一种增压器的控制方法及相关装置制造方法及图纸

本申请公开了一种增压器的控制方法及相关装置，该方法通过车辆的发动机参数确定标定进气压力，然后将车辆当前的喷嘴环开度作为输入项，基于预测模型确定该车辆的目标数据。该预测模型用于模拟车辆运行，通过将喷嘴环开度输入该预测模型可得到车辆在该开度条件下运行时的进气压力和排气流量，即上述预测进气压力和预测排气流量，进而根据车辆当前的实际进气压力、标定进气压力、预测进气压力和预测排气流量确定标定进气压力对应的排气总流量。上述流程能够更加准确的获取标定进气压力对应的排气总流量，从而更加精确的调整喷嘴环开度。以此降低喷嘴环开度调节过程中的超调情况，减少增压器的响应时间。减少增压器的响应时间。减少增压器的响应时间。

A control method and related device of supercharger

【技术实现步骤摘要】
一种增压器的控制方法及相关装置


[0001]本专利技术涉及自动控制
，特别涉及一种增压器的控制方法及相关装置。

技术介绍

[0002]随着汽车和内燃机工业的高速发展，能源需求和环境保护问题始终是行业内的重点。增压器是内燃柴油机的重要部件，由压气机、涡轮机和连接其的中间体共同组成。增压器用于通过废气驱动涡轮来带动压气机压缩空气，从而增加进入发动机的进气压力，提高燃油利用率。
[0003]相关技术中，多基于发动机转速和喷油量对进气压力标定，并根据压力传感器监测发动机的实际进气压力。通过比例
‑
积分
‑
微分控制函数(PID，Proportion Integration Differentiation)基于二者的偏差对涡轮机端废气入口处的喷嘴环(VGT，Variable Geometry Turbine)进行调节，从而改变车辆的进气流量。这种直接采用标定压力和实际压力间的偏差对喷嘴环开度进行调节的控制方式多存在超调(即单次开度调整过大，需通过减小开度以达到标定进气压力对应的喷嘴环开度)的情况，导致增压器的响应时间延长。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种增压器的控制方法及相关装置，用于降低喷嘴环开度调节过程中的超调情况，从而减少增压器的响应时间。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种增压器的控制方法，包括：
[0006]根据车辆当前的发动机转速和喷油量确定标定进气压力；
[0007]确定所述车辆增压器的喷嘴环开度；根据所述喷嘴环开度，基于预测模型确定所述车辆的目标数据；其中，所述预测模型用于在所述喷嘴环开度条件下，通过模拟车辆运行以预测所述车辆在模拟运行过程中产生的目标数据；所述目标数据至少包括预测进气压力和预测排气流量；
[0008]根据所述车辆当前的实际进气压力、所述标定进气压力、所述预测进气压力和所述预测排气流量确定所述标定进气压力对应的排气总流量，并根据所述排气总流量调整所述喷嘴环开度。
[0009]本申请实施例通过车辆的发动机参数确定标定进气压力，然后将车辆当前的喷嘴环开度作为输入项，基于预测模型确定该车辆的目标数据。该预测模型用于模拟车辆运行，通过将喷嘴环开度输入该预测模型可得到车辆在该开度条件下运行时的进气压力和排气流量，即上述预测进气压力和预测排气流量。进而根据车辆当前的实际进气压力、标定进气压力、预测进气压力和预测排气流量确定标定进气压力对应的排气总流量。上述流程能够更加准确的获取标定进气压力对应的排气总流量。
[0010]本申请上述流程能够更加准确的获取标定进气压力对应的排气总流量。从而更加精确的调整喷嘴环开度，以此降低喷嘴环开度调节过程中的超调情况，减少增压器的响应时间。
[0011]在一些可能的实施例中，所述基于预测模型确定所述车辆的目标数据，包括：
[0012]基于所述预测模型，根据当前环境温度、环境压力以及所述喷嘴环开度确定预测进气流量；其中，所述预测进气流量表征所述车辆在所述喷嘴环开度调节下模拟运行产生的进气流量；
[0013]确定所述预测进气流量对应的进气氧浓度和进气压力，将所述进气压力作为所述预测进气压力；
[0014]根据所述预测进气流量和所述车辆当前的喷油量确定所述预测排气流量。
[0015]本申请实施例预设有用于模拟车辆运行的预测模型，通过该预测模型模拟车辆在指定喷嘴环开度条件下运行，以获取车辆模拟运行过程中产生的预测进气压力和预测排气流量。
[0016]在一些可能的实施例中，所述根据所述车辆当前的实际进气压力、所述标定进气压力、所述预测进气压力和所述预测排气流量确定所述标定进气压力对应的排气总流量，包括：
[0017]根据所述实际进气压力和所述标定进气压力确定第一压力偏差，并根据比例增益函数确定所述第一压力偏差对应的第一排气变化率；
[0018]根据所述预测进气压力和所述标定进气压力确定第二压力偏差，并根据比例积分微分控制函数确定所述第二压力偏差对应的第二排气变化率；
[0019]根据所述预测排气流量、所述第一排气变化率和所述第二排气变化率确定所述排气总流量。
