CN114704389A - 目标进气密度控制方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种目标进气密度控制方法、装置、设备及可读存储介质，目标进气密度控制方法包括：获取初始目标进气密度；基于PI控制方法，计算得到P项的目标进气密度；确定I项的目标进气密度；将所述P项的目标进气密度和所述I项的目标进气密度进行求和计算，得到优化后的目标进气密度；限定所述优化后的目标进气密度，得到最终的目标进气密度；将所述最终的目标进气密度用于节气门开度的控制。本发明中，将最终的目标进气密度用于节气门开度的控制，由于节气门控制精度高且没有响应迟滞，因此可以通过节气门高效的实现目标进气密度，在目标进气密度和实际进气密度之间形成了动态的闭环控制调节，很好的解决了发动机进气系统的时滞问题。

Description

目标进气密度控制方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及发动机控制技术领域，尤其涉及一种目标进气密度控制方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
发动机进气系统将大气的气体传输到气缸，进气系统弯曲复杂，以及发动机运行工况瞬息万变，导致进气系统的气量控制会响应迟滞，时滞作为工业被控对象所具有的普遍特性，很大程度上制约着发动机进气控制系统的控制效果，因此，对目标进气密度进行实时的修正调节非常有必要，而节气门的控制精度高，且没有响应迟滞的缺点，因此，可通过节气门实现对进气量的高效控制。
在现有公开的专利技术中，专利申请公布号CN103711596A《一种涡轮增压汽油机进气控制方法》建立了目标进气量和目标节气门开度的方程，并采用神经网络控制废气排气阀，但未对目标进气量进行闭环的控制优化。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种目标进气密度控制方法、装置、设备及可读存储介质，旨在解决针对发动机进气系统的时滞现象，对目标进气密度的控制调节不够实时精准的技术问题。
第一方面，本发明提供一种目标进气密度控制方法，所述目标进气密度控制方法包括：
获取初始目标进气密度；
基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，计算得到P项的目标进气密度；
基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，确定I项的目标进气密度；
将所述P项的目标进气密度和所述I项的目标进气密度进行求和计算，得到优化后的目标进气密度；
基于发动机所允许的进气密度范围，限定所述优化后的目标进气密度，得到最终的目标进气密度；
将所述最终的目标进气密度用于节气门开度的控制。
可选的，所述基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，计算得到P项的目标进气密度包括：
基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，通过公式计算得到P项的目标进气密度，计算公式为：
rhoP＝kP×rhoErr，其中，
Figure BDA0003572919390000021
其中，rhoP为P项的目标进气密度，kP为P项的控制因子，rhoErr为所述初始目标进气密度rho和实际进气密度rhoAct之差，时间系数fP根据标定的fP与rhoErr的关系表确定，τAir为进气系统时间常数，根据标定的发动机转速nEng、初始目标进气密度rho及进气系统时间常数τAir的关系表确定，λ为进气量PI动态控制的滤波常数。
可选的，所述进气量PI动态控制的滤波常数λ的确定方法具体为：
检测增压控制闭环是否处于激活状态；
当增压控制闭环不是处于激活状态时，进气量PI动态控制的滤波常数λ根据标定的发动机转速n、初始目标进气密度rho及进气量PI动态控制的滤波常数λ的关系表确定；
当增压控制闭环处于激活状态时，进气量PI动态控制的滤波常数λ根据标定的节气门入口实际气体压力与目标进气压力之差MapDiff、发动机转速n、及进气量PI动态控制的滤波常数λ的关系表确定。
可选的，所述基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，确定I项的目标进气密度包括：
基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，通过判断复位条件是否满足，确定I项的目标进气密度的原始值；
基于标定的范围表，限定所述I项的目标进气密度的原始值，得到I项的目标进气密度，所述标定的范围表标定了发动机转速n、初始目标进气密度rho及I项的目标进气密度的原始值的最大值的对应关系。
可选的，所述基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，通过判断复位条件是否满足，确定I项的目标进气密度的原始值包括：
判断复位条件是否满足；
若复位条件满足，则将所述初始目标进气密度和实际进气密度之差作为I项的目标进气密度的原始值；
若复位条件不满足，则通过计算得到I项的目标进气密度的原始值，计算公式为：rhoIRaw＝rhoI(z)+ΔrhoI
