CN112761776B - 复合增压系统的控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合增压系统的控制方法及装置,涉及动力系统技术领域,应用于复合增压系统中的控制器算法设计,包括:根据发动机的当前运行参数,确定发动机的目标空燃比;获取发动机的当前进气压力,并根据发动机的目标空燃比,确定发动机的目标进气压力;确定目标进气压力与发动机的当前进气压力的差值;根据目标进气压力与当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值;根据第一阈值、第二阈值以及该差值,向旁通阀和电动增压器输出控制信号,使发动机的当前进气压力达到目标进气压力。本申请提高复合增压动态响应性,并可消除电动增压器突然切入、切出时发动机进气压力波动所导致的发动机扭矩波动问题,从而有效提高发动机的性能。

Description

复合增压系统的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及动力系统技术领域,更具体地,涉及一种复合增压系统的控制方法及装置。
背景技术
为了提高柴油机的功率,柴油机在设计制造的过程中多利用涡轮增压器来提高进气量。但是,涡轮增压器在柴油机低速低负荷运转时的排气能量较小,涡轮存在滞后,进而导致低速时柴油机扭矩响应延迟(涡轮迟滞)。
目前,相关技术中会在主涡轮增压器后侧增加一个电动增压器作为辅助增压器,利用电动增压器的快速响应来解决柴油机低速时扭矩不足和响应慢的问题。然而,柴油机运行过程中的运行参数不断循环变化,电动增压器需要频繁切入切出,导致柴油机扭矩输出不稳,严重影响了柴油机的性能。
发明内容
本发明提供了一种复合增压系统的控制方法及装置,能够实现发动机瞬时进气量的快速提升,并能避免电动增压器切入、切出时发动机进气压力波动,进而消除切换过程中发动机扭矩波动现象,从而有效提升发动机性能。
第一方面,本申请提供一种复合增压系统的控制方法,应用于复合增压系统中的控制器,所述复合增压系统还包括发动机、电动增压器以及与所述电动增压器并联的旁通阀;
所述控制方法包括:
根据所述发动机的当前运行参数,确定所述发动机的目标空燃比;所述当前运行参数包括所述发动机的当前转速和当前负荷率;
获取所述发动机的当前进气压力,并根据所述发动机的目标空燃比,确定所述发动机的目标进气压力;
确定所述目标进气压力与所述发动机的当前进气压力的差值;
根据所述目标进气压力与所述当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值;
根据所述第一阈值、所述第二阈值以及所述差值,向所述旁通阀和所述电动增压器输出控制信号,使所述发动机的当前进气压力达到所述目标进气压力。
可选地,获取所述发动机的当前进气压力,并根据所述发动机的目标空燃比,确定所述发动机的目标进气压力的步骤,包括:
获取所述发动机的当前进气压力、当前进气温度和当前循环喷油量;
根据所述当前转速和所述当前进气压力,确定所述发动机的当前充气系数;
根据所述目标空燃比、所述当前循环喷油量、所述当前充气系数以及所述当前转速,确定所述发动机的目标进气压力。
可选地,所述目标进气压力采用如下公式计算得到:
Figure BDA0002924334790000021
式中,Rg表示空气气体常数,Rg=287j/(kg·K),Tin表示当前进气温度,AFRgoal表示目标空燃比,mfuel表示当前循环喷油量,ηin为当前充气系数,N为表示当前转速,Vd表示气缸的排量,Pingoal为目标进气压力。
可选地,所述确定所述目标进气压力与所述发动机的当前进气压力的差值的步骤,包括:
计算所述目标进气压力与所述当前进气压力的第一差值;
所述根据所述目标进气压力与所述当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值的步骤,包括:
按照如下公式计算所述第一阈值:
ΔP′1=k1×(ΔP-a)
按照如下公式计算所述第二阈值:
ΔP′2=k2×(ΔP-b)
