CN118088330A - 一种增压器控制方法、装置、电子设备和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压器控制方法、装置、电子设备和车辆，涉及车辆控制技术领域，可根据车辆的当前行驶速度，确定出和增压器相适配的开度控制模式。在当前开度控制模式为开环控制模式时，可基于当前时刻的发动机转速确定出增压器的开度变化率。然后基于该开度变化率控制该增压器从之前的增压器开度，逐步变化至当前时刻对应的增压器开度，使得在增压器开度变化较频繁的阶段，增压器开度变化更加平顺。在车速相对稳定的行驶阶段则可采用闭环控制模式，基于增压器的实际进气压力和理论进气压力，对增压器的开度进行闭环调节，满足车辆的动力需求。该增压器控制方法可以在满足车辆性能要求的同时，有效减少增压器开度波动引起的车辆可靠性问题。

Description

一种增压器控制方法、装置、电子设备和车辆

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种增压器控制方法、装置、电子设备和车辆。

背景技术

增压器作为车辆发动机的关键部件，其主要作用是通过空气压缩增加进入发动机的进气压力，提高发动机燃油利用率。随着发动机和增压技术的不断进步，VGT（可变截面增压器）逐渐普及，这类增压器可以通过ECU（电子控制单元）控制其执行器开度从而不断调节涡轮端的废气流通面积，进一步控制发动机的进气压力。

目前VGT的控制方式只能满足车辆稳态工况的性能要求，对于城市拥堵路况等起步多、瞬态强的行驶状态下，传统的控制方式将使得VGT处于不断地动态调整过程中，而这种动态调整并未给车辆带来有效的性能收益如降低油耗，反而会使得增压器产生剧烈的波动降低了增压器本身的可靠性，使得发动机的性能下降。

发明内容

本发明提供了一种增压器控制方法、装置、电子设备和车辆，可满足车辆的性能需求，以及增加增压器的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明具体实施方式提供的一种增压器控制方法，包括：

至少基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式；

若所述当前开度控制模式为开环控制模式，至少基于当前时刻的发动机转速确定出所述增压器的开度变化率；

基于所述开度变化率控制第一增压器开度改变至第二增压器开度，所述第一增压器开度为所述当前时刻之前的增压器开度，所述第二增压器开度为所述当前时刻对应的增压器开度；

若所述当前开度控制模式为闭环控制模式，则基于所述增压器的实际进气压力和理论进气压力，对所述增压器的开度进行闭环调节。

进一步地，所述至少基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式，包括：

若所述当前行驶速度不大于预设值，则判定使用所述开环控制模式；

若所述当前行驶速度大于所述预设值，则判定使用所述闭环控制模式。

进一步地，所述开环控制模式下的增压器开度的确定过程包括：

基于所述当前行驶速度和所述预设值，确定出和所述增压器开度相关联的开度参数；

基于所述开度参数从开度参数表中查找出相应的增压器开度。

进一步地，所述开环控制模式下的增压器开度的确定过程包括：

在所述当前行驶速度不大于所述预设值且所述当前行驶速度为0时，将发动机转速作为所述开度参数；

基于所述发动机转速从第一开度参数表中查找出相应增压器开度。

进一步地，所述开环控制模式下的增压器开度的确定过程包括：

在所述当前行驶速度不大于所述预设值且所述当前行驶速度不为0时，将发动机转速和循环喷油量作为所述开度参数；

基于所述发动机转速和所述循环喷油量从第二开度参数表中查找出相应增压器开度。

进一步地，所述第一开度参数表中的各增压器开度，均满足相应转速下的发动机最低性能条件或增压器的最低可靠性条件。

进一步地，在至少基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式前，还包括：

基于预设时长内所述车辆的速度变化范围，确定是否对增压器的开度控制模式进行调整。

根据本发明具体实施方式提供的一种增压器控制装置，包括：

控制模式确定模块，用于至少基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式；

变化率确定模块，用于若所述当前开度控制模式为开环控制模式，至少基于当前时刻的发动机转速确定出所述增压器的开度变化率；

第一开度调整模块，用于基于所述开度变化率控制第一增压器开度改变至第二增压器开度，所述第一增压器开度为所述当前时刻之前的增压器开度，所述第二增压器开度为所述当前时刻对应的增压器开度；以及

第二开度调整模块，用于若所述当前开度控制模式为闭环控制模式，则基于所述增压器的实际进气压力和理论进气压力，对所述增压器的开度进行闭环调节。

根据本发明具体实施方式提供的一种电子设备，包括：存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于执行所述程序，实现如上所述的增压器控制方法的各个步骤。

