一种电子节气门控制方法、装置及车辆

1.本发明涉及发动机控制技术领域，具体而言，涉及一种电子节气门控制方法、装置及车辆。


背景技术：

2.目前，燃油汽车需求量较大，电子节气门作为控制空气进入发动机的一道可控阀门，其工作状况至关重要。气体进入进气管后会和汽油混合变成可燃混合气，从而燃烧形成做功。
3.然而，现有电子节气门开度调节往往不够灵活，一方面，如果电子节气门进气量不足，容易导致发动机工作效率降低，影响汽车动力性和燃油经济性，另一方面若为保证进气量，驾驶员在驾驶过程中使节气门的开度长时间保持最大值，则容易造成电子节气门的反应速度降低甚至损坏；另外，车辆运输物资过程中，如果长时间使用同一电子节气门很容易导致积碳过多及寿命降低，因此，有必要对电子节气门及其控制研究进行改进。


技术实现要素：

4.本发明提供一种电子节气门控制方法、装置及车辆，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种电子节气门控制方法，应用于车辆，所述车辆包括发动机和进气机构，所述进气机构包括进气歧管和电子节气门，在所述车辆的同一进气歧管上安装有两个电子节气门，所述方法包括：
6.若检测到所述车辆的油门踏板被踩下，则获取所述车辆的油门踏板当前开度值、所述车辆的当前运行参数信息以及所述车辆当前所处的当前环境信息，所述当前环境信息包括平原和高原；
7.根据所述油门踏板当前开度值、所述当前运行参数信息和所述当前环境信息确定所述电子节气门的开启数量和开度大小。
8.可选的，所述根据所述油门踏板当前开度值、所述当前运行参数信息和所述当前环境信息确定所述电子节气门的开启数量和开度大小，具体包括：
9.若判断出所述当前环境信息为平原，则确定所述电子节气门的开启数量为一个；
10.根据所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息生成单开度信号，并将所述单开度信号输出至目标节气门，以控制所述目标节气门的开度大小，其中，所述目标节气门为两个所述电子节气门中的一个。
11.可选的，根据所述发动机的启动次数从两个所述电子节气门中确定所述目标节气门，以使两个所述电子节气门轮流启动，具体包括：
12.若所述发动机的启动次数为奇数，则将两个所述电子节气门中的第一电子节气门确定为目标节气门；
13.若所述发动机的启动次数为偶数，则将两个所述电子节气门中的第二电子节气门
确定为目标节气门。
14.可选的，所述根据所述油门踏板当前开度值、所述当前运行参数信息和所述当前环境信息确定所述电子节气门的开启数量和开度大小，具体还包括：
15.若判断出所述当前环境信息为高原，则确定所述电子节气门的开启数量为两个；
16.根据所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息生成双开度信号，并将所述双开度信号输出至两个所述电子节气门，以控制两个所述电子节气门的开度。
17.可选的，所述电子节气门控制方法还包括：若检测到所述车辆的油门踏板被踩下，则通过氧化锆传感器检测当前环境下空气中的氧气浓度，并基于检测到的所述氧气浓度判断所述车辆当前所处环境为高原还是平原。
18.可选的，所述基于检测到的所述氧气浓度判断所述车辆当前所处环境为高原还是平原，具体包括：
19.基于检测到的所述氧气浓度生成能斯特电压，并对所述能斯特电压进行放大；
20.判断放大后的能斯特电压是否大于预设电压值；
21.如果是，则判断出所述车辆当前所处环境为高原；
22.如果否，则判断出所述车辆当前所处环境为平原。
23.可选的，所述当前运行参数信息包括水温、进气温度、车速、油门发动机转速、实测空燃比以及发动机进气压力值。
24.可选的，所述电子节气门控制方法还包括：
25.对所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息进行工况分析，得到工况分析信号，所述工况分析信号包括：超温、超速、加速和减速；
26.根据所述工况分析信号确定电子节气门的开度，得到初始开度信号；
27.若所述当前环境信息为平原，则将所述初始开度信号直接确定为单开度信号；
28.若所述当前环境信息为高原，则将所述初始开度信号分为分别输出至两个所述电子节气门的两路信号，得到双开度信号。
29.第二方面，本发明实施例还提供了一种电子节气门控制装置，应用于车辆，所述车辆包括发动机和进气机构，所述进气机构包括进气歧管和电子节气门，在所述车辆的同一进气歧管上安装有两个电子节气门，所述控制装置包括：
30.获取模块，被配置为若检测到所述车辆的油门踏板被踩下，则获取所述车辆的油门踏板当前开度值、所述车辆的当前运行参数信息以及所述车辆当前所处的当前环境信息，所述当前环境信息包括平原和高原；
31.确定模块，被配置为根据所述油门踏板当前开度值、所述当前运行参数信息和所述当前环境信息确定所述电子节气门的开启数量和开度大小。
32.可选的，所述确定模块具体包括：
33.第一确定子单元，被配置为若判断出所述当前环境信息为平原，则确定所述电子节气门的开启数量为一个；
