CN114320629A

CN114320629A - 一种阀门开度确定方法、装置、电子设备及存储介质

Info

Publication number: CN114320629A
Application number: CN202210205851.4A
Authority: CN
Inventors: 王新校; 陈雅琪; 栾军山; 姜鹏飞; 吴雪雷
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2022-03-04
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2042-03-04
Also published as: CN114320629B

Abstract

本申请涉及车辆控制技术领域，公开了一种阀门开度确定方法、装置、电子设备及存储介质，该方法包括：基于当前的发动机工况信息以及当前的出气管压力，确定脉冲压力范围；根据脉冲压力范围以及脉冲周期的脉冲波时间信息，确定在脉冲周期内各时刻的脉冲压力；针对脉冲周期中任一时刻，确定所述时刻的中冷器进口压力与环境压力之间的第一压差，并确定所述时刻的脉冲压力与后处理背压之间的第二压差；基于第一压差、第二压差以及放气阀的放气参数，确定所述放气阀在所述时刻的开度。本实施例基于放气阀处的中冷器进口压力与环境压力之间的第一压差、脉冲压力与后处理背压之间的第二压差，以及放气阀的放气参数，精准确定出放气阀的实时开度。

Description

一种阀门开度确定方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种阀门开度确定方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

一些发动机的增压器设置有放气阀，通过调整放气阀的阀门开度，改变对增压器涡轮做功的废气量，来调整增压器的转速、泵气损失等参数，从而优化油耗。

放气阀的阀门开度会随发动机工况自适应调整，放气阀的阀门开度对于涡轮运行评估（如涡轮运行区域评估）、发动机性能评估以及发动机控制（如发动机进气量控制）等具有重要意义，然而现有技术中还没有计算增压器放气阀的阀门开度的方式。

综上，目前亟需一种能够准确确定出增压器放气阀的阀门开度的方式。

发明内容

本申请提供了一种阀门开度确定方法、装置、电子设备以及存储介质，用以准确确定出增压器放气阀的阀门开度。

第一方面，本申请实施例提供一种阀门开度确定方法，所述方法包括：

基于当前的发动机工况信息以及当前的出气管压力，确定脉冲压力范围；

根据所述脉冲压力范围以及脉冲周期的脉冲波时间信息，确定在脉冲周期内各时刻的脉冲压力；

针对所述脉冲周期中任一时刻，确定所述时刻的中冷器进口压力与环境压力之间的第一压差，并确定所述时刻的脉冲压力与后处理背压之间的第二压差；

基于所述第一压差、所述第二压差以及放气阀的放气参数，确定所述放气阀在所述时刻的开度。

上述方案，由于放气阀会在多个压力下自适应平衡，因此，基于放气阀处的中冷器进口压力与环境压力之间的第一压差、脉冲压力与后处理背压之间的第二压差，以及放气阀的放气参数，可以精准确定出放气阀的实时开度；由于排气侧的压力随着排气门的开启与关闭以一定规律脉动重复出现，而出气管压力只是排气侧平均压力，并不等同于上述脉冲压力，因此，通过当前的发动机工况信息以及当前的出气管压力，确定在当前工况下的脉冲压力范围，进而根据该脉冲压力范围以及脉冲周期的脉冲波时间信息，精准地确定出在脉冲周期内各时刻的脉冲压力。

在一些可选的实施方式中，所述发动机工况信息包括发动机转速以及喷油量；基于当前的发动机工况信息以及当前的出气管压力，确定脉冲压力范围，包括：

基于预设的第一对应关系，确定当前的发动机转速以及喷油量对应的目标波峰系数以及目标波谷系数；所述第一对应关系包括发动机转速、喷油量、波峰系数以及波谷系数之间的对应关系；

基于所述目标波峰系数对所述当前的出气管压力进行调整，得到所述脉冲压力范围的最大值；以及，基于所述目标波谷系数对所述当前的出气管压力进行调整，得到所述脉冲压力范围的最小值。

上述方案，通过预设发动机转速、喷油量、波峰系数以及波谷系数之间的对应关系，基于该对应关系即可精准地确定出在当前工况下的目标波峰系数以及目标波谷系数；波峰系数与脉冲压力范围的最大值之间有关联关系，波谷系数与脉冲压力范围的最小值之间有关联关系，因此，基于目标波峰系数对当前的出气管压力进行调整，即可得到脉冲压力范围的最大值；基于目标波谷系数对当前的出气管压力进行调整，即可得到脉冲压力范围的最小值。

