一种单缸发动机的控制方法、装置、系统及电子设备与流程

所属的技术人员能够理解，本技术的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本技术的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。在一些可能的实施方式中，根据本技术的电子设备可以至少包括至少一个处理器、以及至少一个存储器。其中，存储器存储有程序代码，当程序代码被处理器执行时，使得处理器执行本说明书上述描述的根据本技术各种示例性实施方式的单缸发动机的控制方法中的步骤。例如，处理器可以执行如单缸发动机的控制方法中的步骤。下面参照图4来描述根据本技术的这种实施方式的电子设备40。图4显示的电子设备40仅仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图4所示，电子设备40以通用电子设备的形式表现。电子设备40的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器41、上述至少一个存储器42、连接不同系统组件(包括存储器42和处理器41)的总线43。总线43表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。存储器42可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(ram)421和/或高速缓存存储器422，还可以进一步包括只读存储器(rom)423。存储器42还可以包括具有一组(至少一个)程序模块424的程序/实用工具425，这样的程序模块424包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。电子设备40也可以与一个或多个外部设备44(例如键盘、指向设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与电子设备40交互的设备通信，和/或与使得该电子设备40能与一个或多个其它电子设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口45进行。并且，电子设备40还可以通过网络适配器46与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器46通过总线43与用于电子设备40的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合电子设备40使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器42，上述指令可由处理器41执行以完成上述方法。可选地，计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。在示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器41执行时实现如本技术提供的单缸发动机的控制方法的任一方法。在示例性实施例中，本技术提供的一种单缸发动机的控制方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本技术各种示例性实施方式的一种单缸发动机的控制方法中的步骤。程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。本技术的实施方式的用于发动机的控制的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括程序代码，并可以在电子设备上运行。然而，本技术的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户电子设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程电子设备上执行、或者完全在远程电子设备或服务端上执行。在涉及远程电子设备的情形中，远程电子设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户电子设备，或者，可以连接到外部电子设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本技术的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本技术方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程电子设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程电子设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程电子设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程电子设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

背景技术：

1、单缸发动机是所有发动机中最原始的状态。由于单缸发动机可以按照不同的排列方式组合成不同的多缸发动机，对于大缸径、大功率的多缸发动机来说，产品开发的流程非常复杂，产品的试验周期也较长，燃油耗费和人力成本也比较高，因此单缸发动机可以作为多缸发动机产品研发的前置研究类工具。也即可以通过单缸发动机辅助多缸发动机的研究开发。

2、通常单缸发动机的四个冲程中只有一个冲程做功，且该做功的冲程是在较短时间处于燃烧做功阶段，因此间断性做功容易导致单缸发动机的转速和扭矩出现波动，进而影响单缸发动机辅助多缸发动机的研究开发。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种单缸发动机的控制方法、装置、系统及电子设备，可以精准控制单缸发动机的转速和扭矩，避免转速和扭矩出现较大波动现象。

2、第一方面，本技术一实施例提供了一种单缸发动机的控制系统，所述系统包括：单缸发动机、节气门、测功机和台架；所述单缸发动机分别与所述测功机、所述台架、所述节气门连接，所述台架还与所述测功机、所述节气门连接；

3、所述台架，用于发送转速控制指令给所述测功机；以及发送扭矩控制指令给所述节气门；

4、所述测功机，用于基于所述转速控制指令，控制所述单缸发动机的转速；

5、所述节气门，用于基于所述扭矩控制指令，确定节气门开度；

6、所述台架，还用于基于所述节气门开度和所述单缸发动机的转速，确定所述单缸发动机的输出扭矩；并根据所述单缸发动机的输出扭矩和预设扭矩之间的差值，生成第一扭矩调整指令，将所述第一扭矩调整指令发送给所述节气门；

7、所述节气门，还用于基于所述第一扭矩调整指令，调整所述节气门开度。

8、相对于现有技术，本技术通过利用测功机倒拖单缸发动机，实现控制单缸发动机的转速。通过利用节气门的节气门开度，控制单缸发动机中天然气的进气量，进而可以控制单缸发动机的输出扭矩，避免出现扭矩波动问题。还可以通过单缸发动机的输出扭矩和预设扭矩的差值，调整节气门开度，进而实现单缸发动机中天然气进气量的调整，最终调整单缸发动机的输出扭矩。

9、一种可能的实施方式中，所述台架中的所述扭矩控制指令是根据所述单缸发动机的油门开度生成的。本技术通过控制油门开度实现对输出扭矩的控制，使得调整扭矩的操作简单。

10、一种可能的实施方式中，所述台架具体用于：

11、将所述单缸发动机的输出扭矩和预设扭矩之间的差值输入比例积分微分pid调节器，得到所述pid调节器输出的油门开度调整值；

12、基于所述油门开度调整值生成所述第一扭矩调整指令。

13、本技术通过确定油门开度的调整值，利用油门开度调整值实现对节气门开度的调整，进而实现对单缸发动机的天然气进气量的调整，最终实现对单缸发动机扭矩的调整。

14、一种可能的实施方式中，所述系统还包括氧气传感器；所述氧气传感器分别与所述单缸发动机、所述台架连接；

15、所述氧气传感器，用于计算所述单缸发动机的实际过量空气系数；并将所述单缸发动机的实际过量空气系数发送给所述台架；

16、所述台架，还用于根据所述单缸发动机的实际过量空气系数和预设过量空气系数之间的差值，生成第二扭矩调整指令，将所述第二扭矩调整指令发送给所述节气门；

17、所述节气门，还用于基于所述第二扭矩调整指令，调整所述节气门开度。

18、本技术通过氧气传感器计算得到实际过量空气系数，根据实际过量空气系数和预设过量空气系数的差值，调整节气门开度，使得单缸发动机的天然气进气量发生变化，进而调整了单缸发动机的输出扭矩。

