车辆的增压发动机的噪声控制方法与流程

未命名 07-08 阅读:280 评论:0


1.本发明涉及增压发动机技术领域,特别涉及一种车辆的增压发动机的噪声控制方法。


背景技术:

2.现代车用高性能汽油发动机普遍采用涡轮增压技术。废气涡轮增压器则是最常见的涡轮增压装置之一,其是利用发动机排出的高温高压的废气,驱动涡轮增压器中的涡轮机高速转动,再带动与涡轮机同轴的压气机一起转动,以提供发动机更多的燃烧用空气,从而提高发动机的性能。
3.废气涡轮增压发动机系统的增压发动机在瞬态运行过程中不容易避开增压器压气机的固有喘振区域,而发动机的运行一旦进入喘振区域,不仅会损坏增压器的硬件,并且,喘振产生的噪声也会严重影响乘客的舒适度。因此避免发生压气机喘振现象是增压发动机开发应用的一大技术难题。
4.此外,随着发动机小型化及强化程度增加,增压器转速及压比不断提高,增压发动机的涡轮功率和声功率随着叶轮出口的线速度增大呈几何级数增加。涡轮机高效率和宽流量的设计增加了叶片平均应力,导致涡轮叶片通过频率(blade passing frequency,bpf)噪声呈增加趋势。尤其在发动机低转速区域,涡轮bpf噪声极易被人耳识别,影响乘员的乘坐体验。
5.现有技术中,为了应对喘振,大都在涡轮增压发动机系统中加装泄压阀避免整车瞬态工况下的压气机喘振。但是泄压阀存在发动机布置和硬件成本问题,因此人们一直都在研究取消泄压阀的方法。但是,如果取消泄压阀,即使能够通过一定的控制手段减弱喘振,涡轮bpf噪声也仍旧无法避免。


技术实现要素:

6.本发明的目的在于解决现有技术中车辆的废气涡轮增压发动机系统取消泄压阀后,压气机喘振、涡轮bpf噪声明显,影响整车性能和乘坐体验的问题。
7.为解决上述问题,本发明的实施方式公开了一种车辆的增压发动机的噪声控制方法,适用于车辆的废气涡轮增压发动机系统,废气涡轮增压发动机系统包括增压发动机、节气门、以及增压器,增压器包括压气机、以及涡轮机;并且,噪声控制方法包括:
8.s1:获取车辆的状态信息,并根据状态信息判断车辆是否进入急减速工况;
9.若是,则执行步骤s2;
10.若否,则继续判断车辆是否进入急减速工况;
11.s2:根据车辆的状态信息同时执行以下操作:
12.控制节气门以预设的缓关速度关闭;
13.控制涡轮机的喷嘴环组的开度为100%;
14.获取增压发动机的点火角信息,并根据增压发动机的点火角信息以预设的延迟角
度推迟增压发动机的点火角;
15.对增压发动机进行分缸断油处理;
16.s3:获取车辆的速度信息、当前档位信息、以及废气涡轮增压发动机系统的压力信息,并根据车辆的状态信息、车辆的速度信息、废气涡轮增压发动机系统的压力信息判断增压发动机是否满足预设的涡轮bpf噪声发生条件;
17.若是,则根据当前档位信息将涡轮机的喷嘴环组的开度减小为对应于当前档位的预设的第一开度阈值;
18.若否,则继续判断增压发动机是否满足预设的涡轮bpf噪声发生条件。
19.采用上述方法,无需设置泄压阀就可以抑制废气涡轮增压发动机系统在急减速工况下的压气机喘振现象,也能够同时解决涡轮bpf噪声的问题,提高了整车的nvh性能。
20.根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆的增压发动机的噪声控制方法,车辆的状态信息包括车辆的油门踏板的开度、车辆的油门踏板的变化率;并且,步骤s2中,控制节气门以预设的缓关速度关闭包括:根据车辆的油门踏板的开度与预设的开度阈值的比较结果,和/或车辆的油门踏板的变化率与预设的变化率阈值的比较结果控制节气门以预设的缓关速度关闭,直至车辆减速完成。
21.根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆的增压发动机的噪声控制方法,车辆的状态信息包括车辆的油门踏板的开度、车辆的油门踏板的变化率;并且,步骤s2中,控制涡轮机的喷嘴环组的开度为100%包括:根据车辆的油门踏板的开度与预设的开度阈值的比较结果,和/或车辆的油门踏板的变化率与预设的变化率阈值的比较结果控制涡轮机的喷嘴环组的开度为100%,直至增压发动机满足预设的涡轮bpf噪声发生条件。