其中，rhoIRaw为I项的目标进气密度的原始值，rhoI(z)为上个周期的I项的目标进气密度rhoI，I项的累加项ΔrhoI根据I项的累加项的未被限制值及限制值共同确定。
可选的，所述判断复位条件是否满足包括：
检测是否满足预设条件，预设条件包括：
节气门处于全开状态；
节气门退出全开状态的时间小于或等于预设时间，所述预设时间根据标定的节气门退出全开后的发动机燃烧次数、节气门退出全开后的进气口温度的最高值及所述预设时间的关系表确定；
节气门未全开，但节气门实际开度与目标开度之差大于预设开度；
发动机处于启动或停机状态；
若以上预设条件至少满足一个，则判断复位条件满足，否则判断复位条件不满足。
可选的，所述I项的累加项ΔrhoI根据I项的累加项的未被限制值及限制值共同确定包括：
通过计算得到I项的累加项的未被限制值ΔrhoIUnLim，计算公式为：
ΔrhoIUnLim＝kI×rhoErr×Δt
其中，kI为I项的控制因子，
Figure BDA0003572919390000031
时间系数fI根据标定的初始目标进气密度rho的变化率和实际进气密度rhoAct的变化率两者的绝对值的最大值d_rhoDiffMax与fI的关系表确定，λ为进气量PI动态控制的滤波常数；
若上个周期P项的目标进气密度和I项的目标进气密度之和，达到发动机所允许的最大进气密度，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的P项的目标进气密度和I项的目标进气密度之和，达到发动机所允许的最小进气密度，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若上个周期的I项的目标进气密度的原始值的绝对值，达到I项的目标进气密度的原始值的最大值，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的I项的目标进气密度的原始值的绝对值，达到I项的目标进气密度的原始值的最小值，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若上个周期的节气门开度达到最大开度，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的节气门开度达到最小开度，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若节气门出口气体压力与节气门入口气体压力的比值超过预设压比，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值。
第二方面，本发明还提供一种目标进气密度控制装置，所述目标进气密度控制装置包括：
获取模块，用于获取初始目标进气密度；
第一计算模块，用于基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，计算得到P项的目标进气密度；
确定模块，用于基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，确定I项的目标进气密度；
第二计算模块，用于将所述P项的目标进气密度和所述I项的目标进气密度进行求和计算，得到优化后的目标进气密度；
限定模块，用于基于发动机所允许的进气密度范围，限定所述优化后的目标进气密度，得到最终的目标进气密度；
控制模块，用于将所述最终的目标进气密度用于节气门开度的控制。
第三方面，本发明还提供一种目标进气密度控制设备，所述目标进气密度控制设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的目标进气密度控制程序，其中所述目标进气密度控制程序被所述处理器执行时，实现如上述所述的目标进气密度控制方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有目标进气密度控制程序，其中所述目标进气密度控制程序被处理器执行时，实现如上述所述的目标进气密度控制方法的步骤。
本发明中，获取初始目标进气密度；基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，计算得到P项的目标进气密度；基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，确定I项的目标进气密度；将所述P项的目标进气密度和所述I项的目标进气密度进行求和计算，得到优化后的目标进气密度；基于发动机所允许的进气密度范围，限定所述优化后的目标进气密度，得到最终的目标进气密度；将所述最终的目标进气密度用于节气门开度的控制。通过本发明，基于初始目标进气密度，采用PI控制方法，分别得到P项的目标进气密度和I项的目标进气密度，将P项的目标进气密度和I项的目标进气密度进行求和后得到优化后的目标进气密度，再基于发动机允许的进气密度范围，对优化后的目标进气密度进行限定，得到最终的目标进气密度，将最终的目标进气密度用于节气门开度的控制，由于节气门具有控制精度高且没有响应迟滞的特点，因此可以通过对节气门开度的控制高效的实现目标进气密度，在目标进气密度和实际进气密度之间形成了动态的闭环控制调节，很好的解决了发动机进气系统的时滞问题，有效的提升了发动机的进气控制系统的鲁棒性和动态稳定性。
附图说明
图1为本发明目标进气密度控制设备一实施例的硬件结构示意图；
