CN114810366B - 可变气门正时的控制方法、系统、整车控制器及车辆 - Google Patents

可变气门正时的控制方法、系统、整车控制器及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可变气门正时的控制方法、系统、整车控制器及车辆，控制方法包括步骤：获取车辆及发动机的当前运行工况参数，根据当前运行工况参数确定车辆发动机的需求目标和发动机的目标工况；根据发动机的需求目标以及目标工况控制可变气门正时系统；若发动机的需求目标为低能耗，则以预设的第一关系函数计算在目标工况下油耗最低时的进排气正时；若发动机的需求目标为快速瞬态响应，则以预设的第二关系函数计算在目标工况下瞬态响应时间最快时的进排气正时。由此，实时在线调整优化车辆进排气正时，改善了不同工况下发动机性能的匹配性，提升了车辆运行的经济性、动力性和平顺性，改善了用户体验感。

Description

可变气门正时的控制方法、系统、整车控制器及车辆
技术领域
本发明属于汽车控制技术领域，特别涉及一种车辆发动机可变气门正时的控制方法、系统、整车控制器及车辆。
背景技术
随着油耗法规的日益严格，在发动机的开发及标定过程中，燃油经济性是衡量发动机水平的主要指标之一，采用经济性进排气正时(Variable Valve Timing，VVT)可以显著降低车辆油耗。但经济性VVT会一定程度削弱车辆动力性，影响驾驶体验，所以VVT图表(VVT MAP)的标定必须对燃油经济性和动力性进行折中考虑，很难做到两者兼顾。
目前，大部分的车型同时标定经济性VVT MAP和动力性VVT MAP，在车辆上设置模式切换功能，驾驶员可自主选择经济模式和运动模式，如当切换至运动模式时，发动机采用动力性VVT运行。该策略可以一定程度减小经济性VVT带来的动力性影响，在特定的使用条件下可以加强车辆的加速加载能力。
但是，在车辆实际行驶过程中，运行工况复杂多变，现有的VVT MAP切换策略需要驾驶员手动进行，存在容易导致驾驶员精力分散、频繁切换会影响驾驶平顺性、无法覆盖全工况的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中现有的VVT MAP切换策略需要驾驶员手动进行，存在容易导致驾驶员精力分散、频繁切换会影响驾驶平顺性、无法覆盖全工况的问题。
为解决上述问题，本发明的实施方式公开了一种车辆发动机可变气门正时的控制方法，包括以下步骤：
获取车辆及发动机的当前运行工况参数，根据当前运行工况参数确定车辆发动机的需求目标和发动机的目标工况；其中，需求目标为低能耗或快速瞬态响应，目标工况包括发动机目标扭矩与发动机目标转速；
根据发动机的需求目标以及目标工况控制可变气门正时系统；
若发动机的需求目标为低能耗，则以预设的第一关系函数计算在目标工况下油耗最低时的进排气正时，并以油耗最低时的进排气正时作为当前目标进排气正时控制发动机的可变气门正时系统；其中，预设的第一关系函数为各工况点下进排气正时与油耗的关系函数；
若发动机的需求目标为快速瞬态响应，则以预设的第二关系函数计算在目标工况下瞬态响应时间最快时的进排气正时，并以瞬态响应时间最快时的进排气正时作为当前目标进排气正时控制发动机的可变气门正时系统；其中，预设的第二关系函数为各工况点下进排气正时与瞬态响应时间的关系函数。
采用上述技术方案，能够根据获取的车辆的当前运行工况参数，判断车辆发动机的需求目标是低能耗还是快速瞬态响应，并能根据车辆发动机的需求目标以及车辆发动机的目标工况，以预设的第一关系函数和预设的第二关系函数，计算车辆在目标工况下油耗最低或瞬态响应时间最快时，发动机可变气门正时系统的当前目标进排气正时，根据当前目标进排气正时实时的调整车辆发动机的进排气正时。因此，在车辆的实际运行过程中，只需要实时采集车辆的当前的运行工况参数，便能根据车辆发动机的需求目标，即低能耗还是快速瞬态响应，实时调整车辆发动机在当前需求目标下对应的进排气正时，以当前进排气正时控制车辆运行。由此，实时在线调整优化车辆进排气正时，改善了不同工况下发动机性能的匹配性，提升了车辆运行的经济性、动力性和平顺性，改善了用户体验感。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的车辆发动机可变气门正时的控制方法，当前运行工况参数包括油门踏板开度，根据当前运行工况参数确定发动机的需求目标的方法包括：
