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CN113431690B - 一种发动机管理系统控制方法及装置 - Google Patents

一种发动机管理系统控制方法及装置 Download PDF

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CN113431690B
CN113431690B CN202110820425.7A CN202110820425A CN113431690B CN 113431690 B CN113431690 B CN 113431690B CN 202110820425 A CN202110820425 A CN 202110820425A CN 113431690 B CN113431690 B CN 113431690B
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Abstract

本发明公开了一种发动机管理系统控制方法及装置，可以在发动机运行过程中，获得目标运行参数的参数值，目标运行参数包括与过量空气系数相关的至少一个发动机运行参数，各发动机运行参数中至少包括：EGR惰性循环气量，将各发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中，获得过量空气系数计算模型输出的目标过量空气系数。本发明通过使用计算模型来计算目标过量空气系数，可以获得过量空气系数的连续数据，无需技术人员标定油门踏板开度、发动机转速和过量空气系数的MAP图，可以减少人力资源的消耗，避免技术人员主观经验导致的数据标定错误，也可以提高确定的过量空气系数的需求值的准确度。

Description

一种发动机管理系统控制方法及装置
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种发动机管理系统控制方法及装置。
背景技术
随着车辆控制技术的发展，柴油发动机管理系统控制技术不断提高。
在柴油发动机管理系统中，过量空气系数Lambda可以为实际进入发动机气缸的空气质量与当前缸内喷油完全燃烧所需空气质量的比值。现有技术可以基于过量空气系数的需求值，对发动机气缸的进气量进行控制。
具体的，现有技术可以由技术人员预先进行发动机台架试验，标定好油门踏板开度、发动机转速和过量空气系数的MAP图。而在发动机运行过程中，即可以基于当前的油门踏板开度和发动机转速，相应的在MAP图中查找出过量空气系数的需求值，之后根据查找出的过量空气系数的需求值对发动机气缸的进气量进行控制。
但是，MAP图是由技术人员标定出的多个离散点拟合而成的，现有技术从MAP图的全范围区间内查找出的过量空气系数的需求值，准确度可能较低。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的发动机管理系统控制方法及装置，技术方案如下：
一种发动机管理系统控制方法，包括：
在发动机运行过程中，获得目标运行参数的参数值，所述目标运行参数包括与过量空气系数相关的至少一个发动机运行参数，各所述发动机运行参数中至少包括：EGR惰性循环气量；
将各所述发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中，获得所述过量空气系数计算模型输出的所述目标过量空气系数。
可选的，各所述发动机运行参数中还包括：发动机气缸总进气量、发动机转速和单缸每循环喷射油量。
可选的，在所述将各所述发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中之前，所述方法还包括：
将EGR循环气量与所述目标过量空气系数之比，确定为所述EGR惰性循环气量；
所述将各所述发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中，包括：
将所述EGR循环气量与所述目标过量空气系数之比，以及其它所述发动机运行参数的参数值输入至所述过量空气系数计算模型中，所述其它所述发动机运行参数包括各所述发动机运行参数中除所述EGR惰性循环气量以外的所述发动机运行参数。
可选的，所述过量空气系数计算模型包括：第一方程等式和第二方程等式；
其中，所述第一方程等式为：
Figure BDA0003171740160000021
C为排气氧浓度，QAir为所述发动机气缸总进气量，rpm为发动机转速，Qq为单缸每循环喷射油量，n为所述发动机缸数，η为空燃比，QEGR′为EGR惰性循环气量，K为排气中的氧含量；
其中，所述第二方程等式为：
λ＝(1+C/fac1)/(1-C*fac2)；
λ为所述目标过量空气系数，fac1为第一转换系数，fac2为第二转换系数。
可选的，在所述第一方程等式中，
Figure BDA0003171740160000022
QEGR为EGR循环气量。
可选的，所述方法还包括：
确定当前的实际过量空气系数；
将所述目标过量空气系数与所述实际过量空气系数的差值，确定为过量空气系数的瞬态修正值。
可选的，所述方法还包括：
确定与所述过量空气系数的瞬态修正值相匹配的油量瞬态修正值；
按照所述油量瞬态修正值对发动机喷油量进行前馈控制。
可选的，所述方法还包括：
基于所述喷油量瞬态修正值，分别对EGR阀、进气节流阀和放气阀的前馈控制开度值进行修正，并分别按照各修正后前馈控制开度值，对所述EGR阀、所述进气节流阀和所述放气阀的执行器进行前馈控制，以分别将所述EGR阀、所述进气节流阀和所述放气阀的开度控制为相应的修正后前馈控制开度值，所述放气阀为增压器的放气阀。
