CN111140382A - 增压器的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种增压器的控制方法及系统，该增压器的控制方法包括判断车辆是否处于制动状态，根据车辆处于制动状态控制增压器采用第一闭环控制策略，根据车辆处于非制动状态控制增压器采用第二闭环控制策略。根据发明实施例的增压器的控制方法，将现有技术中增压器所采用的开环控制策略改为了闭环控制策略，使增压器的开度能够跟随车辆的工况进行变化以满足车辆的制动需求，提高了车辆的制动能力。

Description

增压器的控制方法及系统

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种增压器的控制方法及系统。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

现在欧六车机产品都具备缸内制动的功能，当松开油门后，在压缩冲程阶段活塞处于上极点附近位置时排气门瞬间打开，释放掉高压气体，然后关掉排气门，气缸内有很少气体，这在爆炸(膨胀)阶段活塞从上极点转向下运行时，气缸处于负压状态，气体会阻止活塞下行，产生对曲轴反方向的转矩作用，从而产生制动作用，增压器采用电控放气阀，当制动生效时，增压器采用开环控制，增压器给定固定开度，以保证制动功率。

因各个增压器之间的一致性无法保证，另外增压器使用时间过长之后劣化严重，若仍然按照原固定开度进行制动，会导致制动功率和制动能力大大降低。不能保证制动功率的稳定性及可靠性。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有技术中增压器采用固定开度的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种增压器的控制方法，包括：

判断车辆是否处于制动状态；

根据所述车辆处于制动状态，控制增压器采用第一闭环控制策略；

根据所述车辆处于非制动状态，控制所述增压器采用第二闭环控制策略。

根据本发明实施例的增压器的控制方法，缸内制动的车辆在进行制动时，增压器开启，现有技术中，增压器的开度是固定的，在增压器老化后导致制动能力和制动功率下降，不能满足车辆的需求，因此，本申请将增压器的固定开度替换为通过闭环控制，通过闭环控制对增压器的开度进行改变，使增压器的开度能够跟随车辆的工况进行变化以满足车辆的制动需求，提高了车辆的制动能力和制动功率，解决了因增压器老化带来的制动能力和制动效率下降的问题，对于车辆的不同工况，对于增压器的开度的要求不同，因此对车辆是否处于制动状态进行判断，车辆处于制动状态，控制增压器采用第一闭环控制策略，车辆处于非制动状态，控制增压器采用第二闭环控制策略，提高了不同状态下控制增压器开度的准确度。

另外，根据本发明实施例的增压器的控制方法，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在所述判断车辆是否处于制动状态之后还包括判断所述车辆的进气压力传感器是否故障；