若油门踏板开度大于或等于预设开度阈值，则确定发动机的需求目标为快速瞬态响应。
采用上述技术方案，油门踏板开度反应了用户对车辆动力性的需求程度，油门踏板越深，用户对车辆的动力性要求则越高。因此，采集油门踏板开度，以油门踏板开度确定发动机的需求目标，使得统计结果更加准确，能够更加准确地判断出此时发动机的需求目标是快速瞬态响应还是低能耗，也即此时用户对车辆的需求是动力性还是经济性。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的车辆发动机可变气门正时的控制方法，当前运行工况参数还包括油门踏板位置变化情况以及油门踏板变化速率，根据当前运行工况参数确定发动机的需求目标的方法还包括：
若油门踏板开度小于预设开度阈值，则进一步根据油门踏板位置变化情况以及油门踏板变化速率确定发动机的需求目标；
其中，若油门踏板位置变化情况为油门踏板位置加深，且油门踏板变化速率大于或等于预设速率阈值，则确定发动机的需求目标为快速瞬态响应；
若油门踏板位置变化情况为油门踏板位置加深，且油门踏板变化速率小于预设速率阈值，则确定发动机的需求目标为低能耗；
若油门踏板位置变化情况为油门踏板位置不变或减小，则确定发动机的需求目标为低能耗。
采用上述技术方案，在油门踏板位置小于预设开度阈值之后，进一步地判断油门踏板位置变化情况以及油门踏板变化速率，根据油门踏板位置变化情况以及油门踏板变化速率进一步地判断车辆发动机的需求目标。因此，考虑了在车辆油门踏板开度小于预设开度阈值时，用户接下来可能要对油门踏板进行深踩，对车辆的实际需求为动力性的情况。根据多个参数综合判断车辆发动机的需求目标，判断结果更加准确。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的车辆发动机可变气门正时的控制方法，预设开度阈值为60％，预设速率阈值为每秒20％。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的车辆发动机可变气门正时的控制方法，当前运行工况参数还包括当前车辆运行速度、当前发动机转速和当前输出扭矩；并且，
根据当前车辆运行速度、当前发动机转速、当前输出扭矩和油门踏板开度，确定目标工况。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的车辆发动机可变气门正时的控制方法，预设的第一关系函数的建立方法包括：
在发动机转速范围内以及承载负荷范围内选取多个工况点；
对每个工况点进行进排气正时正交扫描，记录多组进排气正时对应的能耗数据；
建立各工况点下进排气正时与能耗的关系函数。
采用上述技术方案，在发动机转速范围内以及承载负荷范围内选取多个工况点，并对多个工况点扫描并记录多组进排气正时对应的能耗数据，再建立进排气正时与能耗的关系函数。由此，预先建立的第一关系函数能够反映出各种不同工况下，进排气正时与油耗的对应关系，便于车辆在运行过程中，只需要调用通过车辆当前运行参数确定的需求目标下目标工况对应的预设的第一关系函数，便能实时准确地计算出当前目标进排气正时。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的车辆发动机可变气门正时的控制方法，预设的第二关系函数的建立方法包括：
在发动机转速范围内以及承载负荷范围内选取多个工况点；
对每个工况点进行进排气正时扫描，记录多组进排气正时对应的瞬态响应时间；
建立各工况点下进排气正时与瞬态响应时间的关系函数。
采用上述技术方案，在发动机转速范围内以及承载负荷范围内选取多个工况点，并对多个工况点扫描并记录多组进排气正时对应的瞬态响应时间，再建立进排气正时与瞬态响应时间的关系函数。由此，预先建立的第二关系函数能够反映出各种不同工况下，进排气正时与瞬态响应时间的对应关系，便于车辆在运行过程中，只需要调用通过车辆运行参数确定的需求目标下目标工况对应的预设的第二关系函数，便能实时准确地计算出当前目标进排气正时。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的车辆发动机可变气门正时的控制方法，在对每个工况点进行进排气正时扫描，记录多组进排气正时对应的瞬态响应时间的步骤中，获取多组进排气正时在扭矩达到发动机目标扭矩的90％时对应的瞬态响应时间。
