CN111140388A - 用于车辆的发动机控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于车辆的发动机控制方法，可以包括：温度固定确定步骤，通过控制器确定涡轮增压器的涡轮机之前的排气温度是否通常固定；基本确定步骤，当涡轮机之前的排气温度通常固定时，通过控制器根据车辆的当前状态从根据涡轮机之前的排气温度、发动机操作模式、发动机速度、以及大气压力的第一补偿转矩图中获得第一补偿转矩；以及发动机控制步骤，当涡轮机之前的排气温度通常固定时，通过控制器基于第一补偿转矩确定最终补偿转矩并将发动机转矩控制在通过从发动机满载转矩中减去最终补偿转矩而获得的值。

Description

用于车辆的发动机控制方法
技术领域
本发明大体上涉及一种用于车辆的发动机控制方法，更具体地，涉及一种控制发动机满载转矩的技术。
背景技术
通常，发动机满载转矩表示在驾驶员完全踩下加速器踏板时发动机产生的转矩，并且发动机满载转矩通常根据发动机速度、大气压力等改变。
上述满载转矩需要被限制在适当的水平，以确保构成发动机的硬件的耐久性并满足各种规定。
本发明的该背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本发明的整体背景的理解且不可被视为对该信息构成已为本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的建议。
发明内容
本发明的各个方面针对提供一种用于车辆的发动机控制方法，其中，考虑了发动机操作模式、排气温度等来执行更为适当的发动机转矩控制，由此在使发动机的输出最大化的同时，满足各种规定并确保发动机硬件的耐久性。
根据本发明的各个方面，提供一种用于车辆的发动机控制方法，该方法包括：
温度固定确定步骤，通过控制器确定涡轮增压器的涡轮机之前的排气温度是否通常固定；
基本确定步骤，当涡轮机之前的排气温度通常固定时，通过控制器根据车辆的当前状态从根据涡轮机之前的排气温度、发动机操作模式、发动机速度、以及大气压力等的第一补偿转矩图中获得第一补偿转矩；以及
发动机控制步骤，当涡轮机之前的排气温度通常固定时，通过控制器基于第一补偿转矩确定最终补偿转矩并将发动机转矩控制在通过从发动机满载转矩中减去最终补偿转矩而获得的值。
该方法可以进一步包括：附加确定步骤，当涡轮机之前的排气温度通常固定时，通过控制器获得涡轮机之前的排气温度与预定的极限温度之间的差值并获得第二补偿转矩，该第二补偿转矩为根据发动机速度确定的比例积分(PI)反馈控制量。
其中，通过将在附加确定步骤中确定的第二补偿转矩和第一补偿转矩加起来可以确定最终补偿转矩。
该方法可以进一步包括：第一范围限制步骤，通过将第二补偿转矩和第一补偿转矩加起来而获得的值限制在预定的第一参考转矩范围内来确定最终补偿转矩。
仅当涡轮机之前的排气温度与极限温度之间的差值落在预定的参考温度范围内时，可以执行附加确定步骤。
该方法可以进一步包括：紧急确定步骤，当涡轮机之前的排气温度不是通常固定时，通过控制器根据车辆的当前状态从根据发动机操作模式、发动机速度、以及大气压力的第三补偿转矩图中获得第三补偿转矩；以及第二范围限制步骤，当涡轮机之前的排气温度不是通常固定时，通过控制器通过将第三补偿转矩限制在预定的第二参考转矩范围内来确定最终补偿转矩。
在用于在基本确定步骤中获得第一补偿转矩的图中，发动机操作模式可以包括DePM模式、DeNOx模式、DeSOx模式、以及正常模式，该正常模式是除DePM、DeNOx、以及DeSOx模式之外的一般驱动情形。
本发明能够实现在考虑了发动机操作模式、排气温度等的情况下执行的更为适当的发动机转矩控制，由此在使发动机的输出最大化的同时，满足各种规定并确保发动机硬件的耐久性。
本发明的方法与装置具有其他特征和优点，这些特征和优点从结合于此的附图以及一起用于对本发明的特定原理进行说明的下列详细描述中将显而易见或更详细地阐述。
附图说明
图1是示出可以应用本发明的发动机的配置的示图；以及
图2是示出根据本发明的一示例性实施方式的用于车辆的发动机控制方法的一示例性实施方式的流程图。
