CN110056435B - 基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法和车辆 - Google Patents

基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法和车辆。该控制方法包括：获取该增压器喘振区域；基于喘振区域确定不发生喘振的第一区域，然后针对该区域设定多组不同节气门缓关速率并在整车上进行油耗测试，以获得第一最优节气门缓关速率；基于喘振区域确定第二区域，其中进气***流量波动高于预设值，然后针对该区域设定多组不同节气门缓关速率和发动机断油条件并在整车上进行油耗测试，以获得第二最优节气门缓关速率和最优发动机断油条件；在与第一区域对应的行车工况下使用第一最优节气门缓关速率来控制节气门，和/或在与第二区域对应的行车工况下使用第二最优节气门缓关速率和最优发动机断油条件来分别控制节气门和发动机。

Description

基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法和车辆
技术领域
本发明涉及内燃机控制技术领域，尤其涉及一种基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法和车辆。
背景技术
目前的增压器在设计上都会配置进气泄压阀，其目的是在驾驶者松掉油门踏板后，将增压后进气管路中的高压气体通过泄压阀返回到增压器前管路，避免高压气体对增压器压气机端的叶轮产生冲击，进而发生喘振。对于增压器来说，喘振是不允许发生的，这是因为一旦发生喘振，那么就会造成压气机工作不稳定，流过压气机的气流开始强烈的脉动起来，使得压气机产生强烈的振动，并且有可能损坏压气机硬件。增压器作为比较精密的零件，其价格在发动机成本中的占比较高，而进气泄压阀作为一个功能零件，在整个增压器硬件成本中占有一定的比重，如果取消进气泄压阀这个零件就可以降低增压器的整体成本。而且，由于当前增压发动机在产品车上的大量应用，其带来的成本效益是非常可观的。但是鉴于进气泄压阀在保护增压器硬件方面的重要作用，如果直接取消是并不可行的，这需要提供相应的控制策略与之匹配。目前可以有效改善增压器喘振的控制方法是节气门缓关控制策略，但是节气门缓关会导致油耗升高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种集基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法和车辆，从而有效解决了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题。
首先，根据本发明的第一方面，它提供了一种基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法，所述控制方法包括步骤：
A. 获取所述无进气泄压阀的增压器在整车上的喘振区域；
B. 基于所述喘振区域确定其中不发生喘振的第一区域，然后针对所述第一区域设定多组不同的节气门缓关速率并通过在整车上进行油耗测试，用以获得第一最优节气门缓关速率，其使得此时油耗测试结果不高于具有进气泄压阀的增压器时的油耗测试结果；
C. 基于所述喘振区域确定其中的第二区域，在所述第二区域中进气***的流量波动高于预设值，然后针对所述第二区域设定多组不同的节气门缓关速率和发动机断油条件并且通过在整车上进行油耗测试，用以获得第二最优节气门缓关速率和最优发动机断油条件，其使得此时油耗测试结果不高于具有进气泄压阀的增压器时的油耗测试结果；以及
D. 在与所述第一区域相对应的第一行车工况下使用第一最优节气门缓关速率来控制节气门，并且/或者，在与所述第二区域相对应的第二行车工况下使用第二最优节气门缓关速率和最优发动机断油条件来分别控制节气门和发动机。
在根据本发明的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法中，可选地，通过以下步骤来获取所述喘振区域：
A1. 提供驾驶者降扭需求；
A2. 快速关闭节气门，以使得所述无进气泄压阀的增压器发生喘振；
A3. 测量所述无进气泄压阀的增压器的前端进气流量数据和后端增压压力数据；以及
A4. 基于多组不同的油门踏板开度，重复以上步骤A1-A3，从而通过测量到的所述前端进气流量数据和所述后端增压压力数据来获取所述喘振区域。
在根据本发明的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法中，可选地，所述不同的油门踏板开度之间间隔为5%。
在根据本发明的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法中，可选地，所述不同的油门踏板开度包括最大油门开度。