本发明实施方式还公开了一种车辆发动机可变气门正时的控制系统，用于执行上述车辆发动机可变气门正时系统的控制方法，控制系统包括：
采集装置，采集装置用于获取车辆的当前运行工况参数；
控制装置，控制装置包括：
判断单元，判断单元与采集装置连接，用于根据当前运行工况参数确定车辆发动机的需求目标和车辆发动机的目标工况；
计算单元，计算单元与判断单元连接，用于根据需求目标、目标工况以及预设的第一关系函数和预设的第二关系函数，计算车辆发动机的当前目标进排气正时；其中，
预设的第一关系函数为需求目标为低能耗，目标工况对应的进排气正时与能耗的关系函数；
预设的第二关系函数为需求目标为快速瞬态响应，目标工况对应的进排气正时与瞬态响应时间的关系函数；
存储装置，存储装置用于存储预设的第一关系函数和预设的第二关系函数。
本发明实施方式还公开了一种整车控制器，包括：
存储器，存储器用于存储控制程序；
处理器，处理器处理控制程序执行上述车辆发动机可变气门正时的控制方法的步骤。
本发明实施方式还公开了一种车辆，该车辆包括了上述的整车控制器。
本发明的有益效果：
本发明提供的技术方案，能够根据获取的车辆的当前运行工况参数，判断车辆发动机的需求目标是低能耗还是快速瞬态响应，并能根据车辆发动机的需求目标以及车辆发动机的目标工况，以预设的第一关系函数和预设的第二关系函数，计算车辆在目标工况下油耗最低或瞬态响应时间最快时，发动机可变气门正时系统的当前目标进排气正时，根据当前目标进排气正时实时的调整车辆发动机的进排气正时。因此，在车辆的实际运行过程中，只需要实时采集车辆的当前的运行工况参数，便能根据车辆发动机的需求目标，即低能耗还是快速瞬态响应，实时调整车辆发动机在当前需求目标下对应的进排气正时，以当前进排气正时控制车辆运行。由此，实时在线调整优化车辆进排气正时，改善了不同工况下发动机性能的匹配性，提升了车辆运行的经济性、动力性和平顺性，改善了用户体验感。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的车辆发动机可变气门正时的控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例1提供的车辆发动机可变气门正时的控制方法中预设开度阈值为60％，预设速率阈值为每秒20％时，需求目标判断过程的流程示意图；
图3是本发明实施例1提供的车辆发动机可变气门正时的控制方法中预设的第一关系函数建立过程的流程示意图；
图4是本发明实施例1提供的车辆发动机可变气门正时的控制方法中预设的第二关系函数建立过程的流程示意图；
图5是本发明实施例1提供的车辆发动机可变气门正时的控制方法中预设的第二关系函数建立过程中在发动机转速为1500RPM，发动机扭矩为150Nm工况下，三组进排气正时对应的扭矩与瞬态响应时间关系示意图；
图6是本发明实施例2提供的车辆发动机可变气门正时的控制系统的结构框图。
附图标记说明：
1：采集装置；2：控制装置；21：判断单元；22：计算单元；3：存储装置。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，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定义和解释。
在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
为解决现有技术中的VVT MAP切换策略需要驾驶员手动进行，存在容易导致驾驶员精力分散、频繁切换会影响驾驶平顺性、无法覆盖全工况的问题。本发明公开了一种可变气门正时的控制系统、方法、整车控制器及车辆，利用本发明的技术方案，能够实时在线调整优化车辆进排气正时，改善了用户体验感。
实施例1
本发明的实施方式提供了一种车辆发动机可变气门正时的控制方法，如图1所示，包括步骤S1～S3，下面对具体步骤进行详细说明。
S1：获取车辆及发动机的当前运行工况参数。