22.根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆的增压发动机的噪声控制方法,步骤s2中,增压发动机的点火角信息包括增压发动机的初始点火角对应的曲轴转角;并且,根据增压发动机的点火角信息以预设的延迟角度推迟增压发动机的点火角包括:根据增压发动机的初始点火角对应的曲轴转角以预设的延迟角度推迟增压发动机的点火角。
23.采用上述方法,由于发动机的点火时间是以曲轴转角为基准确定的,本发明根据增压发动机的曲轴转角对点火角进行控制,提高了对点火角控制的准确度。
24.根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆的增压发动机的噪声控制方法,根据以下公式确定增压发动机的点火角:
25.cn=c0+c
δ
26.其中,cn为增压发动机的点火角,c0为增压发动机的初始点火角对应的曲轴转角,c
δ
为预设的延迟角度。
27.根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆的增压发动机的噪声控制方法,车辆的状态信息包括车辆的油门踏板的开度、车辆的油门踏板的变化率;车辆的速度信息包括当前车速;废气涡轮增压发动机系统的压力信息包括压气机的压前压力、压气机的压后压力、涡轮机的涡前压力、以及涡轮机的涡后压力;并且,步骤s3中,预设的涡轮bpf噪声发生条件为:当前车速小于预设的车速阈值;车辆的油门踏板的开度达到预设的开度阈值,和/或车辆的油门踏板的变化率达到预设的变化率阈值;压气机的压后压力与压
气机的压前压力的比值小于或等于预设的第一压力比;涡轮机的涡前压力与涡轮机的涡后压力的比值小于或等于预设的第二压力比;并且,以上条件需同时满足。
28.采用上述方法,综合考虑车速、油门踏板的开度、变化率、以及废气涡轮增压发动机系统的压力的影响,能使得确定出的涡轮bpf噪声发生的时间更准确。
29.根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆的增压发动机的噪声控制方法,预设的车速阈值的范围为30km/h至40km/h;预设的第一压力比的范围为1.10至1.15;预设的第二压力比的范围为1.25至1.35。
30.根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆的增压发动机的噪声控制方法,步骤s3中,根据当前档位信息将涡轮机的喷嘴环组的开度减小为对应于当前档位的预设的第一开度阈值,包括:分别对车辆各档位的涡轮机的喷组环组的开度进行标定,以得到对应于各档位的第一开度阈值;其中,第一开度阈值为未发生涡轮bpf噪声的涡轮机的喷组环组的开度;将涡轮机的喷嘴环组的开度从100%减小为对应于当前档位的预设的第一开度阈值。
31.根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆的增压发动机的噪声控制方法,步骤s3之后,还包括:获取车辆的整车控制器发出的断油滑行指令,并根据断油滑行指令判断增压发动机是否运行断油工况;
32.若是,则根据当前档位信息将涡轮机的喷组环组的开度减小为对应于当前档位的预设的第二开度阈值;其中,第二开度阈值小于第一开度阈值;
33.若否,则继续判断增压发动机是否运行断油滑行工况。
34.根据本发明的另一具体实施方式,本发明实施方式公开的车辆的增压发动机的噪声控制方法,步骤s2中,根据增压发动机的转速、以及增压发动机的负荷确定预设的缓关速度;并且,步骤s2中,预设的延迟角度的范围为5
°
至10
°

35.本发明的有益效果是:
36.本方法在车辆进入急减速工况时同时执行控制节气门以预设的缓关速度关闭;控制涡轮机的喷嘴环组的开度为100%;获取增压发动机的点火角信息,并根据增压发动机的点火角信息以预设的延迟角度推迟增压发动机的点火角;对增压发动机进行分缸断油处理的操作步骤,能够在驾驶员松开油门踏板时,通过控制策略将节气门的关闭过程控制在某一较低的速度,使油门开度减小后管道内的高压气体能通过节气门进入气缸,有效抑制喘振的发生;同时配合推迟点火角,分缸断油策略,能够减少参与燃烧的气缸数,使发动机动力转矩下降,抑制喘振的同时满足驾驶员的减速需求。将喷嘴环组的开度设置为100%,以减小增压器废气能量和转速,弱化喘振驱动因素。对于喷嘴环组大开度时易诱发的涡轮bpf噪声,采用在喘振区域后的涡轮bpf噪声区域优化减小喷嘴环组的开度值的方式,避免了涡轮bpf噪声的发生。因此,通过本发明提供的车辆的增压发动机的噪声控制方法,无需在车辆的废气涡轮增压发动机系统中设置泄压阀,节省了空间和成本,便于废气涡轮增压发动机系统的布置,同时能够抑制压气机喘振和涡轮bpf噪声的发生,整车nvh性能较高。
