车辆空气系统的控制方法以及控制装置与流程

1.本发明涉及车辆控制技术，具体地涉及一种车辆空气系统的控制方法以及控制装置。


背景技术：

2.pto（power take off）一般指一种动力输出装置，它是指曲轴之外（即供车辆行驶的动力之外）另外的动力输出。
3.现有技术中已出现变型车辆在静止状态下使用 pto 模式来提高速度或一定负载下保持某个速度。这里 pto 模式例如有远程 app、can pto 和 wesdem。变型车辆例如有垃圾车、搅拌车、高负荷起重机等，它们需要大功率和大燃油喷射量。
4.然而，对于这样的pto模式，现有技术并没有提供针对它的发动机模式，并且对于空气系统的控制以及烟雾限制等方面，也与普通车辆相同。例如，在pto的模式下工作时，在扭矩快速增加的动态场景下，烟雾限制是有效的，则由于空气系统响应不那么快，因而进气会不够，导致功率将不足进行高负载工作。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明旨在提出一种在pto模式下确保进气量足够高负载工作的车辆空气系统的控制方法以及控制装置。
6.本发明一方面的车辆空气系统的控制方法，其特征在于，该车辆空气系统的控制方法用于控制车辆的空气系统是否采用开环控制方式，包括：模式判断步骤，判断车辆是否为pto模式；条件判断步骤，判断燃油量是否满足规定静态条件或者规定动态条件；以及控制步骤，在所述模式判断步骤中判断车辆为pto模式并且在所述条件判断步骤中判断燃油量满足规定静态条件或者规定动态条件之一的情况下，控制所述空气控制系统采用开环控制方式。
7.本发明一方面的车辆空气系统的控制装置，其特征在于，该车辆空气系统的控制装置用于控制车辆的空气系统是否采用开环控制方式，包括：模式判断模块，用于判断车辆是否为pto模式；条件判断模块，用于判断燃油量是否满足规定静态条件或者规定动态条件；以及控制模块，在所述模式判断模块中判断车辆为pto模式并且在所述条件判断模块中判断为燃油量满足规定静态条件或者规定动态条件之一的情况下，用于控制所述空气系统采用开环控制方控式。
8.本发明一方面的计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现所述的车辆空气系统的控制方法。
附图说明
9.图1是表示本发明的车辆空气系统的控制方法的流程的示意图。
10.图2是表示本发明一实施方式的车辆空气系统的控制方法中对于规定动态条件和规定静态条件的判断方式示意图。
11.图3是表示本发明一实施方式的车辆空气系统的控制方法中对于空气系统的控制方式的示意图。
12.图4是表示本发明的车辆空气系统的控制装置的结构框图。
具体实施方式
13.下面介绍的是本发明的多个实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解。并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
14.出于简洁和说明性目的，本文主要参考其示范实施例来描述本发明的原理。但是，本领域技术人员将容易地认识到，相同的原理可等效地应用于所有类型的车辆空气系统的控制方法以及控制装置，并且可以在其中实施这些相同的原理，以及任何此类变化不背离本专利申请的真实精神和范围。
15.在说明本发明的车辆空气系统的控制方法以及控制装置之前对于车辆控制系统进行简单介绍。
16.一般情况下，车辆具备的空气系统的作用在于，根据当前发动机运行模式和当前运行点的需求设置新鲜空气和再循环废弃的发动机充气量，通过控制节流阀（tva）和废气再循环阀（egr valve）来调节新鲜空气质量和废气再循环率，以此来满足当前的发动机充气量需求。
17.其中，闭环控制以废气再循环阀来为例，是指为满足当前运行点的废气再循环率，根据当前废气再循环阀的当前位置反馈传感器检测的位置（egrvlv_uraw）及开度（egrvlv_ract），通过pid 控制来设定当前需要废气再循环的目标开度（egrvlv_r），通过ecu废气再循环阀驱动程序来驱动调节ecu输出驱动电流egrvlv_rps占空比来到达目标开度, 以此来满足当前运行点废气再循环率。
18.其中，开环控制是指在某些情况下，pid控制器算出来的占空比不会传递给驱动部件，而是被可标定的默认值覆盖，因此可将废气再循环闭环控制关闭。
