发动机节气门开度控制方法、装置、电子设备及存储介质与流程

微分pid算法将计算得到的输出值确定为所述控制开度。
20.可选地，根据发动机实际转速和发动机设定充量确定第一前馈开度，包括：
21.通过预先设定的发动机实际转速、发动机设定充量与第一前馈开度三者的对应关系，确定所述发动机实际转速和所述发动机设定充量对应的第一前馈开度；
22.根据节气门后前压比和预设标准进气流量确定第二前馈开度，包括：
23.通过预先设定的节气门后前压比、预设标准进气流量与第二前馈开度三者的对应关系，确定所述节气门后前压比和所述预设标准进气流量对应的第二前馈开度；
24.根据所述第一前馈开度和发动机实际转速确定第一前馈开度权重和第二前馈开度权重，包括：
25.通过预先设定的第一前馈开度、发动机实际转速与第一前馈开度权重、第二前馈开度权重四者的对应关系，确定所述第一前馈开度和所述发动机实际转速对应的所述第一前馈开度权重和所述第二前馈开度权重。
26.可选地，根据所述总前馈开度和所述控制开度确定发动机节气门的目标开度之后，还包括：
27.以所述目标开度作为调整目标，采用位置闭环控制方式对发动机节气门开度进行调整。
28.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种发动机节气门开度控制装置，包括：
29.第一前馈开度计算模块，用于根据发动机实际转速和发动机设定充量确定第一前馈开度；
30.总前馈开度计算模块，用于根据所述第一前馈开度确定总前馈开度；
31.控制开度计算模块，用于根据发动机设定充量和发动机实际充量确定控制开度；
32.目标开度计算模块，用于根据所述总前馈开度和所述控制开度确定发动机节气门的目标开度。
33.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器和用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
34.其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现所述的发动机节气门开度控制方法。
35.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被用于实现所述的发动机节气门开度控制方法。
36.本发明有益效果如下：
37.本发明实施例提供的发动机节气门开度控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过考虑了仅与发动机设定充量和发动机转速相关的第一前馈开度，从而能够使第一前馈开度对应的输出扭矩不受发动机进气系统和环境边界条件影响，使发动机输出的总扭矩更加直接。
附图说明
38.图1为本发明实施例提供的发动机节气门开度控制方法的流程图；
39.图2为本发明实施例提供的发动机节气门开度控制方法的控制策略图之一；
40.图3为本发明实施例提供的发动机节气门开度控制方法的控制策略图之二；
41.图4为本发明实施例提供的发动机节气门开度控制装置的结构示意图；
42.图5为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
43.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。
44.需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。说明书后续描述为实施本技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本技术的一般原则为目的，并非用以限定本技术的范围。本技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
45.下面结合附图，对本发明实施例提供的发动机节气门开度控制方法、装置、电子设备及存储介质进行具体说明。需要说明的是，本发明实施例所提供的技术方案可以应用于包括但不限于天然气发动机、燃油发动机、氢燃料发动机等，下文将以天然气发动机为例进行说明。
46.本发明实施例提供了一种发动机节气门开度控制方法，如图1-图3所示(其中图1示意了方法的步骤流程，图2、图3分别示意了与方法对应的控制策略)，包括：
47.s110、根据发动机实际转速和发动机设定充量确定第一前馈开度。
48.s120、根据所述第一前馈开度确定总前馈开度。
