專(zhuān)利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡控制方法、發(fā)動(dòng)機(jī)及其汽車(chē)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)，尤其涉及發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡控制方法、發(fā)動(dòng)機(jī)及其汽車(chē)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的研究日趨成熟，使得汽車(chē)使用者對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的各種性能指標(biāo)及操作的平順性有了更高的要求。為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的各種性能指標(biāo)及汽車(chē)使用者的操作感受，在發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(Electronic Control Unit，簡(jiǎn)稱為ECU)會(huì)根據(jù)各種輸入信號(hào)，如車(chē)速、轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣壓力、油門(mén)踏板百分比等參數(shù)，采用不同的控制方法，以便對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)使用者的期望，同時(shí)還要滿足平順性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性的要求。在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工況切換的時(shí)候，ECU會(huì)使用過(guò)渡控制方法。過(guò)渡控制方法是在工況切換的時(shí)候，控制不同參數(shù)的變化速率。以汽車(chē)從經(jīng)濟(jì)工況進(jìn)入動(dòng)力加濃工況為例進(jìn)行說(shuō)明。在這種工況切換的過(guò)程中，空燃比會(huì)有很大的改變，如果發(fā)動(dòng)機(jī)不使用過(guò)渡控制方法加以控制，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的劇烈震動(dòng)，排放性能突然惡化等問(wèn)題。如果使用了過(guò)渡控制方法， 就可以有效改善發(fā)動(dòng)機(jī)在工況切換過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡控制方法、發(fā)動(dòng)機(jī)及其汽車(chē)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在工況切換過(guò)程中過(guò)渡平順，不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況造成不良影響。本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡控制方法，包括在每個(gè)控制周期內(nèi)，將發(fā)動(dòng)機(jī)控制器參數(shù)的當(dāng)前值與期望值之間的差值作為控制調(diào)節(jié)值；根據(jù)所述控制調(diào)節(jié)值和預(yù)先設(shè)置的過(guò)渡系數(shù)之間的乘積獲得過(guò)渡參數(shù)值；根據(jù)所述參數(shù)的期望值與所述過(guò)渡參數(shù)值之間的差值獲得所述參數(shù)在下個(gè)控制周期內(nèi)的當(dāng)前值。本發(fā)明還提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器采用如上所述的過(guò)渡控制方法控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明還提供了一種汽車(chē)，包括如上所述的發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡控制方法、發(fā)動(dòng)機(jī)及其汽車(chē)，可以實(shí)現(xiàn)ECU參數(shù)在過(guò)渡過(guò)程中的平穩(wěn)變化，使得發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出變化平穩(wěn)，減小振動(dòng)。該方法不僅可以應(yīng)用于空燃比的過(guò)渡控制，也可以用在怠速、點(diǎn)火、進(jìn)氣等過(guò)程中的過(guò)渡控制，應(yīng)用廣泛，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡控制方法流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的利用仿真軟件制作的過(guò)渡控制方法的流程框圖；圖3為圖2中衰減模塊內(nèi)部的流程框圖；圖4為過(guò)渡參數(shù)值衰減的仿真曲線；圖5為空燃比的仿真曲線；圖6為將本實(shí)施例提供的方法應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU中通過(guò)專(zhuān)用標(biāo)定工具采集到的空燃比變化曲線。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡控制方法流程圖，如圖1所示，該方法包括步驟101 在每個(gè)控制周期內(nèi)，將發(fā)動(dòng)機(jī)控制器參數(shù)的當(dāng)前值與期望值之間的差值作為控制調(diào)節(jié)值；其中，控制周期為發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的系統(tǒng)觸發(fā)時(shí)間，或者發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的系統(tǒng)觸發(fā)時(shí)間的整數(shù)倍。對(duì)于系統(tǒng)觸發(fā)時(shí)間需要說(shuō)明的是整個(gè)ECU并不是連續(xù)不斷地在進(jìn)行運(yùn)算， 而是每隔一段時(shí)間，將系統(tǒng)中上一個(gè)周期采集到的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行反饋，通過(guò)一定的控制邏輯進(jìn)行一次運(yùn)算、執(zhí)行，同時(shí)采集系統(tǒng)反饋數(shù)據(jù)，以備下一次運(yùn)算使用。