S2：根据当前运行工况参数确定车辆发动机的需求目标和发动机的目标工况；其中，需求目标为低能耗或快速瞬态响应。
具体地，车辆及发动机的当前运行工况参数，为实时采集的。通过车辆的当前运行工况参数，能够准确地确定出车辆发动机的需求目标和发动机的目标工况。
需要说明的是，发动机的需求目标为低能耗或快速瞬态响应，反应的是用户对车辆的性能要求，即用户此时要求车辆是以经济模式为主还是动力模式为主。如果用户要求经济模式，则采用经济性进排气正时，发动机的需求目标是低能耗，能够显著降低车辆的油耗，通常用于车辆在城市工况、高速稳态工况下。如果用户要求动力模式，则采用动力性进排气正时，发动机的需求目标是快速瞬态响应，车辆的动力性比较足，通常用在车辆加速、爬坡、超车等行驶状态下。
根据本发明的一种具体实施方式，如图2所示，当前运行工况参数包括油门踏板开度，根据当前运行工况参数确定发动机的需求目标的方法包括：若油门踏板开度大于或等于预设开度阈值，则确定发动机的需求目标为快速瞬态响应。
由于油门踏板开度反应了用户对车辆动力性的需求程度，油门踏板越深，用户对车辆的动力性要求则越高。因此，采集油门踏板开度，以油门踏板开度确定发动机的需求目标，使得统计结果更加准确，能够更加准确地判断出此时发动机的需求目标是快速瞬态响应还是低能耗，也即此时用户对车辆的需求是动力性还是经济性。
需要说明的是，通过油门踏板开度来确定发动机的需求目标，一般是车辆在同一种运行模式下具有较高的准确性，即车辆一直是在经济模式运行或动力模式运行。但是，当车辆在运行过程中，需要从经济模式向动力模式过渡或从动力模式向经济模式过渡的时候，只依靠油门踏板开度来进行判断，准确性会有所下降，因此，需要与其他参数配合进行判断。
根据本发明的一种具体实施方式，采集的车辆的当前运行工况参数还包括油门踏板位置变化情况以及油门踏板变化速率，根据当前运行工况参数确定发动机的需求目标的方法还包括：
若油门踏板开度小于预设开度阈值，则进一步根据油门踏板位置变化情况以及油门踏板变化速率确定发动机的需求目标；
其中，若油门踏板位置变化情况为油门踏板位置加深，且油门踏板变化速率大于或等于预设速率阈值，说明用户对踏板的踩踏速率变快，用户需要车辆尽快的提速，则确定发动机的需求目标为快速瞬态响应。
若油门踏板位置变化情况为油门踏板位置加深，且油门踏板变化速率小于预设速率阈值，说明用户虽然加大了油门，但其实也是在缓慢的进行加速，并不需要车辆有比较快的提速相应，则确定发动机的需求目标为低能耗；
若油门踏板位置变化情况为油门踏板位置不变或减小，则说明用户此时在进行减速或者匀速运动，则确定发动机的需求目标为低能耗。
而预设开度阈值与预设速率阈值具体数值的确定过程，可以通过多次整车试验进行确定，也可以通过用户的反馈来进行确定。预设开度阈值与预设速率阈值需要体现驾驶员的驾驶意图，从而反映对车辆动力性的需求；当根据试验或经验确定驾驶员踩油门使油门踏板开度达到某一值及以上，或油门踏板开度达到某一值以上及同时油门踏板变化速率达到某一值及以上时，驾驶员是更希望车辆尽快加速，而不考虑节省能耗，即需求目标是快速瞬态响应，则确定相应的油门踏板开度与油门踏板变化速率为预设开度阈值与预设速率阈值。通过整车试验确定预设开度阈值与预设速率阈值的具体数值，根据车型不同、车辆性能不同，具体数值可能不同。
在油门踏板位置小于预设开度阈值之后，进一步地判断油门踏板位置变化情况以及油门踏板变化速率，根据油门踏板位置变化情况以及油门踏板变化速率进一步地判断车辆发动机的需求目标。如此，考虑了在车辆油门踏板开度小于预设开度阈值时，用户接下来可能要对油门踏板进行深踩，对车辆的实际需求为动力性的情况。以多个参数综合判断车辆发动机的需求目标，判断结果更加准确。
根据本发明的一种具体实施方式，预设开度阈值为60％，预设速率阈值为每秒20％。
具体地，如图2所示，当预设开度阈值为60％，预设速率阈值为每秒20％时，根据当前运行工况参数确定车辆发动机需求目标的判断过程包括，获取车辆当前的油门踏板开度与油门踏板变化率，判断油门踏板开度是否大于或等于60％。