19、一种可能的实施方式中，所述系统还包括燃烧分析仪；所述燃烧分析仪分别与所述单缸发动机、所述台架连接；

20、所述燃烧分析仪，用于测量所述单缸发动机中的压力波动变化值，将所述单缸发动机的压力波动变化值发送给所述台架；

21、所述台架，还用于在所述单缸发动机的压力波动变化值不小于预设压力峰值时，生成第一停止运行指令；将所述第一停止运行指令发送给所述测功机；

22、所述测功机，还用于基于所述第一停止运行指令，控制所述单缸发动机的转速。

23、本技术通过设置预设压力峰值，以及利用燃烧分析仪测量单缸发动机中压力波动变化值，可以实时检测单缸发动机是否处于临近爆震工况，并在单缸发动机处于爆震工况下，可以及时控制单缸发动机停止运行。

24、一种可能的实施方式中，所述燃烧分析仪，还用于测量所述单缸发动机中多个目标参数各自对应的目标功率值；将所述多个目标参数各自对应的目标功率值发送给所述台架；

25、所述台架，还用于基于所述多个目标参数各自对应的目标功率，计算得到所述多个目标参数的平均功率；基于所述多个目标参数的平均功率和所述单缸发动机的实际输出功率，计算得到所述单缸发动机的摩擦功率；在所述单缸发动机的摩擦功率不小于预设摩擦功率、且所述单缸发动机出现熄火现象时，生成第二停止运行指令；将所述第二停止运行指令发送给所述测功机；

26、所述测功机，还用于基于所述第二停止运行指令，控制所述单缸发动机的转速。

27、本技术通过设置预设摩擦功率，以及利用燃烧分析仪测量单缸发动机中多个目标参数各自对应的目标功率值，可以实时检测单缸发动机是否处于临近熄火工况，并在单缸发动机处于熄火工况下，可以及时控制单缸发动机停止运行。

28、一种可能的实施方式中，所述台架将所述第一停止运行指令发送给所述测功机后，还用于：

29、生成天然气进气量的控制指令，将所述天然气进气量的控制指令发送给所述节气门；

30、所述节气门，还用于基于所述天然气进气量的控制指令，控制所述单缸发动机停止天然气的进气量；

31、在所述台架将所述天然气进气量的控制指令发送给所述节气门后，还用于：

32、生成空气进气量的控制指令，将所述空气进气量的控制指令发送给所述节气门；

33、所述节气门，还用于基于所述空气进气量的控制指令，控制所述单缸发动机停止空气的进气量。

34、本技术通过控制单缸发动机先停止天然气的进气量，然后控制单缸发动机停止空气的进气量，可以防止单缸发动机出现二次爆震现象。

35、第二方面，本技术实施例提供了一种单缸发动机的控制方法，所述方法包括：

36、发送转速控制指令给测功机，以及发送扭矩控制指令给节气门；

37、接收所述测功机基于所述转速控制指令，发送的所述单缸发动机的转速；以及接收所述节气门基于所述扭矩控制指令，发送的节气门开度；

38、基于所述节气门开度和所述单缸发动机的转速，确定所述单缸发动机的输出扭矩；并根据所述单缸发动机的输出扭矩和预设扭矩之间的差值，生成第一扭矩调整指令，将所述第一扭矩调整指令发送给所述节气门，以使所述节气门基于所述第一扭矩调整指令调整所述节气门开度。

39、一种可能的实施方式中，所述扭矩控制指令是根据所述单缸发动机的油门开度生成的。

40、一种可能的实施方式中，根据所述单缸发动机的输出扭矩和预设扭矩之间的差值，生成第一扭矩调整指令，包括：

41、将所述单缸发动机的输出扭矩和预设扭矩之间的差值输入比例积分微分pid调节器，得到所述pid调节器输出的油门开度调整值；

42、基于所述油门开度调整值生成所述第一扭矩调整指令。

43、一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

44、接收氧气传感器发送的所述单缸发动机的实际过量空气系数；

45、根据所述单缸发动机的实际过量空气系数和预设过量空气系数之间的差值，生成第二扭矩调整指令，将所述第二扭矩调整指令发送给所述节气门，以使所述节气门基于所述第二扭矩调整指令调整所述节气门开度。

