两级增压发动机的控制方法及装置
阅读：333发布：2021-01-18
专利汇可以提供两级增压发动机的控制方法及装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种两级 增压 发动机 的控制方法，适用于控制具有电动 增压器 和 涡轮 增压器的发动机，该控制方法包括：当车辆急 加速 时，判断是否满足电动增压器的启动条件，启动条件包括发动机的转速小于启动转速 阈值 、车辆的车速小于启动车速阈值、车辆 电池 的剩余电量大于启动电量阈值、电动增压器的冷却系统 温度 小于启动系统温度阈值、 环境温度 小于启动环境温度阈值和驾驶模式支持电动增压功能；若车辆满足启动条件，则控制电动增压器和 涡轮增压器 为发动机增压；若车辆不满足启动条件，则控制涡轮增压器为发动机增压。本发明能根据车辆运行状态决定电动增压器的启动，保护车辆。，下面是两级增压发动机的控制方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种两级增压发动机的控制方法，适用于控制具有电动增压器和涡轮增压器的发动机，其特征在于，所述控制方法包括：
当车辆急加速时，判断所述车辆是否满足电动增压器的启动条件，所述启动条件包括发动机的转速小于启动转速阈值、车辆的车速小于启动车速阈值、车辆电池的剩余电量大于启动电量阈值、所述电动增压器的冷却系统温度小于启动系统温度阈值、环境温度小于启动环境温度阈值和驾驶模式支持电动增压功能；
若所述车辆满足所述启动条件，则控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压；
若所述车辆不满足所述启动条件，则控制所述涡轮增压器为发动机增压。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压，包括：
控制所述电动增压器的驱动电机以最高转速持续运行第一设定时间；
控制电子旁通阀完全关闭；
控制所述涡轮增压器的废气门完全关闭；
控制电子节气门完全开启；
控制可变气门正时控制阀将进气凸轮轴调至设定相位角；
调节点火提前角到设定点火提前角；
将发动机缸内空燃比调节至设定空燃比。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压，还包括：
在所述第一设定时间之后，控制所述电动增压器的驱动电机以目标转速运转，其中，所述目标转速是根据进气歧管目标压力确定的，所述进气歧管目标压力为所述车辆的加速踏板的开度对应进气歧管所需达到的压力；
检测进气歧管压力；
当进气歧管压力大于所述进气歧管目标压力时，控制所述电动增压器的驱动电机减速；
当进气歧管压力小于所述进气歧管目标压力时，控制所述电动增压器的驱动电机加速。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压，还包括：
持续检测发动机缸内是否出现爆震信号；
当检测到爆震信号，将点火提前角减小设定值，得到减小后的点火提前角；
将所述减小后的点火提前角累加提前值，直至在发动机缸内检测到爆震信号为止，所述累加提前值小于所述设定值。
5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压，包括：
控制喷油器在发动机缸内喷油，将发动机缸内空燃比维持为设定空燃比。
6.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压，还包括：
当进气歧管压力大于进气歧管压力的设定限值时，控制废气门开启。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
在所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压之后，判断车辆是否满足所述电动增压器的关闭条件，所述关闭条件包括发动机的转速不小于启动转速阈值、车辆的车速不小于关闭车速阈值、车辆电池的剩余电量不大于启动电量阈值、所述电动增压器的冷却系统温度不小于启动系统温度阈值、环境温度不小于启动环境温度阈值、所述电动增压器持续工作时间大于第二设定时间、进气歧管压力大于关闭压力阈值和加速踏板的开度变化率小于零；
若所述车辆满足所述关闭条件中的任意一条，则关闭所述电动增压器。
8.根据权利要求1-6任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
获取所述电动增压器的驱动电机的转速、以及所述电动增压器的驱动电机的转速对应的所述电动增压器的进气压力和所述电动增压器的出气压力，得到所述电动增压器的驱动电机的转速、所述电动增压器的进气压力和所述电动增压器的出气压力的关系。
9.根据权利要求1-6任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
获取单位时间内所述电动增压器启动的次数；
根据所述次数调整所述启动转速阈值。
10.一种两级增压发动机的控制装置，适用于控制具有电动增压器和涡轮增压器的发动机，其特征在于，所述控制装置包括：
判断模块，用于在车辆急加速时，判断所述车辆是否满足电动增压器的启动条件，所述启动条件包括发动机的转速小于启动转速阈值、车辆的车速小于启动车速阈值、车辆电池的剩余电量大于启动电量阈值、所述电动增压器的冷却系统温度小于启动系统温度阈值、环境温度小于启动环境温度阈值和驾驶模式支持电动增压功能；
控制模块，用于在所述车辆满足所述启动条件时，控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压；在所述车辆不满足所述启动条件时，控制所述涡轮增压器为发动机增压。
