车辆的进气/排气阀的学习控制方法及其学习控制装置与流程

本发明涉及车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法和学习控制装置，尤其涉及能够防止在学习进气/排气阀的流入通道的变化面积时产生的噪声以避免车辆乘员的不适并改善车辆的适销性的学习控制方法和学习控制装置。

背景技术：

应用柴油发动机的车辆包括多个进气/排气阀。进气/排气阀的类型包括：废气再循环阀(egr阀)、空气控制阀(acv)、涡流控制阀(scv)等。

在这些之中，egr阀在使一些废气再循环到进气歧管以减少高温下废气中产生的nox的废气再循环(egr)系统中用于控制被再循环到发动机的进气侧的废气量。

然而，如果包括在废气中的各种不完全的燃烧材料通过egr被引入到发动机的进气侧中，烟灰在上述egr阀的流入通道的部分处沉积。因此，egr阀的流入通道不断变窄且再循环的废气量减少。因此，在对确定是否打开和关闭egr阀的控制图进行映射时，排放量可能超过参考值。

为防止这种情况，如图2(现有技术)所示，应用现有的柴油发动机的车辆每当发动机停止都强制地重复打开并关闭egr阀，且然后识别阀关闭状态中的阀的按压量，从而不断监测并学习egr阀的流入通道的烟灰沉积以及相应的egr阀的流入通道的面积。即，响应于由于烟灰沉积变窄的egr阀的流入通道的面积，改变控制egr阀的打开和关闭的控制图的映射值。

另外，涡流控制阀(scv)用于加快柴油车辆的燃烧室中的空气流。即，scv是安装在吸气孔中并改变阀的方向以将进气口变为涡流口或使用一般的进气口改善功率以及燃烧消耗率的阀。

为了减少柴油发动机的点火延迟，需要增加进气流速和火焰速度。如果燃烧室中的进气流速快，空气和燃料的混合良好且火焰速度也快。因此，如果快速地进行均匀地混合，会减少颗粒物质(pm)的生成。然而，一般的柴油发动机具有这样的问题：活塞的上下运动在低速行驶期间慢，且因此进气流速慢并难以实行平稳混合。

为了解决上述问题，现有的柴油发动机具有两个小的进气口并在一个进气口关闭的状态中使用scv操作发动机。例如，关闭scv以在流速低的怠速状态/中低负荷区(3000rpm或更少)中快速实行混合，且在高负荷区(3000rpm或更多)中打开scv以响应于充电效率的增加以及泵送损失的减少来增加发动机功率。

另外，空气控制阀(acv)用于减少点火开关关断时的柴油发动机的振动。例如，即使在点火开关关断之后，柴油发动机通过惯性操作。在这种情况下，提前喷射到发动机中的燃料通过如上所述的发动机的操作燃烧。如上所述，振动通过点火开关关断之后产生的发动机的燃烧而产生。为了防止该问题，需要切断在点火开关关断时暂时供应到发动机的进气。实行该作用的阀是空气控制阀(acv)。

然而，包括在废气中的各种不完全的燃烧材料通过egr吸入进气歧管中。在这种情况下，一些油雾被吸入到scv和acv的流入通道，且因此流入通道不断变窄。因此，在对确定是否打开和关闭scv和acv的控制图进行映射时，排放量可能超过参考值。

为了防止该问题，如图3(现有技术)所示，应用现有的柴油发动机的车辆每当发动机停止时强制地重复打开和关闭scv和acv，且然后识别阀关闭状态中阀的按压量，从而不断监测并学习scv和acv的流入通道的杂质沉积以及相应的scv和acv的流入通道的面积。即，响应于由于杂质沉积而变窄的scv和acv的流入通道的面积，改变控制scv和acv的打开和关闭的控制图的映射值。

