CN107100717B - 发动机增压控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机增压控制方法，包括：实时检测油门踏板信号以及电子增压器出口的实际压力；若检测到所述油门踏板信号不为0，则查询油门踏板信号与发动机扭矩对应曲线，得到目标扭矩；根据所述目标扭矩，查询扭矩与进气量对应曲线，得到目标进气量；根据所述目标进气量，查询电子增压器特性曲线，得到目标压力；根据所述实际压力与所述目标压力的关系，对电子增压器的转速进行控制，以使所述实际压力等于所述目标压力。通过本发明能够保证发动机在低速区域乃至任何转速区域下的排放需求，并且能够在驾驶人意图和车辆加速度之间建立准确且快速的动态响应关系，从而提升发动机功效并改善驾驶体验。本发明还公开了一种发动机增压控制系统。

Description

发动机增压控制方法及系统

技术领域

本发明涉及发动机控制领域，尤其涉及一种发动机增压控制方法及系统。

背景技术

驾驶人对于车辆发动机的要求随着车辆的普及越来越高，不仅要求提供强劲的动力性，还需要求发动机拥有较低的油耗和清洁的排放。这就需要发动机在各种工况下都能工作在最高效的区域，因此，提高发动机的进气效率显得尤为重要。发动机增压系统是一种能够提高进入发动机的充气效率，从而提高平均有效压力的方案措施。

传统的发动机增压系统多采用单一的机械涡轮增压系统，其在一定程度上能够提高进气量，然而，由于涡轮增压发动机在低转速区域无法得到足够的废气量，在此区域传统的涡轮增压会出现涡轮迟滞现象，发动机低端扭矩就会无法得到提升，另外，由于涡轮增压器从排气再转化到进气需要一定的时间，还会造成动态响应性差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机增压控制方法及系统，用于解决传统增压系统存在的低速低扭矩、以及动态响应差的问题。

本发明采用的技术方案如下：

在车辆运行过程中，实时检测油门踏板信号；

若检测到所述油门踏板的输出信号，则查询油门踏板信号与发动机扭矩对应曲线，得到目标扭矩；

根据所述目标扭矩，查询扭矩与进气量对应曲线，得到目标进气量；

根据所述目标进气量，查询电子增压器特性曲线，得到目标压力；

获取电子增压器出口的实际压力；

根据所述实际压力与所述目标压力的关系，对电子增压器的转速进行控制，以使所述实际压力等于所述目标压力。

优选地，还包括：若未检测到所述油门踏板的输出信号，则触发所述电子增压器停止工作，并开启进气旁通阀。

优选地，还包括：实时采集蓄电池的剩余电量，当所述剩余电量低于设定的阈值后，控制发电机对电子增压器供电。

优选地，所述油门踏板信号包括：油门开度和\或油门斜率。

一种发动机增压控制系统，包括：控制器，以及与所述控制器连接的电子增压器、增压器出口压力传感器和油门踏板传感器；

所述控制器通过所述油门踏板传感器实时检测油门踏板信号，并在检测到所述油门踏板的输出信号时，所述控制器根据所述油门踏板信号，计算得到目标压力；

所述控制器还用于获取所述增压器出口压力传感器发送的实际压力，并根据所述实际压力与所述目标压力的关系，控制所述电子增压器转速，以使所述实际压力等于所述目标压力。

优选地，还包括：与所述控制器连接的电控旁通阀；所述控制器未检测到所述油门踏板的输出信号时，触发所述电子增压器停止运转，并控制所述电控旁通阀开启。

优选地，还包括：与所述控制器连接的电量传感器，以及分别与所述控制器和所述电子增压器连接的发电机；所述电量传感器用于实时检测蓄电池的剩余电量，并将所述剩余电量发送至所述控制器；所述控制器还用于将所述剩余电量与设定的电量阈值进行比较，并在剩余电量低于所述电量阈值后，触发发电机对电子增压器进行供电。

优选地，所述控制器根据所述油门踏板信号，计算得到目标压力，包括：所述控制器根据检测到的所述油门踏板信号，查询油门踏板信号与发动机扭矩对应曲线，计算出目标扭矩；再根据所述目标扭矩，查询扭矩与进气量对应曲线，计算出目标进气量；再根据所述目标进气量，查询所述电子增压器的特性曲线，计算得到所述目标压力。

优选地，所述油门踏板信号包括：油门开度和\或油门斜率。

优选地，所述控制器为发动机控制单元。

本发明不仅不会造成进气迟滞，而且能够满足发动机对进气量及进气效率的需求，保证发动机在低速区域乃至任何转速区域下的排放需求，并且，能够在驾驶人意图和车辆加速度之间建立准确且快速的动态响应关系，据上，本发明有效地提升了发动机功效，并改善了用户的驾驶体验。

