于第二点火效率，不大于第一点火效率，且请求次数大于最小次数阈值，则所述第二点火效率作为所述极限点火效率；

当所述最大点火效率大于第一点火效率和第二点火效率，且请求次数大于最小次数阈值时，以第一点火效率和第二点火效率中的较小值作为所述极限点火效率。

4.如权利要求1所述的基于极限点火效率的排温保护方法，其特征在于，所述确定加浓预设限值的最大点火效率，具体包括：根据所述发动机转速和负荷，确定基本点火角和最小点火角；

根据所述基本点火角对应的基本点火效率、以及最小点火角对应的最小点火效率，基于预存的对应列表，确定所述最大点火效率。

5.如权利要求4所述的基于极限点火效率的排温保护方法，其特征在于，获取所述对应列表具体包括：

依次设置多个发动机转速和负荷；

在任一转速和负荷下，设置相应的基本点火角，并将空燃比加浓系数设为所述加浓预设限值；

获取发动机的当前排温，当所述发动机的当前排温大于排温预设限值时，以该基本点火角对应的基本点火效率，作为所述最大点火效率；

否则，逐步降低点火效率，直至当前排温超过排温预设限值，并将此时的点火效率作为最大点火效率；

若点火效率降低至最小点火效率时，所述当前排温超过排温预设限值，则以所述最小点火效率作为所述最大点火效率；

将各发动机转速和负荷下，加浓预设限值与其对应的最大点火效率做表，得到所述对应列表。

6.如权利要求1所述的基于极限点火效率的排温保护方法，其特征在于，所述满足极限点火效率的排温保护条件为：

所述发动机的实际排温到达排温预设限值，且当前空燃比加浓系数为所述加浓预设限值。

7.如权利要求1所述的基于极限点火效率的排温保护方法，其特征在于，所述当满足极限点火效率的排温保护条件时，还包括：根据所述发动机的进气流量，确定响应时间。

8.如权利要求1所述的基于极限点火效率的排温保护方法，其特征在于，对所述极限点火效率进行约束得到输出点火效率，根据所述输出点火效率进行极限点火效率限定控制，具体包括：

确定点火效率变化率，计算点火效率变化量；

以前一时刻的点火效率与点火效率变化量之和，作为点火效率计算值；

当所述点火效率计算值小于极限点火效率时，以所述点火效率计算值作为输出点火效率进行极限点火效率限定控制，否则，以所述极限点火效率作为输出点火效率进行极限点火效率限定控制。

9.如权利要求8所述的基于极限点火效率的排温保护方法，其特征在于：所述点火效率变化率根据所述发动机的进气流量，基于预存的进气流量与点火效率变化率的预存表获取。

10.如权利要求1所述的基于极限点火效率的排温保护方法，其特征在于，当满足极限点火效率的排温保护条件之后，还包括：利用发动机控制器禁止断油。

说明书

一种基于极限点火效率的排温保护方法

技术领域

[0001] 本申请涉及发动机控制技术领域，具体涉及一种基于极限点火效率的排温保护方法。

背景技术

[0002] 为满足日益严格的排放油耗法规要求，在车用汽油电喷发动机领域，越来越广泛地采用涡轮增压(Turbo‑charging)结合缸内直喷(GDI)，以有效提升发动机瞬态响应，改善
传统增压技术的响应延迟。由于直喷吸热使得缸内温度降低，充气系数提高2％～3％，进而
获得了燃油经济性和排放的大幅度改善。

[0003] 目前，小排量废气涡轮增压缸内直喷发动机取代大排量自然吸气发动机，是实现节油与降低碳排放量最为主流的核心技术路线之一。但是，由于小型化涡轮增压直喷发动
机，大负荷工况下热负荷较大，如果发动机长时间运行在大热负荷工况下，对发动机零部件
和润滑系统造成性能和寿命的伤害，因此需要控制排气系统的温度。

[0004] 相关技术中，降低排温的方式主要是通过直接降低空燃比或者降低扭矩实现。但是，上述方法不仅无法及时调节排温，且在一定程度上牺牲了发动机的动力性。

发明内容

[0005] 针对现有技术中存在的缺陷之一，本申请的目的在于提供一种基于极限点火效率的排温保护方法，以禁止极限点火效率过低，避免排温过高。

[0006] 本申请提供一种基于极限点火效率的排温保护方法，其包括步骤：

[0007] 当满足极限点火效率的排温保护条件时，延迟响应时间；

[0008] 获取发动机的转速和负荷，确定空燃比加浓系数达到加浓预设限值的最大点火效率；

[0009] 获取发动机爆震后请求的第一点火效率及其对应的请求次数，以及发动机早燃后请求的第二点火效率，再根据上述最大点火效率与上述第一点火效率和第二点火效率的比
对，确定排温保护的极限点火效率；