如上所述，每当点火开关关断，应用现有的柴油发动机的车辆的进气/排气阀(egr阀、scv、acv等)学习流入通道的变化的面积。即，响应于流入通道的变化的面积，改变控制图的映射值。另外，在改变流入通道的面积之前，多次打开和关闭进气/排气阀(egr阀、scv、acv等)以捕集杂质且然后进行学习，从而使流入通道的变化的面积的误差最小化(参见例如图1(现有技术))。

然而，在学习期间以及学习之前的打开和关闭期间产生不必要的噪声，这使得车辆乘员会经历不适，且车辆的适销性会减小。

技术实现要素：

本发明的实施例涉及车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法及其学习控制装置，该方法和装置能够在发动机操作期间学习进气/排气阀的流入通道的面积的变化且在学习之前减少进气/排气阀的打开和关闭频率。

本发明的其它目的和优点可以通过下面的描述来理解，且参考本发明的实施例变得显而易见。

本发明的实施例提供了一种车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法，包括：状态确定步骤，其通过控制器确定车辆状态是否满足学习进入条件；学习频率确定步骤，其在车辆状态满足学习进入条件时，通过控制器确定在车辆起动之后学习频率是否小于预设的参考频率；变化学习步骤，其在车辆起动之后行驶时的学习频率小于预设的参考频率时，通过控制器学习由于杂质沉积而变化的进气/排气阀的流入通道的面积；以及脱离条件确定步骤，其在学习步骤之后通过控制器确定车辆状态是否满足学习脱离条件。

状态确定步骤包括第一状态确定步骤，其通过控制器确定发动机是否在工作；第二状态确定步骤，其在发动机正在工作时，通过控制器确定当前的车辆速度是否超过预设的参考车辆速度；以及第三确定步骤，其在当前的车辆速度超过预设的参考车辆速度时，通过控制器确定车辆是否正在滑行。

在第三状态确定步骤中，当加速器踏板的打开值为0且燃料没有被喷射到发动机中时，确定为车辆正在滑行。

变化学习步骤包括行驶模式分析步骤，其通过控制器形成由车辆的行驶循环和车辆的一次行驶期间车辆速度的比率组成的表。

变化学习步骤包括行驶倾向推导步骤，其在行驶模式分析步骤之后，利用表，通过控制器根据是否满足预设的数学式推导行驶倾向。

在行驶倾向推导步骤中，当表的值满足下列数学式时，行驶倾向被推导为低速倾向x

在行驶倾向推导步骤中，当表的值满足下列数学式时，行驶倾向被推导为第一中低速倾向y1

在行驶倾向推导步骤中，当表的值满足下列数学式时，行驶倾向被推导为第二中低速倾向y2

在行驶倾向推导步骤中，当表的值满足下列数学式时，行驶倾向被推导为高速倾向z

变化学习步骤包括行驶倾向确定步骤，其通过控制器确定在行驶倾向推导步骤中导出的行驶倾向是否为低速倾向x或第一中低速倾向y1。

变化学习步骤包括第一打开和关闭步骤，其在行驶倾向推导步骤中导出的行驶倾向为低速倾向x或第一中低速倾向y1时，以预设的第一参考频率a打开和关闭进气/排气阀。

学习变化步骤包括第一学习步骤，其在第一打开和关闭步骤之后，在进气/排气阀的流入通道的面积的基础上，改变进气/排气阀的控制图的映射值。

变化学习步骤包括第二打开和关闭步骤，其在行驶倾向推导步骤中导出的行驶倾向不是低速倾向x或第一中低速倾向y1时，通过控制器以预设的第二参考频率b打开和关闭进气/排气阀，并且预设的第二参考频率b小于预设的第一参考频率a。