图2为本发明目标进气密度控制方法一实施例的流程示意图；
图3为本发明目标进气密度控制装置一实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一方面，本发明实施例提供一种目标进气密度控制设备。
参照图1，图1为本发明目标进气密度控制设备一实施例的硬件结构示意图。本发明实施例中，目标进气密度控制设备可以包括处理器1001(例如中央处理器CentralProcessing Unit，CPU)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真WIreless-FIdelity，WI-FI接口)；存储器1005可以是高速随机存取存储器(random access memory，RAM)，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
继续参照图1，图1中作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及目标进气密度控制程序。其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的目标进气密度控制程序，并执行本发明实施例提供的目标进气密度控制方法。
第二方面，本发明实施例提供了一种目标进气密度控制方法。
为了更清楚地展示本申请实施例提供的目标进气密度控制方法，首先介绍一下本申请实施例提供的目标进气密度控制方法的应用场景。
本申请实施例提供的目标进气密度控制方法应用在发动机的进气系统中，对目标进气密度进行实时高效的控制调节，应对发动机进气控制系统存在的时滞性问题。
一实施例中，参照图2，图2为本发明目标进气密度控制方法一实施例的流程示意图，如图2所示，目标进气密度控制方法包括：
步骤S10，获取初始目标进气密度。
本实施例中，发动机为了及时的响应动力需求需要实时的对发动机的进气系统的进气量进行相应的控制调节，这里将发动机的进气系统所实时需要的进气密度作为初始目标进气密度。
步骤S20，基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，计算得到P项的目标进气密度。
本实施例中，所使用的PI控制方法的完整部分为PID比例-积分-微分(Proportion-integral-derivative)，在工业自动化控制系统中具有广泛的应用，具有结构简单、容易实现、鲁棒性好等诸多优点，在本实施例中，由于节气门的动作响应快速，因此无需对D项的目标进气密度进行调节，这里是根据初始目标进气密度，计算P项的目标进气密度。
步骤S30，基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，确定I项的目标进气密度。
本实施例中，基于PI控制方法，根据初始目标进气密度，确定I项的目标进气密度。
步骤S40，将所述P项的目标进气密度和所述I项的目标进气密度进行求和计算，得到优化后的目标进气密度。
本实施例中，将P项的目标进气密度和I项的目标进气密度进行相加，即得到优化后的目标进气密度。
步骤S50，基于发动机所允许的进气密度范围，限定所述优化后的目标进气密度，得到最终的目标进气密度。
本实施例中，最终的目标进气密度需要被限制在发动机所允许的最大和最小进气密度范围内，以避免进气量过大发动机出现爆震的现象或者进气量过小发动机出现熄火的现象。
步骤S60，将所述最终的目标进气密度用于节气门开度的控制。
本实施例中，得到最终的目标进气密度即可以得到最终的目标进气量，可以通过对节气门的开度大小进行控制，以完成目标进气量。
本实施例中，经过测试验证，使用本实施例的目标进气密度控制方法可以达到以下效果：实际进气量与优化后的目标进气量的响应精度范围在±2％以内，同时可以保证在整车道路测试下的扭矩精度达到：当请求目标扭矩在100Nm以内时，扭矩精度(即实际扭矩和请求目标扭矩的偏差除以请求目标扭矩)范围在±3％以内，当请求目标扭矩超过100Nm时，扭矩精度(请求目标扭矩与实际扭矩之差)范围在±5Nm以内。
进一步地，一实施例中，步骤S20包括：
基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，通过公式计算得到P项的目标进气密度，计算公式为：
rhoP＝kP×rhoErr，其中，
Figure BDA0003572919390000081
其中，rhoP为P项的目标进气密度，kP为P项的控制因子，rhoErr为所述初始目标进气密度rho和实际进气密度rhoAct之差，时间系数fP根据标定的fP与rhoErr的关系表确定，τAir为进气系统时间常数，根据标定的发动机转速nEng、初始目标进气密度rho及进气系统时间常数τAir的关系表确定，λ为进气量PI动态控制的滤波常数。
本实施例中，进气系统时间常数τAir，反映了进气系统的气路扭矩迟滞，即从请求进气到气量经过节气门进入气缸燃烧做功的时间延时，由发动机转速和初始目标进气密度共同决定，发动机转速越小或者初始目标进气密度越小，进气系统时间常数越大，标定的发动机转速nEng、初始目标进气密度rho及进气系统时间常数τAir的关系表参阅表1所示，表1为发动机转速nEng、初始目标进气密度rho及进气系统时间常数τAir的标定关系表。
表1.
