发动机基本点火效率的计算方法、计算机设备及存储介质与流程

本发明属于发动机控制领域，具体涉及一种发动机基本点火效率的计算方法、计算机设备及存储介质。

背景技术

实际点火角和最佳点火角，以及通过台架监测其发动机扭矩大小，可以确定其实际点火效率，但是这些都是在发动机稳态工况下台架标定得到的。如果发动机运行在动态工况下，实际的点火效率并非如此。但是实际的点火效率直接决定发动机的实际扭矩。实际扭矩从而会影响发动机请求扭矩，进而影响发动机真实扭矩精度。因此，准确判断发动机基本点火效率，可进一步改善扭矩的精度。

此外，发动机还存在动力扭矩请求上升过程中气量控制响应慢的问题。从扭矩请求到目标气量的设计过程中采用了实际点火效率，而实际点火效率实际是基于当前实际气量设计的。如果实际点火效率无法提前响应车辆扭矩上升请求，发动机就无法快速响应动力。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种发动机基本点火效率的计算方法、计算机设备及存储介质，提出实际点火效率的计算方法，一方面可以控制准确控制点火效率，另一方面是从动力性角度出发优化动力输出。

本发明提供的技术方案如下：

一种发动机基本点火效率的计算方法，包括以下步骤：

S1、确定5种气量，包括最小气量、当前实际气量、插补修正用的气量、目标气量和最大气量；

S2、实时读取当前工况下5种气量的基本点火效率；

S3、实时更新当前工况下5种气量的基本点火效率

将5种气量从小到大排序形成数组[A1,A2,A3,A4,A5]，对应的基本点火效率数组为[B1,B2,B3,B4,B5]；扩充气量数组至[A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6]，A0和A6为气量端点值；

在每一次点火冲程执行时，依次读取当前工况下的最小气量，当前实际气量，插补修正用的气量，目标气量和最大气量，并依次取识别号IDm，其中m＝1，2，3，4，5；

在读取到IDm识别号对应的气量时，依次从A5到A1的顺序里寻找第一个同种类型的气量，假设为An；

如果IDm对应的气量大小在An-1与An 1对应的气量之间时，则不更新各气量对应的基本点火效率；

如果IDm对应的气量大小不在An-1与An 1对应的气量之间时，且IDm对应的气量小于An-1对应的气量时，则将气量数组中大于IDm的气量及其基本点火效率往右偏移，直至IDm对应的气量大小在新的An-1’与新An 1’之间或IDm对应的气量为A5，则完成偏移，并将IDm对应的气量及其基本点火效率插入到气量数组和点火效率数组中；

同理，如果IDm对应的气量大小不在An-1与An 1对应的气量之间时，且IDm对应的气量大于An-1对应的气量时，则将气量数组中小于IDm的气量及其基本点火效率往左偏移，直至IDm对应的气量大小在新的An-1’与新An 1’之间或IDm对应的气量为A1，则完成偏移，并将IDm对应的气量及其基本点火效率插入到气量数组和点火效率数组中；

偏移后形成新的气量数组[A1’,A2’,A3’,A4’,A5’]，以及对应的基本点火效率数组[B1’,B2’,B3’,B4’,B5’]；

S4、确定5种气量[A1’,A2’,A3’,A4’,A5’]对应的优化后的基本点火效率[C1,C2,C3,C4,C5]

将5种气量及其对应的基本点火效率做乘法，得到特征值，即[A1’,A2’,A3’,A4’,A5’]对应的特征值为[D1,D2,D3,D4,D5]，Di＝Ai’*Bi’，i＝1，2，3，4，5；

优化后的基本点火效率为：Ci 1＝max{Bi'，[Ci kslope×(Di-Di-1)/Ai']}，其中kslope为标定值，i＝2，3，4；C1＝B1’，C2＝B2’，由此确定优化后的基本点火效率[C1,C2,C3,C4,C5]。

优选地，最小气量为当前工况下允许的最小气量；当前实际气量为当前工况下实际进入气缸的气量；插补修正用的气量是基于最小气量、最大气量和当前实际气量插补出的一个新的中间气量；目标气量为当前工况下请求的进入气缸的气量；最大气量为当前工况下允许的最大气量。

