電子增壓器的控制方法、系統及車輛與流程
2023-09-09 17:16:25
本發明涉及汽車技術領域，特別涉及一種電子增壓器的控制方法、系統及車輛。
背景技術：
目前，車輛的發動機藉助渦輪增壓器進行增壓，可以在一定程度上提成車輛的加速性能，但是，車輛在加速時，渦輪增壓器需要利用發動機的排放高溫高壓廢氣驅動渦輪增壓器的渦輪，進而為發動機進行增壓。但是這需要一個過程，例如：車輛在急加速時，急加速初期階段的發動機的幾個工作循環內廢氣能量不夠，不能夠有效驅動渦輪增壓器達到預想的轉速，從而產生加速遲滯顯現，影響加速性能。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明旨在提出一種電子增壓器的控制方法，該方法可以有效提升車輛的加速性能，進而提升駕駛體驗。
為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：
一種電子增壓器的控制方法，包括以下步驟：檢測單位時間前後的油門踏板開度；根據所述單位時間前後的油門踏板開度得到發動機的當前扭矩和需求扭矩；根據所述需求扭矩和所述當前扭矩得到扭矩變化率；根據發動機轉速和所述發動機的當前扭矩得到對應於開啟所述電子增壓器的扭矩變化率閾值；當所述扭矩變化率大於或等於所述扭矩變化率閾值時，開啟所述電子增壓器以對所述發動機進行增壓。
進一步的，還包括：檢測所述發動機的實際進氣量；根據所述需求扭矩得到所述發動機的需求進氣量，並計算所述發動機的需求進氣量和所述發動機的實際進氣量之間的進氣量差值；根據所述發動機轉速和所述發動機的當前扭矩得到對應於開啟所述電子增壓器的氣量差閾值；當所述進氣量差值大於或等於所述氣量差閾值時，開啟所述電子增壓器以對所述發動機進行增壓。
進一步的，還包括：根據所述發動機轉速得到對應於所述發動機轉速的渦輪增壓上限扭矩；如果所述發動機轉速小於預設轉速且所述需求扭矩大於對應於所述發動機轉速的渦輪增 壓上限扭矩，則開啟所述電子增壓器以對所述發動機進行增壓。
進一步的，所述單位時間為0.08至0.15秒。
相對於現有技術，本發明所述的電子增壓器的控制方法具有以下優勢：
本發明所述的電子增壓器的控制方法，可根據扭矩變化率較大確定出用戶的駕駛意圖是否為想使車輛進行較快的提速，例如車輛在進行急加速時，藉助電子增壓器對進入發動機的氣體壓力進行增壓控制，從而提升車輛的加速性能，避免僅通過渦輪增壓器在急加速初期加速遲滯的問題，進而提升駕駛體驗。
本發明的另一個目的在於提出一種電子增壓器的控制系統，該系統可以有效提升車輛的加速性能，進而提升駕駛體驗。
為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：
一種電子增壓器的控制系統，包括：油門踏板開度檢測模塊，用於檢測單位時間前後的油門踏板開度；扭矩計算模塊，用於根據所述單位時間前後的油門踏板開度得到發動機的當前扭矩和需求扭矩；扭矩變化率計算模塊，用於根據所述需求扭矩和所述當前扭矩得到扭矩變化率；控制模塊，用於根據發動機轉速和所述發動機的當前扭矩得到對應於開啟所述電子增壓器的扭矩變化率閾值，並當所述扭矩變化率大於或等於所述扭矩變化率閾值時，開啟所述電子增壓器以對所述發動機進行增壓。
進一步的，所述控制模塊還用於：檢測所述發動機的實際進氣量；根據所述需求扭矩得到所述發動機的需求進氣量，並計算所述發動機的需求進氣量和所述發動機的實際進氣量之間的進氣量差值；根據所述發動機轉速和所述發動機的當前扭矩得到對應於開啟所述電子增壓器的氣量差閾值；當所述進氣量差值大於或等於所述氣量差閾值時，開啟所述電子增壓器以對所述發動機進行增壓。