19.本发明的车辆空气系统的控制方法以及控制装置的技术构思在于，根据燃油量（fuel quantity）、烟雾限制（smoke limitation）以及 pto 模式下的相关条件来控制空气系统进入开环控制或闭环控制。
20.其中，燃油量的相关信息可以从ecu（例如，ecu的燃油喷射系统）中获取，烟雾限制是指在不超过某个烟雾排放值（例如国家标准）的情况下可喷射的最大油量，烟雾限制的相关信息一般可以从ecu 的烟雾限制功能模块中获取，pto模式是否有效的相关信息例如可以来自车辆的远程油门等取力器。本发明的车辆空气系统的控制方法以及控制装置能够应用于车辆的ecu中。
21.图1是表示本发明的车辆空气系统的控制方法的流程的示意图。
22.如图1所示，本发明的车辆空气系统的控制方法包括下述步骤：模式判断步骤s100：判断车辆是否为pto模式；
条件判断步骤s200：判断燃油量是否满足规定静态条件或者规定动态条件；以及控制步骤s300：在所述模式判断步骤s100中判断车辆为pto模式并且在所述条件判断步骤s200中判断燃油量满足所述规定静态条件或者所述规定动态条件之一的情况下，控制所述空气系统采用开环控制方式。
23.其中，在模式判断步骤s100中，作为判断车辆是否为pto模式的判断方法，例举一个示例，例如可以是根据来自车辆的远程油门等取力器的表示pto模式是否有效的信息进行判断。
24.首先，对于条件判断步骤s200中的规定静态条件的具体内容进行说明。
25.作为一个示例，在条件判断步骤s200中判断燃油量是否满足规定静态条件包括：获取当前需要的燃油量；计算所述当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值；以及判断所述差值是否大于预先设置的第一阈值，当所述差值大于预先设置的第一阈值的情况下，则判断燃油量满足规定静态条件。
26.这里作为烟雾限制下的最大燃油量例如可以是指不超过某个烟雾排放值（国家标准）的情况下可喷射的最大油量。预置的烟雾限制下的最大燃油量可以是来自ecu的烟雾限制功能模块。当前需要的燃油量可以由ecu中的燃油喷射系统提供。
27.该示例中表示在当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值大于预先设置的第一阈值的情况下，则说明燃油量还需要增加，即需要增加进气量，因此，在判断在满足这样的条件下，在控制步骤s300中控制所述空气系统为开环控制方式。
28.作为另一个示例，在所述条件判断步骤s200中还可以进一步包括其他附加判断项目，例如气压、进气温度以及引擎转速。例如具体地，该示例中判断燃油量是否满足规定静态条件包括：获取气压、进气温度以及引擎转速；获取当前需要的燃油量；计算当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值；基于获取的气压、进气温度以及引擎转速修正所述差值得到修正后的差值；以及判断所述修正后的差值是否大于预先设置的第一阈值，当所述修正后的差值大于预先设置的第一阈值的情况下，则判断燃油量满足规定静态条件。
29.这里的气压来自ecu 内部的环境压力传感器，进气温度来自车辆的进气温度传感器，引擎转速来自车辆的曲轴及凸轮轴传感器。这里采用的修正的方式，例如可以是进行查表（可标定），得到修正后的油量偏差值。
30.该示例中表示通过基于气压、进气温度以及引擎转速对当前需要的燃油量进行修正，并将修正后的当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量进行比较，当两者的差值大于预先设置的第一阈值的情况下，则说明燃油量还需要增加，即需要增加进气量，因此，在判断为满足这样的条件下，在控制步骤s300中控制所述空气系统为开环控制方式。
31.作为再一个示例，在所述条件判断步骤s200中进一步包括其他附加判断项目，例如气压、进气温度以及引擎转速的前提下，在经过一定的延迟时间之后，再对于两者的差值进行判断。具体地，在该示例中，在所述条件判断步骤s200中，判断燃油量是否满足规定静态条件包括：获取气压、进气温度以及引擎转速；获取当前需要的燃油量；计算修正后的当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值；基于获取的气压、进气温度以及引擎转速修正所述差值并得到修正后的差值，在延迟规定时间之后，再判断修正后的差值是否大于预先设置的第一阈值，当修正后的差值大于预先设置的第一阈值的情况
下，则判断燃油量满足规定静态条件。