两级增压发动机的控制方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及发动机增压技术领域，特别涉及一种两级增压发动机的控制方法及装置。
背景技术
[0002] 发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器。发动机性能的发挥很大程度上取决于发动机的进气系统。发动机的进气系统用于为发动机提供充足的新鲜空气，以满足发动机燃烧的需要。目前发动机的进气系统通常采用电动增压器与涡轮增压器的复合增压形式为发动机提供充足的新鲜空气，具有该类进气系统的发动机为两级增压发动机。该种两级增压形式能够有效弥补发动机刚启动转速低时，发动机的进气系统不能提供较高进气压力的缺陷。
[0003] 现有的两级增压发动机的控制方法是采集车辆的油门踏板开度变化率，判断油门踏板开度变化率是否大于预设变化率，如果油门踏板开度变化率大于预设变化率，则控制电动增压器和涡轮增压器共同为发动机增压，如果油门踏板开度变化率小于预设变化率，则控制电动增压器关闭。
[0005] 现有的控制方法在控制电动增压器时仅通过踏板开度变化率来控制电动增压器的开关，由于没有对车辆运行状态进行全面的判断，当车辆运行状态不适于使用电动增压器时，仍然启动电动增压器反而会损伤车辆。
发明内容
[0006] 本发明实施例提供了一种两级增压发动机的控制方法及装置，能根据车辆运行状态决定电动增压器的启动，保护车辆。所述技术方案如下：
[0007] 一方面，本发明实施例提供了一种两级增压发动机的控制方法，所述控制方法包括：当车辆急加速时，判断所述车辆是否满足所述电动增压器的启动条件，所述启动条件包括发动机的转速小于启动转速阈值、车辆的车速小于启动车速阈值、车辆电池的剩余电量大于启动电量阈值、所述电动增压器的冷却系统温度小于启动系统温度阈值、环境温度小于启动环境温度阈值和驾驶模式支持电动增压功能；若所述车辆满足所述启动条件，则控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压；若所述车辆不满足所述启动条件，则控制所述涡轮增压器为发动机增压。
[0008] 进一步地，所述若车辆满足所述启动条件，则控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压，包括：控制所述电动增压器的驱动电机以最高转速运行持续第一设定时间；控制电子旁通阀完全关闭；控制所述涡轮增压器的废气门完全关闭；控制电子节气门完全开启；控制可变气门正时控制阀将进气凸轮轴调至设定相位角；调节点火提前角到设定点火提前角；控制喷油器在发动机缸内喷油，将发动机缸内空燃比调节至设定空燃比。
[0009] 进一步地，所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压，还包括：在所述第一设定时间之后，控制所述电动增压器的驱动电机以目标转速运转，其中，所述目标转速是根据进气歧管目标压力确定的，所述进气歧管目标压力为所述车辆的加速踏板的开度对应进气歧管所需达到的压力；检测进气歧管压力；当进气歧管压力大于所述进气歧管目标压力时，控制所述电动增压器的驱动电机减速；当进气歧管压力小于所述进气歧管目标压力时，控制所述电动增压器的驱动电机加速。
[0010] 进一步地，所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压，还包括：持续检测发动机缸内是否出现爆震信号；当检测到爆震信号，将点火提前角减小设定值，得到减小后的点火提前角；将所述减小后的点火提前角累加提前值，直至在发动机缸内检测到爆震信号为止，所述累加提前值小于所述设定值。
[0011] 进一步地，所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压，包括：控制喷油器在发动机缸内喷油，将发动机缸内空燃比维持为设定空燃比。
[0012] 进一步地，在所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压时，还包括：当进气歧管压力大于进气歧管压力的设定限值时，控制废气门开启。
[0013] 进一步地，所述控制方法还包括：在所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压之后，判断车辆是否满足所述电动增压器的关闭条件，所述关闭条件包括发动机的转速不小于启动转速阈值、车辆的车速不小于关闭车速阈值、车辆电池的剩余电量不大于启动电量阈值、所述电动增压器的冷却系统温度不小于启动系统温度阈值、环境温度不小于启动环境温度阈值、所述电动增压器持续工作时间大于第二设定时间、进气歧管压力大于关闭压力阈值和加速踏板的开度变化率小于零；若所述车辆满足所述关闭条件中的任意一条，则关闭所述电动增压器。
[0014] 进一步地，所述控制方法还包括：获取电动增压器的驱动电机的转速、以及所述电动增压器的驱动电机的转速对应的所述电动增压器的进气压力和所述电动增压器的出气压力，得到所述电动增压器的驱动电机的转速、所述电动增压器的进气压力和所述电动增压器的出气压力的关系。
[0015] 进一步地，所述控制方法还包括：获取单位时间内所述电动增压器启动的次数；根据所述次数调整所述启动转速阈值。
