CN109882283A - 一种相继增压系统控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的相继增压系统控制方法及装置，应用于发动机技术领域，该系统至少包括两个可控增压器，本发明在监测到可控增压器故障信号的工况下，确定发生故障的可控增压器，并切出故障可控增压器，将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序，按照修正工作顺序控制无故障可控增压器工作；在未监测到所述可控增压器故障信号的情况下，若获取预设特征参量的参量值大于参量阈值，按照生成的轮换工作顺序控制各可控增压器工作，本发明在部分可控增压器故障时，仍能确保发动机以较高工作效率运行，在可控增压器全部正常时，控制各可控增压器以轮换工作顺序切入/切出，确保各可控增压器的工作时长保持基本一致，更加合理的控制相继增压系统。

Description

一种相继增压系统控制方法及装置

技术领域

本发明属于发动机技术领域，尤其涉及一种相继增压系统控制方法及装置。

背景技术

相继增压系统指由两台或两台以上增压器并联组成的增压系统，系统中的增压器可以分为基本增压器和可控增压器两类，基本增压器在发动机工作过程中时刻保持运行，可控增压器会随着发动机转速和负荷的变化，按照预设工作顺序相继切入/切出运行，以确保发动机高效工作。

现有技术中，在部分可控增压器发生故障的工况下，仅以基本增压器维持发动机的运行，增压系统为发动机提供的进气量严重降低，导致发动机仅能以较低的转速运行，工作效率严重降低；在全部可控增压器均正常工作的工况下，将一直按照预设工作顺序控制各可控增压器的切入/切出，各可控增压器的累计工作时长差别巨大，对相继增压系统的控制不够合理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种相继增压系统控制方法及装置，在部分可控增压器发生故障的工况下，为发动机提供较为充足的进气量，确保发动机仍以较高工作效率运行，在全部可控增压器均正常工作的工况下，调整各可控增压器的切入/切出顺序，确保各可控增压器的工作时长保持基本一致，更加合理的控制相继增压系统，具体方案如下：