32.该示例中表示经过规定时间延迟之后，空气系统变化变得平稳，进而扭矩变化也平稳，这种状态下两者的差值仍旧大于预先设置的第一阈值的情况下，则说明燃油量还需要增加，即需要增加进气量，因此，在判断为满足这样的条件下，在控制步骤s300中控制所述空气系统为开环控制方式。
33.其次，对于条件判断步骤s200中的规定动态条件的具体内容进行说明。
34.作为一个示例，在条件判断步骤s200中判断燃油量是否满足规定动态条件包括：获取燃油量的变化率；以及判断燃油量的变化率是否大于预先设置的第二阈值，若燃油量的变化率大于预先设置的第二阈值，则判断为燃油量满足规定动态条件。这里，所述获取燃油量的变化率包括：根据目标扭矩变化或者转速变化来获取燃油量的变化率。
35.该示例中表示燃油量的变化率大于预先设置的第二阈值的情况下，则说明燃油量变化率大，燃油量还需要增加，即需要增加进气量，因此，在判断在满足这样的条件下，在控制步骤s300中控制所述空气系统为开环控制方式。
36.以下，对于本发明一实施方式的车辆空气系统的控制方法进行说明。
37.图2是表示本发明一实施方式的车辆空气系统的控制方法中对于规定动态条件和规定静态条件的判断方式示意图。
38.图3是表示本发明一实施方式的车辆空气系统的控制方法中对于空气系统的控制方式的示意图。
39.如图2所示，在s1中获得预置的烟雾限制下的最大燃油量，在s2中获得当前需要的燃油量，在s3中计算当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值。烟雾限制下的最大燃油量是指在不超过某个烟雾排放值（国家标准）的情况下可喷射的最大油量， 它来自ecu的烟雾限制功能模块，当前需要的燃油量来自ecu中的燃油喷射系统。
40.在s4中获取气压，在s5中获取进气温度，在s6中获取引擎转速，其中，气压来自ecu 内部的环境压力传感器，进气温度来自车辆的进气温度传感器，引擎转速来自车辆的曲轴及凸轮轴传感器。在s7中对于气压、进温度、转速进行校正计算，在s8中用气压、进温度、转速来修正s3中得到的差值，作为修正方式例如可以是进行查表（可标定）。
41.在s9中获取表示pto模式有效的信号，这个信号来自于车辆的远程油门等取力器，在s10中设定pto模式下工作的负载情况，分别预先标定高值和低值（高值用于表示高负载的情况，低值用于表示低负载的情况）。在s11中当在s9中获得pto模式有效的信号并且在pto模式为高负载的情况下，则对于s8中输出的差值在进行规定时间延时（这里进行延时是为了让空气系统变化平稳，进而扭矩变化平稳。）之后仍旧存在差值的情况下，则在s13中输出信号a，信号a表示燃油量满足了静态条件判断，即s1~s12进行的静态条件判断，因此，输出信号a表示燃油量满足pto工作模式下静态烟雾限制相关的静态条件。
42.另一方面，在s14中获得燃油量变化，在s15中获得限值，其中，燃油量变化是根据目标扭矩变化计算来燃油量的变化率，它可以来自ecu 中的燃油喷射系统，限值为标定量，例如可以通过测试试验给出最佳的限制值。在s16中，根据s14中获得的燃油量以及s15中获得限值计算目标需求扭矩或转速是否突增。在s17中当在s9中获得表示pto模式有效的信号并且在s16中判断目标需求扭矩或转速突增的情况下，则在s17中输出信号b，信号b表示燃油量（变化）满足了动态条件，即s14~s17进行的动态条件判断，因此，输出信号b表示燃油量
满足pto工作时扭矩转速动态变化大的动态条件。
43.接着，如图3所示，在s18获得转速，在s19获得目标燃油量，s20表示空气系统为开环控制并且开环控制下的egr/tva阀的默认开度根据s18获得的转速和s19获得的目标油量进行查表得出。
44.另一方面，在s21表示空气系统为闭环控制，闭环控制下的egr/tva阀的控制是例如根据当前废气再循环阀的当前位置反馈传感器检测的位置（egrvlv_uraw）及开度（egrvlv_ract），通过pid 控制来设定当前需要废气再循环的目标开度（egrvlv_r），通过ecu废气再循环阀驱动程序来驱动调节ecu输出驱动电流egrvlv_rps占空比来到达目标开度, 以此在来满足当前运行点废气再循环率。
45.再一方面，在s22中获得信号a或者信号b，这样，在s23中根据s22获得的信号a或者信号b以及s20和s21中获得的开环或闭环状态，最终将对的egr/tva阀的控制改变为开环控制方式。
