CN106050490B - 一种进气系统、气动系统及空气压缩机的进气控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆的气动系统技术领域，提供一种进气系统、气动系统及空气压缩机的进气控制方法。进气系统的第一管路一端接入空气滤清器和增压器之间的连接管路，另一端通过第一开关阀接入空气压缩机。第二管路一端接入增压器和发动机之间连接管路，另一端通过第二开关阀接入空气压缩机。在此基础上，控制器根据压力传感器测量的气瓶的气压数据，以及车辆发动机的需求进气量，控制第一开关阀和第二开关阀的通断，实现空气压缩机压前取气与压后取气之间的切换。该进气系统将空气压缩机的压前取气与压后取气结合，能同时兼顾发动机与空气压缩机性能，在实现空气压缩机快速打气与减少空气压缩机窜油等故障的同时，减少压后取气对发动机性能的影响。

Description

一种进气系统、气动系统及空气压缩机的进气控制方法

技术领域

本发明涉及车辆的气动系统技术领域，尤其涉及一种进气系统、气动系统及空气压缩机的进气控制方法。

背景技术

对于整车而言，气动系统起着很关键的作用，比如整车制动、气动离合、气动助力转向、气动门等。所以整车对高压空气的需求较大。空气压缩机从发动机进气管中取气，空气压缩机和气瓶连接，并依靠发动机的机械功驱动为整车气动系统提供高压空气。

目前空气压缩机有两种取气形式：压前取气与压后取气。

压前取气形式，即从空气滤清器之后增压器之前取气，也即将取气管路接入到空气滤清器和增压器之间的连接管路上。压前取气优势是空气压缩机系统简单、对发动机性能影响小。但是由于空气滤清器和增压器之间的连接管路中气体压力低，空气压缩机匹配的排量较大成本较高，同时由于空气压缩机进气压力低，容易造成空气压缩机窜油等故障。

压后取气，即从增压器之后发动机之前取气，也即将取气管路接入到增压器和发动机之间的连接管路上。现有技术中一般的做法是将取气管路接入中冷器和发动机之间的连接管路。压后取气进气压力高，空气压缩机匹配排量可以变小节省成本，同时减少空气压缩机窜油等故障，但是压后取气存在与发动机抢气现象，会影响发动机动力性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题就是提供一种可以同时兼顾发动机性能以及空气压缩机性能的进气系统、气动系统及空气压缩机的进气控制方法。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种进气系统，用于向车辆的空气压缩机供气，包括第一管路、第二管路、压力传感器和控制器；所述第一管路的一端接入空气滤清器和增压器之间的连接管路，另一端通过第一开关阀接入所述空气压缩机；所述第二管路的一端接入增压器和发动机之间的连接管路，另一端通过第二开关阀接入所述空气压缩机；所述空气压缩机和气瓶连接，所述压力传感器用于检测所述气瓶的气压，并将测得的气压数据发送给所述控制器；所述控制器根据所述气压数据以及车辆发动机的需求进气量，控制所述第一开关阀和第二开关阀的通断。

优选地，还包括打气开关，所述打气开关和所述控制器信号连接，且所述控制器根据所述打气开关发出的信号控制所述第一开关阀和所述第二开关阀的通断。

优选地，所述打气开关设置在车辆驾驶室内的控制面板上。

优选地，所述压力传感器设置在所述气瓶上。

优选地，所述增压器和发动机之间连接有中冷器，所述第二管路的一端接入所述中冷器和所述发动机之间的连接管路。

优选地，所述控制器为汽车专用微机控制器。

优选地，所述第一开关阀和第二开关阀组成一个三通阀，所述三通阀为三通电磁阀。

本发明还提供一种气动系统，包括空气压缩机，还包括权利要求1至7任意一项所述的进气系统。

本发明还提供根据上述进气系统进行进气控制的方法，包括以下步骤：

S1、判断P和P1的关系，P为压力传感器测得的气压数据，P1为气动系统最小安全保护压力值：当P≥P1时，进入S2；当P<P1时，则进入S3；

S2、判断发动机的进气量是否充足：如果发动机的进气量充足，则断开第一开关阀并接通第二开关阀，并进入S1；如果发动机的进气量不充足，则接通第一开关阀并断开第二开关阀，并进入S1：