第一方面，本发明提供一种相继增压系统控制方法，所述相继增压系统包括至少两个可控增压器，所述方法包括：

监测可控增压器故障信号；

在监测到所述可控增压器故障信号的情况下，确定故障可控增压器；

切出所述故障可控增压器，并将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序；

按照所述修正工作顺序控制所述无故障可控增压器工作；

在未监测到所述可控增压器故障信号的情况下，获取预设特征参量对应的参量值，其中，所述预设特征参量表征所述各可控增压器按照当前工作顺序工作的累计时长；

若所述预设特征参量的参量值大于参量阈值，按照预设规则生成轮换工作顺序；

按照所述轮换工作顺序控制所述各可控增压器工作。

可选的，所述确定故障可控增压器包括：

切出全部可控增压器；

判断发动机是否已稳定运转；

若所述发动机已稳定运转，向所述全部可控增压器发送测试指令；

确定错误响应所述测试指令的可控增压器故障。

可选的，所述将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序，包括：

获取剩余的各无故障可控增压器在预设工作顺序中的先后关系；

按照所述先后关系将所述各无故障可控增压器再次排序，得到修正工作顺序。

可选的，本发明第一方面提供的相继增压系统控制方法，还包括：

在确定所述各可控增压器全部故障情况下，保持基本增压器工作，并以第一限油模式控制发动机运转；

在所述无故障可控增压器按照所述修正工作顺序工作情况下，以第二限油模式控制发动机运转。

可选的，所述可控增压器故障信号包括可控增压器的进气阀故障报文和/或可控增压器的排气阀故障报文。

可选的，所述预设特征参量包括下列特征参量中的至少一个：

发动机里程；

发动机油耗；

发动机运行时长。

可选的，本发明第一方面任一项提供的相继增压系统控制方法，在按照所述轮换工作顺序控制所述各可控增压器工作之后，还包括：

将所述预设特征参量对应的参量值清零。

第二方面、本发明提供一种相继增压系统控制装置，所述相继增压系统包括至少两个可控增压器，所述装置包括：

监测单元，用于监测可控增压器故障信号；

确定单元，用于在监测到所述可控增压器故障信号的情况下，确定故障可控增压器；

第一排序单元，用于切出所述故障可控增压器，并将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序；

第一控制单元，用于按照所述修正工作顺序控制所述无故障可控增压器工作；

获取单元，用于在未监测到所述可控增压器故障信号的情况下，获取预设特征参量对应的参量值，其中，所述预设特征参量表征所述各可控增压器按照当前工作顺序工作的累计时长；

第二排序单元，用于若所述预设特征参量的参量值大于参量阈值，按照预设规则生成轮换工作顺序；

第二控制单元，用于按照所述轮换工作顺序控制所述各可控增压器工作。

可选的，所述确定单元，用于确定故障可控增压器时，具体包括：

切出全部可控增压器；

判断发动机是否已稳定运转；

若所述发动机已稳定运转，向所述全部可控增压器发送测试指令；

确定错误响应所述测试指令的可控增压器故障。

可选的，所述第一排序单元，用于将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序时，具体包括：

获取剩余的各无故障可控增压器在预设工作顺序中的先后关系；

按照所述先后关系将所述各无故障可控增压器再次排序，得到修正工作顺序。

基于上述技术方案，本发明提供的相继增压系统控制方法及装置，应用于至少包括两个可控增压器的相继增压系统，本发明提供的方法及装置监测可控增压器故障信号，在监测到可控增压器故障信号的工况下，确定发生故障的可控增压器，并切出故障可控增压器，然后将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序，按照修正工作顺序控制无故障可控增压器工作；在未监测到所述可控增压器故障信号的情况下，获取表征各可控增压器按照当前工作顺序工作的累计时长的预设特征参量对应的参量值，若预设特征参量的参量值大于参量阈值，按照预设规则生成轮换工作顺序，并按照所述轮换工作顺序控制所述各可控增压器工作。

本发明在存在故障可控增压器的情况下，并未将全部可控增压器切出，而是对剩余的无故障可控增压器进行重新排序，确定修正工作顺序，以修正工作顺序控制剩余的无故障可控增压器为发动机提供较为充足的进气量，仍能确保发动机以较高工作效率运行，在可控增压器全部正常工作的情况下，控制各可控增压器以轮换工作顺序切入/切出，避免出现部分可控增压器累计工作时间长，部分可控增压器累计工作时间短的情况，确保各可控增压器的工作时长保持基本一致，更加合理的控制相继增压系统。

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是本发明实施例提供的一种相继增压系统控制方法流程图；

图2是基于本发明实施例提供的相继增压系统控制方法实现的发动机控制曲线示意图；

图3是本发明实施例提供的一种相继增压系统控制装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在现有技术中，相继增压系统具体包括的基本增压器数量和可控增压器数量视应用场景的具体情况而定，最基本的相继增压系统中包括一个基本增压器和一个可控增压器，随着发动机功率的增大，相继增压系统中还可以设置两个基本增压器和两个可控增压器，当然，也可以采取其他的组合方式，比如由一个基本增压器和两个可控增压器组成一个相继增压系统，或者，设置两个以上的可控增压器等等情况。本发明实施例提供的相继增压系统控制方法及装置应用的相继增压系统，对基本增压器的具体数量没有限制，但至少包括两个可控增压器。

基于上述前提，参见图1，图1本发明实施例提供的一种相继增压系统控制方法流程图，该方法可应用于电子控制器，该电子控制器可选如ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)等具有数据处理能力，能够采集信号并输出相应控制命令的电子控制器，显然，该电子控制器在某些情况下也可选用网络侧的服务器实现；参照图1，本发明实施例提供的相继增压系统控制方法，可以包括：

步骤S100，监测可控增压器故障信号。

在现有的相继增压系统中，每一增压器均对应的设置有电控进气阀和电控排气阀，当电控进气阀或电控排气阀出现卡滞，无法打开或者无法关闭等故障时，即可判定相应的增压器发生故障，并且，当电控进气阀或者电控排气阀出现故障时，会向ECU反馈故障报文，因此，可以将可控增压器的进气阀故障报文和可控增压器的排气阀故障报文作为可控增压器故障信号。

需要说明的是，本发明实施例提供的相继增压系统控制方法，自ECU上电至ECU下电的整个工作循环中，都对可控增压器故障信号进行实时监测，确保能够及时发现相继增压系统出现的故障。

