CN111765010A - 一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，涉及发动机控制领域。本确定方法包括首先确定增压直喷发动机的扫气请求工况，其次确定增压直喷发动机的扫气允许工况，若增压直喷发动机同时满足扫气请求工况和扫气允许工况，则立即激活增压直喷发动机进入扫气激活工况，若增压直喷发动机仅满足扫气请求工况或扫气允许工况中的一种，则进一步判断增压直喷发动机的对应进程控制是否均处于扫气激活工况的控制内，若是，则将增压直喷发动机至少激活第一预设时间T1后再退出扫气激活工况，若否，则将增压直喷发动机立即退出扫气请求工况。本申请提供的确定方法，解决了相关技术中进行不合理的扫气带来的排放物和排温过高的问题。

Description

一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法

技术领域

本申请涉及发动机控制领域，特别涉及一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法。

背景技术

随着能源问题和环境污染日益严重，相应的国家出台了一系列节能减排的措施，以对汽车工业推出更为严格的排放规定，也因此促进了发动机技术的革新，目前，由于直喷、增压小型化发动机具有高效能、低污染的优点，逐渐成为当前的主流。

增压直喷发动机的扫气功能是指采用特定的气门重叠角，在气门开启重叠期间，由于进、排气压差的作用使得新鲜空气由进气歧管直接流向排气歧管。发生扫气的必要条件是，发动机存在气门重叠角，且进气压力大于排气压力，在进、排气歧管之间存在正的压差时，可以实现扫气，利用新鲜空气排除缸内的残余废气，来降低缸内的残余废气含量。

相关技术中理想的扫气可以改善发动机大负荷下的输出扭矩、改善发动机低速时的扭矩响应性能、抑制爆震和超级爆震，但是扫气也带来了NO_x排放急剧上升和排气温度过高的风险，为了满足排放法规的要求和避免催化器损坏，需要进一步地优化扫气激活的工况区。

发明内容

本申请实施例提供一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，以解决相关技术中进行不合理的扫气带来的排放物和排温过高的问题。

第一方面，提供了一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其步骤包括：

确定增压直喷发动机的扫气请求工况；

确定所述增压直喷发动机的扫气允许工况；

若所述增压直喷发动机同时满足所述扫气请求工况和扫气允许工况，则立即激活所述增压直喷发动机进入扫气激活工况，若所述增压直喷发动机仅满足所述扫气请求工况或扫气允许工况中的一种，则进一步判断所述增压直喷发动机的对应进程控制是否均处于扫气激活工况的控制内，若是，则将所述增压直喷发动机至少激活第一预设时间 T1后再退出扫气激活工况，若否，则将所述增压直喷发动机立即退出所述扫气请求工况。

一些实施例中，确定所述增压直喷发动机的扫气请求工况，具体包括：

判断涡轮的增压能力是否达标；

判断油门的大扭矩请求标志位是否激活；

若所述涡轮的增压能力不达标，且所述油门的大扭矩请求标志位激活，则判定所述增压直喷发动机满足所述扫气请求工况，若所述涡轮的增压能力达标，和\或所述油门的大扭矩请求标志位未激活，则判定所述增压直喷发动机不满足所述扫气请求工况。

一些实施例中，判断油门的大扭矩请求标志位是否激活，具体包括：

判断所述油门的开度百分比与第一预设开度百分比和第二预设开度百分比的大小；

若所述油门的开度百分比大于等于所述第一预设开度百分比，则判定所述油门的大扭矩请求标志位激活，若所述油门的开度百分比小于所述第二预设开度百分比，则判定所述油门的大扭矩请求标志位不激活，若所述油门的开度百分比小于所述第一预设开度百分比且大于等于所述第二预设开度百分比，则判定所述油门的大扭矩请求标志位的激活状态不变。

一些实施例中，判断涡轮的增压能力是否达标，具体包括：

分别计算所述增压直喷发动机的目标增压压比r_DesirdRatio和实际增压压比r_ActRatio；

判断r_DesirdRatio是否超过扫气激活压比限值r_{DesirdRatiolimit}，若是，则将与 r_DesirdRatio对应的扫气标志位激活，若否，则不激活；