46.如图2和图3所示，根据本发明一实施方式的车辆空气系统的控制方法，能够根据pto工作时静态烟雾限制相关的燃油量或者扭矩转速动态的变化使得空气系统采用开环控制方式，由此，能够使得空气系统快速响应，保证足够的进气量，保证在pto模式下的足够功率以保证实现高负载工作。
47.接着，对于本发明的车辆空气系统的控制装置进行说明。
48.图4是表示本发明的车辆空气系统的控制装置的结构框图。
49.如图4所示，本发明的车辆空气系统的控制装置，包括：模式判断模块100，用于判断车辆是否为pto模式；条件判断模块200，用于判断燃油量是否满足规定静态条件或者规定动态条件；以及控制模块300，用于在所述模式判断模块中判断车辆为pto模式并且在所述条件判断模块中判断燃油量满足所述规定静态条件或者所述规定动态条件之一的情况下，控制所述空气系统采用开环控制方式。
50.其中，作为一个实施方式，条件判断模块200包括（未图示）：第一获取子模块，用于获取当前需要的燃油量；第一计算子模块，计算所述当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值；以及第一判断子模块，用于判断所述差值是否大于第一阈值，当所述差值大于所述第一阈值的情况下，则判断燃油量满足规定静态条件。
51.作为另一实施方式，在条件判断模块200包括（未图示）：第一获取子模块，用于获取当前需要的燃油量；第二获取子模块，用于获取气压、进气温度以及引擎转速；计算子模块，用于计算所述当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值；修正子模块，用于采用所述获取的气压、进气温度以及引擎转速述修正所述计算子模块输出的所述差值并得到修正后的差值；以及第一判断子模块，用于判断所述修正子模块输出的修正后的差值是否大于第一阈
值，当所述差值大于所述第一阈值的情况下，则判断燃油量满足规定静态条件。
52.而且，作为再一个实施方式，条件判断模块200还能够进一步包括（未图示）：第三获取子模块，用于获取燃油量的变化率；以及第二判断子模块，用于判断燃油量的变化率是否大于第二阈值，若大于所述第二阈值，则判断为燃油量满足规定动态条件。
53.其中，所述第三获取子模块根据目标扭矩变化或者转速变化来获取燃油量的变化率。
54.本发明还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现上述的车辆空气系统的控制方法。
55.本发明还提供一种计算机设备，包括存储模块、处理器以及存储在存储模块上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的车辆空气系统的控制方法。
56.本发明的车辆空气系统的控制方法能够作为一个控制流程应用于车辆的ecu中，本发明的控制装置也能够作为一个控制模块应用于车辆的ecu中。
57.如上所述，根据本发明的车辆空气系统的控制方法以及控制装置，能够在pto模式下确保进气量足够高负载工作。
58.以上例子主要说明了本发明的车辆空气系统的控制方法以及控制装置。尽管只对其中一些本发明的具体实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

技术特征：
1.一种车辆空气系统的控制方法，其特征在于，该车辆空气系统的控制方法用于控制车辆的空气系统是否采用开环控制方式，包括：模式判断步骤（s100），判断车辆是否为pto模式；条件判断步骤（s200），判断燃油量是否满足规定静态条件或者规定动态条件；以及控制步骤（s300），在所述模式判断步骤中判断车辆为pto模式并且在所述条件判断步骤中判断燃油量满足规定静态条件或者规定动态条件之一的情况下，控制所述空气系统采用开环控制方式。2.如权利要求1所述的车辆空气系统的控制方法，其特征在于，在所述条件判断步骤（s200）中判断燃油量是否满足规定静态条件包括：获取当前需要的燃油量；计算所述当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值；以及判断所述差值是否大于预先设置的第一阈值，当所述差值大于所述第一阈值的情况下，则判断燃油量满足规定静态条件。3.如权利要求1所述的车辆空气系统的控制方法，其特征在于，在所述条件判断步骤（s200）中，判断燃油量是否满足规定静态条件包括：获取气压、进气温度以及引擎转速；获取当前需要的燃油量；计算当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值；以及基于获取的气压、进气温度以及引擎转速修正所述差值得到修正后的差值；判断所述修正后的差值是否大于预先设置的第一阈值，当所述修正后的差值大于所述第一阈值的情况下，则判断燃油量满足规定静态条件。