進一步的，所述控制模塊還用於：根據所述發動機轉速得到對應於所述發動機轉速的渦輪增壓上限扭矩；如果所述發動機轉速小於預設轉速且所述需求扭矩大於對應於所述發動機轉速的渦輪增壓上限扭矩，則開啟所述電子增壓器以對所述發動機進行增壓。
進一步的，所述單位時間為0.08至0.15秒。
進一步的，所述控制模塊還用於在開啟所述電子增壓器之後，檢測所述電子增壓器的壓前壓力和壓後壓力，並比較所述電子增壓器的壓前壓力和壓後壓力，以及在所述電子增壓器的壓前壓力大於或等於壓後壓力時關閉所述電子增壓器。
所述的電子增壓器的控制系統與上述的電子增壓器的控制方法相對於現有技術所具有的優勢相同，在此不再贅述。
本發明的另一個目的在於提出一種車輛，該車輛的加速性能強，進而可以提升車輛的駕 駛體驗。
為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：
一種車輛，設置有如上述實施例所述的電子增壓器的控制系統。
所述的車輛與上述的電子增壓器的控制系統相對於現有技術所具有的優勢相同，在此不再贅述。
附圖說明
構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1為本發明實施例所述的電子增壓器的控制方法中發動機系統的示意圖；
圖2為本發明實施例所述的電子增壓器的控制方法的流程圖；
圖3為本發明實施例所述的電子增壓器的控制方法的具體流程圖；
圖4為本發明一個實施例所述的電子增壓器的控制方法的流程圖；
圖5為本發明實施例所述的電子增壓器的控制方法中發動機轉速與需求扭矩對應關係示意圖；
圖6為本發明另一個實施例所述的電子增壓器的控制方法的流程圖；
圖7為本發明實施例所述的電子增壓器的控制系統的結構框圖。
附圖標記說明：
電子增壓器1、渦輪增壓器2、發動機3、電子增壓器的控制系統700、油門踏板開度檢測模塊710、扭矩計算模塊720、扭矩變化率計算模塊730、控制模塊740。
具體實施方式
需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。
圖2是根據本發明一個實施例的電子增壓器的控制方法的流程圖。
在描述本發明實施例的電子增壓器的控制方法之前，首先對發動機系統進行描述，如圖1所示，發動機系統包括電子增壓器1、渦輪增壓器2和發動機3，其中，發動機3的排氣部分與渦輪增壓器2相連，電子增壓器1與發動機3的進氣部分相連，此外，電子增壓器1與渦輪增壓器2串聯。電子增壓器1具有旁通閥或者旁通支路，此旁通閥或者旁通支路的作用為當發動機3處於大負荷時，空氣流速較快，電子增壓器1的葉片可能成給氣流帶來阻力，此時打開旁通閥或者旁通支路，由渦輪增壓器2直接為進入發動機3的氣體進行增壓。此旁 通閥或者旁通支路的開和閉是根據電子增壓器1的前後壓差確定的，即：當電子增壓器1的壓前壓力大於或等於壓後壓力時，旁通閥或者旁通支路打開，如在本發明的一個實施例中，電子增壓器的控制方法包括：當電子增壓器開啟後，檢測電子增壓器1的壓前壓力和壓後壓力，然後比較電子增壓器1的壓前壓力和壓後壓力，如果電子增壓器1的壓前壓力大於或等於壓後壓力，則關閉電子增壓器，即停止電子增壓器，並開啟旁通閥或者旁通支路而由渦輪增壓器2直接為進入發動機3的氣體進行增壓。
在以上描述中，結合圖1所示，電子增壓器1的壓前壓力為電子增壓器1右側部分的壓力，壓後壓力為電子增壓器1左側部分的壓力。
如圖2所示，根據本發明一個實施例的電子增壓器的控制方法，包括如下步驟：
s201：檢測單位時間前後的油門踏板開度。
其中，單位時間為但不限於0.08至0.15秒，以0.1秒為例，採集當前時刻的油門踏板開度，並從當前時刻開始計時，以採集0.1秒後的油門踏板開度。其中，可以通過發動機控制器等採集油門踏板開度。
