CN112943430A - 降低固体颗粒排放的控制方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低固体颗粒排放的控制方法、系统及存储介质。该控制方法包括如下步骤：实时获取实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；当实测进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定值时，控制执行预设喷油策略；在执行预设喷油策略预定时间后，再次获取实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；当再次检测得到的实测进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率、或实测转速变化率不超过标定值时，控制执行传统喷油策略。本发明可在不影响发动机经济性和驾驶性的前提下，大幅降低热机状态负荷变化率较大时的固体悬浮微粒质量/颗粒数量排放水平。
Description
技术领域
本发明涉及直喷汽油发动机排放技术领域，特别涉及一种降低固体颗粒排放的控制方法、系统及存储介质。
背景技术
固体悬浮微粒质量/颗粒数量PN排放是增压直喷汽油机需要解决的重难点问题，特别是要在取消汽油机颗粒捕集器GPF的前提下达成国六排放法规限值，对汽油机设计及排放控制策略提出了更高的要求。传统技术中的排放控制策略，很难解决汽油机热机状态下，负荷变化率较大时的固体悬浮微粒质量/颗粒数量PN过高问题。在全球轻型汽车测试循环WLTC或RDE实际行驶污染物排放测试期间，会出现两种主要PN排放：第一种是冷启动、第二种是高转速和高负载的尖端过渡。在稳定运行期间，PN排放通常影响较小；采用稳态均质燃烧时，直喷发动机的性能与普通气道喷射发动机基本相同，对于直喷发动机而言，PN排放不是很显著；但在瞬态条件下，直喷发动机可能比气道喷射发动机产生更显著的PN排放。
发明内容
本发明提供一种降低固体颗粒排放的控制方法、系统及存储介质，可在不影响发动机经济性和驾驶性的前提下，大幅降低热机状态负荷变化率较大时的固体悬浮微粒质量/颗粒数量排放水平。
第一方面，本发明提供了一种降低固体颗粒排放的控制方法，包括如下步骤：
在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略；
在直喷发动机执行预设喷油策略预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油策略切换至执行传统喷油策略。
在一些实施例中，所述实测进气压力升高率为当前实测进气压力与上一个步长实测进气压力之差与对应时间的比值；
所述实测油门踏板开度增大率为当前实测油门踏板开度与上一个步长实测油门踏板开度之差与对应时间的比值；
所述实测转速变化率为当前实测转速与上一个步长实测转速之差与对应时间的比值。
在一些实施例中，所述“当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略”步骤，具体包括如下步骤：
预设标定进气压力升高率、标定油门踏板开度增大率及标定转速变化率，并判断得到的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率的状态；
当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略；
当检测到实测进气压力升高率未超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率未超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率未超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行传统喷油策略。
在一些实施例中，所述“控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略”步骤，具体包括如下步骤：
控制直喷发动机执行预设喷油策略时，获取直喷发动机的当前转速；
根据得到的当前转速、以及转速与最大喷油量限值对应的映射关系，获取当前转速对应的能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设需求喷油量；
根据得到的预设需求喷油量，控制喷油器以能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设需求喷油量进行喷油。
在一些实施例中，所述“在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率”步骤之后，具体包括如下步骤：
当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油次数；
在直喷发动机执行预设喷油次数预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油次数切换至执行传统喷油次数；
其中，预设喷油次数大于传统喷油次数。
在一些实施例中，所述“在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率”步骤之后，具体包括如下步骤：
当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油；
当检测到实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角保持稳定运行时的首喷角不变进行喷油。
在一些实施例中，所述“控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油”步骤，具体包括如下步骤：
获取首喷角推迟上限标定值；
控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟；
当喷油首喷角推迟至首喷角推迟上限标定值时，控制喷油首喷角保持首喷角推迟上限标定值进行喷油。
在一些实施例中，所述“当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油”步骤，具体包括如下步骤：
控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角停止推迟、并以停止推迟时的首喷角进行喷油。
第二方面，本发明提出一种降低固体颗粒排放的控制系统，包括：
第一发动机信息获取模块，用于在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