判断r_DesirdRatio与r_ActRatio之间的差值是否超过压比限值r_{ActRatiolimit}，若是，则将与r_ActRatio对应的扫气标志位激活，若否，则不激活；

若分别与r_DesirdRatio和r_ActRatio对应的扫气标志位中的至少一个被激活，则判定所述涡轮的增压能力不达标。

一些实施例中，确定所述增压直喷发动机的扫气允许工况，具体包括：

判断所述增压直喷发动机是否均满足转速是否位于预设转速内、水温是否位于第一预设温度内、进气温度是否位于第二预设温度内、油品辛烷值是否位于预设辛烷值内、早燃次数是否位于预设早然次数内以及催化温度是否位于第三预设温度内；

若是，则判定所述增压直喷发动机满足所述扫气允许工况，若否，则判定所述增压直喷发动机不满足所述扫气允许工况。

一些实施例中，还包括确定所述增压直喷发动机的扫气禁止工况，具体包括：

判断所述增压直喷发动机的目标空燃比的大小和持续时间，若所述目标空燃比低于第一预设空燃比C₁且所述持续时间超过1s，则判定所述增压直喷发动机满足所述扫气禁止工况，禁止所述增压直喷发动机进入扫气激活工况，若所述目标空燃比高于第二预设空燃比C₂且所述持续时间超过1.5s，则判定所述增压直喷发动机不满足所述扫气禁止工况，可以允许进入扫气激活工况。

一些实施例中，计算目标增压压比r_DesirdRatio和实际增压压比r_ActRatio，具体包括：

分别记录所述增压直喷发动机的目标进气压力、实际进气压力和压气机进气端的实际气体压力，并根据所述目标进气压力和压气机进气端的实际气体压力计算得到所述目标增压压比r_DesirdRatio，根据所述实际进气压力和压气机进气端的实际气体压力计算得到所述实际增压压比r_ActRatio。

一些实施例中，所述第一预设开度百分比为80％，所述第二预设开度百分比为50％。

一些实施例中，所述预设转速为800rpm～2000rpm，所述第一预设温度为55℃～106℃，所述第二预设温度为28℃～6℃，所述预设辛烷值为92，所述预设早然次数为3次，所述第三预设温度为200℃～80℃。

一些实施例中，当所述增压直喷发动机进入所述扫气激活工况后，所述预设转速为800rpm～2500rpm，所述第一预设温度为50℃～110℃，所述第二预设温度为20℃～80℃，所述第三预设温度为180℃～900℃。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其首先确定了增压直喷发动机扫气的扫气请求工况，其次为了避免在扫气时可能造成的排温及排放物过高等风险而提出了扫气允许工况，最后结合扫气请求工况和扫气允许工况确定最终是否进入扫气激活工况。由于扫气请求工况和扫气允许工况均是依据实时监控的增压直喷发动机的参数，因此，以上条件的设置后可以有效防止在进入扫气时燃烧控制不稳定、爆震、催化器温度过高造成的排放物过高或催化器损坏等风险的发生，达到合理利用扫气提高增压直喷发动机的力性的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例1提供的增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法的流程图。

图2为本申请实施例2提供的增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法的流程图。

图3为本申请实施例3提供的增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法的流程图。

图4为本申请实施例4提供的增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其能解决相关技术中进行不合理的扫气带来的排放物和排温过高的问题。

实施例1

图1是本实施例确定方法的流程图，本确定方法主要包括：首先确定增压直喷发动机的扫气请求工况，同时确定增压直喷发动机的扫气允许工况，结合以上的两种工况进行综合判断，若增压直喷发动机同时满足扫气请求工况和扫气允许工况，则立即激活增压直喷发动机进入扫气激活工况，若增压直喷发动机仅满足扫气请求工况或扫气允许工况中的一种，则进一步判断增压直喷发动机的对应进程控制是否均处于扫气激活工况的控制内，若是，则将增压直喷发动机至少激活第一预设时间T1后再退出扫气激活工况，若否，则将增压直喷发动机立即退出扫气请求工况。