应当理解的是，附图并非必须按比例绘制，其呈现了示出本发明的基本原理的各个特征的某种简化表示。在此公开的本发明的具体设计特征(例如包括具体尺寸、方位、位置、以及形状)将由具体预期的应用和使用环境部分地确定。
在图中，贯穿附图的若干幅图，参考标号指代本发明的相同或等同部件。
具体实施方式
现将详细参考本发明的各个实施方式，附图中示出了且下面描述了本发明的实施例。尽管将结合本发明的示例性实施方式对本发明进行描述，然而，应当理解的是，本描述并非旨在将本发明限制于这些示例性实施方式。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方式，而且还覆盖由所附权利要求限定的本发明的实质和范围内所包含的各种替代、修改、等同物、以及其他实施方式。
下面，将参考附图对本发明的各个示例性实施方式进行详细描述。贯穿附图，相同参考标号将表示相同或类似部件。
参考图1，从发动机E的排气歧管排出的排气经过涡轮增压器的涡轮机TB且然后通过诸如催化剂的排气后处理设备RF逐出至大气。通过涡轮机TB的转矩运行的压缩机CP压缩通过空气净化器AC吸入的空气且然后通过中间冷却器IC对压缩空气进行冷却，以待通过发动机的进气歧管供应至发动机E。
进入涡轮增压器的涡轮机TB的排气的温度，即，涡轮增压器的涡轮机之前的排气温度Tt通过温度传感器TM测量并提供至控制器CLR。控制器CLR被配置为基于此控制发动机E。
同时，如果不额外提供用于测量涡轮机TB之前的排气温度Tt的温度传感器TM，则控制器CLR可以通过使用预建立的温度模型来获得涡轮机之前的排气温度Tt，该预建立的温度模型用于基于诸如发动机的燃料注射量、发动机速度、大气压力、冷却液温度等信息来估计排气温度。
进一步地，控制器CLR被配置为从测量发动机速度和大气压力的附加传感器接收信号，从加速度位置传感器(APS)接收关于驾驶员的加速器踏板操作量的信息，并且通过控制注射器的燃料注射而控制发动机转矩。
参考图2，本发明的一示例性实施方式包括：温度固定确定步骤S10，通过控制器CLR确定涡轮增压器的涡轮机之前的排气温度Tt是否通常固定；基本确定步骤S20，当涡轮机之前的排气温度Tt通常固定时，通过控制器CLR根据车辆的当前状态从基于涡轮机之前的排气温度、发动机操作模式、发动机速度、以及大气压力预定的第一补偿转矩图中获得第一补偿转矩；以及发动机控制步骤S50，当涡轮机之前的排气温度Tt通常固定时，通过控制器CLR基于第一补偿转矩确定最终补偿转矩并将发动机转矩控制在通过从发动机满载转矩中减去最终补偿转矩而获得的值。
换言之，本发明假设当驾驶员完全踩下加速器踏板时，车辆的发动机处于满载状态。当控制器CLR通过温度传感器或温度模型确定涡轮机之前的排气温度Tt通常固定时，控制器从根据涡轮机之前的当前排气温度Tt、当前发动机操作模式、当前发动机速度、以及当前大气压力的第一补偿转矩图中获得第一补偿转矩并基于第一补偿转矩确定最终补偿转矩，由此将发动机转矩控制在通过从当前发动机满载转矩中减去最终补偿转矩而获得的值。
例如，如果当前发动机速度是1700RPM，处于瞬时状态的发动机满载转矩是30kgf·m，并且通过上述方法确定的最终补偿转矩是3kgf·m，则发动机的最大转矩是30–3＝27kgf·m。相应地，控制器CLR将发动机转矩控制在27kgf·m。
在用于在基本确定步骤S20中获得第一补偿转矩的图中，发动机操作模式包括DePM模式、DeNOx模式、DeSOx模式、以及正常模式，该正常模式是除DePM、DeNOx、以及DeSOx模式之外的一般驱动情形。
作为参考，DePM模式是通过除去DPF中积聚的颗粒物质(PM)而重新生成柴油颗粒过滤器(DPF)的模式。DeNOx模式是通过减少储存在诸如贫Nox捕集器(LNT)等氮氧化物储存催化剂中的氮氧化物而重新生成催化剂的模式，并且DeSOx模式是用于除去催化剂中积聚的硫氧化物的模式。
上述操作模式的数据适用于在设计图时提前通过多次试验和分析获得第一补偿转矩的图。因此，本发明能够在满足规定而不降低发动机的耐久性的同时，实现与发动机的各个操作模式及涡轮机之前的排气温度的水平对应的最佳发动机转矩控制。