可选的，所述确定与所述过量空气系数的瞬态修正值相匹配的喷油量瞬态修正值，包括：
将所述过量空气系数的瞬态修正值输入至喷油量瞬态修正值计算模型中，获得所述喷油量瞬态修正值计算模型输出的所述喷油量瞬态修正值；其中：所述喷油量瞬态修正值计算模型为：
Figure BDA0003171740160000031
其中，QOil-λ为所述喷油量瞬态修正值，QAir′为发动机气缸的新鲜空气进气量，Δλ为所述过量空气系数的瞬态修正值。
一种发动机管理系统控制装置，包括：第一获得单元、第一输入单元和第二获得单元，其中：
所述第一获得单元，被配置为执行：在发动机运行过程中，获得目标运行参数的参数值，所述目标运行参数包括与过量空气系数相关的至少一个发动机运行参数，各所述发动机运行参数中至少包括：EGR惰性循环气量；
所述第一输入单元，被配置为执行：将各所述发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中；
所述第二获得单元，被配置为执行：获得所述过量空气系数计算模型输出的所述目标过量空气系数。
可选的，各所述发动机运行参数中还包括：发动机气缸总进气量、发动机转速和单缸每循环喷射油量。
可选的，所述装置还包括：第一确定单元；
所述第一确定单元，被配置为执行：在所述将各所述发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中之前，将EGR循环气量与所述目标过量空气系数之比，确定为所述EGR惰性循环气量；
所述第一输入单元，被配置为执行：将所述EGR循环气量与所述目标过量空气系数之比，以及其它所述发动机运行参数的参数值输入至所述过量空气系数计算模型中，所述其它所述发动机运行参数包括各所述发动机运行参数中除所述EGR惰性循环气量以外的所述发动机运行参数。
可选的，所述过量空气系数计算模型包括：第一方程等式和第二方程等式；
其中，所述第一方程等式为：
Figure BDA0003171740160000041
C为排气氧浓度，QAir为所述发动机气缸总进气量，rpm为发动机转速，Qq为单缸每循环喷射油量，n为所述发动机缸数，η为空燃比，QEGR′为EGR惰性循环气量，K为排气中的氧含量；
其中，所述第二方程等式为：
λ＝(1+C/fac1)/(1-C*fac2)；
λ为所述目标过量空气系数，fac1为第一转换系数，fac2为第二转换系数。
可选的，在所述第一方程等式中，
Figure BDA0003171740160000042
QEGR为EGR循环气量。
可选的，所述装置还包括：第二确定单元和第三确定单元；
所述第二确定单元，被配置为执行：确定当前的实际过量空气系数；
所述第三确定单元，被配置为执行：将所述目标过量空气系数与所述实际过量空气系数的差值，确定为过量空气系数的瞬态修正值。
可选的，所述装置还包括：第四确定单元和第一控制单元；
所述第四确定单元，被配置为执行：确定与所述过量空气系数的瞬态修正值相匹配的油量瞬态修正值；
所述第一控制单元，被配置为执行：按照所述油量瞬态修正值对发动机喷油量进行前馈控制。
可选的，所述装置还包括：修正单元和第二控制单元；
所述修正单元，被配置为执行：基于所述喷油量瞬态修正值，分别对EGR阀、进气节流阀和放气阀的前馈控制开度值进行修正；
所述第二控制单元，被配置为执行：分别按照各修正后前馈控制开度值，对所述EGR阀、所述进气节流阀和所述放气阀的执行器进行前馈控制，以分别将所述EGR阀、所述进气节流阀和所述放气阀的开度控制为相应的修正后前馈控制开度值，所述放气阀为增压器的放气阀。
可选的，所述第四确定单元包括：第二输入单元和第三获得单元；
所述第二输入单元，被配置为执行：将所述过量空气系数的瞬态修正值输入至喷油量瞬态修正值计算模型中；
所述第三获得单元，被配置为执行：获得所述喷油量瞬态修正值计算模型输出的所述喷油量瞬态修正值；其中：所述喷油量瞬态修正值计算模型为：
Figure BDA0003171740160000051
其中，QOil-λ为所述喷油量瞬态修正值，QAir′为发动机气缸的新鲜空气进气量，Δλ为所述过量空气系数的瞬态修正值。
本发明提出的发动机管理系统控制方法及装置，可以在发动机运行过程中，获得目标运行参数的参数值，目标运行参数包括与过量空气系数相关的至少一个发动机运行参数，各发动机运行参数中至少包括：EGR惰性循环气量，将各发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中，获得过量空气系数计算模型输出的目标过量空气系数。本发明通过使用计算模型来计算目标过量空气系数，可以获得过量空气系数的连续数据，无需技术人员标定油门踏板开度、发动机转速和过量空气系数的、由离散点拟合而成的MAP图，可以减少人力资源的消耗，避免技术人员主观经验导致的数据标定错误，也可以提高确定过量空气系数的需求值的准确度，避免在该MAP图中查找目标过量空气系数而导致的数据准确度较低的问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例提供的第一种发动机管理系统控制方法的流程图；
图2示出了本发明实施例提供的第三种发动机管理系统控制方法的流程图；
图3示出了本发明实施例提供的第四种发动机管理系统控制方法的流程图；
图4示出了本发明实施例提供的第一种发动机管理系统控制装置的结构示意图；
图5示出了本发明实施例提供的第三种发动机管理系统控制装置的结构示意图；