若油门踏板开度大于或等于60％，则说明用户对车辆的动力性要求比较高，则此时的需求目标为快速瞬态响应。若油门踏板开度小于60％，则需要进一步判断油门踏板变化速率是否大于等于每秒20％，若油门踏板变化速率大于或等于每秒20％，则说明用户对车辆的动力性要求比较高，则此时的需求目标为快速瞬态响应。若油门踏板变化速率小于每秒20％，则说明用户对车辆的动力性要求比较低，需求目标为低能耗。
进一步地，发动机的目标工况包括发动机目标扭矩与发动机目标转速，发动机的目标工况根据车辆当前的运行参数得到。
根据本发明的一种具体实施方式，当前运行工况参数还包括当前车辆运行速度、当前发动机转速和当前输出扭矩。
并且，根据当前车辆运行速度、当前发动机转速、当前输出扭矩和油门踏板开度，确定所述目标工况。
具体地，目标工况包括发动机目标转速与发动机目标扭矩，当前车辆运行速度、当前发动机转速、当前输出扭矩和油门踏板开度与发动机目标转速与发动机目标扭矩的对应关系，是通过多次整车试验标定得到的。需要说明的是，相同的车辆运行速度、发动机转速、输出扭矩，如果给出的油门踏板开度不同，其对应的发动机目标转速与发动机目标扭矩不同；不同的车辆运行速度、发动机转速、输出扭矩，如果给出的油门踏板开度相同，其对应的发动机目标转速与发动机目标扭矩也不同。
S3：根据发动机的需求目标以及目标工况控制可变气门正时系统。
具体地，若发动机的需求目标为低能耗，则以预设的第一关系函数计算在目标工况下油耗最低时的进排气正时，并以油耗最低时的该进排气正时作为当前目标进排气正时控制可变气门正时系统；其中，预设的第一关系函数为各工况点下进排气正时与油耗的关系函数。
若发动机的需求目标为快速瞬态响应，则以预设的第二关系函数计算在目标工况下瞬态响应时间最快时的进排气正时，并以瞬态响应时间最快时的该进排气正时作为当前目标进排气正时控制可变气门正时系统；其中，预设的第二关系函数为各工况点下进排气正时与瞬态响应时间的关系函数。
需要说明的是，预设的第一关系函数与预设的第二关系函数是在发动机出厂的时候，通过台架试验，进行测试获得的。
采用上述技术方案，能够根据获取的车辆的当前运行工况参数，判断车辆发动机的需求目标是低能耗还是快速瞬态响应，并能根据车辆发动机的需求目标以及车辆发动机的目标工况，以预设的第一关系函数和预设的第二关系函数，计算车辆在目标工况下油耗最低或瞬态响应时间最快时，发动机可变气门正时系统的当前目标进排气正时，根据当前目标进排气正时实时的调整车辆发动机的进排气正时。因此，在车辆的实际运行过程中，只需要实时采集车辆的当前的运行工况参数，便能根据车辆发动机的需求目标，即低能耗还是快速瞬态响应，实时调整车辆发动机在当前需求目标下对应的进排气正时，以当前进排气正时控制车辆运行。由此，实时在线调整优化车辆进排气正时，改善了不同工况下发动机性能的匹配性，提升了车辆运行的经济性、动力性和平顺性，改善了用户体验感。
具体地，参考图3-图5，对预设的第一关系函数与预设的第二关系函数的建立过程进行详细的说明。
根据本发明的一种具体实施方式，如图3所示，本发明实施方式公开的车辆发动机可变气门正时系统的控制方法，预设的第一关系函数的建立方法包括：
在发动机转速范围内以及承载负荷范围内选取多个工况点。
具体地，多个工况点可以根据发动机的实际运行性能进行选取，为了保证预设的第一关系函数建立结果的准确性，选取的工况点在发动机转速范围内以及承载负荷范围内，间隔均匀地分布在发动机运行图表中。
对每个工况点进行进排气正时正交扫描，记录多组进排气正时对应的油耗数据。
需要说明的是，为了保证得到稳定地扫描结果，在对每个工况点进行进排气正时正交扫描的过程中，需要对发动机的参数进行控制。
具体地，在扫描过程中，将发动机的出水温度控制在90℃，发动机的轨压、喷油时刻固定，正交扫描的步长控制在5CA。扫描过程中在中小负荷工况，点火角控制在CA50(即百分之五十放热率)等于8CA附近，在大负荷工况，点火角控制在爆震边界。空燃比的大小根据发动机排气温度进行控制，当排气温度不超过限值时，控制空燃比等于1；当排气温度超过限值时，需要加浓空燃比，保持排气温度在限值内。在扫面过程中，需要记录每组进排气正时对应的车辆油耗。
建立各工况点下进排气正时与油耗的关系函数。
具体地，通过计算机软件对记录的多个工况点下进排气正时与车辆油耗进行函数关系式的模拟，得到各工况点下进排气正时与油耗的关系函数，其中，计算机软件可以为MATLAB软件，也可以为其他计算机软件，本实施方式对此不作具体限制。