第一发动机喷油控制模块，与所述第一发动机信息获取模块通信连接，用于当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略；
第二发动机信息获取模块，与所述第一发动机喷油控制模块通信连接，用于在直喷发动机执行预设喷油策略预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
第二发动机喷油控制模块，与所述第二发动机信息获取模块通信连接，用于当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油策略切换至执行传统喷油策略。
第三方面，本发明提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项所述降低固体颗粒排放的控制方法。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明实施例提供了一种降低固体颗粒排放的控制方法，通过对直喷发动机进行实时监测，使得当监测到直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率中的任一个超过标定值时，可判定直喷发动机达到了高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态，在这种热机状态负荷变化率较大的瞬态条件下，由于直喷发动机没有预先混合油管中的空气和燃料，无法提供较好的均匀燃烧环境，导致直喷发动机可能比气道喷射发动机产生更显著的固体悬浮微粒质量/颗粒数量排放。而本发明通过在热机状态负荷变化率较大状态时，控制控制直喷发动机执行降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略，相对于传统喷油策略，可以有效地降低发动机在此状态下的固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平。
而且，当监测到直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率均未超过标定值时，可判定直喷发动机未达到高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态，即处于稳定正常运行状态，此时直喷发动机的固体悬浮微粒质量/颗粒数量排放影响较小，控制直喷发动机执行传统的喷油策略即可。这样，就可在不影响发动机经济性和驾驶性的前提下，大幅降低热机状态负荷变化率较大时的固体悬浮微粒质量/颗粒数量PN排放水平。
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为本发明一个实施例所述降低固体颗粒排放的控制方法的步骤流程示意图；
图2为本发明实施例所述降低固体颗粒排放的控制方法的逻辑流程示意图；
图3为本发明另一个实施例所述降低固体颗粒排放的控制方法的步骤流程示意图；
图4为本发明另一个实施例所述降低固体颗粒排放的控制方法的步骤流程示意图；
图5为本发明实施例所述降低固体颗粒排放的控制系统的结构示意框图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
传统技术中的排放控制策略，很难解决汽油机热机状态下，负荷变化率较大时的固体悬浮微粒质量/颗粒数量PN过高问题。在全球轻型汽车测试循环WLTC或RDE实际行驶污染物排放测试期间，会出现两种主要PN排放：第一种是冷启动、第二种是高转速和高负载的尖端过渡。在稳定运行期间，PN排放通常影响较小；采用稳态均质燃烧时，直喷发动机的性能与普通气道喷射发动机基本相同，对于直喷发动机而言，PN排放不是很显著；但在瞬态条件下，直喷发动机可能比气道喷射发动机产生更显著的PN排放。为了解决上述技术问题，本发明提出一种降低固体颗粒排放的控制方法及评价系统。
如图1和图2所示，本发明提供的降低固体颗粒排放的控制方法，包括如下步骤：
S100、在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
S200、当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略；
S300、在直喷发动机执行预设喷油策略预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
S400、当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油策略切换至执行传统喷油策略。
为了降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量PN排放，应关注热机高负荷变化率，大部分固体悬浮微粒质量/颗粒数量PN排放都是在高负荷工况中出现。而本发明通过对直喷发动机进行实时监测，使得当监测到直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率中的任一个(指其中一个、或其中两个、或三个)超过标定值(即标定进气压力升高率、标定油门踏板开度增大率、标定转速变化率)时，可判定直喷发动机达到了高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态，在这种热机状态负荷变化率较大的瞬态条件下，由于直喷发动机没有预先混合油管中的空气和燃料，无法提供较好的均匀燃烧环境，导致直喷发动机可能比气道喷射发动机产生更显著的固体悬浮微粒质量/颗粒数量排放。而本发明通过在热机状态负荷变化率较大状态时，控制控制直喷发动机执行降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量排放的预设喷油策略，相对于传统喷油策略，可以有效地降低发动机在此状态下的固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平。
而且，当监测到直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率均未超过标定值时，可判定直喷发动机未达到高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态，即处于稳定正常运行状态，此时直喷发动机的固体悬浮微粒质量/颗粒数量排放影响较小，控制直喷发动机执行传统的喷油策略即可。这样，就可在不影响发动机经济性和驾驶性的前提下，大幅降低热机状态负荷变化率较大时的固体悬浮微粒质量/颗粒数量PN排放水平。