S3、断开第一开关阀并接通第二开关阀，并在时间t1内判断气压数据P和P2的关系，t1为恢复气动系统正常工作的设定时间值，P2为气动系统正常工作压力值；如果超过时间t1之后P未达到P2，则发出气路故障报警，如果时间t1内P达到P2，则在P达到P2时进入到S2。

优选地，当进气系统包括打气开关时，所述S1还包括：

S01、判断打气开关是否接通：如果打气开关接通，则断开第一开关阀并接通第二开关阀，且打气提示灯点亮；直到经过设定时间t2时提示灯灭，判断P和P1的关系，t2为快速打气的设定时间值。

(三)有益效果

本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明的进气系统，用于向车辆的空气压缩机供气，包括第一管路、第二管路、压力传感器和控制器。其中，所述第一管路的一端接入空气滤清器和增压器之间的连接管路，另一端通过第一开关阀接入所述空气压缩机。所述第二管路的一端接入增压器和发动机之间的连接管路，另一端通过第二开关阀接入所述空气压缩机。空气压缩机和气瓶连接，所述压力传感器用于检测所述气瓶的气压，并将测得的气压数据发送给所述控制器。在此基础上，控制器根据气压数据以及车辆发动机的需求进气量，控制所述第一开关阀和第二开关阀的通断，实现空气压缩机压前取气与压后取气之间的切换。该进气系统将空气压缩机的压前取气与压后取气方式结合，能同时兼顾发动机与空气压缩机性能，在实现空气压缩机快速打气与减少空气压缩机窜油等故障的同时，减少压后取气对发动机性能的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例的进气系统与车辆其它结构的连接关系示意图；

图2根据本实施例的进气系统进行进气控制的方法的流程示意图；

图中：1、空气压缩机；2、发动机；3、三通阀；31、第一入口；32、第二入口；4、第一管路；5、第二管路；6、中冷器；7、增压器；8、空气滤清器；9、控制器；10、打气开关；11、压力传感器；12、气瓶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参见图1，本实施例的一种进气系统，用于向车辆的空气压缩机1供气，包括第一管路4、第二管路5、压力传感器11和控制器9。其中，第一管路4的一端接入空气滤清器8和增压器7之间的连接管路，另一端接入三通阀3的第一入口31。所述第二管路5的一端接入增压器7和发动机2之间的连接管路，另一端接入三通阀3的第二入口32。三通阀3出口和空气压缩机1连接。空气压缩机1和气瓶12连接，压力传感器11用于检测气瓶12的气压，并将测得的气压数据发送给所述控制器9。所述控制器9根据所述气压数据以及车辆发动机2的需求进气量，控制三通阀3的通断，进而实现空气压缩机1的压前取气和压后取气之间的切换。

从图1中可知，优选将压力传感器11设置在所述气瓶12上以测量气瓶内的压力。

此外，从图1中可知，控制器9通过测量发动机2的转速和扭矩判断发动机2的进气量是否充足。当然还可以通过发动机2的其它参数判断其进气量是否充足，此处不一一列举。

并且，在增压器7和发动机2之间一般设置有中冷器6，以降低增压后的高温空气温度、降低发动机2的热负荷。在此基础上，第二管路5接入中冷器6后的进气管路，将增压并经过降温处理的空气导入到空气压缩机1中，保证空气压缩机1的性能。

需要说明的是，本实施例中，三通阀3实际上相当于两个阀体，其第一入口31和出口串联成的阀体为第一开关阀，第二入口32和出口串联成的阀体为第二开关阀。控制器9只需要在控制第一开关阀接通的同时控制第二开关阀断开，就可以实现压前取气。同样，控制器9在控制第一开关阀断开的同时控制第二开关阀接通，就可以实现压后取气。如此，控制器9就可以控制空气压缩机1进行压前取气与压后取气之间的切换。其中，为了便于控制器9对三通阀3的控制，优选但是不必须三通阀3采用电磁阀的形式。