在一些可选的实施方式中，通过以下方式确定所述时刻的中冷器进口压力：

基于预设的第二对应关系，确定所述时刻的中冷器流量对应的第三压差；其中，所述第二对应关系包括中冷器流量与中冷器压差之间的对应关系；

将所述时刻的进气管压力与所述第三压差之和，确定为所述时刻的中冷器进口压力。

上述方案，通过预设中冷器流量与中冷器压差之间的对应关系，基于该对应关系即可确定该时刻的中冷器压差，从而精准方便地确定该时刻的中冷器进口压力。

在一些可选的实施方式中，通过以下方式确定后处理背压：

基于预设的第三对应关系，确定所述时刻的出气管流量对应的第四压差；其中，所述第三对应关系包括出气管流量与后处理压差之间的对应关系；

将所述时刻的环境压力与所述第四压差之和，确定为所述时刻的后处理背压。

上述方案，通过预设出气管流量与后处理压差之间的对应关系，基于该对应关系即可确定该时刻的后处理压差，从而精准方便地确定该时刻的后处理背压。

在一些可选的实施方式中，确定放气阀在所述时刻的开度之后，还包括：

基于所述放气阀在所述脉冲周期中各时刻的开度，确定所述放气阀在所述脉冲周期的目标开度。

上述方案，基于放气阀在脉冲周期中各时刻的开度，确定出放气阀在整个脉冲周期的目标开度，便于后续基于该目标开度对各项运行参数进行评估以及控制。

第二方面，本申请实施例提供一种阀门开度确定装置，包括：

脉冲压力确定模块，用于基于当前的发动机工况信息以及当前的出气管压力，确定脉冲压力范围；

所述脉冲压力确定模块，还用于根据所述脉冲压力范围以及脉冲周期的脉冲波时间信息，确定在脉冲周期内各时刻的脉冲压力；

开度确定模块，用于针对所述脉冲周期中任一时刻，确定所述时刻的中冷器进口压力与环境压力之间的第一压差，并确定所述时刻的脉冲压力与后处理背压之间的第二压差；

所述开度确定模块，还用于基于所述第一压差、所述第二压差以及放气阀的放气参数，确定所述放气阀在所述时刻的开度。

在一些可选的实施方式中，所述发动机工况信息包括发动机转速以及喷油量；所述脉冲压力确定模块，具体用于：

在一些可选的实施方式中，通过以下方式确定后处理背压：

在一些可选的实施方式中，确定放气阀在所述时刻的开度之后，所述开度确定模块还用于：

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器和存储器；

其中，所述存储器存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如第一方面任一项所述的阀门开度确定方法。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面任一项所述的阀门开度确定方法。

另外，第二方面至第四方面中任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

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要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的系统架构图；

图2为本申请实施例提供的第一种阀门开度确定方法的示意流程图；

图3为本申请实施例提供的脉冲压力示意图；

图4为本申请实施例提供的放气阀受力示意图；

图5为本申请实施例提供的第二种阀门开度确定方法的示意流程图；

图6为本申请实施例提供的放气阀的实时开度示意图；

图7为本申请实施例提供的阀门开度确定装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的电子设备的示意框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语 “连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个器件内部的连通。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。

基于此，本申请实施例提供了一种阀门开度确定方法、装置、电子设备以及存储介质，该方法包括：基于当前的发动机工况信息以及当前的出气管压力，确定脉冲压力范围；根据所述脉冲压力范围以及脉冲周期的脉冲波时间信息，确定在脉冲周期内各时刻的脉冲压力；针对所述脉冲周期中任一时刻，确定所述时刻的中冷器进口压力与环境压力之间的第一压差，并确定所述时刻的脉冲压力与后处理背压之间的第二压差；基于所述第一压差、所述第二压差以及放气阀的放气参数，确定所述放气阀在所述时刻的开度。

参阅图1所示，为本实施例提供的增压器系统架构图，该系统中包括压气机110、中冷器120、进气管130、多个发动机气缸（图1以气缸141、气缸142、气缸143、气缸144、气缸145以及气缸146为例，实施中可以有更多或更少的气缸）、出气管150、涡轮160以及放气阀170。

气体经过压气机进入中冷器；中冷器排出的气体与气缸喷油进入出气管；在放气阀打开时出气管排出的气体一部分经过放气阀进入后处理，另一部分对涡轮做工后进入后处理。

实施中，出气管处可设置压力传感器，用于采集出气管压力（由于排气侧的压力随着排气门的开启与关闭以一定规律脉动重复出现，而采集的出气管压力只是排气侧平均压力，并不等同于脉冲压力）。