所述根据所述车辆处于制动状态，控制所述增压器采用第一闭环控制策略包括：

根据所述车辆处于制动状态且所述进气压力传感器未故障，控制所述增压器采用第一闭环控制策略。

在本发明的一些实施例中，所述增压器的控制方法还包括：

根据所述车辆处于制动状态且所述进气压力传感器故障，控制所述增压器采用开环控制策略。

在本发明的一些实施例中，所述第一闭环控制策略包括：

获取所述进气压力传感器的第一设定值和第一实际值；

根据所述第一设定值和所述第一实际值，计算第一偏差；

对所述第一偏差进行PID控制，得到第一控制量；

根据所述第一控制量，控制所述增压器的开度。

在本发明的一些实施例中，所述第二闭环控制策略包括：

获取所述进气压力传感器的第二设定值和第二实际值；

根据所述第二设定值和所述第二实际值，计算第二偏差；

对所述第二偏差进行PID控制，得到第二控制量；

根据所述第二控制量，控制所述增压器的开度。

在本发明的一些实施例中，在所述获取所述进气压力传感器的第一设定值和第一实际值之前还包括计算所述第一设定值，所述计算所述第一设定值包括：

获取所述增压器的第一初始值、所处环境的第一压力和第一温度；

根据所述第一压力和所述第一温度，确定第一修正系数；

根据T3＝λ1*T1，计算所述第一设定值；

其中，T3为所述第一设定值，λ1为第一修正系数，T1为所述第一初始值。

在本发明的一些实施例中，在所述获取所述进气压力传感器的第二设定值和第二实际值之前还包括计算所述第二设定值，所述计算所述第二设定值包括：

获取所述增压器的第二初始值、所处环境的第二压力和第二温度；

根据所述第二压力和所述第二温度，确定第二修正系数；

根据T4＝λ2*T2，计算所述第二设定值；

其中，T4为所述第二设定值，λ2为第二修正系数，T2为所述第二初始值。

在本发明的一些实施例中，所述第一初始值根据所述车辆处于制动状态下的转速和喷油量查表得到；

所述第一实际值根据所述车辆处于制动状态下通过传感器测得。

在本发明的一些实施例中，所述第二初始值根据所述车辆处于非制动状态下的转速和喷油量查表得到；

所述第二实际值根据所述车辆处于非制动状态下通过传感器测得。

本发明的第二方面还提供了一种增压器的控制系统，包括：

判断模块，所述判断模块用于判断车辆是否处于制动状态；

第一控制模块，所述第一控制模块用于根据所述车辆处于制动状态，控制增压器采用第一闭环控制策略；

第二控制模块，根据所述车辆处于非制动状态，控制所述增压器采用第二闭环控制策略。

根据本发明提供的一种增压器的控制系统，对车辆的工况进行判断后，根据不同的工况选择不同的闭环控制策略，车辆处于制动状态，采用第一闭环控制策略，车辆处于非制动状态，采用第二闭环控制策略。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的增压器的控制方法的流程示意图；

图2为图1所示的第一闭环控制策略的流程示意图；

图3为图1所示的第二闭环控制策略的流程示意图；

图4为本发明实施例的计算第一设定值的流程示意图

图5为本发明实施例的计算第二设定值的流程示意图；

图6为本发明实施例的增压器的控制系统的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1-图5所示，根据本发明一个实施例的增压器的控制方法，包括：

判断车辆是否处于制动状态；

根据车辆处于制动状态，控制增压器采用第一闭环控制策略；

根据车辆处于非制动状态，控制增压器采用第二闭环控制策略。

根据本发明实施例的增压器的控制方法，缸内制动的车辆在进行制动时，增压器开启，现有技术中，增压器的开度是固定的，在增压器老化后导致制动能力和制动功率下降，不能满足车辆的需求，因此，本申请将增压器的固定开度替换为通过闭环控制，通过闭环控制对增压器的开度进行改变，使增压器的开度能够跟随车辆的工况进行变化以满足车辆的制动需求，提高了车辆的制动能力和制动功率，解决了因增压器老化带来的制动能力和制动效率下降的问题，对于车辆的不同工况，对于增压器的开度的要求不同，因此对车辆是否处于制动状态进行判断，车辆处于制动状态，控制增压器采用第一闭环控制策略，车辆处于非制动状态，控制增压器采用第二闭环控制策略，提高了不同状态下控制增压器开度的准确度，另外，现有技术中增压器采用固定开度的情况下，多个增压器之间不能保持一致性，容易造成增压器和发动机的损坏，通过本申请采用闭环控制策略，能够消除增压器之间的不一致性，保证车辆具有足够的制动功率和制动能力。

在本发明的一些实施例中，不论是控制增压器采用第一闭环控制策略还是控制增压器采用第二闭环控制策略，需要保证车辆的进气压力传感器处于正常工作状态，即保证进气压力传感器所测得的进气压力值准确，才能根据测得的进气压力值进行闭环控制，在判断车辆是否处于制动状态之后还需要判断进气压力传感器是否故障，根据车辆处于制动状态且进气压力传感器未故障，控制增压器采用第一闭环控制策略。

在本发明的一些实施例中，进气压力传感器未故障时，可以采用闭环控制策略，当进气压力传感器故障时，所测得的进气压力值不准确，无法根据进气压力值对增压器进行闭环控制，因此当车辆处于制动状态且进气压力传感器出现故障时，控制增压器采用开环控制策略，最大限度保证车辆的制动功率和制动能力。