[0010] 对上述极限点火效率进行约束得到输出点火效率，根据上述输出点火效率进行极限点火效率限定控制。

[0011] 一些实施例中，还包括：当上述发动机的实际排温低于排温预设限值之后，再经过上述响应时间后，退出上述极限点火效率限定控制。

[0012] 一些实施例中，上述确定排温保护的极限点火效率具体包括：

[0013] 当上述最大点火效率大于第一点火效率，不大于第二点火效率，且请求次数大于最小次数阈值时，以上述第一点火效率作为上述极限点火效率；

[0014] 当上述最大点火效率大于第二点火效率，不大于第一点火效率，且请求次数大于最小次数阈值，则上述第二点火效率作为上述极限点火效率；

[0015] 当上述最大点火效率大于第一点火效率和第二点火效率，且请求次数大于最小次数阈值时，以第一点火效率和第二点火效率中的较小值作为上述极限点火效率。

[0016] 一些实施例中，上述确定加浓预设限值下的最大点火效率，具体包括：

[0017] 根据上述发动机转速和负荷，确定基本点火角和最小点火角；

[0018] 根据上述基本点火角对应的基本点火效率、以及最小点火角对应的最小点火效率，基于预存的对应列表，确定上述最大点火效率。

[0019] 一些实施例中，获取上述对应列表具体包括：

[0020] 依次设置多个发动机转速和负荷；

[0021] 在任一转速和负荷下，设置相应的基本点火角，并将空燃比加浓系数设为上述加浓预设限值；

[0022] 获取发动机的当前排温，当上述发动机的当前排温大于排温预设限值时，以该基本点火角对应的基本点火效率，作为最大点火效率；

[0023] 否则，逐步降低点火效率，直至当前排温超过排温预设限值，并将此时的点火效率作为最大点火效率；

[0024] 若点火效率降低至最小点火效率时，上述当前排温超过排温预设限值，则以上述最小点火效率作为上述最大点火效率；

[0025] 将各发动机转速和负荷下，加浓预设限值与其对应的最大点火效率做表，得到上述对应列表。

[0026] 一些实施例中，上述满足极限点火效率的排温保护条件为：

[0027] 上述发动机的实际排温到达排温预设限值，且当前空燃比加浓系数为上述加浓预设限值。

[0028] 一些实施例中，上述当满足极限点火效率的排温保护条件时，还包括：

[0029] 根据上述发动机的进气流量，确定响应时间。

[0030] 一些实施例中，对上述极限点火效率进行约束得到输出点火效率，根据上述输出点火效率进行极限点火效率限定控制，具体包括：

[0031] 确定点火效率变化率，计算点火效率变化量；

[0032] 以前一时刻的点火效率与点火效率变化量之和，作为点火效率计算值；

[0033] 当上述点火效率计算值小于极限点火效率时，以上述点火效率计算值作为输出点火效率进行极限点火效率限定控制，否则，以上述极限点火效率作为输出点火效率进行极
限点火效率限定控制。

[0034] 一些实施例中，上述点火效率变化率根据上述发动机的进气流量，基于预存的进气流量与点火效率变化率的预存表获取。

[0035] 一些实施例中，当满足极限点火效率的排温保护条件之后，还包括：

[0036] 利用发动机控制器禁止断油。

[0037] 本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

[0038] 本申请的基于极限点火效率的排温保护方法，由于在满足极限点火效率的排温保护条件并延迟响应时间后，将加浓预设限值下的最大点火效率分别与发动机爆震后请求的
第一点火效率和发动机早燃后请求的第二点火效率进行比对，可确定排温保护的极限点火
效率，进而对极限点火效率进行约束后，进行极限点火效率限定控制，因此，可禁止极限点
火效率过低，避免排温过高。

附图说明

[0039] 图1为本申请实施例提供的基于极限点火效率的排温保护方法的第一种流程图；

[0040] 图2为本申请实施例提供的基于极限点火效率的排温保护方法的第二种流程图。

具体实施方式

[0041] 以下结合附图及实施例对本申请作进一步详细说明。

[0042] 参见图1所示，本申请实施例提供一种基于极限点火效率的排温保护方法，其包括步骤：

[0043] S1.当满足极限点火效率的排温保护条件时，延迟响应时间，并在延迟响应时间后，激活极限点火效率限定控制。

[0044] 本实施例中，上述满足极限点火效率的排温保护条件为：上述发动机的实际排温到达排温预设限值，且当前空燃比加浓系数为上述加浓预设限值。其中，加浓预设限值为排
放和油耗设定的各工况下的最大加浓系数。当空燃比加浓系数为加浓预设限值时，表明无
法进行加浓来调整排温。