其中,ΔP表示所述第一差值,k1表示第一比例系数,k2表示第二比例系数,a表示第一偏移系数,b表示第二偏移系数,ΔP′1为计算得到的第一阈值,ΔP′2为计算得到的第二阈值。
可选地,所述根据所述第一阈值、所述第二阈值以及所述目标进气压力与所述当前进气压力的差值,向所述旁通阀和所述电动增压器输出控制信号的步骤,包括:
计算所述第一差值的一阶差分,得到第二差值;
比较所述第二差值与所述第一阈值及所述第二阈值的大小,
若所述第二差值大于所述第一阈值,则开启所述电动增压器;
若所述第二差值小于所述第二阈值,则关闭所述电动增压器。
可选地,当所述第二差值大于所述第一阈值时,所述开启所述电动增压器的步骤,包括:
开启所述电动增压器;
根据所述第一差值,调整所述电动增压器的转速以及所述旁通阀的角度,使所述发动机进气管内的当前进气压力达到所述目标进气压力。
可选地,所述开启所述电动增压器的步骤之后,还包括:
监测所述旁通阀进气口与出气口的压差;
所述根据所述第一差值,调整所述电动增压器的转速以及所述旁通阀的角度,使所述发动机进气管内的当前进气压力达到所述目标进气压力的步骤,包括:
根据所述第一差值,确定所述电动增压器的目标转速;
调整所述电动增压器的转速至所述目标转速;
当所述旁通阀进气口与出气口的压差小于预设阈值时,关闭所述旁通阀。
可选地,所述预设阈值为0.05bar/s。
可选地,当所述第二差值小于所述第二阈值时,所述关闭所述电动增压器的步骤,包括:
关闭所述电动增压器,并监测所述旁通阀进气口与出气口的压差;
当所述旁通阀进气口与出气口的压差小于预设阈值时,打开所述旁通阀。
第二方面,本申请还提供一种复合增压系统的控制装置,应用于复合增压系统中的控制器,所述复合增压系统还包括发动机、电动增压器以及与所述电动增压器并联的旁通阀;
所述控制装置包括:
第一确定模块,用于根据所述发动机的当前运行参数,确定所述发动机的目标空燃比;所述当前运行参数包括所述发动机的当前转速和当前负荷率;
获取模块,用于获取所述发动机的当前进气压力,并根据所述发动机的目标空燃比,确定所述发动机的目标进气压力;
差值确定模块,用于确定所述目标进气压力与所述发动机的当前进气压力的差值;
阈值确定模块,用于根据所述目标进气压力与所述当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值;
信号输出模块,用于根据所述第一阈值、所述第二阈值以及所述差值,向所述旁通阀和所述电动增压器输出控制信号,使所述发动机的当前进气压力达到所述目标进气压力。
与现有技术相比,本发明提供的复合增压系统的控制方法及装置,至少实现了如下的有益效果:
本申请所提供的复合增压系统的控制方法及装置,应用于复合增压系统中的控制器,复合增压系统还包括发动机、电动增压器以及与电动增压器并联的旁通阀;上述控制方法及装置包括:根据发动机的当前运行参数,确定发动机的目标空燃比;获取发动机的当前进气压力,并根据发动机的目标空燃比,确定发动机的目标进气压力;确定目标进气压力与发动机的当前进气压力的差值;根据目标进气压力与当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值;根据第一阈值、第二阈值以及该差值,向旁通阀和电动增压器输出控制信号,使发动机的当前进气压力达到目标进气压力。本申请根据目标进气压力与当前进气压力的差值、第一阈值和第二阈值控制电动增压器的切入和切出,能够对涡轮增压器与电动增压器构成的复合增压系统进行精确控制,从而满足发动机瞬态气量需求,提高发动机扭矩输出的响应性,同时消除电动增压器突然切入、切出时发动机进气压力波动所导致的发动机扭矩波动问题,进而有效提升了发动机的性能。
当然,实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1所示为本申请实施例所提供的复合增压系统的控制方法的一种流程示意图;
图2所示为本申请实施例所提供的复合增压系统的一种结构示意图;
图3所示为图1实施例所提供的目标空燃比的一种示意图;
图4所示为图1实施例所提供的复合增压系统的控制方法的另一种流程示意图;
