CN115717570A - 一种目标油压动态修正方法、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种目标油压动态修正方法，包括以下步骤：S100：判断目标油压修正的激活条件是否成立，若激活条件成立则进入目标油压修正过程；S200：根据发动机转速、发动机实际进气密度、请求气路扭矩变化率、发动机最大扭矩能力、大气压力、发动机水温、目标进气密度与实际进气密度之差及其变化率确定喷油量插补的个数N；S300：根据喷油量插补的个数N进行线性插补确定当前喷油量的目标油压。本发明还公开了一种目标油压动态修正设备及存储介质。本发明通过对目标油压进行动态优化，改善瞬态工况的目标油压，实现更合理的燃油喷射，进而降低油耗和排放。
Description
技术领域
本发明属于发动机控制技术领域，更具体地，涉及一种目标油压动态修正方法、设备及存储介质。
背景技术
对于直喷增压发动机而言，由于燃油直接喷入到缸内，需要一定的油压才能保证油气混合雾化达到较好的效果，但是油压过高不仅会因为燃油加压导致电磁阀工作耗电，同样会造成燃油压力过高而喷射至气缸壁，容易导致缸内气体混合局部浓稀不均匀，因此需要设定合适的目标油压。
发明专利CN111396209A《一种直喷增压汽油机目标油压的控制方法》公开了一种目标油压控制方法，根据发动机喷油量和发动机转速设定目标油压。但是在发动机瞬态工况下，由于气路系统较长的迟滞，气量的控制响应精度相对较差，导致喷油量也会相应出现的迟滞，进而导致目标油压设定不合理。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的是提供一种目标油压动态修正方法，对目标油压进行动态优化。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种目标油压动态修正方法，包括以下步骤：
S100：判断目标油压修正的激活条件是否成立，若激活条件成立则进入目标油压修正过程；
S200：根据发动机转速、发动机实际进气密度、请求气路扭矩变化率、发动机最大扭矩能力、大气压力、发动机水温、目标进气密度与实际进气密度之差及其变化率确定喷油量插补的个数N；
S300：根据喷油量插补的个数N进行线性插补确定当前喷油量的目标油压，其中，当N取2时，采取相邻两个喷油量的目标油压线性插补的方式确定当前喷油量的目标油压；当N取大于2的整数时，采取N个喷油量的目标油压两两进行线性插补，再将所有插补后的目标油压求平均值的方式确定当前喷油量的目标油压。
进一步的，S100所述目标油压修正的激活条件包括：
多次喷射过程发生变化，或者点火冲程中喷油量占整个多次喷射的总喷油量的比例不低于点火冲程喷射量比例预设值；
任一缸未出现断油请求，且断油恢复时间T后；
无喷油系统相关故障，无进气凸轮或曲轴相关故障。
进一步的，S200所述喷油量插补的个数N根据以下公式确定：
其中，n为发动机转速，rho为发动机实际进气密度，dMAir Re q为请求气路扭矩变化率，MMax为发动机最大扭矩能力，p为大气压力，TCoolant为发动机水温，rhoErr为目标进气密度与实际进气密度之差，drhoErr为rhoErr的变化率。
进一步的，S300所述根据喷油量插补的个数N进行线性插补确定当前喷油量的目标油压之前还包括：判断喷油量坐标轴数值更新的条件是否成立，如果成立，则将当前喷油量由m更新成m′，m′＝m+Δm，其中Δm为喷油量增量；否则，当前喷油量维持m不变。
进一步的，所述喷油量坐标轴数值更新的条件为：f(n,drhoDrsd)大于1，其中n为发动机转速，drhoDrsd为目标进气密度的变化率。
进一步的，所述喷油量增量Δm＝m×f(n,drhoDrsd)×(1+rEGR)，其中rEGR为目标EGR率。
进一步的，如果当前喷油量为m，则当N取大于2的整数时，确定当前喷油量的目标油压的方式为：
当m落在mx和m(x+1)之间时，分别对mx和m(x+1)对应的目标油压、mx和m(x+2)对应的目标油压、mx和m(x+3)对应的目标油压…mx和m(x+N-1)对应的目标油压进行线性插补，最后将所有插补后的目标油压求平均值得到当前喷油量m最终的目标油压。
进一步的，如果当前喷油量为m′，则当N取大于2的整数时，确定当前喷油量的目标油压的方式为：
当m′落在m′x和m′(x+1)之间时，分别对m′x和m′(x+1)对应的目标油压、m′x和m′(x+2)对应的目标油压、m′x和m′(x+3)对应的目标油压…m′x和m′(x+N-1)对应的目标油压进行线性插补，最后将所有插补后的目标油压求平均值得到当前喷油量m′最终的目标油压。
按照本发明的另一个方面，提供一种目标油压动态修正设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有控制程序，所述控制程序由所述处理器加载并执行以实现如上所述的目标油压动态修正方法。