[0045] S2.获取发动机的转速和负荷，确定空燃比加浓系数达到加浓预设限值的最大点火效率。其中，实际供应的燃料质量与化学计量比燃烧所需的燃料质量之比为空燃比加浓
系数。

[0046] S3.根据当前实时的转速和负荷工况点，获取发动机爆震后请求的第一点火效率及其对应的请求次数，以及发动机早燃后请求的第二点火效率，再根据上述最大点火效率
与第一点火效率和第二点火效率的比对，确定排温保护的极限点火效率。

[0047] S4.对上述极限点火效率进行约束得到输出点火效率，根据输出点火效率进行极限点火效率限定控制，直至上述发动机的实际排温低于排温预设限值。

[0048] 汽油机各个功能的控制模型均是基于扭矩实现，从气路扭矩和火路扭矩实现扭矩的请求。气路扭矩是从气量限制的角度来实现排温改善，火路扭矩是从点火效率(点火角)
限制的角度来实现排温改善。由于点火角可迅速调整，而气体从进气系统进入气缸燃烧时
间较长，有更大的迟滞，因此，改变点火效率对排温的影响比改变气量对排温的影响要迅
速，可优先通过调整点火角。本实施例通过火路扭矩点火效率的调整，实现排温保护。

[0049] 本申请实施例的排温保护方法，由于在满足极限点火效率的排温保护条件并延迟响应时间后，将加浓预设限值下的最大点火效率分别与发动机爆震后请求的第一点火效率
和发动机早燃后请求的第二点火效率进行比对，可确定排温保护的极限点火效率，进而对
极限点火效率进行约束后，进行极限点火效率限定控制，因此，火路扭矩点火效率的调整，
可禁止极限点火效率过低，进而避免排温过高。

[0050] 本实施例中，当满足极限点火效率的排温保护条件之后，还包括：利用发动机控制器禁止断油，以防止断油过程中造成的排温进一步升高。

[0051] 优选地，上述确定排温保护的极限点火效率具体包括：

[0052] 首先，将上述最大点火效率分别与第一点火效率和第二点火效率进行比较。然后，将第一点火效率对应的请求次数与最小次数阈值进行比较。

[0053] 当最大点火效率rMaxEffAtMaxEnrich大于第一点火效率rMaxEffAtKnock，不大于第二点火效率rMaxEffAtPreIgnition，且请求次数CntMaxEffAtKnock大于最小次数阈值时，以上述第一点火效率
rMaxEffAtKnock作为上述极限点火效率。

[0054] 当上述最大点火效率rMaxEffAtMaxEnrich大于第二点火效率rMaxEffAtPreIgnition，不大于第一点火效率rMaxEffAtKnock，且请求次数CntMaxEffAtKnock大于最小次数阈值，则第二请求点火效率
rMaxEffAtPreIgnition作为上述极限点火效率。

[0055] 当上述最大点火效率rMaxEffAtMaxEnrich大于第一点火效率rMaxEffAtKnock和第二点火效率rMaxEffAtPreIgnition，且请求次数CntMaxEffAtKnock大于最小次数阈值时，以第一点火效率
rMaxEffAtKnock和第二点火效率rMaxEffAtPreIgnition中的较小值作为上述极限点火效率。

[0056] 进一步地，上述步骤S2中，确定加浓预设限值下的最大点火效率，具体包括：

[0057] 首先，根据上述发动机转速和负荷，确定基本点火角和最小点火角。

[0058] 然后，根据基本点火角对应的基本点火效率、以及最小点火角对应的最小点火效率，基于预存的对应列表，确定上述最大点火效率。其中，基本点火效率是指基本点火角即
最佳点火角所对应的点火效率。最小点火效率是指最小点火角对应的点火效率。最小点火
角即最小允许的点火角，点火角过小会造成发动机燃烧抖动甚至熄火。

[0059] 本实施例中，当实际点火效率小于或等于上述最大点火效率rMaxEffAtMaxEnrich时，理想空燃比加浓系数会更大。由于受到空燃比加浓预设限值的限制，无法继续加浓空燃比，因
此需要通过调节气路或火路扭矩来实现。