[0016] 另一方面，本发明实施例提供了一种两级增压发动机的控制装置，适用于控制具有电动增压器和涡轮增压器的发动机，所述控制装置包括：判断模块，用于在车辆急加速时，判断所述车辆是否满足所述电动增压器的启动条件，所述启动条件包括发动机的转速小于启动转速阈值、车辆的车速小于启动车速阈值、车辆电池的剩余电量大于启动电量阈值、所述电动增压器的冷却系统温度小于启动系统温度阈值、环境温度小于启动环境温度阈值和驾驶模式支持电动增压功能；控制模块，用于在所述车辆满足所述启动条件时，控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压；用于在所述车辆不满足所述启动条件时，控制所述涡轮增压器为发动机增压。
[0017] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0018] 本发明实施例通过为电动增压器设置启动条件，且设置车辆需要同时满足所有启动条件才能启动电动增压器，避免了电动增压器的误启动，且启动条件包括发动机的转速小于启动转速阈值、车辆的车速小于启动车速阈值、车辆电池的剩余电量大于启动电量阈值、电动增压器的冷却系统温度小于启动系统温度阈值、环境温度小于启动环境温度阈值和驾驶模式支持电动增压功能，防止车辆在不适于启动电动增压器的运行状态(如冷却系统温度、环境温度、剩余电量均不处于启动阈值以及驾驶模式不支持电动增压功能)强行启动而对车辆造成损坏，同时根据发动机的运行状况(发动机转速情况)决定是否启动电动增压器，避免车辆完成启动后发动机转速较高的情况下还启动电动增压器为发动机进气增压，实现对电动增压器合理地管理，提高安全性。附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
[0020] 图1是本发明实施例提供的一种两级增压发动机的进气系统的示意图；
[0021] 图2是本发明实施例提供的另一种两级增压发动机的进气系统的示意图；
[0022] 图3是本发明实施例提供的一种两级增压发动机的控制方法的流程图；
[0023] 图4是本发明实施例提供的另一种两级增压发动机的控制方法的流程图；
[0024] 图5是本发明实施例提供的又一种两级增压发动机的控制方法的流程图；
[0025] 图6是本发明实施例提供的一种两级增压发动机的控制方法的详细流程图；
[0026] 图7是本发明实施例提供的一种两级增压发动机的控制装置；
[0027] 图8是本发明实施例提供的另一种两级增压发动机的控制装置。
[0028] 图中各符号表示含义如下：
[0029] 1-电动增压器，11-电动增压器的压气机，12-电动增压器的驱动电机，3-电子旁通阀，4-中冷器，5-电子节气门，6-涡轮增压器的压气机，7-进气歧管，8-涡轮增压器的涡轮机，9-发动机，10-废气门。
具体实施方式
[0030] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0031] 图1是本发明实施例提供的一种两级增压发动机的进气系统的示意图，图2是本发明实施例提供的另一种两级增压发动机的进气系统的示意图，如图1、2所示，图中示出两级增压发动机的进气系统包括：电动增压器1、电子旁通阀3、中冷器4、电子节气门5、涡轮增压器、进气歧管7、发动机9和废气门10，其中电动增压器1包括电动增压器的压气机11和电动增压器的驱动电机12，涡轮增压器包括涡轮增压器的压气机6和涡轮增压器的涡轮机8。电动增压器1与电子旁通阀3为并联连接，图1中电动增压器1和电子旁通阀3设置在涡轮增压器的压气机6之前，图2中电动增压器1和电子旁通阀3设置在涡轮增压器的压气机6之后。
[0032] 下面结合图1、2，简要说明两级增压发动机的进气系统是如何工作的，以图1为例，若电动增压器1不启动，图1中电子旁通阀3为完全开启状态，由于电动增压器1与电子旁通阀3并联，所以此时电动增压器1处于不工作状态，空气会直接经过电子旁通阀3流入涡轮增压器的压气机6内，在涡轮增压器的压气机6的作用下，经过中冷器4、进气歧管7流入发动机9内；若电动增压器1工作时，电子旁通阀3为完全关闭状态，空气会直接进入电动增压器的压气机11内，在电动增压器的压气机11的作用下，经过涡轮增压器的压气机6、中冷器4和进气歧管7流入发动机9内，空气在发动机9的燃烧缸内助燃后会产生废气，废气可选择性的从废气门10排出或进入涡轮增压器的涡轮机8，推动涡轮机工作，实现废气的再利用。图2中电动增压器1设置在涡轮增压器的压气机6后方，工作原理与图1中示出的进气系统相同，在此不作赘述。
[0033] 本发明实施例提供了一种两级增压发动机的控制方法，图3是本发明实施例提供的一种两级增压发动机的控制方法的流程图，如图3所示，适用于具有电动增压器和涡轮增压器的发动机，该控制方法包括：
[0034] 步骤101：当车辆急加速时，判断是否满足电动增压器的启动条件。
[0035] 其中，启动条件包括发动机的转速小于启动转速阈值、车辆的车速小于启动车速阈值(设置启动车速阈值用于保护车辆，防止车速过大启动电动增压器增压，使得发动机缸内压力过大)、车辆电池的剩余电量大于启动电量阈值(如20％)、电动增压器的冷却系统温度小于启动系统温度阈值(如80℃)、环境温度小于启动环境温度阈值(如50℃)和驾驶模式支持电动增压功能。
[0036] 在本发明实施例中，驾驶模式可以是运动模式或经济模式，处于运动模式时的任何档位均可以支持电动增压功能，而处于经济模式时，则必须为最大的动力档位，才支持电动增压功能。
[0037] 在本发明实施例中，判断车辆是否急加速可以采用加速踏板的开度变化率来体现，即通过加速踏板的开度变化率，来判断驾驶员加速的意图。本发明实施例设置了急加速阈值，急加速阈值作为判断加速踏板的开度变化率大小的判定值，如当加速踏板的开度变化率较大(加速踏板的开度变化率大于急加速阈值时)，则表明驾驶员试图急加速；当加速踏板的开度变化率较小(加速踏板的开度变化率不大于急加速阈值时)，则表明驾驶员试图缓慢地加速。本发明实施例通过获取加速踏板的开度变化率判断驾驶员是否有急加速意图，从而确保启动电动增压器时是满足驾驶员的驾驶意图的，从而提高驾驶体验度。