变化学习步骤包括第二学习步骤，其在第二打开和关闭步骤之后，在进气/排气阀的流入通道的面积的基础上，通过控制器改变进气/排气阀的控制图的映射值。

脱离条件确定步骤的学习脱离条件为加速器踏板的打开值超过预设的参考打开值或从发动机的燃料喷射重新开始。

根据本发明的存储介质存储车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法。

本发明的另一实施例提供了一种车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制装置，其包括：存储介质，其存储有车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法；感测单元，其被配置为感测发动机是否在工作、当前的车辆速度以及加速器踏板和制动踏板是否被操作；进气/排气阀，其被配置为控制车辆的吸气或排气体积；以及控制器，其被配置为通过使用由感测单元感测的发动机是否在工作，当前的车辆速度，以及加速器踏板和制动踏板是否被操作，根据存储在存储介质中的车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法，控制是否打开和关闭进气/排气阀以及打开和关闭频率，并且根据进气/排气阀的通过流量的变化来改变控制进气/排气阀的映射值。

感测单元包括：发动机状态传感器，其被配置为感测发动机是否在工作以及燃料是否被喷射；车辆速度传感器，其被配置为感测车辆速度；加速器踏板位置传感器(aps)，其被配置为感测加速器踏板是否被操作；以及制动踏板位置传感器(bps)，其被配置为感测制动踏板是否被操作。

进气/排气阀包括以下部件中的至少一个：废气再循环阀(egr阀)，其被配置为控制从发动机排出的废气中再循环到进气侧的废气的量；空气控制阀(avc)，其被配置为在点火开关关断之后切断吸入以防被引入到发动机中；以及涡流控制阀(scv)，其被配置为安装在发动机的进气口中以加速燃烧室内的空气流动。

附图说明

图1至图3(现有技术)是用于描述现有技术的问题的视图。

图4a至图4b描述根据本发明的示例性实施例的车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法的流程图。

图5至图6是用于描述根据本发明的示例性实施例的车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法中的进气/排气阀的打开和关闭的视图。

图7是根据本发明的示例性实施例的车辆的进气/排气阀的学习控制装置的方框图。

具体实施方式

应该理解，如本文所用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语通常包括机动车辆，如包括运动型多用途车(suv)、公共车辆、卡车、各种商用车辆的客用汽车，包括各种小船、轮船的船只，飞机等等，且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆，氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，源于石油之外的资源的燃料)。如本文所指的混合动力车辆是有两种或多种功率源的车辆，例如以汽油动力和电动力为功率源的车辆。

本文所用的术语仅为了描述特定实施例的目的，且并非为了限制本发明。如本文所用的单数形式“一种/个(a/an)”、以及“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。应该进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包括的”限定了所述特征、整数、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。如本文所用的术语“和/或”包括关联所列项中的一个或多个的任一组合和所有组合。贯穿本说明书，除非有明确相反描述，词“包括”及其诸如“包括(comprises)”或“包括的(comprising)”等变化应理解为暗含包括所述元件但不排除任何其它元件。此外，在本说明书中所述的术语“单元”、“-器”、“-机”和“模块”意为用于处理至少一种功能和操作的单元，且可以通过硬件部件或软件部件及其组合实施。

另外，本发明的控制逻辑在计算机可读介质上可实施为非瞬时计算机可读媒体，所述计算机可读介质包括由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读媒体的实例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡和光数据存储装备。计算机可读介质也可以在网络耦合的计算机系统中分布，使得以分布式方式例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(can)存储并执行计算机可读媒体。

图4a至图4b描述根据本发明的示例性实施例的车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法的流程图，图5和图6是用于描述根据本发明的示例性实施例的车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法中的进气/排气阀的打开和关闭的视图。参考图4a至图4b以及图5，根据本发明的示例性实施例的车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法包括：状态确定步骤(s100)、学习频率确定步骤(s200)、变化学习步骤(s300)，以及脱离条件确定条件(s400)。上述步骤及其子步骤优选通过控制器实施，例如图7所述的控制和学习单元400。

在状态确定步骤(s100)中，确定车辆状态(尤其是柴油车辆的状态)是否满足学习进入条件。状态确定步骤(s100)包括第一状态确定步骤(s110)、第二状态确定步骤(s120)，以及第三状态确定步骤(s130)。