按照本发明的第三个方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有控制程序，所述控制程序被处理器执行时用于实现如上所述的目标油压动态修正方法。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明通过对目标油压进行动态优化，改善瞬态工况的目标油压，实现更合理的燃油喷射，进而降低油耗和排放。
附图说明
图1为本发明实施例一种目标油压动态修正方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
目前汽油机电控高压共轨系统主要由发动机控制单元EMS、油轨压力传感器、电控高压油泵总成(含高压油泵电磁阀和执行机构)、高压共轨管路和电控喷油器组成。其中电控高压油泵在凸轮轴运转带动下将低压油通过加压增大燃油压力，输出高压力油压，并通过高压喷油嘴直接喷射至气缸内。首先确定高压共轨系统的目标油压，并根据油轨压力传感器反馈的实际油压进行闭环反馈控制高压油泵电磁阀动作，从而实现实际油轨压力跟随目标油轨压力。
现有技术中目标油压根据发动机喷油量和发动机转速进行设定。在发动机瞬态工况下，由于气路系统较长的迟滞，气量的控制响应精度相对较差，导致喷油量也会相应出现的迟滞，进而会导致目标油压设定不合理。因此，为了改善瞬态工况的目标油压，本发明采用线性插补的方法基于喷油量对目标油压进行动态优化。线性插补的方法是指通过线性插值的方式来获取的方法，线性插值是指插值函数为一次多项式的插值方式，其在插值节点上的插值误差为零。
如图1所示，本发明提供了一种目标油压动态修正方法，包括以下步骤：
步骤一、判断目标油压修正的激活条件是否成立，若成立则进入目标油压修正过程。
目标油压修正的激活条件包括：
1)多次喷射过程发生变化，或者点火冲程中喷油量占整个多次喷射的总喷油量的比例不低于点火冲程喷射量比例预设值。关于多次喷射过程发生变化，是指即将进行喷油的气缸在压缩冲程和点火冲程会进行多次喷射，如果其总喷射次数，与其上一个喷油的气缸在压缩冲程和点火冲程的总喷射次数不同，则表征为多次喷射过程发生变化。例如，假设为4缸机，且其点火喷油缸号顺序为1-3-4-2，即1缸进行点火喷油后，下一个点火喷油的气缸为3缸，依此类推，如果即将进行喷油的气缸是3缸，那么其上一个喷油的气缸为1缸，而3缸和1缸在压缩冲程和点火冲程的总喷射次数不同的话，表征为多次喷射过程发生变化。关于点火冲程中喷油量占整个多次喷射的总喷油量的比例不低于点火冲程喷射量比例预设值，点火冲程喷射量比例预设值取决于发动机转速n、实际进气密度rho。大部分喷射均发生在压缩冲程，但是可能点火冲程有喷油发生会带来油耗和排放的进一步降低，因此点火冲程的油压控制更需要精确。本实施例中发动机实际转速n、实际进气密度rho与点火冲程喷射量比例预设值的对应关系如表1所示。
表1发动机转速n、实际进气密度rho与点火冲程喷射量比例预设值的对应关系表
表1中，如果横轴和纵轴的数据不落在表格内(包括在表格中间和表格外边)，则点火冲程喷射量比例预设值通过相邻线性插补的方法来确定，在表格中间(即数值在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的通过线性内插补的方式，在表格外边(即数值不在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的直接等于边缘值。
如果发动机转速n为3500rpm,发动机实际进气密度rho为300mgpl，则根据0.05和0.045进行线性插补得到点火冲程喷射量比例预设值，此时为线性内插；
如果发动机转速n大于5900rpm,发动机实际进气密度rho为300mgpl，则其点火冲程喷射量比例预设值等于0.036。
2)任一缸未出现断油请求，且断油恢复并已经持续一段时间T后。由于在大量试验过程中发现，断油过程中，不进行喷油，此时如果对目标油压进行修正可能会造成油压降低过多而导致修正错误；而在断油刚恢复没多久时，油压变化较大，此时如果对目标油压进行修正可能导致修正过大而出现压力异常进而影响油耗和排放，所以在断油恢复并已经持续一段时间T且未出现新的断油请求时才能开始对目标油压进行修正。所述时间T是发动机实际转速n、实际进气密度rho、大气压力PAmb和当前水温TCoolant的函数，即T＝max[f1(n，TCoolant)，f2(n，rho)，f3(n，pAmb)]，基于最佳油耗和排放来确定其具体参数。
3)无相关喷油系统故障，无进气凸轮或曲轴相关故障。
在以上3个条件均满足后，才允许进行目标油压动态修正。
步骤二、根据发动机转速、发动机实际进气密度、请求气路扭矩变化率、发动机最大扭矩能力、大气压力、发动机水温、目标进气密度与实际进气密度的差及其变化率确定喷油量插补的个数N。