[0038] 步骤102：若车辆满足启动条件，则控制电动增压器和涡轮增压器为发动机增压。
[0039] 在步骤102中，仅当车辆同时满足所有启动条件，才可控制电动增压器和涡轮增压器一起为发动机增压。
[0040] 步骤103:若车辆不满足启动条件，则控制涡轮增压器为发动机增压。
[0041] 在步骤103中，当所有启动条件中存在至少一个不满足启动条件时，则仅控制涡轮增压器为发动机增压。
[0042] 本发明实施例通过为电动增压器设置启动条件，且设置车辆需要同时满足所有启动条件才能启动电动增压器，避免了电动增压器的误启动，且启动条件包括发动机的转速小于启动转速阈值、车辆的车速小于启动车速阈值、车辆电池的剩余电量大于启动电量阈值、电动增压器的冷却系统温度小于启动系统温度阈值、环境温度小于启动环境温度阈值和驾驶模式支持电动增压功能，防止车辆在不适于启动电动增压器的运行状态(如冷却系统温度、环境温度、剩余电量均不处于启动阈值以及驾驶模式不支持电动增压功能)强行启动而对车辆造成损坏，同时根据发动机的运行状况(发动机转速情况)决定是否启动电动增压器，避免车辆完成启动后发动机转速较高的情况下还启动电动增压器为发动机进气增压，实现对电动增压器合理地管理，提高安全性。
[0043] 图4是本发明实施例提供的另一种两级增压发动机的控制方法的流程图，如图4所示，包括：
[0044] 步骤201：当车辆急加速时，判断是否满足电动增压器的启动条件。
[0045] 若车辆满足启动条件，则执行步骤202；若车辆不满足启动条件，则执行步骤203。
[0046] 在本发明实施例中，判断车辆是否满足电动增压器的启动条件时，可通过以下启动条件进行判定。启动条件包括发动机的转速小于启动转速阈值、车辆的车速小于启动车速阈值、车辆电池的剩余电量大于启动电量阈值、电动增压器的冷却系统温度小于启动系统温度阈值、环境温度小于启动环境温度阈值和驾驶模式支持电动增压功能。
[0047] 可选地，在步骤201之前，还包括判断车辆是否急加速。可选地，可以通过加速踏板的开度变化率与设定的急加速阈值比较进行判定，在检测加速踏板的开度变化率时，可以通过传感器获取单位时间内加速踏板开度变化的差值，得到加速踏板的开度变化率，采用该值表示加速踏板的开度变化率。并将该值与设定的急加速阈值进行比较，从而判断驾驶员是否存在急加速的驾驶意图。
[0048] 需要说明的是，判断车辆是否需要急加速(驾驶员是否具有急加速意图)除了可以采用加速踏板的开度变化率体现，还可以采用加速踏板的行程长度表示，获取加速踏板的行程长度时，可以使用踏板行程传感器检测，当加速踏板行程超过一定长度值时，则表明驾驶员具有急加速意图，否则表明驾驶员无急加速意图。
[0049] 可选地，本实施例的方法还可以包括：当车辆没有急加速时，则仅控制涡轮增压器为发动机增压。
[0050] 步骤202：控制电动增压器和涡轮增压器为发动机增压。
[0051] 图5是本发明实施例提供的控制电动增压器和涡轮增压器为发动机增压的流程图，如图5所示，该步骤202包括：
[0052] 步骤202a：控制电动增压器的驱动电机以最高转速运行持续第一设定时间；控制电子旁通阀完全关闭；控制涡轮增压器的废气门完全关闭；控制电子节气门完全开启；控制可变气门正时控制阀将进气凸轮轴调至设定相位角；调节点火提前角到设定点火提前角；控制喷油器在发动机缸内喷油，将发动机缸内空燃比调节至设定空燃比。
[0053] 步骤202a中，包括硬件控制和燃烧控制。在硬件控制方面，可控制电子旁通阀、电动增压器、涡轮增压器的废气门、电子节气门和可变气门正时控制阀硬件组件。具体控制方式为控制电子旁通阀立即完全关闭，此时电动增压器的进、出气口被接入到进气气路中，从而使得进气气路由单级增压模式迅速切换到两级增压模式。同时控制电动增压器的驱动电机以最高转速运行持续第一设定时间，其中第一设定时间可以为发动机的3-5个工作循环所用的时间，具体时间由发动机的类型决定，本发明在此不做限制。通过控制电动增压器以最高转速运行可快速提升发动机进气压力。同时为了充分利用发动机的废气能量，可使废气能量全部通入涡轮增压器的涡轮机，因此需控制废气门完全关闭。并且为减小双增压模式瞬态提速的进气压损，需控制电子节气门也迅速动作到完全开启。另外，由于启用电动增压器和涡轮增压器为发动机增压后，会使得发动机缸内空气充量会迅速增大，过大的空气充量会降低进气阻力，过低的进气阻力会削弱发动机低转速时的扭矩输出，令起步阶段加速变得无力，因此为避免上述情况，可控制可变气门正时控制阀将进气凸轮轴调至设定相位角，通过控制进气凸轮轴的相位角，可改变发动机的进气阀的进气时间，从而降低空气充量，进一步提升发动机的动力性。
[0054] 燃烧控制包括：喷油补偿和点火提前角的控制。由于刚启动双增压模式时，发动机缸内的空气量会迅速增大，无可避免地导致混合气中空气与燃料之间的质量的比例(空燃比)会降低，从而导致发动机缸内出现失火现象，在刚启动双增压模式时，可以控制喷油器在发动机缸内喷油，将发动机缸内的空燃比调节至设定空燃比，从而避免当空气量迅速增大后出现失火的现象。在双增压模式启动时，为了防止进气压力及充量突然过大引发爆震，需要调节点火提前角到设定点火提前角，从而避免爆震。
[0055] 在本发明实施例中，步骤202a属于开环控制。通过将步骤202a中的各个控制量达到预先设定的值，完成对硬件和燃烧进行预控制。
