CN110541764B - 一种改善整车停车nvh性能的控制方法及装置 - Google Patents

一种改善整车停车nvh性能的控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改善整车停车NVH性能的控制方法及装置，所述控制方法包括：判断整车是否熄火停机；若整车是否熄火停机的判断结果为是，则根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；将VVT系统的运行角度调回参考位置。该方法从振动源本身即三缸发动机方面提出了通过停机时更改VVT角度的策略，改善整车停机NVH性能，有效的解决停机时的整车抖动问题。

Description

一种改善整车停车NVH性能的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车发动机技术领域，特别是用于改善整车停车NVH性能的控制方法。本发明还涉及用于改善整车停车NVH性能的控制装置。
背景技术
近年来，各大车厂陆续推出了新一代的小排量三缸增压发动机，排量集中在1.0L～1.5L区间，其初衷是以更小的燃油消耗量和更优秀的废气排放表现获得过去1.6L～2.4L等级的四缸引擎才能达到的动力输出水准。
但是，三缸发动机相对于四缸发动机甚至六缸、八缸发动机而言，在动力连贯性、振动和噪音、寿命和耐用性、高转速动力以及油门响应等方面还存在许多不足之处，以其中的振动和噪音为例，三缸发动机抖动较大是其物理属性决定的，因为发动机的工作循环分为四部分：进气、压缩、做功和排气，所以四缸发动机正好能保证两个活塞向上运动的时候，另外两个活塞向下运动，相互抵消震动，三缸发动机正常工作时无论如何都会有一个缸的活塞与另外两个缸的活塞运动方向相反，无法做到平衡，所以震动较大，反之六缸和八缸发动机则更加平顺。
由于三缸发动机本身抖动较大，所以车辆在起动、停机及正常行驶过程中整车的抖动都比四缸机大，特别是车辆停机时，由于发动机自身震动较大，导致整车和座椅和方向盘都能明显感到抖动，客户体验较差。为了减小停机时的整车抖动通常采取如下几种办法：
第一种，通过悬置调试减小抖动，但若为了避免停机抖动问题进行悬置更改会使车辆其他工况下的NVH(噪声、振动与声振粗糙度的英文缩写)性能变差，无法做到一个很好的平衡。
第二种，车辆停机时关闭节气门，增加活塞运行时的阻力减小发动机转速波动，减小抖动。但是目前在某些三缸整车项目上节气门已关闭最小，但是整车抖动依然明显。
第三种，通过增加飞轮惯量阻尼减缓抖动，由于整车抖动主要是由于发动机转速波动导致，MT(手动变速器)和DCT(双离合变速器)车辆在停机时，都处于离合器脱开状态，该办法对减缓整车抖动的作用并不明显。
因此，如何减小三缸发动机停机时的振动，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种改善整车停车NVH性能的控制方法。该方法从振动源本身即三缸发动机方面提出了通过停机时更改VVT(发动机可变气门正时技术)角度的策略，改善整车停机NVH性能，有效的解决停机时的整车抖动问题。
本发明的另一目的是提供一种改善整车停车NVH性能的控制装置。
为实现上述第一目的，本发明提供一种改善整车停车NVH性能的控制方法，包括：
判断整车是否熄火停机；
若整车是否熄火停机的判断结果为是，则根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；
将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
将VVT系统的运行角度调回参考位置。
进一步地，包括：
设定用于表示外界环境处于低温状态的临界环境温度；
获取外界环境的实时环境温度；
将获取的实时环境温度与设定的临界环境温度进行比较，若获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度，则提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速。
进一步地，包括：
设定用于表示外界环境处于低温状态的临界环境温度；
获取外界环境的实时环境温度；
将获取的实时环境温度与设定的临界环境温度进行比较，若获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度，则不对VVT系统的运行角度进行调节。
进一步地，包括：
在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置，若检测结果为否，则在下次熄火时，提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速阀值。
进一步地，包括：
在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置，若检测结果为否，则在下次熄火时，将确定的VVT防振角度减至更加靠近参考位置的VVT防振角度。
为实现上述第二目的，本发明提供一种改善整车停车NVH性能的控制装置，包括：
判断单元，用于判断整车是否熄火停机；
VVT防振角度确定单元，用于在所述判断单元的判断结果为是时，根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；
VVT防振角度执行单元，用于将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
VVT角度回调单元，用于将VVT系统的运行角度调回参考位置。
优选地，包括：
温度设定单元，用于设定表示外界环境处于低温状态的临界环境温度；
温度检测单元，用于获取外界环境的实时环境温度；
比较单元，用于比较获取的实时环境温度与设定的临界环境温度；
运行角度调速单元，用于在获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度时，提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速。
