流量控制阀开度控制方法及系统、发动机、工程设备与流程

1.本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种流量控制阀开度控制方法及系统、发动机、工程设备。


背景技术：

2.图1是发动机进气系统的原理示意图，如图1所示，在进气系统的闭环控制中，驾驶员踩下油门后，车载电脑(electronic control unit，ecu)会结合发动机转速和油门开度确定发动机需要的喷油量，进而确定需求的进气压力大小。进气空气经过增压器增压后，在中冷器中进行冷却，此时发动机的进气压力相对于需求的进气压力是偏大的，需要节流阀对进气系统进行节流憋气，使得进气压力减小。进气温度压力传感器结合测得的进气压力和需求的进气压力进行闭环控制，确定节流阀的需求开度，此时节流阀的开度会根据需求开度进行调整。
3.另外，在一些特定的工况中，例如：完全收油门到怠速工况、发动机监控到增压器发生喘振、发动机进入熄火过程、熄火后的节流阀自学习过程、缸内制动退出进入倒拖过程等等，节流阀开度也会进行相应的调整，但是在上述工况变化的情形下，为了保证进气系统的性能，此时会造成增压器喘振异响，或者造成节流阀损坏。


技术实现要素：

4.本发明提供一种流量控制阀开度控制方法及系统、发动机、工程设备，用以解决由于特定工况下流量控制阀开度速率变化过快，造成增压器喘振异响或者流量控制阀损坏的问题。
5.第一方面，本发明提供一种流量控制阀开度控制方法，包括：
6.根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，所述变化趋势包括变大和变小；
7.获取流量控制阀实际开度值；
8.当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值大于或者等于第一开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第一速率切换为第二速率，所述第二速率小于所述第一速率；
9.当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值小于或者等于第二开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第三速率切换为第四速率，所述第四速率小于所述第三速率。
10.可选地，还包括：
11.当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值小于所述第一开度阈值时，则保持所述流量控制阀需求开度值的变化速率为所述第一速率。
12.可选地，还包括：
13.当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值大于所述第二
开度阈值时，则保持所述流量控制阀需求开度值的变化速率为所述第三速率。
14.可选地，所述根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，具体包括：
15.获取发动机转速和油门开度；
16.根据所述发动机转速和油门开度确定发动机所需进气压力；
17.获取实际进气压力；
18.当所述发动机所需进气压力大于所述实际进气压力时，所述流量控制阀需求开度值的变化趋势为变大；当所述发动机所需进气压力小于所述实际进气压力时，所述流量控制阀需求开度值的变化趋势为变小。
19.可选地，所述第一开度阈值为60％～90％中的任意值；所述第二速率为30％/s～100％/s中的任意值。
20.可选地，所述第二开度阈值为5％～20％中的任意值；所述第四速率为30％/s～100％/s中的任意值。
21.第二方面，本发明提供一种流量控制阀开度控制系统，包括：
22.需求开度值获取模块，用于根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，所述变化趋势包括变大和变小；
23.实际开度值获取模块，用于获取流量控制阀实际开度值；
24.第一速率切换模块，用于当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值大于或者等于第一开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第一速率切换为第二速率，所述第二速率小于所述第一速率；
25.第二速率切换模块，用于当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值小于或者等于第二开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第三速率切换为第四速率，所述第四速率小于所述第三速率。
26.可选地，还包括：
27.第一速率保持模块，用于当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值小于所述第一开度阈值时，则保持所述流量控制阀需求开度值的变化速率为所述第一速率；
28.第二速率保持模块，用于当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值大于所述第二开度阈值时，则保持所述流量控制阀需求开度值的变化速率为所述第三速率。
29.第三方面，本发明提供一种发动机，包括流量控制阀以及上述任一种所述的流量控制阀开度控制系统。
30.第四方面，本发明提供一种工程设备，包括上述任一种所述的发动机。
31.本发明提供的一种流量控制阀开度控制方法及系统、发动机、工程设备，通过发动机工况确定流量控制阀需求开度值大小变化趋势，并结合流量控制阀实际开度值，当流量控制阀需求开度值变大，且流量控制阀实际开度值大于或者等于第一开度阈值时，则将流量控制阀需求开度值的变化速率由第一速率切换为第二速率，且第二速率小于第一速率；当流量控制阀需求开度值变小，且流量控制阀实际开度值小于或者等于第二开度阈值时，则将流量控制阀需求开度值的变化速率由第三速率切换为第四速率，且第四速率小于第三速率。即本发明通过对特定工况下流量控制阀的开度变化速率进行放缓，避免了由于流量
