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1、(10)申请公布号 CN 103758647 A (43)申请公布日 2014.04.30 CN 103758647 A (21)申请号 201310727740.0 (22)申请日 2013.12.25 F02D 23/00(2006.01) (71)申请人 浙江吉利控股集团有限公司 地址 310051 浙江省杭州市滨江区江陵路 1760 号 申请人 浙江吉利汽车研究院有限公司 (72)发明人 徐煜铨 杨安志 金吉刚 吴成明 冯擎峰 (74)专利代理机构 北京智汇东方知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11391 代理人 薛峰 康正德 (54) 发明名称 增加涡轮增压发动机的瞬态响应能力。
2、的控制 方法及系统 (57) 摘要 本发明提供了一种增加涡轮增压发动机的瞬 态响应能力的控制方法及系统， 其中， 增加涡轮增 压发动机瞬态响应能力的控制方法， 包括以下步 骤 ： 判断车辆是否处于节气门的开度已全开的稳 态工况下 ； 若判断结果为是， 减小节气门开度至 预定值， 且同时减小废气旁通阀开度， 以保持发动 机气缸的进气量不变， 从而使得发动机进入预留 节气门开度工作状态。本发明有效地解决了现有 技术中涡轮增压发动机在扭矩请求瞬时增大时， 加速反应迟缓的问题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明。
3、专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103758647 A CN 103758647 A 1/1 页 2 1. 一种增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制方法， 包括以下步骤 ： 判断车辆是否处于节气门的开度已全开的稳态工况下 ； 若判断结果为是， 减小节气门开度至预定值， 且同时减小废气旁通阀开度， 以保持发动 机气缸的进气量不变， 从而使得发动机进入预留节气门开度工作状态。 2. 根据权利要求 1 所述的控制方法， 其特征在于， 在发动机进入预留节气门开度工作 状态后还包括 ： 实时检测扭矩请求， 当检测到所述扭矩请求出现瞬时增大时， 即当前检测到的扭矩。
4、请 求大于等于前一次检测到的扭矩请求的 1.1 倍时， 控制所述节气门使其全开， 从而使得发 动机进入瞬时增扭响应状态。 3. 根据权利要求 2 所述的控制方法， 其特征在于， 所述实时检测扭矩请求采用定时循 环检测方式， 相邻检测的时间间隔为 0.1 1 秒。 4. 根据权利要求 1 所述的控制方法， 其特征在于， 所述判断车辆是否处于节气门开度已全开的稳态工况是根据节气门开度信号、 发动机 输出扭矩信号和车速信号进行判断的。 5. 根据权利要求 1 所述的控制方法， 其特征在于， 所述减小节气门开度至预定值， 同时 减小废气旁通阀开度的步骤包括 : 向所述节气门以及所述废气旁通阀分别发送脉。
5、冲宽度调制信号， 以将节气门开度减小 到预定值， 并同时减小废气旁通阀开度， 以保持发动机气缸的进气量不变。 6. 根据权利要求 1 所述的控制方法， 其特征在于， 所述节气门要减小到的预定值为所 述节气门全开开度的 85% 95%。 7. 一种增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制系统， 其特征在于， 包括 ： 车辆工况判断装置 （101） ， 用于判断车辆是否处于节气门的开度已全开的稳态工况 下 ； 节气门废气旁通阀开度控制装置 （102） ， 接收所述判断装置 （101） 的判断结果， 在所述 判断结果为是的情况下， 减小控制节气门开度至预定值， 同时减小废气旁通阀开度， 以保持 发动机气。
6、缸的进气量不变， 从而使得发动机进入预留节气门开度工作状态。 8. 根据权利要求 7 所述的控制系统， 其特征在于， 还包括 ： 扭矩请求实时检测装置 （103） ， 用于实时检测扭矩请求， 当检测到所述扭矩请求出现瞬 时增大时， 控制所述节气门使其全开， 从而使得发动机进入瞬时增扭响应状态， 其中所述瞬 时增大是当前检测到的扭矩请求大于等于前一次检测到的扭矩请求的 1.1 倍。 9. 根据权利要求 7 所述的控制系统， 其特征在于， 所述车辆工况判断装置 （101） 根据节气门开度信号、 发动机输出扭矩信号和车速信号 来判断车辆是否处于节气门开度已全开的稳态工况。 10. 根据权利要求 7 。