优选地，包括：
温度设定单元，用于设定表示外界环境处于低温状态的临界环境温度；
温度检测单元，用于获取外界环境的实时环境温度；
比较单元，用于比较获取的实时环境温度与设定的临界环境温度；
运行角度停调单元，用于在获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度时，控制VVT系统不对运行角度进行调节。
优选地，包括：
运行角度检测单元，用于在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置；
运行角度调速单元，用于在所述运行角度检测单元的检测结果为否时，在下次熄火时，提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速阀值。
优选地，包括：
运行角度检测单元，用于在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置；
VVT防振角度调节单元，用于在所述运行角度检测单元的检测结果为否时，在下次熄火时，将确定的VVT防振角度减至更加靠近参考位置的VVT防振角度。
为了改善三缸发动机机整车停车NVH性能，本发明开发了一种停机时对VVT进行控制的策略，VVT主要通过机油压力进行控制，停机后随着转速降低，机油压力逐渐变小，所以现行的策略是停机后VVT迅速回到参考位置，不再进行VVT调节，确保VVT在停机后回到参考位置，在此基础上，本发明在停机时增加VVT控制策略，当整车熄火停机到转速完全为0期间，调整进气门或排气门的相位，使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭，增加发动机活塞运行的阻力，即相当于在发动机内部增加了一个空气弹簧，从而有效减小发动机停机时的抖动，改善整车停机NVH性能。
本发明所提供的改善整车停车NVH性能的控制装置能够实现上述控制方法，由于所述改善整车停车NVH性能的控制方法具有上述技术效果，则改善整车停车NVH性能的控制装置也应具有相应的技术效果。
附图说明
图1为本发明所提供改善整车停车NVH性能的控制方法的控制流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
一种典型的VVT系统主要由相位器和机油控制阀组成，其中相位器为该系统的执行器，而机油控制阀为该系统的控制器。
发动机管理系统EMS(通常也叫作发动机ECU)根据节气门开度传感器，发动机水温传感器，转速传感器，空气流量计等传来的信号，查找MAP图，解算出发动机各工况下所需气门正时角，即目标位置；同时，发动机管理系统EMS根据曲轴位置传感器和凸轮位置传感器传来的反馈信号计算得出的凸轮轴的实际位置。EMS将目标位置和实际位置进行比较，并根据EMS的控制策略，向机油控制阀发出作动信号，改变控制阀中阀芯的位置，从而改变油路中机油流向和流量大小，把提前、滞后、保持不变等信号以油压方式反馈至VVT相位器空腔内，来实现相位器内部定子和外部转子之间的相对转动，来调节凸轮轴的正时角度，从而达到调整进气(排气)的量和气门开闭时间。
请参考图1，图1为本发明所提供改善整车停车NVH性能的控制方法的控制流程图。
在一种具体实施例中，本发明提供的用于改善整车停车NVH性能的控制方法，包括：
首先，判断整车是否熄火停机；
然后，若整车是否熄火停机的判断结果为是，则根据发动机转速确定VVT防振角度，即增加跟随发动机转速运行的VVT角度。
此VVT防振角度的设定原则如下：使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭。
具体地，可根据发动机转速和机油温度增加一个VVT系统运行的标定MAP，根据实际的整车抖动情况进行数据设置，例如可以在机油温度较高且转速区间在500转以上时进行VVT防振角度的数据设置，工作时，发动机控制器给VVT执行器指令，使其按照设定的角度运行。
接着，将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
最后，将VVT系统的运行角度调回参考位置。
由于低温下机油温度较低，VVT调节速率会变慢，所以在低温下可以提高VVT回到参考位置的转速，防止VVT回不到参考位置，即增加环境温度对MAP的修正。具体实现方式如下：
设定用于表示外界环境处于低温状态的临界环境温度；
获取外界环境的实时环境温度；
将获取的实时环境温度与设定的临界环境温度进行比较，若获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度，则提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速。
上述设定的临界环境温度可以为10℃～20℃之间的任一温度值，也可以是15℃～20℃之间的任一温度值，或者是10℃～18℃以及15℃～22℃之间的任一温度值，而且，在低于所设定的临界环境温度的温度范围内，可进一步划分为不同的温度区间，依照温度区间的梯度进行排序，逐步提升转速，每一个温度区间，对应一个提升后的转速区间，以临界环境温度设定为20℃为例，当外界环境温度处于20℃时以下时，转速开始提升，具体标定如下：
临界环境温度 转速
20℃及以上 640转
0℃-20℃ 640转～720转
-20℃～0℃ 720转～800转
-20℃及以下 800转
另外，低温下整车悬置会比较硬，经过试验验证，低温下整车停机NVH比常温时要好，所以在低温下不使用停机后的VVT控制不会影响整车抖动。具体实现方式如下：
设定用于表示外界环境处于低温状态的临界环境温度(具体的设定方式可以同上文)；
获取外界环境的实时环境温度；
将获取的实时环境温度与设定的临界环境温度进行比较，若获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度，则不对VVT系统的运行角度进行调节。