步骤S110，判断是否监测到可控增压器故障信号，若是，执行步骤S120，若否，执行步骤S150。

判断是否监测到可控增压器故障信号，若是，执行步骤S120，确定故障可控增压器；若否，执行步骤S150，获取预设特征参量对应的参量值。

需要说明的是，只要监测到任一个或多个可控增压器的进气阀故障报文和/或排气阀故障报文，都判定为监测到可控增压器故障信号。

步骤S120，确定故障可控增压器。

在监测到可控增压器故障报文后，需要进一步确定具体是哪一个可控增压器发生故障，然后才可以采取针对性的处理措施。

电控进气阀或电控排气阀会因为机械原因出现短暂的卡滞，一旦出现这种情况，就会向ECU反馈故障报文，而这种短暂的卡滞是可以消除的，并非永久性故障。因此，如果一但监测到可控增压器故障信号即判定可控增压器故障，显然是不够准确的。

可选的，本发明实施例还提供一种确定可控增压器是否发生故障的方法。在监测到可控增压器故障报文之后，首先切出全部可控增压器，使全部可控增压器都退出运行，仅以基本增压器保证发动机的运行，然后，判断发动机在基本增压器的辅助下，是否已稳定运转，具体的，可以通过发动机的转速波动情况、基本增压器的转速波动情况，以及增压系统的压力等参量判断发动机是否已经稳定运转。

如果发动机已稳定运转，向全部可控增压器发送测试指令，可选的，该测试指令可以是控制全部可控增压器开启的指令，也可以是其他使得可控增压器做出反应的指令，如果存在可控增压器不能正确的响应该测试指令，那么不能正确响应该测试指令的可控增压器即可判定发生故障。

步骤S130，切出故障可控增压器，并将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序。

具体的，如果相继增压系统中全部的可控增压器均发生故障，则需要将全部的可控增压器切出，仅以基本增压器支持发动机的运行。如果相继增压系统中部分的可控增压器均发生故障，首先，需要将全部的故障可控增压器切出，然后，将剩余的无故障可控增压器进行排序，得到修正工作顺序。

可选的，对于部分可控增压器故障的情况，可以参照相继增压系统中预设的工作顺序(即发动机下线时，发动机生产商制定的相继增压系统中各增压器的切入/切出顺序)进行排序。首先，获取剩余的各无故障可控增压器在预设工作顺序中的先后关系，然后按照该先后关系将各无故障可控增压器再次排序，进而得到修正工作顺序。

当然，对于剩余正常的可控增压器的工作顺序，也可以按照其他规则进行排序，比如按照与预设工作顺序相反的先后关系进行排序等，这都是可选的，同样都属于本发明申请保护的范围。

步骤S140，按照修正工作顺序控制无故障可控增压器工作。

在得到修正工作顺序之后，即可按照修正工作顺序，并结合发动机的负荷情况进行增压器的切入/切出控制。

对于可控增压器全部故障的情况，则只能以基本增压器维持发动机的运转，可选的，可以按照第一限油模式限制发动机的输出功率。

可以想到的是，虽然采用本发明实施例提供的方法，可以使得无故障的可控增压器以修正工作顺序再次投入使用，但发动机仍然处于缺失部分可控增压器的工况下，因此，为保护发动机，此种工况下，可以采用第二限油模式控制发动机运转。

需要说明的是，本发明实施例述及的第一限油模式和第二限油模式，其实质都是对发动机供油量的限定，避免发动机输出不符合当前增压系统工况的功率，对发动机及增压器系统造成进一步的损害。

步骤S150，获取预设特征参量对应的参量值。

在未监测到可控增压器故障信号的情况下，可以获取表征各可控增压器按照当前工作顺序工作的累计时长的预设特征参量对应的参量值。可选的，预设特征参量可以包括发动机里程、发动机油耗、发动机运行时长三者中的一个或者多个，当然，还可以根据发动机及相继增压系统的具体情况，选取其他参量，此处不再赘述。

步骤S160，判断预设特征参量的参量值是否大于参量阈值，若是，执行步骤S170，若否，执行步骤S190。

如果所选取的预设特征参量对应的参量值大于相应的参量阈值，说明相继增压系统在当前工作顺序下已经工作足够长的时间，需要对各可控增压器的切入/切出顺序进行调整，则执行步骤S170；相应的，如果所选取的预设特征参量对应的参量值不大于相应的参量阈值，则执行步骤S190，按照各可控增压器的当前工作顺序控制各可控增压器工作。

步骤S170，按照预设规则生成轮换工作顺序。

在所选取的预设特征参量对应的参量值大于相应的参量阈值的情况下，按照预设规则生成轮换工作顺序。

需要说明的是，生成轮换工作顺序的预设规则可以根据需要设定，基本原则是能够保证经过一定时期的轮换后，使得每一可控增压器的累计工作时长基本一致，能够满足这一要求的预设规则都属于本发明实施例保护的范围。