图6示出了本发明实施例提供的第四种发动机管理系统控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本实施例提出了第一种发动机管理系统控制方法，可以包括以下步骤：
S101、在发动机运行过程中，获得目标运行参数的参数值，目标运行参数包括与过量空气系数相关的至少一个发动机运行参数，各发动机运行参数中至少包括：EGR惰性循环气量；
其中，发动机可以为柴油发动机，也可以为汽油发动机。
需要说明的是，本发明可以应用于车辆控制器。
其中，与过量空气系数相关的发动机运行参数可以由技术人员根据发动机台架试验和技术经验等进行确定，本发明对此不做限定。
其中，EGR惰性循环气量可以为EGR循环气量中无法助燃的即除氧气以外的气体气量。
其中，EGR循环气量可以为在发动机气缸内燃烧做功所排出的气体中，经EGR阀循环而再次进入发动机气缸内的气体气量。
需要说明的是，在发动机瞬态工况下，执行器开始动作到被控进气量进入发动机气缸存在的时间延迟、实际进气量测量漂移以及废气循环进入发动气缸内的惰性气体，均可能导致执行器出现较大的动作波动，被控进气量达到平衡点时间较长，瞬态控制性能不佳。对此，为在发动机瞬态工况中提高对空气系统相关部件(EGR阀、进气节流阀和增压器等)的瞬态控制能力及准确度，本发明可以在考虑EGR惰性循环气量对于过量空气系数的影响下，确定过量空气系数在发动机瞬态工况下的变化规律，确定空气系统在发动机瞬态工况中对于过量空气系数的目标控制值，进而根据过量空气系数的目标控制值来实现对喷油量和空气系统相关参数的优化瞬态控制。
其中，发动机瞬态工况可以为发动机运行状态发生迅速变换的工况，比如发动机启动、外在载荷变化、加速前进或者倒退。
其中，空气系统可以包括从大气中气体进入发动机气缸，经燃烧做功后从发动机气缸排出，之后进入尾气处理组件的整个过程中涉及到的一系列部件。其中，空气系统主要可以包括三大部件，即进气节流阀、EGR阀和增压器。
其中，目标控制值可以为发动机在运行过程中对于某个发动机运行参数的实际需求值。
具体的，本发明可以在发动机运行过程中，获得与过量空气系数相关的目标运行参数的参数值，之后可以基于目标运行参数的参数值来计算过量空气系数的目标控制值。
S102、将各发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中；
需要说明的是，本发明可以在确定目标运行参数的参数值后，基于构建好的过量空气系数计算模型来计算目标过量空气系数。
具体的，本发明可以将目标运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中，由过量空气系数计算模型基于目标运行参数的参数值进行计算。
S103、获得过量空气系数计算模型输出的目标过量空气系数。
其中，目标过量空气系数即可以为过量空气系数的目标控制值。
具体的，本发明可以在将目标运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中之后，将过量空气系数计算模型输出的过量空气系数确定为目标过量空气系数。
其中，过量空气系数计算模型可以由技术人员根据发动机运行试验和相关工程经验等进行创建，本发明对此不做限定。
可选的，在本实施例提出的第二种发动机管理系统控制方法中，各发动机运行参数中还包括：发动机气缸总进气量、发动机转速和单缸每循环喷射油量；
其中，发动机气缸总进气量可以为发动机气缸的总进气质量流量，可以包括发动机气缸的新鲜空气进气量和EGR循环气量。
可选的，在上述第二种发动机管理系统控制方法中，过量空气系数计算模型包括：第一方程等式和第二方程等式；
其中，第一方程等式为：
Figure BDA0003171740160000091
C为排气氧浓度，QAir为发动机气缸总进气量，rpm为发动机转速，Qq为单缸每循环喷射油量，n为发动机缸数，η为空燃比，QEGR′为EGR惰性循环气量，K为排气中的氧含量；
其中，第二方程等式为：
λ＝(1+C/fac1)/(1-C*fac2)；
λ为目标过量空气系数，fac1为第一转换系数，fac2为第二转换系数。
需要说明的是，本发明可以通过第一方程等式和第二方程等式求解出C和λ。
其中，在第一方程等式中，发动机气缸总进气量、发动机转速和单缸每循环喷射油量在发动机现有发动机管理系统控制逻辑中均可以是已知的，发动机缸数和空燃比可以为已知常数；在第二方程等式中，第一转换系数和第二转换系数同样可以为已知常数。
另，在发动机运行过程中，本发明可能无法直接获得EGR惰性循环气量的参数值，而可以直接获得EGR循环气量的参数值。因此，本发明可以根据EGR惰性循环气量、EGR循环气量和目标过量空气系数之间的关系，使用EGR循环气量与目标过量空气系数之比来表征EGR惰性循环气量。此时，本发明可以通过将EGR循环气量与目标过量空气系数之比作为EGR惰性循环气量，并输入至过量空气系数计算模型中，来计算过量空气系数。
可选的，上述第二种发动机管理系统控制方法在步骤S103之前，还可以包括：
将EGR循环气量与目标过量空气系数之比，确定为EGR惰性循环气量；
此时，在上述第二种发动机管理系统控制方法中，步骤S103可以包括：
将EGR循环气量与目标过量空气系数之比，以及其它发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中，其它发动机运行参数包括各发动机运行参数中除EGR惰性循环气量以外的发动机运行参数；
可选的，在第一方程等式中，
Figure BDA0003171740160000101