49.s130、根据发动机设定充量和发动机实际充量确定控制开度。
50.s140、根据所述总前馈开度和所述控制开度确定发动机节气门的目标开度。
51.本发明实施例提供的发动机节气门开度控制方法，通过考虑了仅与发动机设定充量和发动机转速相关的第一前馈开度，从而能够使第一前馈开度对应的输出扭矩不受发动机进气系统和环境边界条件影响，使发动机输出的总扭矩更加直接。
52.作为一种可选的实施方式，所述步骤s120、根据所述第一前馈开度确定总前馈开度，包括(图1中未示出，图2中示意了合并后的控制策略)：
53.s121、确定所述总前馈开度等于所述第一前馈开度。
54.这样，通过直接将总前馈开度设置为第一前馈开度，能够使总前馈开度不受发动机进气系统和环境边界条件影响，发动机运转的稳定性较高。
55.作为另一种可选的实施方式，所述步骤s120、根据所述第一前馈开度确定总前馈开度，包括(图1中未示出，图3中示意了对应的控制策略)：
56.s122、根据节气门后侧压力与节气门前侧压力的后前压比和预设标准进气流量确
定第二前馈开度。
57.s123、根据所述第一前馈开度和所述第二前馈开度确定所述总前馈开度。
58.与单独采用第一前馈开度作为总前馈开度计算最终的目标开度的方案相比，单独采用第二前馈开度作为总前馈开度计算最终的目标开度的方案，考虑了进气系统需求流量、温度、压力等多种边界条件，因此在瞬态变化过程中，此方案能够更加及时地根据系统状态响应发动机需求的充量。但是，后者的方案在发动机处于高负荷工况(例如ugd点工况)时，容易与增压器增压压力闭环控制产生耦合控制现象，造成发动机明显抖动。因而，将所述第一前馈开度与所述第二前馈开度进行综合考虑，能够将两种前馈开度的计算方案对应的发动机节气门控制方案进行取长补短，优势互补，从而实现提升中小工况下发动机控制的动力性和响应性需求的同时降低发动机在高负荷工况下的抖动情况。
59.在所述步骤s123、根据所述第一前馈开度和所述第二前馈开度确定所述总前馈开度中，可以预先为所述第一前馈开度与所述第二前馈开度设置固定的权重值，以在所述总前馈开度中更加偏重于减小发动机抖动或加快节气门开度控制的响应速度。或者进一步可选地，所述步骤s123、根据所述第一前馈开度和所述第二前馈开度确定所述总前馈开度，包括：
60.根据所述第一前馈开度和发动机实际转速确定第一前馈开度权重和第二前馈开度权重；
61.将所述第一前馈开度权重乘以所述第一前馈开度的第一数值，以及所述第二前馈开度权重乘以所述第二前馈开度的第二数值求和，得到所述总前馈开度。
62.在具体实施过程中，如图3所示，可以将所述第二前馈开度设置为等于1减去所述第一前馈开度值，那么上述步骤可以为根据所述第一前馈开度和发动机实际转速确定第一前馈开度权重，计算1减去所述第一前馈开度权重确定所述第二前馈开度权重。如果将第二前馈开度权重设置为1减去第一前馈开度权重，那么所述总前馈开度可以表示为：
63.uo＝uc·fac
um(1-f
ac
)
64.其中，uc为第一前馈开度，um为第二前馈开度，f
ac
为第一前馈开度权重，uo为总前馈开度。
65.这样，通过以发动机实际转速和所述第一前馈开度的具体数值来确定分配给两前馈开度的权重，从而能够实现在第二前馈开度对应的节气门开度控制方案不容易产生耦合控制的工况下令总前馈开度的数值更加偏重于第二前馈开度，以提高节气门开度控制响应速度；在第二前馈开度对应的节气门开度控制方案在高负荷等容易产生耦合控制的工况下令总前馈开度的数值更加偏重于第一前馈开度，以降低发动机的抖动问题；甚至于在其中一种方案单独实施最优的工况下令另外一种前馈开度的权重值为0，从而实现不同工况采用节气门开度的控制方式的平顺切换，灵活地对发动机节气门开度进行控制，以实现更优的驾驶效果。
66.对于第二前馈开度的计算过程中，当需求变量和转速不变时，在某些工况下，节气门微小变化会影响节气门前和节气门后的压力，因此节气门后前的压力会随着节气门变化而变化，这样发动机也会出现耦合波动。针对上述问题，可选地，如图3所示，所述节气门后前压比是通过例如pt滤波算法的低通滤波算法对采集得到的原始节气门后前压比滤波后得到的；其中滤波之前与滤波之后的后前压比的差值越大，滤波窗越小。
67.在具体实施过程中，pt滤波算法可以为pt1滤波算法或pt2滤波算法等。如图3所示，滤波窗可以通过预设的滤波之前与滤波之后的后前压比的差值与滤波窗的滤波参数对应表查表确定。