Figure BDA0003572919390000082
标定的fP与rhoErr的关系表参阅表2所示，表2为时间系数fP与rhoErr的标定关系表。
表2.
rho<sub>Err</sub>(mgpl) -5 -3 -1 0 1 3 5
f<sub>P</sub> 1 0.4 0.1 0 0.08 0.32 1
进一步地，一实施例中，步骤S20中所述进气量PI动态控制的滤波常数λ的确定方法具体为：
检测增压控制闭环是否处于激活状态；
当增压控制闭环不是处于激活状态时，进气量PI动态控制的滤波常数λ根据标定的发动机转速n、初始目标进气密度rho及进气量PI动态控制的滤波常数λ的关系表确定；
当增压控制闭环处于激活状态时，进气量PI动态控制的滤波常数λ根据标定的节气门入口实际气体压力与目标进气压力之差MapDiff、发动机转速n、及进气量PI动态控制的滤波常数λ的关系表确定。
本实施例中，进气量PI动态控制的滤波常数λ体现的是气体流量从节气门进入气缸的反应时间，在增压系统闭环控制激活时，通过增压器和节气门的共同作用，可以有效提高进气压力的精度，从而提高了进气反应时间，基于此，在整车测试下分别标定在两种工作模式下的进气量PI动态控制的滤波常数λ，标定的发动机转速n、初始目标进气密度rho及进气量PI动态控制的滤波常数λ的关系表参阅表3所示，表3为发动机转速n、初始目标进气密度rho及进气量PI动态控制的滤波常数λ的标定关系表。
表3.
Figure BDA0003572919390000091
Figure BDA0003572919390000101
标定的节气门入口实际气体压力与目标进气压力之差MapDiff、发动机转速n、及进气量PI动态控制的滤波常数λ的关系表参阅表4所示，表4为节气门入口实际气体压力与目标进气压力之差MapDiff、发动机转速n、及进气量PI动态控制的滤波常数λ的标定关系表。
表4.
Figure BDA0003572919390000102
进一步地，一实施例中，步骤S30包括：
步骤S301，基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，通过判断复位条件是否满足，确定I项的目标进气密度的原始值；
步骤S302，基于标定的范围表，限定所述I项的目标进气密度的原始值，得到I项的目标进气密度，所述标定的范围表标定了发动机转速n、初始目标进气密度rho及I项的目标进气密度的原始值的最大值的对应关系。
本实施例中，根据复位条件是否满足来确定相应的I项的目标进气密度的原始值如何取值，进一步的根据标定范围表来限定I项的目标进气密度的原始值，以避免I项的调节过大而出现积分饱和的现象，这里的限定具体为：I项的目标进气密度的原始值以标定范围表中的对应值作为最大值，即限定I项的目标进气密度的原始值的绝对值不能超出最大值的范围，当超出时分为两种情况来确定I项的目标进气密度的原始值，若I项的目标进气密度的原始值为正值，则取标定范围表中的对应值的正值作为I项的目标进气密度的原始值，若I项的目标进气密度的原始值为负值，则取标定范围表中的对应值的负值作为I项的目标进气密度的原始值。标定的范围表参阅表5所示，表5为发动机转速n、初始目标进气密度rho及I项的目标进气密度的原始值的最大值的标定关系表。
表5.