[0056] 在开环控制持续第一设定时间后，则进入闭环控制(即步骤202b-步骤202h。)，在本发明实施例中，通过闭环控制对进气歧管压力、空燃比和点火提前角进行持续的反馈与修正，实现对双增压模式合理地控制。闭环控制可包括以下步骤：
[0057] 步骤202b：在第一设定时间之后，控制电动增压器的驱动电机以目标转速运转。
[0058] 其中，目标转速是根据进气歧管目标压力确定的，进气歧管目标压力为车辆的加速踏板的开度对应进气歧管所需达到的压力。
[0059] 可选地，获取目标转速可以根据大量实验数据获取，即通过试验建立电动增压器的驱动电机转速与进气歧管目标压力的对应关系，将该对应关系以表格的形式储存在电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)中，在车辆运行时根据行驶工况确定出进气歧管目标压力，根据进气歧管目标压力直接从表格中读取目标转速。
[0060] 步骤202c：检测进气歧管压力。
[0061] 该步骤202c可以包括：使用压力传感器检测进气歧管的压力。
[0062] 步骤202d：当进气歧管压力大于进气歧管目标压力时，控制电动增压器的驱动电机减速。
[0063] 步骤202e：当进气歧管压力小于进气歧管目标压力时，控制电动增压器的驱动电机加速。
[0064] 其中，若压力传感器检测到进气歧管压力大于进气歧管目标压力时，则表明此时电动增压器的转速过大，需按PID算法(PID算法包括增量式算法、位置式算法和微分先行)提供的参数控制电动增压器的驱动电机减速，从而降低进气歧管压力，若压力传感器检测到进气歧管压力小于进气歧管目标压力时，则表明此时电动增压器的转速较小，需按PID算法提供的参数控制电动增压器的驱动电机加速，从而提高进气歧管压力，使进气歧管压力接近于进气歧管的目标压力。需要说明的是，步骤202d和步骤202e相互独立，无先后顺序，即在执行步骤202c后根据进气歧管压力的检测结果选择执行步骤202d或步骤202e。
[0065] 在本发明实施例中，在控制电动增压器和涡轮增压器同时为发动机增压持续第一设定时间之后采用闭环控制。控制电动增压器和涡轮增压器增压后的气体压力稳定在进气歧管目标压力，从而使发动机的动力输出可控。
[0066] 步骤202f：持续检测发动机缸内是否出现爆震信号。
[0067] 实际应用中，可以通过爆震传感器持续检测发动机缸内是否存在爆震信号。
[0068] 步骤202g：当检测到爆震信号，将点火提前角减小设定值，得到减小后的点火提前角；将减小后的点火提前角累加提前值，直至在发动机缸内检测到爆震信号为止，累加提前值小于设定值。
[0069] 步骤202g包括，当发动机缸内检测到爆震信号时，可将点火提前角减小设定值，该减小设定值后需保证在该点火提前角的情况下不会出现爆震信号。而得到的减小后的点火提前角会使得发动机做功效率较低，因此还需将减小后的点火提前角的基础上累加提前值，该累加提前值需足够小，需保证增加累加提前值后发动机缸内不会立马出现爆震，直至累加到一定次数的累加提前值使待爆震传感器检测到轻微的爆震信号后，则可停止增加累加提前值，得到适合发动机当前运行工况下的最合适点火提前角。
[0070] 在本发明实施例的另一种实现方式中，当检测到爆震信号后，可将点火提前角逐步减小设定值，当爆震传感器检测到轻微的爆震信号或无爆震信号后，则可停止逐步减小设定值，得到适合发动机当前运行工况下的最合适点火提前角。第一种与第二种调节点火提前角的方法相比优点在于，第一种直接将点火提前角减小设定值保证下不会出现爆震信号，即可以迅速地保护到发动机，而第二种通过将点火提前角逐步减小设定值，因此发动机缸内的爆震信号不会立即消失，即第一种调节点火提前角的方法能有效地保护发动机。
[0071] 步骤202h：控制喷油器在发动机缸内喷油，将发动机缸内空燃比维持为设定空燃比。
[0072] 步骤202h包括，控制喷油器在发动机缸内喷油，将空燃比始终保持在设定值。该设定值应为燃烧效率最佳时对应的数值。
[0073] 控制喷油器喷油时，可以以下方式实现：(1)控制喷油器持续喷油，当空燃比传感器检测到空燃比达到设定值时停止喷油；(2)间隔单位时间喷一次燃油，每次喷定量的燃油，当空燃比传感器检测到空燃比达到设定值时停止喷油。由于空燃比传感器无法实时获取到空燃比，因此获取到的空燃比具有延时性，本发明实施例提供的第一种喷油方法可保证燃油充足，而第二种方法可避免燃油量使用过多节能。可选地，两者可以单独使用，也可以结合使用，例如，当车辆燃油剩余量较低时可采用第(2)种方式，当车辆燃油剩余量较多时可采用第(1)种方式。
[0074] 上述步骤202b-202h属于闭环控制，在进行闭环控制时，还需同时进行步骤208。
[0075] 步骤208：当进气歧管压力大于进气歧管压力的设定限值时，控制废气门开启。
[0076] 当然，当进气歧管压力不大于进气歧管压力的设定限制，则保持废气门关闭。
[0077] 在本发明实施例中，闭环控制阶段废气门需要根据进气歧管压力的设定限值判断是否开启，对发动机进行泄压保护，避免过高的进气压力会造成爆震损坏发动机。使用废气门开启可实现快速泄压，与降低电动增压器的驱动电机的转速相比能够更快地实施响应保护发动机。
[0078] 通过上述步骤202a到202h实现控制电动增压器和涡轮增压器一起为发动机增压。
[0079] 步骤203：若车辆不满足启动条件，则控制涡轮增压器为发动机增压。
[0080] 在步骤203中，当所有启动条件中存在至少一个不满足启动条件时，则仅控制涡轮增压器为发动机增压。
[0081] 可选地，本发明的方法还可以包括：控制涡轮增压器的废气门关闭，通过发动机的废气驱动涡轮增压器的涡轮机，从而带动涡轮增压器的压气机为发动机进气增压，若涡轮增压器工作一段时间后进气歧管内的压力超过目标压力，则可以适当调节废气门的开度，将进气歧管压力稳定在目标压力，具体如何根据进气歧管的目标压力调节废气门开度为现有技术本发明在此不做描述。
