CN106032774A - 发动机管理系统的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种发动机管理系统的控制方法和装置，其中所述方法包括：比较空气流量的测定值与空气流量的计算值之间的偏差；所述空气流量的计算值为经过计算得到的空气流量的理论值；当所述空气流量的测定值与所述空气流量的计算值之间的偏差大于预设的空气流量阈值时，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。通过所述方法和装置，可以提高发动机管理系统EMS的控制性能。

Description

发动机管理系统的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机管理系统的控制方法及装置。

背景技术

现有的发动机管理系统(Engine Management System，EMS)，可以根据车辆的工况需求控制进气量的多少。在实际应用中，所述发动机管理系统通过空气流量计(Hot Film air mass Meter，HFM)测量空气过滤后的进气量的多少，并将此进气量的值作为空气流量作为参考值，用于车辆控制。

然而在现有的发动机管理系统中，由于空气流量的测定值和实际的空气流量并不一致，因此会影响发动机进气系统的精确控制，降低了发动机系统的整体控制性能。

发明内容

本发明实施例解决的问题是如何提高发动机管理系统EMS的控制性能。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种发动机管理系统的控制方法，包括：

比较空气流量的测定值与空气流量的计算值之间的偏差；所述空气流量的计算值为经过计算得到的空气流量的理论值；

当所述空气流量的测定值与所述空气流量的计算值之间的偏差大于预设的空气流量阈值时，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。

可选的，在执行所述比较空气流量的测定值与空气流量的计算值之间的偏差前还包括：检测发动机转速，并确定所述发动机转速大于预设的转速阈值。

可选的，在所述控制执行器增加空气流量或限制扭矩之前还包括：比较增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值，并确定所述增压压力值与所述增压压力目标值之间的偏差大于预设的压力阈值。

可选的，所述控制执行器限制扭矩包括：控制喷油器减少喷油量。

可选的，所述控制执行器增加空气流量包括以下至少一种：

控制废气再循环控制阀关闭；

控制节气门全开；

增大增压器执行器叶片的开度。

为解决上述问题，本发明实施例还提供了一种发动机管理系统的控制方法，包括：

比较增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值；

当所述增压压力值与所述增压压力目标值之间的偏差大于预设的压力阈值时，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。

可选的，在执行所述比较增压压力偏差与第三设定值之前还包括：检测发动机转速，并确定所述发动机转速大于预设的转速阈值。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种发动机管理系统的控制装置，包括：

第一比较单元，用于比较空气流量的测定值与空气流量的计算值之间的偏差；所述空气流量的计算值为经过计算得到的空气流量的理论值；

第一控制单元，用于当所述空气流量的测定值与所述空气流量的计算值之间的偏差大于预设的空气流量阈值时，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。

可选的，所述的发动机管理系统的控制装置，还包括：第一检测单元，用于检测发动机转速，并确定所述发动机转速大于预设的转速阈值。

可选的，所述的发动机管理系统的控制装置，还包括：第二比较单元，用于比较增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值，并确定所述增压压力值与所述增压压力目标值之间的偏差大于预设的压力阈值。

可选的，所述第一控制单元用于控制喷油器减少喷油量。

可选的，所述第一控制单元用于执行以下至少一种：

控制废气再循环控制阀关闭；

控制节气门全开；

增大增压器执行器叶片的开度。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种发动机管理系统的控制装置，包括：

第三比较单元，用于比较增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值；

第二控制单元，用于当所述增压压力值与所述增压压力目标值之间的偏差大于预设的压力阈值时，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。

可选的，所述的发动机管理系统的控制装置，还包括：第二检测单元，用于检测发动机转速，并确定所述发动机转速大于预设的转速阈值。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

通过将空气流量的测定值与空气流量计算值之间的差值与预设的空气流量阈值进行比较，可判断是否存在压降过大的现象。如果两者的偏差超过所述预设的空气流量阈值，则控制执行器执行相应动作，以增加空气流量或限制扭矩，从而提高发动机管理系统的精确控制，防止出现不良后果。

进一步，由于发动机处于高转速的高工况情形下，出现压降过大或漏气现象的可能性较大，因此通过检测所述发动机的转速并与预设的转速阈值进行比较，以获取当前所处的工况，并在所述发动机转速大于预设的转速阈值时，执行所述发动机管理系统的控制方法。

通过将增压压力的测定值与对应当前工况的增压压力目标值之间的差值，与预设的压力阈值进行比较，可判断发动机空气系统中是否存在漏气的现象。如果两者的偏差超过所述预设的压力阈值，则控制执行器执行相应动作，以增加空气流量或限制扭矩，从而提高发动机管理系统的精确控制，防止出现不良后果。