34.第一输出子单元，被配置为根据所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息生成单开度信号，并将所述单开度信号输出至目标节气门，以控制所述目标节气门的开度大小，其中，所述目标节气门为两个所述电子节气门中的一个。
35.可选的，所述第一确定子单元还被配置为执行以下操作：根据所述发动机的启动
次数从两个所述电子节气门中确定所述目标节气门，以使两个所述电子节气门轮流启动，具体包括：
36.若所述发动机的启动次数为奇数，则将两个所述电子节气门中的第一电子节气门确定为目标节气门；
37.若所述发动机的启动次数为偶数，则将两个所述电子节气门中的第二电子节气门确定为目标节气门。
38.可选的，所述确定模块具体还包括：
39.第二确定子单元，被配置为若判断出所述当前环境信息为高原，则确定所述电子节气门的开启数量为两个；
40.第二输出子单元，被配置为根据所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息生成双开度信号，并将所述双开度信号输出至两个所述电子节气门，以控制两个所述电子节气门的开度。
41.可选的，所述电子节气门控制装置还包括：环境判断单元；所述环境判断单元被配置为若检测到所述车辆的油门踏板被踩下，则通过氧化锆传感器检测当前环境下空气中的氧气浓度，并基于检测到的所述氧气浓度判断所述车辆当前所处环境为高原还是平原。
42.可选的，所述环境判断单元具体包括：
43.电压生成子单元，被配置为基于检测到的所述氧气浓度生成能斯特电压，并对所述能斯特电压进行放大；
44.判断子单元，被配置为判断放大后的能斯特电压是否大于预设电压值；
45.高原环境子单元，被配置为如果是，则判断出所述车辆当前所处环境为高原；
46.平原环境子单元，被配置为如果否，则判断出所述车辆当前所处环境为平原。
47.可选的，所述获取模块获取的当前运行参数信息包括水温、进气温度、车速、油门发动机转速、实测空燃比以及发动机进气压力值。
48.可选的，所述电子节气门控制装置还包括：
49.工况识别模块，被配置为对所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息进行工况分析，得到工况分析信号，所述工况分析信号包括：超温、加速和减速或停车；
50.开度确定模块，被配置为根据所述工况分析信号确定电子节气门的开度，得到初始开度信号；
51.单开度信号确定单元，被配置为若所述当前环境信息为平原，则将所述初始开度信号直接确定为单开度信号；
52.双开度信号确定单元，被配置为若所述当前环境信息为高原，则将所述初始开度信号分为分别输出至两个所述电子节气门的两路信号，得到双开度信号。
53.第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括如第二方面所述的电子节气门控制装置。
54.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
55.本发明对车辆的进气机构的进行了改进，在同一进气歧管中设置两个电子节气门，并提供一种电子节气门控制方法，该方法在检测到车辆的油门踏板被踩下时，获取油门踏板当前开度值、车辆的当前运行参数信息以及车辆当前所处的当前环境信息，所述当前环境信息包括平原和高原；并根据获取到的上述信息确定所述电子节气门的开启数量和开
度大小，既能保障车辆在不同环境下都能够保持足够的进气量，又有利于延长电子节气门的使用寿命，使电子节气门能够达到快速稳定的工作状态，从而解决现有技术中车辆节气门导致积碳过多或进气量不足，导致发动机工作效率降低，影响汽车动力性和燃油经济性的问题。
56.本发明实施例的创新点包括：
57.1、本发明对车辆进气歧管上的电子节气门的数量及其在不同环境下的开度控制进行改进，具体的，在同一进气歧管中设置两个电子节气门，并提供一种电子节气门控制方法，该方法在检测到车辆的油门踏板被踩下时，获取油门踏板当前开度值大小、车辆的当前运行参数信息以及车辆当前所处的当前环境信息是高原还是平原，综合获取到的上述信息共同确定进气歧管中各个电子节气门是否开启数量，并确定开启的电子节气门的开度大小，以满足不同环境下外界氧气含量不同，所需进气量不同的不同需求，有利于延长电子节气门的使用寿命。不同环境条件、不同油门踏板开度以及不同车辆运行参数下，节气门开启数量和开度大小均不同，开度控制更加灵活，电子节气门能够更加快速达到稳定的工作状态，控制效果更加理想，是本发明的发明点之一。
58.2、通过外界氧气浓度来判断车辆当前汽车所处的环境是高原还是平原，若行驶的环境为平原环境，此时两个节气门交替使用，更换时间为每次发动机重新启动，以解决现有技术中车辆行驶长时间使用同一节气门导致积碳过多的问题，是本发明的发明点之一。
59.3、通过外界氧气浓度来判断车辆当前汽车所处的环境是高原还是平原，若行驶的环境为高原环境，则控制两个电子节气门共同工作，一方面，能够保障进气量充足，提高发动机工作效率，另一方面，相较于高原环境下长时间使同一节气门保持大开度甚至全开状态，本方法使两个电子节气门协同完成进气工作，工作过程中两个节气门均无需保持全开状态，大大减小了单个节气门的工作负荷，使其无需在极限状态下工作，有效延长电子节气门的使用寿命，是本发明的发明点之一。
附图说明
