CN107829836B - 一种涡轮增压发动机进气控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涡轮增压发动机进气控制方法，包括根据发动机的需求进气量计算需求进气压力；判断发动机是否启动结束，若否，则禁止使能增压器控制；若是，判断发动机是否存在故障，若是则禁止使能增压器控制，若否，判断需求进气压力是否大于环境压力，在需求进气压力小于环境压力时，采用电子节气门单独控制进气量；在需求进气压力大于环境压力时，使能增压器控制。本发明的优点在于：根据工况不同控制电子节气门和增压器的协同工作，可以有效的保证涡轮增压发动机的进气量，从而保证了在不同增压压力时节气门控制均可以获得需求进气压力。

Description

一种涡轮增压发动机进气控制方法
技术领域
本发明涉及汽车电子控制领域，具体涉及一种涡轮增压发动机节气门与增压器协调控制以实现进气控制的方法。
背景技术
目前车用汽油机普遍向小型/增压化的趋势发展，发动机小型化能够有效地降低油耗和排放，增压化则可以解决因小型化带来的动力性降低的问题，目前市场广泛使用的增压方式为涡轮增压。相对自然吸气发动机，涡轮增压发动机增加了一套涡轮增压设备，其核心部件是由三通阀控制的气动涡轮增压器。与自然吸气发动机相似，在小负荷时涡轮增压发动机仍然采用控制电子节气门的方式来控制发动机的进气量，而在大负荷时则需要控制增压器对进气进行增压实现更大的进气量，因此在涡轮增压发动机的进气量控制方面就涉及到电子节气门与增压器的协同控制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种涡轮增压发动机进气控制方法，该方法针对涡轮增压发动机在进气量控制方面提出电子节气门与增压器的协同控制，根据发动机在各工况下对需求进气量的不同，可以采用电子节气门控制或电子节气门与增压器共同控制的方法实现进气量的控制。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种涡轮增压发动机进气控制方法，
根据发动机的需求进气量计算需求进气压力；
判断发动机是否启动结束，若否，则禁止使能增压器控制；
若是，判断发动机是否存在故障，若是则禁止使能增压器控制，若否，判断需求进气压力是否大于环境压力，在需求进气压力小于环境压力时，采用电子节气门单独控制进气量；在需求进气压力大于环境压力时，使能增压器控制。
发动机存在的故障包括：发动机断油状态、增压传感器故障、失火故障、电子水泵故障、进入跛行回家模式，若发生任一故障，则禁止使能增压器控制。
发动机控制单元根据油门踏板开度、发动机转速、车速等信号计算出当前发动机的需求进气量，根据需求进气量与进气压力存在的关系，计算出需求进气压力。
需求进气量与进气压力存在的线性关系，需求进气量除以压力转换系统后再加上残余废气压力即为需求进气压力。
压力转换系数和参与废气压力通过发动机控制单元查表获得。
在使能增压器控制时，推动废气旁通阀的气动执行器受弹簧预紧力的作用，当实际增压压力大于预紧力时，此时节气门全开，通过闭环PID控制废气旁通阀实现更大的增压压力。
本发明的优点在于：根据工况计算不同控制电子节气门和增压器的协同工作，可以有效的保证涡轮增压发动机的进气量，从而保证了在不同增压压力时节气门控制均可以获得需求进气压力。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明需求进气压力计算原理图
图2为本发明电子节气门和增压器控制流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
涡轮增压发动机在进气量控制方面提出电子节气门与增压器的协同控制，根据发动机在各工况下对需求进气量的不同，可以采用电子节气门控制或电子节气门与增压器共同控制的方法实现进气量的控制。
协同控制主要内容有：
1：根据发动机需求进气量计算需求进气压力；2：根据需求进气压力判断是否使能增压器控制；3：电子节气门与增压器的协同控制。
具体如下：
一、根据发动机需求进气量计算需求进气压力