而且，在一些实施例中，上述实测进气压力升高率为当前实测进气压力与上一个步长实测进气压力之差与对应时间的比值；上述实测油门踏板开度增大率为当前实测油门踏板开度与上一个步长实测油门踏板开度之差与对应时间的比值；上述实测转速变化率为当前实测转速与上一个步长实测转速之差与对应时间的比值。而且，在本实施例中，上一个步长指上一个测量周期。即在本实施例中，每个测量周期获取一次当前实测进气压力、实测油门踏板开度以及实测转速。而且，上述进气压力升高率和油门踏板开度增大率可视为发动机的负荷变化率。
进一步地，上述步骤S200即所述“当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略”步骤，具体包括如下步骤：
S210、预设标定进气压力升高率、标定油门踏板开度增大率及标定转速变化率，并判断得到的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率的状态；
具体地，可设置进气压力升高率的阀值标定量为标定进气压力升高率(如标定为a)，并设置油门踏板开度增大率的阀值标定量为标定油门踏板开度增大率(如标定为b)，并设置转速变化率的阀值标定量为标定转速变化率(如标定为c)，使之与实测值进行比较，即分别与实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率一一对应地进行对比，以判断实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率的状态。
S220、当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略；
即当监测到直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率中任一个超过标定值时，可判定直喷发动机达到了高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态，在这种热机状态负荷变化率较大的瞬态条件下直喷发动机产生的固体悬浮微粒质量/颗粒数量排放较大，而此时本发明通过控制控制直喷发动机执行降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量排放的预设喷油策略，可以有效地降低发动机在此状态下的固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平。
S230、当检测到实测进气压力升高率未超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率未超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率未超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行传统喷油策略。
即当监测到直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率均未超过标定值时，可判定直喷发动机未达到高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态，即处于稳定正常运行状态，此时直喷发动机的固体悬浮微粒质量/颗粒数量排放影响较小，控制直喷发动机执行传统的喷油策略即可。
更进一步地，在上述步骤S220中，所述“控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略”步骤，具体包括如下步骤：
S222、控制直喷发动机执行预设喷油策略时，获取直喷发动机的当前转速；
S224、根据得到的当前转速、以及转速与最大喷油量限值对应的映射关系，获取当前转速对应的能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设需求喷油量；
S226、根据得到的预设需求喷油量，控制喷油器以能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设需求喷油量进行喷油。
而且，同理可知，在上述步骤S230中，所述“控制直喷发动机执行传统喷油策略”步骤，具体包括如下步骤：
S232、控制直喷发动机执行传统喷油策略时，获取直喷发动机的当前转速；
S234、根据得到的当前转速、以及转速与最大喷油量限值对应的映射关系，获取当前转速对应的传统需求喷油量；
S236、根据得到的传统需求喷油量，控制喷油器以传统需求喷油量进行喷油。
而且，上述预设喷油策略A1和传统喷油策略A2均可变现为油量限制控制图，可为转速与最大喷油量限值一一对应的二维数表。而且，在预设喷油策略A1中，当前转速对应的能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设需求喷油量，可以通过预先标定获得。
此外，上述直喷发动机执行预设喷油策略A1的预定时间可标定(如标定为d秒)。
而且，上述步骤S400即所述“当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油策略切换至执行传统喷油策略”步骤，具体包括如下步骤：
S410、判断再次检测得到的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率的状态；
S420、当再次检测得到的实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机继续执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略；
S430、当再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油策略切换至执行传统喷油策略。
即在执行预设喷油策略预定时间后，如果发动机仍然处于高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态时，需要继续执行预设喷油策略以降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平；如果发动机已经处于稳定正常运行状态时，可以执行传统喷油策略，即可以从执行预设喷油策略切换至执行传统喷油策略。
此外，如图2和图3所示，上述步骤S100即所述“在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率”步骤之后，具体包括如下步骤：
S500、当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油次数；
