一种发动机工况自适应控制方法及系统发明专利

一种发动机工况自适应控制方法及系统

摘要：本发明涉及发动机控制技术领域，具体涉及一种发动机工况自适应控制方法及系统。该系统包括：信息采集模块，其用于采集车辆的行驶信息，行驶信息包括：车辆的车速、档位、油门踏板位置、发动机转速、发动机扭矩信号以及大气压力信号；还包括海拔判别模块，其用于根据大气压力信号，获取并输出海拔信息；还包括工况判别模块，其用于根据车辆的行驶信息和海拔信息，判断车辆行驶的工况，并输出工况信号；还包括输出调整模块，其用于根据工况信号，调整扭矩路径系统、燃油喷射系统和空气系统对应的已标定参数能够解决现有技术中发动机在某些特定的工况下出现动力不足，或者某些工况下发动机燃油经济性不高的问题。

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202010831404.0

专利申请（专利权）人：东风商用车有限公司
权利人地址：湖北省武汉市经济技术开发区东风大道10号

专利发明（设计）人：徐敏,王景智,雷刚勤

主权利要求:一种发动机工况自适应控制方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及发动机控制技术领域，具体涉及一种发动机工况自适应控制方法及系统。
背景技术
[0002] 现有的发动机控制策略有根据海拔或环境压力调整发动机相关标定参数的策略，通过调整发动机相关的标定参数来适应环境压力的变化，让发动机的排气温度、爆压和增压器转速等参数在设计限值内从而保护发动机及后处理系统。
[0003] 该控制策略无法识别车辆运行工况，包括识别城市、平原高速、丘陵高速、国道、山区等工况，导致发动机在运行在不同道路工况时不能进行相对应的调整，引起在特定的工况下出现发动机动力不足的问题，例如，在高原的环境下，上坡需要提高转速时，出现动力不足的情况，或者某些工况下发动机燃油经济性不高。
发明内容
[0004] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种发动机工况自适应控制方法及系统，能够解决现有技术中发动机在某些特定的工况下出现动力不足，或者某些工况下发动机燃油经济性不高的问题。
[0005] 为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
[0006] 本发明提供一种发动机工况自适应控制方法，包括以下步骤：
[0007] 采集车辆的行驶信息，行驶信息包括：车辆的车速、档位、油门踏板位置、发动机转速、发动机扭矩信号以及大气压力信号；
[0008] 根据大气压力信号，获取并输出海拔信息；
[0009] 根据车辆的行驶信息和海拔信息，判断车辆行驶的工况，并输出工况信号；
[0010] 根据工况信号，调整扭矩路径系统、燃油喷射系统和空气系统对应的已标定参数以适应对应的工况。
[0011] 在上述技术方案的基础上，所述的根据工况信号，调整扭矩路径系统、燃油喷射系统和空气系统对应的已标定参数，具体包括：
[0012] 确定车辆行驶工况，调选出该工况下对应的脉谱Map组；
[0013] 在该脉谱Map组下，根据发动机扭矩和发动机转速调整扭矩路径系统、燃油喷射系统和空气系统对应的已标定参数。
[0014] 在上述技术方案的基础上，每组map组包括发动机外特性扭矩Map、驾驶特性Map、发动机喷射轨压Map、喷射正时Map、发动机目标增压压力Map和烟度限制Map。
[0015] 在上述技术方案的基础上，扭矩路径系统根据已标定的发动机外特性扭矩Map和驾驶特性Map调整发动机外特性扭矩和驾驶特性。
[0016] 在上述技术方案的基础上，燃油喷射系统根据已标定的发动机喷射轨压Map和喷射正时Map调整发动机喷射轨压和喷射正时。
[0017] 在上述技术方案的基础上，空气系统根据已标定的发动机目标增压压力Map和烟度限制Map调整发动机目标增压压力和烟度限制。
[0018] 在上述技术方案的基础上，所述工况包括城市、平原高速、丘陵高速、国道和山区工况。
[0019] 在上述技术方案的基础上，当发动机匹配14档变速箱时，
[0020] 当车速小于等于60km/h、档位为6‑12档、发动机转速为1300‑2000r/min、油门踏板位置为0‑100％以及发动机扭矩百分比为0‑100％时，判断为城市行驶工况；
[0021] 当车速为80‑100km/h、档位为13‑14档、发动机转速为1000‑1400r/min、发动机转速变化率小于等于20r/(min·s)、油门踏板位置为80‑100％、发动机扭矩百分比为80‑100％、发动机扭矩百分比变化率小于等于5％/s以及海拔小于等于600m时，判断为平原高速行驶工况；

