CN107327343B - 车辆的电子增压器的控制方法、系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆的电子增压器的控制方法、系统及车辆，控制方法包括：获取发动机的需求扭矩，并根据需求扭矩得到发动机的目标进气量；根据目标热力学修正系数、发动机的排气温度和排气压力确定排气能量；根据排气能量和目标进气量确定涡轮增压器的废气旁通阀的占空比开度，并根据占空比开度和排气能量确定发动机达到目标进气量所需的涡轮增压器的涡轮迟滞时间；根据涡轮迟滞时间和目标进气量确定电子增压器的运行转速和运行时间，以便对电子增压器进行控制。本发明的方法可以有效提升车辆的加速性能，进而提升驾驶体验。

Description

车辆的电子增压器的控制方法、系统及车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆的电子增压器的控制方法、系统及车辆。

背景技术

目前，车辆的发动机借助涡轮增压器进行增压，可以在一定程度上提成车辆的加速性能，但是，车辆在加速时，涡轮增压器需要利用发动机的排放高温高压废气驱动涡轮增压器的涡轮，进而为发动机进行增压。但是这需要一个过程，例如：车辆在急加速时，急加速初期阶段的发动机的几个工作循环内废气能量不够，不能够有效驱动涡轮增压器达到预想的转速，从而产生加速迟滞现象，影响加速性能。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆的电子增压器的控制方法，该方法可以有效提升车辆的加速性能，进而提升驾驶体验。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的电子增压器的控制方法，所述车辆包括电子增压器和涡轮增压器，所述控制方法包括以下步骤：获取发动机的需求扭矩，并根据所述需求扭矩得到发动机的目标进气量；根据目标热力学修正系数、发动机的排气温度和排气压力确定排气能量；根据所述排气能量和目标进气量确定涡轮增压器的废气旁通阀的占空比开度，并根据所述占空比开度和所述排气能量确定所述发动机达到所述目标进气量所需的涡轮增压器的涡轮迟滞时间；根据所述涡轮迟滞时间和所述目标进气量确定所述电子增压器的运行转速和运行时间，以便对所述电子增压器进行控制。

进一步的，所述获取发动机的需求扭矩，并根据所述需求扭矩得到发动机的目标进气量的步骤，包括：检测单位时间后的油门踏板开度；根据所述单位时间后的油门踏板开度和发动机转速得到所述发动机的需求扭矩；根据扭矩和进气量的对应关系确定对应于所述需求扭矩的目标进气量。

进一步的，在所述根据目标热力学修正系数、发动机的排气温度和排气压力确定排气能量之前，还包括：获取发动机的进气温度和发动机转速；根据所述发动机的进气温度和发动机转速查询进气温度、发动机转速和热力学修正系数之间的关系表得到所述目标热力学修正系数。

进一步的，所述排气能量为所述目标热力学修正系数、所述发动机的排气温度和所述排气压力三者的乘积。

进一步的，还包括：检测所述电子增压器的压前压力和压后压力；比较所述电子增压器的压前压力和压后压力；如果所述电子增压器的压前压力大于或等于所述压后压力，则打开所述电子增压器的旁通支路。

相对于现有技术，本发明所述的车辆的电子增压器的控制方法具有以下优势：

本发明所述的车辆的电子增压器的控制方法，可以根据发动机的排气能量确定出车辆加速时发动机达到目标进气量所需的涡轮增压器的涡轮迟滞时间，进而根据涡轮迟滞时间和目标进气量确定电子增压器的运行转速和运行时间，并对电子增压器进行控制，从而提升车辆的加速性能，降低甚至消除涡轮增压器在加速初期带来的加速迟滞问题，进而提升车辆的加速性能，提升驾驶员的驾驶体验。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆的电子增压器的控制系统，该系统可以有效提升车辆的加速性能，进而提升驾驶体验。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的电子增压器的控制系统，所述车辆包括电子增压器和涡轮增压器，所述控制系统包括：目标进气量计算模块，用于获取发动机的需求扭矩，并根据所述需求扭矩得到发动机的目标进气量；排气能量计算模块，用于根据目标热力学修正系数、发动机的排气温度和排气压力确定排气能量；涡轮迟滞时间计算模块，用于根据所述排气能量和目标进气量确定涡轮增压器的废气旁通阀的占空比开度，并根据所述占空比开度和所述排气能量确定所述发动机达到所述目标进气量所需的涡轮增压器的涡轮迟滞时间；控制模块，用于根据所述涡轮迟滞时间和所述目标进气量确定所述电子增压器的运行转速和运行时间，以便对所述电子增压器进行控制。

