CN110735710A - 废气涡轮增压器的压力控制方法及装置 - Google Patents

废气涡轮增压器的压力控制方法及装置 Download PDF

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CN110735710A CN201911064920.9A CN201911064920A CN110735710A CN 110735710 A CN110735710 A CN 110735710A CN 201911064920 A CN201911064920 A CN 201911064920A CN 110735710 A CN110735710 A CN 110735710A
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Abstract

本发明提供了一种废气涡轮增压器的压力控制方法,包括:获取废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值;计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值;判断第一差值的绝对值是否大于预设压力差;若第一差值的绝对值大于预设压力差,则将比例积分微分控制流程中所使用的比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零,比例积分微分控制流程用于控制废气涡轮增压器中的废气旁通阀。从而即使是在发动机转速较高,积分段的时间参量已经累积较大数值时,也能够在目标压力和当前压力值相差较大时,通过将比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零,从而使得废气涡轮增压器中的废气旁通阀能够被合理地调节,从而平稳地改变压力值,实现平顺增压。

Description

废气涡轮增压器的压力控制方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车电子控制领域,特别涉及一种废气涡轮增压器的压力控制方法及装置。
背景技术
为了迎合日益严苛的排放法规和油耗法规,越来越多的汽车上开始装配有废气涡轮增压器,废气涡轮增压器的原理是利用发动机燃烧排出的废气推动涡轮机,并利用涡轮机带动压气机,压气机将新鲜空气压缩后再通入发动机中,提高油气混合气单位体积内的氧气含量,从而充分利用废气,在降低排放的同时还节省了油耗。
在目前技术下,废气涡轮增压器中都设置有一个废气门,废气门用于控制发动机排出的废气中直接通入排气管的流量大小,当废气门全开时,该流量最大,并且当发动机节气门和废气门均全开时,废气涡轮增压器的压气机输出的增压值被称为基础增压值。
在实现本公开的过程中,发明人发现相关技术至少存在以下问题:
现有的废气涡轮增压器的压力值一般都采用对目标压力和实际压力进行PID(Proportional IntegralDerivative,比例积分微分)控制来进行调节。当发动机从低转速加速至高转速时,PID控制一直在进行,积分部的时间参量一直在累加,在发动机到达高转速时,PID控制中的积分部的时间参量已经累积成一个比较大的数值。此时如果在与高转速对应的基础压力值的基础上有改变目标压力的需求,则会造成压力值在基础压力值附近出现较明显的上下跳动,无法实现稳定地调节压力值。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种废气涡轮增压器的压力控制方法及装置,能够稳定地调节增压值。
具体而言,包括以下的技术方案:
一方面,本发明提供一种废气涡轮增压器的压力控制方法,该方法包括:
获取废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值。
计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值。
判断第一差值的绝对值是否大于预设压力差。
若第一差值的绝对值大于预设压力差,则将比例积分微分控制流程中所使用的比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零,比例积分微分控制流程用于控制废气涡轮增压器中的废气旁通阀。
可选择地,比例积分微分控制流程包括循环交替执行的压力控制流程和电机控制流程,其中,压力控制流程包括:
获取目标压力值、当前压力值、发动机当前转速以及当前时间参量。
计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值。
将第一差值和当前转速代入预先存储的第一差值和当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第一控制参数。
将第一差值、第一控制参数以及当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第一输出控制值,第一输出控制值用于指示废气阀的目标位置。
将当前时间参量按照预设步长进行累加。
可选择地,电机控制流程包括:
获取废气阀的目标位置、废气阀的当前位置、发动机当前转速以及当前时间参量。
计算目标位置和当前位置之间的第二差值。
将第二差值和当前转速代入预先存储的差值和当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第二控制参数。