如图1所示，发动机控制单元(ECU)的扭矩结构根据油门踏板开度、发动机转速、车速等信号计算出当前发动机的需求进气量，其计算方式采用现有技术即可实现。由于进气压力与进气量存在线性关系，因此涡轮增压控制系统根据需求进气量反推出需求进气压力，其中压力转换系数和参与废气压力由ECU查表获得，其中由线性关系计算进气压力如图1所示，需求进气量与进气压力存在的线性关系，需求进气量除以压力转换系统后再加上残余废气压力即为需求进气压力。
二、根据需求进气压力判断是否使能增压器控制
如图2所示，ECU上电后，首先判断发动机是否起动结束，如果启动起动结束，则判断是否发生以下事件：
1：断油，在减速断油或超速断油状态下，均不要求发动机提供更大动力，因此无需使能增压器控制；
2：增压压力传感器故障，由于增压器控制采用闭环PID控制，因此必须要求增压压力传感器正常工作以提供反馈信号；
3：失火故障，在发生失火故障时即使增压器向发动机提供更多进气量，发动机仍然无法提供正常燃烧发出动力，因此此时无需使能增压器控制；
4：电子水泵故障，无论增压器本身的冷却还是压后进气温度过高要求的冷却，均需要电子水泵正常工作；
5：进入跛行回家模式，在该状态下停止使能增压器控制。
无以上事件时判断需求进气压力是否大于环境压力，如果需要进气压力大于环境压力，则使能增压器控制。图2中增压器控制使能标识位置0表示禁止使能增压器控制，增压器控制使能标志位置1表示使能增压器控制器。
三、电子节气门与增压器的协同控制
当需求进气压力小于环境压力时，无需使能增压器控制，调节电子节气门向发动机提供足够的需求进气量，即此时采用类似自然吸气发动机的控制方法，利用电子节气门单独控制进气量。由于没有使能增压器控制，废气旁通阀位于默认的全关位置，局部工况下节气门前/压气机后的实际增压压力大于环境压力，需要通过节气门的节流作用减小进气歧管压力，由于发动机的电子节气门控制中已经考虑节气门前的压力修正，因此可以保证不同增压压力时节气门控制均可以获得需求进气压力。
当需求进气压力大于环境压力时，使能增压器控制。推动废气旁通阀的气动执行器受弹簧预紧力的作用，只有当实际增压压力大于预紧力时气动执行器才能克服预紧力推动废气旁通阀。因此增压器控制存在两种情况：一种是当实际增压压力小于预紧力时，虽然使能增压器控制，但是废气旁通阀依然位于默认的全关位置，废气全部用于推动涡轮，此时相当于节气门单独调节；另一种是当实际增压压力大于预紧力时，此时节气门全开，通过闭环PID控制废气旁通阀实现更大的增压压力。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种涡轮增压发动机进气控制方法，其特征在于：
根据发动机的需求进气量计算需求进气压力；
判断发动机是否启动结束，若否，则禁止使能增压器控制；
若是，判断发动机是否存在故障，若是则禁止使能增压器控制，若否，判断需求进气压力是否大于环境压力，在需求进气压力小于环境压力时，采用电子节气门单独控制进气量；在需求进气压力大于环境压力时，使能增压器控制；
发动机存在的故障包括：发动机断油状态、增压传感器故障、失火故障、电子水泵故障、进入跛行回家模式，若发生任一故障，则禁止使能增压器控制。
2.如权利要求1所述的一种涡轮增压发动机进气控制方法，其特征在于：发动机控制单元根据油门踏板开度、发动机转速、车速信号计算出当前发动机的需求进气量，根据需求进气量与进气压力存在的关系，计算出需求进气压力。
3.如权利要求2所述的一种涡轮增压发动机进气控制方法，其特征在于：需求进气量与进气压力存在线性关系，根据线性关系及需求进气量求取进气压力。
4.如权利要求3所述的一种涡轮增压发动机进气控制方法，其特征在于：需求进气量除以压力转换系统后再加上残余废气压力即为需求进气压力。
5.如权利要求4所述的一种涡轮增压发动机进气控制方法，其特征在于：压力转换系数和残余废气压力通过发动机控制单元查表获得。
6.如权利要求1所述的一种涡轮增压发动机进气控制方法，其特征在于：在使能增压器控制时，推动废气旁通阀的气动执行器受弹簧预紧力的作用，当实际增压压力大于预紧力时，此时节气门全开，通过闭环PID控制废气旁通阀实现更大的增压压力。
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