7、所述的控制系统， 其特征在于， 所述节气门废气旁通阀开度控制装置 （102） 通过向所述节气门以及所述废气旁通阀分 别发送脉冲宽度调制信号， 以将节气门开度减小到预定值， 并同时减小废气旁通阀开度， 以 保持发动机气缸的进气量不变 ； 而且 所述节气门要减小到的预定值为所述节气门全开开度的 90% 95%。 权 利 要 求 书 CN 103758647 A 2 1/4 页 3 增加涡轮增压发动机的瞬态响应能力的控制方法及系统 技术领域 0001 本发明涉及汽车技术领域， 具体设计一种增加涡轮增压发动机的瞬态响应能力的 控制方法及系统。 背景技术 0002 现有技术中， 废气涡轮增压系统可以增加。
8、涡轮增压发动机的输出功率扭矩。但也 有其缺点， 其中最明显的是 “滞后响应” ， 即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓， 对于要突然加速或超车的汽车而言， 瞬间的加速度不够。 发明内容 0003 本发明的一个目的是要提供一种增加涡轮增压发动机的瞬态响应能力的控制方 法及系统， 以解决现有技术中涡轮增压发动机在扭矩请求瞬时增大时， 加速反应迟缓的问 题。 0004 根据本发明的一个方面， 提供了一种增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制方 法， 包括以下步骤 ： 判断车辆是否处于节气门的开度已全开的稳态工况下 ； 若判断结果为 是， 减小节气门开度至预定值， 且同时减小废气旁通阀开度， 以保。
9、持发动机气缸的进气量不 变， 从而使得发动机进入预留节气门开度工作状态。 0005 进一步地， 在发动机进入预留节气门开度工作状态后还包括 ： 实时检测扭矩请求， 当检测到扭矩请求出现瞬时增大时， 即当前检测到的扭矩请求大于等于前一次检测到的扭 矩请求的 1.1 倍时， 控制节气门使其全开， 从而使得发动机进入瞬时增扭响应状态。 0006 进一步地， 实时检测扭矩请求采用定时循环检测方式， 相邻检测的时间间隔为 0.1 1 秒。 0007 进一步地， 判断车辆是否处于节气门开度已全开的稳态工况是根据节气门开度信 号、 发动机输出扭矩信号和车速信号进行判断的。 0008 进一步地， 减小节气门开。
10、度至预定值， 同时减小废气旁通阀开度的步骤包括 : 向 节气门以及废气旁通阀分别发送脉冲宽度调制信号， 以将节气门开度减小到预定值， 并同 时减小废气旁通阀开度， 以保持发动机气缸的进气量不变。 0009 进一步地， 节气门要减小到的预定值为节气门全开开度的 85% 95%。 0010 根据本发明的另一个方面， 提供了一种增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制 系统， 包括 ： 车辆工况判断装置， 用于判断车辆是否处于节气门的开度已全开的稳态工况 下 ； 节气门废气旁通阀开度控制装置， 接收判断装置的判断结果， 在判断结果为是的情况 下， 减小控制节气门开度至预定值， 同时减小废气旁通阀开度， 。
11、以保持发动机气缸的进气量 不变， 从而使得发动机进入预留节气门开度工作状态。 0011 进一步地， 还包括 ： 扭矩请求实时检测装置， 用于实时检测扭矩请求， 当检测到扭 矩请求出现瞬时增大时， 控制节气门使其全开， 从而使得发动机进入瞬时增扭响应状态， 其 中瞬时增大是当前检测到的扭矩请求大于等于前一次检测到的扭矩请求的 1.1 倍。 说 明 书 CN 103758647 A 3 2/4 页 4 0012 进一步地， 车辆工况判断装置根据节气门开度信号、 发动机输出扭矩信号和车速 信号来判断车辆是否处于节气门开度已全开的稳态工况。 0013 进一步地， 节气门废气旁通阀开度控制装置通过向节气。
12、门以及废气旁通阀分别发 送脉冲宽度调制信号， 以将节气门开度减小到预定值， 并同时减小废气旁通阀开度， 以保持 发动机气缸的进气量不变 ； 而且节气门要减小到的预定值为节气门全开开度的 90% 95%。 0014 对于具有涡轮增压发动机的车辆在稳态工况下， 即较大负荷的工况下， 节气门全 开， 在保持发动机气缸进气量不变的情况下， 减小了节气门开度至预定值， 预留了一定的节 气门开度， 当有瞬时增大的扭矩请求时， 控制节气门全开， 通过利用该较小部分的节气门开 度， 较快的响应该扭矩请求， 这样增加了发动机的瞬态相应能力， 实现了在较大负荷的稳态 工况下发动机的瞬间加速。在对于要突然加速或超车。