需要说明的是，为了使拟合出的函数关系式对进排气正时与对应的油耗有充足的解释能力，在拟合过程中，将多个工况点下的进排气正时作为自变量，对应的油耗作为因变量，控制其拟合出的函数曲线的趋势线拟合程度的决定系数(即R2)需要大于95％。
如图4所示，根据本发明的一种具体实施方式，本发明实施方式公开的车辆发动机可变气门正时的控制方法，预设的第二关系函数的建立方法包括：
在发动机转速范围内以及承载负荷范围内选取多个工况点。
具体地，多个工况点可以根据发动机的实际运行性能进行选取，为了保证结果的随机性与准确性，选取的工况点在发动机转速范围内以及承载负荷范围内，间隔均匀第分布在发动机运行图表中。
对每个工况点进行进排气正时扫描，记录多组进排气正时对应的瞬态响应时间。
需要说明的是，为了保证得到稳定地扫描结果，在对每个工况点进行进排气正时正交扫描的过程中，需要对发动机的参数进行控制。
具体地，将发动机出水温度控制在90℃，发动机的转速和需扫描的工况一样，轨压、喷射时刻按照负荷走标定设置，进排气正时锁定在需扫描的值，负荷设置为2bar，待发动机进气温度压力、排气温度压力等边界参数稳定后，0.1秒内将负荷拉升至扫描工况点的负荷，获取不同进排气正时下扭矩达到目标扭矩对应的瞬态响应时间，瞬态响应时间值越小表示该进排气正时下动力性越好。
但是，由于车辆的扭矩在提升的过程中，当提升到离目标扭矩比较近的数值时，其提升的过程将会比较缓慢。因此，在实际的试验测试过程中，只需要采集扭矩提升到目标扭矩预设的百分比即可，该数值由台架试验获取，不同的车辆生产厂家、不同的车型，其百分比的设定不同，本实施方式对于具体的百分比数值不限定数值。
根据本发明的一种具体实施方式，本发明实施方式公开的车辆发动机可变气门正时的控制方法，在对每个工况点进行进排气正时扫描，记录多组进排气正时对应的瞬态响应时间的步骤中，获取多组进排气正时在扭矩达到发动机目标扭矩的90％时对应的瞬态响应时间。
建立各工况点下进排气正时与瞬态响应时间的关系函数。
需要说明的是，为了使拟合出的函数关系式对进排气正时与瞬态响应时间有充足的解释能力，在拟合过程中，将多个工况点下的进排气正时作为自变量，对应的瞬态响应时间作为因变量，控制其拟合出的函数曲线的R2需要大于95％。
具体地，以发动机目标扭矩为150Nm，发动机目标转速为1500RPM，举例说明预设的第一关系函数与预设的第二关系函数的建立过程，以及根据预设的第一关系函数与预设的第二关系函数计算车辆当前目标进排气正时的过程。
(1)预设的第一关系函数的建立
首先，对发动机转速为1500RPM，发动机扭矩为150Nm工况下多组进排气正时组合对应的油耗数据进行采集，通过MATLAB软件的多项式拟合进行拟合，得到该工况点下进排气正时与油耗的关系函数如(1)式：
z1＝252.47-3.597x+9.545223y+3.423843x2-4.777152y+12.2676y2+1.855599x3-2.724564xy2+5.785601y3 (1)
其中，x为进气正时，y为排气正时，z1为油耗；
通过计算，R2＝0.979，满足设定要求，因此拟合出的该工况点下进排气正时与油耗的关系函数有效。
用同样的方法拟合其他工况下进排气正时与油耗的关系函数，总和得到预设的第一关系函数。
(2)预设的第二关系函数的建立
首先，对发动机转速为1500RPM，发动机扭矩为150Nm工况下多组进排气正时组合对应的油耗数据进行采集。此时，采集的是每组进排气正时扭矩到达目标扭矩90％时的瞬态响应时间。
如图5所示，显示采集到的3组不同的进排气正时下，瞬态响应时间达到目标扭矩的90％即135Nm的时间为T1、T2、T3，从图5中可以看出，其进排气正时不同，瞬态响应时间也不同。为了使拟合出的第二关系函数更加精确，需要采集多组(至少三组)的1500RPM 150Nm工况下不同进排气正时对应的瞬态响应时间，通过MATLAB软件的多项式拟合进行拟合，得到该工况点下进排气正时与瞬态响应时间的关系函数如(2)式：
z2＝0.42704+0.38552x+0.088062y+0.33831x2+0.4678xy+0.25192y2-0.16045x3+0.15538xy2 (2)
其中，x为进气正时，y为排气正时，z2为瞬态响应时间；