QEGR′即为EGR惰性循环气量，QEGR为EGR循环气量。此时，第一方程等式可以为：
Figure BDA0003171740160000102
可以理解的是，第一方程等式中可以存在C和λ两个未知数，上述第二方程等式也可以存在C和λ两个未知数，本发明可以通过第一方程等式和第二方程等式来计算出C和λ。
需要说明的是，在上述第一方程等式和第二方程等式中，本发明可以仅需要进行少量标定(即分别对空燃比、排气中的氧含量、第一转换系数和第二转换系数进行标定)，而无需标定油门踏板开度、发动机转速和过量空气系数的MAP图，即可以在发动机运行过程中实现对目标过量空气系数的实时计算。
可选的，本发明可以使用下述公式(1)至(7)来创建第一方程式，基于排气氧浓度和过量空气系数之间的关系来创建第二方程式。
具体的，本发明可以根据排气氧浓度、发动机气缸内的总进气量和排气中的氧气量之间的关系，创建公式(1)：
C＝QAirO2/QAirAll；
其中，C即为排气氧浓度，QAirO2可以为排气中的氧气量，QAirAll可以为发动机气缸内的总气量。
具体的，本发明可以根据发动机气缸内的总气量、发动机气缸总进气量和雾化总喷射油量之间的关系，创建公式(2)：
QAirAll＝QAir+QOil；
其中，QAir即为发动机气缸总进气量，QOil可以为雾化总喷射油量。
具体的，本发明可以基于排气中的氧含量和排气量间的关系，创建公式(3)：
QAirO2＝QGas*K；
其中，QGas即为排气量，K即为排气中的氧含量。
具体的，发动机在进行燃烧作功过程中，发动机气缸内的总气量可以变成燃油消耗气量、EGR惰性循环气量和排气量，因此本发明可以创建公式(4)：
QGas＝QAirAll-QEng-QEGR′；
其中，QEng可以为燃油消耗气量，QEGR′可以为EGR惰性循环气量。
具体的，本发明可以根据EGR惰性循环气量、EGR循环气量和过量空气系数之间的关系，创建公式(5)：
QEGR′＝QEGR/λ；
其中，QEGR可以为EGR循环气量，λ即为目标过量空气系数。
具体的，本发明可以根据燃油消耗气量、雾化总喷射油量和空燃比之间的关系，创建公式(6)：
QEng＝QOil *η；
其中，η即为空燃比。
可选的，本发明可以由技术人员参考柴油机理论空燃比14.6进行制定，也可以由技术人员根据发动机台架性能进行制定，本发明对此不做限定。
需要说明的是，对于四冲程发动机而言，在曲轴旋转2圈时，单缸可以喷油一次，因此本发明可以根据雾化总喷射油量、发动机转速、单缸每循环喷射油量和发动机缸数之间的关系，创建公式(7)：
QOil＝rpm*Qq*n；
其中，rpm即为发动机转速，Qq即为单缸每循环喷射油量，n即为发动机缸数。
可选的，在满足一定的允许误差的情况下，本发明也可以直接将EGR循环气量的参数值近似地确定为EGR惰性循环气量的参数值，以计算目标过量空气系数。此时，上述第一方程等式可以为：
Figure BDA0003171740160000111
需要说明的是，本发明通过执行图1所示方法，可以在发动机运行过程中，通过计算模型来实时确定发动机管理系统对于过量空气系数的需求值。其中，本发明通过使用计算模型来计算目标过量空气系数，可以获得过量空气系数的连续数据，无需技术人员标定油门踏板开度、发动机转速和过量空气系数的、由离散点拟合而成的MAP图，可以减少人力资源的消耗，避免技术人员主观经验导致的数据标定错误，也可以提高确定过量空气系数的需求值的准确度，避免在该MAP图中查找目标过量空气系数而导致的数据准确度较低的问题。
本实施例提出的发动机管理系统控制方法，在发动机运行过程中，获得目标运行参数的参数值，目标运行参数包括与过量空气系数相关的至少一个发动机运行参数，各发动机运行参数中至少包括：EGR惰性循环气量，将各发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中，获得过量空气系数计算模型输出的目标过量空气系数。本发明通过使用计算模型来计算目标过量空气系数，可以获得过量空气系数的连续数据，无需技术人员标定油门踏板开度、发动机转速和过量空气系数的、由离散点拟合而成的MAP图，可以减少人力资源的消耗，避免技术人员主观经验导致的数据标定错误，也可以提高确定过量空气系数的需求值的准确度，避免在该MAP图中查找目标过量空气系数而导致的数据准确度较低的问题。
基于图1所示步骤，如图2所示，本实施例提出第三种发动机管理系统控制方法。该方法还可以包括以下步骤：
S201、确定当前的实际过量空气系数；
具体的，本发明可以通过安装在增压器涡轮机之后的宽域氧传感器来测量当前的排气氧浓度，之后可以结合该测量出的当前的排气氧浓度和上述第二方程等式，计算出当前的实际过量空气系数。
S202、将目标过量空气系数与实际过量空气系数的差值，确定为过量空气系数的瞬态修正值。
具体的，本发明在获得目标过量空气系数和实际过量空气系数之后，可以将目标过量空气系数减去实际过量空气系数所获得的差值，确定为过量空气系数的瞬态修正值。
可以理解的是，本发明可以通过在发动机瞬态工况中执行步骤S201和S202，有效确定过量空气系数的修正值，提高对过量空气系数的瞬态修正值的计算准确度。当然，本发明在发动机处于稳态工况期间，也可以通过执行步骤S201和S202来计算过量空气系数的瞬态修正值。
需要说明的是，在发动机运行过程中，本发明在获得过量空气系数的瞬态修正值后，可以基于过量空气系数的瞬态修正值来对喷油量进行瞬态修正，优化对喷油量的瞬态控制，进而优化对空气系统相关运行参数的瞬态控制。