具体的，在结合扫气请求工况和扫气允许工况判断是否激活增压直喷发动机进入扫气激活工况前，默认增压直喷发动机未激活，即扫气标志位b_ScavFinal未激活。在判断时，只有当增压直喷发动机同时满足扫气请求工况和扫气允许工况，才会立即激活增压直喷发动机进入扫气激活工况，只要扫气请求工况和扫气允许工况中的任一一种不满足，则需要进一步判断增压直喷发动机的对应进程控制是否均处于扫气激活工况的控制内，这里的对应进程控制具体指点火控制、进气控制和喷油控制，只要三种控制中的任一一种未处于扫气激活工况的控制内，则立即将增压直喷发动机退出扫气请求工况，若三种控制均处于扫气激活工况的控制内，则将增压直喷发动机至少激活第一预设时间T1，即扫气标志位b_ScavFinal激活超过T1后允许恢复成不激活状态，如果扫气标志位b_ScavFinal激活超过一定时间T1并进一步超过T2后，则将增压直喷发动机立即退出扫气请求工况，即将扫气标志位b_ScavFinal立刻恢复成不激活状态。

至此，增压直喷发动机的扫气激活工况已经确定，在扫气激活工况确定后，增压直喷发动机可进行扫气激活工况下的进气控制、喷油控制和点火控制等，实现扫气时提高发动机的动力性要求，在不满足扫气增压直喷工况时，禁止开启扫气模式下的发动机控制。

实施例2

图2是本实施例确定方法的流程图，本实施例与实施例1的不同点在于，确定增压直喷发动机的扫气请求工况的具体步骤包括：首先判断涡轮的增压能力是否达标，同时再判断油门的大扭矩请求标志位是否激活，若涡轮的增压能力不达标，且油门的大扭矩请求标志位激活，则判定增压直喷发动机满足扫气请求工况，若涡轮的增压能力达标，和\或油门的大扭矩请求标志位未激活，则判定增压直喷发动机不满足扫气请求工况。

实施例3

图3是本实施例确定方法的流程图，本实施例与实施例1的不同点在于，判断油门的大扭矩请求标志位是否激活的具体步骤包括：判断油门的开度百分比与第一预设开度百分比和第二预设开度百分比的大小。若油门的开度百分比大于等于第一预设开度百分比，说明驾驶员有大扭矩请求，则判定油门的大扭矩请求标志位激活，若油门的开度百分比小于第二预设开度百分比，说明驾驶员无大扭矩请求，则判定油门的大扭矩请求标志位不激活，若油门的开度百分比小于第一预设开度百分比且大于等于第二预设开度百分比，即位于第一预设开度百分比和第二预设开度百分比之间时，则判定油门的大扭矩请求标志位的激活状态不变，不变主要是指其取决于判断前一时刻的大扭矩请求标志位的激活状态。

实施例4

图4是本实施例确定方法的流程图，本实施例与实施例1的不同点在于，判断涡轮的增压能力是否达标的具体步骤包括：先分别计算增压直喷发动机的目标增压压比r_DesirdRatio和实际增压压比r_ActRatio，再判断 r_DesirdRatio是否超过扫气激活压比限值r_{DesirdRatiolimit}，若是，则将与r_DesirdRatio对应的扫气标志位激活，若否，则不激活；判断r_DesirdRatio与r_ActRatio之间的差值是否超过压比限值r_{ActRatiolimit}，若是，则将与r_ActRatio对应的扫气标志位激活，若否，则不激活。若分别与r_DesirdRatio和r_ActRatio对应的扫气标志位中的至少一个被激活，则判定涡轮的增压能力不达标。

具体的，如果计算前一时刻的涡轮的增压能力不达标，由转速决定的扫气激活压比限值为r_{DesirdRatiolimit}-C_Hyst，其中C_Hyst为正的固定常数 0.04，r_{ActRatiolimit}为固定常数0.06。另外，涡轮的增压能力不达标的表征标志位为1，达标的表征标志位为0。

实施例5

本实施例与实施例1的不同点在于，确定增压直喷发动机的扫气允许工况的具体步骤包括：判断增压直喷发动机是否均满足转速是否位于预设转速内、水温是否位于第一预设温度内、进气温度是否位于第二预设温度内、油品辛烷值是否位于预设辛烷值内、早燃次数是否位于预设早然次数内以及催化温度是否位于第三预设温度内，若是，则判定增压直喷发动机满足扫气允许工况，若否，则判定增压直喷发动机不满足扫气允许工况。