同时，本发明进一步包括附加确定步骤S30：当涡轮机之前的排气温度Tt通常固定时，通过控制器CLR获得涡轮机之前的排气温度与预定的极限温度之间的差值并获得第二补偿转矩，该第二补偿转矩为根据发动机速度确定的比例积分(PI)反馈控制量，其中，通过将在附加确定步骤S30中确定的第二补偿转矩和第一补偿转矩加起来而确定最终补偿转矩。
这在避免出现过调量或欠调量的同时，允许涡轮机之前的排气温度达到极限温度，由此使得涡轮机之前的排气温度可以尽可能快地达到极限温度，因此，在表现出最大输出的同时，确保发动机的稳定驱动性能。
在此，极限温度是作为发动机的硬件极限或调节极限的预定值。
进一步地，PI反馈控制量通过以下方式来获得，例如，通过将根据发动机速度的积分增益与涡轮机之前的排气温度与极限温度之间的差值相乘来确定积分反馈量，通过将根据发动机速度预定的比例增益与一值相乘来确定比例反馈量，该值通过将根据涡轮机之前的排气温度与极限温度之间的差值预定的比例增益与涡轮机之前的排气温度与极限温度之间的差值相乘而获得，并且然后，将积分反馈量与比例反馈量加在一起。
该示例性实施方式进一步包括：第一范围限制步骤S40，通过将第二补偿转矩和第一补偿转矩加起来而获得的值限制在预定的第一参考转矩范围内来确定最终补偿转矩。
这防止通过将第一补偿转矩和第二补偿转矩加在一起而获得的值变得过大或过小，从而引起过度补偿。
由此，通过试验和分析根据车辆模式确定第一参考转矩范围处于能够防止在设计时进行过度补偿的水平。
例如，可以将第一参考转矩范围设置在-5kgf·m至+5kgf·m的范围内。在此，当通过将第一补偿转矩与第二补偿转矩加在一起而获得的值是7kgf·m时，最终补偿转矩被限制为5kgf·m。
同时，附加确定步骤S30可以被配置为仅在涡轮机之前的排气温度与极限温度之间的差值落在预定的参考温度范围内时才执行。
例如，当将参考温度范围设置为等于或大于5℃时，如果涡轮机之前的排气温度与极限温度之间的差值是10℃，则执行附加确定步骤S30，并且如果该差值是4℃，则不执行附加确定步骤S30。
另一方面，当涡轮机之前的排气温度不是通常固定时，本发明包括：紧急确定步骤S60，通过控制器CLR根据车辆的当前状态从根据发动机操作模式、发动机速度、以及大气压力的第三补偿转矩图中获得第三补偿转矩；以及第二范围限制步骤S70，通过控制器CLR将第三补偿转矩限制在预定的第二参考转矩范围内而确定最终补偿转矩。
换言之，当控制器CLR确定涡轮机之前的排气温度由于温度传感器的异常操作等而不是通常固定时，使用第三补偿转矩图获得第三补偿转矩，并且基于所获得的第三补偿转矩确定最终补偿转矩。
在此，可以将第二参考转矩范围设置为大致等于第一参考转矩范围。在瞬时情况下，第二范围限制步骤S70与第一范围限制步骤S40大致相同，但是可以单独设置为不同的值。
第二参考转矩范围还旨在防止过度补偿，因此根据其在设计时的目的提前通过试验和分析确定第二参考转矩范围。然而，在出现温度传感器的异常操作等的情况下，可优选地将第二参考转矩范围设置为比第一参考转矩范围更窄，以实现更稳定的控制。
为便于在所附权利要求中进行说明和准确限定，参考诸如图中显示的特征的位置使用术语“在…上”、“在…下”、“在…内”、“在…外”、“向上”、“向下”、“在…上”、“在…下”、“朝上”、“朝下”、“前面”、“后面”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内”、“外”、“向前”、以及“向后”描述示例性实施方式的特征。
出于示出和描述的目的已呈现了本发明的具体示例性实施方式的以上描述。其并非旨在是穷尽的或将本发明限制于所公开的精确形式，并且显而易见，根据上述教导，许多修改和变形是可能的。示例性实施方式被选择和描述以对本发明的特定原理及其实际应用进行说明，以使得本领域技术人员能够做出并利用本发明的各个示例性实施方式、以及其各种变形和修改。旨在由所附权利要求及其等同物限定本发明的范围。

Claims (11)