這個(gè)間隔的時(shí)間段即為系統(tǒng)觸發(fā)時(shí)間。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器參數(shù)可以為發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比、點(diǎn)火角等。步驟102 根據(jù)控制調(diào)節(jié)值和預(yù)先設(shè)置的過(guò)渡系數(shù)之間的乘積獲得過(guò)渡參數(shù)值；其中，預(yù)先設(shè)置的過(guò)渡系數(shù)大于0且小于1，具體的數(shù)值可以根據(jù)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)設(shè)定，或者根據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)中得到的最優(yōu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。步驟103 根據(jù)參數(shù)的期望值與過(guò)渡參數(shù)值之間的差值獲得該參數(shù)在下個(gè)控制周期內(nèi)的當(dāng)前值。下面，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)某一具體工作過(guò)程中控制器所采用的過(guò)渡控制方法為例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的利用仿真軟件(如 simulink.motohowk等)制作的過(guò)渡控制方法的流程框圖。圖3為圖2中衰減模塊內(nèi)部的流程框圖。如圖2所示，“RUNAFR”表示發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)空燃比的值(即參數(shù)的期望值)，假設(shè)為14，“AFCRANK”表示發(fā)動(dòng)機(jī)在當(dāng)前時(shí)刻空燃比的值(即參數(shù)的當(dāng)前值)，“AFCRANK”的初始值可以為發(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)空燃比的值，假設(shè)為10。如果發(fā)動(dòng)機(jī)控制器直接將空燃比從10 提高到14，根據(jù)空燃比和進(jìn)氣量計(jì)算出的噴油量會(huì)迅速減稀，發(fā)動(dòng)機(jī)很可能出現(xiàn)動(dòng)力不足而使得轉(zhuǎn)速下降嚴(yán)重，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速劇烈波動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)間變長(zhǎng)，甚至出現(xiàn)熄火等嚴(yán)重后果。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器需要使用本實(shí)施例提供的過(guò)渡控制方法。如圖3所示，1/z模塊(延遲模塊)的主要作用在于保持，即將輸入該模塊中的值在本周期內(nèi)保持一次，下一個(gè)運(yùn)算周期輸出。具體的過(guò)渡控制方法包括1、在第一個(gè)控制周期內(nèi)，以發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的系統(tǒng)觸發(fā)時(shí)間為5ms，一個(gè)控制周期為 5ms為例進(jìn)行說(shuō)明獲得空燃比的當(dāng)前值“AFCRANK”與期望值“RUNAFR”之間的差值作為控制調(diào)節(jié)值； 即控制參數(shù)調(diào)節(jié)值=14-10 = 4。根據(jù)控制參數(shù)調(diào)節(jié)值和預(yù)先設(shè)置的過(guò)渡系數(shù)“Mult”(假設(shè)為0. 95)之間的乘積獲得過(guò)渡參數(shù)值“Decay” ；即 Decay = 4X0. 95 = 3. 8。根據(jù)空燃比的期望值“RUNAFR”與過(guò)渡參數(shù)值“Decay”之間的差值獲得空燃比在下個(gè)控制周期內(nèi)的當(dāng)前值“AFCRANK”。即空燃比在下個(gè)控制周期內(nèi)的當(dāng)前值A(chǔ)FCRANK = 14-3. 8 = 10. 2。2、在第二個(gè)控制周期內(nèi)(控制開(kāi)始后的5ms IOms之間):控制參數(shù)值=14-10.2 = 3. 8。Decay = 3. 8 X 0. 95 = 3. 61?？杖急仍谙聜€(gè)控制周期內(nèi)的當(dāng)前值A(chǔ)FCRANK = 14-3. 61 = 10. 39。......N、在第N個(gè)控制周期內(nèi)(控制開(kāi)始后的5 (N-l)ms 5Nms之間)控制參數(shù)值=14-空燃比在N個(gè)控制周期內(nèi)的當(dāng)前值；Decay =控制參數(shù)值 X0. 95 ；空燃比在N+1個(gè)控制周期內(nèi)的當(dāng)前值A(chǔ)FCRANK = 14-Decay。 隨著Decay逐漸趨近于0，空燃比的當(dāng)前值逐漸從啟動(dòng)值過(guò)渡到運(yùn)行值。在實(shí)際應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)由于其精度的限制，不會(huì)一直運(yùn)行下去，在執(zhí)行空燃比時(shí)，其對(duì)系統(tǒng)有影響的有效位只有小數(shù)點(diǎn)以后3位到4位，后面的數(shù)據(jù)都可以忽略。當(dāng)然，在精細(xì)化控制中是可以考慮加上限制條件的。圖4為過(guò)渡參數(shù)值衰減的仿真曲線，其中空燃比啟動(dòng)值為10，過(guò)渡系數(shù)為0. 9，控制周期為200ms時(shí)，圖5為空燃比的仿真曲線，其中空燃比啟動(dòng)值為10，運(yùn)行值為14. 6， state = 3 (state = 1，2，3，分別表示發(fā)動(dòng)機(jī)處于停止，啟動(dòng)，運(yùn)行狀態(tài))，過(guò)渡系數(shù)為0.9， 控制周期為200ms時(shí)。圖6為將本實(shí)施例提供的方法應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU中通過(guò)專(zhuān)用標(biāo)定工具采集到的空燃比變化曲線，其中，控制周期為10ms，過(guò)渡系數(shù)為0. 