13、的车辆而言， 提升了瞬间的加速度。 0015 根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述， 本领域技术人员将会更加明 了本发明的上述以及其他目的、 优点和特征。 附图说明 0016 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。 附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解， 这些 附图未必是按比例绘制的。附图中 ： 0017 图 1 是根据本发明一个实施例的增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制方法 的流程示意图 ； 0018 图 2 是根据本发明另一个实施例的增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制方 法的流程示意图 ； 0019 图 3 是。
14、根据本发明另一个实施例的增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制系 统的示意图。 具体实施方式 0020 图 1 是根据本发明一个实施例的增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制方法 的流程示意图。本实施例的增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制方法， 包括以下步 骤 ： 0021 S10 ： 判断车辆是否处于节气门的开度已全开的稳态工况下 ； 0022 S20 ： 若判断结果为是， 减小节气门开度至预定值， 且同时减小废气旁通阀开度， 以 保持发动机气缸的进气量不变， 从而使得发动机进入预留节气门开度工作状态。 0023 对于具有涡轮增压发动机的车辆在稳态工况下， 即较大负荷的工况下， 其节气门 处于。
15、全开状态， 在保持发动机气缸进气量不变的情况下， 控制减小节气门开度至预定值， 预 留了一定的节气门开度， 当有瞬时增大的扭矩请求时， 控制节气门全开， 通过利用该较小部 分的节气门开度， 较快的响应该扭矩请求， 这样增加了发动机的瞬态相应能力， 实现了在较 大负荷的稳态工况下发动机的瞬间加速。在对于要突然加速或超车的车辆而言， 提升了瞬 间的加速度。 0024 图 2 是根据本发明另一个实施例的增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制方 法的流程示意图。本实施例的增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制方法， 包括以下步 说 明 书 CN 103758647 A 4 3/4 页 5 骤 ： 0025。
16、 S110 ： 根据节气门开度信号、 发动机输出扭矩信号和车速信号进行判断车辆是否 处于节气门的开度已全开的稳态工况下 ； 0026 S120 ： 若判断结果为是， 减小节气门开度至预定值， 且同时减小废气旁通阀开度， 以保持发动机气缸的进气量不变， 从而使得发动机进入预留节气门开度工作状态。 0027 本实施例的控制方法在发动机进入预留节气门开度工作状态后还包括 ： 0028 S130 ： 实时检测扭矩请求， 当检测到扭矩请求出现瞬时增大时， 即当前检测到的扭 矩请求大于等于前一次检测到的扭矩请求的 1.1 倍时， 控制节气门使其全开， 从而使得发 动机进入瞬时增扭响应状态。 0029 检测。
17、的扭矩请求需要比前一次检测到的扭矩请求时， 则该扭矩请求为瞬时增大的 扭矩请求， 例如， 当前一次的扭矩请求是 20Nm 时， 第二次检测的扭矩请求为 22Nm 或者更大 时， 则控制节气门全开， 使发动机进入瞬时增扭相应状态， 这样可以增加瞬态相应能力。需 要说明的是， 由于发动机型号不同、 车辆的类型不同， 扭矩请求的瞬时增大也需要随时调整 其数值。 0030 为了满足可以随时保持车辆瞬时增扭的需要， 实时检测扭矩请求采用定时循环检 测方式， 将相邻检测的时间间隔设置为0.11秒。 优选地， 相邻检测的时间间隔为0.5秒。 并且将多次检测的时间定为一个检测周期， 检测周期在0.5秒至5秒之。
18、间， 优选地的检测周 期为 2.5 秒。在一个检测周期中检测到扭矩请求是稳态工况的扭矩请求并保持基本不变或 者减小时， 发动机由瞬时增扭响应状态调节进入到其预留节气门开度工作状态， 以便下次 有瞬时增大的扭矩请求时， 发动机可以进入到瞬时增扭相应状态， 以提高其加速反应。 0031 判断车辆是否处于节气门开度已全开的稳态工况是根据节气门开度信号、 发动机 输出扭矩信号和车速信号进行判断的。稳态工况为较大负荷时车辆的工作情况， 所以检测 的相关数据均是对应大负荷时的数据值。在一般轿车以及小型客车的车辆中， 当检测到的 节气门开度信号在整体开度的95%至99%、 发动机的输出扭矩接近其最大输出扭矩。