实施例6

本实施例与实施例1的不同点在于，本确定方法还包括确定增压直喷发动机的扫气禁止工况，具体步骤包括：判断增压直喷发动机的目标空燃比的大小和持续时间，若目标空燃比低于第一预设空燃比C₁且持续时间超过1s，则判定增压直喷发动机满足扫气禁止工况，禁止增压直喷发动机进入扫气激活工况，若目标空燃比高于第二预设空燃比C₂且持续时间超过1.5s，则判定增压直喷发动机不满足扫气禁止工况，可以允许进入扫气激活工况。

具体的，若空燃比过小，则表明燃气混合气过浓，催化器因为混合气过浓存储了较多的未充分燃烧的排放物，如果此时进行扫气，新鲜空气进入催化器可能会造成催化器温度过高而损坏催化器，所以若目标空燃比低于第一预设空燃比C₁且持续时间超过1s，则禁止增压直喷发动机进行扫气；在目标空燃比超过第二预设空燃比C₂后，说明此是空燃比恢复了正常，但同样需要延迟一段时间，确保催化器中未燃烧的排放物燃烧完成，才可以进入扫气，防止进入扫气而造成催化器排温过高。这里C₁＝12.2，C₂＝14，均比目标空燃比14.3要小。

实施例7

本实施例与实施例1的不同点在于，计算目标增压压比r_DesirdRatio和实际增压压比r_ActRatio的具体步骤包括：分别记录增压直喷发动机的目标进气压力、实际进气压力和压气机进气端的实际气体压力，并根据目标进气压力和压气机进气端的实际气体压力的比值计算得到目标增压压比r_DesirdRatio，根据实际进气压力和压气机进气端的实际气体压力的比值计算得到实际增压压比r_ActRatio。

实施例8

本实施例与实施例1的不同点在于，第一预设开度百分比为80％，第二预设开度百分比为50％。

实施例9

本实施例与实施例1的不同点在于，确定扫气允许工况的具体依据和数据为：发动机的转速要求比较低，但不能低于发动机怠速，而发动机转速过高则不能形成进气压力大于排气压力的工况，因此预设转速为800rpm～2000rpm；发动机的水温过高容易产生爆震，水温过低会导致燃烧不稳定，造成扫气工况的控制不稳定，因此第一预设温度为55℃～106℃；发动机进气温度过高容易产生爆震，进气温度过低会导致燃烧不稳定，造成扫气工况的控制不稳定，因此第二预设温度为 28℃～6℃；油品辛烷值水平较差表明爆震容易发生，爆震的发生会造成扫气过程中燃烧不稳定，因此预设辛烷值为92；早燃次数较多表明缸内燃烧不稳定，对扫气的控制稳定性造成影响，因此预设早然次数为3次；催化器温度过低会导致未达到催化器正常工作状态，不能消除扫气可能造成的排放物增加的风险，因此第三预设温度为 200℃～80℃。

实施例10

本实施例与实施例1的不同点在于，当增压直喷发动机进入扫气激活工况后，允许进入扫气的工况条件会适当放宽，避免允许扫气的工况频繁切换，导致容易造成扫气控制的不稳定的情况。具体各个参数放宽的范围指标根据扫气对发动机扭矩波动范围在±10％以内而定，避免对动力性造成影响，具体的，当增压直喷发动机进入扫气激活工况后，预设转速为800rpm～2500rpm，第一预设温度为50℃～110℃，第二预设温度为20℃～80℃，第三预设温度为180℃～900℃。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其特征在于，其步骤包括：

确定增压直喷发动机的扫气请求工况；

确定所述增压直喷发动机的扫气允许工况；

若所述增压直喷发动机同时满足所述扫气请求工况和扫气允许工况，则立即激活所述增压直喷发动机进入扫气激活工况，若所述增压直喷发动机仅满足所述扫气请求工况或扫气允许工况中的一种，则进一步判断所述增压直喷发动机的对应进程控制是否均处于扫气激活工况的控制内，若是，则将所述增压直喷发动机至少激活第一预设时间T1后再退出扫气激活工况，若否，则将所述增压直喷发动机立即退出所述扫气请求工况。