附图说明

图1是本发明实施例的一种发动机管理系统的控制方法的流程图；

图2是本发明实施例另一种发动机管理系统的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例的一种发动机管理系统的控制装置的结构示意图；

图4是本发明实施例另一种发动机管理系统的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

EMS系统可以根据车辆的工况需求控制进气量的多少。在实际应用中，所述EMS系统通过空气流量计测量空气过滤后的进气量的多少，并将此进气量的值作为空气流量的实际流量，用于后续的车辆精确控制中。在车辆的发动机进气系统中，从所述空气流量计到增压压力传感器(Boost PressureSensor，BPS)的管路经过了压气机、中冷器，节气门和相应连接管路。此路径较长且结构复杂，因此产生压降在所难免。并且，由于经过所述压气机后，管路压力较大，又会非常容易导致漏气。这些情况都会导致实际进入汽缸的新鲜空气量小于经过所述HFM测定的测量值，从而产生其他不良后果，如冒黑烟，排温高，增压器超速等等问题。

为了解决上述的技术问题，本发明实施例提供了一种发动机管理系统的控制方法。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例提供了一种发动机管理系统的控制方法，参照图1，以下通过具体步骤进行详细说明。

步骤S101，检测发动机转速。

步骤S102，将所述发动机转速与预设的转速阈值进行比较。

当发动机转速大于所述预设的转速阈值时，可以判定当前处于发动机处于高工况下，因而发动机进气系统中的压力较大，可能存在系统压降或漏气现象，所以需要执行所述步骤S101以检测空气流量的测定值与空气流量的计算值之间的偏差。而如果发动机转速小于所述预设的转速阈值，则可判定当前发动机处于非高工况下，此时所述发动机空气系统中的压力值与外界气压值相比相差不大，压降和漏气现象不严重。因此当所述发动机转速大于预设的转速阈值时，执行步骤S103，否则结束。

步骤S103，计算空气流量的测定值与空气流量的计算值之间的偏差。

在具体实施中，所述空气流量的测定值可以通过设置于发动机进气系统中的HFM进行测定。所述HFM可以是设置于所述发动机进气系统前端的空气过滤装置之后，以测定实际经过所述空气过滤装置的空气流量。

在上述的具体实例中，将HFM设置于所述发动机进气系统的前端，是由于这样可以准确地测量出进入所述发动机进气系统的新鲜空气的空气流量，因而可以根据新鲜空气的进入量与燃料燃烧量的对应关系，控制发动机的燃油量。而如果将所述HFM设置于所述发动机进气系统的后端，如节气门等部件周围，则由于此时所述HFM所测得的空气流量中包括了较多的废气流量，会导致难以精确控制发动机的燃油量。

所述空气流量的计算值为经过计算得到的空气流量的理论值。在具体实施中，所述空气流量的计算值可以是所述EMS系统根据系统探测器获取系统状态参数，并利用气体状态方程计算得到。具体来说，所述气体状态方程可以是：

$\mathrm{ASMod}\_\mathrm{dmIndAir\; Re\; f}=\frac{P\×\mathrm{\λ}\×V\×0.348}{T};$

其中，ASMod_dmIndAirRef为所述空气流量的计算值；P为气体经过发动机进气系统的中冷器后的压力；λ为充气效率；V为进入发动机气缸内的气体体积；T为经过所述中冷器后气体的温度。

在上述的具体实施中，所述V可以通过如下方式计算获取：

$V=\frac{\mathrm{\λ}\×n_{\mathrm{ENG}}\×V_{\mathrm{ENG}}}{2};$

其中，n_ENG为发动机转速；V_ENG为发动机排量。

步骤S104，将所述空气流量的测定值与空气流量的计算值之间的偏差与预设的空气流量阈值进行比较。

如果两者的偏差小于所述预设的空气流量阈值，表明在所述发动机前端的空气流量进气流量与经过所述BPS的空气流量出气流量大致相同，因此发动机的空气系统中压降较小，此时可以直接将所述HFM测定的空气流量作为所述发动机管理系统的控制参数。用于对其他执行器，如增压器等进行精确控制。

如果两者的偏差大于所述预设的空气流量阈值，表明在所述发动机前端的空气流量进气流量与经过所述BPS的空气流量出气流量相差较大，即发动机的空气系统中存在较大压降，需要控制执行器执行相应的动作，以提高空气流量的进气流量。