s202：根據單位時間前後的油門踏板開度得到發動機的當前扭矩和需求扭矩。
具體而言，如圖2所示，可以根據發動機轉速和當前時刻的油門踏板開度(即油門踏板變化前位置信號)查詢油門踏板映射表，即油門踏板map得到當前時刻的發動機的當前扭矩，同理，可以根據發動機轉速和0.1秒後的油門踏板開度(即油門踏板變化後位置信號)查詢油門踏板映射表得到當前時刻的發動機的需求扭矩。其中，油門踏板map可以預先標定得到，其中，油門踏板map的橫坐標為發動機轉速，縱坐標為油門踏板開度，發動機轉速和油門踏板開度的交匯點的內容為相應的扭矩。
s203：根據需求扭矩和當前扭矩得到扭矩變化率。
如圖4所示，將需求扭矩減去當前扭矩得到扭矩差，然後將扭矩差除以單位時間得到扭矩變化率。扭矩變化率可以反映出車輛是否要急加速還是緩慢加速，例如：在加速階段，如果扭矩變化率越大，說明提速越快，反之，提速越緩慢。
s204：根據發動機轉速和發動機的當前扭矩得到對應於開啟電子增壓器的扭矩變化率閾值。
如圖4所示，根據發動機轉速和發動機的當前扭矩查詢扭矩斜率映射表，即扭矩斜率map得到相應的扭矩變化率閾值，其中，扭矩斜率map的橫坐標為發動機轉速，縱坐標為扭矩，內容則為扭矩變化率(即：扭矩變化率閾值)。需要說明的是，扭矩斜率map可以預先標定得到，扭矩變化率閾值可以作為車輛急加速還是緩慢加速對應的扭矩變化率的分界，例如：當實際計算得到的扭矩變化率大於或等於該扭矩變化率閾值，則說明車輛想要急加速， 反之，則說明書車輛是相對緩慢的加速。
s205：當扭矩變化率大於或等於扭矩變化率閾值時，開啟電子增壓器以對發動機進行增壓。也就是說，當扭矩變化率大於或等於扭矩變化率閾值時，說明駕駛員想讓車輛進行較快的提速，因此，在渦輪增壓器對發動機增壓的同時，利用電子增壓器對發動機進行增壓，從而使車輛進行較快的提速。
根據本發明實施例的電子增壓器的控制方法，可根據扭矩變化率較大確定出用戶的駕駛意圖是否為想使車輛進行較快的提速，例如車輛在進行急加速時，藉助電子增壓器對進入發動機的氣體壓力進行增壓控制，從而提升車輛的加速性能，避免僅通過渦輪增壓器在急加速初期加速遲滯的問題，進而提升駕駛體驗。
當發動機轉速較低而需求扭矩較大時，即使通過渦輪增壓器對發動機進行增壓，可能也不能夠滿足扭矩需求，如圖5所示，其橫坐標為發動機轉速speed，縱坐標為需求扭矩torque。a區域為發動機自然吸氣時，能夠滿足的需求扭矩(即：a區域為發動機自然吸氣時能到達的扭矩範圍)，如a區域與c區域的界限以下。當需求扭矩提升後，發動機自然吸氣無法滿足扭矩需求，如扭矩位於c區域內，c區域為渦輪增壓器對發動機進行增壓後可滿足的扭矩需求範圍(即：c區域為渦輪增壓器增壓後發動機能夠增加的扭矩的範圍，通常發生在發動機轉速較高時)，如果扭矩低於c區域的上部的界限，則可以利用渦輪增壓對發動機進行增壓，從而滿足發動機的扭矩需求。但是，如果扭矩非常大，超過了c區域上部的界限，此時，可以利用渦輪增壓器增壓的同時，藉助電子增壓器進行增壓，如扭矩位於d區域內，則藉助電子增壓器可以滿足發動機的扭矩需求，其中，d區域為啟動電子增壓器以後發動機在低速部分(如轉速小於n時)所增加的扭矩區域。
因此，在本發明的一個實施例中，電子增壓器的控制方法，還包括：根據發動機轉速得到對應於發動機轉速的渦輪增壓上限扭矩，如果發動機轉速小於預設轉速且需求扭矩大於對應於發動機轉速的渦輪增壓上限扭矩，則開啟電子增壓器以對發動機進行增壓。結合圖5所示，渦輪增壓上限扭矩為c區域的上部的界限對應的扭矩。由此，當發動機轉速較低的情況下，如果需求扭矩比較大而渦輪增壓器增壓後，發動機還是不能滿足駕駛員的扭矩需求時，可以利用電子增壓器進行增壓，從而滿足用戶的扭矩需求，進一步提升駕駛體驗。