附图说明
37.图1是本发明实施例提供的车辆的废气涡轮增压发动机系统的构成示意图;
38.图2是本发明实施例提供的车辆的废气涡轮增压发动机系统中增压器的结构示意
图(拆除涡轮箱后);
39.图3是本发明实施例提供的车辆的废气涡轮增压发动机系统中增压器的压气机壳体结构示意图;
40.图4是本发明实施例提供的车辆的废气涡轮增压发动机系统中涡轮与喷嘴环组的叶片的配合关系示意图;
41.图5是本发明实施例提供的车辆的废气涡轮增压发动机系统中增压器的运行特性曲线;
42.图6是本发明实施例提供的车辆的增压发动机的噪声控制方法的流程示意图;
43.图7是本发明实施例提供的车辆的增压发动机的噪声控制方法中增压器瞬态减速特性曲线。
44.附图标记说明:
45.1、增压发动机;2、节气门;3、增压器;31、压气机;311、进气口;312、出气口;313、旁通道;32、涡轮机;321、涡轮;322、定距销;323、喷嘴环组;3231、叶片;3232、叶片轴;33、曲臂;34、推杆;35、电控执行器;4、空气滤清器;5、空气流量计;6、中冷器;7、三元催化器;8、压力传感器;81、压前压力传感器;82、增压压力传感器;83、涡前压力传感器;84、涡后压力传感器;9、泄压阀。
具体实施方式
46.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍,但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反,结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解,以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外,为了避免混乱或模糊本发明的重点,有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
47.应注意的是,在本说明书中,相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
48.在本实施例的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
49.术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
50.在本实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
51.为使本发明的目的、技术方法和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的实施
方式作进一步地详细描述。
52.为解决现有技术中车辆的废气涡轮增压发动机系统取消泄压阀后,压气机喘振、涡轮bpf噪声明显,影响整车性能和乘坐体验的问题,本发明的实施方式提供了一种车辆的增压发动机的噪声控制方法,该噪声控制方法适用于车辆的废气涡轮增压发动机系统。
53.首先,参考图1,对车辆的废气涡轮增压发动机系统进行说明。
54.车辆的废气涡轮增压发动机系统包括增压发动机1、节气门2、以及增压器3。并且,增压器3包括压气机31、以及涡轮机32。此外,该废气涡轮增压发动机系统还包括空气滤清器4、空气流量计5、中冷器6、三元催化器7、压力传感器8等装置。进一步,压气机31包括进气口311、出气口312、旁通道313。涡轮机32包括涡轮321、定距销322、喷嘴环组323;喷嘴环组323包括叶片3231、叶片轴3232,两者通常由粉末冶金制成一体式喷嘴环组。增压器3还包括曲臂33、推杆34、电控执行器35。