进一步的，所述目标进气量计算模块用于：检测单位时间后的油门踏板开度；根据所述单位时间后的油门踏板开度和发动机转速得到所述发动机的需求扭矩；根据扭矩和进气量的对应关系确定对应于所述需求扭矩的目标进气量。

进一步的，还包括：目标热力学修正系数计算模块，用于获取发动机的进气温度和发动机转速，并根据所述发动机的进气温度和发动机转速查询进气温度、发动机转速和热力学修正系数之间的关系表得到所述目标热力学修正系数。

进一步的，所述控制模块还用于：检测所述电子增压器的压前压力和压后压力；比较所述电子增压器的压前压力和压后压力；如果所述电子增压器的压前压力大于或等于所述压后压力，则打开所述电子增压器的旁通支路。

所述的车辆的电子增压器的控制系统与上述的车辆的电子增压器的控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆的加速性能强，进而可以提升车辆的驾驶体验。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有如上述实施例所述的车辆的电子增压器的控制系统。

所述的车辆与上述的车辆的电子增压器的控制系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的车辆的电子增压器的控制方法中发动机系统的示意图；

图2为本发明实施例所述的车辆的电子增压器的控制方法的流程图；

图3为本发明实施例所述的车辆的电子增压器的控制方法的具体流程图；

图4为本发明实施例所述的车辆的电子增压器的控制方法中发动机转速与需求扭矩对应关系示意图；

图5为本发明实施例所述的车辆的电子增压器的控制系统的结构框图。

附图标记说明：

电子增压器1、涡轮增压器2、发动机3、车辆的电子增压器的控制系统500、目标进气量计算模块510、排气能量计算模块520、涡轮迟滞时间计算模块530和控制模块540。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2是根据本发明一个实施例的电子增压器的控制方法的流程图。

在描述本发明实施例的车辆的电子增压器的控制方法之前，首先对车辆进行描述，车辆包括发动机系统，而发动机系统包括进行描述，如图1所示，发动机系统包括电子增压器1、涡轮增压器2和发动机3，其中，发动机3的排气部分与涡轮增压器2相连，电子增压器1与发动机3的进气部分相连，此外，电子增压器1与涡轮增压器2串联。电子增压器1具有旁通阀或者旁通支路，此旁通阀或者旁通支路的作用为当发动机3处于大负荷时，空气流速较快，电子增压器1的叶片可能成给气流带来阻力，此时打开旁通阀或者旁通支路，由涡轮增压器2直接为进入发动机3的气体进行增压。此旁通阀或者旁通支路的开和闭是根据电子增压器1的前后压差确定的，即：当电子增压器1的压前压力大于或等于压后压力时，旁通阀或者旁通支路打开，如在本发明的一个实施例中，车辆的电子增压器的控制方法包括：检测电子增压器1的压前压力和压后压力，然后比较电子增压器1的压前压力和压后压力，如果电子增压器1的压前压力大于或等于压后压力，则打开旁通阀或者旁通支路，从而避免了电子增压器1的叶片给气流带来阻力。

在以上描述中，结合图1所示，电子增压器1的压前压力为电子增压器1右侧部分的压力，压后压力为电子增压器1左侧部分的压力。

如图2所示，并结合图3，根据本发明一个实施例的车辆的电子增压器的控制方法，包括如下步骤：

S201：获取发动机的需求扭矩，并根据需求扭矩得到发动机的目标进气量。

具体地说，获取发动机的需求扭矩，并根据需求扭矩得到发动机的目标进气量的步骤，包括：检测单位时间后的油门踏板开度，并根据单位时间后的油门踏板开度和发动机转速得到发动机的需求扭矩，以及根据扭矩和进气量的对应关系确定对应于需求扭矩的目标进气量。

其中，单位时间为但不限于0.08至0.15秒，以0.1秒为例，采集当前时刻的油门踏板开度，并从当前时刻开始计时，以采集0.1秒后的油门踏板开度。其中，可以通过发动机控制器ECU(Electronic Control Unit)等采集油门踏板开度和发动机转速。