Figure BDA0003572919390000111
进一步地，一实施例中，步骤S301包括：
步骤S3011，判断复位条件是否满足；
步骤S3012，若复位条件满足，则将所述初始目标进气密度和实际进气密度之差作为I项的目标进气密度的原始值；
步骤S3013，若复位条件不满足，则通过计算得到I项的目标进气密度的原始值，计算公式为：rhoIRaw＝rhoI(z)+ΔrhoI
其中，rhoIRaw为I项的目标进气密度的原始值，rhoI(z)为上个周期的I项的目标进气密度rhoI，I项的累加项ΔrhoI根据I项的累加项的未被限制值及限制值共同确定。
本实施例中，根据复位条件是否满足来确定相应的I项的目标进气密度的原始值如何取值，分为两种情况，这里的主要区别是当复位条件满足时，则不对I项的目标进气密度的原始值进行累加计算，将所述初始目标进气密度和实际进气密度之差作为I项的目标进气密度的原始值，不满足时需要进行累加计算，以使得的到I项的目标进气密度的原始值更为准确。
进一步地，一实施例中，步骤S3011包括：
检测是否满足预设条件，预设条件包括：
节气门处于全开状态；
节气门退出全开状态的时间小于或等于预设时间，所述预设时间根据标定的节气门退出全开后的发动机燃烧次数、节气门退出全开后的进气口温度的最高值及所述预设时间的关系表确定；
节气门未全开，但节气门实际开度与目标开度之差大于预设开度；
发动机处于启动或停机状态；
若以上预设条件至少满足一个，则判断复位条件满足，否则判断复位条件不满足。
本实施例中，节气门处于全开状态时无节流作用，无法通过节气门来控制进气密度即进气量，需要通过增压系统来实现进气压力的调节，从而实现进气量的达成，因此将节气门处于全开状态作为满足复位的条件之一。本实施例中，预设时间根据节气门退出全开后的发动机燃烧次数和节气门退出全开后的进气口温度的最高值来共同决定，发动机每燃烧一次，进气门开启一次，从而造成进气系统的逐步体积增大，燃烧次数较短时系统控制不稳定，进气口温度越低，气体流动性越差，所需要的预设时间越长，避免过早地进入复位而导致的气体流动性差系统不稳定，因此将节气门退出全开状态的时间小于或等于预设时间作为满足复位的条件之一。标定的节气门退出全开后的发动机燃烧次数、节气门退出全开后的进气口温度的最高值及所述预设时间的关系表参阅表6所示，表6为节气门退出全开后的发动机燃烧次数、节气门退出全开后的进气口温度的最高值及所述预设时间的标定关系表。
表6.
Figure BDA0003572919390000121
本实例中，预设开度取值2％，在实际节气门开度相对目标节气门开度过大时，此时目标进气密度需要进入初始化阶段，限制目标进气密度的变化，因此将节气门未全开，但节气门实际开度与目标开度之差大于预设开度作为满足复位的条件之一。本实例中，发动机处于起动或停机状态，起动过程气量控制为开环控制，停机无需进行气量控制，因此将发动机处于启动或停机状态作为满足复位的条件之一。
进一步地，一实施例中，步骤S301中所述I项的累加项ΔrhoI根据I项的累加项的未被限制值及限制值共同确定包括：
通过计算得到I项的累加项的未被限制值ΔrhoIUnLim，计算公式为：
ΔrhoIUnLim＝kI×rhoErr×Δt
其中，kI为I项的控制因子，
Figure BDA0003572919390000131
时间系数fI根据标定的初始目标进气密度rho的变化率和实际进气密度rhoAct的变化率两者的绝对值的最大值d_rhoDiffMax与fI的关系表确定，λ为进气量PI动态控制的滤波常数；
若上个周期P项的目标进气密度和I项的目标进气密度之和，达到发动机所允许的最大进气密度，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的P项的目标进气密度和I项的目标进气密度之和，达到发动机所允许的最小进气密度，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若上个周期的I项的目标进气密度的原始值的绝对值，达到I项的目标进气密度的原始值的最大值，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的I项的目标进气密度的原始值的绝对值，达到I项的目标进气密度的原始值的最小值，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若上个周期的节气门开度达到最大开度，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的节气门开度达到最小开度，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若节气门出口气体压力与节气门入口气体压力的比值超过预设压比，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值。
本实施例中，首先通过计算得到I项的累加项的未被限制值，进一步的使用I项的累加项的限制值来限制I项的累加项的最大和最小取值的范围，具体的分为上述的七种情况，用于改善I项的控制，避免积分饱和。标定的初始目标进气密度rho的变化率和实际进气密度rhoAct的变化率两者的绝对值的最大值d_rhoDiffMax与fI的关系表参阅表7所示，表7为初始目标进气密度rho的变化率和实际进气密度rhoAct的变化率两者的绝对值的最大值d_rhoDiffMax与fI的标定关系表。
表7.