4.如权利要求1所述的车辆空气系统的控制方法，其特征在于，在所述条件判断步骤（s200）中，判断燃油量是否满足规定静态条件包括：获取气压、进气温度以及引擎转速；获取当前需要的燃油量；基于获取的气压、进气温度以及引擎转速修正当前需要的燃油量并得到修正后的当前需要的燃油量；计算修正后的当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值；以及在延迟规定时间之后，判断所述差值是否大于预先设置的第一阈值，当所述差值大于所述第一阈值的情况下，则判断燃油量满足规定静态条件。5.如权利要求1所述的车辆空气系统的控制方法，其特征在于，在所述条件判断步骤（s200）中判断燃油量是否满足规定动态条件包括：获取燃油量的变化率；以及判断燃油量的变化率是否大于预先设置的第二阈值，若所述燃油量的变化率大于所述第二阈值，则判断为燃油量满足规定动态条件。6.如权利要求5所述的车辆空气系统的控制方法，其特征在于，所述获取燃油量的变化率包括：根据目标扭矩变化或者转速变化来获取燃油量的变化率。7.一种车辆空气系统的控制装置，其特征在于，该车辆空气系统的控制装置用于控制
车辆的空气系统是否采用开环控制方式，包括：模式判断模块（100），用于判断车辆是否为pto模式；条件判断模块（200），用于判断燃油量是否满足规定静态条件或者规定动态条件；以及控制模块（300），在所述模式判断模块（100）中判断车辆为pto模式并且在所述条件判断模块（200）中判断为燃油量满足规定静态条件或者规定动态条件之一的情况下，用于控制所述空气控制系统采用开环控制方式。8.如权利要求7所述的车辆空气系统的控制装置，其特征在于，在所述条件判断模块（200）包括：第一获取子模块，用于获取当前需要的燃油量；第一计算子模块，用于计算所述当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值；以及第一判断子模块，用于判断所述差值是否大于预先设置的第一阈值，当所述差值大于所述第一阈值的情况下，则判断燃油量满足规定静态条件。9.如权利要求7所述的车辆空气系统的控制装置，其特征在于，在所述条件判断模块（200）包括：第一获取子模块，用于获取当前需要的燃油量；第二获取子模块，用于获取气压、进气温度以及引擎转速；计算子模块，用于计算所述当前需要的燃油量与预置的烟雾限制下的最大燃油量之间的差值；修正子模块，用于采用所述获取的气压、进气温度以及引擎转速述修正所述计算子模块输出的所述差值并得到修正后的差值；以及第一判断子模块，用于判断所述修正子模块输出的修正后的差值是否大于预先设置的第一阈值，当所述差值大于所述第一阈值的情况下，则判断燃油量满足规定静态条件。10.如权利要求7~9任意一项所述的车辆空气系统的控制装置，其特征在于，所述条件判断模块（200）进一步包括：第三获取子模块，用于获取燃油量的变化率；以及第二判断子模块，用于判断燃油量的变化率是否大于预先设置的第二阈值，若所述燃油量的变化率大于所述第二阈值，则判断为燃油量满足规定动态条件。11.如权利要求10所述的车辆空气系统的控制装置，其特征在于，所述第三获取子模块根据目标扭矩变化或者转速变化来获取燃油量的变化率。12.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~6任意一项所述的车辆空气系统的控制方法。

技术总结
本发明涉及车辆空气系统的控制方法及其控制装置。该方法用于控制车辆的空气系统是否采用开环控制方式，包括：模式判断步骤，判断车辆是否为PTO模式；条件判断步骤，判断燃油量是否满足规定静态条件或者规定动态条件；以及控制步骤，在所述模式判断步骤中判断车辆为PTO模式并且在所述条件判断步骤中判断燃油量满足规定静态条件或者规定动态条件之一的情况下，控制所述空气系统采用开环控制方式。根据本发明，能够提供一种在PTO模式下可确保进气量足够高负载工作的车辆空气系统的控制方法以及控制装置。以及控制装置。以及控制装置。


技术研发人员：王芳芳 张瑾 刘鑫铠
受保护的技术使用者：罗伯特
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2023/6/3