CN101655015B - 用于控制机械增压发动机中机械增压器旁通的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于控制机械增压发动机中机械增压器旁通的控制系统，包括旁通阀、真空泵、真空稳压罐、真空电磁阀、以及ECU，其特征在于：真空泵用于使真空罐的真空度保持在相对稳定的范围内；真空电磁阀接受ECU发出的不同占空比信号，输出对应的真空给旁通阀，使旁通阀打开相应的开度。本发明通过在发动机过增压或者当发动机不需增压时以及部分增压时，改变旁通阀的旁通量，使空气在增压前后进行环流，从而减小机械增压器消耗的功率，达到节省燃油的目的。
Description
技术领域
本发明属于发动机领域，特别是涉及机械增压发动机领域。
背景技术
随着我国汽车燃油消费税法的实施，大排量的汽车燃油消费税将上调，燃油税法鼓励发动机向小排量方向发展，为了给用户提供享有最大额度的减税或者免税优势的发动机，同时又达到大排量发动机动力性要求，那么在现有自然吸气发动机上进行技术改造，致使增压技术倍受青睐。目前世界上运用最多、技术最成熟的增压技术有机械增压和涡轮增压两种。机械增压是通过皮带由曲轴带轮驱动进行空气压缩，在中低速时完全没有任何延迟，这将使得机械增压发动机具有对应油门的极佳的瞬态响应和车辆的极佳的驾驶性能，但噪音大油耗较高的劣势使较多主机厂敬而远之，若有一套完整的控制系统不但能降低噪声而且还能实现低能耗的目的，那么这又将是发动机技术上的一大新的突破。
发明内容
本发明的目的在于防止增压器过载、改善机械增压发动机油耗和优化噪音问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种用于控制机械增压发动机中机械增压器旁通的控制系统，包括旁通阀、真空泵、真空稳压罐、真空电磁阀、以及ECU，其特征在于：真空泵用于使真空罐的真空度保持在相对稳定的范围内；真空电磁阀接受ECU发出的不同占空比信号，输出对应的真空给旁通阀，使旁通阀打开相应的开度。
当ECU检测到真空罐内的压力低于60KPa时，控制真空泵开始抽真空；当ECU检测到真空罐内的压力大于65KPa时，控制真空泵停止工作。
所述旁通阀是将真空执行器与碟阀集成在一起，当真空执行器得到不同的真空时，执行器拉杆处于相应的位置，带动碟阀开启不同的角度，得到不同的旁通量。
ECU检测真空罐的压力、油门开度、节气门位置、增压前压力以及增压后压力，通过控制模型计算得到对真空电磁阀进行控制的占空比信号。当ECU检测到增压前压力与增压后的压力比值超过2时，调整占空比信号使旁通阀部分打开，减小增压器负荷，使增压前压力与增压后压力的比值维持在1.98～2的区间内。
本发明通过在发动机过增压或者当发动机不需增压时以及部分增压时，改变旁通阀的旁通量，使空气在增压前后进行环流，从而减小机械增压器消耗的功率，达到节省燃油的目的。
附图说明
图1为本发明的控制系统的结构简图。
附图标记说明：
1、真空泵；2、真空稳压罐；3、真空电磁阀；4、旁通阀；
5、ECU；6-节流阀体；7、机械增压器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述。
如图1所示，控制机械增压发动机中机械增压器7旁通的控制系统包括：旁通阀4、真空泵1、真空稳压罐2、真空电磁阀3、以及电子控制模块ECU 5。
真空泵1用来使真空罐2的真空度保持在相对稳定的范围内。当ECU 5检测到真空罐内的压力低于60KPa时，ECU 5控制真空泵1开始抽真空；当ECU 5检测到真空罐内的压力大于65KPa时，ECU 5控制真空泵1停止工作。
真空罐2是稳定真空度的波动，起到稳压的作用。
真空电磁阀3接受到ECU 5不同占空比信号，输出对应的真空给旁通阀4，使旁通阀4打开相应的开度。
旁通阀4是将真空执行器与碟阀集成在一起，当真空执行器得到不同的真空时，执行器拉杆处于相应的位置，从而带动碟阀开启不同的角度，即在本系统中就得到不同的旁通量。
ECU 5保证基本功能外，集成了本系统中控制真空电磁阀的模块，ECU5需检测真空罐2的压力、油门开度、节气门位置、增压前压力以及增压后压力，通过控制模型计算得到对真空电磁阀的占空比控制信号。
就机械增压发动机的工作特性所致，机械增压器7直接由发动机曲轴驱动，要消耗发动机功率，但是机械增压器7可以为发动机提供更多的新鲜空气，使发动机获得较大的功率和扭矩，那么要体现机械增压发动机的魅力，就需要找出增压器7工作的有利区间。根据大量的试验验证，机械增压发动机在不影响性能的前提下最优经济性的模式是当节气门全开前增压器均不增压，即反应在本系统中旁通阀为完全打开，使气体完全旁通，ECU5输出给真空电磁阀3的占空比信号为100％，此时的油门占整个油门踏板行程的55％左右，当再往下踏，即驾驶者想获得更大的功率和扭矩时，ECU5调节占空比信号给真空电磁阀3，系统最终实现旁通阀4开启不同角度，使其部分增压或者全增压，达到所需的功率和扭矩。
当ECU5检测到增压前压力与增压后的压力比值超过2时，为保护增压器，此时调整占空比使旁通阀4部分打开，减小增压器7负荷，使增压前压力与增压后的压力比值维持在1.98～2的区间内。整个过程中完全为线性关系，不会出现扭矩以及功率的突变现象。
从以上内容可知，应用本发明的控制系统的机械增压发动机配备的汽车在中低速小中负荷时均未使用增压模式，来源于增压系统的噪声仅仅是机械增压器自身运转的机械噪声，对整车噪声的贡献值极小，因此不需特殊处理，当需要大功率大扭矩时，增压器投入使用，表现出的增压器压缩空气的声音比较明显，但通过简单的处理变更能体现澎湃动力。
Claims (4)
1.一种用于控制机械增压发动机中机械增压器旁通的控制系统，包括旁通阀(4)、真空泵(1)、真空稳压罐(2)、真空电磁阀(3)、以及ECU(5)，其特征在于：真空泵(1)用于使真空罐(2)的真空度保持在相对稳定的范围内；真空电磁阀(3)接受ECU(5)发出的不同占空比信号，输出对应的真空给旁通阀(4)，使旁通阀(4)打开相应的开度，当ECU(5)检测到增压前压力与增压后的压力比值超过2时，调整占空比信号使旁通阀(4)部分打开，减小增压器(7)负荷，使增压前压力与增压后压力的比值维持在1.98～2的区间内。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：当ECU(5)检测到真空罐(2)内的压力低于60KPa时，控制真空泵(1)开始抽真空；当ECU(5)检测到真空罐内的压力大于65KPa时，控制真空泵(1)停止工作。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：所述旁通阀(4)是将真空执行器与碟阀集成在一起，当真空执行器得到不同的真空时，执行器拉杆处于相应的位置，带动碟阀开启不同的角度，得到不同的旁通量。
4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于：ECU(5)检测真空罐(2)的压力、油门开度、节气门位置、增压前压力以及增压后压力，通过控制模型计算得到对真空电磁阀(3)进行控制的占空比信号。
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