车辆排放控制装置和方法、计算机可读存储介质及车辆与流程

1.本发明涉及一种车辆排放控制装置和方法。本发明还涉及存储有用于执行该方法的指令的计算机可读存储介质及具有该车辆排放控制装置的车辆。


背景技术：

2.现有的车辆特别是柴油车辆的发动机面临关于实际道路排放的巨大挑战。实际道路排放的关键因素在于nox排放控制特别是nox峰值控制。为了降低nox排放峰值，车辆中引入发动机进气控制来降低nox峰值。该发动机进气控制的工作原理是基于发动机进气的增压压力偏差(目标增压压力与实际增压压力之间的偏差)来降低目标新鲜空气进气量，从而补偿egr(废气再循环)率来降低nox峰值。如果增压压力偏差变大，则目标新鲜空气进气量减少，再循环废气进气量增多，这意味着发动机进气控制增强。更强的发动机进气控制将减少nox排放，但是会带来更高的油烟排放并弱化车辆驾驶性能。
3.混合动力车辆是由传统发动机和电机共同提供动力来源的新一代新能源汽车，具有低排放、低油耗、高动力输出等优点。根据电机与发动机的功率比例，混合动力车辆可以分为弱混、中混和强混。48v系统作为弱混技术中的一种，得到越来越多的应用。48v系统包括电机、48v电池以及dcdc转换器。电机由发动机皮带驱动，可以为发动机提供附加扭矩，还可以用于起动发动机，并且在车辆制动和滑行时可以回收能量。对于配有48v系统的柴油车辆来说，48v系统对与车辆排放相关的控制也能够基于发动机进气的增压压力偏差来降低nox峰值。该控制的工作原理是基于该增压压力偏差通过增大brm(助力回收电机)助力来降低发动机负载，从而降低nox峰值。增压压力偏差越大，brm助力越大，更大的brm助力能够降低nox峰值，同时补偿因增压压力偏差引起的驾驶性能降低。
4.如上所述，为了控制车辆排放，发动机进气控制将因减少新鲜空气进气量而弱化驾驶性能，而48v系统控制将增强驾驶性能，因此现有的车辆中两种控制方式彼此独立运行，以避免驾驶性能不能达到最佳。为此，需要一种改进的车辆排放控制装置和方法。