本实施例提出的发动机管理系统控制方法，可以有效确定过量空气系数在发动机瞬态工况下的修正值，基于过量空气系数的瞬态修正值来对喷油量进行瞬态修正，优化对喷油量的瞬态控制，进而优化对空气系统相关运行参数的瞬态控制。
基于图2所示步骤，如图3所示，本实施例提出第四种发动机管理系统控制方法。在该方法中，还可以包括：
S301、确定与过量空气系数的瞬态修正值相匹配的油量瞬态修正值；
具体的，本发明可以利用喷油量瞬态修正值计算模型来计算喷油量瞬态修正值。其中，喷油量瞬态修正值计算模型可以由技术人员根据过量空气系数的瞬态修正值与喷油量瞬态修正值之间的关系进行创建，本发明对此不做限定。
可选的，步骤S301可以包括：
将过量空气系数的瞬态修正值输入至喷油量瞬态修正值计算模型中，获得喷油量瞬态修正值计算模型输出的喷油量瞬态修正值；其中：喷油量瞬态修正值计算模型为：
Figure BDA0003171740160000131
其中，QOil-λ为喷油量瞬态修正值，QAir′为发动机气缸的新鲜空气进气量，Δλ为过量空气系数的瞬态修正值。
具体的，本发明可以将过量空气系数的瞬态修正值输入至喷油量瞬态修正值计算模型中，获得喷油量瞬态修正值计算模型基于过量空气系数的瞬态修正值计算出的喷油量瞬态修正值。
S302、按照油量瞬态修正值对发动机喷油量进行前馈控制。
具体的，本发明在确定喷油量瞬态修正值后，可以将喷油量瞬态修正值与当前的喷油量前馈控制值进行相加，获得修正后的喷油量前馈控制值，并按照修正后的喷油量前馈控制值对喷油系统进行前馈控制，以将发动机气缸内的喷油量控制至修正后的喷油量前馈控制值，提高对燃油喷射的瞬态控制能力。
需要说明的是，本发明可以利用修正后的喷油量前馈控制值，实现对空气系统的优化瞬态控制。
可选的，在第三种发动机管理系统控制方法中，还可以包括：
基于喷油量瞬态修正值，分别对EGR阀、进气节流阀和放气阀的前馈控制开度值进行修正，并分别按照各修正后前馈控制开度值，对EGR阀、进气节流阀和放气阀的执行器进行前馈控制，以分别将EGR阀、进气节流阀和放气阀的开度控制为相应的修正后前馈控制开度值，放气阀为增压器的放气阀。
其中，增压器可以是指带电控放气阀的涡轮增压器。在现有技术中，车辆控制器可以通过控制放气阀的占空比信号来控制放气阀的开度，从而控制流过增压器涡轮的废气流量，实现对增压器的转速控制，最终实现对增压压力的控制。
需要说明的是，本发明可以利用喷油量瞬态修正值实现对EGR阀、进气节流阀和增压器的优化瞬态控制。
具体的，本发明可以利用喷油量瞬态修正值，获得修正后的喷油量前馈控制值，之后可以根据修正后的喷油量前馈控制值，分别对空气系统中的EGR阀、进气节流阀和放气阀的前馈控制开度值进行修正，分别获得三个阀门的修正后前馈控制开度值，并分别按照各修正后前馈控制开度值，对相应的阀门执行器进行前馈控制，以分别将EGR阀、进气节流阀和放气阀的开度控制至相应的修正后前馈控制开度值，提高对空气系统的瞬态控制能力。
以进气节流阀开度为例，本发明可以由技术人员通过发动机通过台架试验，预先标定好发动机转速、喷油量和进气节流阀前馈控制开度值的MAP图，而本发明在确定修正后的喷油量前馈控制值之后，即可以由技术人员根据修正后的喷油量前馈控制值和发动机转速查MAP图，以查找出在相应运行工况点下的进气节流阀的前馈控制开度值，将查找出的前馈控制开度值确定为进气节流阀的修正后前馈控制开度值，基于修正后前馈控制开度值对进气节流阀的执行器进行前馈控制，以将进气节流阀的开度控制至修正后前馈控制开度值，提高对进气节流阀的瞬态控制能力。
还需要说明的是，本发明在对EGR阀、进气节流阀和增压器等空气系统部件进行控制的过程中，可以结合前馈控制和闭环控制对其进行控制。
同样以进气节流阀为例，在实现进气节流阀前馈控制过程中，本发明可以由技术人员预先标定进气节流阀前馈控制开度值的MAP图，以在发动机运行过程中可以实时通过发动机转速和喷油量查MAP图，获得相应发动机运行工况点下的进气节流阀前馈控制开度值；在实现进气节流阀闭环控制过程中，本发明可以由技术人员预先标定发动机需求进气量MAP图，以在发动机运行过程中可以实时通过发动机转速和喷油量查MAP图，获得相应发动机运行工况点下的发动机需求进气量，之后可以计算发动机需求进气量和通过传感器测得的实际发动机进气量的差值，并输入到PID控制器中，获得进气节流阀闭环控制开度值。之后，本发明即可以结合进气节流阀前馈控制开度值和进气节流阀闭环控制开度值，实现对进气节流阀开度的有效控制。
本实施例提出的发动机管理系统控制方法，可以利用过量空气系数的瞬态修正值对喷油量前馈控制值进行修正，进而瞬态修正空气系统相关部件控制中的前馈控制开度值，最终实现对废气再循环阀、进气节流阀和增压器等空气系统部件的瞬态优化控制。
与图1所示方法相对应，如图4所示，本实施例提出第一种发动机管理系统控制装置。该装置可以包括：第一获得单元101、第一输入单元102和第二获得单元103，其中：
第一获得单元101，被配置为执行：在发动机运行过程中，获得目标运行参数的参数值，目标运行参数包括与过量空气系数相关的至少一个发动机运行参数，各发动机运行参数中至少包括：EGR惰性循环气量；
其中，发动机可以为柴油发动机，也可以为汽油发动机。
需要说明的是，本发明可以应用于车辆控制器。
其中，与过量空气系数相关的发动机运行参数可以由技术人员根据发动机台架试验和技术经验等进行确定，本发明对此不做限定。
其中，EGR惰性循环气量可以为EGR循环气量中无法助燃的即除氧气以外的气体气量。
其中，EGR循环气量可以为在发动机气缸内燃烧做功所排出的气体中，经EGR阀循环而再次进入发动机气缸内的气体气量。