在第一状态确定步骤(s110)中，确定发动机(尤其是柴油发动机)是否正在工作。本发明的目的是防止由于点火开关关断之后学习而引起的噪声。为此，在发动机正在工作时进行学习。为了这个目的，确定发动机是否正在工作。

在第二状态确定步骤(s120)中，当发动机正在工作时，确定当前的车辆速度是否超过预设的参考车辆速度。这是为了防止在车辆一进入滑行就改变为一般行驶的区段(例如，城市或低速区段周围行驶)中进行学习。即，在发动机工作期间需要花很多的时间进行学习，且因此在城市或低速区段周围行驶时学习可能不完整。预设的参考车辆速度可设为50km/hr，但不一定局限于此。因此，预设的参考车辆速度可根据车辆的种类、设计者的意图等等不同地进行设置。

在第三状态确定步骤(s130)中，在当前的车辆速度超过预设的参考车辆速度时，确定车辆是否正在滑行。在这种情况下，当加速器踏板的打开值为0且燃料没有被喷射到发动机中时，确定车辆是否正在滑行。滑行为没有操作加速器踏板且没有来自发动机的燃料喷射的状态。即，滑行为车辆仅通过惯性行驶的状态(在这种情况下，前提是，也没有操作制动踏板)。即，由于没有燃料喷射，发动机中没有产生燃烧。

因此，即使关闭进气/排气阀(废气再循环(egr)阀、涡流控制阀(scv)、空气控制阀(acv)等)以用于学习，车辆也不会难以行驶。因此，为了仅当车辆正在滑行时进行学习，在第三状态确定步骤(s130)中，确定车辆是否正在滑行。

在学习频率确定步骤(s200)中，当车辆状态满足学习进入条件时，确定在车辆起动之后学习频率m是否小于预设的参考频率。即，当在一次行驶(一个行驶循环，即，从点火开关接通到点火开关关断的区段)时频繁滑行时，存在这样的问题：每当进行滑行，在学习进行时进气/排气阀(egr阀、scv、acv等)及相关部件的耐用性恶化。为了防止该问题，将一次行驶时的学习频率m限定于预设的参考频率。预设的参考频率可设为三次，但不一定局限于此。因此，预设的参考频率可根据设计者的意图不同地设置。

在变化学习步骤(s300)中，当在车辆起动之后行驶时的学习频率小于预设的参考频率时，学习由于杂质沉积而变化的进气/排气阀的流入通道的面积。即，车辆行驶时包括在废气中的各种不完全的燃烧材料通过egr被吸入进气歧管中。在这种情况下，egr阀的流入通道的一部分被烟灰覆盖且一些油雾被吸入scv和acv的流入通道，使得流入通道可不断变窄。

因此，egr阀的流入通道不断变窄且再循环的废气量减少。另外，在映射确定是否打开和关闭scv和acv的控制图时，排放量可能超过参考值。

因此，为了解决上述问题，学习在一次行驶(一个行驶循环，即，从点火开关接通到点火开关关断的区段)时在每个滑行区段处由于杂质沉积而变化的进气/排气阀的流入通道的面积(然而，如上所述，学习频率限于预设频率)。

变化学习步骤(s300)包括行驶模式分析步骤(s310)、行驶倾向推导步骤(s320)、行驶倾向确定步骤(s330)、第一打开步骤(s340)、第一学习步骤(s350)、第二打开步骤(s360)，和第二学习步骤(s370)。

在行驶模式分析步骤(s310)中，形成由车辆的行驶循环和车辆的一次行驶时的车辆速度的比率组成的表。该表可形成为下列表1。

[表1]