Figure BDA0003572919390000141
本实施例中，引入进气量PI动态控制的滤波常数λ，作为模糊的滤波参数，对于标定工程师而言，主要的标定工作为标定不同工作时间段的时间系数fP和fI，便可得到进气量PI动态控制的滤波常数λ，极大减轻了标定工作，且不管工况如何变化，以及发动机进气系统温度如何变化，根据标定好的时间系数fP和fI，P项的目标进气密度和I项的目标进气密度均能自动进行调整，标定工作小，标定方法简单可靠。
第三方面，本发明实施例还提供一种目标进气密度控制装置。
参照图3，图3为本发明目标进气密度控制装置一实施例的功能模块示意图。
本实施例中，所述目标进气密度控制装置包括：
获取模块10，用于获取初始目标进气密度；
第一计算模块20，用于基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，计算得到P项的目标进气密度；
确定模块30，用于基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，确定I项的目标进气密度；
第二计算模块40，用于将所述P项的目标进气密度和所述I项的目标进气密度进行求和计算，得到优化后的目标进气密度；
限定模块50，用于基于发动机所允许的进气密度范围，限定所述优化后的目标进气密度，得到最终的目标进气密度；
控制模块60，用于将所述最终的目标进气密度用于节气门开度的控制。
进一步地，一实施例中，第一计算模块20，用于：
基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，通过公式计算得到P项的目标进气密度，计算公式为：
rhoP＝kP×rhoErr，其中，
Figure BDA0003572919390000142
其中，rhoP为P项的目标进气密度，kP为P项的控制因子，rhoErr为所述初始目标进气密度rho和实际进气密度rhoAct之差，系数fP根据标定的fP与rhoErr的关系表确定，τAir为进气系统时间常数，根据标定的发动机转速nEng、初始目标进气密度rho及进气系统时间常数τAir的关系表确定，λ为进气量PI动态控制的滤波常数。
进一步地，一实施例中，第一计算模块20中还包括滤波常数确定模块，用于：
检测增压控制闭环是否处于激活状态；
当增压控制闭环不是处于激活状态时，进气量PI动态控制的滤波常数λ根据标定的发动机转速n、初始目标进气密度rho及进气量PI动态控制的滤波常数λ的关系表确定；
当增压控制闭环处于激活状态时，进气量PI动态控制的滤波常数λ根据标定的节气门入口实际气体压力与目标进气压力之差MapDiff、发动机转速n、及进气量PI动态控制的滤波常数λ的关系表确定。
进一步地，一实施例中，确定模块30，用于：
基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，通过判断复位条件是否满足，确定I项的目标进气密度的原始值；
基于标定的范围表，限定所述I项的目标进气密度的原始值，得到I项的目标进气密度，所述标定的范围表标定了发动机转速n、初始目标进气密度rho及I项的目标进气密度的原始值的最大值的对应关系。
进一步地，一实施例中，确定模块30中还包括原始值确定模块，用于：
判断复位条件是否满足；
若复位条件满足，则将所述初始目标进气密度和实际进气密度之差作为I项的目标进气密度的原始值；
若复位条件不满足，则通过计算得到I项的目标进气密度的原始值，计算公式为：rhoIRaw＝rhoI(z)+ΔrhoI
其中，rhoIRaw为I项的目标进气密度的原始值，rhoI(z)为上个周期的I项的目标进气密度rhoI，I项的累加项ΔrhoI根据I项的累加项的未被限制值及限制值共同确定。
进一步地，一实施例中，原始值确定模块中还包括判断模块，用于：
检测是否满足预设条件，预设条件包括：
节气门处于全开状态；
节气门退出全开状态的时间小于或等于预设时间，所述预设时间根据标定的节气门退出全开后的发动机燃烧次数、节气门退出全开后的进气口温度的最高值及所述预设时间的关系表确定；
节气门未全开，但节气门实际开度与目标开度之差大于预设开度；
发动机处于启动或停机状态；
若以上预设条件至少满足一个，则判断复位条件满足，否则判断复位条件不满足。
进一步地，一实施例中，原始值确定模块中还包括累加项确定模块，用于：
通过计算得到I项的累加项的未被限制值ΔrhoIUnLim，计算公式为：
ΔrhoIUnLim＝kI×rhoErr×Δt
其中，kI为I项的控制因子，
Figure BDA0003572919390000161
fI根据标定的初始目标进气密度rho的变化率和实际进气密度rhoAct的变化率两者的绝对值的最大值d_rhoDiffMax与fI的关系表确定，λ为进气量PI动态控制的滤波常数；