需要说明的是，在发动机瞬态工况下，执行器开始动作到被控进气量进入发动机气缸存在的时间延迟、实际进气量测量漂移以及废气循环进入发动气缸内的惰性气体，均可能导致执行器出现较大的动作波动，被控进气量达到平衡点时间较长，瞬态控制性能不佳。对此，为在发动机瞬态工况中提高对空气系统相关部件(EGR阀、进气节流阀和增压器等)的瞬态控制能力及准确度，本发明可以在考虑EGR惰性循环气量对于过量空气系数的影响下，确定过量空气系数在发动机瞬态工况下的变化规律，确定空气系统在发动机瞬态工况中对于过量空气系数的目标控制值，进而根据过量空气系数的目标控制值来实现对喷油量和空气系统相关参数的优化瞬态控制。
其中，发动机瞬态工况可以为发动机运行状态发生迅速变换的工况，比如发动机启动、外在载荷变化、加速前进或者倒退。
其中，空气系统可以包括从大气中气体进入发动机气缸，经燃烧做功后从发动机气缸排出，之后进入尾气处理组件的整个过程中涉及到的一系列部件。其中，空气系统主要可以包括三大部件，即进气节流阀、EGR阀和增压器。
其中，目标控制值可以为发动机在运行过程中对于某个发动机运行参数的实际需求值。
具体的，本发明可以在发动机运行过程中，获得与过量空气系数相关的目标运行参数的参数值，之后可以基于目标运行参数的参数值来计算过量空气系数的目标控制值。
第一输入单元102，被配置为执行：将各发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中；
需要说明的是，本发明可以在确定目标运行参数的参数值后，基于构建好的过量空气系数计算模型来计算目标过量空气系数。
具体的，本发明可以将目标运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中，由过量空气系数计算模型基于目标运行参数的参数值进行计算。
第二获得单元103，被配置为执行：获得过量空气系数计算模型输出的目标过量空气系数。
其中，目标过量空气系数即可以为过量空气系数的目标控制值。
具体的，本发明可以在将目标运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中之后，将过量空气系数计算模型输出的过量空气系数确定为目标过量空气系数。
其中，过量空气系数计算模型可以由技术人员根据发动机运行试验和相关工程经验等进行创建，本发明对此不做限定。
可选的，在本实施例提出的第二种发动机管理系统控制装置中，各发动机运行参数中还包括：发动机气缸总进气量、发动机转速和单缸每循环喷射油量；
其中，发动机气缸总进气量可以为发动机气缸的总进气质量流量，可以包括发动机气缸的新鲜空气进气量和EGR循环气量。
可选的，在上述第二种发动机管理系统控制装置中，过量空气系数计算模型包括：第一方程等式和第二方程等式；
其中，第一方程等式为：
Figure BDA0003171740160000171
C为排气氧浓度，QAir为发动机气缸总进气量，rpm为发动机转速，Qq为单缸每循环喷射油量，n为发动机缸数，η为空燃比，QEGR′为EGR惰性循环气量，K为排气中的氧含量；
其中，第二方程等式为：
λ＝(1+C/fac1)/(1-C*fac2)；
λ为目标过量空气系数，fac1为第一转换系数，fac2为第二转换系数。
需要说明的是，本发明可以通过第一方程等式和第二方程等式求解出C和λ。
其中，在第一方程等式中，发动机气缸总进气量、发动机转速和单缸每循环喷射油量在发动机现有发动机管理系统控制逻辑中均可以是已知的，发动机缸数和空燃比可以为已知常数；在第二方程等式中，第一转换系数和第二转换系数同样可以为已知常数。
另，在发动机运行过程中，本发明可能无法直接获得EGR惰性循环气量的参数值，而可以直接获得EGR循环气量的参数值。因此，本发明可以根据EGR惰性循环气量、EGR循环气量和目标过量空气系数之间的关系，使用EGR循环气量与目标过量空气系数之比来表征EGR惰性循环气量。此时，本发明可以通过将EGR循环气量与目标过量空气系数之比作为EGR惰性循环气量，并输入至过量空气系数计算模型中，来计算过量空气系数。
可选的，上述第二种发动机管理系统控制装置中，还可以包括：第一确定单元；
第一确定单元，被配置为执行：在将各发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中之前，将EGR循环气量与目标过量空气系数之比，确定为EGR惰性循环气量；
此时，第一输入单元102，被配置为执行：将EGR循环气量与目标过量空气系数之比，以及其它发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中，其它发动机运行参数包括各发动机运行参数中除EGR惰性循环气量以外的发动机运行参数。
可选的，在第一方程等式中，
Figure BDA0003171740160000181
QEGR′即为EGR惰性循环气量，QEGR为EGR循环气量。此时，第一方程等式可以为：
Figure BDA0003171740160000182
可以理解的是，第一方程等式中可以存在C和λ两个未知数，上述第二方程等式也可以存在C和λ两个未知数，本发明可以通过第一方程等式和第二方程等式来计算出C和λ。
需要说明的是，在上述第一方程等式和第二方程等式中，本发明可以仅需要进行少量标定(即分别对空燃比、排气中的氧含量、第一转换系数和第二转换系数进行标定)，而无需标定油门踏板开度、发动机转速和过量空气系数的MAP图，即可以在发动机运行过程中实现对目标过量空气系数的实时计算。
可选的，在满足一定的允许误差的情况下，本发明也可以直接将EGR循环气量的参数值近似地确定为EGR惰性循环气量的参数值，以计算目标过量空气系数。此时，上述第一方程等式可以为：