图5所示为图1实施例所提供的复合增压系统的控制方法的另一种流程示意图;
图6所示为图1实施例所提供的第一阈值和第二阈值的一种示意图;
图7所示为图1实施例所提供的复合增压系统的控制方法的一种示意图;
图8所示为图1实施例所提供的复合增压系统的控制方法的一种示意图;
图9所示为本申请实施例所提供的复合增压系统的控制装置的一种结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1所示为本申请实施例所提供的复合增压系统的控制方法的一种流程示意图,图2所示为图1实施例所提供的复合增压系统的一种结构示意图。请参见图1及图2,本申请提供一种复合增压系统的控制方法,应用于复合增压系统100中的控制器10,复合增压系统100还包括发动机20、电动增压器30以及与电动增压器30并联的旁通阀40;
上述控制方法包括:
步骤S1、根据发动机20的当前运行参数,确定发动机20的目标空燃比;当前运行参数包括发动机20的当前转速和当前负荷率;
步骤S2、获取发动机的当前进气压力,并根据发动机20的目标空燃比,确定发动机20的目标进气压力;
步骤S3、确定目标进气压力与发动机20的当前进气压力的差值;
步骤S4、根据目标进气压力与当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值;
步骤S5、根据第一阈值、第二阈值以及差值,向旁通阀40和电动增压器30输出控制信号,使发动机20的当前进气压力达到目标进气压力。
本实施例中,复合增压系统100包括控制器10、发动机20、电动增压器30以及与电动增压器30并联的旁通阀40;其中,发动机20可以是任意的废气涡轮增压发动机。如图2所示,电动增压器30包括压气机301和电机302,压气机301与电机302串联,当发动机20进气需求增大时,电机302切入并为压气机301提供动力,二者共同组成电动增压器30;反之,当发动机20进气需求减小时,电机302停止介入,仅由压气机301为废气涡轮增压。需要说明的是,图2仅用于示意性说明复合增压系统100的结构,并不作为对本申请的限定。
具体地,当发动机20处于工作状态时,获取发动机的当前运行参数,如发动机20的当前转速和当前负荷率,然后根据当前转速和当前负荷率确定对应的目标空燃比。图3所示为图1实施例所提供的目标空燃比的一种示意图。示例性地,如图3所示,获取发动机20的当前转速和当前负荷率之后,可通过图3查表确定出唯一对应的目标空燃比。可以理解的是,空燃比是指可燃混合气体中,空气质量与燃油质量之比,即为空气和燃料的混合比。空燃比是发动机20运转时的一个重要参数,其对于发动机20的动力性和经济性有着很大影响。
上述步骤S2中,发动机20的当前进气压力可以通过设置在旁通阀40两端的进气压力传感器获得。确定发动机20的目标进气压力及当前进气压力后,计算二者之间的差值,并根据二者之间的差值计算第一阈值和第二阈值,从而由控制器10将上述差值与第一阈值、第二阈值进行比较,并根据比较结果调整电动增压器30和旁通阀40。由于柴油机工作时的运行参数是循环变化的,相关技术中所采用的复合增压系统中,电动增压器频繁切入切出,会使柴油机进气量出现较大波动,进而导致柴油机扭矩输出不稳。因此,本申请通过引入第一阈值和第二阈值,明确了电动增压器30的切入条件及切出条件,能够对压气机301与电机302构成的复合增压系统100进行精确控制,从而满足发动机20瞬态气量需求,提高发动机20扭矩输出的响应性,同时消除电动增压器30突然切入、切出时发动机20进气压力波动所导致的发动机20扭矩波动问题,以有效提升发动机20的性能。
需要说明的是,本实施例中发动机的当前进气压力是否达到目标进气压力可通过监测电动增压器出口的压力是否达到目标进气压力来判断。当电动增压器出口的压力达到目标进气压力时,即可确定发动机的当前进气压力达到目标进气压力。
图4所示为图1实施例所提供的复合增压系统的控制方法的另一种流程示意图。请结合图2及图4,上述步骤S2中,获取发动机的当前进气压力,并根据发动机20的目标空燃比,确定发动机20的目标进气压力的步骤,包括:
步骤210、获取发动机20的当前进气压力、当前进气温度和当前循环喷油量;
步骤220、根据当前转速和当前进气压力,确定发动机20的当前充气系数;
步骤230、根据目标空燃比、当前循环喷油量、当前充气系数以及当前转速,确定发动机20的目标进气压力。
本实施例中,首先获取发动机20的当前进气压力、当前进气温度和当前循环喷油量,然后根据当前转速确定发动机20的当前充气系数;其中,充气系数是指每次循环吸入气缸的空气量换算成进气管状态的体积V1后,与气缸工作容积Vs之比。如果充气系数高,则表示同样大小的气缸容积在相同的进气状态下就能吸入更多的新鲜空气,在同样喷油量的情况下能燃烧的更完全,也就能获得更多的有用功,并减少有害排放;同时,较高的充气系数也表示较低的换气损失,也就是说能获得更多的有用功。
可选地,根据目标空燃比、当前循环喷油量、当前充气系数以及当前转速,采用如下公式计算得到目标进气压力:
Figure BDA0002924334790000081
式中,Rg表示空气气体常数,Rg=287j/(kg·K),Tin表示当前进气温度,单位为K(开尔文),AFRgoal表示目标空燃比,mfuel表示当前循环喷油量,单位为毫克每缸每循环,ηin为当前充气系数,N为表示当前转速,单位为r/min,Vd表示气缸的排量,单位为升,Pingoal为目标进气压力,单位为Kpa。
可选地,上述步骤S3中,确定目标进气压力与发动机20的当前进气压力的差值的步骤,包括:
计算目标进气压力与当前进气压力的第一差值;
上述根据目标进气压力与当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值的步骤,包括:
按照如下公式计算第一阈值:
ΔP′1=k1×(ΔP-a)
按照如下公式计算第二阈值:
ΔP′2=k2×(ΔP-b)
其中,ΔP表示第一差值,k1为第一比例系数,k2为第二比例系数,a表示第一偏移系数,b表示第二偏移系数,ΔP′1为计算得到的第一阈值,ΔP′2为计算得到的第二阈值,且ΔP′2>ΔP′1
本实施例中,发动机20的目标进气压力与当前进气压力之间的差值可以通过计算二者之差来确定,计算得到的差值记作第一差值。计算得到第一差值后,第一阈值和第二阈值可分别按照如下所示的公式计算得到:
ΔP′1=k1×(ΔP-a);
ΔP′2=k2×(ΔP-b);
式中,ΔP表示第一差值,a为第一偏移系数,b为第二偏移系数,且第一偏移系数a的取值范围为[0.05,0.1],第二偏移系数b的取值范围为[0.02,0.05],第一比例系数k1和第二比例系数k2的取值范围均为[100,∞]。
应当理解,本实施例中第一阈值和第二阈值是根据目标进气压力与当前进气压力之间的差值确定的,也就是说,第一阈值和第二阈值是随着当前进气压力的变化而实时更新的,因此根据上述第一阈值和第二阈值调整电动增压器30及旁通阀40的角度,能够对压气机301和电动机302所组成的复合增压系统100进行更加精准的控制,从而更有利于满足发动机20瞬态气量需求,并进一步提高发动机20扭矩输出的响应速度。
图5所示为图1实施例所提供的复合增压系统的控制方法的另一种流程示意图。可选地,请结合图2及图5,在上述步骤S5中,根据第一阈值、第二阈值以及目标进气压力与当前进气压力的差值,向旁通阀40和电动增压器30输出控制信号的步骤,包括:
步骤510、计算第一差值的一阶差分,得到第二差值;
步骤520、比较第二差值与第一阈值及第二阈值的大小;
步骤530、若第二差值大于第一阈值,则开启电动增压器30;
步骤540、若第二差值小于第二阈值,则关闭电动增压器30。
具体而言,在步骤510中,对发动机20当前进气压力和目标进气压力的差值求一阶差分,得到第二差值,然后将第二差值与第一阈值及第二阈值进行比较;当第二差值大于第一阈值时,说明发动机20的进气需求增大,因此需开启电动增压器30;反之,当第二差值小于第二阈值时,则说明发动机20的进气需求减小,此时需关闭电动增压器30。
示例性地,第一差值的一阶差分采用如下公式计算:
Figure BDA0002924334790000101
其中,ΔP为第一差值,Δt为进气压力传感器采样间隔。
图6所示为图1实施例所提供的第一阈值和第二阈值的一种示意图。如图6所示,以第一差值ΔP为横轴、以第一差值的一阶差分ΔP′为纵轴,分别绘制第一阈值ΔP′1和第二阈值ΔP′2,显然,第一阈值ΔP′1与横轴的交点为(a,0)、第二阈值ΔP′2与纵轴的交点为(b,0)。当第一差值的一阶差分ΔP′大于第一阈值ΔP′1时(即图中A1区域),电动增压器30切入;当第一差值的一阶差分ΔP′小于第一阈值ΔP′1、且大于第二阈值ΔP′2时(即图6中A3区域),电动增压器30保持当前状态;当第一差值的一阶差分ΔP′小于第二阈值ΔP′2时(即图6中A2区域),电动增压器30切出。
本实施例中,由于第二差值、第一阈值和第二阈值均由当前进气压力确定,因此根据第二差值、第一阈值和第二阈值调整电动增压器30的切入和切出,能够对压气机301和电动机302所组成的复合增压系统100进行更加精准的控制,从而更有利于满足发动机20瞬态气量需求,以提高发动机20扭矩输出的响应速度,同时消除电动增压器30突然切入、切出时发动机20进气压力波动所导致的发动机20扭矩波动问题,进而有效提升了发动机20的性能。
可选地,当第二差值大于第一阈值时,开启所述电动增压器30的步骤,包括:
开启电动增压器30;
根据第一差值,调整电动增压器30的转速以及旁通阀40的角度,使发动机进气管内的当前进气压力达到目标进气压力。
具体而言,当第二差值大于第一阈值时,开启电动增压器30,并根据第一差值调整电动增压器30的转速以及旁通阀40的角度,其中,调整旁通阀40的角度也就是调整可通过旁通阀40的气体的体积。由于第一差值为发动机20当前进气压力与目标进气压力的差值,因此本申请根据第一差值来调整电动增压器30的转速以及旁通阀40的角度,能够通过电动增压器30和旁通阀40的精准配合使发动机20进气管内进气压力达到目标值。
可选地,开启电动增压器30的步骤之后,还包括:
监测旁通阀40进气口401与出气口402的压差;
上述根据第一差值,调整电动增压器30的转速以及旁通阀40的角度,使发动机进气管内的当前进气压力达到目标进气压力的步骤,包括:
根据第一差值,确定电动增压器30的目标转速;
调整电动增压器30的转速至目标转速;
当旁通阀40进气口401与出气口402的压差小于预设阈值时,关闭旁通阀40。
本实施例中,在开启电动增压器30后,进一步监测旁通阀40进气口401与出气口402的压差,然后根据第一差值查表确定电动增压器30的目标转速,并将电动增压器30的转速调整至目标转速;当旁通阀40进气口401与出气口402的压差小于预设阈值时,迅速关闭旁通阀40。示例性地,预设阈值为0.05bar/s。可见,本实施例明确了电动增压器30及旁通阀40切入的条件,增加了发动机20进气系统的稳定性,可以保证发动机20扭矩需求和扭矩输出的平稳性,进而解决电动增压器30切入时导致的发动机20输出扭矩不稳定的问题。
可选地,当第二差值小于第二阈值时,关闭电动增压器30的步骤,包括:
关闭电动增压器30,并监测旁通阀40进气口401与出气口402的压差;
当旁通阀40进气口401与出气口402的压差小于预设阈值时,打开旁通阀40。
具体地,若第二差值小于第二阈值,则关闭电动增压器30,与此同时监测旁通阀40进气口401和出气口402之间的压差,当压差小于预设阈值时,快速打开旁通阀40。示例性地,预设阈值为1000bar。显然,本实施例进一步明确了电动增压器30及旁通阀40切出的条件,从而消除了电动增压器30频繁切入和退出的现象,并解决了在电动增压器30切入和切出时导致的发动机20输出扭矩不稳定的问题,使得电动增压器30对低速瞬态的响应性能提升显著。
图7和图8所示为图1实施例所提供的复合增压系统的控制方法的一种示意图。具体地,在图7中,实线表示电动增压器30介入工作时发动机扭矩的变化趋势,虚线表示电动增压器30不介入工作时发动机扭矩的变化趋势,在图8中,实线表示电动增压器30介入工作时发动机转速的变化趋势,虚线表示电动增压器30不介入工作时发动机转速的变化趋势。显然,由图7和图8可知,在发动机20负载转矩为600Nm、发动机20转速从1020r/min加速到1400r/min时,电动增压器30的切入不仅使峰值扭矩增加约5%,并且到达峰值扭矩时间提前了0.5s,发动机20加速时间减少约1.5s。