因此当所述空气流量的测定值与所述空气流量的计算值之间的偏差大于所述预设的空气流量阈值时，执行步骤S105，否则流程结束。

步骤S105，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。

在具体实施中，所述控制执行器限制扭矩可以采用如下方式：控制喷油器减少喷油量。

在实际应用中，发动机的输出扭矩为根据空气流量计算得出，且所述输出扭矩与空气流量值之间成正比，如果空气流量计所给出的数据存在误差，会影响到扭矩计算结果。因此当判定所述发动机的空气系统中存在较大压降时，可以通过限制扭矩的方式减少由于所述压降，对发动机管理系统的精确控制所造成的影响。在一种具体实施中，可以通过控制控制喷油器减少喷油量的方式，限制扭矩，从而达到减少压降影响的效果。

在具体实施中，所述控制执行器增加空气流量可以采用多种方式，例如：可以控制废气再循环控制阀关闭，或者控制节气门全开，或者增大增压器执行器叶片的开度，也可以采用其他的控制方式控制执行器增加空气流量。根据需要，也可以将其中两种或两种以上的控制方式结合使用。

上述的废气再循环控制(Exhaust Gas Recirculation，EGR)阀通常安装于进气歧管的右侧，靠近节气门体，用于对进入进气歧管的废气量进行控制，使一定量的废气流入进气歧管进行再循环。通过控制所述EGR阀关闭，可以阻止废气重新流入发动机进气系统，从而减少空气流量中废气所占的比例，相应地增加了空气流量中新鲜空气的进气量，进而减少所述发动机进气系统中由于存在压降，对发动机管理系统的精确控制所造成的影响。

上述的节气门是用来控制空气进入发动机引擎的可控阀门，使空气进入进气管后和燃油混合，成为可燃混合气体，参与燃烧。通过控制所述节气门全开可以增加所述发动机进气系统中新鲜空气的进气量，进而减少所述发动机进气系统中由于存在压降，对发动机管理系统的精确控制所造成的影响。

上述的增压器是所述发动机进气系统中将进入的空气或空气燃油混合比加以压力的泵，以增加可燃的燃油量，增进引擎动力。通过增大所述增压器执行器叶片的开度，如将其开度置于全开位置，可以增大所述发动机进气系统的空气流量，从而减少所述发动机进气系统中由于存在压降，对发动机管理系统的精确控制所造成的影响。

上述具体实施中，控制执行器限制扭矩以及控制执行器增加空气流量可以同时实施，也可以选择实施。可以理解的是，其均属于本发明的保护范围内。

本发明实施例通过将空气流量的测定值与空气流量计算值之间的差值与预设的空气流量阈值进行比较，可判断是否存在压降过大的现象。如果两者的偏差超过所述预设的空气流量阈值，则控制执行器增加空气流量或限制扭矩，以使两者的偏差减小，从而提高发动机管理系统的精确控制。

本发明实施例可以适用于任意类型的增压型或非增压型发动机，作为对发动机进气系统中可能存在漏气问题的一种解决方案。

本发明实施例还提供了另一种发动机管理系统的控制方法。如图2所示，本实施例中的步骤S201，步骤S202以及步骤S205可以参照图1所示实施例的步骤S101，步骤S102以及步骤S105，此处不再赘述。以下就图2所示步骤S203和步骤S204进行说明。

步骤S203，计算增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值之间的偏差。

在具体实施中，所述增压压力偏差可以是通过设置在发动机系统进气歧管前的BPS测定。所述增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值之间的偏差即为所述BPS的测定值与当前发动机所处工况下的增压压力目标值之间的偏差值。

步骤S204，比较所述增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值之间的偏差是否大于预设的压力阈值。

本实施例与图1所示实施例的区别在于，本实施例所针对的是发动机进气系统压气机增压后，管路压力较大，因此非常容易导致漏气的问题，将增压压力的测定值与增压压力的目标值进行比较，从而发现当前工况下，是否发动机进气系统是否实际产生了漏气现象。

可以理解的是，本发明实施例的技术方案可以与图1所示实施例的技术方案结合合并。例如，在图1所示实施例的步骤S103和步骤S104后，执行图2所示实施例的步骤S203和步骤S204，或者在图2所示实施例的步骤S203和步骤S204后，执行图1所示实施例的步骤S103和步骤S104，其均属于本发明的保护范围。

本发明实施例还提供了一种发动机管理系统的控制装置。如图3所示，所述发动机管理系统的控制装置可以包括：

第一比较单元301，用于比较空气流量的测定值与空气流量的计算值之间的偏差；所述空气流量的计算值为经过计算得到的空气流量的理论值；

第一控制单元302，用于当所述空气流量的测定值与所述空气流量的计算值之间的偏差大于预设的空气流量阈值时，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。