以上两种针对低温的修正方案，可择一使用，也就是说，当检测到外界环境处于低温状态时，既可以选择提高VVT系统的运行角度调回参考位置的转速，从而保证能够将VVT系统的运行角度准确地调回至参考位置，也可以选择不对VVT系统的运行角度进行调节，使VVT系统的运行角度迅速回到参考位置。
在此基础上，还可以设计另一种修正方案，即预先设定两个临界环境温度，分别为第一临界环境温度和第二临界环境温度，其中第一临界环境温度高于第二临界环境温度，当实时环境温度小于第一临界环境温度且大于第二临界环境温度时，选择提高VVT系统的运行角度调回参考位置的转速，从而保证能够将VVT系统的运行角度准确地调回至参考位置；当实时环境温度小于第二临界环境温度时，选择不对VVT系统的运行角度进行调节，使VVT系统的运行角度迅速回到参考位置。
如果停机后VVT系统的运行角度不能回到参考位置，下一次车辆起动过程中VVT存在乱跳的风险，无法按正常的目标位置运行，容易引起起动性能变差，严重时可能会使得调相器损坏。对此，可增加停机后VVT能否回到参考位置的监控功能，防止VVT回不到参考位置。
具体地，在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置，若检测结果为否，则在下次熄火时，提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速阀值。
或者，在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置，若检测结果为否，则在下次熄火时，减小确定的VVT防振角度，减小的幅度以更加靠近参考位置为宜，即通过更改目标控制的VVT角度，减小回调角度，来保证VVT系统的运行角度能够准确回到参考位置。
以上两种防止VVT回不到参考位置的控制策略可择一使用，也可以一起使用。
上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，引入其他参数对设定的VVT防振角度进行修正，或者，采用其他策略保证VVT系统的运行角度能够准确回到参考位置，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
除了上述控制方法，本发明还提供一种改善整车停车NVH性能的控制装置，包括：
判断单元，用于判断整车是否熄火停机；
VVT防振角度确定单元，用于在所述判断单元的判断结果为是时，根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；
VVT防振角度执行单元，用于将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
VVT角度回调单元，用于将VVT系统的运行角度调回参考位置。
由于低温下机油温度较低，VVT调节速率会变慢，所以在低温下可以提高VVT回到参考位置的转速，防止VVT回不到参考位置，即增加环境温度对MAP的修正。因此，上述控制装置进一步包括：
温度设定单元，用于设定表示外界环境处于低温状态的临界环境温度；
温度检测单元，用于获取外界环境的实时环境温度；
比较单元，用于比较获取的实时环境温度与设定的临界环境温度；
运行角度调速单元，用于在获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度时，提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速。
另外，低温下整车悬置会比较硬，经过试验验证，低温下整车停机NVH比常温时要好，所以在低温下不使用停机后的VVT控制不会影响整车抖动。若采用这种控制策略，则上述控制装置进一步包括：
温度设定单元，用于设定表示外界环境处于低温状态的临界环境温度；
温度检测单元，用于获取外界环境的实时环境温度；
比较单元，用于比较获取的实时环境温度与设定的临界环境温度；
运行角度停调单元，用于在获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度时，控制VVT系统不对运行角度进行调节。
如上文所述，可增加停机后VVT能否回到参考位置的监控功能，防止VVT回不到参考位置。因此，上述控制装置可进一步包括：
运行角度检测单元，用于在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置；
运行角度调速单元，用于在所述运行角度检测单元的检测结果为否时，在下次熄火时，提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速阀值。
或者，包括：
运行角度检测单元，用于在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置；
VVT防振角度调节单元，用于在所述运行角度检测单元的检测结果为否时，在下次熄火时，将确定的VVT防振角度减至更加靠近参考位置的VVT防振角度。
本发明在停机时增加VVT控制策略，当整车熄火停机到转速完全为0期间，调整进气门或排气门的相位，使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭，增加发动机活塞运行的阻力，即相当于在发动机内部增加了一个空气弹簧，从而有效减小发动机停机时的抖动，改善整车停机NVH性能。
以上对本发明所提供的改善整车停车NVH性能的控制方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种改善整车停车NVH性能的控制方法，包括：
判断整车是否熄火停机；
若整车是否熄火停机的判断结果为是，则根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；
将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
将VVT系统的运行角度调回参考位置；
设定用于表示外界环境处于低温状态的临界环境温度；
获取外界环境的实时环境温度；