根据本发明具体实施方式提供的一种车辆，包括：车辆本体以及设置在所述车辆本体中的如上所述的电子设备。

由以上技术方案可以看出，本发明中公开了一种增压器控制方法，在进行增压器开度控制模式的选择时，可根据车辆的当前行驶速度，确定出和增压器相适配的开度控制模式。在当前开度控制模式为开环控制模式时，可基于当前时刻的发动机转速确定出增压器的开度变化率。然后基于该开度变化率控制该增压器从之前的增压器开度，逐步变化至当前时刻对应的增压器开度，使得在增压器开度变化较频繁的阶段，增压器开度变化更加平顺。在车速相对稳定的行驶阶段则可采用闭环控制模式，基于增压器的实际进气压力和理论进气压力，对增压器的开度进行闭环调节，满足车辆的动力需求。该增压器控制方法可以在满足车辆性能要求的同时，有效减少增压器开度波动引起的车辆可靠性问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例提供的增压器控制方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的现有增压器开度控制和速度的关系图；

图3为本发明实施例提供的开环控制模式的过程图；

图4为本发明实施例提供的闭环控制模式的过程图；

图5为本发明实施例提供的增压器控制装置的结构图；

图6为本发明实施例提供的电子设备的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前VGT（可变截面增压器）现有的控制方法主要采用基于发动机转速和喷油量的实时闭环控制得到增压器的开度。此种控制方式对于起步多、瞬态强的车辆如在城市道路上运行的物流车辆等，发动机的转速和喷油量将不断的变化，进而使得增压器的开度不断的变化，如参照图2所示为某车辆在短时低速运行过程中（如车速在20km/h以下），增压器的开度连续不断的变化过程，其中横坐标为变化的时间，纵坐标表示增压器开度值和车速，其中在表示车速时单位为km/h，在表示增压器的开度时单位为百分比。图2中的实线表示车速随时间的变化，虚线表示相应的增压器开度随时间的变化。可以看出车速在0-20km/h变化过程中，增压器开度在连续不断的剧烈变化，而这种增压器开度的变化或者说控制调整过程，并未带来有效的性能收益如减少耗油量等，反而在此种多瞬态变化的工况中，会使得增压器开度剧烈波动造成发动机性能下降。

针对上述不合理的调整过程，参照图1所示，本发明的实施例提供了一种增压器控制方法，该方法可以包括以下步骤：

101、至少基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式。

具体的，根据车辆行驶的特点，尤其是对使用自动变速箱进行控制的车辆，在车辆起步或者车速较低时如车速小于20km/h时，变速箱在不断的升档或者降档过程中，发动机的喷油量会发生剧烈的变化，进而造成增压器开度的不断变化。而在车速大于20km/h后，变速箱档位较高，车辆路况良好此时车辆油门的变化相对较少，则可采用和之前不同的控制模式进行增压器开度的控制。

因此可采用对当前车速作为判断的依据，判定采用何种控制模式对增压器的开度进行控制。

需要说明的是，可以根据车辆当前行驶速度所在区间，或者与单一阈值进行比较的方式进行控制模式的确定，在此不做限制。

102、若当前开度控制模式为开环控制模式，至少基于当前时刻的发动机转速确定出增压器的开度变化率。

具体的，开环控制模式是采用标定的方式直接确定出增压器的开度，如可根据发动机转速直接确定出相应的开度变化率。在转速较低在兼顾发动机以及增压器性能要求的基础上，采用较低的开度变化率对增压器开度进行控制，如10%/s的变化速率。当转速增高时需要发动机及时的响应，此时根据发动机转速的当前值确定出新的开度变化率，如20%/s的变化速率。

可以理解的是，本领域技术人员可根据实际应用的需要对各转速下的开度变化率进行相应的设置和调整，在此不做限制。

103、基于开度变化率控制第一增压器开度改变至第二增压器开度，第一增压器开度为当前时刻之前的增压器开度，第二增压器开度为当前时刻对应的增压器开度。

具体的，确定出开度变化率后，根据当前的增压器开度和当前时刻之前的增压器开度，确定出增压器变化所需时间，进而控制其按照开度变化速率进行更加平稳的变化。如通过当前发动机转速确定出的增压器开度应为60%，而此时之前的增压器开度为50%，则按照20%/s的变化速率，则需要0.5s时间进行平稳的变化。

104、若当前开度控制模式为闭环控制模式，则基于增压器的实际进气压力和理论进气压力，对增压器的开度进行闭环调节。

当判断出需要使用闭环控制模式进行增压器开度控制时，可采用基于增压器的实际进气压力和理论进气压力的闭环控制模式进行增压器开度的控制。在车速大于20km/h时，变速箱档位较高，车辆路况良好，此时司机油门的变化相对较少，此时VGT控制采用基于进气压力的闭环控制，可提高整车运行的动力性，保证超车加速性能，同时可保证发动机的性能一致性，因为此时油门变化相对较小，闭环控制超调多导致的增压器可靠性问题也可以有效规避。具体的闭环控制模式参照图4所示，通过发动机转速以及相应的喷油量，从设定好的理论压力中选择出一个相应的理论压力值，将该理论进气压力和从压力传感器获取到的实际进气压力值进行比较，将比较结果输入至PID控制器进行增压器开度控制。