在具体实施中，所述发动机管理系统的控制装置还可以包括：第一检测单元303，用于检测发动机转速，并确定所述发动机转速大于预设的转速阈值。

在具体实施中，所述发动机管理系统的控制装置还可以包括：第二比较单元(图中未示出)，用于比较增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值，并确定所述增压压力值与所述增压压力目标值之间的偏差大于预设的压力阈值。

在具体实施中，所述第一控制单元302用于控制喷油器减少喷油量。

在具体实施中，所述第一控制单元302用于执行以下实施的一种或组合：控制废气再循环控制阀关闭；控制节气门全开；增大增压器执行器叶片的开度。

本发明实施例还提供了另一种发动机管理系统的控制装置。如图4所示，所述发动机管理系统的控制装置可以包括：

第三比较单元401，用于比较增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值；

第二控制单元402，用于当所述增压压力值与所述增压压力目标值之间的偏差大于预设的压力阈值时，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。

在具体实施中，所述发动机管理系统的控制装置还可以包括：第二检测单元403，用于检测发动机转速，并确定所述发动机转速大于预设的转速阈值。

可以理解的是，如图3所示实施例的发动机管理系统的控制装置和如图4所示实施例的发动机管理系统的控制装置可以相互引用，形成新的技术方案，其均属于本发明的保护范围之内。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种发动机管理系统的控制方法，其特征在于，包括：

比较空气流量的测定值与空气流量的计算值之间的偏差；所述空气流量的计算值为经过计算得到的空气流量的理论值；

当所述空气流量的测定值与所述空气流量的计算值之间的偏差大于预设的空气流量阈值时，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。

2.如权利要求1所述的发动机管理系统的控制方法，其特征在于，在执行所述比较空气流量的测定值与空气流量的计算值之间的偏差前还包括：

检测发动机转速，并确定所述发动机转速大于预设的转速阈值。

3.如权利要求1所述的发动机管理系统的控制方法，其特征在于，在所述控制执行器增加空气流量或限制扭矩之前还包括：

比较增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值，并确定所述增压压力值与所述增压压力目标值之间的偏差大于预设的压力阈值。

4.如权利要求1所述的发动机管理系统的控制方法，其特征在于，所述控制执行器限制扭矩包括：控制喷油器减少喷油量。

5.如权利要求1所述的发动机管理系统的控制方法，其特征在于，所述控制执行器增加空气流量包括以下至少一种：

控制废气再循环控制阀关闭；

控制节气门全开；

增大增压器执行器叶片的开度。

6.一种发动机管理系统的控制方法，其特征在于，包括：

比较增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值；

当所述增压压力值与所述增压压力目标值之间的偏差大于预设的压力阈值时，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。

7.如权利要求6所述的发动机管理系统的控制方法，其特征在于，在执行所述比较增压压力偏差与第三设定值之前还包括：

检测发动机转速，并确定所述发动机转速大于预设的转速阈值。

8.一种发动机管理系统的控制装置，其特征在于，包括：

第一比较单元，用于比较空气流量的测定值与空气流量的计算值之间的偏差；所述空气流量的计算值为经过计算得到的空气流量的理论值；

第一控制单元，用于当所述空气流量的测定值与所述空气流量的计算值之间的偏差大于预设的空气流量阈值时，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。

9.如权利要求8所述的发动机管理系统的控制装置，其特征在于，还包括：

第一检测单元，用于检测发动机转速，并确定所述发动机转速大于预设的转速阈值。

10.如权利要求8所述的发动机管理系统的控制装置，其特征在于，还包括：

第二比较单元，用于比较增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值，并确定所述增压压力值与所述增压压力目标值之间的偏差大于预设的压力阈值。

11.如权利要求8所述的发动机管理系统的控制装置，其特征在于，所述第一控制单元用于控制喷油器减少喷油量。

12.如权利要求8所述的发动机管理系统的控制装置，其特征在于，所述第一控制单元用于执行以下至少一种：

控制废气再循环控制阀关闭；

控制节气门全开；

增大增压器执行器叶片的开度。

13.一种发动机管理系统的控制装置，其特征在于，包括：

第三比较单元，用于比较增压压力值与对应当前工况的增压压力目标值；

第二控制单元，用于当所述增压压力值与所述增压压力目标值之间的偏差大于预设的压力阈值时，控制执行器增加空气流量或限制扭矩。

14.如权利要求13所述的发动机管理系统的控制装置，其特征在于，还包括：第二检测单元，用于检测发动机转速，并确定所述发动机转速大于预设的转速阈值。