55.该废气涡轮增压发动机系统中,参考图1,压气机31位于空气流量计5与增压发动机1之间的进气管道中。压气机31转动时,吸入从空气滤清器4流入的新鲜空气并对其压缩,然后再将压缩后气体送入增压发动机1的气缸。图1中箭头所示为气体流动方向,进气空气经过空气滤清器4除去其中杂质后,流入进气管路,空气流量计5设置在空气滤清器4内部,测量通过的空气流量。进气流入增压器3的压气机31后,经过压缩流出压气机31,进入中冷器6,此处压缩后的高温气体得到冷却降温可提高气体密度和降低零件热负荷,通过节气门2后流入进气总管满足增压发动机1的需求。燃烧后废气排入增压器3中的涡轮机32,在对涡轮机32膨胀做功后经过三元催化器7对废气有害成分处理后排放到大气环境。
56.更进一步,该废气涡轮增压发动机系统中,压力传感器8包括压前压力传感器81、增压压力传感器82、涡前压力传感器83、涡后压力传感器84。其中,在气体的流动方向,压前压力传感器81布置于压气机31前,以提供压气机31的压前压力的测量信号;增压压力传感器82通常布置于节气门2后,以提供压气机31的压后压力的测量信号;涡前压力传感器83布置于增压发动机1的排气出口处,以提供涡轮机32的涡前压力的测量信号;涡后压力传感器84布置于三元催化器7的进口,以提供涡轮机32的涡后压力的测量信号。
57.进一步,在该废气涡轮增压发动机系统中,参考图2示出的增压器3的结构示意图,电控执行器35操纵压气机31的喷嘴环组323的转角,达到控制喷嘴环组323的开度,即叶片3231间的通流面积的目的。电控执行器35安装于温度较低的压气机31一侧,根据发动机电控单元的指令,通过其内部电动机和齿轮传动系输出扭矩到增压器3的推杆34,由推杆34驱动曲臂33。曲臂33与喷嘴环组323相连接,可驱动喷嘴环组323转动,即最终转动叶片3231背面的叶片轴3232使相邻叶片3231间通流面积增大或减小,以达到控制喷嘴环组323的开度和图1中增压发动机1的增压压力的目的。增压发动机1的废气从涡轮机32的进口流入,通过喷嘴环组323的相邻叶片3231与涡轮箱构成的封闭流道冲击涡轮321对增压器3做功后流出涡轮机32。定距销322与涡轮箱内壁相贴合,其作用是保证叶片3231与涡轮箱有一定间隙从而不发生触碰。
58.进一步,在该废气涡轮增压发动机系统中,参考图3示出的增压器3的压气机壳体结构示意图,在压气机31的进气口311与出气口312之间设置有旁通道313,该旁通道313用于连接压气机31的进气管路和出气管路。在某些情况下,旁通道313可以由泄压阀9控制开闭,泄压阀9为开关阀,且一般处于常闭状态,主要用途为应对瞬态旁通泄压,防止压气机31
发生喘振。
59.更进一步,在该废气涡轮增压发动机系统中,继续参考图1,电控执行器35控制喷嘴环组323的开度。当废气能量较高时,增加喷嘴环组323的开度,可降低增压发动机1的排气背压和泵气损失。当废气能量较低时,减小喷嘴环组323的开度,可增加增压发动机1的排气背压,以得到足够能量满足压气机31的功率要求及提高增压发动机1的低速扭矩特性。节气门2则用来调整进入增压发动机1的气体流量,当增压发动机1在全负荷工况工作时,节气门2开度处于全开位置,负荷越小则开度越小。
60.进一步,在该废气涡轮增压发动机系统中,参考图4示出的涡轮321与喷嘴环组323的叶片3231的配合关系示意图,高温高压废气从相邻叶片3231间的流道通过,当喷嘴环组323的开度从图4中的实线位置打开到较大开度位置,即叶片3231绕叶片轴3232旋转至虚线所示的位置时,亦即小开度气流到大开度气流的位置。相邻叶片3231间的流道通流面积增大,可容纳更多废气通过,可有效降低涡轮前废气压力。叶片3231沿圆周均匀布置,但流入叶片3231间通道的废气流由于涡轮箱进口位置布置并不均匀,涡轮321的叶片在高速旋转过程中,经过喷嘴环323上个别叶片3231,例如位于涡轮箱流道舌部附近叶片3231,在其尾部位置的静压会发生较大变化,从而对涡轮321产生较大激振作用,引起涡轮321的叶片周期性振动,进而产生涡轮bpf噪声。