[0022] 当车速为80‑100km/h、档位为12‑14档、发动机转速为1100‑1500r/min、发动机转速变化率小于等于30r/(min·s)、油门踏板位置为80‑100％、发动机扭矩百分比为80‑100％、发动机扭矩百分比变化率小于等于7％/s以及海拔大于等于600m时，判断为丘陵高速行驶工况；

[0023] 当车速小于等于80km/h、档位为8‑13档、发动机转速为1100‑1700r/min、油门踏板位置为0‑100％且发动机扭矩百分比为0‑100％，判断为国道行驶工况；
[0024] 当车速小于等于80km/h、档位为8‑13档、发动机转速为1100‑1700r/min、油门踏板位置为0‑100％且发动机扭矩百分比为0‑100％，判断为国道行驶工况；
[0025] 当车速小于等于60km/h、档位为8‑12档、发动机转速为1300‑1900r/min、油门踏板位置为0‑100％、发动机扭矩百分比为0‑100％且海拔大于等于1000m时，判断为山区行驶工况。
[0026] 在上述技术方案的基础上，还根据工况信号，调整后处理系统对应的已标定参数以适应对应的工况。
[0027] 本发明还提供一种发动机工况自适应控制系统，包括：
[0028] 信息采集模块，其用于采集车辆的行驶信息，行驶信息包括：车辆的车速、档位、油门踏板位置、发动机转速、发动机扭矩信号以及大气压力信号；
[0029] 海拔判别模块，其用于根据大气压力信号，获取并输出海拔信息；
[0030] 工况判别模块，其用于根据车辆的行驶信息和海拔信息，判断车辆行驶的工况，并输出工况信号；
[0031] 输出调整模块，其用于根据工况信号，调整扭矩路径系统、燃油喷射系统和空气系统对应的已标定参数。
[0032] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供一种发动机工况自适应控制方法及系统，通过采集车辆的行驶信息，根据车辆的行驶信息和海拔信息，判断车辆行驶的工况；根据工况信号，调选出该工况下对应的脉谱map组，在该脉谱map组下，根据发动机扭矩和发动机转速调整扭矩路径系统、燃油喷射系统和空气系统对应的已标定参数。该控制方法及系统可识别车辆运行工况，包括识别城市、平原高速、丘陵高速、国道、山区等工况，根据工况调整发动机的输出参数，避免了发动机在运行在不同道路工况时不能进行相对应的调整，导致动力不足或者燃油不经济的问题。
附图说明
[0033] 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034] 图1为本发明实施例中一种发动机工况自适应控制方法及系统的流程图。
具体实施方式
[0035] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0036] 以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。图1为本发明实施例中一种发动机工况自适应控制方法及系统的流程图，如图1所示：
[0037] 本发明提供一种发动机工况自适应控制方法，包括以下步骤：
[0038] S1：采集车辆的行驶信息，行驶信息包括：车辆的车速、档位、油门踏板位置、发动机转速、发动机扭矩信号以及大气压力信号；
[0039] 在本实施例中，采用传感器采集车辆的车速、档位、油门踏板位置、发动机转速、发动机扭矩信号以及大气压力信号，并且储存。
[0040] S2：根据大气压力信号，获取并输出海拔信息。
[0041] 不同海拔处的压力不同，并且空气的丰富程度也不相同，所以需要结合海拔信息对车辆的空气系统进行调整，以适应不同的海报高度工况。
[0042] S3：根据车辆的行驶信息和海拔信息，判断车辆行驶的工况，并输出工况信号。
[0043] 在一些可选的实施例中，工况包括城市、平原高速、丘陵高速、国道和山区工况。当然，在其他实施例中，还可以设定其他的特定工况，更加细致的划分，以使车辆应对不同行驶工况。
[0044] 在本实施例中，基于大数据分析方法根据车速、档位、油门踏板位置、发动机转速、发动机扭矩和海拔信息判断识别车辆处于城市、平原高速、丘陵高速、国道或者山区工况。
[0045] 优选地，当发动机匹配14档变速箱时，当车速小于等于60km/h、档位为6‑12档、发动机转速为1300‑2000r/min、油门踏板位置为0‑100％以及发动机扭矩百分比为0‑100％时，判断为城市行驶工况。
[0046] 当车速为80‑100km/h、档位为13‑14档、发动机转速为1000‑1400r/min、发动机转速变化率小于等于20r/(min·s)、油门踏板位置为80‑100％、发动机扭矩百分比为80‑100％、发动机扭矩百分比变化率小于等于5％/s以及海拔小于等于600m时，判断为平原高速行驶工况。