S600、在直喷发动机执行预设喷油次数预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
S700、当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油次数切换至执行传统喷油次数；
其中，预设喷油次数大于传统喷油次数。
同理，如果检测到发动机处于高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态时，需要控制发动机执行预设喷油次数以降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平；如果检测到发动机处于稳定正常运行状态时，可以控制发动机执行传统喷油次数。而且，这种可以使得固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平降低的预设喷油次数可以预先标定设置。具体地，在本实施例中，预设喷油次数B1、传统喷油次数B2均为发动机喷油次数，且1<B2<3、1<B2<B1<5。此外，可通过电子控制单元ECU中设定的喷油次数控制逻辑图对喷油器的实际喷油次数进行控制。此外，上述直喷发动机执行预设喷油次数的预定时间可标定(如标定为d秒)。
同理，上述步骤S500即所述“当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油次数”步骤，具体包括如下步骤：
S510、预设标定进气压力升高率、标定油门踏板开度增大率及标定转速变化率，并判断得到的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率的状态；
S520、当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油次数；
S530、当检测到实测进气压力升高率未超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率未超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率未超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行传统喷油次数。
同理，当监测到直喷发动机达到了高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态时，需要控制控制直喷发动机执行降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量排放的预设喷油次数，以有效地降低发动机在此状态下的固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平；当监测到直喷发动机未达到高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态时，需要控制直喷发动机执行传统的喷油次数即可。
而且，同理，上述步骤S700即所述“当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油次数切换至执行传统喷油次数”步骤，具体包括如下步骤：
S710、判断再次检测得到的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率的状态；
S720、当再次检测得到的实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机继续执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油次数；
S730、当再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油次数切换至执行传统喷油次数。
同理，在执行预设喷油次数预定时间后，如果发动机仍然处于高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态时，需要继续执行预设喷油次数以降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平；如果发动机已经处于稳定正常运行状态时，可以执行传统喷油次数，即可以从执行预设喷油次数切换至执行传统喷油次数。
此外，如图2和图4所示，上述步骤S100即所述“在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率”步骤之后，具体包括如下步骤：
S800、当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油；
S900、当检测到实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角保持稳定运行时的首喷角不变进行喷油。
同理，如果检测到发动机处于高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态时，需要控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油，以降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平；如果检测到发动机处于稳定正常运行状态时，可以控制控制喷油首喷角保持稳定运行时的首喷角不变进行喷油。而且，这种可以使得固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平降低的控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油的方式，可以预先进行标定设置。
而且，上述步骤S800中所述“控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油”步骤，具体包括如下步骤：
S810、获取首喷角推迟上限标定值；
S820、控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟；
S830、当喷油首喷角推迟至首喷角推迟上限标定值时，控制喷油首喷角保持首喷角推迟上限标定值进行喷油。
具体地，可通过电子控制单元ECU中设定的喷油角度控制逻辑对喷油器进行喷油首喷角控制，ECU通过喷油角度控制逻辑对实际喷油首喷角进行控制时，可以保持喷油器喷油首喷角保持不变；电子控制单元ECU通过喷油角度控制逻辑对实际喷油首喷角进行控制时，可以令喷油器喷油首喷角以可标定推迟速率(如首喷角推迟速率V°/s)进行推迟，设置首喷角推迟上限标定值(如标定为e°)，首喷角推迟至e°后不再进行推迟。