60.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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。
61.图1为本发明一个实施例的电子节气门控制方法的流程图；
62.图2为本发明一个实施例的电子节气门控制方法的又一种流程图；
63.图3为本发明一个实施例的电子节气门控制方法的另一种流程图；
64.图4为本发明一个实施例的电子节气门控制装置的模块图；
65.图5为本发明一个实施例的电子节气门控制系统的组成图；
66.图6为本发明一个实施例的电子节气门控制系统的工作原理图。
具体实施方式
67.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
68.需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
69.本说明书实施例公开了一种基于电子节气门控制方法、装置及车辆。以下分别进行详细说明。
70.图1为本发明一个实施例的电子节气门控制方法的流程图。该电子节气门控制方法，应用于车辆，所述车辆包括发动机和进气机构，所述进气机构包括进气歧管和电子节气门，在所述车辆的同一进气歧管上安装有两个电子节气门，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
71.步骤s101，若检测到所述车辆的油门踏板被踩下，则获取所述车辆的油门踏板当前开度值、所述车辆的当前运行参数信息以及所述车辆当前所处的当前环境信息，所述当前环境信息包括平原和高原；
72.步骤s102，根据所述油门踏板当前开度值、所述当前运行参数信息和所述当前环境信息确定所述电子节气门的开启数量和开度大小。
73.车辆可以采集油门踏板的开度信息，通过油门开度判断油门踏板是否被踩下，一些实现方式中，可设置油门踏板位置传感器，该传感器用于获取油门踏板当前开度值，获取车辆的油门踏板被踩下的深度的过程属于现有技术，在本发明实施例中不做赘述。
74.一些实现方式中，可设置采集模块用于采集车辆的当前运行参数信息，还可以对当前运行参数进行预先整理，比如去除明显异常数据等预处理手段，具体的预处理过程这里不做限制。一些实现方式中，采集模块可以包括进气温度传感器，所述进气温度传感器，用于获取发动机的当前进气温度值。
75.一些实现方式中，采集模块还可以包括用于检测当前环境下空气中的氧气浓度的氧化锆传感器，通过测量的氧浓度确定车辆所处的环境，一些实现方式中，还可以向外展示环境信息输入界面，接受用户对环境纤细的输入操作，具体的当前环境信息的获取方式这里不做限制。
76.在确定油门被踩下时，获取油门踏板的开度值以及车辆的当前运行参数以及车辆所处环境，并根据获取的数据确定开启几个电子节气门以及开启的节气门的开度大小。
77.当车辆在行驶在平原环境或高原环境下，外界氧气含量不同，车辆所需要的进气量不同，为了延长电子节气门的使用寿命，同时使电子节气门能够达到快速稳定的工作状态，本发明实施例对车辆进气系统中的电子节气门数量和连接方式进行改进，在同一进气歧管上安装两个电子节气门，两个电子节气门在外界环境不同的情况下，节气门开启数量和开度大小均不同，能够解决现有电子节气门在高原环境下无法因外界环境变化(比如氧气含量)而增大开度，同时为保证进气量，驾驶员在驾驶过程中使节气门的开度长时间保持最大值的造成电子节气门的反应速度降低甚至损坏的问题，还能解决平原环境下长时间使用同一电子节气门导致得积碳过多及寿命降低的问题，使其达到理想的控制效果，面向不同工作环境，电子节气门开启的数量和开度大小不同，控制更加灵活可靠，有利于车辆时刻
保持足够的进气量，提高发动机工作效率。
78.图2为本发明一个实施例的电子节气门控制方法的又一种流程图。如图2所示，一种实现方式中，步骤s102，具体包括以下步骤：
79.步骤s1021，若判断出所述当前环境信息为平原，则确定所述电子节气门的开启数量为一个；
80.步骤s1022，根据所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息生成单开度信号，并将所述单开度信号输出至目标节气门，以控制所述目标节气门的开度大小，其中，所述目标节气门为两个所述电子节气门中的一个。
81.在平原环境下行驶时，只需选择并控制开启其中一个电子节气门即可。开度大小可根据油门踏板当前开度值和当前运行参数信息共同确定。
82.为了延长电子节气门的使用寿命，防止车辆长时间使用同一节气门导致积碳过多，从未导致节气门易损坏，一种实现方式中，根据所述发动机的启动次数从两个所述电子节气门中确定所述目标节气门，以使两个所述电子节气门轮流启动，具体包括：
83.若所述发动机的启动次数为奇数，则将两个所述电子节气门中的第一电子节气门确定为目标节气门；
84.若所述发动机的启动次数为偶数，则将两个所述电子节气门中的第二电子节气门确定为目标节气门。
85.考虑电子节气门的使用寿命，在判断出车辆行驶在平原后，每次发动机重新启动至怠速状态，自动选择另一节气门进行工作。