将第二差值、第二控制参数以及当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第二输出控制值,第二输出控制值用于控制电机驱动废气阀,从而改变当前压力值。
将当前时间参量按照预设步长进行累加。
可选择地,控制参数包括增益系数、积分时间常数和微分时间常数,比例积分微分控制关系如下式所示:
Figure BDA0002259014460000021
其中e表示差值,Kp表示增益系数,TI表示积分时间常数,TD表示积分时间常数,t表示时间参量,比例积分微分控制关系中的积分段为
可选择地,方法还包括:
获取废气涡轮增压器中设置的至少一个传感器的工作状态、废气旁通阀的工作状态、以及用于驱动废气旁通阀的电机的供电电池的状态。
当至少一个传感器的工作状态、废气旁通阀的工作状态以及供电电池的状态中的任意一个处于故障状态时,将比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零。
可选择地,装置包括:
获取模块,被配置为获取废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值。
计算模块,被配置为计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值。
判断模块,被配置为判断第一差值的绝对值是否大于预设压力差。
置零模块,被配置为若第一差值的绝对值大于预设压力差,则将比例积分微分控制流程中所使用的比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零,比例积分微分控制流程用于控制废气涡轮增压器中的废气旁通阀。
可选择地,比例积分微分控制流程包括循环交替执行的压力控制流程和电机控制流程,装置还包括压力控制模块,被配置为执行压力控制流程,压力控制模块包括:
第一获取子模块,被配置为获取目标压力值、当前压力值、发动机当前转速以及当前时间参量。
第一计算子模块,被配置为计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值。
第一参数子模块,被配置为将第一差值和当前转速代入预先存储的第一差值和当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第一控制参数。
第一输出子模块,被配置为将第一差值、第一控制参数以及当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第一输出控制值,第一输出控制值用于指示废气阀的目标位置。
第一累加子模块,被配置为将当前时间参量按照预设步长进行累加。
可选择地,装置还包括电机控制模块,被配置为执行电机控制流程,电机控制模块包括:
第二获取子模块,被配置为获取废气阀的目标位置、废气阀的当前位置、发动机当前转速以及当前时间参量。
第二计算子模块,被配置为计算目标位置和当前位置之间的第二差值。
第二参数子模块,被配置为将第二差值和当前转速代入预先存储的差值和当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第二控制参数。
第二输出子模块,被配置为将第二差值、第二控制参数以及当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第二输出控制值,第二输出控制值用于控制电机驱动废气阀,从而改变当前压力值。
第二累加子模块,被配置为将当前时间参量按照预设步长进行累加。
可选择地,控制参数包括增益系数、积分时间常数和微分时间常数,比例积分微分控制关系如下式所示:
Figure BDA0002259014460000041
其中e(t)表示差值,Kp表示增益系数,TI表示积分时间常数,TD表示积分时间常数,t表示时间参量,比例积分微分控制关系中的积分段为
Figure BDA0002259014460000042
可选择地,装置还包括:
副获取模块,被配置为获取废气涡轮增压器中设置的至少一个传感器的工作状态、废气旁通阀的工作状态、以及用于驱动废气旁通阀的电机的供电电池的状态。
副置零模块,被配置为当至少一个传感器的工作状态、废气旁通阀的工作状态以及供电电池的状态中的任意一个处于故障状态时,将比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括:
本发明实施例提供了一种废气涡轮增压器的压力控制方法,方法包括:获取废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值;计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值;判断第一差值的绝对值是否大于预设压力差;若第一差值的绝对值大于预设压力差,则将比例积分微分控制流程中所使用的比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零,比例积分微分控制流程用于控制废气涡轮增压器中的废气旁通阀。即使是在发动机转速较高,积分段的时间参量已经累积较大数值时,采用本发明实施例提供的控制方法,也能够在目标压力和当前压力值相差较大时,通过将比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零,从而使得废气涡轮增压器中的废气旁通阀能够被合理地调节,从而平稳地改变压力值,实现平顺增压。