而且，上述步骤S800即所述“当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油”步骤之后，具体包括如下步骤：
S1000、控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
S1100、当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角停止推迟、并以停止推迟时的首喷角进行喷油。
同理，在执行推迟喷油首喷角喷油预定时间后，如果发动机仍然处于高转速和高负载的热机状态负荷变化率较大状态时，需要继续执行推迟喷油首喷角喷油(首喷角推迟至e°后不再进行推迟))、以降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平；如果发动机已经处于稳定正常运行状态时，可以控制喷油首喷角停止推迟、并以停止推迟时的首喷角进行喷油。而且，上述直喷发动机执行喷油首喷角推迟的预定时间可标定(如标定为d秒)。
此外，上述步骤S200、步骤S300及步骤S400，可与上述步骤S500、步骤S600及步骤S700，以及上述步骤S800、步骤S900、步骤S1000及步骤S1100，可以同时进行或分开进行。即上述的预设喷油策略、预设喷油次数及喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油，可以同时进行，也可以各自分开进行。
此外，如图5所示，针对上述降低固体颗粒排放的控制方法，本发明提出一种降低固体颗粒排放的控制系统，包括：
第一发动机信息获取模块101，用于在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
第一发动机喷油控制模块102，与所述第一发动机信息获取模块101通信连接，用于当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略；
第二发动机信息获取模块103，与所述第一发动机喷油控制模块102通信连接，用于在直喷发动机执行预设喷油策略预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
第二发动机喷油控制模块104，与所述第二发动机信息获取模块103通信连接，用于当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油策略切换至执行传统喷油策略。
本实施例所述的降低固体颗粒排放的控制系统与上述的降低固体颗粒排放的控制方法相互对应，本实施例中降低固体颗粒排放的控制系统中各个模块的功能在相应的方法实施例中详细阐述，在此不再一一说明。
本发明提出的降低固体颗粒排放的控制方法及系统，通过在负荷变化率或转速变化率发生突变的前提下，对喷油策略、喷油次数及喷油首喷角进行控制改变，可有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的排放水平。而且，可以在不额外增加传感器或测量设备，就可以达到对固体悬浮微粒质量/颗粒数量PN排放的控制及优化；通过设置转速变化率、进气压力升高率及油门踏板开度增大率三个控制条件，以“或”的逻辑方式，对固体悬浮微粒质量/颗粒数量PN排放进行控制，可极大提高控制准确性，力求实现“0误判”；而且，通过设置转速变化率、进气压力升高率及油门踏板开度增大率三个控制条件，可缩短控制响应时间，提高固体悬浮微粒质量/颗粒数量PN排放控制的效率。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。
本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Ra ndomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CP U)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Ci rcuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模型，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模型，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种降低固体颗粒排放的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略；
在直喷发动机执行预设喷油策略预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油策略切换至执行传统喷油策略。
2.根据权利要求1所述的降低固体颗粒排放的控制方法，其特征在于，所述实测进气压力升高率为当前实测进气压力与上一个步长实测进气压力之差与对应时间的比值；
所述实测油门踏板开度增大率为当前实测油门踏板开度与上一个步长实测油门踏板开度之差与对应时间的比值；
所述实测转速变化率为当前实测转速与上一个步长实测转速之差与对应时间的比值。
3.根据权利要求1所述的降低固体颗粒排放的控制方法，其特征在于，所述“当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略”步骤，具体包括如下步骤：
预设标定进气压力升高率、标定油门踏板开度增大率及标定转速变化率，并判断得到的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率的状态；
当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略；
当检测到实测进气压力升高率未超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率未超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率未超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行传统喷油策略。
4.根据权利要求3所述的降低固体颗粒排放的控制方法，其特征在于，所述“控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略”步骤，具体包括如下步骤：
控制直喷发动机执行预设喷油策略时，获取直喷发动机的当前转速；