86.为了便于描述，以下将同一进气歧管中的两个电子节气门分别记为1号电子节气门和2号电子节气门。为了识别发动机启动次数，可加入计时器。当发动机启动次数为奇数时，开启1号电子节气门，当发动机启动次数为偶数时，开启2号电子节气门。作为一个示例，在计时器部分中，从车辆出厂后每次启动次数叠加即可，无需归零。
87.图3为本发明一个实施例的电子节气门控制方法的另一种流程图。如图3所示，一种实现方式中，步骤s102，具体包括以下步骤：
88.步骤s10201，若判断出所述当前环境信息为高原，则确定所述电子节气门的开启数量为两个；
89.步骤s10202，根据所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息生成双开度信号，并将所述双开度信号输出至两个所述电子节气门，以控制两个所述电子节气门的开度。
90.在高原环境下行驶时，1号电子节气门和2号电子节气门同时开启，踩下油门踏板后，采集车辆当前运行参数信息和油门踏板的当前开度值，共同来计算确定需要的进气量，需要的进气量由两个节气门共同完成，生成用于控制两个电子节气门开度大小的双开度信号并输出，使其达到需要的开度值。作为一个示例，为了实现将进气量任务分派给两个节气门，只需将一个开度信号分为两个信号即可，只需将信号送入一个缓冲放大器，分别接入两个电阻后接入另外两个缓冲放大器，将整体放大倍数设为1即可，再将两信号分别输入至两个电子节气门，使其达到对应开度即可，讲一个开度信号分为两个信号属于现有技术，这里不再赘述。
91.高原环境下，外界氧气含量较低，需要足够的进气量，因此再高原环境下控制两个
电子节气门共同工作，一方面，能够保障进气量充足，提高发动机工作效率，另一方面，相较于高原环境下长时间使同一节气门保持大开度甚至全开状态，本方法使两个电子节气门协同完成进气工作，工作过程中两个节气门均无需保持全开状态，大大减小了单个节气门的工作负荷，使其无需在极限状态下工作，有效延长电子节气门的使用寿命，是本发明的发明点之一。
92.一种实现方式中，所述的电子节气门控制方法还包括：若检测到所述车辆的油门踏板被踩下，则通过氧化锆传感器检测当前环境下空气中的氧气浓度，并基于检测到的所述氧气浓度判断所述车辆当前所处环境为高原还是平原。
93.一种实现方式中，所述基于检测到的所述氧气浓度判断所述车辆当前所处环境为高原还是平原，具体包括：
94.基于检测到的所述氧气浓度生成能斯特电压，并对所述能斯特电压进行放大；
95.判断放大后的能斯特电压是否大于预设电压值；
96.如果是，则判断出所述车辆当前所处环境为高原；
97.如果否，则判断出所述车辆当前所处环境为平原。
98.通过对所述当前外界氧气浓度进行监测，进而对行驶环境进行判定。比如，将海拔3000m以上定义为高原地区，此时每立方米空气中含氧气为平原地区的70％，一般情况下，平原地区每立方米空气中含氧气250g-260g，可检测车辆进气歧管中的氧气含量是否达到每立方米175g，若低于，则说明当前车辆行驶环境处于平原地带，否则说明当前车辆行驶环境处于高原地带。
99.伴随着发动机正常启动，节气门开度达到初始设定值，此时氧化锆传感器处于加热状态。当驾驶员踩下油门踏板后，车辆行驶，氧化锆传感器感知外界氧浓度并生成能斯特电压氧化锆传感器在排放中的选择应用，考虑高原环境的特点，选用具有精度高，结构简单且响应速度快等优点的自加热型氧化锆。由于氧化锆传感器产生的能斯特电压较小，故将整个电压信号放大，加装由三极管组成的放大电路即可；作为一个示例，将能斯特电压值大于0.2v设定为数值1，其余情况设置为数值0；对放大后的能斯特电压经过数字识别后对电子节气门进行选择，其数值为1时，判断出环境为高原环境，否则环境为平原环境。
100.一种实现方式中，所述当前运行参数信息包括水温、进气温度、车速、油门发动机转速、实测空燃比以及发动机进气压力值。
101.一种实现方式中，所述电子节气门控制方法还包括：
102.对所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息进行工况分析，得到工况分析信号，所述工况分析信号包括：超温、加速和减速或停车；
103.根据所述工况分析信号确定电子节气门的开度，得到初始开度信号；
104.若所述当前环境信息为平原，则将所述初始开度信号直接确定为单开度信号；
105.若所述当前环境信息为高原，则将所述初始开度信号分为分别输出至两个所述电子节气门的两路信号，得到双开度信号。
106.一些实现方式中，通过获取发动机的当前进气温度值，在所述当前进气温度值大于预设进气温度阈值时，得到标记为超温的工况分析信号。
107.通过获取油门踏板当前开度值，在油门踏板当前开度值大于预设油门踏板开度值时，得到标记为加速的工况分析信号，在油门踏板当前开度值等于预设油门踏板开度值时，
得到标记为减速或停车的工况分析信号。
108.对当前参数信息进行分析，得到电子节气门开度信号，并输出至电子节气门，以控制所述电子节气门的开度。
109.比如，可根据所述标记为加速的工况判断油门踏板当前开度值是否大于预设油门踏板开度阈值；在油门踏板当前开度值大于或者等于预设油门踏板开度阈值时，得到所述油门踏板当前开度值对应的电子节气门开度信号，并输出所述电子节气门开度信号，以控制所述电子节气门的开度。