61.更进一步,在该废气涡轮增压发动机系统中,参考图5示出的增压器3的运行特性曲线,增压发动机1沿虚线a到b瞬态加速到达稳定的b点,此后当增压发动机1突然松油门时,节气门2会突然关小,空气流量随之急剧减小。此时由于增压器3的涡轮321具有惯性,短时间内涡轮321的转速不能发生急剧变化,因此增压压力还将保持一段时间,压比基本不变,即沿b到c到a的虚线表示过程,增压器3进入压比较大而流量减小的工况,工况运行点易进入喘振区域,即喘振区域的b1到c到a1。而配置泄压阀9可达到避免节气门2关闭时喘振的发生。泄压阀9的工作原理为,当驾驶员松掉油门踏板时,泄压阀9打开,导通压气机31的进气口311与出气口312,将压气机31的进气管路中的高压气体排出,从而有效抑制喘振,此时发动机可沿b到a弯曲实线运行避开喘振区域。而在泄压阀9故障、或者为了便于布置或者降成本而不设置泄压阀9时,则需要本发明提供的噪声控制方法来避免发生压气机喘振和涡轮bpf噪声。
62.接下来,参考图6,对本发明提供的车辆的增压发动机的噪声控制方法进行说明。
63.在根据本发明的车辆的增压发动机的噪声控制方法中,噪声控制方法包括:
64.s1:获取车辆的状态信息,并根据状态信息判断车辆是否进入急减速工况;
65.若是,则执行步骤s2;
66.若否,则继续判断车辆是否进入急减速工况;
67.s2:根据车辆的状态信息同时执行以下操作:
68.控制节气门以预设的缓关速度关闭;
69.控制涡轮机的喷嘴环组的开度为100%;
70.获取增压发动机的点火角信息,并根据增压发动机的点火角信息以预设的延迟角度推迟增压发动机的点火角;
71.对增压发动机进行分缸断油处理;
72.s3:获取车辆的速度信息、当前档位信息、以及废气涡轮增压发动机系统的压力信
息,并根据车辆的状态信息、车辆的速度信息、废气涡轮增压发动机系统的压力信息判断增压发动机是否满足预设的涡轮bpf噪声发生条件;
73.若是,则根据当前档位信息将涡轮机的喷嘴环组的开度减小为对应于当前档位的预设的第一开度阈值;
74.若否,则继续判断增压发动机是否满足预设的涡轮bpf噪声发生条件。
75.进一步,在根据本发明的车辆的增压发动机的噪声控制方法中,车辆的状态信息包括车辆的油门踏板的开度、车辆的油门踏板的变化率。更为具体地,油门踏板的开度可以通过踏板传感器测量得到,油门踏板的变化率可以通过油门踏板传感器的测量结果和时间计算得到。
76.更为具体地,步骤s2中,控制节气门以预设的缓关速度关闭包括:根据车辆的油门踏板的开度与预设的开度阈值的比较结果,和/或车辆的油门踏板的变化率与预设的变化率阈值的比较结果控制节气门以预设的缓关速度关闭,直至车辆减速完成。其中,预设的开度阈值可以根据试验标定得到,其是指车辆进入急减速工况时油门踏板的开度值。预设的变化率阈值也是根据试验标定得到的,其是指车辆进入急减速工况时油门踏板的变化率。当然,本具体实施方式中,可以仅利用油门踏板的开度对节气门进行控制,也可以仅利用油门踏板的变化率对节气门进行控制,具有这样的步骤,采集的信息较少,提高了整个控制策略的效率。还可以通过油门踏板的开度和油门踏板的变化率共同对节气门进行控制,具有这样的步骤,综合考虑了开度和变化率的影响,提高了判断和控制的准确性。而控制节气门以预设的缓关速度关闭这一操作,需要从车辆进入急减速工况时开始,直至车辆减速完成,即车辆发动机停止运行为止。
77.更进一步,在根据本发明的较佳实施例中,根据增压发动机的转速、以及增压发动机的负荷确定预设的缓关速度。更为具体地,预设的缓关速度是根据增压发动机的转速、增压发动机的负荷综合进行试验标定得到的。
78.进一步,在根据本发明的车辆的增压发动机的噪声控制方法中,步骤s2中,控制涡轮机的喷嘴环组的开度为100%包括:根据车辆的油门踏板的开度与预设的开度阈值的比较结果,和/或车辆的油门踏板的变化率与预设的变化率阈值的比较结果控制涡轮机的喷嘴环组的开度为100%,直至增压发动机满足预设的涡轮bpf噪声发生条件。其中,预设的开度阈值、预设的变化率阈值与控制节气门以预设的缓关速度关闭操作中的预设的开度阈值、预设的变化率阈值相同,在此不再赘述。控制涡轮机的喷嘴环组的开度为100%,也即控制涡轮机的喷嘴环组为全开状态。对涡轮机进行控制的方式与现有技术中对涡轮机进行控制的方式没有本质区别,在此不再赘述。并且,控制涡轮机的喷嘴环组的开度为100%的操作,也是从车辆进入急减速工况时开始,直至满足步骤预设的涡轮bpf噪声发生条件为止。涡轮bpf噪声发生条件在后续内容中会有涉及。