1.一种用于车辆的发动机控制方法，所述方法包括：
通过控制器确定涡轮增压器的涡轮机之前的排气温度何时通常固定；
当确定所述涡轮机之前的所述排气温度通常固定时，通过所述控制器根据所述车辆的当前状态通过根据所述涡轮机之前的所述排气温度、发动机操作模式、发动机速度、以及大气压力预定的第一补偿转矩图来获得第一补偿转矩；以及
当确定所述涡轮机之前的所述排气温度通常固定时，通过所述控制器基于所述第一补偿转矩确定最终补偿转矩并将当前发动机转矩控制在通过从发动机满载转矩中减去所述最终补偿转矩而获得的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆的所述当前状态包括所述涡轮机之前的当前排气温度、当前发动机操作模式、当前发动机速度、以及当前大气压力。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，当确定所述涡轮机之前的所述排气温度通常固定时执行的附加确定步骤，所述附加确定步骤使得：
通过所述控制器获得所述涡轮机之前的所述排气温度与预定的极限温度之间的第一差值并获得第二补偿转矩，所述第二补偿转矩为根据所述当前状态的当前发动机速度和所述第一差值而确定的比例积分反馈控制量；
其中，通过将在所述附加确定步骤中确定的所获得的第二补偿转矩和所述第一补偿转矩加起来而确定所述最终补偿转矩。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过以下方式获得所述比例积分反馈控制量：通过将根据所述车辆的当前发动机速度确定的积分增益与所述涡轮机之前的所述排气温度与所述预定的极限温度之间的所述第一差值相乘而确定积分反馈量，通过将根据所述当前发动机速度确定的第一比例增益与一值相乘来确定比例反馈量，所述值通过将根据所述涡轮机之前的所述排气温度与所述预定的极限温度之间的所述第一差值确定的第二比例增益与所述涡轮机之前的所述排气温度与所述预定的极限温度之间的所述第一差值相乘而获得，并且然后，将所述积分反馈量和所述比例反馈量加在一起。
5.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
通过将所述第二补偿转矩和所述第一补偿转矩加起来而获得的值限制在预定的第一参考转矩范围来确定所述最终补偿转矩。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，仅当所述涡轮机之前的所述排气温度与所述预定的极限温度之间的所述第一差值落在预定的参考温度范围内时才执行所述附加确定步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，当确定所述涡轮机之前的所述排气温度不是通常固定时执行的紧急确定步骤，所述紧急确定步骤使得：
通过所述控制器根据所述车辆的所述当前状态从根据所述发动机操作模式、所述发动机速度、以及所述大气压力预定的第三补偿转矩图中获得第三补偿转矩。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
通过所述控制器通过将所述第三补偿转矩限制在预定的第二参考转矩范围而确定所述最终补偿转矩。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述车辆的所述当前状态包括所述涡轮机之前的当前排气温度、当前发动机操作模式、当前发动机速度、以及当前大气压力。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发动机操作模式包括DePM模式、DeNOx模式、DeSOx模式、以及正常模式，所述正常模式是除DePM、DeNOx、以及DeSOx模式之外的一般驱动情形。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，当加速器踏板被完全按下时，所述车辆的发动机处于满载状态。
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