在本发明的一些实施例中，第一闭环控制策略包括获取进气压力传感器的第一设定值和第一实际值，根据第一设定值和第一实际值计算第一偏差，对第一偏差进行PID控制得到第一控制量，根据第一控制量来控制增压器的开度，在控制增压器采用第一闭环控制策略中，进气压力传感器的第一设定值为输入量，第一实际值为输出量，第一设定值和第一实际值之间的第一偏差为反馈量，对第一偏差进行PID(比例(proportion)、积分(integral)、微分(derivative))控制得到第一控制量，通过比例、积分、微分控制可消除稳态误差、加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势，通过第一控制量对第一设定值进行调节，采用PID进行控制时，输入量和输出量的关系为u(t)＝Kp*e(t)+Ki∑e(t)+Kd[e(t)–e(t-1)]+u0，对于Kp、Ki和Kd的大小选择与第一偏差的数值有关，Kp包括三个基本参数，分别为KpMid中间偏差参数、KpNeg负向大偏差参数和KpPos正向大偏差参数，根据第一偏差对应选择的基本参数，KpMid对应中间偏差，KpNeg对应负向大偏差，KpPos对应正向大偏差，第一偏差与中间偏差参数、负向大偏差参数和正向大偏差参数进行比较确定Kp的值，当第一偏差大于正向大偏差时，Kp为KpPos，当第一偏差小于负向大偏差时，Kp为KpNeg，当第一偏差在负向大偏差与正向大偏差之间时，Kp为KpMid，另外，根据车辆发动机的当前转速和喷油量查表获得矫正系数，最终的Kp值等于基本参数与矫正系数的乘积，对于Ki和Kd的选择与Kp的选择相同，Ki包括三个基本参数，分别为KiMid中间偏差参数、KiNeg负向大偏差参数和KiPos正向大偏差参数，根据第一偏差对应选择的基本参数，KiMid对应中间偏差，KiNeg对应负向大偏差，KiPos对应正向大偏差，第一偏差与中间偏差参数、负向大偏差参数和正向大偏差参数进行比较确定Ki的值，当第一偏差大于正向大偏差时，Ki为KiPos，当第一偏差小于负向大偏差时，Ki为KiNeg，当第一偏差在负向大偏差与正向大偏差之间时，Ki为KiMid，再根据车辆发动机的当前转速和喷油量查表获得矫正系数，最终的Ki值等于基本参数与矫正系数的乘积，Kd包括三个基本参数，分别为KdMid中间偏差参数、KdNeg负向大偏差参数和KdPos正向大偏差参数，根据第一偏差对应选择的基本参数，KdMid对应中间偏差，KdNeg对应负向大偏差，KdPos对应正向大偏差，第一偏差与中间偏差参数、负向大偏差参数和正向大偏差参数进行比较确定Kd的值，当第一偏差大于正向大偏差时，Kd为KdPos，当第一偏差小于负向大偏差时，Kd为KdNeg，当第一偏差在负向大偏差与正向大偏差之间时，Kd为KdMid，再根据车辆发动机的当前转速和喷油量查表获得矫正系数，最终的Kd值等于基本参数与矫正系数的乘积。

其中，对于制动状态下的增压器除了采用PID控制，还设置有前馈控制，通过前馈控制，前馈控制是指控制部分发出指令使受控部分进行某种活动，同时又通过另一快捷途径向受控部分发出前馈信号，受控部分在接受控制部分的指令进行活动时，又及时地受到前馈信号的调控，因此活动可以更加准确，在本申请中，对增压器通过另一快捷途径发出前馈信号，提高增压器的响应速度，前馈设定值通过车辆发动机当前的转速和喷油量查表得到。

在本发明的一些实施例中，增压器所处环境条件的不同会对进气压力传感器的进气压力测量值产生影响，因此需要对进气压力传感器的进气压力测量值进行修正，修正的过程需要在获取进气压力传感器的第一设定值之前完成，包括获取增压器的第一初始值、所处环境的第一压力和第一温度，根据第一压力和第一温度，确定第一修正系数，根据T3＝λ1*T1，计算第一设定值，其中，T3为第一设定值，λ1为第一修正系数，T1为第一初始值，通过对第一初始值进行修正后，提高了进气压力传感器的测量的准确性，进一步提高了对增压器开度的控制的准确度。