98。結(jié)合圖4至圖6 可以得出，本實(shí)施例提供的發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡控制方法，可以實(shí)現(xiàn)ECU參數(shù)在過(guò)渡過(guò)程中的平穩(wěn)變化，使得發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出變化平穩(wěn)，減小振動(dòng)。該方法不僅可以應(yīng)用于空燃比的過(guò)渡控制，也可以用在怠速、點(diǎn)火、進(jìn)氣等過(guò)程中的過(guò)渡控制，應(yīng)用廣泛，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。需要說(shuō)明的是傳統(tǒng)的過(guò)渡控制方法需要對(duì)控制調(diào)節(jié)值，過(guò)渡參數(shù)，控制周期這3 個(gè)參數(shù)進(jìn)行初始化定義。執(zhí)行過(guò)程中每到一個(gè)周期，初始值乘以一次過(guò)渡系數(shù)。但是在實(shí)現(xiàn)該方法的過(guò)程中，需要編寫(xiě)單獨(dú)的計(jì)時(shí)器模塊，當(dāng)計(jì)時(shí)器的值等于設(shè)定的控制周期時(shí)，觸發(fā)一次運(yùn)算，并且計(jì)時(shí)器需要重置以便控制下一次運(yùn)算。但是在simulink環(huán)境中實(shí)現(xiàn)該控制方法，控制模型將非常復(fù)雜，周期控制的編譯會(huì)產(chǎn)生大量的控制代碼。由于該過(guò)渡控制模塊在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模型中使用非常普遍，大量使用就會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，不利于發(fā)動(dòng)機(jī)的精確快速控制。
而本發(fā)明提供的過(guò)渡控制方法，在滿足控制要求的前提下，改進(jìn)周期控制方法，盡量的簡(jiǎn)化控制模型。使用1/Z模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)周期控制，可以大大簡(jiǎn)化控制模型的復(fù)雜度，同時(shí)也能滿足實(shí)際的使用需要。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，該發(fā)動(dòng)機(jī)控制器采用本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的過(guò)渡控制方法控制發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種汽車(chē)，該汽車(chē)包括本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的發(fā)動(dòng)機(jī)。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡控制方法，其特征在于，包括在每個(gè)控制周期內(nèi)，將發(fā)動(dòng)機(jī)控制器參數(shù)的當(dāng)前值與期望值之間的差值作為控制調(diào)節(jié)值；根據(jù)所述控制調(diào)節(jié)值和預(yù)先設(shè)置的過(guò)渡系數(shù)之間的乘積獲得過(guò)渡參數(shù)值； 根據(jù)所述參數(shù)的期望值與所述過(guò)渡參數(shù)值之間的差值獲得所述參數(shù)在下個(gè)控制周期內(nèi)的當(dāng)前值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制周期為所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的系統(tǒng)觸發(fā)時(shí)間；或者，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的系統(tǒng)觸發(fā)時(shí)間的整數(shù)倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述參數(shù)為發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先設(shè)置的過(guò)渡系數(shù)大于0且小于1。
5.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器采用如權(quán)利要求1 至4任一項(xiàng)所述的過(guò)渡控制方法控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
6.一種汽車(chē)，其特征在于，包括如權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)渡控制方法、發(fā)動(dòng)機(jī)及其汽車(chē)。方法包括在每個(gè)控制周期內(nèi)，將發(fā)動(dòng)機(jī)控制器參數(shù)的當(dāng)前值與期望值之間的差值作為控制調(diào)節(jié)值；根據(jù)所述控制調(diào)節(jié)值和預(yù)先設(shè)置的過(guò)渡系數(shù)之間的乘積獲得過(guò)渡參數(shù)值；根據(jù)所述參數(shù)的期望值與所述過(guò)渡參數(shù)值之間的差值獲得所述參數(shù)在下個(gè)控制周期內(nèi)的當(dāng)前值。本發(fā)明提供的方案可以實(shí)現(xiàn)ECU參數(shù)在過(guò)渡過(guò)程中的平穩(wěn)變化，使得發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出變化平穩(wěn)，減小振動(dòng)。該方法不僅可以應(yīng)用于空燃比的過(guò)渡控制，也可以用在怠速、點(diǎn)火、進(jìn)氣等過(guò)程中的過(guò)渡控制，應(yīng)用廣泛，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F02D41/14GK102562335SQ20101060802
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者孫寧, 李峰, 李昱, 甄順田, 胡凡, 陳瀚, 高景伯 申請(qǐng)人:北汽福田汽車(chē)股份有限公司