46、一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

47、接收燃烧分析仪发送的所述单缸发动机的压力波动变化值；

48、在所述单缸发动机的压力波动变化值不小于预设压力峰值时，生成第一停止运行指令；将所述第一停止运行指令发送给所述测功机，以使所述测功机基于所述第一停止运行指令控制所述单缸发动机的转速。

49、一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

50、接收燃烧分析仪发送的所述多个目标参数各自对应的目标功率值；

51、基于所述多个目标参数各自对应的目标功率，计算得到所述多个目标参数的平均功率；基于所述多个目标参数的平均功率和所述单缸发动机的实际输出功率，计算得到所述单缸发动机的摩擦功率；在所述单缸发动机的摩擦功率不小于预设摩擦功率、且所述单缸发动机出现熄火现象时，生成第二停止运行指令；将所述第二停止运行指令发送给所述测功机，以使所述测功机基于所述第二停止运行指令控制所述单缸发动机的转速。

52、一种可能的实施方式中，所述将所述第一停止运行指令发送给所述测功机后，所述方法还包括：

53、生成天然气进气量的控制指令，将所述天然气进气量的控制指令发送给所述节气门，以使所述节气门基于所述天然气进气量的控制指令，控制所述单缸发动机停止天然气的进气量；

54、在将所述天然气进气量的控制指令发送给所述节气门后，所述方法还包括：

55、生成空气进气量的控制指令，将所述空气进气量的控制指令发送给所述节气门，以使所述节气门基于所述空气进气量的控制指令，控制所述单缸发动机停止空气的进气量。

56、第三方面，本技术实施例提供了一种单缸发动机的控制装置，所述装置包括：

57、发送模块，用于发送转速控制指令给测功机，以及发送扭矩控制指令给节气门；

58、接收模块，用于接收所述测功机基于所述转速控制指令，发送的所述单缸发动机的转速；以及接收所述节气门基于所述扭矩控制指令，发送的节气门开度；

59、扭矩调整模块，用于基于所述节气门开度和所述单缸发动机的转速，确定所述单缸发动机的输出扭矩；并根据所述单缸发动机的输出扭矩和预设扭矩之间的差值，生成第一扭矩调整指令，将所述第一扭矩调整指令发送给所述节气门，以使所述节气门基于所述第一扭矩调整指令调整所述节气门开度。

60、一种可能的实施方式中，所述扭矩控制指令是根据所述单缸发动机的油门开度生成的。

61、一种可能的实施方式中，扭矩调整模块，具体用于：

62、将所述单缸发动机的输出扭矩和预设扭矩之间的差值输入比例积分微分pid调节器，得到所述pid调节器输出的油门开度调整值；

63、基于所述油门开度调整值生成所述第一扭矩调整指令。

64、一种可能的实施方式中，所述装置还包括：

65、接收氧气传感器发送的所述单缸发动机的实际过量空气系数；

66、根据所述单缸发动机的实际过量空气系数和预设过量空气系数之间的差值，生成第二扭矩调整指令，将所述第二扭矩调整指令发送给所述节气门，以使所述节气门基于所述第二扭矩调整指令调整所述节气门开度。

67、一种可能的实施方式中，所述装置还包括：

68、接收燃烧分析仪发送的所述单缸发动机的压力波动变化值；

69、在所述单缸发动机的压力波动变化值不小于预设压力峰值时，生成第一停止运行指令；将所述第一停止运行指令发送给所述测功机，以使所述测功机基于所述第一停止运行指令控制所述单缸发动机的转速。

70、一种可能的实施方式中，所述装置还包括：

71、接收燃烧分析仪发送的所述多个目标参数各自对应的目标功率值；

72、基于所述多个目标参数各自对应的目标功率，计算得到所述多个目标参数的平均功率；基于所述多个目标参数的平均功率和所述单缸发动机的实际输出功率，计算得到所述单缸发动机的摩擦功率；在所述单缸发动机的摩擦功率不小于预设摩擦功率、且所述单缸发动机出现熄火现象时，生成第二停止运行指令；将所述第二停止运行指令发送给所述测功机，以使所述测功机基于所述第二停止运行指令控制所述单缸发动机的转速。

73、一种可能的实施方式中，所述将所述第一停止运行指令发送给所述测功机后，所述装置还包括：

74、生成天然气进气量的控制指令，将所述天然气进气量的控制指令发送给所述节气门，以使所述节气门基于所述天然气进气量的控制指令，控制所述单缸发动机停止天然气的进气量；

75、在将所述天然气进气量的控制指令发送给所述节气门后，所述装置还包括：

76、生成空气进气量的控制指令，将所述空气进气量的控制指令发送给所述节气门，以使所述节气门基于所述空气进气量的控制指令，控制所述单缸发动机停止空气的进气量。

77、第四方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括：处理器和收发器，其中：

78、所述收发器，用于收发控制单缸发动机运行的多个指令；

79、所述处理器，与存储器耦合，用于调用所述存储器中的程序使得所述电子设备执行如上述第二方面中的任一种可能的实施例中所述的方法。

80、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括：计算机程序指令，当所述计算机程序指令由计算机执行时，处理器执行如上述第二方面中的任一种可能的实施例中所述的方法。

81、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。