[0082] 在控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压之后，即在执行步骤202a-202h之后，该方法还包括以下步骤：
[0083] 步骤204：判断车辆是否满足电动增压器的关闭条件。
[0084] 在本实施例中，关闭条件包括：发动机的转速不小于启动转速阈值、车辆的车速不小于关闭车速阈值、车辆电池的剩余电量不大于启动电量阈值(如20％)、电动增压器的冷却系统温度不小于启动系统温度阈值(如80℃)、环境温度不小于启动环境温度阈值(如50℃)、电动增压器持续工作时间大于第二设定时间(第二设定时间指的是电动增压器为发动机增压后使发动机达到大负荷运行状态所用的时间，该时间由不同类型的发动机决定，本发明在此不做限制)、进气歧管压力大于关闭压力阈值和加速踏板的开度变化率小于零，开度变化率小于零则表明驾驶员松开加速踏板，即有减速意图，因此需关闭电动增压器。
[0085] 步骤205：若车辆满足关闭条件中的任意一条，则关闭电动增压器。
[0086] 在步骤205中，关闭电动增压器，采用涡轮增压器单独进行进气增压时，需要将电动增压器的驱动电机的转速降低到怠速值；同时将电子旁通阀调节到完全开启；涡轮增压器的废气门完全关闭且持续执行步骤208中的泄压保护方法；电子节气门随加速踏板位置信号动作到相应的开度值；进气凸轮轴动作到单增压状态的设定值。
[0087] 可选地，该控制方法还可以包括步骤206：获取电动增压器的驱动电机的转速、以及电动增压器的驱动电机的转速对应的电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力，得到电动增压器的驱动电机的转速、电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力的关系。
[0088] 其中，步骤206确定得到的电动增压器的驱动电机的转速、电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力的关系，用于在到电动增压器的启动初期为电动增压器的驱动电机设置目标转速，即在闭环控制期间为电动增压器设置目标转速。同时为了获取到电动增压器的启动初期时电动增压器的驱动电机的转速、以及电动增压器的驱动电机的转速对应的电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力，步骤206应在闭环控制的初期执行(即闭环控制设定目标转速后且还未对目标转速进行调节的期间)，从而保证数据的准确性。
[0089] 在本发明实施例中，当大气压力处于低位时(如高原环境)，其导致电动增压器需要提升到更高的转速使进气歧管压力达到目标压力，因此有必要确定出在不同海拔对应的大气压力下，电动增压器的驱动电机的转速和电动增压器的进气压力与出气压力的关系。使得在为电动增压器设置目标转速时，可根据车辆所处的大气环境以及车辆的行驶工况进行合理地设置。
[0090] 步骤206中，建立电动增压器的驱动电机的转速、电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力的关系时，可先检测车辆所处地理环境的大气压力，大气压力获取可由传感器检测或使用车联网技术获取当地的大气压力，同时在每次进行闭环控制的初期，通过车辆控制单元获取该闭环控制的初期电动增压器的驱动电机的转速及其相应的电动增压器的出气压力，在大量数据的积累后，建立电动增压器的进气压力(该压力为大气压力)和电动增压器的出气压力的曲线关系(该曲线关系可通过线性回归等数据处理方式得到)或将对应数据记录在表格内储存待用。根据步骤202b中所述可知，目标转速是根据进气歧管目标压力确定的，而在闭环控制的初期，由于车辆的发动机此时产生的废气量很少，几乎无法驱动涡轮增压器为进气歧管增压，所以此时进气歧管的压力完全由电动增压器提供，因此，可以根据上述方式建立的电动增压器的驱动电机的转速、电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力的曲线关系或数据对应表格中电动增压器的出气压力(进气歧管的目标压力)选取出的电动增压器的驱动电机的转速(目标转速)。从而快速为电动增压器在该大气环境(进气压力)下设置其驱动电机的转速。
[0091] 通过建立电动增压器的驱动电机的转速、电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力的关系，为电动增压器的驱动电机提供最快达到进气歧管压力的目标压力的转速参数，使得进气系统具备良好的鲁棒性。然而当在某个大气环境下进气系统不能满足进气歧管的目标压力需求时，则通过建立的电动增压器的驱动电机的转速、电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力的关系，为电动增压器的驱动电机设定最高转速，对其进行保护。
[0092] 可选地，还可以通过电动增压器的启动频率来调整电动增压器的启动条件，此时，本发明实施例的方法还可以包括步骤207。
[0093] 步骤207：获取单位时间内电动增压器启动的次数；根据次数调整启动转速阈值。