110.图4为本发明一个实施例的电子节气门控制装置的模块图。该电子节气门控制模块，应用于车辆，所述车辆包括发动机和进气机构，所述进气机构包括进气歧管和电子节气门，在所述车辆的同一进气歧管上安装有两个电子节气门，如图4所示，该电子节气门控制装置300包括以下模块：
111.获取模块410，被配置为若检测到所述车辆的油门踏板被踩下，则获取所述车辆的油门踏板当前开度值、所述车辆的当前运行参数信息以及所述车辆当前所处的当前环境信息，所述当前环境信息包括平原和高原；
112.确定模块420，被配置为根据所述油门踏板当前开度值、所述当前运行参数信息和所述当前环境信息确定所述电子节气门的开启数量和开度大小。
113.一种实现方式中，所述确定模块具体包括：
114.第一确定子单元，被配置为若判断出所述当前环境信息为平原，则确定所述电子节气门的开启数量为一个；
115.第一输出子单元，被配置为根据所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息生成单开度信号，并将所述单开度信号输出至目标节气门，以控制所述目标节气门的开度大小，其中，所述目标节气门为两个所述电子节气门中的一个。
116.一种实现方式中，所述第一确定子单元还被配置为执行以下操作：根据所述发动机的启动次数从两个所述电子节气门中确定所述目标节气门，以使两个所述电子节气门轮流启动，具体包括：
117.若所述发动机的启动次数为奇数，则将两个所述电子节气门中的第一电子节气门确定为目标节气门；
118.若所述发动机的启动次数为偶数，则将两个所述电子节气门中的第二电子节气门确定为目标节气门。
119.一种实现方式中，所述确定模块具体还包括：
120.第二确定子单元，被配置为若判断出所述当前环境信息为高原，则确定所述电子节气门的开启数量为两个；
121.第二输出子单元，被配置为根据所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息生成双开度信号，并将所述双开度信号输出至两个所述电子节气门，以控制两个所述电子节气门的开度。
122.一种实现方式中，所述电子节气门控制装置还包括：环境判断单元；所述环境判断单元被配置为若检测到所述车辆的油门踏板被踩下，则通过氧化锆传感器检测当前环境下空气中的氧气浓度，并基于检测到的所述氧气浓度判断所述车辆当前所处环境为高原还是平原。
123.一种实现方式中，所述环境判断单元具体包括：
124.电压生成子单元，被配置为基于检测到的所述氧气浓度生成能斯特电压，并对所述能斯特电压进行放大；
125.判断子单元，被配置为判断放大后的能斯特电压是否大于预设电压值；
126.高原环境子单元，被配置为如果是，则判断出所述车辆当前所处环境为高原；
127.平原环境子单元，被配置为如果否，则判断出所述车辆当前所处环境为平原。
128.一种实现方式中，所述获取模块获取的当前运行参数信息包括水温、进气温度、车速、油门发动机转速、实测空燃比以及发动机进气压力值。
129.一种实现方式中，所述电子节气门控制装置还包括：
130.工况识别模块，被配置为对所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息进行工况分析，得到工况分析信号，所述工况分析信号包括：超温、超速、加速和减速；
131.开度确定模块，被配置为根据所述工况分析信号确定电子节气门的开度，得到初始开度信号；
132.单开度信号确定单元，被配置为若所述当前环境信息为平原，则将所述初始开度信号直接确定为单开度信号；
133.双开度信号确定单元，被配置为若所述当前环境信息为高原，则将所述初始开度信号分为分别输出至两个所述电子节气门的两路信号，得到双开度信号。
134.在本发明的又一些实施例中，还提供了一种车辆，该车辆包括如上述实施例所述的电子节气门控制装置。
135.图5为本发明一个实施例的电子节气门控制系统的组成图。该电子节气门控制系统500包括：依次连接的采集模块a、ecu模块b、识别模块c、执行模块d以及环境判定模块e，其中环境采集模块可作为采集模块的一部分；
136.所述采集模块a，用于获取当前运行参数信息，并将所述当前运行参数信息通过ecu模块b发送至所述识别模块c；
137.需要说明的是，本实施例提出的电子节气门控制系统需安装在搭载电子节气门的汽油机型的车辆上。
138.具体地，所述采集模块a包括进气温度传感器、氧化锆传感器和油门踏板位置传感器；
139.所述氧化锆传感器，用于获取当前环境下空气中的氧气浓度，并将所述氧浓度生成能斯特电压，作为电压信号直接发送至识别模块；
140.所述油门踏板位置传感器，用于获取油门踏板当前开度值，并将所述油门踏板当前开度值通过ecu模块发送至所述识别模块；
141.需要说明的是，采集模块a除了当前传感器外，还可以包括：曲轴位置传感器、前氧信号传感器、水温传感器、车速传感器以及进气压力传感器等传感器。
142.可以理解的是，ecu模块通过can网络进行信息交互，将所述当前运行参数信息输出至所述识别模块c；
143.所述识别模块c对所述当前参数信息进行分析，分析得到响应信号，将信号输出至执行模块d，执行模块d根据所述分析得到电子节气门开度信号，并输出所述电子节气门开度信号至电子节气门体，通过ecu模块中的控制器以控制所述电子节气门的开度；