附图说明

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作进一步描述，其中：

图1为本发明提供的发动机增压控制方法的流程图；

图2为本发明提供的发动机增压控制方法的具体实施方式的流程图；

图3为本发明提供的发动机增压控制系统的一个较佳实施例的方框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提供了一种发动机增压控制方法的实施例，请参考图1，并结合图2，其具体内容包括如下：

步骤S1、在车辆运行过程中，实时检测油门踏板信号；

步骤S2、若检测到油门踏板的输出信号，则查询油门踏板信号与发动机扭矩对应曲线，得到目标扭矩；需要补充的是，其一，油门踏板有输出信号，即代表驾驶人对行驶速度有一定的控制需求，正在驱使油门踏板动作；其二，所述目标扭矩即为与油门踏板的输出信号相对应的所需的发动机扭矩；其三，这里提及的油门踏板信号可以是油门开度或油门斜率，也可以同时指代二者；其四，油门踏板信号与发动机扭矩对应曲线，可以是油门开度和扭矩对应曲线，也可以是油门斜率和扭矩对应曲线，还可以是油门开度及油门斜率和扭矩对应曲线，并且，上述曲线可以通过台架试验或油门标定获得。

在实际操作中，还可以对步骤S2作进一步考虑，其中，如果未检测到油门踏板的输出信号，也即是表示驾驶人未驱动油门踏板动作，此时车辆可能处于怠速、滑行或等同工况，那么，则可以触发电子增压器停止工作，并且开启发动机的进气旁通阀，由自然进气或机械式涡轮等常规方式进行供气。

步骤S3、根据前述获得的目标扭矩，查询扭矩与进气量对应曲线，得到目标进气量；这里需要补充的是正常工况下发动机扭矩和所需的进气量是对等的关系，因此同样地，扭矩与进气量对应曲线也可以通过发动机台架试验获得。

步骤S4、根据前述获得的目标进气量，查询电子增压器特性曲线，得到目标压力；这里所说的电子增压器特性曲线，是通过试验标定的电子增压器的排气量与排气压力对应曲线，而前述目标进气量是指发动机所需的进气量，也即是此处所述的电子增压器的排气量。

步骤S5、获取电子增压器出口的实际压力；这里需要指出的是，实际操作中可以在车辆运行过程中，实时检测电子增压器出口压力，但出于节能考虑，在本发明的方案中采取的是，在前述计算获得了目标压力后，再去获取该实际压力。

步骤S6、根据电子增压器出口的实际压力与目标压力的关系，对电子增压器的转速进行控制，以使所述实际压力等于所述目标压力。具体地，如果实际压力大于目标压力，则对电子增压器进行降速控制，反之，如果实际压力小于目标压力，则对电子增压器进行升速控制，如果实际压力等于目标压力，则对保持电子增压器转速。

通过上述步骤，不仅不会造成进气迟滞，而且能够满足发动机对进气量及进气效率的需求，保证发动机在低速区域乃至任何转速区域下的排放需求，并且，能够将油门踏板状态与发动机输出扭矩精确对应，也即是在驾驶人意图和车辆加速度之间建立了准确且快速的动态响应关系，据上，本发明有效地提升了发动机功效，并改善了用户的驾驶体验。

此外，在本发明的一个优选方案中，为了保证电子增压器正常工作，还可以考虑采取如下步骤：在车辆行驶过程中，实时采集蓄电池的剩余电量，这里需要说明的是，蓄电池作为内燃机车辆或混合动力车辆的电源为电子增压器供电；接续上文，当剩余电量低于设定的阈值后，例如30％，控制车内的发电机对电子增压器供电，此处还需指出的是，在实际操作中，可以通过提高发动机转速或点火角等方式提升发电机的电能输出；另外，发电机对电子增压器的供电的方式，包括为间接方式和直接方式，即发电机对蓄电池进行充电，由蓄电池对电子增压器供电，或者由发电机直接对电子增压器供电。

相应于上述方法，本发明还提供了一种发动机增压控制系统的实施例，参考图3，其包括：控制器，以及与该控制器连接的电子增压器、增压器出口压力传感器以及油门踏板传感器；在实际应用中，该控制器可以选用发动机控制单元ECU。

该系统的工作的方式是，控制器通过油门踏板传感器实时检测油门踏板信号，并在检测到油门踏板的输出信号时，控制器根据油门踏板信号，计算得到目标压力；具体而言，ECU通过油门踏板传感器实时检测油门开度和\或油门斜率，并当驾驶人踩下油门踏板后，ECU根据油门开度和\或油门斜率，查询油门开度和\或油门斜率与发动机扭矩对应曲线，计算出目标扭矩；再根据该目标扭矩，查询扭矩与进气量对应曲线，计算出目标进气量；再根据该目标进气量，查询电子增压器的特性曲线，最终得到所需的目标压力。

