一种车辆的控制方法、控制器及控制装置与流程

本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种车辆的控制方法、控制器及控制装置。

背景技术：

1、空气中50％左右的污染物来自车辆的排气，重型柴油机排气污染是车辆排气污染的源头之一，其中，nox(氮氧化物)排放一直是重型柴油机排气污染物关注的一个重点。当前与重型柴油机nox排放控制相关的装置主要有egr和scr，发动机停缸技术是未来降低油耗和排放的新发展方向。

2、egr即废气再循环系统，其安装于发动机本体上，该装置可将排气歧管中的废气重新导入进气歧管。由于废气中含大量co2、h2o气体，比热容较高，其重新导入新鲜空气当中使得可燃混合气的比热容升高，在做功冲程释放的热量相同的情况下，缸内温升变小，由于nox的生成需要高温富氧环境，温升降低使得发动机缸内nox的排放减少。egr装置内设电磁比例阀(下称egr阀)，可以控制流入进气歧管中废气的量，egr阀开度越大，做功冲程缸内温升越小，nox生成速率降低，但是会使得颗粒、碳烟排放增加且油耗升高，因此不宜将开度设置过大。此外，egr装置自身的nox减排效果相对有限。

3、scr即选择性催化还原系统，其布置在发动机排气系统当中，scr系统需要额外供应尿素水溶液，它将喷入的尿素水溶液水解为nh3，nh3与发动机排气中的nox发生催化还原反应，将有毒气体nox还原为无毒的氮气n2和水h2o。但上述催化还原反应需要在排气温度180℃以上的环境下进行，在低于180℃的条件下，反应不充分，nox转化效率低，且会产生nh3泄露，额外产生排气污染。为了使排气温度尽快升高，可以在scr前布置电加热器。

4、发动机停缸技术，即通过切断部分气缸的燃油供给、点火和进排气，停止其工作，使剩余工作气缸负荷率增大，以提高效率，降低燃油消耗，提高排气温度，从结果来看，部分条件下还可实现降低nox排放。但若停止工作的气缸过多，会导致发动机振动剧烈，扭矩输出不稳定，nox排放增加等问题。

5、然而，目前基于egr和scr的发动机停缸技术实现nox排放的控制方法，egr装置技术陈旧，nox减排有限，容易恶化颗粒和碳烟排放，增加油耗；scr装置在排气温度较低的条件下效率很低，无法有效降低nox，尤其在低温、低负荷工况；发动机停缸过多易导致扭矩输出不稳定，nox排放增加。

技术实现思路

1、本发明提供了一种车辆的控制方法、控制器及控制装置，实现有效控制车辆污染物的排放，满足排放要求的同时降低油耗，降低车辆的动力损失。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车辆的控制方法，包括：

3、实时获取车辆运行参数；其中，车辆运行参数包括水温、油温、排温、转速、扭矩和油门开度；

4、将车辆运行参数进行排放油耗控制策略分析，实时控制发动机的工作缸数、控制废气再循环系统的阀开度和控制加热器的开启状态。

5、实施本发明实施例，实时获取水温、油温、排温、转速、扭矩和油门开度等车辆运行参数，将车辆运行参数进行排放油耗控制策略分析，实时控制发动机的工作缸数、控制废气再循环系统的阀开度和控制加热器的开启状态。通过排放油耗控制策略分析，兼顾污染物的排放和油耗，并进行相应的控制发动机的工作缸数、废气再循环系统的阀开度和加热器的开启状态，有效控制车辆污染物的排放，氮氧化物的排放与油耗的同时降低，即满足污染物排放标准，还降低车辆油耗，避免出现发动机停缸过多易导致的扭矩输出不稳定的情况，降低车辆动力损失的目标，并减少现有技术仅应用单个技术的场景时出现的负面效果。

6、作为优选方案，将车辆运行参数进行排放油耗控制策略分析，实时控制发动机的工作缸数、控制废气再循环系统的阀开度和控制加热器的开启状态，具体为：

7、将水温和油温进行冷热机工况判定，获得冷热机工况判定结果；

8、当冷热机工况判定结果满足热机状态条件时，对转速和扭矩进行瞬稳态工况判定，并基于瞬稳态工况判定结果和油门变化方向情况，控制发动机的工作缸数、控制废气再循环系统的阀开度和控制加热器的开启状态；

9、当冷热机工况判定结果满足冷机状态条件时，对转速和扭矩进行瞬稳态工况判定，基于瞬稳态工况判定结果，控制发动机的工作缸数，并控制废气再循环系统的阀开度为第一预设阀开度值，并基于排温，控制加热器的开启状态。