控制阀的开度速率变化过快，造成增压器喘振异响或者节流阀损坏的问题。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明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逐一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
33.图1是现有技术中发动机进气系统的原理示意图；
34.图2是本发明提供的流量控制阀开度控制方法流程图；
35.图3是本发明实施例仿真结果示意图；
36.图4是本发明提供的流量控制阀开度控制系统结构示意图；
37.图5是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
39.下面结合图2-图4描述本发明的流量控制阀开度控制方法及系统、发动机、工程设备。
40.图2是本发明提供的流量控制阀开度控制方法流程图，如图2所示，一种流量控制阀开度控制方法，包括：
41.步骤201：根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，所述变化趋势包括变大和变小。
42.在一些实施例中，流量控制阀指的是节流阀或节气门。
43.在一些实施例中，根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，具体是通过如下方法：
44.获取发动机转速和油门开度；根据发动机转速和油门开度确定发动机需要的喷油量；再根据发动机需要的喷油量确定发动机所需进气压力；获取实际进气压力；当发动机所需进气压力大于实际进气压力时，流量控制阀需求开度值的变化趋势为变大；当发动机所需进气压力小于实际进气压力时，流量控制阀需求开度值的变化趋势为变小。
45.其中，流量控制阀需求开度值的变化趋势为变大时，对应的发动机工况包括：熄火后自学习过程、缸内制动退出进入倒拖过程、急收油门进入倒拖过程以及监控到发动机有喘振等等。流量控制阀需求开度值的变化趋势为变小时，对应的发动机工况包括：踩离合要求节气门全开或者换挡时候要求节气门全开、熄火后的自学习过程、急踩油门过程或者熄火过程等等。
46.步骤202：获取流量控制阀实际开度值。
47.在一些实施例中，流量控制阀为节流阀，此时是通过节流阀开度传感器确定节流阀实际开度值。
48.需指出的是，上述传感器以及流量控制阀的类型并不限于上述提出的类型，实际应用中，还可根据具体需要，设置其他传感器和流量控制阀的类型，此处不再一一列举。
49.步骤203：当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值大于或者等于第一开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第一速率切换为第二速率，所述第二速率小于所述第一速率。
50.在一些实施例中，第一开度阈值为60％～90％中的任意值；第二速率为30％/s～100％/s中的任意值；第一速率一般为默认速率，第一速率的取值范围一般在800％/s以上。
51.其中，第一开度阈值与第二速率的具体数值的选取以发动机有无异响为判断基准。
52.例如，若流量控制阀需求开度值是需要从60％开度变化到100％开度，此时实际开度值为60％，若第一速率为800％/s，当不进行速率放缓时，流量控制阀开到100％所需的时间为：40％/800％/s＝0.05s；当利用本发明的方法，若预设第一开度阈值为60％，第二速率为30％/s，此时流量控制阀开到100％所需的时间为：40％/30％/s＝1.33s；由此可见，本发明对流量控制阀的开度变化进行了放缓。
53.步骤204：当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值小于或者等于第二开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第三速率切换为第四速率，所述第四速率小于所述第三速率。
54.在一些实施例中，第二开度阈值为5％～20％中的任意值；第四速率为30％/s～100％/s中的任意值；第三速率一般为默认速率，第三速率的取值范围一般在800％/s以上。
55.其中，第二开度阈值与第四速率的具体数值的选取以流量控制阀座能否承受流量控制阀开度变化的冲击为准。
56.例如，若流量控制阀需求开度值是需要从20％开度变化到0％开度，此时实际开度值为20％，若第三速率为800％/s，当不进行速率放缓时，流量控制阀闭到0％所需的时间为：20％/800％/s＝0.025s；当利用本发明的方法，若预设第二开度阈值为20％，第二速率为30％/s，此时流量控制阀闭到0％所需的时间为：20％/30％/s＝0.67s；由此可见，本发明对流量控制阀的开度变化进行了放缓。
57.另外，在一些具体的实施例中，当流量控制阀需求开度值变大，且流量控制阀实际开度值小于第一开度阈值时，则保持流量控制阀需求开度值的变化速率为所述第一速率。
58.其中，第一开度阈值为60％～90％中的任意值；第一速率一般为默认速率，第一速率的取值范围一般在800％/s以上。
59.进一步的，第一开度阈值具体数值的选取以发动机有无异响为判断基准。
60.在一些具体的实施例中，当流量控制阀需求开度值变小，且流量控制阀实际开度值大于第二开度阈值时，则保持流量控制阀需求开度值的变化速率为所述第三速率。
61.其中，第二开度阈值为5％～20％中的任意值；第三速率一般为默认速率，第三速率的取值范围一般在800％/s以上。
62.进一步的，第二开度阈值具体数值的选取以流量控制阀座能否承受流量控制阀开度变化的冲击为准。
63.本发明的上述方法，通过对特定工况下流量控制阀的开度变化速率进行放缓，避免了由于流量控制阀的开度速率变化过快，造成增压器喘振异响或者节流阀损坏的问题。
64.需要说明的是，本发明同样的策略应用在废气旁通阀、可变截面增压器控制阀的控制上，均有相同的改善效果。
65.另外，本发明还公开了如下技术效果：