[0060] 进一步地，获取上述对应列表具体包括：

[0061] 首先，依次设置多个发动机转速和负荷。

[0062] 其次，在任一转速和负荷下，设置相应的基本点火角，并将空燃比加浓系数设为上述加浓预设限值。

[0063] 然后，获取发动机的当前排温，当上述发动机的当前排温大于排温预设限值时，以该基本点火角对应的基本点火效率，作为上述最大点火效率。

[0064] 否则，即发动机的当前排温不大于排温预设限值时，逐步降低点火效率，直至当前排温首次超过排温预设限值，并将此时的点火效率作为最大点火效率。

[0065] 若点火效率降低至最小点火效率时，上述当前排温超过排温预设限值，则以上述最小点火效率作为上述最大点火效率。

[0066] 其中，若点火效率降低至最小点火效率时，当前排温仍未超过排温预设限值，则表明当前工况下，仅需通过空燃比加浓即可进行排温保护，无需调节气路或火路扭矩来改善
排温。

[0067] 最后，将各发动机转速和负荷下，加浓预设限值与其对应的最大点火效率做表，得到上述对应列表。

[0068] 本实施例中，上述当满足极限点火效率的排温保护条件时，还包括：根据当前发动机的进气流量，基于进气流量与响应时间的第一预存表，确定响应时间。第一预存表参见下
表1所示。

[0069] 表1

[0070]

[0071] 当发动机进气流量dmCylinderAirFlow越大时，排温变化越大，此时响应时间TDelay越小；当发动机进气流量越小时，排温越小，此时响应时间TDelay越大。在第一次达到响应时间
TDelay后即可进行极限点火效率限定，此时排温过高引起的极限点火效率限定激活。相邻进
气流量区间内，进气流量与响应时间TDelay之间为线性关系。

[0072] 可选地，当满足极限点火效率的排温保护条件时，在响应时间后，可将目前的点火效率根据点火效率变化率逐步过渡至极限点火效率，以避免点火角的调整对控制系统造成
较大的影响。

[0073] 进一步地，上述步骤S4中，当上述发动机的实际排温低于排温预设限值之后，还包括：再经过上述响应时间后，退出上述极限点火效率限定控制。

[0074] 可选地，在发动机的实际排温恢复到低于排温预设限值时，退出极限点火效率限定也延迟一段时间TDelay，并在该响应时间后，将点火效率设为正常控制的点火效率，此时排
温过高引起的极限点火效率限定关闭。

[0075] 优选地，上述步骤S4中，对上述极限点火效率进行约束得到输出点火效率，根据输出点火效率进行极限点火效率限定控制，具体包括：

[0076] 首先，确定当前时刻的点火效率变化率，计算点火效率变化量。

[0077] 然后，以前一时刻的点火效率与点火效率变化量之和，作为点火效率计算值。当点火效率计算值小于极限点火效率时，以点火效率计算值作为输出点火效率进行极限点火效
率限定控制，否则，即点火效率计算值大于或等于极限点火效率时，以极限点火效率作为输
出点火效率进行极限点火效率限定控制。

[0078] 本实施例中，点火效率变化率由当前发动机进气流量dmCylinderAirFlow查表确定，即基于进气流量与点火效率变化率的第二预存表获取。点火效率变化率包括点火效率上升变
化率和点火效率下降变化率，进气流量与点火效率上升变化率参见下表2所示。进气流量与
点火效率下降变化率参见下表3所示。

[0079] 表2

[0080]

[0081] 表3

[0082]

[0083] 在发动机进气流量越大时，排温变化越大，此时点火效率上升变化率和点火效率下降变化率均越大；在发动机进气流量越小时，排温变化越小，此时点火效率上升变化率和
点火效率下降变化率均越小。相邻进气流量区间内，进气流量与点火效率变化率之间为线
性关系。

[0084] 参见图2所示，本实施例的排温保护方法，具体包括：

[0085] A1.判断是否满足极限点火效率的排温保护条件，若是，转向A2，否则，极限点火效率不受限定。

[0086] A2.利用发动机控制器禁止断油。

[0087] A3.延迟响应时间，激活极限点火效率限定控制。

[0088] A4.确定空燃比加浓系数达到加浓预设限值的最大点火效率。

[0089] A5.确定第一点火效率和第二点火效率，根据最大点火效率与第一点火效率和第二点火效率的比对，确定排温保护的极限点火效率，对极限点火效率进行约束得到输出点
火效率，根据输出点火效率进行极限点火效率限定控制。

[0090] A6.判断发动机的实际排温是否低于排温预设限值，若是转向A7，否则，转向A4。

[0091] A7.延迟响应时间，退出极限点火效率限定控制。

[0092] 当发动机的实际点火效率达到极限点火效率时，排温发动机的实际排温仍未低于排温预设限值，则表明此时无法通过提高点火效率来降低排温。

[0093] 本实施例的排温保护方法，在空燃比加浓受限时，考虑了发动机爆震和早燃后所请求的点火效率，得到最终的极限点火效率，可禁止极限点火效率过低，进而避免排温过
高。

[0094] 本申请不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护
范围之内。