现有技术中线性插补的方法就是：如果喷油量m落在m1和m2之间，则将m1和m2对应的目标油压线性插补得到喷油量m的目标油压。而本发明具体的做法是：如果喷油量m落在m1和m2之间，不仅仅只通过m1和m2的目标油压来插补，还通过多个喷油量两两线性插补然后求平均值的方式确定喷油量m的目标油压。因此本发明首先要确定喷油量插补的个数N。
喷油量插补的个数N根据以下公式确定：
其中，n为发动机转速，rho为发动机实际进气密度，dMAir Re q为请求气路扭矩变化率，MMax为发动机最大扭矩能力，p为大气压力，TCoolant为发动机水温，rhoErr为目标进气密度与实际进气密度之差，drhoErr为rhoErr的变化率。
首先，确定参数f(n,rho)，该参数根据发动机转速n和发动机实际进气密度rho确定，在台架进行标定，标定依据是油耗最低。本实施例中发动机转速n和发动机实际进气密度rho与f(n,rho)的对应关系如表2所示。
表2发动机转速n和发动机实际进气密度rho与f(n,rho)的对应关系表
表2中，如果横轴和纵轴的数据不落在表格内(包括在表格中间和表格外边)，则f(n,rho)通过相邻线性插补的方法来确定，并四舍五入取整，在表格中间(即数值在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的通过线性内插补的方式，在表格外边(即数值不在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的直接等于边缘值。
其次，确定参数
该参数根据发动机转速n和请求气路扭矩变化率与最大扭矩能力之比
确定，在实车测试过程中进行标定，以确保发动机排放最低的前提下动力性最好。本实施例中发动机转速n和
与
的对应关系如表3所示。
表3发动机转速n和
与
的对应关系表
表3中，如果横轴和纵轴的数据不落在表格内(包括在表格中间和表格外边)，则
通过相邻线性插补的方法来确定，并四舍五入取整，在表格中间(即数值在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的通过线性内插补的方式，在表格外边(即数值不在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的直接等于边缘值。
再次，确定参数f(p,TCoolant)，该参数根据大气压力p和发动机水温TCoolant确定，在实车上进行标定，以确保发动机排放最低的前提下NVH性能最佳。本实施例中大气压力p和发动机水温TCoolant与f(p,TCoolant)的对应关系如表4所示。
表4大气压力p和发动机水温TCoolant与f(p,TCoolant)的对应关系表
表4中，如果横轴和纵轴的数据不落在表格内(包括在表格中间和表格外边)，则f(p,TCoolant)通过相邻线性插补的方法来确定，并四舍五入取整，在表格中间(即数值在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的通过线性内插补的方式，在表格外边(即数值不在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的直接等于边缘值。
最后，确定参数f(rhoErr,drhoErr)，该参数根据目标进气密度与实际进气密度之差rhoErr和进气密度之差的变化率drhoErr确定，在实车测试过程中进行标定，标定依据是在台架标定完成后，实车测试油耗和排放最低。rhoErr和drhoErr与f(rhoErr,drhoErr)的对应关系如表5所示。
表5rhoErr和drhoErr与f(rhoErr,drhoErr)的对应关系表
表5中，如果横轴和纵轴的数据不落在表格内(包括在表格中间和表格外边)，则f(rhoErr,drhoErr)通过相邻线性插补的方法来确定，并四舍五入取整，在表格中间(即数值在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的通过线性内插补的方式，在表格外边(即数值不在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的直接等于边缘值。
步骤三、根据喷油量插补的个数N进行线性插补确定当前喷油量的目标油压。
在确定当前喷油量的目标油压之前，首先判断喷油量坐标轴数值更新的条件是否成立。喷油量坐标轴数值更新的条件为f(n,drhoDrsd)大于1，其中n为发动机转速，drhoDrsd为目标进气密度的变化率。当f(n,drhoDrsd)大于1时，则更新喷油量坐标轴数值，否则不更新。这是因为在目标气量变化率过大时，需要进一步提高目标油压的响应速率，来弥补气量控制的延迟，改善排放和油耗。