优选地，插补修正用的气量的计算方法如下：

若当前实际气量与最小气量之和大于最大气量的一半，则插补修正用的气量选取最小气量与当前实际气量减去插补余量的最大值；

否则插补修正用的气量选取最大气量与当前实际气量加上插补余量的最大值；

其中，插补余量为固定常数。

优选地，插补余量为120mg/l。

优选地，发动机每次点火冲程时，读取当前工况下5种气量的基本点火效率；基本点火效率由各个气量下的实际点火角和最佳点火角，并由台架标定试验得到的点火效率确定。

优选地，5种气量的初始值如下：最小气量初始值为10mg/l，当前实际气量初始值为100mg/l，插补修正用的气量初始值为500mg/l，目标气量的初始值为600mg/l，最大气量下的初始值为1000mg/l。

优选地，kslope取0.26。

优选地，确定优化后的基本点火效率后，不同气量下的基本点火效率根据5种气量和对应基本点火效率线性插补得到。

一种计算机设备，计算机设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一段程序，至少一段程序由处理器加载并执行以实现如上述的发动机基本点火效率的计算方法。

一种存储介质，存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述的发动机基本点火效率的计算方法。

本发明的有益效果为：针对台架标定得到的不同点火角下的基本点火效率，并根据气量对基本点火效率进行修正，从而更真实反映车辆在加速请求下的目标气量的设定，使得进气系统的控制响应更快，从而满足动力性要求。

附图说明

图1是本发明的发动机基本点火效率的计算方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施案例，对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本发明提出了一种发动机基本点火效率的计算方法，其中心思想是，针对台架标定得到的不同点火角下的基本点火效率，并根据气量对基本点火效率进行修正，从而更真实反映车辆在加速请求下的目标气量的设定，使得进气系统的控制响应更快，从而满足动力性要求。

本发明实施例的发动机基本点火效率的计算方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、为了更好的基于气量进行点火效率的计算修正，提出了5种气量，进行分组。5种气量包含：最小气量、当前实际气量、插补修正用的气量、目标气量和最大气量。将5种气量的台架标定试验得到修正前的点火效率，组成数组，对最终的点火效率进行修正。其中这5个气量的各个含义是：

最小气量：当前工况下允许的最小气量，气量过小会导致发动机异常抖动甚至熄火，基于此设计的最小气量。

当前实际气量：当前工况下实际进入气缸的气量。

目标气量：当前工况下请求的进入气缸的气量。

最大气量：当前工况下允许的最大气量，基于排温保护，爆震保护和发动机本身能力等决定。

插补修正用的气量：为了更合理地优化不同气量下的点火效率计算方法，基于最小气量，最大气量和当前实际气量插补出一个新的中间气量，为插补修正用的气量。该气量的计算方法为：

(1)在“当前实际气量 最小气量”大于“最大气量/2”时，插补修正用的气量，等于“最小气量”和“当前实际气量-插补余量Y”的最大值。其中，插补余量为固定常数，本实例选择120mg/l，其选择的依据是，通过引入该插补修正用的气量对发动机加速响应扭矩的能力提升超过2Nm/s(未达到发动机最大扭矩能力时)。

(2)在“当前实际气量 最小气量”不大于“最大气量/2”时，插补修正用的气量，等于“最大气量”和“当前实际气量 插补余量Y”的最大值。其中，插补余量为固定常数，本实例选择120mg/l，其选择的依据是，通过引入该插补修正用的气量对发动机加速响应扭矩的能力提升超过2Nm/s(未达到发动机最大扭矩能力时)。

S2、实时读取当前工况下的5个气量的点火效率。

在发动机起动后，即发动机判缸成功后，5个气量下的台架标定试验得到的基本点火效率会在发动机每一次点火冲程均执行一次(每一次点火冲程执行一次的原因是，迅速更新各个气量下的点火效率，从而对当时实际气量的点火效率迅速进行优化)，各个气量设定首次计算的初始值如下：

最小气量初始值为：10mg/l；当前实际气量初始值为：100mg/l；插补修正用的气量初始值为：500mg/l；目标气量的初始值为600mg/l，最大气量下的初始值为：1000mg/l。

计算各个气量的基本点火效率，这个由各个气量下的实际点火角和最佳点火角，并由台架标定试验得到的点火效率确定。表1为本实例下实际点火角与最佳点火角差值和点火效率的关系表，获得依据是根据台架标定试验得到。