在本发明的一些实施例中，第一初始值的获取可通过查表获得，查表的依据是车辆的工况，第一实际值可通过传感器直接测量得到。

在本发明的一些实施例中，第二闭环控制策略包括获取进气压力传感器的第二设定值和第二实际值，根据第二设定值和第二实际值计算第二偏差，对第二偏差进行PID控制得到第二控制量，根据第二控制量来控制增压器的开度，在控制增压器采用第二闭环控制策略中，进气压力传感器的第二设定值为输入量，第二实际值为输出量，第二设定值和第二实际值之间的第二偏差为反馈量，对第二偏差进行PID(比例(proportion)、积分(integral)、微分(derivative))控制得到第二控制量，通过比例、积分、微分控制可消除稳态误差、加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势，通过第二控制量对第二设定值进行调节，采用PID进行控制时，输入量和输出量的关系为u(t)＝Kp*e(t)+Ki∑e(t)+Kd[e(t)–e(t-1)]+u0，对于Kp、Ki和Kd的大小选择与第二偏差的数值有关，Kp包括三个基本参数，分别为KpMid中间偏差参数、KpNeg负向大偏差参数和KpPos正向大偏差参数，根据第二偏差对应选择的基本参数，KpMid对应中间偏差，KpNeg对应负向大偏差，KpPos对应正向大偏差，第二偏差与中间偏差参数、负向大偏差参数和正向大偏差参数进行比较确定Kp的值，当第二偏差大于正向大偏差时，Kp为KpPos，当第二偏差小于负向大偏差时，Kp为KpNeg，当第二偏差在负向大偏差与正向大偏差之间时，Kp为KpMid，另外，根据车辆发动机的当前转速和喷油量查表获得矫正系数，最终的Kp值等于基本参数与矫正系数的乘积，对于Ki和Kd的选择与Kp的选择相同，Ki包括三个基本参数，分别为KiMid中间偏差参数、KiNeg负向大偏差参数和KiPos正向大偏差参数，根据第二偏差对应选择的基本参数，KiMid对应中间偏差，KiNeg对应负向大偏差，KiPos对应正向大偏差，第二偏差与中间偏差参数、负向大偏差参数和正向大偏差参数进行比较确定Ki的值，当第二偏差大于正向大偏差时，Ki为KiPos，当第二偏差小于负向大偏差时，Ki为KiNeg，当第二偏差在负向大偏差与正向大偏差之间时，Ki为KiMid，再根据车辆发动机的当前转速和喷油量查表获得矫正系数，最终的Ki值等于基本参数与矫正系数的乘积，Kd包括三个基本参数，分别为KdMid中间偏差参数、KdNeg负向大偏差参数和KdPos正向大偏差参数，根据第二偏差对应选择的基本参数，KdMid对应中间偏差，KdNeg对应负向大偏差，KdPos对应正向大偏差，第二偏差与中间偏差参数、负向大偏差参数和正向大偏差参数进行比较确定Kd的值，当第二偏差大于正向大偏差时，Kd为KdPos，当第二偏差小于负向大偏差时，Kd为KdNeg，当第二偏差在负向大偏差与正向大偏差之间时，Kd为KdMid，再根据车辆发动机的当前转速和喷油量查表获得矫正系数，最终的Kd值等于基本参数与矫正系数的乘积。

其中，对于非制动状态下的增压器除了采用PID控制，还设置有前馈控制，通过前馈控制，前馈控制是指控制部分发出指令使受控部分进行某种活动，同时又通过另一快捷途径向受控部分发出前馈信号，受控部分在接受控制部分的指令进行活动时，又及时地受到前馈信号的调控，因此活动可以更加准确，在本申请中，对增压器通过另一快捷途径发出前馈信号，提高增压器的响应速度，前馈设定值通过车辆发动机当前的转速和喷油量查表得到。

在本发明的一些实施例中，增压器所处环境条件的不同会对进气压力传感器的进气压力测量值产生影响，因此需要对进气压力传感器的进气压力测量值进行修正，修正的过程需要在获取进气压力传感器的第二设定值之前完成，包括获取增压器的第二初始值、所处环境的第二压力和第二温度，根据第二压力和第二温度，确定第二修正系数，根据T4＝λ2*T2，计算第二设定值，其中，T4为第二设定值，λ2为第二修正系数，T2为第二初始值，通过对第二初始值进行修正后，提高了进气压力传感器的测量的准确性，进一步提高了对增压器开度的控制的准确度。

在本发明的一些实施例中，增压器本身具有Ramp滤波功能，在进行控制增压器采用闭环控制策略改变开度的过程中，通过Ramp滤波功能能够改善增压器采用闭环或开环中开度突变的情况，保持增压器和发动机的运行的稳定，起到保护增压器和发动机的作用。