144.所述识别模块c，被配置为：
145.在所述进气温度值大于预设进气温度阈值时，得到标记为超温的工况分析信号；
146.在所述当前进气温度值小于或等于所述预设进气温度阈值，且所述油门踏板当前开度值大于预设油门踏板开度值时，得到标记为加速的工况分析信号；
147.在所述当前进气温度值小于或等于所述预设进气温度阈值，且所述油门踏板当前开度值等于所述预设油门踏板开度值时，得到标记为减速或停车的工况分析信号。
148.可以理解的是，识别模块c接收到的当前运行参数信息为进气温度值和油门踏板开度值等。通过对这些运行参数信息进行分析，得到的工况分析信号包括：超温、加速和减速或停车，在工况分析信号是标记为加速和标记为减速的工况分析信号时，将分析信号输入至执行模块d。
149.例如，预设进气温度阈值为50摄氏度，预设油门踏板初始开度值为0，在所述当前进气温度值大于50摄氏度时，其他因素一定时，得到标记为超温的工况分析信号；
150.在所述当前进气温度值小于或等于50摄氏度，且所述当前车速小于或等于60km/h，且所述油门踏板当前开度值大于0时，得到标记为加速的工况分析信号；
151.在所述当前进气温度值小于或等于50摄氏度，且所述油门踏板当前开度值等于0时，得到标记为减速或停车的工况分析信号。
152.需要说明的是，识别模块c可以将得到的工况分析信号、当前进气温度值以及油门踏板当前开度值输出至执行模块d和安全判定模块。工况分析信号的对应关系为：1-加速；2-减速；3-超温；也可以为其他信号，本实施例对此不加以限制。
153.所述执行模块d，用于根据所述工况分析信号得到电子节气门开度信号，并输出所述电子节气门开度信号至电子节气门，以控制所述电子节气门的开度。
154.其中，油门踏板位置传感器将司机需要加速或减速的信息传递给执行模块d，执行模块d根据得到的信息，计算出相应的最佳节气门位置，发出控制信号给ecu模块计算开度后发送至节气门体；
155.具体地，所述执行模块d还用于根据所述标记为加速的工况分析信号判断所述油门踏板当前开度值是否大于预设油门踏板开度阈值；
156.所述执行模块还用于在所述油门踏板当前开度值等于预设油门踏板开度阈值时，得到所述油门踏板当前开度值对应的电子节气门开度信号，并输出所述电子节气门开度信号至所述电子节气门，以控制所述电子节气门的开度。
157.可以理解的是，识别模块c发出工况分析信号、油门踏板信号给执行模块d。
158.例如，预设油门踏板开度阈值为5，在所述油门踏板当前开度值大于5时，执行加速信号，在所述油门踏板当前开度值等于5时，执行减速信号。
159.需要说明的是，执行加速信号时，对所述电子节气门开度信号进行滤波得到控制占空比信号，输出所述控制占空比信号至所述电子节气门，以控制所述电子节气门的开度，通过信号滤波功能，可以调整执行电子节气门信号的瞬态速率。
160.执行减速信号时，即电子节气门的开度等于预设电子节气门开度值，所述预设电子节气门开度值为最小开度初始设定值。
161.本实施例通过采集模块a获取当前运行参数信息，并将所述当前运行参数信息通过ecu模块发送至识别模块c；所述识别模块c对所述当前运行参数信息进行工况分析，得到
工况分析信号，并将所述工况分析信号输出至执行模块d；执行模块d根据所述工况分析信号得到电子节气门开度信号，并输出所述电子节气门开度信号至电子节气门，以控制所述电子节气门的开度。通过上述方式，对不同运行参数进行工况分析，实现理想的控制效果；
162.所述电子节气门控制系统还包括环境判定模块e。
163.所述安全判定模块e作为采集模块a中的一部分，用于对外界环境进行感知，尤其是外界环境中的氧浓度；
164.识别氧浓度由氧化锆传感器完成，借鉴氧化锆传感器在排放中的选择应用，考虑高原环境的特点，选用具有精度高，结构简单且响应速度快等优点的自加热型氧化锆；
165.氧化锆传感器检测氧浓度以产生的能斯特电压信号的方式输出，通常情况下，将海拔3000m以上定义为高原地区，其输出的能斯特电压为2mv；
166.考虑到能斯特电压较低，在电路中以三极管的方式设置放大电路，使其放大到0.2v；
167.将该电压信号作为比较值，将能斯特电压值大于0.2v设定为数值1，其余情况设置为数值0；
168.所述ecu模块经过数字识别后对电子节气门进行选择，其中数值为1时，此时环境为高原环境，否则环境为平原环境；
169.例如，当前车辆行驶在海拔高度为4500m的公路上，此时外界氧浓度为6％，此时产生的能斯特电压为32mv，经放大电路放大后为3.2v，由于3.2》0.2,输出值为1，此时ecu判定行驶环境为高原环境；
170.例如，当前车辆行驶在海拔高度为500m的公路上，此时外界氧浓度为24％，此时产生的能斯特电压为0.7mv，经放大电路放大后为0.07v，由于0.2》0.07,输出值为0，此时ecu判定行驶环境为平原环境；
171.经ecu模块判定环境后，对进气机构中电子节气门的数量进行增加，在一根进气歧管装有两个电子节气门，设置为1号电子节气门和2号电子节气门；
172.若行驶的环境为平原环境，此时1号和2号节气门单独使用，更换时间为每次发动机重新启动；
173.为实现该目标，在ecu中装有计时器，其中当发动机启动次数为奇数时，开启1号电子节气门，当发动机启动次数为偶数时，开启2号电子节气门；