此外，前述控制器还用于检测增压器出口压力传感器发送的实际压力信号，这里需要说明的是，控制器可以实时检测该实际压力信号，也可以在得到所需的目标压力后获取该实际压力信号，出于控制成本考虑，后者为佳；接续上文，前述控制器根据实际压力信号与上述查表、计算获得的目标压力的关系，控制电子增压器转速，以使电子增压器输出的空气压力等于所需的目标压力。具体而言，电子增压器主要由驱动电机和与该驱动电机连接的叶轮组成，ECU将检测到的电子增压器出口的实际压力与目标压力进行比对，在实际压力大于目标压力时，ECU控制该驱动电机降速，反之，在实际压力小于目标压力时，ECU控制该驱动电机升速，另外，在实际压力等于目标压力时，ECU可以保持该驱动电机的转速。

在本系统的另一个实施例中，还包括了设置在发动机进气端的电控旁通阀，并且该电控旁通阀与控制器连接；在ECU未检测到油门踏板的输出信号时，即油门踏板未被踩踏时，ECU触发电子增压器的驱动电机停止运转，并且，向电控旁通阀输出高电平使其开启，以便由自然进气方式为发动机供气。

此外，本发明还考虑到为保证电子增压器正常工作，可以在蓄电池的接线柱上设置一个与ECU通过连接的电量传感器，或者是将检测电池电量的装置通过总线连接到ECU，这样，ECU可以实时检测电池电量，并监控蓄电池的剩余电量是否满足电子增压器的需求，具体可以是在蓄电池的剩余电量低于一个设定的电量阈值(例如30％)后，触发与ECU和电子增压器或蓄电池连接的发电机，对电子增压器进行供电，当然，本领域技术人员可以理解的是如果发电机与蓄电池连接，则是通过发电机对蓄电池充电，由蓄电池为电子增压器供电，如果发电机直接与电子增压器连接，则是由发电机对电子增压器直接供电，以保证电子增压器在车辆行驶过程中正常工作。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上所述仅为本发明的较佳实施例，但需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种发动机增压控制方法，其特征在于，包括：

在车辆运行过程中，实时检测油门踏板信号；

若检测到所述油门踏板的输出信号，则查询油门踏板信号与发动机扭矩对应曲线，得到目标扭矩；

根据所述目标扭矩，查询扭矩与进气量对应曲线，得到目标进气量；

根据所述目标进气量，查询电子增压器特性曲线，得到目标压力；

获取电子增压器出口的实际压力；

根据所述实际压力与所述目标压力的关系，对电子增压器的转速进行控制，以使所述实际压力等于所述目标压力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若未检测到所述油门踏板的输出信号，则使所述电子增压器停止工作，并开启进气旁通阀。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

实时采集蓄电池的剩余电量信号，当所述剩余电量信号低于设定的阈值后，控制发电机对电子增压器供电。

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述油门踏板信号包括：油门开度。

5.一种发动机增压控制系统，其特征在于，包括：控制器，以及与所述控制器连接的电子增压器、增压器出口压力传感器和油门踏板传感器；

所述控制器通过所述油门踏板传感器实时检测油门踏板信号，并在检测到所述油门踏板的输出信号时，所述控制器根据所述油门踏板信号，计算得到目标压力；

所述控制器还用于获取所述增压器出口压力传感器发送的实际压力，并根据所述实际压力与所述目标压力的关系，控制所述电子增压器转速，以使所述实际压力等于所述目标压力。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

与所述控制器连接的电控旁通阀；

所述控制器未检测到所述油门踏板的输出信号时，触发所述电子增压器停止运转，并控制所述电控旁通阀开启。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

与所述控制器连接的电量传感器，以及分别与所述控制器和所述电子增压器连接的发电机；

所述电量传感器用于实时检测蓄电池的剩余电量，并将所述剩余电量发送至所述控制器；

所述控制器还用于将所述剩余电量与设定的电量阈值进行比较，并在剩余电量低于所述电量阈值后，触发发电机对电子增压器进行供电。

8.根据权利要求5～7任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器根据所述油门踏板信号，计算得到目标压力，包括：

所述控制器根据检测到的所述油门踏板信号，查询油门踏板信号与发动机扭矩对应曲线，计算出目标扭矩；再根据所述目标扭矩，查询扭矩与进气量对应曲线，计算出目标进气量；再根据所述目标进气量，查询所述电子增压器的特性曲线，计算得到所述目标压力。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述油门踏板信号包括：油门开度。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器为发动机控制单元。