更新喷油量坐标轴数值的具体方法是将当前的喷油量由m更新成m′，m′＝m+Δm，喷油量增量Δm＝m×f(n,drhoDrsd)×(1+rEGR)，其中rEGR为目标EGR率。发动机转速n和目标进气密度的变化率drhoDrsd与f(n,drhoDrsd)的对应关系如表6所示。
表6发动机转速n和drhoDrsd与f(n,drhoDrsd)的对应关系表
表6中，如果横轴和纵轴的数据不落在表格内(包括在表格中间和表格外边)，则f(n,drhoDrsd)通过相邻线性插补的方法来确定，在表格中间(即数值在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的通过线性内插补的方式，在表格外边(即数值不在表格坐标轴最小值和最大值范围内)的直接等于边缘值。
上述表格中，除表2、表3、表4、表5查表会进行四舍五入取整外，表1、表2、表3、表4、表5和表6的查表方式均相同。
在确定了喷油量插补的个数N之后，就可以根据喷油量插补的个数N选择线性插补的方式，进而进行线性插补确定当前喷油量的目标油压。由于N不会小于2，因此线性插补的方式主要根据N等于2还是大于2来选择。
如果喷油量坐标轴数值更新条件满足，即f(n,drhoDrsd)大于1，则：
1)如果N取2，则保持原来的采用相邻2个喷油量的目标油压进行线性插补的方式，具体的，当喷油量落在坐标轴中间时，进行线性内插补；当喷油量落在坐标轴外边时，进行线性外插补。如果此时喷油量落在坐标轴上，就无需进行插补。
2)如果N取其他值，且大于2时，则处理方式如下：
喷油量的坐标轴数值组为m′0,m′1,m′2,…,m′n，且当前喷油量m′落在m′x和m′(x+1)之间(其中x不小于0，且x+1不大于n，此处的n为坐标轴长度)时，线性插补的方式为：
线性插补m′x和m′(x+1)对应的目标油压，线性插补m′x和m′(x+2)对应的目标油压，线性插补m′x和m′(x+3)对应的目标油压…线性插补m′x和m′(x+N-1)对应的目标油压，最后将所有插补后的目标油压求平均值得到当前喷油量m′最终的目标油压。注意线性插补只能插补到坐标轴的最后一个，即x+N-1不可能大于n。例如，线性插补m′x和m′(x+1)对应的目标油压的方法如下：假设喷油量m′x的目标油压为p′x,喷油量m′(x+1)的目标油压为p′(x+1)，则此时线性插补的目标油压结果为
其他的线性插补同理。
假设N＝4，且当前喷油量m′落在m′1和m′2之间时，线性插补的方式为：
线性插补m′1和m′2对应的目标油压，线性插补m′1和m′3的目标油压，线性插补m′1和m′4的目标油压，再将三个插补后的目标油压求平均值得到当前喷油量m′最终的目标油压。
如果喷油量坐标轴数值更新条件不满足，即f(n,drhoDrsd)小于或等于1，则：
1)如果N取2，则依然保持原来的采用相邻2个喷油量的目标油压进行线性插补的方式，具体的，当喷油量落在坐标轴中间时，进行线性内插补；当喷油量落在坐标轴外边时，进行线性外插补。如果此时喷油量落在坐标轴上，就无需进行插补。
2)如果N取其他值，且大于2时，则处理方式如下：
喷油量的坐标轴数值组为m0,m1,m2,…,mn，且当前喷油量m落在mx和m(x+1)之间(其中x不小于0，且x+1不大于n，此处的n为坐标轴长度)时，线性插补的方式为：
线性插补mx和m(x+1)对应的目标油压，线性插补mx和m(x+2)的目标油压，线性插补mx和m(x+3)的目标油压…线性插补mx和m(x+N-1)的目标油压，最后将所有插补后的目标油压求平均值得到当前喷油量m最终的目标油压。注意线性插补只能插补到坐标轴的最后一个，即x+N-1不可能大于n。例如，线性插补mx和m(x+1)对应的目标油压的方法如下：假设喷油量mx的目标油压为px,喷油量m(x+1)的目标油压为p(x+1)，则此时线性插补的目标油压结果为
其他的线性插补同理。
假设N＝4，且当前喷油量m落在m1和m2之间时，线性插补的方式为：
线性插补m1和m2对应的目标油压，线性插补m1和m3的目标油压，线性插补m1和m4的目标油压，再将三个插补后的油压求平均值得到当前喷油量m最终的目标油压。
本发明还提供一种目标油压动态修正设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有控制程序，所述控制程序由所述处理器加载并执行以实现如上所述的目标油压动态修正方法，所述处理器可以是CPU、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有控制程序，所述控制程序被处理器执行时用于实现如上所述的目标油压动态修正方法。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或者该技术方案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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个方法实施例所述方法的全部或部分步骤。所述计算机可读存储介质包括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，Random AccessMemory)等各种能够携带计算机程序代码的介质。