根据得到的当前转速、以及转速与最大喷油量限值对应的映射关系，获取当前转速对应的能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设需求喷油量；
根据得到的预设需求喷油量，控制喷油器以能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设需求喷油量进行喷油。
5.根据权利要求1所述的降低固体颗粒排放的控制方法，其特征在于，所述“在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率”步骤之后，具体包括如下步骤：
当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油次数；
在直喷发动机执行预设喷油次数预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油次数切换至执行传统喷油次数；
其中，预设喷油次数大于传统喷油次数。
6.根据权利要求1所述的降低固体颗粒排放的控制方法，其特征在于，所述“在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率”步骤之后，具体包括如下步骤：
当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油；
当检测到实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角保持稳定运行时的首喷角不变进行喷油。
7.根据权利要求6所述的降低固体颗粒排放的控制方法，其特征在于，所述“控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油”步骤，具体包括如下步骤：
获取首喷角推迟上限标定值；
控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟；
当喷油首喷角推迟至首喷角推迟上限标定值时，控制喷油首喷角保持首喷角推迟上限标定值进行喷油。
8.根据权利要求6所述的降低固体颗粒排放的控制方法，其特征在于，所述“当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟喷油”步骤，具体包括如下步骤：
控制喷油首喷角由稳定运行时的首喷角以标定推迟速率进行推迟预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制喷油首喷角停止推迟、并以停止推迟时的首喷角进行喷油。
9.一种降低固体颗粒排放的控制系统，其特征在于，包括：
第一发动机信息获取模块，用于在直喷发动机运行过程中，实时获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
第一发动机喷油控制模块，与所述第一发动机信息获取模块通信连接，用于当检测到实测进气压力升高率超过标定进气压力升高率、或实测油门踏板开度增大率超过标定油门踏板开度增大率、或实测转速变化率超过标定转速变化率时，控制直喷发动机执行能有效降低固体悬浮微粒质量/颗粒数量的预设喷油策略；
第二发动机信息获取模块，与所述第一发动机喷油控制模块通信连接，用于在直喷发动机执行预设喷油策略预定时间后，再次获取直喷发动机的实测进气压力升高率、实测油门踏板开度增大率及实测转速变化率；
第二发动机喷油控制模块，与所述第二发动机信息获取模块通信连接，用于当检测到再次检测得到的实测进气压力升高率不超过标定进气压力升高率、且实测油门踏板开度增大率不超过标定油门踏板开度增大率、且实测转速变化率不超过标定转速变化率时，控制直喷发动机由执行预设喷油策略切换至执行传统喷油策略。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如权利要1至8中任意一项所述降低固体颗粒排放的控制方法。
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| CN202110340227.0A Active CN112943430B (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 降低固体颗粒排放的控制方法、系统及存储介质 |
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| CN (1) | CN112943430B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113586271A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-02 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 汽油机瞬态燃烧粗糙声控制方法、系统及存储介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102086816A (zh) * | 2009-12-08 | 2011-06-08 | 福特环球技术公司 | 减少由发动机产生的微粒物质的系统和方法 |
| CN103032141A (zh) * | 2011-10-06 | 2013-04-10 | 现代自动车株式会社 | 废气处理装置 |
| CN105443258A (zh) * | 2014-09-24 | 2016-03-30 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于在瞬态事件期间调节燃料喷射参数来减少颗粒排放的系统和方法 |
| CN105604664A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-05-25 | 北京工业大学 | 基于obd检测数据的车辆排放远程监测系统 |
| EP2732141B1 (en) * | 2011-07-13 | 2017-03-08 | Umicore AG & Co. KG | Method and device for reactivating exhaust-gas purification systems of diesel engines with low-pressure egr |
-
2021
- 2021-03-30 CN CN202110340227.0A patent/CN112943430B/zh active Active
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