图9所示为本申请实施例所提供的复合增压系统的控制装置的一种结构示意图。请参见图2和图9,基于同一发明构思,本申请还提供一种复合增压系统100的控制装置,应用于复合增压系统100中的控制器10,复合增压系统100还包括发动机20、电动增压器30以及与电动增压器30并联的旁通阀40;
上述控制装置包括:
第一确定模710,用于根据发动机20的当前运行参数,确定发动机20的目标空燃比;当前运行参数包括发动机20的当前转速和当前负荷率;
获取模块720,用于获取发动机的当前进气压力,并根据发动机20的目标空燃比,确定发动机20的目标进气压力;
差值确定模块730,用于确定目标进气压力与发动机20的当前进气压力的差值;
阈值确定模块740,用于根据目标进气压力与当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值;
信号输出模块750,用于根据第一阈值、第二阈值以及差值,向旁通阀40和电动增压器30输出控制信号,使发动机20的当前进气压力达到目标进气压力。
通过以上各实施例可知,本发明提供的复合增压系统的控制方法及装置,至少实现了如下的有益效果:
本申请所提供的复合增压系统的控制方法及装置,应用于复合增压系统中的控制器,复合增压系统还包括发动机、电动增压器以及与电动增压器并联的旁通阀;上述控制方法及装置包括:根据发动机的当前运行参数,确定发动机的目标空燃比;获取发动机的当前进气压力,并根据发动机的目标空燃比,确定发动机的目标进气压力;确定目标进气压力与发动机的当前进气压力的差值;根据目标进气压力与当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值;根据第一阈值、第二阈值以及该差值,向旁通阀和电动增压器输出控制信号,使发动机的当前进气压力达到目标进气压力。本申请根据目标进气压力与当前进气压力的差值、第一阈值和第二阈值控制电动增压器的切入和切出,能够对涡轮增压器与电动增压器构成的复合增压系统进行精确控制,从而满足发动机瞬态气量需求,提高发动机扭矩输出的响应性,同时消除电动增压器突然切入、切出时发动机进气压力波动所导致的发动机扭矩波动问题,进而有效提升了发动机的性能。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种复合增压系统的控制方法,其特征在于,应用于复合增压系统中的控制器,所述复合增压系统还包括发动机、电动增压器以及与所述电动增压器并联的旁通阀;所述电动增压器包括压气机和电机,所述压气机和所述电机串联;
所述控制方法包括:
根据所述发动机的当前运行参数,确定所述发动机的目标空燃比;所述当前运行参数包括所述发动机的当前转速和当前负荷率;
获取所述发动机的当前进气压力,并根据所述发动机的目标空燃比,确定所述发动机的目标进气压力;具体包括:获取所述发动机的当前进气压力、当前进气温度和当前循环喷油量;根据所述当前转速和所述当前进气压力,确定所述发动机的当前充气系数;根据所述目标空燃比、所述当前循环喷油量、所述当前充气系数以及所述当前转速,确定所述发动机的目标进气压力;
确定所述目标进气压力与所述发动机的当前进气压力的差值;
根据所述目标进气压力与所述当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值;
根据所述第一阈值、所述第二阈值以及所述差值,向所述旁通阀和所述电动增压器输出控制信号,当所述发动机进气需求增大时,所述电机切入并为所述压气机提供动力;当所述发动机的进气需求减小时,所述电机停止;使所述发动机的当前进气压力达到所述目标进气压力;
其中,所述目标进气压力采用如下公式计算得到:
Figure FDA0003582051570000011