以下将详细描述表1。

a_n和b_n基于第一参考速度v_1被区分，且b_n和c_n基于第二参考速度v_2被区分。第一参考速度v_1和第二参考速度v_2可根据设计者的意图等不同地设置。

例如，第一参考速度v_1可设为50km/hr且第二参考速度v_2可设为100km/hr。在这种情况下，当车辆以小于50km/hr行驶的比率为33.3％，车辆以50km/hr以上且小于100km/hr行驶的比率为33.3％，车辆以100km/hr或更多行驶的比率为33.3％时，a_1＝33.3，b_1＝33.3，且c_1＝33.3。随着车辆的行驶循环增加，上述表1的垂直轴的数据增加，使得可更精确地分析车辆的行驶模式。

在行驶倾向推导步骤(s320)中，在行驶模式分析步骤(s310)之后，根据是否满足使用表1的预设数学式推导出行驶倾向。在行驶倾向推导步骤(s320)中，当上述表1的值满足下列数学式1时，行驶倾向被推导为低速倾向x。

[数学式1]

另外，在行驶倾向推导步骤(s320)中，当上述表1的值满足下列数学式2时，行驶倾向被推导为第一中低速倾向y1。

[数学式2]

另外，在行驶倾向推导步骤(s320)中，当上述表1的值满足下列数学式3时，行驶倾向被推导为第二中低速倾向y2。

[数学式3]

另外，在行驶倾向推导步骤(s320)中，当上述表1的值满足下列数学式4时，行驶倾向被推导为高速倾向z。

[数学式4]

以下将通过实例的方式描述行驶倾向推导步骤s320。

例如，如上所述，假设在一次行驶循环中a_1＝33.3，b_1＝33.3，且c_1＝33.3。在这种情况下，根据上述数学式1，33.3/1＝33.3且因此不满足上述数学式1。另外，根据上述数学式2，33.3/1+33.3/1＝66.6且因此也不满足上述数学式2。另外，根据上述数学式4，33.3/1+33.3/1＝66.6且因此也不满足上述数学式4。

然而，根据上述数学式3，33.3/1+33.3/1＝66.6且因此满足上述数学式3。因此，可确定根据上述实例的行驶模式的驾驶员是第二中低速倾向y2的驾驶员。

在行驶倾向确定步骤(s330)中，确定在行驶倾向推导步骤(s320)中导出的行驶倾向是低速倾向x或第一中低速倾向y1。原因是沉积在进气/排气阀中的杂质(烟灰等)量根据驾驶员的行驶倾向是否为低速倾向x或第一中低速倾向y1还是第二中低速倾向y2或高速倾向z而改变。即，在学习进气/排气阀的流入通道的面积之前打开和关闭进气/排气阀的频率可根据沉积在进气/排气阀中的杂质(烟灰等)量改变。因此，能够根据进气/排气阀的打开和关闭来减小噪声。为了这个目的，首先，需要确定驾驶员的行驶倾向。

在第一打开步骤(s340)中，当在行驶倾向推导步骤(s320)中导出的行驶倾向是低速倾向x或第一中低速倾向y1时，以第一参考频率a打开和关闭进气/排气阀，且在第一学习步骤(s350)中，进气/排气阀的控制图的映射值在第一打开和关闭步骤(s340)之后进气/排气阀的流入通道的面积的基础上变化。

另外，在第二打开步骤(s360)中，当在行驶倾向推导步骤(s320)中导出的行驶倾向不是低速倾向x或第一中低速倾向y1时，以第二参考频率b打开和关闭进气/排气阀，且在第二学习步骤(s370)中，进气/排气阀的控制图的映射值在第二打开和关闭步骤(s360)之后进气/排气阀的流入通道的面积的基础上变化。

在这种情况下，预设的第二参考频率b优选设为小于预设的第一参考频率a。预设的第一参考频率a和预设的第二参考频率b可根据设计者的意图等不同地设置。例如，预设的第一参考频率a可设为三次(参考图5)且预设的第二参考频率b也可设为一次(参考图6)。