附图说明
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。
图1为本发明实施例一提供的压力控制方法的流程图;
图2为本发明实施例一提供的压力控制方法中比例积分微分控制流程的流程图;
图3为本发明实施例二提供的压力控制装置的框图;
图4为本发明实施例二提供的压力控制装置中用于比例积分微分控制流程的装置的框图。
具体实施方式
为使本发明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。
实施例一
本实施例提供了一种废气涡轮增压器的压力控制方法,如图1所示,包括步骤S101、S102、S103、S104、S105和S106,下面将对各步骤进行具体介绍。
在步骤S101中,获取废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值。
可以理解的是,发动机在配合废气涡轮增压器共同工作时能够得到更大的动力输出,废气涡轮增压器的压力值越大,吸入气缸的油气混合气中单位体积的氧气含量就越多,气缸内的燃烧越剧烈,发动机的动力输出就会提升越多。因此,可以通过改变废气涡轮增压器的压力值来实现动力输出的改变,以响应驾驶员不同的加速需求。具体地,废气涡轮增压器的目标压力值代表废气驾驶员期望涡轮增压器达到的压力值,体现了驾驶员的加速需求,废气涡轮增压器的目标压力值可以和发动机转速相关,可以理解的是,现有的小排量涡轮增压车型中装配的废气涡轮增压器一般主要用于提升发动机在低转速区间的动力表现,因此发动机转速与废气涡轮增压器的目标压力之间的对应关系一般是:在低转速区间,例如0-4000转/分钟区间内,废气涡轮增压器的目标压力随着发动机转速的提升而增大,并在4000转/分钟时废气涡轮增压器的目标压力到达最大值,在当发动机转速继续增大时,废气涡轮增压器的目标压力逐渐减小,从而主要利用发动机在高转速区间的动力。
可以预先存储发动机转速与废气涡轮增压器的目标压力之间的对应关系,获取发动机当前转速并代入发动机转速与废气涡轮增压器的目标压力之间的对应关系,从而得到与当前发动机转速对应的废气涡轮增压器的目标压力值。
当前压力值是指在当前时刻废气涡轮增压器的实际压力值,可利用设置在废气涡轮增压器内部的压力传感器监测得到,具体地,压力传感器设置在废气涡轮增压器的压气机与发动机进气歧管的连接处,即检测的是废气涡轮增压器的输出压力。
具体地,废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值可以同时携带时间参量,时间参量从零开始累加,即获取的是目标压力值和当前压力值分别随时间的变化趋势。
在步骤S102中,计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值。
具体的,计算的是相同时间参量下的目标压力值和当前压力值之间的第一差值。
在步骤S103中,判断第一差值的绝对值是否大于预设压力差。
预设压力差可以根据废气涡轮增压器的尺寸进行预先设置,废气涡轮增压器尺寸越大,对压力的敏感度就越低,相应地,预设压力差应该设置得越高。
在一些可选实施例中,预设压力差为150hPa(百帕)。
在步骤S104中,若第一差值的绝对值大于预设压力差,则将比例积分微分控制流程中所使用的比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零。
比例积分微分控制流程用于控制废气涡轮增压器中的废气旁通阀。
具体的,比例积分微分控制流程可以和本实施例提供的废气涡轮增压器的压力控制方法的步骤S101-S104同时独立执行,本实施例所提供的废气涡轮增压器的压力控制方法只用于将比例积分微分控制流程中的积分段的时间参量置零。
在一些可选实施例中,比例积分微分控制流程包括循环交替执行的压力控制流程S201和电机控制流程S202,其中,如图2所示,压力控制流程S201包括:
在步骤S2011中,获取目标压力值、当前压力值、发动机当前转速以及当前时间参量。
在步骤S2012中,计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值。
在步骤S2012中,将第一差值和当前转速代入预先存储的第一差值和当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第一控制参数。
第一差值和当前转速与控制参数之间的对应关系可以根据车辆的实际情况进行设置,一组第一差值和当前转速对应一个控制参数,将第一差值和当前转速代入上述对应关系,即可得到第一控制参数。
在步骤S2014中,将第一差值、第一控制参数以及当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第一输出控制值,第一输出控制值用于指示废气阀的目标位置。
在一些可选实施例中,控制参数包括增益系数、积分时间常数和微分时间常数,比例积分微分控制关系如下式所示:
Figure BDA0002259014460000071
其中e表示差值,Kp表示增益系数,TI表示积分时间常数,TD表示积分时间常数,t表示时间参量,比例积分微分控制关系中的积分段为
Figure BDA0002259014460000072
可以理解的是,e(t)指当前时间参量下的差值。
在步骤S2015中,将当前时间参量按照预设步长进行累加。