79.进一步,在根据本发明的车辆的增压发动机的噪声控制方法中,步骤s2中,增压发动机的点火角信息包括增压发动机的初始点火角对应的曲轴转角。发动机曲轴旋转一圈为360度,而曲轴转角则是指曲轴转动360度中的角度。增压发动机的初始点火角对应的曲轴转角可以通过发动机角度传感器测得。具有这样的步骤,由于发动机的点火时间是以曲轴转角为基准确定的,本发明根据增压发动机的曲轴转角对点火角进行控制,提高了对点火角控制的准确度。
80.更进一步,根据增压发动机的点火角信息以预设的延迟角度推迟增压发动机的点火角包括:根据增压发动机的初始点火角对应的曲轴转角以预设的延迟角度推迟增压发动机的点火角。
81.更进一步,在根据本发明的较佳实施例中,根据以下公式确定增压发动机的点火角:
82.cn=c0+c
δ
83.其中,cn为增压发动机的点火角,c0为增压发动机的初始点火角对应的曲轴转角,c
δ
为预设的延迟角度。
84.更进一步,在根据本发明的较佳实施例中,预设的延迟角度的范围为5
°
至10
°
。例如可以是5
°
、7.5
°
、9
°
、10
°
或者该范围内的其他角度值。增压发动机的初始点火角是一个确定的值,因此该初始点火角对应的曲轴转角也是确定的。而本具体实施方式,则是在该初始点火角对应的曲轴转角的基础上延迟预设的延迟角度对增压发动机点火。即推迟点火,使得发动机驱动能力下降,避免发动机继续输出动力,违背驾驶员松油门降转速的需求。
85.更进一步,在根据本发明的车辆的增压发动机的噪声控制方法中,分缸断油处理与现有技术中进行分缸断油的方法没有本质区别,此处不再赘述。
86.更进一步,本发明在车辆进入急减速工况时同时执行控制节气门以预设的缓关速度关闭;控制涡轮机的喷嘴环组的开度为100%;获取增压发动机的点火角信息,并根据增压发动机的点火角信息以预设的延迟角度推迟增压发动机的点火角;对增压发动机进行分缸断油处理的操作步骤,能够在驾驶员松开油门踏板时,通过控制策略将节气门的关闭过程控制在某一较低的速度,使油门开度减小后管道内的高压气体能通过节气门进入气缸,有效抑制喘振的发生;同时配合推迟点火角,分缸断油策略,能够减少参与燃烧的气缸数,使发动机动力转矩下降,抑制喘振的同时满足驾驶员的减速需求。将喷嘴环组的开度设置为100%,以减小增压器废气能量和转速,弱化喘振驱动因素。
87.进一步,在根据本发明的车辆的增压发动机的噪声控制方法中,车辆的速度信息包括当前车速;其可以通过速度传感器测量得到,也可以从整车控制器或仪表盘获取。废气涡轮增压发动机系统的压力信息包括压气机的压前压力、压气机的压后压力、涡轮机的涡前压力、以及涡轮机的涡后压力,其可以通过如图1所示的压前压力传感器81、增压压力传感器82、涡前压力传感器83、涡后压力传感器84测量得到。
88.更进一步,在根据本发明的车辆的增压发动机的噪声控制方法中,步骤s3中,预设的涡轮bpf噪声发生条件为:当前车速小于预设的车速阈值;车辆的油门踏板的开度达到预设的开度阈值,和/或车辆的油门踏板的变化率达到预设的变化率阈值;压气机的压后压力与压气机的压前压力的比值小于或等于预设的第一压力比;涡轮机的涡前压力与涡轮机的涡后压力的比值小于或等于预设的第二压力比;并且,以上条件需同时满足。
89.更进一步,在根据本发明的较佳实施例中,预设的车速阈值的范围为30km/h至40km/h;例如可以是30km/h、35km/h、37.5km/h、40km/h或者其他数值。预设的第一压力比的范围为1.10至1.15;例如可以是1.10、1.125、1.13、1.15或者其他比值;预设的第二压力比的范围为1.25至1.35,例如可以是1.25、1.275、1.3、1.35或者其他比值。预设的开度阈值、以及预设的变化率阈值可以根据试验标定得到,不同的车型开度阈值和变化率阈值不同,本具体实施方式对此不做限制。
90.进一步,在根据本发明的车辆的增压发动机的噪声控制方法中,步骤s3中,根据当前档位信息将涡轮机的喷嘴环组的开度减小为对应于当前档位的预设的第一开度阈值,包括:分别对车辆各档位的涡轮机的喷组环组的开度进行标定,以得到对应于各档位的第一开度阈值;其中,第一开度阈值为未发生涡轮bpf噪声的涡轮机的喷组环组的开度;将涡轮机的喷嘴环组的开度从100%减小为对应于当前档位的预设的第一开度阈值。更为具体地,需要对车辆的每个档位分别进行标定,即通过试验得到喷组环组的开度从100%减小到何值时未发生涡轮bpf噪声,则该值则为对应于当前档位的第一开度阈值。在实际试验过程中,可以对喷嘴环组的开度依次递减做实验,直至试验中满足预设的涡轮bpf噪声发生条件之后未发生涡轮bpf噪声,就将此时的喷嘴环组的开度设为标定值。