上述系统架构图只是示例性说明，本申请实施例对系统的具体实现方式不做限定。

下面将结合附图及具体实施例，对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

本申请实施例提供了第一种阀门开度确定方法，如图2所示，该方法可以包括：

步骤S201：基于当前的发动机工况信息以及当前的出气管压力，确定脉冲压力范围。

如上所述，排气侧的压力随着排气门的开启与关闭以一定规律脉动重复出现，而出气管压力只是排气侧平均压力，并不等同于上述脉冲压力，脉冲压力范围还会受发动机工况的影响。

基于此，本实施例需要基于当前的发动机工况信息以及当前的出气管压力，确定脉冲压力范围，即脉冲压力范围的最大值（波峰）以及脉冲压力范围的最小值（波谷）。

步骤S202：根据所述脉冲压力范围以及脉冲周期的脉冲波时间信息，确定在脉冲周期内各时刻的脉冲压力。

本实施例，在确定脉冲压力范围后，还需要参考脉冲周期的脉冲波时间信息（即各脉冲波对应脉冲周期的哪段时间），才能确定在脉冲周期内脉冲压力的走势，即各时刻的脉冲压力。

实施中，一个脉冲周期中脉冲波的数量与发动机气缸数量是对应的；且除第一个脉冲波之外，其他脉冲波所占时长是相同的，参阅图3所示：

第一个脉冲波所占时长为一个开启持续期，其他脉冲波所占时长为一个发火间隔；

根据上述开启持续期以及发火间隔，依次确定脉冲周期的各脉冲波时间信息。

上述开启持续期可根据实际应用场景进行设置，如将开启持续期设置为200°-260°；上述发火间隔可根据基于发动机气缸数量进行设置，如将发火间隔设置为（720/N）°，其中N为发动机气缸数量。

步骤S203：针对所述脉冲周期中任一时刻，确定所述时刻的中冷器进口压力与环境压力之间的第一压差，并确定所述时刻的脉冲压力与后处理背压之间的第二压差。

参阅图4所示，放气阀会受到中冷器进口压力P1、环境压力P2、脉冲压力P3与后处理背压P4这四个压力影响，且中冷器进口压力与环境压力之间产生压差，脉冲压力与后处理背压之间产生压差；由于放气阀在这四个压力下自适应平衡，要确定放气阀的开度，需要先确定上述两个压差。

步骤S204：基于所述第一压差、所述第二压差以及放气阀的放气参数，确定所述放气阀在所述时刻的开度。

本实施例对放气阀的放气参数的具体实现方式不做限定，示例性的，放气阀的放气参数包括：放气阀弹簧刚度，放气孔面积，弹簧预紧力，放气阀顶部膜片面积，压端力臂，涡轮端力臂，放气阀初始安装角度；

基于下述公式确定放气阀的实时开度

：

；

其中，P1为中冷器进口压力，P2为环境压力，P3为脉冲压力，P4为后处理背压；k为放气阀弹簧刚度，S2为放气孔面积，F为弹簧预紧力，S1为放气阀顶部膜片面积，L1为压端力臂，L2为涡轮端力臂，α为放气阀初始安装角度。

一些可选的实施方式中，所述发动机工况信息包括发动机转速以及喷油量；上述步骤S201可通过但不限于如下方式实现：

本实施例，发动机工况会影响波峰系数以及波谷系数，即不同工况下对应了不同的波峰系数以及波谷系数，通过预设发动机转速、喷油量、波峰系数以及波谷系数之间的对应关系，基于该对应关系即可精准地确定出在当前工况下的目标波峰系数以及目标波谷系数；进而基于目标波峰系数对当前的出气管压力进行调整，得到脉冲压力范围的最大值；基于目标波谷系数对当前的出气管压力进行调整，得到脉冲压力范围的最小值。

示例性的，脉冲压力范围的最大值P_peak=C_pulse*P+P；其中，P为当前的出气管压力，C_pulse为目标波峰系数；

脉冲压力范围的最小值P_tough=P-C_Trough*P；其中，P为当前的出气管压力，C_Trough为目标波谷系数。

一些可选的实施方式中，通过以下方式确定所述时刻的中冷器进口压力：

实施中，可在上述进气管处设置压力传感器，用于采集进气管压力；基于该进气管压力与该时刻的中冷器压差可以确定出中冷器进口压力，基于此，需要确定出该时刻的中冷器压差（上述第三压差）；

