发动机扫气控制装置、系统、方法及计算机可读取介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能减小涡轮迟滞的影响、减少排放、避免污染并降低发动机成本的发动机扫气控制装置、系统、方法及计算机可读取介质。所述发动机扫气控制装置用于使用缸内直喷技术和可变气门正时系统的涡轮增压式的发动机，包括：将进气门实际角度与进气门提前开启角度之差除以气门重叠角从而计算进气门打开程度的进气门打开程度计算部；获取大气压、涡前温度、涡后温度和进气管目标压力以作为计算参数的计算参数获取部；根据计算参数对与进气门打开程度相对应的空气流量比率实时地进行计算的空气流量比率计算部；以及将检测气量与空气流量比率相乘从而计算气缸内的实际气量的实际气量计算部。气量计算部。气量计算部。

【技术实现步骤摘要】
发动机扫气控制装置、系统、方法及计算机可读取介质


[0001]本专利技术涉及发动机扫气控制装置、发动机扫气控制系统、发动机扫气控制方法以及存储有结果为执行该发动机扫气控制方法的程序的计算机可读取介质。

技术介绍

[0002]以往，当驾驶带涡轮增压式发动机的车辆在低转速情况下急加速时，发现速度会迟滞几秒才突然提升，造成驾驶员产生被人踹了一脚的不适感。产生这一问题的主要原因在于，在发动机低转速时，由于产生的废气量较低而不足以带动涡轮运转，因此，需要等发动机转速提高之后大量废气通过气管到达涡轮，由此产生了时间差、即涡轮迟滞。
[0003]作为消除上述涡轮迟滞的方法，以往提出有可变气门正时技术(VVT： Variable Valve Timing)，通过气门的早开和晚关，弥补了涡轮迟滞造成的不佳体验，并且弥补了进气不足和排气不净的缺憾。在配气相位上，将进气门和排气门同时开启的时刻称为“气门重叠角”。由于气门重叠角的存在，排气门没有完全关闭前，气缸内的气体是流动的状态，通过气缸的空气流量与节气门前流量传感器测出的流量是有一定误差的，这时ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)根据测出来的流量控制喷油，这样就导致无法达到预计最佳空燃比，并且由于加浓的原因，导致排放增加。
[0004]为了解决上述问题，提出有如下方案：首先，通过传感器获取发动机的进排气压力，计算进排气压力差，并检测出气门重叠角，接着，当进排气压力差大于等于压差窗口值、且气门重叠角大于等于角度窗口值时，进入发动机扫气计算模式，根据已标定的系数值表格来查找发动机扫气系数，然后，根据所查到的发动机扫气系数来计算发动机气缸内的实际气量，最后，根据所计算出的实际气量来计算燃料喷射量并进行燃料喷射(参照专利文献1)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：中国专利第108798917号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的技术问题
[0009]然而，在专利文献1中，为了对发动机的进排气压力进行检测，需要增加额外的压力传感器，从而会导致发动机成本的上升。另外，由于是通过标定手段根据进排气压力差和气门重叠角来查表获得发动机扫气系数，因此，存在较大的误差。此外，由于是对最后的总气量乘以一个系数来进行修正，并且是根据上一次结果来进行迭代计算，因此，会进一步导致最后所得出的气量与实际气量之间的误差变大。
[0010]本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种发动机扫气控制装置、系统、方法及存储有结果为执行该发动机扫气控制方法的程序的计算机可读取介质，不仅能解决加速时由于气门重叠角的存在导致气量不准确、无法达到最佳空燃比而导致动力
不足的问题，而且，仅利用发动机所必备的传感器就能实时地、高精度地对气缸内实际气量进行修正进而实时地对燃料喷射量进行修正，从而能减小涡轮迟滞的影响，减少排放，避免污染，并降低发动机整体的成本。