[0020]本申请实施例根据实际进气压力和标定进气压力采用kp增益函数确定动态的前馈排气压力变化率，进一步的，根据预测进气压力和标定进气压力采用PID控制函数确定动态的反馈压力变化率，由此基于预测排气流量、前馈以及反馈的排气压力变化率确定车辆的排气总流量，提高排气总流量获取的精确度，进而降低喷嘴环开度调整过程中的超调情况。
[0021]在一些可能的实施例中，所述根据所述预测排气流量、所述第一排气变化率和所述第二排气变化率确定所述排气总流量，包括：
[0022]根据所述第一排气变化率和所述第二排气变化率确定所述车辆的动态排气变化率；
[0023]确定所述预测排气流量对应的排气压力，并根据所述预测排气流量、所述排气压力和所述动态排气变化率确定所述车辆的动态排气流量；
[0024]根据所述预测排气流量和所述动态排气流量确定所述车辆的排气总流量。
[0025]本申请实施例通过确定车辆动态排气变化率来计算车辆动态的排气流量，再将预测排气流量作为车辆的静态排气流量，由此通过动态排气流量和静态排气流量即可得到排气总流量，以此提高排气总流量获取的精确度，进而降低喷嘴环开度调整过程中的超调情况。
[0026]在一些可能的实施例中，所述根据所述排气总流量调整所述喷嘴环开度，包括：
[0027]根据所述排气压力和环境压力确定涡轮机膨胀比；
[0028]根据所述涡轮机膨胀比和所述排气总流量确定所述喷嘴环开度。
[0029]本申请实施例基于预测模型确定模拟车辆运行过程中产生的排气压力，再根据环
境压力确定涡轮机膨胀比。由此可根据该涡轮机膨胀比和排气总流量得到对应的喷嘴环开度，提高喷嘴环开度的查询效率。
[0030]在一些可能的实施例中，所述预测模型至少包括用于模拟压气机运行的压气机模型、用于模拟进气总管运行的进气总管模型、用于模拟内燃机运行的燃烧模型、用于模拟排气总管运行的排气总管模型、用于模拟涡轮机运行的涡轮机模型、用于模拟增压器中间体运行的中间体模型。
[0031]本申请实施例通过构建与车辆真实部件对应的预测模型以模拟车辆运行，从而获取模拟车辆运行过程中的目标数据。该目标数据用于确定车辆的排气总流量，以此提高排气总流量获取的精确度，进而降低喷嘴环开度调整过程中的超调情况。
[0032]第二方面，本申请实施例提供了一种增压器的控制装置，所述装置包括：
[0033]标定量获取模块，被配置为执行根据车辆当前的发动机转速和喷油量确定标定进气压力；
[0034]数据获取模块，被配置为执行确定所述车辆增压器的喷嘴环开度；根据所述喷嘴环开度，基于预测模型确定所述车辆的目标数据；其中，所述预测模型用于在所述喷嘴环开度条件下，通过模拟车辆运行以预测所述车辆在模拟运行过程中产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增压器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：根据车辆当前的发动机转速和喷油量确定标定进气压力；确定所述车辆增压器的喷嘴环开度；根据所述喷嘴环开度，基于预测模型确定所述车辆的目标数据；其中，所述预测模型用于在所述喷嘴环开度条件下，通过模拟车辆运行以预测所述车辆在模拟运行过程中产生的目标数据；所述目标数据至少包括预测进气压力和预测排气流量；根据所述车辆当前的实际进气压力、所述标定进气压力、所述预测进气压力和所述预测排气流量确定所述标定进气压力对应的排气总流量，并根据所述排气总流量调整所述喷嘴环开度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预测模型确定所述车辆的目标数据，包括：基于所述预测模型，根据当前环境温度、环境压力以及所述喷嘴环开度确定预测进气流量；其中，所述预测进气流量表征所述车辆在所述喷嘴环开度调节下模拟运行产生的进气流量；确定所述预测进气流量对应的进气氧浓度和进气压力，将所述进气压力作为所述预测进气压力；根据所述预测进气流量和所述车辆当前的喷油量确定所述预测排气流量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆当前的实际进气压力、所述标定进气压力、所述预测进气压力和所述预测排气流量确定所述标定进气压力对应的排气总流量，包括：根据所述实际进气压力和所述标定进气压力确定第一压力偏差，并根据比例增益函数确定所述第一压力偏差对应的第一排气变化率；根据所述预测进气压力和所述标定进气压力确定第二压力偏差，并根据比例积分微分控制函数确定所述第二压力偏差对应的第二排气变化率；根据所述预测排气流量、所述第一排气变化率和所述第二排气变化率确定所述排气总流量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述预测排气流量、所述第一排气变化率和所述第二排气变化率确定所述排气总流量，包括：根据所述第一排气变化率和所述第二排气变化率确定所述车辆的动态排气变化率；确定所述预测排气流量对应的排气压力，并根据所述预测排气流量、所述排气压力和所述动态排气变化率确定所述车辆的动态排气流量；根据所述预测排气流量和所述动态排气...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾军山，王新校，曹梦，孙文平，马丽，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：