[0094] 步骤207中，可通过获取单位时间内电动增压器启动的次数，学习驾驶员的驾驶习惯，判断驾驶员偏好急加速行驶，或是近匀速驾驶(即不喜欢急加速)。根据次数调整启动转速阈值，如降低发动机转速的启动阈值。具体实现时可以设定单位时间内电动增压器启动的次数阈值，如当电动增压器启动的次数超过该次数阈值，则表明驾驶员偏好急加速，此时应降低发动机转速的启动阈值，从而使车辆更容易满足电动增压器的启动条件；当电动增压器启动的次数低于该次数阈值时，则表明驾驶员偏好近匀速，此时则不调节发动机转速的启动阈值或适当调高启动阈值，从而避免电动增压器的频繁启动。
[0095] 另外，还可以提供最适合当时当地的路况的参数，结合该车驾驶员的驾驶习惯，最大程度满足驾驶体验。
[0096] 本发明实施例通过建立电动增压器的驱动电机的转速、电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力的关系，使电子增压器的转速对进气歧管的目标压力建立更快速和准确的响应。同时获取单位时间内电动增压器启动的次数判断驾驶员的驾驶习惯，调整启动转速阈值，提高驾驶体验。
[0097] 需要说明的是，步骤206-207与闭环控制同时进行，即在执行步骤202b-202h时，可以执行步骤206或步骤207，或者同时执行步骤206和207。
[0098] 本发明实施例通过为电动增压器设置启动条件，且设置车辆需要同时满足所有启动条件才能启动电动增压器，避免了电动增压器的误启动，提高了管理电动增压器的效率，同时还设置了包括硬件控制和燃烧控制的控制手段，硬件控制包括控制电动增压器的驱动电机的转速，以实现对发动机的进气压力控制，控制电子旁通阀完全关闭，以保证空气完全经电动旁通阀增压后进入发动机，控制涡轮增压器的废气门完全关闭，以使得发动机产生的废气全部为涡轮增压器所用，从而提高涡轮增压器的增压效果，控制电子节气门和可变气门正时控制阀，调节进、排气量以提高发动机燃烧缸内的燃烧效率；燃烧控制包括控制调节发动机燃烧缸的空燃比和点火提前角，以防止燃烧缸内出现失火或者爆震现象，提高了发动机安全性和工作效率；本发明实现了对电动增压器与涡轮增压器复合的进气系统高效合理地控制。
[0099] 图6是本发明实施例提供的一种两级增压发动机的控制方法的详细流程图，如图6所示，该控制方法包括：
[0100] 步骤301：当发动机处于小负荷状态时，判断车辆是否急加速。
[0101] 其中，发动机是否处于小负荷状态可根据车辆工况判断，当车辆处于第一工况时，发动机处于小负荷状态；当车辆处于第二工况时，发动机处于大负荷状态。示例性地，第一工况包括车辆启动工况、怠速工况、车速小于50(公里/小时)的低速行驶工况；第二工况可以是车辆车速大于100(公里/小时)的高速行驶工况。
[0102] 可选地，判断车辆是否急加速，则可以通过将加速踏板的开度变化率与设定的急加速阈值比较进行判定，当加速踏板的开度变化率大于急加速阈值，则可以判断驾驶员有急加速的驾驶意图；当加速踏板的开度变化率小于急加速阈值，则可以判断驾员没有急加速的驾驶意图，即驾驶员意图缓加速。
[0103] 当车辆急加速时，执行步骤302；当车辆没有急加速时，执行步骤303b。
[0104] 步骤302：判断车辆是否满足电动增压器的启动条件。
[0105] 在本实施例中，启动条件包括发动机的转速小于启动转速阈值、车辆的车速小于启动车速阈值、车辆电池的剩余电量大于启动电量阈值、电动增压器的冷却系统温度小于启动系统温度阈值、环境温度小于启动环境温度阈值和驾驶模式支持电动增压功能。
[0106] 若车辆满足启动条件，则执行步骤303a；若车辆不满足启动条件，则执行步骤303b。
[0107] 步骤303a：控制电动增压器和涡轮增压器为发动机增压。
[0108] 在步骤303a中包括硬件控制和燃烧控制，在硬件控制方面，可控制电子旁通阀、电动增压器、涡轮增压器的废气门、电子节气门和可变气门正时控制阀硬件组件。燃烧控制包括：喷油补偿和点火提前角的控制。硬件控制和燃烧控制的具体控制方式与步骤202a所述的开环控制一致，在此不做赘述。
[0109] 在步骤303a还包括：在第一设定时间之后，控制电动增压器的驱动电机以目标转速运转；根据爆震信号调节点火提前角；控制喷油器在发动机缸内喷油，将发动机缸内空燃比维持为设定空燃比。其中第一设定时间可以为发动机的3-5个工作循环所用的时间。
[0110] 步骤303a中电动增压器转速、点火提前角和空燃比的调节均与步骤202b-202h所述的闭环控制一致，在此不做赘述。
[0111] 步骤303b：启动涡轮增压器为发动机增压。
[0112] 在本发明实施例中，步骤304a为两级增压系统的自学习控制方法。
[0113] 其中，步骤304a可以包括：获取电动增压器的驱动电机的转速、电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力的关系；获取单位时间内电动增压器启动的次数，根据次数调整启动转速阈值。
[0114] 步骤304a中所述的执行方法与步骤206-207所述的自学习控制方法一致，在此不做赘述。
[0115] 步骤304b：判断进气歧管压力与进气歧管压力的设定限值大小，若进气歧管压力大于进气歧管压力的设定限值，则控制废气门开启。
[0116] 步骤305：判断车辆是否满足电动增压器的关闭条件。
[0117] 其中，关闭条件包括：发动机的转速不小于启动转速阈值、车辆的车速不小于关闭车速阈值、车辆电池的剩余电量不大于启动电量阈值、电动增压器的冷却系统温度不小于启动系统温度阈值、环境温度不小于启动环境温度阈值、电动增压器持续工作时间大于第二设定时间、进气歧管压力大于关闭压力阈值和加速踏板的开度变化率小于零。
[0118] 步骤306：若车辆满足关闭条件中的任意一条，则关闭两级增压系统中的电动增压器。
[0119] 步骤306中关闭两级增压系统中的电动增压器的具体控制方法为步骤307。