由以上实施方式可以看出，该增压器控制方法可以在低车速时采用开环及开度变化率的方式控制，以平衡增压器波动导致的可靠性问题和车辆的性能需求。在高车速时采用闭环控制提高整车运行的动力性，同时可保证发动机的性能一致性。

作为上述步骤101具体的实现方式，在本发明的另一具体实施例中，基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式，可具体包括以下过程：

701、若当前行驶速度不大于预设值，则判定使用开环控制模式；

702、若当前行驶速度大于预设值，则判定使用闭环控制模式。

具体的，在具体实施时可根据车型、发动机型号等的不同，确定出一个开环控制模式和闭环控制模式进行切换的速度值如20km/h，在行驶速度不大于该预设值时，可采用开环控制模式。反之则可采用闭环控制模式。

进一步地，为适应在开环控制模式下，不同车速或行驶状态下增压器开度确定更加的准确。在开环控制模式下的增压器开度的确定过程具体包括：

801、基于当前行驶速度和预设值，确定出和增压器开度相关联的开度参数。

802、基于开度参数从开度参数表中查找出相应的增压器开度。

具体的，在当前行驶速度不大于预设值且当前行驶速度为0时，将发动机转速作为开度参数。

基于发动机转速从第一开度参数表中查找出相应增压器开度。

当车速为0时，离合器处于脱开状态，此时存在司机原地踩油门的情况（例如车况检查等情形，会使油门上下波动剧烈），因为整车处于原地状态，需尽量减少增压器开度的无规律波动。此时基于发动机转速进行增压器开度的开环控制及标定，如下表所示，

其中，每列代表发动机转速（单位：rpm），每行代表增压器开度（单位：%），具体标定时尽量保证各转速下的开度一致性和平顺性，只需要满足高转速下的发动机最低性能要求或增压器的最低可靠性要求即可（发动机转速是连续可变过程，不会存在油门或者喷油量的剧烈波动）。

在当前行驶速度不大于预设值且当前行驶速度不为0时，将发动机转速和循环喷油量作为开度参数；

此时可基于发动机转速和循环喷油量从第二开度参数表中查找出相应增压器开度。

具体的，在车速大于0km/h小于20km/h时，车辆起步或车速较低时，尤其是变速箱在不断的升降档的过程中，发动机的喷油量会发生剧烈变化， 此时为减少增压器的剧烈波动，基于发动机转速和喷油量进行增压器开度的开环控制及标定，其中发动机转速和喷油量与增压器开度的关系参照下表所示：

其中每列表头代表发动机转速（单位：rpm），每行表头代表发动机的循环喷油量（单位：mg/hub），表格内数据代表增压器开度(单位：%)，具体标定时尽量保证各转速下的开度一致性和平顺性。

在进行开环控制时，参照图3所示，根据发动机转速和喷油量从标定的表格中确定出相应的开度，然后根据当前发动机转速确定出的开度变化率进行计算即可，例如当前转速3000 rpm，喷油量20 mg/hub，确定出的增压器开度为50%，之前的发动机转速为2600rpm，喷油量20 mg/hub，确定出的增压器开度为60%，则在开度变化率20%/s的控制下需要0.5s，将增压器开度从60%调整至50%。

在本发明的一些具体实施例中，为使控制模式的切换或控制更加的准确可靠，上述步骤101、在至少基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式前，还包括以下处理过程：

基于预设时长内车辆的速度变化范围，确定是否对增压器的开度控制模式进行调整。

具体的，可通过车辆的导航获取当前行驶路线上的车流量、路况等信息，在确定当前道路较拥堵，在预设时长内车速在20km/h左右做频繁的加减速变动，则可判定使用更加稳定的开环控制模式进行增压器开度的控制，以保证增压器工作的可靠性以及发动机工作的稳定性。

参照图5所示，本发明的实施例还提供了一种增压器控制装置，该装置在运行时，可实现上述增压器控制方法的各个步骤，该装置包括：

控制模式确定模块501，用于至少基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式。

变化率确定模块502，用于若当前开度控制模式为开环控制模式，至少基于当前时刻的发动机转速确定出增压器的开度变化率。

第一开度调整模块503，用于基于开度变化率控制第一增压器开度改变至第二增压器开度，第一增压器开度为当前时刻之前的增压器开度，第二增压器开度为当前时刻对应的增压器开度。以及