在本发明的一些实施例中，第二初始值的获取可通过查表获得，查表的依据是车辆的工况，第二实际值可通过传感器直接测量得到。

如图6所示，根据本发明另一个实施例提供的增压器的控制系统，包括：

判断模块，判断模块用于判断车辆是否处于制动状态；

第一控制模块，第一控制模块用于根据车辆处于制动状态，控制增压器采用第一闭环控制策略；

第二控制模块，根据车辆处于非制动状态，控制增压器采用第二闭环控制策略。

根据本发明实施例提供的一种增压器的控制系统，对车辆的工况进行判断后，根据不同的工况选择不同的闭环控制策略，车辆处于制动状态，采用第一闭环控制策略，车辆处于非制动状态，采用第二闭环控制策略。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种增压器的控制方法，其特征在于，包括：

判断车辆是否处于制动状态；

根据所述车辆处于制动状态，控制增压器采用第一闭环控制策略；

根据所述车辆处于非制动状态，控制所述增压器采用第二闭环控制策略。

2.根据权利要求1所述的增压器的控制方法，其特征在于，在所述判断车辆是否处于制动状态之后还包括判断所述车辆的进气压力传感器是否故障；

所述根据所述车辆处于制动状态，控制所述增压器采用第一闭环控制策略包括：

根据所述车辆处于制动状态且所述进气压力传感器未故障，控制所述增压器采用第一闭环控制策略。

3.根据权利要求2所述的增压器的控制方法，其特征在于，所述增压器的控制方法还包括：

根据所述车辆处于制动状态且所述进气压力传感器故障，控制所述增压器采用开环控制策略。

4.根据权利要求2所述的增压器的控制方法，其特征在于，所述第一闭环控制策略包括：

获取所述进气压力传感器的第一设定值和第一实际值；

根据所述第一设定值和所述第一实际值，计算第一偏差；

对所述第一偏差进行PID控制，得到第一控制量；

根据所述第一控制量，控制所述增压器的开度。

5.根据权利要求2所述的增压器的控制方法，其特征在于，所述第二闭环控制策略包括：

获取所述进气压力传感器的第二设定值和第二实际值；

根据所述第二设定值和所述第二实际值，计算第二偏差；

对所述第二偏差进行PID控制，得到第二控制量；

根据所述第二控制量，控制所述增压器的开度。

6.根据权利要求4所述的增压器的控制方法，其特征在于，在所述获取所述进气压力传感器的第一设定值和第一实际值之前还包括计算所述第一设定值，所述计算所述第一设定值包括：

获取所述增压器的第一初始值、所处环境的第一压力和第一温度；

根据所述第一压力和所述第一温度，确定第一修正系数；

根据T3＝λ1*T1，计算所述第一设定值；

其中，T3为所述第一设定值，λ1为第一修正系数，T1为所述第一初始值。

7.根据权利要求5所述的增压器的控制方法，其特征在于，在所述获取所述进气压力传感器的第二设定值和第二实际值之前还包括计算所述第二设定值，所述计算所述第二设定值包括：

获取所述增压器的第二初始值、所处环境的第二压力和第二温度；

根据所述第二压力和所述第二温度，确定第二修正系数；

根据T4＝λ2*T2，计算所述第二设定值；

其中，T4为所述第二设定值，λ2为第二修正系数，T2为所述第二初始值。

8.根据权利要求6所述的增压器的控制方法，其特征在于，所述第一初始值根据所述车辆处于制动状态下的转速和喷油量查表得到；

所述第一实际值根据所述车辆处于制动状态下通过传感器测得。

9.根据权利要求7所述的增压器的控制方法，其特征在于，所述第二初始值根据所述车辆处于非制动状态下的转速和喷油量查表得到；

所述第二实际值根据所述车辆处于非制动状态下通过传感器测得。

10.一种增压器的控制系统，其特征在于，包括：

判断模块，所述判断模块用于判断车辆是否处于制动状态；

第一控制模块，所述第一控制模块用于根据所述车辆处于制动状态，控制增压器采用第一闭环控制策略；

第二控制模块，根据所述车辆处于非制动状态，控制所述增压器采用第二闭环控制策略。

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