Figure BDA0003171740160000191
本实施例提出的发动机管理系统控制装置，通过使用计算模型来计算目标过量空气系数，可以获得过量空气系数的连续数据，无需技术人员标定油门踏板开度、发动机转速和过量空气系数的、由离散点拟合而成的MAP图，可以减少人力资源的消耗，避免技术人员主观经验导致的数据标定错误，也可以提高确定过量空气系数的需求值的准确度，避免在该MAP图中查找目标过量空气系数而导致的数据准确度较低的问题。
基于图4，如图5所示，本实施例提出第三种发动机管理系统控制装置。该装置还可以包括：第二确定单元201和第三确定单元202；
第二确定单元201，被配置为执行：确定当前的实际过量空气系数；
具体的，本发明可以通过安装在增压器涡轮机之后的宽域氧传感器来测量当前的排气氧浓度，之后可以结合该测量出的当前的排气氧浓度和上述第二方程等式，计算出当前的实际过量空气系数。
第三确定单元202，被配置为执行：将目标过量空气系数与实际过量空气系数的差值，确定为过量空气系数的瞬态修正值。
具体的，本发明在获得目标过量空气系数和实际过量空气系数之后，可以将目标过量空气系数减去实际过量空气系数所获得的差值，确定为过量空气系数的瞬态修正值。
可以理解的是，本发明可以通过在发动机瞬态工况中触发第二确定单元201和第三确定单元202，有效确定过量空气系数的修正值，提高对过量空气系数的瞬态修正值的计算准确度。当然，本发明在发动机处于稳态工况期间，也可以通过触发第二确定单元201和第三确定单元202，来计算过量空气系数的瞬态修正值。
需要说明的是，在发动机运行过程中，本发明在获得过量空气系数的瞬态修正值后，可以基于过量空气系数的瞬态修正值来对喷油量进行瞬态修正，优化对喷油量的瞬态控制，进而优化对空气系统相关运行参数的瞬态控制。
本实施例提出的发动机管理系统控制装置，可以有效确定过量空气系数在发动机瞬态工况下的修正值，基于过量空气系数的瞬态修正值来对喷油量进行瞬态修正，优化对喷油量的瞬态控制，进而优化对空气系统相关运行参数的瞬态控制。
基于图5，如图6所示，本实施例提出第四种发动机管理系统控制装置。在该装置中，还可以包括：第四确定单元301和第一控制单元302；
第四确定单元301，被配置为执行：确定与过量空气系数的瞬态修正值相匹配的油量瞬态修正值；
具体的，本发明可以利用喷油量瞬态修正值计算模型来计算喷油量瞬态修正值。其中，喷油量瞬态修正值计算模型可以由技术人员根据过量空气系数的瞬态修正值与喷油量瞬态修正值之间的关系进行创建，本发明对此不做限定。
可选的，第四确定单元301包括：第二输入单元和第三获得单元；
第二输入单元，被配置为执行：将过量空气系数的瞬态修正值输入至喷油量瞬态修正值计算模型中；
第三获得单元，被配置为执行：获得喷油量瞬态修正值计算模型输出的喷油量瞬态修正值；其中：喷油量瞬态修正值计算模型为：
Figure BDA0003171740160000201
其中，QOil-λ为喷油量瞬态修正值，QAir′为发动机气缸的新鲜空气进气量，Δλ为过量空气系数的瞬态修正值。
具体的，本发明可以将过量空气系数的瞬态修正值输入至喷油量瞬态修正值计算模型中，获得喷油量瞬态修正值计算模型基于过量空气系数的瞬态修正值计算出的喷油量瞬态修正值。
第一控制单元302，被配置为执行：按照油量瞬态修正值对发动机喷油量进行前馈控制。
具体的，本发明在确定喷油量瞬态修正值后，可以将喷油量瞬态修正值与当前的喷油量前馈控制值进行相加，获得修正后的喷油量前馈控制值，并按照修正后的喷油量前馈控制值对喷油系统进行前馈控制，以将发动机气缸内的喷油量控制至修正后的喷油量前馈控制值，提高对燃油喷射的瞬态控制能力。
需要说明的是，本发明可以利用修正后的喷油量前馈控制值，实现对空气系统的优化瞬态控制。
可选的，在第三种发动机管理系统控制装置中，还可以包括：修正单元和第二控制单元；
修正单元，被配置为执行：基于喷油量瞬态修正值，分别对EGR阀、进气节流阀和放气阀的前馈控制开度值进行修正；
第二控制单元，被配置为执行：分别按照各修正后前馈控制开度值，对EGR阀、进气节流阀和放气阀的执行器进行前馈控制，以分别将EGR阀、进气节流阀和放气阀的开度控制为相应的修正后前馈控制开度值，放气阀为增压器的放气阀。
其中，增压器可以是指带电控放气阀的涡轮增压器。在现有技术中，车辆控制器可以通过控制放气阀的占空比信号来控制放气阀的开度，从而控制流过增压器涡轮的废气流量，实现对增压器的转速控制，最终实现对增压压力的控制。
需要说明的是，本发明可以利用喷油量瞬态修正值实现对EGR阀、进气节流阀和增压器的优化瞬态控制。
具体的，本发明可以利用喷油量瞬态修正值，获得修正后的喷油量前馈控制值，之后可以根据修正后的喷油量前馈控制值，分别对空气系统中的EGR阀、进气节流阀和放气阀的前馈控制开度值进行修正，分别获得三个阀门的修正后前馈控制开度值，并分别按照各修正后前馈控制开度值，对相应的阀门执行器进行前馈控制，以分别将EGR阀、进气节流阀和放气阀的开度控制至相应的修正后前馈控制开度值，提高对空气系统的瞬态控制能力。
还需要说明的是，本发明在对EGR阀、进气节流阀和增压器等空气系统部件进行控制的过程中，可以结合前馈控制和闭环控制对其进行控制。
本实施例提出的发动机管理系统控制装置，可以利用过量空气系数的瞬态修正值对喷油量前馈控制值进行修正，进而瞬态修正空气系统相关部件控制中的前馈控制开度值，最终实现对废气再循环阀、进气节流阀和增压器等空气系统部件的瞬态优化控制。