将获取的实时环境温度与设定的临界环境温度进行比较，若获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度，则提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速。
2.一种改善整车停车NVH性能的控制方法，包括：
判断整车是否熄火停机；
若整车是否熄火停机的判断结果为是，则根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；
将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
将VVT系统的运行角度调回参考位置；
设定用于表示外界环境处于低温状态的临界环境温度；
获取外界环境的实时环境温度；
将获取的实时环境温度与设定的临界环境温度进行比较，若获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度，则不对VVT系统的运行角度进行调节。
3.一种改善整车停车NVH性能的控制方法，包括：
判断整车是否熄火停机；
若整车是否熄火停机的判断结果为是，则根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；
将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
将VVT系统的运行角度调回参考位置；
在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置，若检测结果为否，则在下次熄火时，提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速阀值。
4.一种改善整车停车NVH性能的控制方法，包括：
判断整车是否熄火停机；
若整车是否熄火停机的判断结果为是，则根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；
将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
将VVT系统的运行角度调回参考位置
在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置，若检测结果为否，则在下次熄火时，将确定的VVT防振角度减至更加靠近参考位置的VVT防振角度。
5.一种改善整车停车NVH性能的控制装置，其特征在于，包括：
判断单元，用于判断整车是否熄火停机；
VVT防振角度确定单元，用于在所述判断单元的判断结果为是时，根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；
VVT防振角度执行单元，用于将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
VVT角度回调单元，用于将VVT系统的运行角度调回参考位置；
温度设定单元，用于设定表示外界环境处于低温状态的临界环境温度；
温度检测单元，用于获取外界环境的实时环境温度；
比较单元，用于比较获取的实时环境温度与设定的临界环境温度；
运行角度调速单元，用于在获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度时，提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速。
6.一种改善整车停车NVH性能的控制装置，其特征在于，包括：
判断单元，用于判断整车是否熄火停机；
VVT防振角度确定单元，用于在所述判断单元的判断结果为是时，根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；
VVT防振角度执行单元，用于将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
VVT角度回调单元，用于将VVT系统的运行角度调回参考位置；
温度设定单元，用于设定表示外界环境处于低温状态的临界环境温度；
温度检测单元，用于获取外界环境的实时环境温度；
比较单元，用于比较获取的实时环境温度与设定的临界环境温度；
运行角度停调单元，用于在获取的实时环境温度小于设定的临界环境温度时，控制VVT系统不对运行角度进行调节。
7.一种改善整车停车NVH性能的控制装置，其特征在于，包括：
判断单元，用于判断整车是否熄火停机；
VVT防振角度确定单元，用于在所述判断单元的判断结果为是时，根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；
VVT防振角度执行单元，用于将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
VVT角度回调单元，用于将VVT系统的运行角度调回参考位置；
运行角度检测单元，用于在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置；
运行角度调速单元，用于在所述运行角度检测单元的检测结果为否时，在下次熄火时，提高将VVT系统的运行角度调回参考位置的转速阀值。
8.一种改善整车停车NVH性能的控制装置，其特征在于，包括：
判断单元，用于判断整车是否熄火停机；
VVT防振角度确定单元，用于在所述判断单元的判断结果为是时，根据发动机转速确定能够使进气门开启时刻在压缩上止点之后或者使排气门在压缩上止点以前关闭的VVT防振角度；
VVT防振角度执行单元，用于将VVT系统的运行角度调节至确定的VVT防振角度，在整车熄火停机到发动机转速完全为0期间调整进气门或排气门的相位；
VVT角度回调单元，用于将VVT系统的运行角度调回参考位置；
运行角度检测单元，用于在将VVT系统的运行角度调回参考位置之后，检测VVT系统的运行角度是否处于参考位置；
VVT防振角度调节单元，用于在所述运行角度检测单元的检测结果为否时，在下次熄火时，将确定的VVT防振角度减至更加靠近参考位置的VVT防振角度。
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