具体地,预设步长可以为1秒。
整体来说,压力控制流程的输入量是获取到的目标压力值、当前压力值、发动机当前转速以及当前时间参量,输出量是用于指示废气阀的目标位置的第一输出控制值。压力控制流程结束后,继续执行电机控制流程,压力控制流程中最终得到的第一输出控制值所指示的废气阀的目标位置作为电机控制流程的输入量。
在一些可选实施例中,如图2所示,电机控制流程S202包括:
在步骤S2021中,获取废气阀的目标位置、废气阀的当前位置、发动机当前转速以及当前时间参量。
在步骤S2022中,计算目标位置和当前位置之间的第二差值。
在步骤S2023中,将第二差值和当前转速代入预先存储的差值和当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第二控制参数。
第二差值和当前转速与控制参数之间的对应关系可以根据车辆的实际情况进行设置,一组第二差值和当前转速对应一个控制参数,将第二差值和当前转速代入上述对应关系,即可得到第二控制参数。
在步骤S2024中,将第二差值、第二控制参数以及当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第二输出控制值,第二输出控制值用于控制电机驱动废气阀,从而改变当前压力值。
在一些可选实施例中,控制参数包括增益系数、积分时间常数和微分时间常数,比例积分微分控制关系如下式所示:
Figure BDA0002259014460000081
其中e表示差值,Kp表示增益系数,TI表示积分时间常数,TD表示积分时间常数,t表示时间参量,比例积分微分控制关系中的积分段为
Figure BDA0002259014460000082
可以理解的是,e(t)指在当前时间参量下的差值。
在步骤S2025中,将当前时间参量按照预设步长进行累加。
具体地,预设步长可以为1秒。
整体来说,电机控制流程的输入量是获取到的废气阀的目标位置、废气阀的当前位置、发动机当前转速以及当前时间参量,输出量是用于控制电机驱动废气阀的第二输出控制值,在电机驱动废气阀后,废气阀的位置发生了改变,从而导致废气涡轮增压器的压力大小也产生了改变,得到一个新的当前压力值。在电机控制流程结束后,继续执行压力控制流程,电机控制流程中得到的新的当前压力值被压力控制流程所获取,作为新的输入量。压力控制流程和电机控制流程就按照上述顺序循环执行。
当废气涡轮增压器中设置的至少一个传感器、废气旁通阀以及用于驱动废气旁通阀的电机的供电电池出现故障时,为了保证车辆的安全性,废气涡轮增压器的压力值也不宜发生较大的改变,因此:
在一些可选实施例中,方法还包括:
获取废气涡轮增压器中设置的至少一个传感器的工作状态、废气旁通阀的工作状态、以及用于驱动废气旁通阀的电机的供电电池的状态。
当至少一个传感器的工作状态、废气旁通阀的工作状态以及供电电池的状态中的任意一个处于故障状态时,将比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括:
本发明实施例提供了一种废气涡轮增压器的压力控制方法,方法包括:在步骤S101中,获取废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值;在步骤S102中,计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值;在步骤S103中,判断第一差值的绝对值是否大于预设压力差;在步骤S104中,若第一差值的绝对值大于预设压力差,则将比例积分微分控制流程中所使用的比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零。比例积分微分控制流程用于控制废气涡轮增压器中的废气旁通阀。在发动机从低转速加速至高转速的过程中,废气涡轮增压器的压力一直在持续变化,比例微分积分控制一直处于使能状态,持续进行压力调节,时间参量持续累加,当发动机转速达到一个较高的数值时,比例微分积分控制关系中的时间参量已经累加到一个较大的数值,此时采用本发明实施例提供的控制方法,能够在目标压力和当前压力值相差较大时,即期望进行幅度较大的压力调节时,通过将比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零,使得积分段可以重新从时间参量为零的状态开始积分,输出的控制值不会过大,避免了压力产生大幅波动,能够实现平稳地改变废气涡轮增压器的压力值,实现平顺增压。
实施例二
本实施例提供了一种废气涡轮增压器的压力控制装置,如图3所示,装置包括获取模块301、计算模块302、判断模块303以及置零模块304:
获取模块301,被配置为获取废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值。
可以理解的是,发动机在配合废气涡轮增压器共同工作时能够得到更大的动力输出,废气涡轮增压器的压力值越大,吸入气缸的油气混合气中单位体积的氧气含量就越多,气缸内的燃烧越剧烈,发动机的动力输出就会提升越多。因此,可以通过改变废气涡轮增压器的压力值来实现动力输出的改变,以响应驾驶员不同的加速需求。具体地,废气涡轮增压器的目标压力值代表废气驾驶员期望涡轮增压器达到的压力值,体现了驾驶员的加速需求,废气涡轮增压器的目标压力值可以和发动机转速相关,可以理解的是,现有的小排量涡轮增压车型中装配的废气涡轮增压器一般主要用于提升发动机在低转速区间的动力表现,因此发动机转速与废气涡轮增压器的目标压力之间的对应关系一般是:在低转速区间,例如0-4000转/分钟区间内,废气涡轮增压器的目标压力随着发动机转速的提升而增大,并在4000转/分钟时废气涡轮增压器的目标压力到达最大值,在当发动机转速继续增大时,废气涡轮增压器的目标压力逐渐减小,从而主要利用发动机在高转速区间的动力。