若上个周期P项的目标进气密度和I项的目标进气密度之和，达到发动机所允许的最大进气密度，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的P项的目标进气密度和I项的目标进气密度之和，达到发动机所允许的最小进气密度，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若上个周期的I项的目标进气密度的原始值的绝对值，达到I项的目标进气密度的原始值的最大值，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的I项的目标进气密度的原始值的绝对值，达到I项的目标进气密度的原始值的最小值，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若上个周期的节气门开度达到最大开度，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的节气门开度达到最小开度，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若节气门出口气体压力与节气门入口气体压力的比值超过预设压比，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值。
其中，上述目标进气密度控制装置中各个模块的功能实现与上述目标进气密度控制方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
第四方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质。
本发明可读存储介质上存储有目标进气密度控制程序，其中所述目标进气密度控制程序被处理器执行时，实现如上述的目标进气密度控制方法的步骤。
其中，目标进气密度控制程序被执行时所实现的方法可参照本发明目标进气密度控制方法的各个实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种目标进气密度控制方法，其特征在于，所述目标进气密度控制方法包括：
获取初始目标进气密度；
基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，计算得到P项的目标进气密度；
基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，确定I项的目标进气密度；
将所述P项的目标进气密度和所述I项的目标进气密度进行求和计算，得到优化后的目标进气密度；
基于发动机所允许的进气密度范围，限定所述优化后的目标进气密度，得到最终的目标进气密度；
将所述最终的目标进气密度用于节气门开度的控制。
2.如权利要求1所述的目标进气密度控制方法，其特征在于，所述基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，计算得到P项的目标进气密度包括：
基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，通过公式计算得到P项的目标进气密度，计算公式为：
rhoP＝kP×rhoErr，其中，
Figure FDA0003572919380000011
其中，rhoP为P项的目标进气密度，kP为P项的控制因子，rhoErr为所述初始目标进气密度rho和实际进气密度rhoAct之差，时间系数fP根据标定的fP与rhoErr的关系表确定，τAir为进气系统时间常数，根据标定的发动机转速nEng、初始目标进气密度rho及进气系统时间常数τAir的关系表确定，λ为进气量PI动态控制的滤波常数。
3.如权利要求2所述的目标进气密度控制方法，其特征在于，所述进气量PI动态控制的滤波常数λ的确定方法具体为：
检测增压控制闭环是否处于激活状态；
当增压控制闭环不是处于激活状态时，进气量PI动态控制的滤波常数λ根据标定的发动机转速n、初始目标进气密度rho及进气量PI动态控制的滤波常数λ的关系表确定；
当增压控制闭环处于激活状态时，进气量PI动态控制的滤波常数λ根据标定的节气门入口实际气体压力与目标进气压力之差MapDiff、发动机转速n、及进气量PI动态控制的滤波常数λ的关系表确定。
4.如权利要求1所述的目标进气密度控制方法，其特征在于，所述基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，确定I项的目标进气密度包括：
基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，通过判断复位条件是否满足，确定I项的目标进气密度的原始值；
基于标定的范围表，限定所述I项的目标进气密度的原始值，得到I项的目标进气密度，所述标定的范围表标定了发动机转速n、初始目标进气密度rho及I项的目标进气密度的原始值的最大值的对应关系。