66.本发明对于实际开度值小于第一开度阈值或者实际开度值大于第二开度阈值的情况，会保持流量控制阀需求开度值的默认变化速率，无需进行速率放缓，这样可以保证发动机的动力性。
67.综上，根据本发明提供的实施例对控制过程进行仿真模拟，在一些特定的工况下，通过控制策略对节流阀或者节气门的需求值的变化速率进行调整，得到速率优化后的节流阀开度需求值，仿真结果如图3所示，其中，横轴为时间，a1为第一开度阈值，a2为第二开度阈值，节流阀实际表现即节流阀实际开度值，可见：在节流阀或节气门开度需求值增大过程中，实际开度在上升到a1开度之前不进行速率优化；实际开度在上升到a1开度之后开始进行速率放缓；在节流阀或节气门开度需求值下降过程中，实际开度在下降到a2开度之前不进行速率优化；实际开度下降到a2开度之后开始进行速率放缓。
68.下面对本发明提供的流量控制阀开度控制系统进行描述，下文描述的流量控制阀开度控制系统与上文描述的流量控制阀开度控制方法可相互对应参照。
69.图4是本发明提供的流量控制阀开度控制系统结构示意图，如图4所示，一种流量控制阀开度控制系统，包括：
70.需求开度值获取模块401，用于根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，所述变化趋势包括变大和变小。
71.实际开度值获取模块402，用于获取流量控制阀实际开度值。
72.第一速率切换模块403，用于当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值大于或者等于第一开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第一速率切换为第二速率，所述第二速率小于所述第一速率。
73.第二速率切换模块404，用于当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值小于或者等于第二开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第三速率切换为第四速率，所述第四速率小于所述第三速率。
74.在一些具体的实施例中，本发明的流量控制阀开度控制系统还可以包括：
75.第一速率保持模块，用于当流量控制阀需求开度值变大，且流量控制阀实际开度值小于第一开度阈值时，则保持流量控制阀需求开度值的变化速率为所述第一速率。
76.在一些具体的实施例中，本发明的流量控制阀开度控制系统还可以包括：
77.第二速率保持模块，用于述流量控制阀需求开度值变小，且流量控制阀实际开度值大于第二开度阈值时，则保持流量控制阀需求开度值的变化速率为第三速率。
78.基于上述系统，本发明还提供一种发动机，包括流量控制阀以及该流量控制阀开度控制系统。
79.基于上述发动机，本发明还提供一种工程设备，包括该发动机。
80.在一些具体的实施例中，工程设备可以包括重卡、挂车、挖掘机、掘锚机、推土机、压路机和混凝土泵车等作业车辆。
81.图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(communications interface)520、存储器(memory)530和
通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行流量控制阀开度控制方法，该方法包括：
82.根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，所述变化趋势包括变大和变小。
83.获取流量控制阀实际开度值。
84.当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值大于或者等于第一开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第一速率切换为第二速率，所述第二速率小于所述第一速率。
85.当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值小于或者等于第二开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第三速率切换为第四速率，所述第四速率小于所述第三速率。
86.此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
87.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行流量控制阀开度控制方法，该方法包括：
88.根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，所述变化趋势包括变大和变小。
89.获取流量控制阀实际开度值。
90.当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值大于或者等于第一开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第一速率切换为第二速率，所述第二速率小于所述第一速率。
91.当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值小于或者等于第二开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第三速率切换为第四速率，所述第四速率小于所述第三速率。
92.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行流量控制阀开度控制方法，该方法包括：
93.根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，所述变化趋势包括变大和变小。
94.获取流量控制阀实际开度值。
95.当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值大于或者等于第一开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第一速率切换为第二速
率，所述第二速率小于所述第一速率。