174.其中的计数由发动机启动至怠速状态为标准，具体的数量与发动机的工况有关，这里不做解释，自发动机出厂设定为0；
175.例如，海拔500m的环境下，驾驶员在驾驶过程中，开启发动机并踩下油门踏板，此时1号电子节气门开始工作，当到达目的地或堵车要发动机熄火状态，重新启动后，此时发动机的启动次数为2(2为偶数)，此时2号节气门开始工作，1号电子节气门关闭；
176.若行驶的环境为高原环境，为保证足够的进气量，此时1号和2号电子节气门均工作；为实现该目标，在ecu模块中装有另一放大电路；
177.将进气量分到两个节气门，只需将一个开度信号分为两个信号即可，只需将信号送入一个缓冲放大器，分别接入两个电阻后接入另外两个缓冲放大器，将整体放大倍数设为1即可，再将两信号分别输入至两个电子节气门，使其达到对应开度即可；
178.例如，海拔4500m的环境下，驾驶员在驾驶过程中，踩下油门踏板，未改进之前，单
个电子节气门需要保持全开的状态以保证进气量，经我们改进后，1号和2号电子节气门都只需要达到60
°
的开度即可，可以延长电子节气门的使用寿命；
179.需要说明的是，执行信号时，对所述电子节气门开度信号进行滤波得到控制占空比信号，输出所述控制占空比信号至所述电子节气门，以控制所述电子节气门的开度，通过信号滤波功能，达到调小开度的可控，可以通过对滤波策略的更改，调整电子节气门信号的角度变小的速度，但最小开度受预设值影响，最小值为初始设定值；
180.需要说明的是，所述所有模块，根据所述当前运行参数信息得到对应的电子节气门开度信号，对所述电子节气门开度信号进行滤波得到控制占空比信号，输出所述控制占空比信号至所述电子节气门，以控制电子节气门的开度。
181.考虑电子节气门模型中存在较多的非线性因素，在整数阶pid的基础上引入两参数λ和μ，使其具有更大的灵活性和适应性，得到分数阶pid。λ在一定范围内，其取值情况与系统的调节速度有关，当λ值较大时，调节速度会减慢；μ在一定范围内，当μ值较小时，稳态误差的值也会减小。对于分数阶pid而言，可以同时对控制器的参数和阶次进行整定，以达到满意的控制效果。
182.分数阶pid的表达式为：u(t)＝k
p
e(t)+kid-λ
e(t)+kdd
μ
e(t)；
183.其中，e(t)＝y1(t)-y2(t)；
184.y1(t)为理想输入节气门开度；y2(t)为实际输出节气门开度；e(t)为偏差；u(t)为控制器的输出信号；k
p
为比例部分控制参数；ki为积分部分控制参数；kd为微分部分控制参数；λ为积分部分指数；μ为微分部分指数；d为整数阶pid控制器中积分部分和微分部分的变换替代。在分数阶pid中，λ和μ取任意大于0的实数。
185.为了便于描述，下面结合上述所有的实施例，再次对整个电子节气门的控制原理进行介绍，图6为本发明一个实施例的电子节气门控制系统的工作原理图，如图所示，该控制系统工作原理如下：
186.驾驶员踩下油门踏板，氧化锆传感器感知环境，检测氧气浓度并生成能斯特电压信号，对该电压信号进行放大，并把放大后的电压信号与预设值进行比较，根据比较结果生成0或1数值，如果是1，则代表车辆当前所处环境为高原，则生成开度信号并将该开度信号进行放大后输出至两个节气门(同一进气歧管中的两个节气门)，以控制两个节气门按该开度信号打开并工作，达到理想状态；如果是0，则代表车辆当前所处环境为平原，则查看发动机启动次数，如果是奇数，则启动1号电子节气门，并控制其打开至目标开度大小，如果是偶数，则启动2号电子节气门，并控制其打开至目标开度。
187.例如，车辆行驶在海拔500m的路上，驾驶员踩下油门踏板后，此时为加速模式，氧化锆传感器检测外界浓度为24％，生成能斯特电压信号0.7mv,经ecu模块放大为0.07v，因为0.07《0.2，数值为0，判定行驶在平原环境，此时1号电子节气门工作，需要达到的开度为70
°
，经控制器控制后响应时间为0.3583s,超调量为1.39％，当车辆熄火后重启，踩下油门踏板，环境判定仍为平原环境，此时2号电子节气门工作，需要达到的开度仍为70
°
，经控制器控制后响应时间为0.3679s,超调量为1.42％(在实际工作中节气门存在积碳情况，且放大电路存在轻微延迟)；
188.例如，车辆行驶在海拔4500m的路上，驾驶员踩下油门踏板后，此时为加速模式，氧化锆传感器检测外界浓度为6％，生成能斯特电压信号32mv,经ecu模块放大为3.2v，因为
0.2《3.2，数值为1，判定行驶在高原环境，此时1号和2电子节气门都工作，需要达到的开度均为50
°
，经控制器控制后响应时间分别为0.4583s和0.4679s，超调量为1.61％和1.67％(在实际工作中节气门存在积碳情况，且放大电路存在轻微延迟)。
189.本实施例通过环境判定对识别模块发出的工况分析信号进行判定，不同环境下将工况分析信号输出至执行模块，实现了电子节气门的控制，保证了进气量。
190.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
191.本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