步骤S180，按照轮换工作顺序控制各可控增压器工作。

生成轮换工作顺序之后，即可按照轮换工作顺序控制各可控增压器工作。

可选的，为保证各可控增压器的累计工作时长在经过一定时间的乱换后基本一致，在按照轮换工作顺序控制各可控增压器工作之后，还需要将预设特征参量对应的参量值清零，开启下一轮的工作时长的统计。

步骤S190，按照各可控增压器的当前工作顺序控制各可控增压器工作。

在选定的预设特征参量的参量值不大于参量阈值的情况下，则继续按照各可控增压器的当前工作顺序控制各可控增压器工作，直至预设特征参量的参量值大于参量阈值，进行下一轮的轮换。当然，如果在这一过程中，监测到可控增压器故障信号，则按步骤S120至步骤S140执行。

需要说明的是，上述本发明实施例中述及的修正工作顺序、轮换工作顺序，以及预设工作顺序等，不仅可用于各可控增压器的切入控制，同样也可以用于各可控增压器的切出控制。

综上所述，通过本发明实施例提供的相继增压系统控制方法，在存在故障可控增压器的情况下，并未将全部可控增压器切出，而是对剩余的无故障可控增压器进行重新排序，确定修正工作顺序，以修正工作顺序控制剩余的无故障可控增压器为发动机提供较为充足的进气量，仍能确保发动机以较高工作效率运行，在可控增压器全部正常工作的情况下，控制各可控增压器以轮换工作顺序切入/切出，避免出现部分可控增压器累计工作时间长，部分可控增压器累计工作时间短的情况，确保各可控增压器的工作时长保持基本一致，更加合理的控制相继增压系统。

下面对本发明实施例提供的相继增压系统控制方法的一个应用场景进行介绍，参见图2，图2是基于本发明实施例提供的相继增压系统控制方法实现的发动机控制曲线示意图，该发动机为船舶提供动力。其中，曲线1表示发动机外特性，曲线2表示游艇推进特性，曲线3表示发动机的加速过程，曲线4表示船机推进特性。本实施例中，相继增压系统包括第一可控增压器和第二可控增压器。

发动机在运行过程中，监测到第一可控增压器或第二可控增压器任一存在故障时，首先，停止全部可控增压器，仅维持基本增压器工作，同时，控制发动机进入第一限油模式，即工作在图2所示的区域1中。然后，检测发动机在第一限油模式下是否已经稳定，若发动机已经稳定，则再次检测各可控增压器是否存在故障。

若第一可控增压器故障，第二可控增压器无故障，生成修正工作顺序，根据发动机的运行需求，控制第二可控增压器切入或切出(即第二可控增压器在生成得到修正工作顺序中，处于首尾)，此种情况下，控制发动机以第二限油模式工作，即工作在图2所示的区域2中。如果在此模式下监测到第二可控增压器又出现故障，则重新回到第一限油模式。

若第二可控增压器故障，第一可控增压器无故障，同样生成修正工作顺序，根据发动机的运行需求，控制第一可控增压器切入或切出(此时第一可控增压器虽仍处于首尾，但已经是按照修正工作顺序进行控制)，控制发动机以第二限油模式工作。在此模式下若监测到第一可控增压器又出现故障，则重新回到第一限油模式。

如果在运行过程中，监测到第一可控增压器和第二可控增压器的故障均已排除，则按照预设工作顺序控制相继增压器系统中的各可控增压器工作。

下面对本发明实施例提供的相继增压系统控制装置进行介绍，下文描述的相继增压系统控制装置可以认为是为实现本发明实施例提供的相继增压系统控制方法，在中央设备中需设置的功能模块架构；下文描述内容可与上文相互参照。

图3为本发明实施例提供的一种相继增压系统控制装置的结构框图，参照图3，该装置可以包括：

监测单元10，用于监测可控增压器故障信号；

确定单元20，用于在监测到所述可控增压器故障信号的情况下，确定故障可控增压器；

第一排序单元30，用于切出所述故障可控增压器，并将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序；

第一控制单元40，用于按照所述修正工作顺序控制所述无故障可控增压器工作；

获取单元50，用于在未监测到所述可控增压器故障信号的情况下，获取预设特征参量对应的参量值，其中，所述预设特征参量表征所述各可控增压器按照当前工作顺序工作的累计时长；