可以预先存储发动机转速与废气涡轮增压器的目标压力之间的对应关系,获取发动机当前转速并代入发动机转速与废气涡轮增压器的目标压力之间的对应关系,从而得到与当前发动机转速对应的废气涡轮增压器的目标压力值。
当前压力值是指在当前时刻废气涡轮增压器的实际压力值,可利用设置在废气涡轮增压器内部的压力传感器监测得到,具体地,压力传感器设置在废气涡轮增压器的压气机与发动机进气歧管的连接处,即检测的是废气涡轮增压器的输出压力。
具体地,废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值可以同时携带时间参量,时间参量从零开始累加,即获取的是目标压力值和当前压力值分别随时间的变化趋势。
计算模块302,被配置为计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值。
具体的,计算的是相同时间参量下的目标压力值和当前压力值之间的第一差值。
判断模块303,被配置为判断第一差值的绝对值是否大于预设压力差。
预设压力差可以根据废气涡轮增压器的尺寸进行预先设置,废气涡轮增压器尺寸越大,对压力的敏感度就越低,相应地,预设压力差应该设置得越高。
置零模块304,被配置为若第一差值的绝对值大于预设压力差,则将比例积分微分控制流程中所使用的比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零。
比例积分微分控制流程用于控制废气涡轮增压器中的废气旁通阀。
在一些可选实施例中,预设压力差为150hPa(百帕)。
在一些可选实施例中,比例积分微分控制流程包括循环交替执行的压力控制流程和电机控制流程,如图4所示,装置还包括压力控制模块401,被配置为执行压力控制流程,装置还包括电机控制模块402,被配置为执行电机控制流程。
具体的,压力控制模块401和电机控制模块402可以和本实施例提供的废气涡轮增压器的压力控制装置的获取模块301、计算模块302、判断模块303以及置零模块304同时独立作用,本实施例所提供的废气涡轮增压器的压力控制装置的获取模块301、计算模块302、判断模块303以及置零模块304只用于将比例积分微分控制流程中的积分段的时间参量置零。
压力控制模块401包括:
第一获取子模块4011,被配置为获取目标压力值、当前压力值、发动机当前转速以及当前时间参量。
第一计算子模块4012,被配置为计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值。
第一参数子模块4013,被配置为将第一差值和当前转速代入预先存储的第一差值和当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第一控制参数。
第一差值和当前转速与控制参数之间的对应关系可以根据车辆的实际情况进行设置,一组第一差值和当前转速对应一个控制参数,将第一差值和当前转速代入上述对应关系,即可得到第一控制参数。
第一输出子模块4014,被配置为将第一差值、第一控制参数以及当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第一输出控制值,第一输出控制值用于指示废气阀的目标位置
在一些可选实施例中,控制参数包括增益系数、积分时间常数和微分时间常数,比例积分微分控制关系如下式所示:
Figure BDA0002259014460000111
其中e表示差值,Kp表示增益系数,TI表示积分时间常数,TD表示积分时间常数,t表示时间参量,比例积分微分控制关系中的积分段为
可以理解的是,e(t)指当前时间参量下的差值。
第一累加子模块4015,被配置为将当前时间参量按照预设步长进行累加,具体地,预设步长可以为1秒。
整体来说,压力控制流程的输入量是获取到的目标压力值、当前压力值、发动机当前转速以及当前时间参量,输出量是用于指示废气阀的目标位置的第一输出控制值。压力控制流程结束后,继续执行电机控制流程,压力控制流程中最终得到的第一输出控制值所指示的废气阀的目标位置作为电机控制流程的输入量。
在一些可选实施例中,如图2所示,装置还包括电机控制模块402,被配置为执行电机控制流程,电机控制模块402包括:
第二获取子模块4021,被配置为获取废气阀的目标位置、废气阀的当前位置、发动机当前转速以及当前时间参量。
第二计算子模块4022,被配置为计算目标位置和当前位置之间的第二差值
第二参数子模块4023,被配置为将第二差值和当前转速代入预先存储的差值和当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第二控制参数。
第二差值和当前转速与控制参数之间的对应关系可以根据车辆的实际情况进行设置,一组第二差值和当前转速对应一个控制参数,将第二差值和当前转速代入上述对应关系,即可得到第二控制参数。
第二输出子模块4024,被配置为将第二差值、第二控制参数以及当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第二输出控制值,第二输出控制值用于控制电机驱动废气阀,从而改变当前压力值。