[0047] 当车速为80‑100km/h、档位为12‑14档、发动机转速为1100‑1500r/min、发动机转速变化率小于等于30r/(min·s)、油门踏板位置为80‑100％、发动机扭矩百分比为80‑100％、发动机扭矩百分比变化率小于等于7％/s以及海拔大于等于600m时，判断为丘陵高速行驶工况。

[0048] 当车速小于等于80km/h、档位为8‑13档、发动机转速为1100‑1700r/min、油门踏板位置为0‑100％且发动机扭矩百分比为0‑100％，判断为国道行驶工况。
[0049] 当车速小于等于80km/h、档位为8‑13档、发动机转速为1100‑1700r/min、油门踏板位置为0‑100％且发动机扭矩百分比为0‑100％，判断为国道行驶工况。
[0050] 当车速小于等于60km/h、档位为8‑12档、发动机转速为1300‑1900r/min、油门踏板位置为0‑100％、发动机扭矩百分比为0‑100％且海拔大于等于1000m时，判断为山区行驶工况。
[0051] 在本实施例中，判定没涵盖有到的其他工况，我普通行驶工况，不用特殊标定。当然，在其他实施例中，或者其他不同的车辆上，也可以做出更加细致的划分，以更好的使车辆应对不同的行驶环境。
[0052] S4：根据工况信号，调整扭矩路径系统、燃油喷射系统和空气系统对应的已标定参数以适应对应的工况。
[0053] 优选地，还根据工况信号，调整后处理系统对应的已标定参数以适应对应的工况。
[0054] 优选地，根据工况信号，调整扭矩路径系统、燃油喷射系统和空气系统对应的已标定参数，具体包括：
[0055] S41：确定车辆行驶工况，调选出该工况下对应的脉谱Map组。
[0056] 优选地，每组map组包括发动机外特性扭矩Map、驾驶特性Map、发动机喷射轨压Map、喷射正时Map、发动机目标增压压力Map和烟度限制Map。
[0057] S42：在该脉谱Map组下，根据发动机扭矩和发动机转速调整扭矩路径系统、燃油喷射系统和空气系统对应的已标定参数。
[0058] 优选地，扭矩路径系统根据已标定的发动机外特性扭矩Map和驾驶特性Map调整发动机外特性扭矩和驾驶特性。
[0059] 燃油喷射系统根据已标定的发动机喷射轨压Map和喷射正时Map调整发动机喷射轨压和喷射正时。
[0060] 空气系统根据已标定的发动机目标增压压力Map和烟度限制Map调整发动机目标增压压力和烟度限制。
[0061] 在本实施例中，确定好对应工况的Map后，根据发动机的转速和扭矩调整对应的已经标定的发动机参数，以适应不同的工况。
[0062] 本发明还提供一种发动机工况自适应控制系统，包括：信息采集模块，其用于采集车辆的行驶信息，行驶信息包括：车辆的车速、档位、油门踏板位置、发动机转速、发动机扭矩信号以及大气压力信号；还包括海拔判别模块，其用于根据大气压力信号，获取并输出海拔信息；还包括工况判别模块，其用于根据车辆的行驶信息和海拔信息，判断车辆行驶的工况，并输出工况信号；还包括输出调整模块，其用于根据工况信号，调整扭矩路径系统、燃油喷射系统和空气系统对应的已标定参数以适应对应的工况。
[0063] 综上所述，本发明提供一种发动机工况自适应控制方法及系统，通过采集车辆的行驶信息，根据车辆的行驶信息和海拔信息，判断车辆行驶的工况；根据工况信号，调选出该工况下对应的脉谱map组，在该脉谱map组下，根据发动机扭矩和发动机转速调整扭矩路径系统、燃油喷射系统和空气系统对应的已标定参数。该控制方法及系统可识别车辆运行工况，包括识别城市、平原高速、丘陵高速、国道、山区等工况，避免了发动机在运行在不同道路工况时不能进行相对应的调整，导致动力不足或者燃油不经济的问题。
[0064] 需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0065] 以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

专利地区：湖北

专利申请日期：2020-08-18

专利公开日期：2022-10-14

专利公告号：CN112012835B