在根据本发明的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法中，可选地，所述不发生喘振的判断条件是：不发生喘振噪声，并且进气***的流量波动低于所述预设值，并且进气温度未上升。
在根据本发明的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法中，可选地，在所述第一行车工况下，油门踏板开度被控制成不高于20%。
在根据本发明的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法中，可选地，在所述第二行车工况下，油门踏板开度被控制成最高为30%。
在根据本发明的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法中，可选地，在所述第二行车工况下，如果所述无进气泄压阀的增压器进行增压后的压力小于设定值，则进行发动机分缸断油。
在根据本发明的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法中，可选地，在所述第二行车工况下，如果所述无进气泄压阀的增压器进行增压后的压力大于设定值，则进行发动机全缸断油。
其次，根据本发明的第二方面，它提供了一种车辆，所述车辆上使用如以上任一项所述基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法。
采用本发明技术方案成功解决了取消增压器的进气泄压阀后整车油耗升高的问题，其通过检测增压器喘振区域，确定增压器喘振区域中不敏感的流量区域，并由此提供节气门关闭和断油优化策略，从而不仅能够保证不增加发动机油耗，实现整车油耗降低的目的而不对车辆驾驶性产生明显影响，而且可以有效避免增压器发生喘振，延长增压器的使用寿命，并且改进车辆的NVH性能。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1是一个根据本发明的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法实施例的基本流程示意图。
图2示出了在图1所示的控制方法实施例中获取无进气泄压阀的增压器在整车上的喘振区域时的测试工况点。
图3示出了所获取的喘振区域示意图，在图中示出了若干个增压器喘振控制工况点。
图4示出了在进行NEDC油耗测试循环中的油门踏板开度分布区间。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法和车辆的步骤、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的零部件和特征在同一附图中可能仅在一处或若干处进行标示。
如图1所示，在该图中示范性地图示出了一个根据本发明的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法实施例的基本流程，下面就先通过该图1来对本发明方法进行详细说明。
首先，在步骤S11中，获取增压器（其不具有进气泄压阀）在整车上的喘振区域。作为举例说明，这可以例如通过采用以下步骤来获得该喘振区域：
步骤A1：提供驾驶者降扭需求；
步骤A2：快速关闭节气门，以使得上述增压器发生喘振；
步骤A3：测量上述增压器的前端进气流量数据和后端增压压力数据；
步骤A4：基于多组不同的油门踏板开度（例如，可以将它们设置为彼此之间间隔5%等适宜数值，其中包括车辆可以达到的最大油门开度），重复以上步骤A1-A3，从而通过测量到的前端进气流量数据和后端增压压力数据来获取喘振区域。在后文中将再结合图2至图4进一步讨论获得喘振区域的更为具体的实施方式。
然后，在步骤S12中，基于以上获取的喘振区域来确定其中的第一区域，即在该喘振区域中的第一区域不发生喘振。关于不发生喘振的具体判断标准，可以选择当以下3个条件同时成立时，则认为该增压器没有发生喘振：不发生喘振噪声、进气***的流量波动低于预设值（该预设值的具体可以根据实际情况来进行具体设定）、进气温度未上升。然后，针对以上确定的第一区域设定多组不同的节气门缓关速率，并且在整车上进行油耗测试，以此来获得第一最优节气门缓关速率，即当采用所获得的第一最优节气门缓关速率来控制节气门时，可以使得此时的油耗测试结果不会高于具有进气泄压阀的增压器时的油耗测试结果，由此即可在使用了无进气泄压阀的增压器的情况下实现不增加发动机油耗，从而能够有效控制整车油耗，并且不会对车辆驾驶性产生明显影响。
接下来，在步骤S12中，基于以上获取的喘振区域来确定其中的第二区域，即在该第二区域中，进气***的流量波动高于上述预设值。然后，针对以上确定的第二区域设定多组不同的节气门缓关速率和发动机断油条件，并且通过在整车上进行油耗测试，以此来获得第二最优节气门缓关速率和最优发动机断油条件，即当采用所获得的第二最优节气门缓关速率和最优发动机断油条件时，可以使得此时油耗测试结果不会高于具有进气泄压阀的增压器时的油耗测试结果，由此即可在使用了无进气泄压阀的增压器的情况下实现不增加发动机油耗，从而能够有效控制整车油耗，并且不会对车辆驾驶性产生明显影响。