91.更进一步,在根据本发明的较佳实施例中,步骤s3之后,还包括:获取车辆的整车控制器发出的断油滑行指令,并根据断油滑行指令判断增压发动机是否运行断油工况;
92.若是,则根据当前档位信息将涡轮机的喷组环组的开度减小为对应于当前档位的预设的第二开度阈值;其中,第二开度阈值小于第一开度阈值;
93.若否,则继续判断增压发动机是否运行断油滑行工况。
94.也就是说,在断油的工况下,需要将喷组环组的开度标定为更小的值。该第二开度阈值可以根据试验标定得到,也可以在预设的第一开度阈值的基础上直接减少8%至10%。本实施方式对此不做限制。
95.更进一步,本发明对于喷嘴环组大开度时易诱发的涡轮bpf噪声,采用在喘振区域后的涡轮bpf噪声区域优化减小喷嘴环组的开度值的方式,避免了涡轮bpf噪声的发生。
96.更进一步,参考图7示出的增压器瞬态减速特性曲线。根据该图7可以看出,在车辆进入急减速段时,增压发动机的增压压力会从顶点开始下降。在下降到某一值时,会进入喘振区,而在喘振区过后,又会进入bpf噪声区。在此期间,节气门的开度也慢慢减小。瞬态减速是指当车用增压发动机全油门加速后迅速松油门,增压压力从最高点b到最低点a的运行工况特性,此工况中经历了增压压力升高达到顶点后快速下降的过程,在增压压力快速下降的时候,流量下降相对较慢使增压器的压气机运行线比较容易地进入喘振区。即图5中的b至b1至c至a1至a,从而发生喘振现象。对应图7中的虚线表示的喘振波动现象,其后发生易感知的涡轮bpf噪声。本发明将喘振和bpf现象分区段甄别,提出兼顾抑制喘振和降低涡轮bpf噪声的联合标定措施和方法。
97.虽然通过参照本发明的某些优选实施方式,已经对本发明进行了图示和描述,但本领域的普通技术人员应该明白,以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变,包括做出若干简单推演或替换,而不偏离本发明的精神和范围。

技术特征:
1.一种车辆的增压发动机的噪声控制方法,其特征在于,适用于车辆的废气涡轮增压发动机系统,所述废气涡轮增压发动机系统包括增压发动机、节气门、以及增压器,所述增压器包括压气机、以及涡轮机;并且所述噪声控制方法包括:s1:获取所述车辆的状态信息,并根据所述状态信息判断所述车辆是否进入急减速工况;若是,则执行步骤s2;若否,则继续判断车辆是否进入急减速工况;s2:根据所述车辆的状态信息同时执行以下操作:控制所述节气门以预设的缓关速度关闭;控制所述涡轮机的喷嘴环组的开度为100%;获取所述增压发动机的点火角信息,并根据所述增压发动机的点火角信息以预设的延迟角度推迟所述增压发动机的点火角;对所述增压发动机进行分缸断油处理;s3:获取所述车辆的速度信息、当前档位信息、以及所述废气涡轮增压发动机系统的压力信息,并根据所述车辆的状态信息、所述车辆的速度信息、所述废气涡轮增压发动机系统的压力信息判断所述增压发动机是否满足预设的涡轮bpf噪声发生条件;若是,则根据所述当前档位信息将所述涡轮机的喷嘴环组的开度减小为对应于当前档位的预设的第一开度阈值;若否,则继续判断所述增压发动机是否满足预设的涡轮bpf噪声发生条件。2.如权利要求1所述的车辆的增压发动机的噪声控制方法,其特征在于,所述车辆的状态信息包括所述车辆的油门踏板的开度、所述车辆的油门踏板的变化率;并且所述步骤s2中,控制所述节气门以预设的缓关速度关闭包括:根据所述车辆的油门踏板的开度与预设的开度阈值的比较结果,和/或所述车辆的油门踏板的变化率与预设的变化率阈值的比较结果控制所述节气门以预设的缓关速度关闭,直至所述车辆减速完成。3.如权利要求1所述的车辆的增压发动机的噪声控制方法,其特征在于,所述车辆的状态信息包括所述车辆的油门踏板的开度、所述车辆的油门踏板的变化率;并且所述步骤s2中,控制所述涡轮机的喷嘴环组的开度为100%包括:根据所述车辆的油门踏板的开度与预设的开度阈值的比较结果,和/或所述车辆的油门踏板的变化率与预设的变化率阈值的比较结果控制所述涡轮机的喷嘴环组的开度为100%,直至所述增压发动机满足预设的涡轮bpf噪声发生条件。4.如权利要求1所述的车辆的增压发动机的噪声控制方法,其特征在于,所述步骤s2中,所述增压发动机的点火角信息包括所述增压发动机的初始点火角对应的曲轴转角;并且根据所述增压发动机的点火角信息以预设的延迟角度推迟所述增压发动机的点火角包括:根据所述增压发动机的初始点火角对应的曲轴转角以预设的延迟角度推迟所述增压发动机的点火角。