例如：发动机控制器采集油门踏板开度及发动机转速，然后根据采集到的油门踏板开度和发动机转速查询预设的扭矩、发动机转速、油门踏板开度这三者之间的关系表而得到对应的需求扭矩。然后根据需求扭矩进而换算而得到目标进气量。

需要说明的是，预设的扭矩、发动机转速、油门踏板开度这三者之间的关系表可以通过试验标定得到。而扭矩、油量、空气需求量具有一定对应关系，根据这个对应关系便可以根据需求扭矩等换算出目标进气量。

(此部分为发动机内部逻辑固有部分，扭矩、油量、空气需求量具有一定对应关系)。发动机当前进气量可以由发动机控制器直接读取。

S202：根据目标热力学修正系数、发动机的排气温度和排气压力确定排气能量。例如：排气能量为目标热力学修正系数、发动机的排气温度和排气压力三者的乘积。

发动机的排气温度和排气压力可以通过相应的传感器检测得到，例如：发动机的排气侧装有排气温度传感器及排气压力传感器，排气温度传感器及排气压力传感器可以检测发动机瞬态的排气温度及排气压力，借助排气温度传感器及排气压力传感器具有响应速度快的优点。

进一步地，在根据目标热力学修正系数、发动机的排气温度和排气压力确定排气能量之前，还需要确定出目标热力学修正系数。而目标热力学修正系数可以通过如下方式确定，例如：获取发动机的进气温度和发动机转速，并根据发动机的进气温度和发动机转速查询进气温度、发动机转速和热力学修正系数之间的关系表(如图3所示的热力学转换映射表，即：热力学转换map)得到目标热力学修正系数。

具体而言，进气温度、发动机转速和热力学修正系数之间的关系表可以通过试验预先标定得到。然后，当检测到发动机的进气温度和发动机转速后，便可以查询该表，从而确定出目标热力学修正系数。该目标热力学修正系数的作用为使发动机排气能量与发动机转速建立紧密的关系。

S203：根据排气能量和目标进气量确定涡轮增压器的废气旁通阀的占空比开度，并根据占空比开度和排气能量确定发动机达到目标进气量所需的涡轮增压器的涡轮迟滞时间。

具体地说，排气能量作为一个中间变量，与目标进气量输入预设的占空比开度映射表(如图3所示的占空比开度map)，从而得到涡轮增压器的废气旁通阀的占空比开度。该废气旁通阀的占空比开度较为合适，废气旁通阀的占空比开度通常不能过大或过小。通俗地说，如果开度太小，会造成发动机排气背压太大，燃烧不稳定，如果放的太开，涡轮增压器达到目标进气量所需要的时间太长。故，根据本发明实施例的排气能量得来的废气旁通阀的占空比开度，综合考虑了以上因素，在此排气能量的前提下确定较为合适的占空比开度。

接着，排气能量与目标进气量输入到预设的涡轮迟滞时间映射表中(如图3所示的涡轮迟滞时间map)，得到涡轮迟滞时间，也就是说，在此排气能量及占空比开度下，达到该目标进气量需要的时间。

需要说明的是，预设的占空比开度映射表以及预设的涡轮迟滞时间映射表均可以通过试验预先标定得到。

S204：根据涡轮迟滞时间和目标进气量确定电子增压器的运行转速和运行时间，以便对电子增压器进行控制。

可以通过查询预设标定好的电子增压器转速映射表(如图3所示的电子增压器转速map)确定出电子增压器的运行转速，可以通过查询预设标定好的电子增压器运行时间映射表(如图3所示的电子增压器运行时间map)确定出电子增压器的运行转速。

例如：在急加速的初始阶段，首先根据涡轮迟滞时间和目标进气量确定电子增压器的运行转速和运行时间，然后根据确定出的电子增压器的运行转速和运行时间对电子增压器进行控制，电子增压器的介入，可以提升车辆的加速性能。也就是说，当驾驶员想让车辆进行较快的提速时，由于急加速的初始阶段涡轮增压器存在一定的滞后性，因此，可同时利用电子增压器对发动机进行增压，使车辆进行较快的提速，降低车辆提速的迟滞时间，提升驾驶体验。