[0011]解决技术问题的技术方案
[0012]本专利技术所涉及的发动机扫气控制装置用于使用缸内直喷技术和可变气门正时系统的涡轮增压式的发动机，其特征在于，包括：进气门打开程度计算部，该进气门打开程度计算部获取所述发动机的进气门实际角度、进气门提前开启角度和排气门延迟关闭角度，将所述进气门实际角度与所述进气门提前开启角度之差除以所述排气门延迟关闭角度与所述进气门提前开启角度之差即气门重叠角，从而对进气门打开程度进行计算；计算参数获取部，该计算参数获取部获取大气压、涡前温度、涡后温度和进气管目标压力，以作为计算参数；空气流量比率计算部，该空气流量比率计算部根据所述计算参数，对与所述进气门打开程度相对应的空气流量比率实时地进行计算；以及实际气量计算部，该实际气量计算部获取气缸内的检测气量，将所述检测气量与所述空气流量比率相乘，从而对气缸内的实际气量进行计算。
[0013]另外，本专利技术所涉及的发动机扫气控制系统包括：如上所述的发动机扫气控制装置；所述发动机；以及多个传感器，该多个传感器设置于所述发动机，至少包含曲轴角度传感器、凸轮轴位置传感器、发动机水温传感器、发动机转速传感器、空气流量计、大气压传感器和温度传感器。
[0014]另外，本专利技术所涉及的发动机扫气控制方法用于使用缸内直喷技术和可变气门正时系统的涡轮增压式的发动机，其特征在于，包括：进气门打开程度计算步骤，在该进气门打开程度计算步骤中，获取所述发动机的进气门实际角度、进气门提前开启角度和排气门延迟关闭角度，将所述进气门实际角度与所述进气门提前开启角度之差除以所述排气门延迟关闭角度与所述进气门提前开启角度之差即气门重叠角，从而对进气门打开程度进行计算；计算参数获取步骤，在该计算参数获取步骤中，获取大气压、涡前温度、涡后温度和进气管目标压力，以作为计算参数；空气流量比率计算步骤，该空气流量比率计算步骤中，根据所述计算参数，对与所述进气门打开程度相对应的空气流量比率实时地进行计算；以及实际气量计算步骤，在该实际气量计算步骤中，获取气缸内的检测气量，将所述检测气量与所述空气流量比率相乘，从而对气缸内的实际气量进行计算。
[0015]另外，本专利技术所涉及的计算机可读取介质存储有如下程序，该程序用于执行如上所述的发动机扫气控制方法。
[0016]专利技术效果
[0017]根据本专利技术的发动机扫气控制装置、系统、方法及计算机可读取介质，由于是根据计算参数对与进气门打开程度相对应的空气流量比率实时地进行计算，并将检测气量与空气流量比率相乘来对气缸内的实际气量进行计算，因此，是通过空气流量比率计算部中的数学模型来对气缸内的气量进行修正，从而能提高气缸内实际气量的计算精度。另外，由于是实时地对气缸内的气量进行修正，因此，能进一步提高气缸内实际气量的计算精度。另外，由于在计算实际气量的过程中仅用到了空气流量计和曲柄角度传感器等发动机所必备的传感器而无须压力传感器等额外的传感器，因此，能降低发动机整体的成本。
附图说明
[0018]图1是表示本专利技术所涉及的发动机扫气控制系统的整体结构的结构图。
[0019]图2是用于对发动机的气门重叠角的概念进行说明的示意图。
[0020]图3是表示本专利技术所涉及的发动机扫气控制装置的结构的框图。
[0021]图4是用于对进气门打开程度的计算方法进行说明的示意图。
[0022]图5是示意性地表示空气流量比率函数的函数曲线图。
[0023]图6是用于对本专利技术所涉及的发动机扫气控制装置的作用效果进行说明的压力特性曲线图。
[0024]图7是表示本专利技术所涉及的发动机扫气控制装置的动作的流程图。
具体实施方式
[0025]下面，参照附图，对用于实施本专利技术的方式进行说明。