5.如权利要求4所述的目标进气密度控制方法，其特征在于，所述基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，通过判断复位条件是否满足，确定I项的目标进气密度的原始值包括：
判断复位条件是否满足；
若复位条件满足，则将所述初始目标进气密度和实际进气密度之差作为I项的目标进气密度的原始值；
若复位条件不满足，则通过计算得到I项的目标进气密度的原始值，计算公式为：rhoIRaw＝rhoI(z)+ΔrhoI
其中，rhoIRaw为I项的目标进气密度的原始值，rhoI(z)为上个周期的I项的目标进气密度rhoI，I项的累加项ΔrhoI根据I项的累加项的未被限制值及限制值共同确定。
6.如权利要求5所述的目标进气密度控制方法，其特征在于，所述判断复位条件是否满足包括：
检测是否满足预设条件，预设条件包括：
节气门处于全开状态；
节气门退出全开状态的时间小于或等于预设时间，所述预设时间根据标定的节气门退出全开后的发动机燃烧次数、节气门退出全开后的进气口温度的最高值及所述预设时间的关系表确定；
节气门未全开，但节气门实际开度与目标开度之差大于预设开度；
发动机处于启动或停机状态；
若以上预设条件至少满足一个，则判断复位条件满足，否则判断复位条件不满足。
7.如权利要求5所述的目标进气密度控制方法，其特征在于，所述I项的累加项ΔrhoI根据I项的累加项的未被限制值及限制值共同确定包括：
通过计算得到I项的累加项的未被限制值ΔrhoIUnLim，计算公式为：
ΔrhoIUnLim＝kI×rhoErr×Δt
其中，kI为I项的控制因子，
Figure FDA0003572919380000031
时间系数fI根据标定的初始目标进气密度rho的变化率和实际进气密度rhoAct的变化率两者的绝对值的最大值d_rhoDiffMax与fI的关系表确定，λ为进气量PI动态控制的滤波常数；
若上个周期P项的目标进气密度和I项的目标进气密度之和，达到发动机所允许的最大进气密度，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的P项的目标进气密度和I项的目标进气密度之和，达到发动机所允许的最小进气密度，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若上个周期的I项的目标进气密度的原始值的绝对值，达到I项的目标进气密度的原始值的最大值，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的I项的目标进气密度的原始值的绝对值，达到I项的目标进气密度的原始值的最小值，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若上个周期的节气门开度达到最大开度，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值；
若上个周期的节气门开度达到最小开度，则I项的累加项的最小值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最大值；
若节气门出口气体压力与节气门入口气体压力的比值超过预设压比，则I项的累加项的最大值为0，I项的累加项的值取I项的累加项的未被限制值和0之间的最小值。
8.一种目标进气密度控制装置，其特征在于，所述目标进气密度控制装置包括：
获取模块，用于获取初始目标进气密度；
第一计算模块，用于基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，计算得到P项的目标进气密度；
确定模块，用于基于PI控制方法，根据所述初始目标进气密度，确定I项的目标进气密度；
第二计算模块，用于将所述P项的目标进气密度和所述I项的目标进气密度进行求和计算，得到优化后的目标进气密度；
限定模块，用于基于发动机所允许的进气密度范围，限定所述优化后的目标进气密度，得到最终的目标进气密度；
控制模块，用于将所述最终的目标进气密度用于节气门开度的控制。
9.一种目标进气密度控制设备，其特征在于，所述目标进气密度控制设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的目标进气密度控制程序，其中所述目标进气密度控制程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的目标进气密度控制方法的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有目标进气密度控制程序，其中所述目标进气密度控制程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任一项所述的目标进气密度控制方法的步骤。
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