此外，如圖6所示，電子增壓器的控制方法，還包括：檢測發動機的實際進氣量(即當前實際進氣量)，然後根據需求扭矩得到發動機的需求進氣量(即需求氣量)，並計算發動機的需求進氣量和發動機的實際進氣量之間的進氣量差值，接著根據發動機轉速和發動機的當前扭矩得到對應於開啟所述電子增壓器的氣量差閾值，最後當進氣量差值大於或等於氣量差閾值時，開啟電子增壓器以對發動機進行增壓。也就是說，根據需求扭矩換算出需求進氣量， 並根據發動機轉速及發動機的當前扭矩查詢氣量差值映射表，即氣量差map得到對應於開啟所述電子增壓器的氣量差閾值(即氣量差的限值)，其中，氣量差map可以預先標定得到，氣量差map的橫坐標為發動機轉速，縱坐標為扭矩，內容為相應的氣量差的限值。其中，氣量差的限值用來表示僅通過渦輪增壓器增壓是否能夠滿足進氣量要求的分界，如果進氣量非常大，即使通過渦輪增壓器最大程度地進行增壓，進氣量也不能夠滿足要求時，可以藉助電子增壓器進行增壓，從而保證進氣量滿足要求，由此，進一步提升了車輛的性能，滿足駕駛員的多種駕駛需求，提升駕駛體驗。
圖7是根據本發明一個實施例的電子增壓器的控制系統的結構框圖。如圖7所示，根據本發明一個實施例的電子增壓器的控制系統700，包括：油門踏板開度檢測模塊710、扭矩計算模塊720、扭矩變化率計算模塊730和控制模塊740。
其中，油門踏板開度檢測模塊710用於檢測單位時間前後的油門踏板開度。扭矩計算模塊720用於根據單位時間前後的油門踏板開度得到發動機的當前扭矩和需求扭矩。扭矩變化率計算模塊730用於根據需求扭矩和當前扭矩得到扭矩變化率。控制模塊740用於根據發動機轉速和發動機的當前扭矩得到對應於開啟電子增壓器的扭矩變化率閾值，並當扭矩變化率大於或等於扭矩變化率閾值時，開啟電子增壓器以對發動機進行增壓。
根據本發明實施例的電子增壓器的控制系統，可根據扭矩變化率較大確定出用戶的駕駛意圖是否為想使車輛進行較快的提速，例如車輛在進行急加速時，藉助電子增壓器對進入發動機的氣體壓力進行增壓控制，從而提升車輛的加速性能，避免僅通過渦輪增壓器在急加速初期加速遲滯的問題，進而提升駕駛體驗。
在本發明的一個實施例中，控制模塊740還用於：檢測所述發動機的實際進氣量；根據所述需求扭矩得到所述發動機的需求進氣量，並計算所述發動機的需求進氣量和所述發動機的實際進氣量之間的進氣量差值；根據所述發動機轉速和所述發動機的當前扭矩得到對應於開啟所述電子增壓器的氣量差閾值；當所述進氣量差值大於或等於所述氣量差閾值時，開啟所述電子增壓器以對所述發動機進行增壓。
在本發明的一個實施例中，控制模塊740還用於：根據所述發動機轉速得到對應於所述發動機轉速的渦輪增壓上限扭矩；如果發動機轉速小於預設轉速且需求扭矩大於對應於發動機轉速的渦輪增壓上限扭矩，則開啟電子增壓器以對發動機進行增壓。
在本發明的一個實施例中，單位時間為但不限於0.08至0.15秒。
在本發明的一個實施例中，控制模塊740還用於在開啟電子增壓器之後，檢測所述電子增壓器的壓前壓力和壓後壓力，並比較所述電子增壓器的壓前壓力和壓後壓力，以及在所述電子增壓器的壓前壓力大於或等於壓後壓力時關閉所述電子增壓器。
需要說明的是，本發明實施例的電子增壓器的控制系統的具體實現方式與本發明實施例的電子增壓器的控制方法的具體實現方式類似，具體請參見方法部分的描述，為了減少冗餘，此處不做贅述。
進一步地，本發明的實施例公開了一種車輛，設置有如上述任意一個實施例中的電子增壓器的控制系統。該車輛的加速性能強，進而可以提升車輛的駕駛體驗。
另外，根據本發明實施例的車輛的其它構成以及作用對於本領域的普通技術人員而言都是已知的，為了減少冗餘，此處不做贅述。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。