由于中冷器流量会影响中冷器压差，通过预设中冷器流量与中冷器压差之间的对应关系，基于该对应关系即可确定上述第三压差。

一些可选的实施方式中，通过以下方式确定后处理背压：

实施中，可基于该时刻的环境压力与该时刻的后处理压差可以确定出后处理背压，基于此，需要确定出该时刻的后处理压差（上述第四压差）；

由于出气管流量会影响后处理压差，通过预设出气管流量与后处理压差之间的对应关系，基于该对应关系即可确定上述第四压差。

本申请实施例提供了第二种阀门开度确定方法，如图5所示，该方法可以包括：

步骤S501：基于当前的发动机工况信息以及当前的出气管压力，确定脉冲压力范围。

步骤S502：根据所述脉冲压力范围以及脉冲周期的脉冲波时间信息，确定在脉冲周期内各时刻的脉冲压力。

步骤S503：针对所述脉冲周期中任一时刻，确定所述时刻的中冷器进口压力与环境压力之间的第一压差，并确定所述时刻的脉冲压力与后处理背压之间的第二压差。

步骤S504：基于所述第一压差、所述第二压差以及放气阀的放气参数，确定所述放气阀在所述时刻的开度。

该步骤S501~S504的具体实现方式可参照上述实施例，此处不再赘述。

步骤S505：基于所述放气阀在所述脉冲周期中各时刻的开度，确定所述放气阀在所述脉冲周期的目标开度。

参阅图6所示，在一个脉冲周期内，放气阀的实时开度一直在变化，可基于放气阀在脉冲周期中各时刻的开度，确定放气阀在整个脉冲周期的目标开度。

示例性的，放气阀在脉冲周期的目标开度D=

；其中，T为脉冲周期的总时长，

为对放气阀在脉冲周期中的实时开度进行积分得到的积分结果。

如图7所示，基于相同的发明构思，本申请实施例提供一种阀门开度确定装置700，包括：

脉冲压力确定模块701，用于基于当前的发动机工况信息以及当前的出气管压力，确定脉冲压力范围；

所述脉冲压力确定模块701，还用于根据所述脉冲压力范围以及脉冲周期的脉冲波时间信息，确定在脉冲周期内各时刻的脉冲压力；

开度确定模块702，用于针对所述脉冲周期中任一时刻，确定所述时刻的中冷器进口压力与环境压力之间的第一压差，并确定所述时刻的脉冲压力与后处理背压之间的第二压差；

所述开度确定模块702，还用于基于所述第一压差、所述第二压差以及放气阀的放气参数，确定所述放气阀在所述时刻的开度。

在一些可选的实施方式中，所述发动机工况信息包括发动机转速以及喷油量；所述脉冲压力确定模块701，具体用于：

在一些可选的实施方式中，通过以下方式确定后处理背压：

在一些可选的实施方式中，确定放气阀在所述时刻的开度之后，所述开度确定模块702还用于：

由于该装置即是本申请实施例中的方法中的装置，并且该装置解决问题的原理与该方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图8所示，基于相同的发明构思，本申请实施例提供一种电子设备800，包括：处理器801和存储器802；

存储器802可以是易失性存储器（volatile memory），例如随机存取存储器（random-access memory，RAM）；存储器802也可以是非易失性存储器（non-volatilememory），例如只读存储器，快闪存储器（flash memory），硬盘（hard disk drive，HDD）或固态硬盘（solid-state drive，SSD）；或者存储器802是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器802可以是上述存储器的组合。

处理器801，可以包括一个或多个中央处理单元（central processing unit，CPU），图形处理单元（Graphics Processing Unit，GPU）或者数字处理单元等等。

本申请实施例中不限定上述存储器802和处理器801之间的具体连接介质。本申请实施例在图8中以存储器802和处理器801之间通过总线803连接，总线803在图8中以粗线表示，所述总线803可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，所述存储器802存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器801执行时，使得所述处理器801执行下列过程：

在一些可选的实施方式中，所述发动机工况信息包括发动机转速以及喷油量；所述处理器801具体执行：

在一些可选的实施方式中，通过以下方式确定后处理背压：

在一些可选的实施方式中，确定放气阀在所述时刻的开度之后，所述处理器801还执行：

由于该电子设备即是执行本申请实施例中的方法的电子设备，并且该电子设备解决问题的原理与该方法相似，因此该电子设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述阀门开度确定方法的步骤。其中，可读存储介质可以为非易失可读存储介质。

以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置（系统）和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。

相应地，还可以用硬件和/或软件（包括固件、驻留软件、微码等）来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种阀门开度确定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发动机工况信息包括发动机转速以及喷油量；基于当前的发动机工况信息以及当前的出气管压力，确定脉冲压力范围，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定所述时刻的中冷器进口压力：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定后处理背压：

5.根据权利要求1~4任一所述的方法，其特征在于，确定放气阀在所述时刻的开度之后，还包括：

6.一种阀门开度确定装置，其特征在于，该装置包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述发动机工况信息包括发动机转速以及喷油量；所述脉冲压力确定模块，具体用于：

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，通过以下方式确定所述时刻的中冷器进口压力：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；

其中，所述存储器存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1~5任一项所述的阀门开度确定方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1~5任一项所述的阀门开度确定方法。