10、作为优选方案，对转速和扭矩进行瞬稳态工况判定，具体为：

11、根据转速和扭矩，判断是否满足稳态工况条件；其中，稳态工况条件具体为：转速和扭矩在预设时间段内的变化范围值均不超过预设变化阈值；

12、若是，则瞬稳态工况判定结果为稳态工况；

13、若否，则瞬稳态工况判定结果为瞬态工况。

14、作为优选方案，基于瞬稳态工况判定结果和油门变化方向情况，控制发动机的工作缸数、控制废气再循环系统的阀开度和控制加热器的开启状态，具体为：

15、若瞬稳态工况判定结果为稳态工况，则基于转速和扭矩，确定转速区间和负荷区间；基于转速区间、负荷区间和第一工作缸数控制策略，控制发动机的工作缸数；基于转速区间、负荷区间和第一阀开度控制策略，控制废气再循环系统的阀开度；基于排温，控制加热器的开启状态；

16、若瞬稳态工况判定结果为瞬态工况，则根据油门变化方向情况和油门开度，确定油门变化量值，基于油门变化量值和油门开度，控制发动机的工作缸数、控制废气再循环系统的阀开度和控制加热器的开启状态。

17、作为优选方案，根据油门变化方向情况和油门开度，确定油门变化量值，具体为：

18、当油门变化方向情况为油门增加时，将稳态需求开度和油门开度进行油门变化量计算，得到油门变化量值，公式为：

19、

20、其中，i为油门变化量值，a为油门开度，s为稳态需求开度。

21、作为优选方案，基于转速和扭矩，确定转速区间和负荷区间，具体为：

22、根据转速、怠速和最大空车转速，确定归一化转速；

23、基于归一化转速和第一区间判定条件，确定转速区间；其中，转速区间包括低转速区间、中转速区间和高转速区间；

24、基于转速和扭矩，确定当前负荷；

25、基于当前负荷和第二区间判定条件，确定负荷区间；其中，转速区间包括低负荷区间、中负荷区间和高负荷区间。

26、作为优选方案，基于油门变化量值和油门开度，控制发动机的工作缸数、控制废气再循环系统的阀开度和控制加热器的开启状态，具体为：

27、当油门开度为预设油门开度值时，控制发动机的所有气缸的气门常开，控制废气再循环系统的阀开度为第二预设阀开度值，并基于排温，控制加热器的开启状态；

28、当油门开度不为预设油门开度值时，对转速和扭矩进行瞬稳态工况判定，并基于瞬稳态工况判定结果和油门变化方向情况，控制发动机的工作缸数、控制废气再循环系统的阀开度和控制加热器的开启状态；

29、当油门变化量值不低于预设油门变化阈值时，基于转速和扭矩，确定转速区间和负荷区间；基于转速区间、负荷区间和第二工作缸数控制策略，控制发动机的工作缸数；基于转速区间、负荷区间和第二阀开度控制策略，控制废气再循环系统的阀开度；基于排温，控制加热器的开启状态；

30、当油门变化量值低于预设油门变化阈值时，基于转速和扭矩，确定转速区间和负荷区间；基于转速区间、负荷区间和第三工作缸数控制策略，控制发动机的工作缸数；基于转速区间、负荷区间和第三阀开度控制策略，控制废气再循环系统的阀开度；基于排温，控制加热器的开启状态。

31、作为优选方案，基于排温，控制加热器的开启状态，具体为：

32、当排温低于预设排温阈值时，开启加热器；

33、当排温不低于预设排温阈值时，关闭加热器。

34、为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供了一种车辆的控制器，包括：控制器执行车辆的控制方法，包括：运行参数获取模块和排放油耗控制模块；

35、其中，运行参数获取模块用于实时获取车辆运行参数；其中，车辆运行参数包括水温、油温、排温、转速、扭矩和油门开度；

36、排放油耗控制模块用于将车辆运行参数进行排放油耗控制策略分析，实时控制发动机的工作缸数、控制废气再循环系统的阀开度和控制加热器的开启状态。

37、为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供了一种车辆的控制装置，包括：控制器、发动机、废气再循环系统、加热器和选择性催化还原系统；其中，控制器执行车辆的控制方法；

38、其中，设备的连接如下：控制器与发动机、废气再循环系统、加热器和选择性催化还原系统连接，发动机与废气再循环系统连接，发动机与加热器连接，加热器与选择性催化还原系统连接。

39、与现有技术相比，本发明具有的有益效果在于：

40、(1)通过排放油耗控制策略分析控制发动机、废气再循环系统和加热器，集合了废气再循环系统、选择性催化还原系统及停缸技术的优势，并补足了其单个技术应用时的劣势，在优先保证排放控制水平的前提下，降低了油耗，且不影响动力输出。

41、(2)实现废气再循环系统、加热器、发动机停缸技术的联合控制，逻辑简单高效，控制精确，可实施性强，有较好的应用前景，可在满足排放要求的同时降低油耗。

42、本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。