96.当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值小于或者等于第二开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第三速率切换为第四速率，所述第四速率小于所述第三速率。
97.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
98.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
99.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：其依然可以对前述各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各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种流量控制阀开度控制方法，其特征在于，包括：根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，所述变化趋势包括变大和变小；获取流量控制阀实际开度值；当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值大于或者等于第一开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第一速率切换为第二速率，所述第二速率小于所述第一速率；当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值小于或者等于第二开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第三速率切换为第四速率，所述第四速率小于所述第三速率。2.根据权利要求1所述的流量控制阀开度控制方法，其特征在于，还包括：当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值小于所述第一开度阈值时，则保持所述流量控制阀需求开度值的变化速率为所述第一速率。3.根据权利要求1所述的流量控制阀开度控制方法，其特征在于，还包括：当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值大于所述第二开度阈值时，则保持所述流量控制阀需求开度值的变化速率为所述第三速率。4.根据权利要求1至3任一项所述的流量控制阀开度控制方法，其特征在于，所述根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，具体包括：获取发动机转速和油门开度；根据所述发动机转速和油门开度确定发动机所需进气压力；获取实际进气压力；当所述发动机所需进气压力大于所述实际进气压力时，所述流量控制阀需求开度值的变化趋势为变大；当所述发动机所需进气压力小于所述实际进气压力时，所述流量控制阀需求开度值的变化趋势为变小。5.据权利要求1至3任一项所述的流量控制阀开度控制方法，其特征在于，所述第一开度阈值为60％～90％中的任意值；所述第二速率为30％/s～100％/s中的任意值。6.根据权利要求1至3任一项所述的流量控制阀开度控制方法，其特征在于，所述第二开度阈值为5％～20％中的任意值；所述第四速率为30％/s～100％/s中的任意值。7.一种流量控制阀开度控制系统，其特征在于，包括：需求开度值获取模块，用于根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值的变化趋势，所述变化趋势包括变大和变小；实际开度值获取模块，用于获取流量控制阀实际开度值；第一速率切换模块，用于当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值大于或者等于第一开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第一速率切换为第二速率，所述第二速率小于所述第一速率；第二速率切换模块，用于当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值小于或者等于第二开度阈值时，则将所述流量控制阀需求开度值的变化速率由第三速率切换为第四速率，所述第四速率小于所述第三速率。8.根据权利要求7所述的流量控制阀开度控制系统，其特征在于，还包括：
第一速率保持模块，用于当所述流量控制阀需求开度值变大，且所述流量控制阀实际开度值小于所述第一开度阈值时，则保持所述流量控制阀需求开度值的变化速率为所述第一速率；第二速率保持模块，用于当所述流量控制阀需求开度值变小，且所述流量控制阀实际开度值大于所述第二开度阈值时，则保持所述流量控制阀需求开度值的变化速率为所述第三速率。9.一种发动机，其特征在于，包括流量控制阀以及如权利要求7或8所述的流量控制阀开度控制系统。10.一种工程设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的发动机。

技术总结
本发明提供一种流量控制阀开度控制方法及系统、发动机、工程设备，属于发动机领域，该方法包括：根据发动机工况确定流量控制阀需求开度值是变大还是变小；获取流量控制阀实际开度值；当流量控制阀需求开度值变大，且流量控制阀实际开度值大于或者等于第一开度阈值时，则将流量控制阀需求开度值的变化速率由第一速率切换为第二速率，第二速率小于第一速率；当流量控制阀需求开度值变小，且流量控制阀实际开度值小于或者等于第二开度阈值时，则将流量控制阀需求开度值的变化速率由第三速率切换为第四速率，第四速率小于第三速率。本发明能够解决由于特定工况下流量控制阀开度速率变化过快，造成增压器喘振异响或者流量控制阀损坏的问题。损坏的问题。损坏的问题。


技术研发人员：周游 缪丰隆 李志强
受保护的技术使用者：湖南道依茨动力有限公司
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/7/18