式中,Rg表示空气气体常数,Rg=287j/(kg·K),Tin表示当前进气温度,AFRgoal表示目标空燃比,mfuel表示当前循环喷油量,ηin为当前充气系数,N为表示当前转速,Vd表示气缸的排量,Pingoal为目标进气压力。
2.根据权利要求1所述的复合增压系统的控制方法,其特征在于,所述确定所述目标进气压力与所述发动机的当前进气压力的差值的步骤,包括:
计算所述目标进气压力与所述当前进气压力的第一差值;
所述根据所述目标进气压力与所述当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值的步骤,包括:
按照如下公式计算所述第一阈值:
ΔP′1=k1×(ΔP-a)
按照如下公式计算所述第二阈值:
ΔP′2=k2×(ΔP-b)
其中,ΔP表示所述第一差值,k1表示第一比例系数,k2表示第二比例系数,a表示第一偏移系数,b表示第二偏移系数,ΔP′1为计算得到的第一阈值,ΔP′2为计算得到的第二阈值。
3.根据权利要求2所述的复合增压系统的控制方法,其特征在于,所述根据所述第一阈值、所述第二阈值以及所述目标进气压力与所述当前进气压力的差值,向所述旁通阀和所述电动增压器输出控制信号的步骤,包括:
计算所述第一差值的一阶差分,得到第二差值;
比较所述第二差值与所述第一阈值及所述第二阈值的大小;
若所述第二差值大于所述第一阈值,则开启所述电动增压器;
若所述第二差值小于所述第二阈值,则关闭所述电动增压器。
4.根据权利要求3所述的复合增压系统的控制方法,其特征在于,当所述第二差值大于所述第一阈值时,所述开启所述电动增压器的步骤,包括:
开启所述电动增压器;
根据所述第一差值,调整所述电动增压器的转速以及所述旁通阀的角度,使所述发动机进气管内的当前进气压力达到所述目标进气压力。
5.根据权利要求4所述的复合增压系统的控制方法,其特征在于,所述开启所述电动增压器的步骤之后,还包括:
监测所述旁通阀进气口与出气口的压差;
所述根据所述第一差值,调整所述电动增压器的转速以及所述旁通阀的角度,使所述发动机进气管内的当前进气压力达到所述目标进气压力的步骤,包括:
根据所述第一差值,确定所述电动增压器的目标转速;
调整所述电动增压器的转速至所述目标转速;
当所述旁通阀进气口与出气口的压差小于预设阈值时,关闭所述旁通阀。
6.根据权利要求5所述的复合增压系统的控制方法,其特征在于,所述预设阈值为0.05bar/s。
7.根据权利要求4所述的复合增压系统的控制方法,其特征在于,当所述第二差值小于所述第二阈值时,所述关闭所述电动增压器的步骤,包括:
关闭所述电动增压器,并监测所述旁通阀进气口与出气口的压差;
当所述旁通阀进气口与出气口的压差小于预设阈值时,打开所述旁通阀。
8.一种复合增压系统的控制装置,其特征在于,应用于复合增压系统中的控制器,所述复合增压系统还包括发动机、 电动增压器以及与所述电动增压器并联的旁通阀;
所述控制装置包括:
第一确定模块,用于根据所述发动机的当前运行参数,确定所述发动机的目标空燃比;所述当前运行参数包括所述发动机的当前转速和当前负荷率;
获取模块,用于获取所述发动机的当前进气压力,并根据所述发动机的目标空燃比,确定所述发动机的目标进气压力;
差值确定模块,用于确定所述目标进气压力与所述发动机的当前进气压力的差值;
阈值确定模块,用于根据所述目标进气压力与所述当前进气压力的差值,确定第一阈值和第二阈值;
信号输出模块,用于根据所述第一阈值、所述第二阈值以及所述差值,向所述旁通阀和所述电动增压器输出控制信号,使所述发动机的当前进气压力达到所述目标进气压力;
其中,所述目标进气压力采用如下公式计算得到:
Figure FDA0003582051570000041
式中,Rg表示空气气体常数,Rg=287j/(kg·K),Tin表示当前进气温度,AFRgoal表示目标空燃比,mfuel表示当前循环喷油量,ηin为当前充气系数,N为表示当前转速,Vd表示气缸的排量,Pingoal为目标进气压力。
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