[0120] 步骤307：将电动增压器的驱动电机的转速降低到怠速值；将电子旁通阀调节到完全开启；电子节气门随加速踏板位置信号动作到相应的开度值；进气凸轮轴动作到单增压状态的设定值。
[0121] 图7是本发明实施例提供的一种两级增压发动机的控制装置，如图7所示，该控制装置适用于控制具有电动增压器和涡轮增压器的发动机，包括：判断模块100和控制模块200。其中，判断模块100用于在车辆急加速时，判断车辆是否满足电动增压器的启动条件；
控制模块200用于在车辆满足启动条件时，控制电动增压器和涡轮增压器为发动机增压；用于在车辆不满足启动条件时，控制涡轮增压器为发动机增压。
控制模块200用于在车辆满足启动条件时，控制电动增压器和涡轮增压器为发动机增压；用于在车辆不满足启动条件时，控制涡轮增压器为发动机增压。
[0122] 在一种可能的实现方式中，控制模块200用于控制电动增压器的驱动电机以最高转速运行持续第一设定时间；控制电子旁通阀完全关闭；控制涡轮增压器的废气门完全关闭；控制电子节气门完全开启；控制可变气门正时控制阀将进气凸轮轴调至设定相位角；调节点火提前角到设定点火提前角；控制喷油器在发动机缸内喷油，将发动机缸内空燃比调节至设定空燃比。
[0123] 控制模块200，还用于在第一设定时间之后，控制电动增压器的驱动电机以目标转速运转；在进气歧管压力大于进气歧管目标压力时，控制电动增压器的驱动电机减速；在进气歧管压力小于进气歧管目标压力时，控制电动增压器的驱动电机加速，其中，所述目标转速是根据进气歧管目标压力确定的，所述进气歧管目标压力为所述车辆的加速踏板的开度对应进气歧管所需达到的压力。
[0124] 可选地，该装置还包括检测模块300，检测模块300用于持续检测发动机缸内是否出现爆震信号；控制模块200还用于在检测到爆震信号时，将点火提前角减小设定值，得到减小后的点火提前角；将减小后的点火提前角逐步增加提前值，直至在发动机缸内检测到爆震信号为止，所述累加提前值小于所述设定值。
[0125] 可选地，控制模块200还用于控制喷油器在发动机缸内喷油，将发动机缸内空燃比维持为设定空燃比。
[0126] 进一步地，控制模块200还用于当进气歧管压力大于进气歧管压力的设定限值时，控制废气门开启。
[0127] 可选地，判断模块100还用于在所述控制所述电动增压器和所述涡轮增压器为发动机增压之后，判断车辆是否满足电动增压器的关闭条件。控制模块200，还用于在车辆满足关闭条件中的任意一条时，关闭电动增压器。
[0128] 可选地，该装置还包括学习模块400。在一种可能的实施方式中，该学习模块400用于获取电动增压器的驱动电机的转速、以及电动增压器的驱动电机的转速对应的电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力，得到电动增压器的驱动电机的转速、电动增压器的进气压力和电动增压器的出气压力的关系；和/或，该学习模块400用于获取单位时间内电动增压器启动的次数，根据次数调整启动转速阈值。
[0129] 图8是本发明实施例提供的另一种两级增压发动机的控制装置，如图7所示，该控制装置包括：处理器500和存储器600，存储器500中存储有至少一条指令，指令由处理器600加载并执行以实现两级增压发动机的控制方法。
[0130] 本公开实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由计算系统的处理器执行时，使得计算系统能够执行图3-6其中任一提供的两级增压发动机的控制方法。
[0131] 一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行进行图3-6其中任一提供的两级增压发动机的控制方法的指令。
[0132] 需要说明的是：上述实施例提供的两级增压发动机的控制装置在进行两级增压发动机的控制时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将两级增压发动机的控制装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的两级增压发动机的控制装置与两级增压发动机的控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
[0133] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 具有废气门阀和倒拖旁通阀的废气涡轮增压机 | 2020-05-17 | 858 |
| 一种涡轮增压器的废气旁通阀的控制机构 | 2020-05-20 | 352 |
| 废气旁通阀及涡轮增压器 | 2020-05-15 | 855 |
| 增压器废气旁通阀结构和增压器废气旁通阀 | 2020-05-12 | 297 |
| 柴油机再循环废气冷却器用旁通阀的控制方法 | 2020-05-19 | 584 |
| 用于涡轮增压器的废气旁通阀 | 2020-05-15 | 656 |
| 一种涡轮增压发动机电动废气旁通阀控制方法 | 2020-05-20 | 924 |
| 增压器废气旁通阀结构和增压器废气旁通阀 | 2020-05-12 | 509 |
| 废气旁通阀 | 2020-05-11 | 277 |
| 用于废气涡轮增压机的具有盖裙的旁通阀和具有这种旁通阀的废气涡轮增压机 | 2020-05-18 | 662 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
废气旁通阀热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