当然，要实现空气压缩机1的压前取气和压后取气之间的切换，除了可以采用三通阀3实现，还可以采用两个互相独立的第一开关阀和第二开关阀。互相独立的第一开关阀和第二开关阀，由于其实质上就等同于一个三通阀3，因此此处不再详细阐述其工作原理。

本实施例的进气系统将空气压缩机1的压前取气与压后取气方式结合，能同时兼顾发动机2与空气压缩机1性能，在实现空气压缩机1快速打气与减少空气压缩机1窜油等故障的同时，减少压后取气对发动机2性能的影响。

本实施例中，为了使得驾驶员可以自行决定是否需要对空气压缩机1进行打气，进气系统还包括打气开关10。所述打气开关10和所述控制器9信号连接，且所述控制器9根据所述打气开关10发出的信号控制所述第一开关阀和所述第二开关阀的通断。当打气开关10被按下时，此时控制器9控制空气压缩机1压后取气，也即第二开关阀接通进而导通第二管路5且第一开关阀断开并进而断开第一管路4，以实现气动系统中空气压缩机1的快速打气。

其中，打气开关10优选但是不必须设置在车辆驾驶室内的控制面板也即仪表盘上，从而便于驾驶员进行相关操作。

本实施例中，控制器9优选但是不必须为ECU，也即汽车专用微机控制器。当然，本实施例中的控制器9还可以是同样的控制单元。

在上述基础上，本实施例还提供一种气动系统，包括空气压缩机1以及上述提到的进气系统。

此外，本实施例还提供一种根据上述进气系统进行进气控制的方法，包括以下步骤：

S1、判断P和P1的关系，P为压力传感器11测得的气压数据，P1为气动系统最小安全保护压力值：当P≥P1时，进入S2；当P<P1时，则进入S3；

S2、判断发动机2的进气量是否充足：如果发动机2的进气量充足，则断开第一开关阀并接通第二开关阀，并进入S1；如果发动机2的进气量不充足，则接通第一开关阀并断开第二开关阀，并进入S1：

S3、断开第一开关阀并接通第二开关阀，并在时间t1内判断气压数据P和P2的关系，t1为恢复气动系统正常工作的设定时间值，P2为气动系统正常工作压力值；如果超过时间t1之后P未达到P2，则发出气路故障报警，如果时间t1内P达到P2，则在P达到P2时进入到S2。

其中，S1中，P1为气动系统最小安全保护压力值，可以在系统出现漏气等情况确保行车安全。并且，当P<P1时，跳入到S3进行强制压后取气。而当P≥P1时，说明此时空气压缩机1的气压满足维持气动系统需要的最低压力值，因此此时不需要进行强制进行压后取气，此时可以进入到S2，进一步根据发动机2的工况判断是否进行压后取气。

其中，S2中通过对发动机2的进气量判断决定压前取气还是压后取气。在判断出发动机2的进气量充足时，则断开第一开关阀并接通第二开关阀，进行压后取气，从而使得空气压缩机1打气能力强气动系统充气迅速，同时会有效减少空气压缩机1窜油，降低空气压缩机1故障率。在判断出发动机2的进气量不充足时，则接通第一开关阀并断开第二开关阀，从而进行压前取气，避免空气压缩机1压后取气对发动机2性能特别是动力性的影响。并且，不管是进行压前取气还是压后取气，S2完成之后都将回到S1中，从而重新判断此时P和P1的关系。

S3中，为了进行强制压后取气，首先控制器9控制断开第一开关阀并接通第二开关阀，从而迅速给气动系统的空气压缩机1打气，最短时间内使得气动系统的空气压缩机1中的压力达到气动系统最小安全保护压力值，保证行车安全性。

当P达到P1之后，压后取气继续进行，并从此时开始判断时间t1内气压数据P能否达到P2，P2为气动系统正常工作压力值。如果超过时间t1之后P未达到P2，则认为系统气路出现故障，进气系统发出气路故障报警；如果时间t1内P达到P2，则在P达到P2时进入到S2。

在上述基础上，控制器9可以对整车使用压前取气与压后取气的比例进行记录和分析。对于压后取气使用比例高的发动机2，可以使用排量小的空气压缩机1，保证满足气动系统需求的前提下，降低成本。