5.如权利要求4所述的车辆的增压发动机的噪声控制方法,其特征在于,根据以下公式确定所述增压发动机的点火角:c
n
=c0+c
δ
其中,c
n
为所述增压发动机的点火角,c0为所述增压发动机的初始点火角对应的曲轴转角,c
δ
为预设的延迟角度。6.如权利要求1所述的车辆的增压发动机的噪声控制方法,其特征在于,所述车辆的状态信息包括所述车辆的油门踏板的开度、所述车辆的油门踏板的变化率;所述车辆的速度信息包括当前车速;所述废气涡轮增压发动机系统的压力信息包括所述压气机的压前压力、所述压气机的压后压力、所述涡轮机的涡前压力、以及所述涡轮机的涡后压力;并且所述步骤s3中,预设的涡轮bpf噪声发生条件为:当前车速小于预设的车速阈值;所述车辆的油门踏板的开度达到预设的开度阈值,和/或所述车辆的油门踏板的变化率达到预设的变化率阈值;所述压气机的压后压力与所述压气机的压前压力的比值小于或等于预设的第一压力比;所述涡轮机的涡前压力与所述涡轮机的涡后压力的比值小于或等于预设的第二压力比;并且以上条件需同时满足。7.如权利要求6所述的车辆的增压发动机的噪声控制方法,其特征在于,预设的车速阈值的范围为30km/h至40km/h;预设的第一压力比的范围为1.10至1.15;预设的第二压力比的范围为1.25至1.35。8.如权利要求1所述的车辆的增压发动机的噪声控制方法,其特征在于,所述步骤s3中,根据所述当前档位信息将所述涡轮机的喷嘴环组的开度减小为对应于当前档位的预设的第一开度阈值,包括:分别对所述车辆各档位的所述涡轮机的喷组环组的开度进行标定,以得到对应于各档位的第一开度阈值;其中,所述第一开度阈值为未发生涡轮bpf噪声的所述涡轮机的喷组环组的开度;将所述涡轮机的喷嘴环组的开度从100%减小为对应于当前档位的预设的第一开度阈值。9.如权利要求1所述的车辆的增压发动机的噪声控制方法,其特征在于,所述步骤s3之后,还包括:获取所述车辆的整车控制器发出的断油滑行指令,并根据所述断油滑行指令判断所述增压发动机是否运行断油工况;若是,则根据当前档位信息将所述涡轮机的喷组环组的开度减小为对应于当前档位的预设的第二开度阈值;其中,所述第二开度阈值小于所述第一开度阈值;若否,则继续判断所述增压发动机是否运行断油滑行工况。10.如权利要求1-9任一项所述的车辆的增压发动机的噪声控制方法,其特征在于,所
述步骤s2中,根据所述增压发动机的转速、以及所述增压发动机的负荷确定所述预设的缓关速度;并且所述步骤s2中,预设的延迟角度的范围为5
°
至10
°


技术总结
本发明提供一种车辆的增压发动机的噪声控制方法,适用于车辆的废气涡轮增压发动机系统。方法包括:根据状态信息判断车辆是否进入急减速工况,若是,则根据车辆的状态信息同时执行以下操作:控制节气门以预设的缓关速度关闭;控制涡轮机的喷嘴环组的开度为100%;根据增压发动机的点火角信息以预设的延迟角度推迟增压发动机的点火角;对增压发动机进行分缸断油处理。判断增压发动机是否满足预设的涡轮BPF噪声发生条件;若是,则根据当前档位信息将涡轮机的喷嘴环组的开度减小为对应于当前档位的预设的第一开度阈值。本方法在没有配置泄压阀装置的增压发动机系统上,可同时控制发动机急减速工况下压气机喘振和涡轮BPF噪声发生,提高了车辆的NVH性能。提高了车辆的NVH性能。提高了车辆的NVH性能。


技术研发人员:谢正海 王应红
受保护的技术使用者:上海汽车集团股份有限公司
技术研发日:2021.11.15
技术公布日:2023/5/16
版权声明

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