通过计算，R2＝0.968，满足设定要求，因此拟合出的进排气正时与瞬态响应时间的关系函数有效。
用同样的方法拟合其他工况点下进排气正时与瞬态响应时间的关系函数，总和得到预设的第二关系函数。
然后，将拟合出的各个工况点下对应的预设的第一关系函数与预设的第二关系函数写入车辆电子控制单元，供车辆运行过程中使用。
(3)实时采集车辆当前的运行参数，包括当前车辆运行速度、当前发动机转速、当前输出扭矩和油门踏板开度，根据当前的参数，确定此时的需求目标为快速瞬态响应，且目标工况为发动机目标转速为1500RPM，发动机目标扭矩为150Nm。
则调用车辆电子控制单元中预设的第二关系函数中，工况为发动机转速1500RPM、发动机扭矩150Nm的工况点下进排气正时与油耗的关系函数，即(2)式，通过预设的第二关系函数确定当前目标进排气正时。
通过预设的第二关系函数确定当前目标进排气正时的具体数值的方式有多种，最常用的是求取预设的第二关系函数中的瞬态响应时间z2的极小值，该函数的极小值对应的进排气正时则为当前目标进排气正时。需要说明的是，极小值对应的进排气正时中的进气正时与排气正时都需要满足预设的调节范围，比如，-20＜x＜30，-20＜y＜30，不同的厂家、不同的车型，对应的进排气正时的预设的调节范围都不相同。
若求出的极小值不在预设的调节范围内，则直接获取预设的第二关系函数在进排气正时调节范围边界上对应的瞬态响应时间即可，取最小的值对应的进排气正时作为当前目标进排气正时。
当需求目标为低能耗时，其对应的计算方式也是相同的，只不过调用的是车辆电子控制单元中预设的第一关系函数中工况为发动机转速1500RPM、发动机扭矩150Nm的工况点下进排气正时与油耗的关系函数，即(1)式。
实施例2
本发明提供了一种车辆发动机可变气门正时的控制系统，用于执行实施例1的车辆发动机可变气门正时系统的控制方法。如图6所示，控制系统包括：
采集装置1，采集装置1用于获取车辆的当前运行工况参数。
具体地，采集装置1可以为车速传感器、油门踏板传感器、扭矩传感器等，只要能够采集车辆的当前运行工况参数即可，本实施方式对此不做具体限制。
控制装置2，控制装置2包括：
判断单元21，判断单元21与采集装置1连接，用于根据当前运行工况参数确定车辆发动机的需求目标和车辆发动机的目标工况；
计算单元22，计算单元22与判断单元21连接，用于根据需求目标、目标工况以及预设的第一关系函数和预设的第二关系函数，计算车辆发动机的当前目标进排气正时；其中，
预设的第一关系函数为需求目标为低能耗，目标工况对应的进排气正时与能耗的关系函数；
预设的第二关系函数为需求目标为快速瞬态响应，目标工况对应的进排气正时与瞬态响应时间的关系函数；
存储装置3，存储装置3用于存储预设的第一关系函数和预设的第二关系函数，具体地，存储装置3可以为车辆电子控制单元。
实施例3
本发明还提供了一种整车控制器，包括：
存储器，存储器用于存储控制程序；
处理器，处理器处理控制程序执行实施例1的车辆发动机可变气门正时系统的控制方法的步骤。
实施例4
本发明还提供了一种车辆，包括实施例3中的整车控制器。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车辆发动机可变气门正时的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取车辆及发动机的当前运行工况参数，根据所述当前运行工况参数确定所述发动机的需求目标和所述发动机的目标工况；其中，所述需求目标为低能耗或快速瞬态响应，所述目标工况包括发动机目标扭矩与发动机目标转速；所述当前运行工况参数包括油门踏板开度、当前车辆运行速度、当前发动机转速、当前输出扭矩；并且，根据所述当前车辆运行速度、所述当前发动机转速、所述当前输出扭矩和所述油门踏板开度，确定所述目标工况；
根据所述发动机的需求目标以及所述目标工况控制所述发动机的可变气门正时系统；
若所述发动机的需求目标为低能耗，则以预设的第一关系函数计算在所述目标工况下油耗最低时的进排气正时，并以所述油耗最低时的进排气正时作为当前目标进排气正时控制所述发动机的可变气门正时系统；其中，预设的所述第一关系函数为各工况点下进排气正时与油耗的关系函数；