在一些可选实施例中,控制参数包括增益系数、积分时间常数和微分时间常数,比例积分微分控制关系如下式所示:
其中e表示差值,Kp表示增益系数,TI表示积分时间常数,TD表示积分时间常数,t表示时间参量,比例积分微分控制关系中的积分段为
Figure BDA0002259014460000122
可以理解的是,e(t)指在当前时间参量下的差值。
第二累加子模块4025,被配置为将当前时间参量按照预设步长进行累加,具体地,预设步长可以为1秒。
整体来说,电机控制流程的输入量是获取到的废气阀的目标位置、废气阀的当前位置、发动机当前转速以及当前时间参量,输出量是用于控制电机驱动废气阀的第二输出控制值,在电机驱动废气阀后,废气阀的位置发生了改变,从而导致废气涡轮增压器的压力大小也产生了改变,得到一个新的当前压力值。在电机控制流程结束后,继续执行压力控制流程,电机控制流程中得到的新的当前压力值被压力控制流程所获取,作为新的输入量。压力控制流程和电机控制流程就按照上述顺序循环执行。
当废气涡轮增压器中设置的至少一个传感器、废气旁通阀以及用于驱动废气旁通阀的电机的供电电池出现故障时,为了保证车辆的安全性,废气涡轮增压器的压力值也不宜发生较大的改变,因此:
在一些可选实施例中,装置还包括:
副获取模块,被配置为获取废气涡轮增压器中设置的至少一个传感器的工作状态、废气旁通阀的工作状态、以及用于驱动废气旁通阀的电机的供电电池的状态。
副置零模块,被配置为当至少一个传感器的工作状态、废气旁通阀的工作状态以及供电电池的状态中的任意一个处于故障状态时,将比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括:
本发明实施例提供了一种废气涡轮增压器的压力控制装置,装置包括获取模块201、计算模块202、判断模块203以及置零模块204,获取模块201,被配置为获取废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值;计算模块202,被配置为计算目标压力值和当前压力值之间的第一差值;判断模块203,被配置为判断第一差值的绝对值是否大于预设压力差;置零模块204,被配置为若第一差值的绝对值大于预设压力差,则将比例积分微分控制流程中所使用的比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零。比例积分微分控制流程用于控制废气涡轮增压器中的废气旁通阀。在发动机从低转速加速至高转速的过程中,废气涡轮增压器的压力一直在持续变化,比例微分积分控制一直处于使能状态,持续进行压力调节,时间参量持续累加,当发动机转速达到一个较高的数值时,比例微分积分控制关系中的时间参量已经累加到一个较大的数值,此时采用本发明实施例提供的控制装置,能够在目标压力和当前压力值相差较大时,即期望进行幅度较大的压力调节时,通过将比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零,使得积分段可以重新从时间参量为零的状态开始积分,输出的控制值不会过大,避免了压力产生大幅波动,能够实现平稳地改变废气涡轮增压器的压力值,实现平顺增压。
本实施例与实施例一基于相同的发明构思,是与方法实施例一相对应的装置实施例,因此本领域技术人员应该理解,对实施例一的说明也同样适应于本实施例,有些技术细节在本实施例中不再详述。
在本申请中,应该理解到,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案,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。

Claims (10)

1.一种废气涡轮增压器的压力控制方法,其特征在于,所述方法包括:
获取废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值;
计算所述目标压力值和所述当前压力值之间的第一差值;
判断所述第一差值的绝对值是否大于预设压力差;
若所述第一差值的绝对值大于所述预设压力差,则将比例积分微分控制流程中所使用的比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零,所述比例积分微分控制流程用于控制所述废气涡轮增压器中的废气旁通阀。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述比例积分微分控制流程包括循环交替执行的压力控制流程和电机控制流程,其中,所述压力控制流程包括:
获取所述目标压力值、所述当前压力值、发动机当前转速以及当前时间参量;
计算所述目标压力值和所述当前压力值之间的第一差值;
将所述第一差值和所述当前转速代入预先存储的所述第一差值和所述当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第一控制参数;
将所述第一差值、所述第一控制参数以及所述当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第一输出控制值,所述第一输出控制值用于指示废气阀的目标位置;
将所述当前时间参量按照预设步长进行累加。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述电机控制流程包括:
获取废气阀的目标位置、所述废气阀的当前位置、发动机当前转速以及当前时间参量;