随后，在步骤S12中，在与该第一区域相对应的第一行车工况下，可以使用以上得到的第一最优节气门缓关速率来控制节气门，并且/或者，在与该第二区域相对应的第二行车工况下，可以使用第二最优节气门缓关速率和最优发动机断油条件来分别控制节气门和发动机，这样就能够充分利用以上获得的非常有效的节气门控制和发动机断油的相应优化策略，成功实现了前述的本发明的发明目的。
作为举例说明，在上述的第一行车工况下，可以将油门踏板开度可选地控制成不高于20%；在第二行车工况下，可以将油门踏板开度可选地控制成最高为30%，还可以根据实际情况来进行发动机分缸断油或全缸断油，例如当增压器进行增压后的压力小于第一设定值（其可以根据实际情况来进行具体设定）时则可以进行发动机分缸断油，而当增压后的压力大于第二设定值（其可以根据实际情况来进行具体设定，这个设定值可以与上述第一设定值相同或不同）则可以进行发动机全缸断油。
以上大致说明了根据本发明的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法的基本步骤，下面将通过图2至图4来更加具体地举例说明本发明控制方法。
首先，请参阅在图2中示出的测试工况点，这些测试工况点是被示例性地提供用来获得无进气泄压阀的增压器的喘振区域分布。可以具体以下操作方法：设定油门踏板开度从5%开始，驾驶者操作车辆从静止状态踩下油门踏板，使得发动机转速上升到图2的A组中的第一个转速点2000rpm，然后松掉油门踏板，直到发动机转速降到B组中的第一转速点1500rpm，随后再踩下油门踏板，使得发动机转速上升到A组中的下一个转速点2500rpm，再松下油门踏板到B组中的下一个转速点2000rpm，如此往复，直到达到A组和B组中最后一组的最大转速点，在以上过程中同时测量并记录下增压器后端压力数据和增压器前端进气流量数据。当油门踏板开度为5%的工况完成后，再将油门开度增加至10%，然后同样按照图2中所示的A组和B组转速工况点进行相应的测试；后续的不同油门开度仍以5%作为间隔，直到达到车辆的最大油门开度。经过以上测试过程，就获得在这些不同油门踏板开度下的上述增压器的喘振分布情况，这被示意性地绘制在图3中。
在图3中示出了当驾驶者松掉油门踏板后，该取消了进气泄压阀的增压器运行的工况点对比情形。如该图3所示，驾驶者松油门前处于图中的A点，如果松完油门后，工况点由A点穿过增压器喘振线到达C点的话，则表明该增压器发生了喘振；如果工况点由A点运行到增压器喘振线右侧的B点的话，则增压器没有发生喘振。可以理解的是，图3中的D点处不是增压器发生喘振的区域，通过该图可以确定如前所述的增压器不发生喘振的第一区域以及增压器发生喘振的第二区域，这样就可以区别性地制定相应的节气门、发动机断油等方面的相应控制策略，以便达到如前所述的本发明目的。
基于不同的油门踏板、不同的发动机转速测试得出的结果显示，当发动机油门踏板小于某个油门开度（例如20%等）时，如果松开油门踏板后，增压器前进气流量波动和增压器后增压压力波动很小（即低于一个可根据具体情况来选择设定的预设值），主观上听不到增压器喘振声音，并且进气温度没有升高，就可以认为增压器并未发生喘振。
进一步，基于以上所获取的喘振区域分布（其包括第一区域、第二区域），可以制定不同的降油耗控制策略。例如，进行NEDC测试循环（欧3/4排放标准的一型试验工况，与GB18352.3（国3/4）相同），其包含了市区工况和市郊工况，这基本上能够反映出驾驶者在日常使用中大部分时间经历的驾驶工况。可以参考图4，该图中示例性地显示出了在NEDC测试循环中车速和油门踏板开度的分布。从图4中可以看出，在市区工况中油门踏板开度均在20%以下，而在市郊工况中油门踏板开度最大会达到30%。
基于NEDC测试循环中油门踏板的分布情况和增压器喘振区域与油门踏板的开度关系，可以针对市区工况和市郊工况分别采用不同的优化控制策略，以解决由于在增压器中取消了进气泄压阀而会造成整车油耗升高等问题。
例如，针对市区工况，可以设定节气门快速关闭，此时油门踏板开度小，进气流量和增压后管路压力较低，当驾驶者松开油门踏板后，将节气门快速关闭并不会造成增压器发生喘振的问题。从油耗方面来说，将节气门快速关闭可以使得进入气缸的气体快速减少，而发动机的喷油量是根据进入气缸内的空气来决定的，因此进入气缸内的气体减少会降低整车油耗。
又如，针对市郊工况，当油门踏板开度大于某个值（例如20%），松掉油门踏板后，如果此时将节气门关闭得太快，那么将会导致增压器发生喘振，因此此时应当减缓节气门关闭速率，以便使得增压后的高压气体通过节气门进入气缸，而不是反向冲击增压器泵轮叶片。但是节气门缓关会导致进入气缸内的空气增加，进而导致喷油量增加，以至于整车油耗升高，因此可以考虑加入断油策略，以便保证在节气门缓关的同时，发动机不会将额外的燃油喷入缸内。至于断油策略，不能够直接把所有缸的燃油直接断掉，这会导致车辆的驾驶性问题，应该根据此时增压后压力的情况来确定断油的控制策略，在增压后压力低的时候可以考虑将发动机分缸断油，而在增压后压力大的情况下，可以考虑将发动机全缸断油。