68.这样，根据滤波之前与滤波之后的后前压比的差值来决定低通滤波的滤波窗，为了响应性，所述差值越大，滤波窗越小；为了减少微小波动，所述差值越小，滤波窗越大。从而增加了节气门后前压比微小变化的阻尼，稳定了节气门后前压比输入，降低节气门后前压比微小波动，降低系统耦合波动。
69.可选地，所述步骤s130、根据发动机设定充量和发动机实际充量确定控制开度，包括：
70.以所述发动机设定充量与所述发动机实际充量的差值作为输入，采用比例-积分-微分(proportion integral differential，pid)算法将计算得到的输出值确定为所述控制开度。
71.这样，采用pid算法调整控制开度，可以较为快速有效地纠正被控制对象的偏差达到一个稳定的状态，且参数整定方式简便。
72.可选地，所述步骤s110、根据发动机实际转速和发动机设定充量确定第一前馈开度，具体包括：
73.通过预先设定的发动机实际转速、发动机设定充量与第一前馈开度三者的对应关系，确定所述发动机实际转速和所述发动机设定充量对应的第一前馈开度。
74.可选地，所述步骤s122、根据节气门后前压比和预设标准进气流量确定第二前馈开度，具体包括：
75.通过预先设定的节气门后前压比、预设标准进气流量与第二前馈开度三者的对应关系，确定所述节气门后前压比和所述预设标准进气流量对应的第二前馈开度。
76.可选地，根据所述第一前馈开度和发动机实际转速确定第一前馈开度权重和第二前馈开度权重，具体包括：
77.通过预先设定的第一前馈开度、发动机实际转速与第一前馈开度权重、第二前馈开度权重四者的对应关系，确定所述第一前馈开度和所述发动机实际转速对应的所述第一前馈开度权重和所述第二前馈开度权重。
78.在具体实施过程中，如图2、图3所示，可以将上述的几个对应关系(发动机实际转速、发动机设定充量与第一前馈开度三者的对应关系，节气门后前压比、预设标准进气流量与第二前馈开度三者的对应关系，第一前馈开度、发动机实际转速与第一前馈开度权重、第二前馈开度权重四者的对应关系)通过预先试验标定，并设置为关系表(如图3中示意的发动机充量转开度表、权重因子表、发动机流量转开度表)，在进行发动机节气门开度控制时通过查表来确定对应的数值。
79.根据所述总前馈开度和所述控制开度确定发动机节气门的目标开度之后，所述方法还包括：
80.s150、以所述目标开度作为调整目标，采用位置闭环控制方式对发动机节气门开度进行调整。
81.由于节气门自身除了驾驶系统会对其位置进行控制调整外，也会受到扰动等因素影响其位置，因而采用闭环控制方式对节气门开度进行调整，以保证节气门能够保持在目
标开度的位置上。在具体实施过程中，可采用一定的占空比对节气门开度进行位置闭环调整，以减少调整次数。
82.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种发动机节气门开度控制装置，如图4所示，包括：
83.第一前馈开度计算模块m110，用于根据发动机实际转速和发动机设定充量确定第一前馈开度；
84.总前馈开度计算模块m120，用于根据所述第一前馈开度确定总前馈开度；
85.控制开度计算模块m130，用于根据发动机设定充量和发动机实际充量确定控制开度；
86.目标开度计算模块m140，用于根据所述总前馈开度和所述控制开度确定发动机节气门的目标开度。
87.作为一种可选的实施方式，所述总前馈开度计算模块m120具体用于：
88.确定所述总前馈开度等于所述第一前馈开度；
89.作为另一种可选的实施方式，所述总前馈开度计算模块m120具体用于：
90.根据节气门后侧压力与节气门前侧压力的后前压比和预设标准进气流量确定第二前馈开度，并根据所述第一前馈开度和所述第二前馈开度确定所述总前馈开度。
91.可选地，根据所述第一前馈开度和所述第二前馈开度确定所述总前馈开度，包括：
92.根据所述第一前馈开度和发动机实际转速确定第一前馈开度权重和第二前馈开度权重；
93.将所述第一前馈开度权重乘以所述第一前馈开度的第一数值，以及所述第二前馈开度权重乘以所述第二前馈开度的第二数值求和，得到所述总前馈开度。
94.可选地，所述节气门后前压比是通过pt滤波算法对采集得到的原始节气门后前压比滤波后得到的；
95.其中滤波之前与滤波之后的后前压比的差值越大，滤波窗越小。
96.可选地，控制开度计算模块m130具体用于：
97.以所述发动机设定充量与所述发动机实际充量的差值作为输入，采用比例-积分-微分pid算法将计算得到的输出值确定为所述控制开度。