第二开度调整模块504，用于若当前开度控制模式为闭环控制模式，则基于增压器的实际进气压力和理论进气压力，对增压器的开度进行闭环调节。

进一步地，控制模式确定模块501具体用于：

若当前行驶速度不大于预设值，则判定使用开环控制模式；

若当前行驶速度大于预设值，则判定使用闭环控制模式。

进一步地，第一开度调整模块503还用于：

基于当前行驶速度和预设值，确定出和增压器开度相关联的开度参数；

基于开度参数从开度参数表中查找出相应的增压器开度。

进一步地，第一开度调整模块503还用于：

在当前行驶速度不大于预设值且所述当前行驶速度为0时，将发动机转速作为开度参数；

基于发动机转速从第一开度参数表中查找出相应增压器开度。

进一步地，第一开度调整模块503还用于：

在当前行驶速度不大于预设值且所述当前行驶速度不为0时，将发动机转速和循环喷油量作为开度参数；

基于发动机转速和循环喷油量从第二开度参数表中查找出相应增压器开度。

进一步地，第一开度调整模块503还用于：第一开度参数表中的各增压器开度，均满足相应转速下的发动机最低性能条件或增压器的最低可靠性条件。

进一步地，控制模式确定模块501还用于：

基于预设时长内车辆的速度变化范围，确定是否对增压器的开度控制模式进行调整。

参照图6所示，本发明的实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器601和处理器602。

存储器601，用于存储程序。

处理器602，用于执行该程序，实现如上实施例所述的增压器控制方法的各个步骤。

本发明的实施例还提供了一种车辆，包括：车辆本体以及设置在该车辆本体中的如上实施例所述的电子设备。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，各实施例中记载的技术特征可以进行替换或者组合。

本发明各实施例种装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或子模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。上述集成的模块或子模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或子模块的形式实现。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件单元，或者二者的结合来实施。软件单元可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种增压器控制方法，其特征在于，包括：

至少基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式；

若所述当前开度控制模式为开环控制模式，至少基于当前时刻的发动机转速确定出所述增压器的开度变化率；

基于所述开度变化率控制第一增压器开度改变至第二增压器开度，所述第一增压器开度为所述当前时刻之前的增压器开度，所述第二增压器开度为所述当前时刻对应的增压器开度；

若所述当前开度控制模式为闭环控制模式，则基于所述增压器的实际进气压力和理论进气压力，对所述增压器的开度进行闭环调节。

2.根据权利要求1所述的增压器控制方法，其特征在于，所述至少基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式，包括：

若所述当前行驶速度不大于预设值，则判定使用所述开环控制模式；

若所述当前行驶速度大于所述预设值，则判定使用所述闭环控制模式。

3.根据权利要求2所述的增压器控制方法，其特征在于，所述开环控制模式下的增压器开度的确定过程包括：

基于所述当前行驶速度和所述预设值，确定出和所述增压器开度相关联的开度参数；

基于所述开度参数从开度参数表中查找出相应的增压器开度。

4.根据权利要求3所述的增压器控制方法，其特征在于，所述开环控制模式下的增压器开度的确定过程包括：

在所述当前行驶速度不大于所述预设值且所述当前行驶速度为0时，将发动机转速作为所述开度参数；

基于所述发动机转速从第一开度参数表中查找出相应增压器开度。

5.根据权利要求3所述的增压器控制方法，其特征在于，所述开环控制模式下的增压器开度的确定过程包括：

在所述当前行驶速度不大于所述预设值且所述当前行驶速度不为0时，将发动机转速和循环喷油量作为所述开度参数；

基于所述发动机转速和所述循环喷油量从第二开度参数表中查找出相应增压器开度。

6.根据权利要求4所述的增压器控制方法，其特征在于，所述第一开度参数表中的各增压器开度，均满足相应转速下的发动机最低性能条件或增压器的最低可靠性条件。

7.根据权利要求1所述的增压器控制方法，其特征在于，在至少基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式前，还包括：

基于预设时长内所述车辆的速度变化范围，确定是否对增压器的开度控制模式进行调整。

8.一种增压器控制装置，其特征在于，包括：

控制模式确定模块，用于至少基于车辆的当前行驶速度，确定出增压器的当前开度控制模式；

变化率确定模块，用于若所述当前开度控制模式为开环控制模式，至少基于当前时刻的发动机转速确定出所述增压器的开度变化率；

第一开度调整模块，用于基于所述开度变化率控制第一增压器开度改变至第二增压器开度，所述第一增压器开度为所述当前时刻之前的增压器开度，所述第二增压器开度为所述当前时刻对应的增压器开度；以及

第二开度调整模块，用于若所述当前开度控制模式为闭环控制模式，则基于所述增压器的实际进气压力和理论进气压力，对所述增压器的开度进行闭环调节。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于执行所述程序，实现如权利要求1至7中任一项所述的增压器控制方法的各个步骤。

10.一种车辆，其特征在于，包括：车辆本体以及设置在所述车辆本体中的如权利要求9所述的电子设备。