2.如权利要求1所述的一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其特征在于，确定所述增压直喷发动机的扫气请求工况，具体包括：

判断涡轮的增压能力是否达标；

判断油门的大扭矩请求标志位是否激活；

若所述涡轮的增压能力不达标，且所述油门的大扭矩请求标志位激活，则判定所述增压直喷发动机满足所述扫气请求工况，若所述涡轮的增压能力达标，和\或所述油门的大扭矩请求标志位未激活，则判定所述增压直喷发动机不满足所述扫气请求工况。

3.如权利要求2所述的一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其特征在于，判断油门的大扭矩请求标志位是否激活，具体包括：

判断所述油门的开度百分比与第一预设开度百分比和第二预设开度百分比的大小；

若所述油门的开度百分比大于等于所述第一预设开度百分比，则判定所述油门的大扭矩请求标志位激活，若所述油门的开度百分比小于所述第二预设开度百分比，则判定所述油门的大扭矩请求标志位不激活，若所述油门的开度百分比小于所述第一预设开度百分比且大于等于所述第二预设开度百分比，则判定所述油门的大扭矩请求标志位的激活状态不变。

4.如权利要求2所述的一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其特征在于，判断涡轮的增压能力是否达标，具体包括：

分别计算所述增压直喷发动机的目标增压压比r_DesirdRatio和实际增压压比r_ActRatio；

判断r_DesirdRatio是否超过扫气激活压比限值r_{DesirdRatiolimit}，若是，则将与r_DesirdRatio对应的扫气标志位激活，若否，则不激活；

判断r_DesirdRatio与r_ActRatio之间的差值是否超过压比限值r_{ActRatiolimit}，若是，则将与r_ActRatio对应的扫气标志位激活，若否，则不激活；

若分别与r_DesirdRatio和r_ActRatio对应的扫气标志位中的至少一个被激活，则判定所述涡轮的增压能力不达标。

5.如权利要求1所述的一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其特征在于，确定所述增压直喷发动机的扫气允许工况，具体包括：

判断所述增压直喷发动机是否均满足转速是否位于预设转速内、水温是否位于第一预设温度内、进气温度是否位于第二预设温度内、油品辛烷值是否位于预设辛烷值内、早燃次数是否位于预设早然次数内以及催化温度是否位于第三预设温度内；

若是，则判定所述增压直喷发动机满足所述扫气允许工况，若否，则判定所述增压直喷发动机不满足所述扫气允许工况。

6.如权利要求1所述的一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其特征在于，还包括确定所述增压直喷发动机的扫气禁止工况，具体包括：

判断所述增压直喷发动机的目标空燃比的大小和持续时间，若所述目标空燃比低于第一预设空燃比C₁且所述持续时间超过1s，则判定所述增压直喷发动机满足所述扫气禁止工况，禁止所述增压直喷发动机进入扫气激活工况，若所述目标空燃比高于第二预设空燃比C₂且所述持续时间超过1.5s，则判定所述增压直喷发动机不满足所述扫气禁止工况，可以允许进入扫气激活工况。

7.如权利要求4所述的一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其特征在于，计算目标增压压比r_DesirdRatio和实际增压压比r_ActRatio，具体包括：

分别记录所述增压直喷发动机的目标进气压力、实际进气压力和压气机进气端的实际气体压力，并根据所述目标进气压力和压气机进气端的实际气体压力计算得到所述目标增压压比r_DesirdRatio，根据所述实际进气压力和压气机进气端的实际气体压力计算得到所述实际增压压比r_ActRatio。

8.如权利要求3所述的一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其特征在于：所述第一预设开度百分比为80％，所述第二预设开度百分比为50％。

9.如权利要求5所述的一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其特征在于：所述预设转速为800rpm～2000rpm，所述第一预设温度为55℃～106℃，所述第二预设温度为28℃～6℃，所述预设辛烷值为92，所述预设早然次数为3次，所述第三预设温度为200℃～80℃。

10.如权利要求9所述的一种增压直喷发动机扫气激活工况的确定方法，其特征在于：当所述增压直喷发动机进入所述扫气激活工况后，所述预设转速为800rpm～2500rpm，所述第一预设温度为50℃～110℃，所述第二预设温度为20℃～80℃，所述第三预设温度为180℃～900℃。

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