98.可选地，根据发动机实际转速和发动机设定充量确定第一前馈开度，包括：
99.通过预先设定的发动机实际转速、发动机设定充量与第一前馈开度三者的对应关系，确定所述发动机实际转速和所述发动机设定充量对应的第一前馈开度；
100.根据节气门后前压比和预设标准进气流量确定第二前馈开度，包括：
101.通过预先设定的节气门后前压比、预设标准进气流量与第二前馈开度三者的对应关系，确定所述节气门后前压比和所述预设标准进气流量对应的第二前馈开度；
102.根据所述第一前馈开度和发动机实际转速确定第一前馈开度权重和第二前馈开度权重，包括：
103.通过预先设定的第一前馈开度、发动机实际转速与第一前馈开度权重、第二前馈开度权重四者的对应关系，确定所述第一前馈开度和所述发动机实际转速对应的所述第一前馈开度权重和所述第二前馈开度权重。
104.可选地，所述装置还包括：
105.节气门开度控制模块m150，用于以所述目标开度作为调整目标，采用位置闭环控制方式对发动机节气门开度进行调整。
106.由于所述发动机节气门开度控制装置的具体工作原理与上文所述的发动机节气门开度控制方法基本一致，故可以参见对应方法的具体实施方式，此处不再赘述。
107.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。所述模块的划分仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
108.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
109.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图5所示，包括：处理器110和用于存储所述处理器110可执行指令的存储器120；其中，所述处理器110被配置为执行所述指令，以实现所述发动机节气门开度控制方法。
110.在具体实施过程中，所述设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异。例如所述设备可以包括一个或一个以上处理器110；所述设备可以一个或一个以上存储有应用程序131或数据132的存储器120和存储介质130。其中，存储器120和存储介质130可以是短暂存储或持久存储。存储在存储器120的应用程序131可以包括一个或一个以上所述模块(图5中未示出)，每个模块可以包括对发动机节气门开度控制装置中的一系列指令操作。更进一步地，处理器110可以设置为与存储介质130通信，在所述设备上执行存储介质130中的一系列指令操作。所述存储器120或存储介质130中还可以包括一个或一个以上的操作系统133，例如android、ios、linux、windows、mac os、unix、μc/os
‑ⅱ
、vxworks、freertos、mbed os、rtx等。所述设备还可以包括一个或一个以上电源(图5中未示出)所述设备还可以一个或一个以上有线网络接口141和/或无线网络接口142，一个或一个以上输入/输出接口143。
111.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被用于实现所述的发动机节气门开度控制方法。
112.本发明实施例提供的发动机节气门开度控制方法、装置、电子设备及存储介质，通过考虑了仅与发动机设定充量和发动机转速相关的第一前馈开度，从而能够使第一前馈开度对应的输出扭矩不受发动机进气系统和环境边界条件影响，使发动机输出的总扭矩更加直接。
113.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
114.本技术是参照根据本技术的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或
方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
115.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
116.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
117.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。