[发明专利]一种汽油发动机怠速及小油门工况的转速控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电控火花点火式内燃机，特别是汽车摩托车等常用的电控燃油喷射及点火的四冲程汽油发动机。

背景技术

火花点火式内燃机采用电控点火技术，可以自由适应各种工况对点火提前角(有时简称为点火角)的不同要求，以期得到高效节能、降低排放等效果。特别是对于汽油发动机，采用电控燃油喷射及点火，可以同时精确控制汽油发动机的燃烧混合气空燃比，从而大幅度提高汽油发动机的各种性能，包括发动机的启动性能、怠速性能、运转稳定性、动力、油耗和尾气排放等。

现有的公开技术大多数采用电控怠速空气阀的方式来改变怠速等工况的发动机燃烧循环做功，从而维持发动机在不同的热状态或辅件动力需求时的怠速转速稳定，例如发动机冷车启动后的怠速，或电瓶电压过低时发电机励磁电流突然增加时的怠速，等。在小油门空载工况，发动机的输出扭矩特性可能随转速出现严重的非线性变化，导致小油门操作与发动机稳定空载转速出现不协调的感觉，例如油门几乎未动但转速增加很多。现有的一般技术也是通过调节怠速空气阀开启面积来控制小油门转速。

然而，增设电控怠速空气阀必然带来成本的增加，另外怠速空气阀的响应速度未必都能够满足快速调节的需求。

发明内容

本发明之目的在于提供一种电控火花点火式内燃机的怠速及小油门工况的转速的控制方法及装置，不需要电控怠速空气阀同样达到稳定控制怠速及小油门工况转速，适应不同的发动机状态及辅件动力需求，从而简化发动机系统，降低发动机成本。

本发明之目的通过下列技术方案达到，即：

一种汽油发动机怠速及小油门转速控制方法及装置，所述装置包括：发动机本体、电控单元(ECU)、燃油喷射装置、点火装置、节气门体等，其特征在于，所述节气门体在怠速位置具有不可调小的、足够大的怠速进气量，能够维持发动机在低温环境下稳定怠速，在发动机暖车过程中，所述电控单元控制所述点火装置，通过点火提前角的大幅度调节，来反馈控制怠速或小油门转速达到预设的目标转速，包括以下步骤：

1)根据发动机状态和/或油门级别设定目标转速；

2)测量当前的发动机转速；

3)根据当前转速与目标转速的差值来反馈调节点火角，使发动机转速向目标转速靠近

根据这个技术方案，在可以省略电控怠速空气阀及其系统、使发动机系统成本降低的前提下，发动机怠速及小油门工况仍然具有足够的进气量，因此冷热车启动性能得到保证，ECU根据发动机转速是否达到目标转速来反馈调节点火提前角，可以克服冷车怠速时很大的摩擦损耗，使运转转速稳定，并在怠速工况下快速反应提供额外动力以满足辅件动力需求。

由于小油门工况的气量较大，因此按照最大扭矩(MBT)标定的基本点火提前角将使小油门工况有较大的扭矩，如果在发动机油门离开怠速位置后就立即进入基本点火提前角控制，那么可能造成发动机扭矩的突变，给操作人员稳定发动机转速及车速带来困难，可能使发动机对油门的响应过于粗暴。因此，本发明的技术方案中，对小油门工况也设计了一个转速目标，通过调节点火提前角来反馈控制小油门工况的转速向目标转速趋近。

下列技术方案可对本发明进行进一步改进。

所述发动机怠速及小油门转速控制方法还包括以下步骤：

1)判断当前是处于压缩膨胀过程还是进气排气过程；

2)如果是处于压缩膨胀过程，则给出点火信号，如果是处于进气排气过程，则不给出点火信号；

3)根据当前测得的发动机转速与目标转速的差值、以及基本点火角来确定点火提前角，以ECU内存中预设的基本点火角为基准调节下一次点火角，如果当前转速大于目标转速，则推迟点火，如果当前转速小于目标转速，则提前点火，如果当前转速等于目标转速，则保持当前的点火角调节量不变。

由于点火推迟到很晚相位时，例如到上止点以后，在进排气气门重叠开启期间，如果出现点火火花，将很有可能点燃刚刚进入汽缸的新鲜混合气，从而造成发动机回火，因此，本发明的技术方案中包括了剔除排气冲程末期的无效点火的方案，必须要判断当前是处于压缩膨胀过程还是进气排气过程。所谓“无效点火”是一种在不需要点火的排气冲程末期产生的点火火花，是为了简化四冲程发动机点火装置而在点火系统中不加区分是压缩上止点还是排气上止点时存在的、不可避免的点火火花。在一般的发动机设计的点火提前角范围内，无效点火不会产生回火问题，原因在于无效点火火花只可能存在于废气中，所以是真正无效的。

对本发明进行进一步改进还包括：