[0026]图1是表示本专利技术所涉及的发动机扫气控制系统的整体结构的结构图。如图1所示，发动机扫气控制系统包括ECU100、燃料喷射器200、发动机300 以及对发动机300的各项参数进行监控的多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机扫气控制装置，用于使用缸内直喷技术和可变气门正时系统的涡轮增压式的发动机，其特征在于，包括：进气门打开程度计算部，该进气门打开程度计算部获取所述发动机的进气门实际角度、进气门提前开启角度和排气门延迟关闭角度，将所述进气门实际角度与所述进气门提前开启角度之差除以所述排气门延迟关闭角度与所述进气门提前开启角度之差即气门重叠角，从而对进气门打开程度进行计算；计算参数获取部，该计算参数获取部获取大气压、涡前温度、涡后温度和进气管目标压力，以作为计算参数；空气流量比率计算部，该空气流量比率计算部根据所述计算参数，对与所述进气门打开程度相对应的空气流量比率实时地进行计算；以及实际气量计算部，该实际气量计算部获取气缸内的检测气量，将所述检测气量与所述空气流量比率相乘，从而对气缸内的实际气量进行计算。2.如权利要求1所述的发动机扫气控制装置，其特征在于，所述空气流量比率计算部通过以下方式来计算所述空气流量比率：设所述进气门打开程度为x，所述空气流量比率为y，所述大气压为#PATM，所述进气管目标压力为#TAGTPM1，所述涡前温度为#THA，所述涡后温度为#THA2ND，当所述进气门实际角度小于等于所述进气门提前开启角度时，y＝0，当所述进气门实际角度大于所述进气门提前开启角度并小于所述排气门延迟关闭角度时，当所述进气门实际角度大于等于排气门延迟关闭角度时，y＝1。3.如权利要求1或2所述的发动机扫气控制装置，其特征在于，还包括：第1判断部，该第1判断部获取所述气门重叠角，并获取档位、车速、启动时间和发动机转速，判断所述启动时间是否大于等于启动时间判断值，判断所述车速是否大于等于0并小于等于扫气模式最大车速判断值，判断所述发动机转速是否大于等于扫气模式最小转速判断值并小于等于扫气模式最大转速判断值，判断档位是否为D档，并判断所述气门重叠角是否大于0；第2判断部，该第2判断部获取油门踏板信号，根据所述油门踏板信号，判断油门踏板开度是否大于等于油门开度判断值，判断当前的油门踏板开度是否大于20毫秒前的油门踏板开度，并判断当前的油门踏板开度是否大于等于50毫秒前的油门踏板开度；第3判断部，该第3判断部获取所述气门重叠角，并获取启停信号、刹车信号和所述发动机转速，根据所述刹车信号判断刹车踏板是否被踩下，根据所述启停信号判断所述车辆是否进入启停状态，判断所述发动机转速是否为0，并判断所述气门重叠角是否小于等于0；以及燃料喷射量计算部，在所述第1判断部的所有判断结果均为“是”、并且所述第2判断部的所有判断结果均为“是”的情况下，该燃料喷射量计算部基于所述实际气量计算部所计算
出的所述实际气量，根据最佳空燃比来对燃料喷射量进行计算，在所述第3判断部的任意判断结果为“是”、或者所述第1判断部的任意判断结果为“否”、或者所述第2判断部的任意判断结果为“否”的情况下，该燃料喷射量计算部基于所述检测气量，根据最佳空燃比来对燃料喷射量进行计算。4.一种发动机扫气控制系统，其特征在于，包括：如权利要求1至3的任一项所述的发动机扫气控制装置；所述发动机；以及多个传感器，该多个传感器设置于所述发动机，至少包含曲轴角度传感器、凸轮轴位置传感器、发动机水温传感器、发动机转速传感器、空气流量计、大气压传感器和温度传感器。5.如权利要求4所述的发动机扫气控制系统，其特征在于，所述进气门打开程度计算部从所述曲轴角度传感器获取所述进气门实际角度，根据来自所述凸轮轴位置传感器、所述发动机水温传感器、所述发动机转速传感器和所述空气流量计的信号、以及发动机的工况查表获得所述进气门提前开启角度和所述排气门延迟关闭角度。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓宇，
申请(专利权)人：日立汽车系统苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：