若所述发动机的需求目标为快速瞬态响应，则以预设的第二关系函数计算在所述目标工况下瞬态响应时间最快时的进排气正时，并以所述瞬态响应时间最快时的进排气正时作为当前目标进排气正时控制所述发动机的可变气门正时系统；其中，预设的所述第二关系函数为各工况点下进排气正时与瞬态响应时间的关系函数。
2.如权利要求1所述的车辆发动机可变气门正时的控制方法，其特征在于，根据所述当前运行工况参数确定所述发动机的需求目标的方法包括：
若所述油门踏板开度大于或等于预设开度阈值，则确定所述发动机的需求目标为快速瞬态响应。
3.如权利要求2所述的车辆发动机可变气门正时的控制方法，其特征在于，所述当前运行工况参数还包括油门踏板位置变化情况以及油门踏板变化速率，根据所述当前运行工况参数确定所述发动机的需求目标的方法还包括：
若所述油门踏板开度小于所述预设开度阈值，则进一步根据所述油门踏板位置变化情况以及所述油门踏板变化速率确定所述发动机的需求目标；
其中，若所述油门踏板位置变化情况为油门踏板位置加深，且所述油门踏板变化速率大于或等于预设速率阈值，则确定所述发动机的需求目标为快速瞬态响应；
若所述油门踏板位置变化情况为油门踏板位置加深，且所述油门踏板变化速率小于所述预设速率阈值，则确定所述发动机的需求目标为低能耗；
若所述油门踏板位置变化情况为油门踏板位置不变或减小，则确定所述发动机的需求目标为低能耗。
4.如权利要求3所述的车辆发动机可变气门正时的控制方法，其特征在于，
所述预设开度阈值为60％，所述预设速率阈值为每秒20％。
5.如权利要求1-4任一项所述的车辆发动机可变气门正时的控制方法，其特征在于，预设的所述第一关系函数的建立方法包括：
在所述发动机转速范围内以及承载负荷范围内选取多个工况点；
对每个所述工况点进行进排气正时正交扫描，记录多组进排气正时对应的能耗数据；
建立各工况点下进排气正时与能耗的关系函数。
6.如权利要求5所述的车辆发动机可变气门正时的控制方法，其特征在于，预设的所述第二关系函数的建立方法包括：
在所述发动机转速范围内以及承载负荷范围内选取多个工况点；
对每个所述工况点进行进排气正时扫描，记录多组进排气正时对应的瞬态响应时间；
建立各工况点下进排气正时与瞬态响应时间的关系函数。
7.如权利要求6所述的车辆发动机可变气门正时的控制方法，其特征在于，在对每个所述工况点进行进排气正时扫描，记录多组进排气正时对应的瞬态响应时间的步骤中，获取多组进排气正时在扭矩达到所述发动机目标扭矩的90％时对应的瞬态响应时间。
8.一种车辆发动机可变气门正时的控制系统，其特征在于，用于执行如权利要求1-7任一项所述的车辆发动机可变气门正时的控制方法，所述控制系统包括：
采集装置，所述采集装置用于获取车辆的当前运行工况参数；
控制装置，所述控制装置包括：
判断单元，所述判断单元与所述采集装置连接，用于根据所述当前运行工况参数确定所述车辆发动机的需求目标和所述车辆发动机的目标工况；其中，所述需求目标为低能耗或快速瞬态响应，所述目标工况包括发动机目标扭矩与发动机目标转速；所述当前运行工况参数包括油门踏板开度、当前车辆运行速度、当前发动机转速、当前输出扭矩；并且，根据所述当前车辆运行速度、所述当前发动机转速、所述当前输出扭矩和所述油门踏板开度，确定所述目标工况；
计算单元，所述计算单元与所述判断单元连接，用于根据所述需求目标、所述目标工况以及预设的第一关系函数和预设的第二关系函数，计算所述车辆发动机的当前目标进排气正时；其中，
所述预设的第一关系函数为所述需求目标为低能耗，所述目标工况对应的进排气正时与能耗的关系函数；
所述预设的第二关系函数为所述需求目标为快速瞬态响应，所述目标工况对应的进排气正时与瞬态响应时间的关系函数；
存储装置，所述存储装置用于存储所述预设的第一关系函数和所述预设的第二关系函数。
9.一种整车控制器，其特征在于，包括：
存储器，所述存储器用于存储控制程序；
处理器，所述处理器处理所述控制程序执行如权利要求1-7任意一项所述的车辆发动机可变气门正时的控制方法的步骤。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的整车控制器。
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