还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种发动机管理系统控制方法，其特征在于，包括：
在发动机运行过程中，获得目标运行参数的参数值，所述目标运行参数包括与过量空气系数相关的至少一个发动机运行参数，各所述发动机运行参数中包括：EGR惰性循环气量、发动机气缸总进气量、发动机转速和单缸每循环喷射油量，所述EGR惰性循环气量为EGR循环气量中无法助燃的气体气量；将各所述发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中，获得所述过量空气系数计算模型输出的目标过量空气系数；
所述过量空气系数计算模型包括：第一方程等式和第二方程等式；
其中，所述第一方程等式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
C为排气氧浓度，Q Air 为所述发动机气缸总进气量，rpm为发动机转速，Q q 为单缸每循环喷射油量，n为所述发动机缸数，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为空燃比，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为EGR惰性循环气量，K为排气中的氧含量；
其中，所述第二方程等式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
λ为所述目标过量空气系数，fac1为第一转换系数，fac2为第二转换系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将各所述发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中之前，所述方法还包括：
将EGR循环气量与所述目标过量空气系数之比，确定为所述EGR惰性循环气量；
所述将各所述发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中，包括：
将所述EGR循环气量与所述目标过量空气系数之比，以及其它所述发动机运行参数的参数值输入至所述过量空气系数计算模型中，所述其它所述发动机运行参数包括各所述发动机运行参数中除所述EGR惰性循环气量以外的所述发动机运行参数。
3.根据权利要求1或2所述的任一方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定当前的实际过量空气系数；
将所述目标过量空气系数与所述实际过量空气系数的差值，确定为过量空气系数的瞬态修正值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定与所述过量空气系数的瞬态修正值相匹配的喷射油量瞬态修正值；
按照所述喷射油量瞬态修正值对发动机喷射油量进行前馈控制。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述喷射油量瞬态修正值，分别对EGR阀、进气节流阀和放气阀的前馈控制开度值进行修正，并分别按照各修正后前馈控制开度值，对所述EGR阀、所述进气节流阀和所述放气阀的执行器进行前馈控制，以分别将所述EGR阀、所述进气节流阀和所述放气阀的开度控制为相应的修正后前馈控制开度值，所述放气阀为增压器的放气阀。
6.一种发动机管理系统控制装置，其特征在于，包括：第一获得单元、第一输入单元和第二获得单元，其中：
所述第一获得单元，被配置为执行：在发动机运行过程中，获得目标运行参数的参数值，所述目标运行参数包括与过量空气系数相关的至少一个发动机运行参数，各所述发动机运行参数中包括：EGR惰性循环气量、发动机气缸总进气量、发动机转速和单缸每循环喷射油量；
所述第一输入单元，被配置为执行：将各所述发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中；
所述第二获得单元，被配置为执行：获得所述过量空气系数计算模型输出的目标过量空气系数；
所述过量空气系数计算模型包括：第一方程等式和第二方程等式；
其中，所述第一方程等式为：
Figure 389218DEST_PATH_IMAGE002
；
C为排气氧浓度，Q Air 为所述发动机气缸总进气量，rpm为发动机转速，Q q 为单缸每循环喷射油量，n为所述发动机缸数，
Figure 103096DEST_PATH_IMAGE004
为空燃比，
Figure 148412DEST_PATH_IMAGE006
为EGR惰性循环气量，K为排气中的氧含量；
其中，所述第二方程等式为：
Figure 887829DEST_PATH_IMAGE008
；
λ为所述目标过量空气系数，fac1为第一转换系数，fac2为第二转换系数。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一确定单元；
所述第一确定单元，被配置为执行：在所述将各所述发动机运行参数的参数值输入至过量空气系数计算模型中之前，将EGR循环气量与所述目标过量空气系数之比，确定为所述EGR惰性循环气量；
所述第一输入单元，被配置为执行：将所述EGR循环气量与所述目标过量空气系数之比，以及其它所述发动机运行参数的参数值输入至所述过量空气系数计算模型中，所述其它所述发动机运行参数包括各所述发动机运行参数中除所述EGR惰性循环气量以外的所述发动机运行参数。
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