即，由于低速行驶区段中不完全的燃烧，大量的杂质(烟灰等)包括在发动机的爆发冲程之后排出的废气中。因此，如果杂质(烟灰等)通过egr被引入发动机的进气侧，大量的杂质在进气/排气阀(egr阀、acv、scv)的流入通道的部分处沉积。因此，在第一打开/关闭步骤(s340)中，以第一参考频率a打开和关闭进气/排气阀(egr阀、acv、scv)以移除或捕集杂质(烟灰等)，且然后进气/排气阀的控制图的映射值在进气/排气阀的流入通道的面积的基础上变化。

另外，由于在高速行驶区段不彻底的燃烧材料的数量小，少量的杂质(烟灰等)包括在发动机的爆发冲程之后排出的废气中。另外，出现的杂质(烟灰等)通过出口平稳地排出。由于杂质通过egr被引入发动机的进气侧，因此在进气/排气阀(egr阀、acv、scv)的流入通道的部分中沉积的杂质(烟灰等)的量小，在第二打开和关闭步骤(s360)中，以预设的第二参考频率b打开和关闭进气/排气阀就足够。然后，在第二学习步骤(s370)中，进气/排气阀的控制图的映射值在进气/排气阀的流入通道的面积的基础上变化。

在脱离条件确定步骤(s400)中，在学习步骤(s300)之后，确定车辆状态是否满足学习脱离条件。脱离条件确定步骤(s400)的学习脱离条件可为加速器踏板的打开值超过预设的参考打开值或重新开始从发动机喷射燃料。原因是当滑行结束时，即，当驾驶员踩上加速器踏板以重新开始从发动机喷射燃料时，滑行期间的学习可立即停止且车辆可平稳地行驶。否则，由于车辆的响应性延迟，车辆的适销性减小的问题等会产生。因此，需要条件来提前防止该问题。

图7是根据本发明的示例性实施例的车辆的进气/排气阀的学习控制装置的方框图。参考图7，根据本发明的示例性实施例的车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制装置包括存储介质100，存储有车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法；感测单元200，其被配置为感测发动机是否在工作、当前的车辆速度，以及加速器踏板和制动踏板是否被操作；进气/排气阀300，其被配置为控制车辆的吸气或排气体积；以及控制和学习单元400(即，控制器)，其被配置为控制进气/排气阀300是否打开和关闭，且根据存储在存储介质100中的车辆的进气/排气阀的打开或关闭的学习控制方法控制打开和关闭频率，并根据进气/排气阀300的通过流量的变化，通过使用由感测单元200感测的发动机是否在工作、当前的车辆速度，和加速器踏板和制动踏板是否被操作来改变控制进气/排气阀300的映射值。

感测单元200包括发动机状态传感器210，其被配置为感测发动机是否在工作以及燃料是否被喷射；车辆速度传感器220，其被配置为感测车辆速度；加速器踏板位置传感器(aps)230，其被配置为感测加速器踏板是否被操作；以及制动踏板位置传感器(bps)240，其被配置为感测制动踏板是否被操作。

进气/排气阀300包括以下中的至少一个：废气再循环阀(egr阀)310，其被配置为控制从发动机排出的废气中再循环到进气侧的废气量；空气控制阀(acv)320，其被配置为在点火开关关断之后切断吸入以防被引入发动机中；以及涡流控制阀(scv)330，其被配置为安装在发动机的进气口中以加速燃烧室内的空气流动。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，能够通过在发动机操作期间学习进气/排气阀的流入通道的面积的变化且在学习之前减少进气/排气阀的打开和关闭频率来防止由于学习时产生的噪声而引起的车辆乘员的不适以及车辆的适销性减小。

上述示例性实施例仅为实例以允许本发明所属领域的普通技术人员(以下称为本领域技术人员)容易实践本发明。因此，本发明不限于上述示例性实施例和附图，且因此，本发明的范围不限于上述示例性实施例。因此，对于本领域技术人类来说显而易见的是，替代、修改和变化可以在不偏离如所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下作出且也可以属于本发明的范围。