计算所述目标位置和所述当前位置之间的第二差值;
将所述第二差值和所述当前转速代入预先存储的所述差值和所述当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第二控制参数;
将所述第二差值、所述第二控制参数以及所述当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第二输出控制值,所述第二输出控制值用于控制电机驱动所述废气阀,从而改变当前压力值;
将所述当前时间参量按照预设步长进行累加。
4.根据所述权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述控制参数包括增益系数、积分时间常数和微分时间常数,所述比例积分微分控制关系如下式所示:
Figure FDA0002259014450000021
其中e表示差值,Kp表示增益系数,TI表示积分时间常数,TD表示积分时间常数,t表示时间参量,所述比例积分微分控制关系中的积分段为
Figure FDA0002259014450000022
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述废气涡轮增压器中设置的至少一个传感器的工作状态、所述废气旁通阀的工作状态、以及用于驱动所述废气旁通阀的电机的供电电池的状态;
当所述至少一个传感器的工作状态、所述废气旁通阀的工作状态以及所述供电电池的状态中的任意一个处于故障状态时,将比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零。
6.一种废气涡轮增压器的压力控制装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,被配置为获取废气涡轮增压器的目标压力值和当前压力值;
计算模块,被配置为计算所述目标压力值和所述当前压力值之间的第一差值;
判断模块,被配置为判断所述第一差值的绝对值是否大于预设压力差;
置零模块,被配置为若所述第一差值的绝对值大于所述预设压力差,则将比例积分微分控制流程中所使用的比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零,所述比例积分微分控制流程用于控制所述废气涡轮增压器中的废气旁通阀。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述比例积分微分控制流程包括循环交替执行的压力控制流程和电机控制流程,所述装置还包括压力控制模块,被配置为执行所述压力控制流程,所述压力控制模块包括:
第一获取子模块,被配置为获取所述目标压力值、所述当前压力值、发动机当前转速以及当前时间参量;
第一计算子模块,被配置为计算所述目标压力值和所述当前压力值之间的第一差值;
第一参数子模块,被配置为将所述第一差值和所述当前转速代入预先存储的所述第一差值和所述当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第一控制参数;
第一输出子模块,被配置为将所述第一差值、所述第一控制参数以及所述当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第一输出控制值,所述第一输出控制值用于指示废气阀的目标位置;
第一累加子模块,被配置为将所述当前时间参量按照预设步长进行累加。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述装置还包括电机控制模块,被配置为执行所述电机控制流程,所述电机控制模块包括:
第二获取子模块,被配置为获取废气阀的目标位置、所述废气阀的当前位置、发动机当前转速以及当前时间参量;
第二计算子模块,被配置为计算所述目标位置和所述当前位置之间的第二差值;
第二参数子模块,被配置为将所述第二差值和所述当前转速代入预先存储的所述差值和所述当前转速与控制参数之间的对应关系,得到对应的第二控制参数;
第二输出子模块,被配置为将所述第二差值、所述第二控制参数以及所述当前时间参量代入利用差值、控制参数以及时间参量表示输出控制值的比例积分微分控制关系中,得到第二输出控制值,所述第二输出控制值用于控制电机驱动所述废气阀,从而改变当前压力值;
第二累加子模块,被配置为将所述当前时间参量按照预设步长进行累加。
9.根据所述权利要求7或8所述的装置,其特征在于,所述控制参数包括增益系数、积分时间常数和微分时间常数,所述比例积分微分控制关系如下式所示:
Figure FDA0002259014450000041
其中e(t)表示差值,Kp表示增益系数,TI表示积分时间常数,TD表示积分时间常数,t表示时间参量,所述比例积分微分控制关系中的积分段为
Figure FDA0002259014450000042
10.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
副获取模块,被配置为获取所述废气涡轮增压器中设置的至少一个传感器的工作状态、所述废气旁通阀的工作状态、以及用于驱动所述废气旁通阀的电机的供电电池的状态;
副置零模块,被配置为当所述至少一个传感器的工作状态、所述废气旁通阀的工作状态以及所述供电电池的状态中的任意一个处于故障状态时,将比例积分微分控制关系中的积分段的时间参量置零。
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