根据本发明实施例的车辆的电子增压器的控制方法，可以根据发动机的排气能量确定出车辆加速时发动机达到目标进气量所需的涡轮增压器的涡轮迟滞时间，进而根据涡轮迟滞时间和目标进气量确定电子增压器的运行转速和运行时间，并对电子增压器进行控制，从而提升车辆的加速性能，降低甚至消除涡轮增压器在加速初期带来的加速迟滞问题，进而提升车辆的加速性能，提升驾驶员的驾驶体验。

另外当发动机转速较低而需求扭矩较大时，即使通过涡轮增压器对发动机进行增压，可能也不能够满足扭矩需求，如图4所示，其横坐标为发动机转速speed，纵坐标为需求扭矩torque。A区域为发动机自然吸气时，能够满足的需求扭矩(即：A区域为发动机自然吸气时能到达的扭矩范围)，如A区域与C区域的界限以下。当需求扭矩提升后，发动机自然吸气无法满足扭矩需求，如扭矩位于C区域内，C区域为涡轮增压器对发动机进行增压后可满足的扭矩需求范围(即：C区域为涡轮增压器增压后发动机能够增加的扭矩的范围，通常发生在发动机转速较高时)，如果扭矩低于C区域的上部的界限，则可以利用涡轮增压对发动机进行增压，从而满足发动机的扭矩需求。但是，如果扭矩非常大，超过了C区域上部的界限，此时，可以利用涡轮增压器增压的同时，借助电子增压器进行增压，如扭矩位于D区域内，则借助电子增压器可以满足发动机的扭矩需求，其中，D区域为启动电子增压器以后发动机在低速部分(如转速小于N时)所增加的扭矩区域。

因此，在本发明的一个实施例中，该方法还可包括：根据发动机转速得到对应于发动机转速的涡轮增压上限扭矩，如果发动机转速小于预设转速且需求扭矩大于对应于发动机转速的涡轮增压上限扭矩，则开启电子增压器以对发动机进行增压。结合图4所示，涡轮增压上限扭矩为C区域的上部的界限对应的扭矩。由此，当发动机转速较低的情况下，如果需求扭矩比较大而涡轮增压器增压后，发动机还是不能满足驾驶员的扭矩需求时，可以利用电子增压器进行增压，从而满足用户的扭矩需求，进一步提升驾驶体验。

图5是根据本发明一个实施例的车辆的电子增压器的控制系统的结构框图。如图5所示，根据本发明一个实施例的车辆的电子增压器的控制系统500，包括：目标进气量计算模块510、排气能量计算模块520、涡轮迟滞时间计算模块530和控制模块540。

其中，目标进气量计算模块510用于获取发动机的需求扭矩，并根据需求扭矩得到发动机的目标进气量。排气能量计算模块520用于根据目标热力学修正系数、发动机的排气温度和排气压力确定排气能量。涡轮迟滞时间计算模块530用于根据排气能量和目标进气量确定涡轮增压器的废气旁通阀的占空比开度，并根据占空比开度和排气能量确定发动机达到目标进气量所需的涡轮增压器的涡轮迟滞时间。控制模块540用于根据涡轮迟滞时间和目标进气量确定电子增压器的运行转速和运行时间，以便对电子增压器进行控制。

在本发明的一个实施例中，目标进气量计算模块510用于：检测单位时间后的油门踏板开度；根据所述单位时间后的油门踏板开度和发动机转速得到所述发动机的需求扭矩；根据扭矩和进气量的对应关系确定对应于所述需求扭矩的目标进气量。

在本发明的一个实施例中，还包括：目标热力学修正系数计算模块(图5中没有示出)，目标热力学修正系数计算模块用于获取发动机的进气温度和发动机转速，并根据所述发动机的进气温度和发动机转速查询进气温度、发动机转速和热力学修正系数之间的关系表得到所述目标热力学修正系数。

在本发明的一个实施例中，控制模块540还用于：检测所述电子增压器的压前压力和压后压力；比较所述电子增压器的压前压力和压后压力；如果所述电子增压器的压前压力大于或等于所述压后压力，则打开所述电子增压器的旁通阀或旁通支路。