192.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种电子节气门控制方法，应用于车辆，所述车辆包括发动机和进气机构，所述进气机构包括进气歧管和电子节气门，其特征在于，在所述车辆的同一进气歧管上安装有两个电子节气门，所述方法包括：若检测到所述车辆的油门踏板被踩下，则获取所述车辆的油门踏板当前开度值、所述车辆的当前运行参数信息以及所述车辆当前所处的当前环境信息，所述当前环境信息包括平原和高原；根据所述油门踏板当前开度值、所述当前运行参数信息和所述当前环境信息确定所述电子节气门的开启数量和开度大小。2.根据权利要求1所述的电子节气门控制方法，其特征在于，所述根据所述油门踏板当前开度值、所述当前运行参数信息和所述当前环境信息确定所述电子节气门的开启数量和开度大小，具体包括：若判断出所述当前环境信息为平原，则确定所述电子节气门的开启数量为一个；根据所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息生成单开度信号，并将所述单开度信号输出至目标节气门，以控制所述目标节气门的开度大小，其中，所述目标节气门为两个所述电子节气门中的一个。3.根据权利要求2所述的电子节气门控制方法，其特征在于，根据所述发动机的启动次数从两个所述电子节气门中确定所述目标节气门，以使两个所述电子节气门轮流启动，具体包括：若所述发动机的启动次数为奇数，则将两个所述电子节气门中的第一电子节气门确定为目标节气门；若所述发动机的启动次数为偶数，则将两个所述电子节气门中的第二电子节气门确定为目标节气门。4.根据权利要求3所述的电子节气门控制方法，其特征在于，所述根据所述油门踏板当前开度值、所述当前运行参数信息和所述当前环境信息确定所述电子节气门的开启数量和开度大小，具体还包括：若判断出所述当前环境信息为高原，则确定所述电子节气门的开启数量为两个；根据所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息生成双开度信号，并将所述双开度信号输出至两个所述电子节气门，以控制两个所述电子节气门的开度。5.根据权利要求1至4任一所述的电子节气门控制方法，其特征在于，还包括：若检测到所述车辆的油门踏板被踩下，则通过氧化锆传感器检测当前环境下空气中的氧气浓度，并基于检测到的所述氧气浓度判断所述车辆当前所处环境为高原还是平原。6.根据权利要求5所述的电子节气门控制方法，其特征在于，所述基于检测到的所述氧气浓度判断所述车辆当前所处环境为高原还是平原，具体包括：基于检测到的所述氧气浓度生成能斯特电压，并对所述能斯特电压进行放大；判断放大后的能斯特电压是否大于预设电压值；如果是，则判断出所述车辆当前所处环境为高原；如果否，则判断出所述车辆当前所处环境为平原。7.根据权利要求6所述的电子节气门控制方法，其特征在于，所述当前运行参数信息包括水温、进气温度、车速、油门发动机转速、实测空燃比以及发动机进气压力值。
8.根据权利要求7所述的电子节气门控制方法，其特征在于，还包括：对所述油门踏板当前开度值和所述当前运行参数信息进行工况分析，得到工况分析信号，所述工况分析信号包括：超温、加速和减速或停车；根据所述工况分析信号确定电子节气门的开度，得到初始开度信号；若所述当前环境信息为平原，则将所述初始开度信号直接确定为单开度信号；若所述当前环境信息为高原，则将所述初始开度信号分为分别输出至两个所述电子节气门的两路信号，得到双开度信号。9.一种电子节气门控制装置，应用于车辆，所述车辆包括发动机和进气机构，所述进气机构包括进气歧管和电子节气门，其特征在于，在所述车辆的同一进气歧管上安装有两个电子节气门，所述控制装置包括：获取模块，被配置为若检测到所述车辆的油门踏板被踩下，则获取所述车辆的油门踏板当前开度值、所述车辆的当前运行参数信息以及所述车辆当前所处的当前环境信息，所述当前环境信息包括平原和高原；确定模块，被配置为根据所述油门踏板当前开度值、所述当前运行参数信息和所述当前环境信息确定所述电子节气门的开启数量和开度大小。10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的电子节气门控制装置。

技术总结
本发明公开一种电子节气门控制方法、装置及车辆，其中，方法应用于车辆，车辆包括发动机和进气机构，进气机构包括进气歧管和电子节气门，在车辆的同一进气歧管上安装两个电子节气门，方法包括；若检测到车辆的油门踏板被踩下，则获取车辆的油门踏板当前开度值、车辆的当前运行参数信息以及车辆当前所处的当前环境信息，当前环境信息包括平原和高原；根据油门踏板当前开度值、当前运行参数信息和当前环境信息确定电子节气门的开启数量和开度大小。通过该方法使得不同环境、不同油门踏板开度以及不同运行参数下，节气门开启数量和开度大小均不同，节气门控制更加灵活，节气门能更快速达到稳定的工作状态，控制效果更理想。控制效果更理想。控制效果更理想。


技术研发人员：赵磊 孙建民 周庆辉 崔子晗 赵国浩 王燕 王福成 杨世虎 杨添蓝
受保护的技术使用者：北京建筑大学
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/7/4