技术实现要素：

5.为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种在控制车辆排放的同时优化驾驶性能的车辆排放控制装置。
6.根据一方面，本发明提供了一种车辆排放控制装置，所述车辆具有发动机以及具有电池和电机的电驱动系统如48v系统，所述车辆排放控制装置包括：发动机排放控制单元，其配置为根据发动机进气的增压压力偏差来控制发动机进气，其中增压压力偏差是目标增压压力和实际增压压力之间的偏差；和电驱动系统排放控制单元，其配置为根据发动机进气的增压压力偏差来控制电驱动系统的助力；其中，发动机排放控制单元和电驱动系统排放控制单元彼此协调以在控制车辆排放的同时优化驾驶性能。
7.根据第二方面，本发明提供了一种车辆排放控制方法，所述车辆包括发动机以及具有电池和电机的电驱动系统，所述方法包括以下步骤：获取发动机进气的增压压力偏差，
所述增压压力偏差是目标增压压力和实际增压压力之间的差；判断增压压力偏差是否超过预定阈值，如果增压压力偏差超过预定阈值，则使发动机进气控制与电驱动系统的助力控制彼此协调来在控制车辆排放的同时优化驾驶性能。
8.根据第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令在运行时用于执行前述车辆排放控制方法。
9.根据第四方面，本发明提供了一种车辆，其包括发动机、具有电池和电机的电驱动系统和前述车辆排放控制装置。
10.本发明通过使发动机排放控制单元和48v系统排放控制单元相互作用，使得在满足车辆排放要求的前提下增强车辆驾驶性能。
附图说明
11.图1是根据本发明一个实施例的车辆排放控制装置的示意图；
12.图2是根据本发明一个实施例的车辆排放控制方法的流程示意图；
13.图3是图2所示方法的示例性步骤。
具体实施方式
14.下面参考附图详细描述根据本发明的示例性实施例。
15.图1是根据本发明一个实施例的车辆排放控制装置的示意图。该车辆排放控制装置用于控制发动机10的进气进而控制nox排放。该车辆包括发动机以及具有电池和电机的电驱动系统。
16.如图1所示，车辆排放控制装置包括发动机排放控制单元1和电驱动系统排放控制单元2，两者彼此协调来在控制车辆排放的同时优化驾驶性能。
17.发动机排放控制单元1配置为根据发动机进气的增压压力偏差来控制发动机进气，该增压压力偏差是发动机进气的目标增压压力和实际增压压力之间的偏差，该发动机进气包含来自外界的新鲜空气以及车辆的再循环废气(egr)。电驱动系统排放控制单元2配置为根据发动机进气的增压压力偏差来控制电驱动系统的助力。
18.发动机排放控制单元1被配置为获取与进气控制相关的当前的进气控制因子fa并对其弱化，以通过增加新鲜空气进气量和可选地减少egr进气量来提高驾驶性能，该进气控制因子fa基于nox排放等而设定。例如，发动机排放控制单元1可以利用当前进气控制因子计算器3根据发动机进气的增压压力偏差来计算当前进气控制因子fa。或者，发动机排放控制单元1可以从其它处理单元获取当前的进气控制因子fa。另外，发动机排放控制单元1通过进气控制因子弱化器4弱化当前的进气控制因子fa，以降低其占比从而减小影响力。进气控制因子fa的范围为0-1，其中0代表不工作，1代表满负荷工作，该范围可以通过线性偏差计算。进气控制因子弱化器4可以通过将进气控制因子fa乘以与助力控制因子fb(见后面描述)相关联的弱化系数来弱化，该弱化系数比如是1-fb。在将进气控制因子fa乘以(1-fb)来获得弱化后的进气控制因子fa的情况下，若助力控制因子fb为1，则进气控制因子fa为0，这意味着发动机排放控制单元1不工作。若助力控制因子fb为0，则进气控制因子fa为1，这意味着发动机排放控制单元1满负荷工作。若助力控制因子fb介于0-1之间，则进气控制因子fa被相应地弱化。然而，根据实际需要，该弱化系数也可以采取其它值。
19.发动机排放控制单元1还可以包括校正器5以进一步校正弱化后的进气控制因子fa。校正器5可以通过将弱化后的进气控制因子fa乘以范围在0-1之间的校正系数k来实现校正，该校正系数k被选择为使得车辆排放和驾驶性能之间的耦合进一步优化，从而使驾驶性能达到最优。校正后的进气控制因子fa反馈至当前的进气控制因子fa并被发送至进气控制器6来控制发动机进气，以增加新鲜空气量和可选地减少egr量，从而提高驾驶性能。
20.电驱动系统排放控制单元2被配置为获取与助力控制相关的助力控制因子fb，该助力控制因子fb基于车辆排放和驾驶性能等而设定。例如，电驱动系统排放控制单元2可以设有计算器7，用于根据发动机进气的增压压力偏差来计算助力控制因子fb。或者，电驱动系统排放控制单元2可以从其它处理单元获取助力控制因子fb。助力控制因子fb的范围为0-1，其中0代表不工作，1代表满负荷工作，该范围可以通过线性偏差计算。该助力控制因子fb可以输入至助力控制器8来增大电驱动系统的助力回收电机9的助力，从而减小发动机10的负载，降低nox排放。
21.如上所述，发动机排放控制单元1与电驱动系统排放控制单元2相互作用，两者联动、彼此协调。尤其是，发动机排放控制单元1的进气控制被电驱动系统排放控制单元2的助力控制减弱，从而在满足车辆排放要求的同时增加新鲜空气量以优化驾驶性能。
22.上述电驱动系统可以是48v(弱混)系统、中混系统或强混系统。例如，本发明可以适用于hev(混动)、mhev(轻混)、phev(插电混)和reev(增程式)混合动力车辆。
23.下面参照图2来描述根据本发明一个实施例的车辆排放控制方法。该方法可以包括以下步骤：
24.s0：开始
25.s1：获取发动机进气的增压压力偏差
26.s2：判断该增压压力偏差是否超过预定阈值？若是，则行进到s3；若否，则返回s1
27.s3：获取当前进气控制因子fa和助力控制因子fb
28.s4：利用助力控制因子fb来弱化当前进气控制因子fa
29.s5：校正弱化后的进气控制因子fa并将其反馈至当前进气控制因子fa
30.s6：结束
31.其中，在步骤s1中，该增压压力偏差是发动机进气的目标增压压力和实际增压压力之间的偏差。
32.在步骤s3中，进气控制因子fa基于nox排放等而设定，助力控制因子fb基于车辆排放和驾驶性能等而设定。如图3所示，可以通过将当前进气控制因子fa乘以(1-fb)来获得弱化后的进气控制因子fa，以降低其占比从而减小影响力。若助力控制因子fb为1，则进气控制因子fa为0，这意味着发动机排放控制单元1不工作。若助力控制因子fb为0，则进气控制因子fa为1，这意味着发动机排放控制单元1满负荷工作。若助力控制因子fb介于0-1之间，则进气控制因子fa被相应地弱化。
33.在步骤s4中，如图3所示，可以通过将弱化后的进气控制因子fa乘以校正系数k来获得最终的进气控制因子fa，k的范围为0-1，该校正系数k被选择为使得车辆排放和驾驶性能之间的耦合进一步优化，从而使驾驶性能达到最优。该最终的进气控制因子fa用来控制发动机进气。然而，本领域技术人员可以想到的是，该校正步骤可以根据情况而省略。
34.在上述车辆排放控制方法中，通过利用助力控制因子fb来弱化进气控制因子fa，
从而增加新鲜空气进气量和可选地减少egr进气量，在控制车辆排放的同时避免驾驶性能被不利地降低，从而获得最佳驾驶性能。
35.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，这些指令在被执行时用于运行上述车辆排放控制方法。该计算机可读存储介质包括但不限于硬盘、光存储设备、磁存储设备、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存等。
36.本发明还提供一种车辆，其包括发动机100、电驱动系统和上述车辆排放控制装置，该电驱动系统包括电池和电机。
37.另外，本领域技术人员可以想到的是，本发明所述的车辆可包括广义上的运输装置，例如卡车、轿车、摩托车、拖车、公交车、火车、电车、飞机、船只、缆绳运输、空中缆车、无人驾驶飞机、航天器或其他类似的人工操作的或无人驾驶的运输装置。
38.尽管这里详细描述了本发明的具体实施方式，但它们仅仅是示例性的而不应解释为对本发明的范围构成限制。此外，本领域技术人员应当清楚，本说明书所描述的各实施例可以相互组合。在不脱离本发明精神和范围的前提下，可以预想到各种替换、变更和组合。