根据本发明实施例的车辆的电子增压器的控制系统，可以根据发动机的排气能量确定出车辆加速时发动机达到目标进气量所需的涡轮增压器的涡轮迟滞时间，进而根据涡轮迟滞时间和目标进气量确定电子增压器的运行转速和运行时间，并对电子增压器进行控制，从而提升车辆的加速性能，降低甚至消除涡轮增压器在加速初期带来的加速迟滞问题，进而提升车辆的加速性能，提升驾驶员的驾驶体验。

需要说明的是，本发明实施例的车辆的电子增压器的控制系统的具体实现方式与本发明实施例的车辆的电子增压器的控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，设置有如上述任意一个实施例中的车辆的电子增压器的控制系统。该车辆的加速性能强，进而可以提升车辆的驾驶体验。

另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种车辆的电子增压器的控制方法，其特征在于，所述车辆包括电子增压器和涡轮增压器，所述控制方法包括以下步骤：

获取发动机的需求扭矩，并根据所述需求扭矩得到发动机的目标进气量；

获取发动机的进气温度和发动机转速，并根据所述发动机的进气温度和发动机转速查询进气温度、发动机转速和热力学修正系数之间的关系表得到目标热力学修正系数；

根据目标热力学修正系数、发动机的排气温度和排气压力确定排气能量；

根据所述排气能量和目标进气量确定涡轮增压器的废气旁通阀的占空比开度，并根据所述占空比开度和所述排气能量确定所述发动机达到所述目标进气量所需的涡轮增压器的涡轮迟滞时间；

根据所述涡轮迟滞时间和所述目标进气量确定所述电子增压器的运行转速和运行时间，以便对所述电子增压器进行控制。

2.根据权利要求1所述的车辆的电子增压器的控制方法，其特征在于，所述获取发动机的需求扭矩，并根据所述需求扭矩得到发动机的目标进气量的步骤，包括：

检测单位时间后的油门踏板开度；

根据所述单位时间后的油门踏板开度和发动机转速得到所述发动机的需求扭矩；

根据扭矩和进气量的对应关系确定对应于所述需求扭矩的目标进气量。

3.根据权利要求1所述的车辆的电子增压器的控制方法，其特征在于，所述排气能量为所述目标热力学修正系数、所述发动机的排气温度和所述排气压力三者的乘积。

4.根据权利要求1-3任一项所述的车辆的电子增压器的控制方法，其特征在于，还包括：

检测所述电子增压器的压前压力和压后压力；

比较所述电子增压器的压前压力和压后压力；

如果所述电子增压器的压前压力大于或等于所述压后压力，则打开所述电子增压器的旁通阀或旁通支路。

5.一种车辆的电子增压器的控制系统，其特征在于，所述车辆包括电子增压器和涡轮增压器，所述控制系统包括：

目标进气量计算模块，用于获取发动机的需求扭矩，并根据所述需求扭矩得到发动机的目标进气量；

目标热力学修正系数计算模块，用于获取发动机的进气温度和发动机转速，并根据所述发动机的进气温度和发动机转速查询进气温度、发动机转速和热力学修正系数之间的关系表得到目标热力学修正系数；

排气能量计算模块，用于根据目标热力学修正系数、发动机的排气温度和排气压力确定排气能量；

涡轮迟滞时间计算模块，用于根据所述排气能量和目标进气量确定涡轮增压器的废气旁通阀的占空比开度，并根据所述占空比开度和所述排气能量确定所述发动机达到所述目标进气量所需的涡轮增压器的涡轮迟滞时间；

控制模块，用于根据所述涡轮迟滞时间和所述目标进气量确定所述电子增压器的运行转速和运行时间，以便对所述电子增压器进行控制。

6.根据权利要求5所述的车辆的电子增压器的控制系统，其特征在于，所述目标进气量计算模块用于：

检测单位时间后的油门踏板开度；

根据所述单位时间后的油门踏板开度和发动机转速得到所述发动机的需求扭矩；

根据扭矩和进气量的对应关系确定对应于所述需求扭矩的目标进气量。

7.根据权利要求5-6任一项所述的车辆的电子增压器的控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于：

检测所述电子增压器的压前压力和压后压力；

比较所述电子增压器的压前压力和压后压力；

如果所述电子增压器的压前压力大于或等于所述压后压力，则打开所述电子增压器的旁通阀或旁通支路。

8.一种车辆，其特征在于，设置有如权利要求5-7任一项所述的车辆的电子增压器的控制系统。

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