第二排序单元60，用于若所述预设特征参量的参量值大于参量阈值，按照预设规则生成轮换工作顺序；

第二控制单元70，用于按照所述轮换工作顺序控制所述各可控增压器工作。

可选的，所述确定单元20，用于确定故障可控增压器时，具体包括：

切出全部可控增压器；

判断发动机是否已稳定运转；

若所述发动机已稳定运转，向所述全部可控增压器发送测试指令；

确定错误响应所述测试指令的可控增压器故障。

可选的，所述第一排序单元30，用于将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序时，具体包括：

获取剩余的各无故障可控增压器在预设工作顺序中的先后关系；

按照所述先后关系将所述各无故障可控增压器再次排序，得到修正工作顺序。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种相继增压系统控制方法，其特征在于，所述相继增压系统包括至少两个可控增压器，所述方法包括：

监测可控增压器故障信号；

在监测到所述可控增压器故障信号的情况下，确定故障可控增压器；

切出所述故障可控增压器，并将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序；

按照所述修正工作顺序控制所述无故障可控增压器工作；

在未监测到所述可控增压器故障信号的情况下，获取预设特征参量对应的参量值，其中，所述预设特征参量表征所述各可控增压器按照当前工作顺序工作的累计时长；

若所述预设特征参量的参量值大于参量阈值，按照预设规则生成轮换工作顺序；

按照所述轮换工作顺序控制所述各可控增压器工作。

2.根据权利要求1所述的相继增压系统控制方法，其特征在于，所述确定故障可控增压器包括：

切出全部可控增压器；

判断发动机是否已稳定运转；

若所述发动机已稳定运转，向所述全部可控增压器发送测试指令；

确定错误响应所述测试指令的可控增压器故障。

3.根据权利要求1所述的相继增压系统控制方法，其特征在于，所述将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序，包括：

获取剩余的各无故障可控增压器在预设工作顺序中的先后关系；

按照所述先后关系将所述各无故障可控增压器再次排序，得到修正工作顺序。

4.根据权利要求1所述的相继增压系统控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在确定所述各可控增压器全部故障情况下，保持基本增压器工作，并以第一限油模式控制发动机运转；

在所述无故障可控增压器按照所述修正工作顺序工作情况下，以第二限油模式控制发动机运转。

5.根据权利要求1所述的相继增压系统控制方法，其特征在于，所述可控增压器故障信号包括可控增压器的进气阀故障报文和/或可控增压器的排气阀故障报文。

6.根据权利要求1所述的相继增压系统控制方法，其特征在于，所述预设特征参量包括下列特征参量中的至少一个：

发动机里程；

发动机油耗；

发动机运行时长。

7.根据权利要求1-6任一项所述的相继增压系统控制方法，其特征在于，在按照所述轮换工作顺序控制所述各可控增压器工作之后，所述方法还包括：

将所述预设特征参量对应的参量值清零。

8.一种相继增压系统控制装置，其特征在于，所述相继增压系统包括至少两个可控增压器，所述装置包括：

监测单元，用于监测可控增压器故障信号；

确定单元，用于在监测到所述可控增压器故障信号的情况下，确定故障可控增压器；

第一排序单元，用于切出所述故障可控增压器，并将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序；

第一控制单元，用于按照所述修正工作顺序控制所述无故障可控增压器工作；

获取单元，用于在未监测到所述可控增压器故障信号的情况下，获取预设特征参量对应的参量值，其中，所述预设特征参量表征所述各可控增压器按照当前工作顺序工作的累计时长；

第二排序单元，用于若所述预设特征参量的参量值大于参量阈值，按照预设规则生成轮换工作顺序；

第二控制单元，用于按照所述轮换工作顺序控制所述各可控增压器工作。

9.根据权利要求8所述的相继增压系统控制装置，其特征在于，所述确定单元，用于确定故障可控增压器时，具体包括：

切出全部可控增压器；

判断发动机是否已稳定运转；

若所述发动机已稳定运转，向所述全部可控增压器发送测试指令；

确定错误响应所述测试指令的可控增压器故障。

10.根据权利要求8所述的相继增压系统控制装置，其特征在于，所述第一排序单元，用于将剩余无故障可控增压器排序，得到修正工作顺序时，具体包括：

获取剩余的各无故障可控增压器在预设工作顺序中的先后关系；

按照所述先后关系将所述各无故障可控增压器再次排序，得到修正工作顺序。