19、的80%至 95%以及车速到达110km/h时， 则可以判断车辆处于上述大负荷工作时的稳态工况。 需要说 明的是， 节气门开度、 发动机输出扭矩以及车速均在车辆的检测传感器中、 车载电脑或者系 统总成中可以直接提取， 对于获得上述信号的过程属于本领域的公知常识。 并且， 由于发动 机型号以及车辆类型的不同， 发动机输出扭矩以及节气门开度均会具有一定的差异， 此处 对于其他类型的车辆数据不再一一赘述。 0032 优选地， 减小节气门开度至预定值， 同时减小废气旁通阀开度的步骤包括 : 0033 向节气门以及废气旁通阀分别发送脉冲宽度调制信号， 以将节气门开度减小到预 定值， 并同时减小废气旁通阀。
20、开度， 以保持发动机气缸的进气量不变。 由于需要保持发动机 气缸的进气量不变， 所以在调节节气门和废气旁通阀时， 本实施例采用了电控脉宽调制技 术， 通过控制装置对节气门和废气旁通阀发送脉冲宽度调制信号进行调制， 信号一般为电 压信号， 以实现对节气门和废气旁通阀工作状态精确、 连续的控制。 0034 进一步优选地， 节气门要减小到的预定值为节气门全开开度的85%95%。 节气门 要减小到的预定值最优选为节气门全开开度的 90%， 在节气门的开度减小到其全开开度的 90% 时， 并相应控制废气旁通阀开度， 使发动机进入预留节气门开度工作状态。此时检测到 扭矩请求出现瞬时增大时， 发动机瞬时响应。
21、能力最突出， 即突然加速的效果是最显著的。 说 明 书 CN 103758647 A 5 4/4 页 6 0035 本发明还提供了一种增加涡轮增压发动机瞬态响应能力的控制系统， 参见图 3 所 示， 包括车辆工况判断装置 101 和节气门废气旁通阀开度控制装置 102， 车辆工况判断装置 101 用于判断车辆是否处于节气门的开度已全开的稳态工况下 ； 节气门废气旁通阀开度控 制装置102接收判断装置101的判断结果， 在判断结果为是的情况下， 减小控制节气门开度 至预定值， 同时减小废气旁通阀开度， 以保持发动机气缸的进气量不变， 从而使得发动机进 入预留节气门开度工作状态。 0036 本实施。
22、例的控制系统还包括扭矩请求实时检测装置 103， 扭矩请求实时检测装置 103 用于实时检测扭矩请求， 当检测到扭矩请求出现瞬时增大时， 控制节气门使其全开， 从 而使得发动机进入瞬时增扭响应状态， 其中瞬时增大是当前检测到的扭矩请求大于等于前 一次检测到的扭矩请求的 1.1 倍。 0037 进一步优选地， 车辆工况判断装置 101 根据节气门开度信号、 发动机输出扭矩信 号和车速信号来判断车辆是否处于节气门开度已全开的稳态工况。 稳态工况为较大负荷时 车辆的工作情况， 在一般轿车以及小型客车的车辆范畴中， 当检测到的节气门开度信号在 整体开度的 95% 至 99%、 发动机的输出扭矩接近其最。
23、大输出扭矩的 80% 至 95% 以及车速到 达 110km/h 时， 则可以判断车辆处于上述大负荷工作时的稳态工况。由于发动机型号以及 车辆类型的不同， 发动机输出扭矩以及节气门开度均会具有一定的差异， 此处对于其他类 型的车辆数据不再一一赘述。 0038 优选地， 节气门废气旁通阀开度控制装置 102 通过向节气门以及废气旁通阀分别 发送脉冲宽度调制信号， 以将节气门开度减小到预定值， 并同时减小废气旁通阀开度， 以保 持发动机气缸的进气量不变 ； 而且节气门要减小到的预定值为节气门全开开度的 85% 95%。节气门要减小到的预定值最优选为节气门全开开度的 90%， 在节气门的开度减小到其。
24、 全开开度的 90% 时， 并相应控制废气旁通阀开度， 使发动机进入预留节气门开度工作状态。 此时检测到扭矩请求出现瞬时增大时， 发动机瞬时响应能力最突出， 即突然加速的效果是 最显著的。 0039 至此， 本领域技术人员应认识到， 虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示 例性实施例， 但是， 在不脱离本发明精神和范围的情况下， 仍可根据本发明公开的内容直接 确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此， 本发明的范围应被理解和认 定为覆盖了所有这些其他变型或修改。 说 明 书 CN 103758647 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103758647 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103758647 A 8 。