在本专利中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种目标油压动态修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：判断目标油压修正的激活条件是否成立，若激活条件成立则进入目标油压修正过程；
S200：根据发动机转速、发动机实际进气密度、请求气路扭矩变化率、发动机最大扭矩能力、大气压力、发动机水温、目标进气密度与实际进气密度之差及其变化率确定喷油量插补的个数N；
S300：根据喷油量插补的个数N进行线性插补确定当前喷油量的目标油压，其中，当N取2时，采取相邻两个喷油量的目标油压线性插补的方式确定当前喷油量的目标油压；当N取大于2的整数时，采取N个喷油量的目标油压两两进行线性插补，再将所有插补后的目标油压求平均值的方式确定当前喷油量的目标油压。
2.根据权利要求1所述的目标油压动态修正方法，其特征在于，S100所述目标油压修正的激活条件包括：
多次喷射过程发生变化，或者点火冲程中喷油量占整个多次喷射的总喷油量的比例不低于点火冲程喷射量比例预设值；
任一缸未出现断油请求，且断油恢复时间T后；
无喷油系统相关故障，无进气凸轮或曲轴相关故障。
3.根据权利要求1所述的目标油压动态修正方法，其特征在于，S200所述喷油量插补的个数N根据以下公式确定：
其中，n为发动机转速，rho为发动机实际进气密度，dMAirReq为请求气路扭矩变化率，MMax为发动机最大扭矩能力，p为大气压力，TCoolant为发动机水温，rhoErr为目标进气密度与实际进气密度之差，drhoErr为rhoErr的变化率。
4.根据权利要求1所述的目标油压动态修正方法，其特征在于，S300所述根据喷油量插补的个数N进行线性插补确定当前喷油量的目标油压之前还包括：判断喷油量坐标轴数值更新的条件是否成立，如果成立，则将当前喷油量由m更新成m′，m′＝m+Δm，其中Δm为喷油量增量；否则，当前喷油量维持m不变。
5.根据权利要求4所述的目标油压动态修正方法，其特征在于，所述喷油量坐标轴数值更新的条件为：f(n,drhoDrsd)大于1，其中n为发动机转速，drhoDrsd为目标进气密度的变化率。
6.根据权利要求5所述的目标油压动态修正方法，其特征在于，所述喷油量增量Δm＝m×f(n,drhoDrsd)×(1+rEGR)，其中rEGR为目标EGR率。
7.根据权利要求4所述的目标油压动态修正方法，其特征在于，如果当前喷油量为m，则当N取大于2的整数时，确定当前喷油量的目标油压的方式为：
当m落在mx和m(x+1)之间时，分别对mx和m(x+1)对应的目标油压、mx和m(x+2)对应的目标油压、mx和m(x+3)对应的目标油压…mx和m(x+N-1)对应的目标油压进行线性插补，最后将所有插补后的目标油压求平均值得到当前喷油量m最终的目标油压。
8.根据权利要求4所述的目标油压动态修正方法，其特征在于，如果当前喷油量为m′，则当N取大于2的整数时，确定当前喷油量的目标油压的方式为：
当m′落在m′x和m′(x+1)之间时，分别对m′x和m′(x+1)对应的目标油压、m′x和m′(x+2)对应的目标油压、m′x和m′(x+3)对应的目标油压…m′x和m′(x+N-1)对应的目标油压进行线性插补，最后将所有插补后的目标油压求平均值得到当前喷油量m′最终的目标油压。
9.一种目标油压动态修正设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有控制程序，所述控制程序由所述处理器加载并执行以实现权利要求1-8任一项所述的目标油压动态修正方法。
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存储有控制程序，所述控制程序被处理器执行时用于实现权利要求1-8任一项所述的目标油压动态修正方法。
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2022
- 2022-10-31 CN CN202211366313.XA patent/CN115717570B/zh active Active
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