点火效率的标定依据是，点火效率为1代表当前达到其发动机外特性扭矩，点火效率为0.2，则代表当前的点火角产生的扭矩只有当前工况下对应外特性扭矩的20％。

S3、实时更新当前工况下的5个气量的点火效率。

将各个气量从小到大进行排序，形成各个气量下对应基本点火效率的数组，如5组气量[A1,A2,A3,A4,A5]对应的基本点火效率[B1,B2,B3,B4,B5]，An(n＝1，2，3，4，5)对应的基本点火效率为Bn。扩充气量数组至[A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6]，A0和A6为气量端点值，其中A0小于各工况下允许的最小气量，A0可直接设为0；A6大于各工况下允许的最大气量，可直接设为正无穷。

在每一次点火冲程执行时，依次读取最小气量，当前实际气量，插补修正的气量，目标气量和最大气量，这里取识别号IDm，其中m＝1，2，3，4，5。其中ID1为最小气量，ID2为当前实际气量，ID3为插补修正用的气量，ID4为目标气量，ID5为最大气量。在当前读取到IDm识别号对应的气量，与依次从A5到A1的顺序里寻找到的第一个相同对应的气量识别号一致时，假设为An。即IDm与An为同一种气量(5中气量中的一种)。

如果IDm读取的气量大小在An-1与An 1对应的气量之间时，则不更新各气量对应的基本点火效率；

如果IDm读取的气量大小不在An-1与An 1对应的气量之间时，且IDm读取的气量小于An-1对应的气量时，则将气量数组比IDm大的气量和对应的基本点火效率往右偏移，直至IDm对应的气量与新的An’对应的气量保持对应，即IDm对应的气量大小在新的An-1’与新An 1’之间(或IDm对应的气量为A5)，则完成偏移；

同理，如果IDm读取的气量大小不在An-1与An 1对应的气量之间时，且IDm读取的气量大于An-1对应的气量时，则将气量数组小于IDm的气量和对应的基本点火效率往左偏移，直至IDm对应的气量与新的An’对应的气量保持对应，即IDm对应的气量大小在新的An-1’与新An 1’之间(或IDm对应的气量为A1)，则完成偏移。

偏移会偏移对应气量的ID号，气量和对应的基本点火效率。偏移后的气量数组为5组气量[A1’,A2’,A3’,A4’,A5’]对应的基本点火效率[B1’,B2’,B3’,B4’,B5’]。

假如上一次更新后的气量组A1＝10，A2＝100，A3＝500，A4＝600，A5＝1000和对应的基本点火效率为B1，B2，B3，B4，B5。

假设当前读到了目标气量(对应的是A4)读到的是300，和对应的点火效率是B’。则新的气量组为10，100，300，500，600；对应的点火效率为B1，B2，B’，B3，B4。

假设当前读到了目标气量(对应的是A4)读到的是800，和对应的点火效率是B’。则新的气量组仍然为10，100，500，600，1000；对应的点火效率为B1，B2，B3，B4，B5。

假设当前读到了插补后的修正气量(对应的是A3)读到的是300，和对应的点火效率是B’。则新的气量组仍然为10，100，500，600，1000。对应的点火效率为B1，B2，B3，B4，B5。

S4、确定5组气量[A1’,A2’,A3’,A4’,A5’]对应的优化后的基本点火效率[C1,C2,C3,C4,C5]。

首先将上面5组气量和其对应的基本点火效率做乘法，这里称呼为特征值。即得到5组气量[A1’,A2’,A3’,A4’,A5’]对应的特征值[D1,D2,D3,D4,D5],即Di＝Ai’*Bi’,i＝1，2，3，4，5。

则优化后的点火效率为：Ci 1＝max{Bi'，[Ci kslope×(Di-Di-1)/Ai']}，其中kslope为标定值，i＝2，3，4；C1＝B1’，C2＝B2’。最终标定的效果是，动力响应性精度达到±5Nm，本实例kslope取0.26。至此，5组气量[A1’,A2’,A3’,A4’,A5’]对应的基本点火效率[C1,C2,C3,C4,C5]可以全部确定。不同气量下的基本点火效率根据这5组气量和对应基本点火效率线性插补得到。

另一方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由所述处理器加载并执行以实现如上述本申请实施例中任一所述的发动机基本点火效率的计算方法。

另一方面，提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述本申请实施例中任一所述的发动机基本点火效率的计算方法。

本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。