如上所述，当在车辆上采用例如以上所讨论的这些优选控制策略时，就可以实现即使使用了取消进气泄压阀的增压器，也可以保证不会增加整车油耗。因此，由于本发明基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法具有如上所述的突出优点和技术优势，所以非常适于将其应用到各种车辆上。
根据本发明的另外一个技术方案提供了这样的车辆，即通过在该车辆上使用根据本发明所设计提供的基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法，从而能够充分利用本发明方案所具备的如前所述的这些显著技术优势。
以上仅以举例方式来详细阐明本发明基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法和车辆，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括步骤：
A. 获取所述无进气泄压阀的增压器在整车上的喘振区域；
B. 基于所述喘振区域确定其中不发生喘振的第一区域，然后针对所述第一区域设定多组不同的节气门缓关速率并通过在整车上进行油耗测试，用以获得第一最优节气门缓关速率，其使得此时油耗测试结果不高于具有进气泄压阀的增压器时的油耗测试结果；
C. 基于所述喘振区域确定其中的第二区域，在所述第二区域中进气***的流量波动高于预设值，然后针对所述第二区域设定多组不同的节气门缓关速率和发动机断油条件并且通过在整车上进行油耗测试，用以获得第二最优节气门缓关速率和最优发动机断油条件，其使得此时油耗测试结果不高于具有进气泄压阀的增压器时的油耗测试结果；以及
D. 在与所述第一区域相对应的第一行车工况下使用第一最优节气门缓关速率来控制节气门，并且/或者，在与所述第二区域相对应的第二行车工况下使用第二最优节气门缓关速率和最优发动机断油条件来分别控制节气门和发动机。
2.根据权利要求1所述基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法，其特征在于，通过以下步骤来获取所述喘振区域：
A1. 提供驾驶者降扭需求；
A2. 快速关闭节气门，以使得所述无进气泄压阀的增压器发生喘振；
A3. 测量所述无进气泄压阀的增压器的前端进气流量数据和后端增压压力数据；以及
A4. 基于多组不同的油门踏板开度，重复以上步骤A1-A3，从而通过测量到的所述前端进气流量数据和所述后端增压压力数据来获取所述喘振区域。
3.根据权利要求2所述基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法，其特征在于，所述不同的油门踏板开度之间间隔为5%。
4.根据权利要求2所述基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法，其特征在于，所述不同的油门踏板开度包括最大油门开度。
5.根据权利要求1所述基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法，其特征在于，所述不发生喘振的判断条件是：不发生喘振噪声，并且进气***的流量波动低于所述预设值，并且进气温度未上升。
6.根据权利要求1-5中任一项所述基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法，其特征在于，在所述第一行车工况下，油门踏板开度被控制成不高于20%。
7.根据权利要求1-5中任一项所述基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法，其特征在于，在所述第二行车工况下，油门踏板开度被控制成最高为30%。
8.根据权利要求1-5中任一项所述基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法，其特征在于，在所述第二行车工况下，如果所述无进气泄压阀的增压器进行增压后的压力小于设定值，则进行发动机分缸断油。
9.根据权利要求1-5中任一项基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法，其特征在于，在所述第二行车工况下，如果所述无进气泄压阀的增压器进行增压后的压力大于设定值，则进行发动机全缸断油。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆上使用如权利要求1-9中任一项所述基于无进气泄压阀的增压器降低整车油耗的控制方法。
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