此外，当进气系统包括打气开关10时，根据该进气系统进行进气控制的方法如图2所示。

其中，上述的S1还包括：

S01、判断打气开关10是否接通：如果打气开关10接通，则断开第一开关阀并接通第二开关阀，且打气提示灯点亮；直到经过设定时间t2时提示灯灭，判断P和P1的关系，t2为快速打气的设定时间值。

S01中，当提示灯点亮时，提醒驾驶员目前处于快速打气阶段。直到提示灯灭，此时快速打气阶段结束，提醒驾驶员断开打气开关10。其中，提示灯点亮的时长t2根据快速打气需要的时长进行预设。

本实施例中，通过设置打气开关10，驾驶员可以按需求主动选择压后取气，从而进行快速打气选择。

本实施例根据上述进气系统进行进气控制的方法，控制器9根据发动机2运行工况进气的需求量，控制空压机压前取气与压后取气切换，当发动机2处于大负荷对动力性需求高的工况时，空压机压前取气，减少空压机对进气量影响，保证发动机动力性；当发动机2处于中小负荷增压后气量充足的工况时，空压机压后取气，可以实现气动系统快速充气，减少空压机窜油，降低空压机故障。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种进气系统，用于向车辆的空气压缩机供气，其特征在于，包括第一管路、第二管路、压力传感器和控制器；所述第一管路的一端接入空气滤清器和增压器之间的连接管路，另一端通过第一开关阀接入所述空气压缩机；所述第二管路的一端接入增压器和发动机之间的连接管路，另一端通过第二开关阀接入所述空气压缩机；所述空气压缩机和气瓶连接，所述压力传感器用于检测所述气瓶的气压，并将测得的气压数据发送给所述控制器；所述控制器根据所述气压数据以及车辆发动机的需求进气量，控制所述第一开关阀和第二开关阀的其中之一接通且另一断开。

2.根据权利要求1所述的进气系统，其特征在于，还包括打气开关，所述打气开关和所述控制器信号连接，且所述控制器根据所述打气开关发出的信号控制所述第一开关阀断开和所述第二开关阀接通。

3.根据权利要求2所述的进气系统，其特征在于，所述打气开关设置在车辆驾驶室内的控制面板上。

4.根据权利要求1所述的进气系统，其特征在于，所述压力传感器设置在所述气瓶上。

5.根据权利要求1所述的进气系统，其特征在于，所述增压器和发动机之间连接有中冷器，所述第二管路的一端接入所述中冷器和所述发动机之间的连接管路。

6.根据权利要求1所述的进气系统，其特征在于，所述控制器为汽车专用微机控制器。

7.根据权利要求1所述的进气系统，其特征在于，所述第一开关阀和第二开关阀组成一个三通阀，所述三通阀为三通电磁阀。

8.一种气动系统，包括空气压缩机，其特征在于，还包括权利要求1至7任意一项所述的进气系统。

9.根据权利要求1至7任意一项所述的进气系统进行进气控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、判断P和P1的关系，P为压力传感器测得的气压数据，P1为气动系统最小安全保护压力值：当P≥P1时，进入S2；当P<P1时，则进入S3；

S2、判断发动机的进气量是否充足：如果发动机的进气量充足，则断开第一开关阀并接通第二开关阀，并进入S1；如果发动机的进气量不充足，则接通第一开关阀并断开第二开关阀，并进入S1：

S3、断开第一开关阀并接通第二开关阀，并在时间t1内判断气压数据P和P2的关系，t1为恢复气动系统正常工作的设定时间值，P2为气动系统正常工作压力值；如果超过时间t1之后P未达到P2，则发出气路故障报警，如果时间t1内P达到P2，则在P达到P2时进入到S2。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当进气系统包括打气开关时，所述S1还包括：

S01、判断打气开关是否接通：如果打气开关接通，则断开第一开关阀并接通第二开关阀，且打气提示灯点亮；直到经过设定时间t2时提示灯灭，判断P和P1的关系，t2为快速打气的设定时间值。