CN112576388B - 涡轮增压器的保护方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮增压器的保护方法，包括：根据发动机的运行状态判断涡轮增压器是否有超速风险，当所述涡轮增压器有超速风险时，向整车气刹气路发出控制指令，控制空压机排气阀门开启，且向整车刹车气路发出控制指令，控制刹车总泵阀门以及刹车分泵阀门开启，进行主动制动。根据本发明公开的涡轮增压器的保护方法，无需改动或添加整车部件，在判断出涡轮增压器有超速风险时，通过控制刹车气路阀门可达到在极端工况下保护增压器的目的。

Description

涡轮增压器的保护方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及涡轮增压器技术领域，特别涉及一种涡轮增压器的保护方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

现代柴油机上也越来越多地使用了涡轮增压器，涡轮增压其实是一种利用内燃机燃烧所产生的废气驱动与涡轮同轴的压气机对发动机进气进行压缩，从而提高内燃机进气压力和进气量的技术。发动机的输出功率由气缸内燃料有效燃烧所放出的热量决定，而参与燃烧的油量受到每循环吸入气缸内实际空气量的限制，即发动机输出的功率受到每循环吸入气缸内实际空气量的限制。涡轮增压器能够使空气在进入气缸前得到压缩，空气的密度增大，则在同样气缸工作容积的条件下，可以有更多的新鲜空气进入气缸，因此可以增加循环供油量，获得更大的发动机输出功率。一般而言，增压后的发动机功率可比原机提高40％，甚至更多，发动机燃油经济性也有所提高。

涡轮增压器主要包括涡轮室和压气机，涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连，排气口连接在排气管上。压气机的进气口与空气滤清器相连，排气口连接在进气歧管上，涡轮装在涡轮室，压气机叶轮装在压气机进气压缩端，涡轮与压气机叶轮为同轴刚性连接。涡轮增压是利用发动机排出的废气来推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴连接的压气机叶轮，压气机将来自空气滤清器的空气进行压缩并送入气缸。

近年来，在涡轮增压器的使用过程中，由于涡轮增压器超速导致增压器损坏的故障是非常危险的，当涡轮增压器超速运行时，进入燃烧室内的空气会过量，发动机爆燃的可能性会非常高。现有技术中，通过限制喷油量来达到增压器超速保护的目的，但是，柴油机车辆在长下坡时，司机可能只采取缸内制动的辅助制动措施使车辆滑行，此时发动机处于倒拖状态，发动机转速下降较慢，虽然发动机此时不喷油燃烧做功，但一方面缸内制动对气缸内气体快速压缩并释放，另一方面活塞运行对进气压缩并排气，仍可能导致排气能量过大导致增压器转速超速。

因此，现有技术中的方法在倒拖工况时是无法通过限制发动机喷油量来控制增压器超速的。

发明内容

本公开实施例提供了一种涡轮增压器的保护方法、装置、设备及存储介质。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

第一方面，本公开实施例提供了一种涡轮增压器的保护方法，包括：

根据发动机的运行状态判断涡轮增压器是否有超速风险；

当涡轮增压器有超速风险时，控制空压机排气阀门开启并进行主动制动。

在一个实施例中，根据发动机的运行状态判断涡轮增压器是否有超速风险，包括：

获取当前环境压力下对应的发动机第一转速，当第一转速小于当前发动机的第二转速时，确定发动机的转速处于预超速状态；

当发动机处于预超速状态、处于倒拖工况且开启缸内制动时，确定涡轮增压器有超速风险。

在一个实施例中，获取当前环境压力下对应的发动机第一转速，包括：

通过压力传感器获取当前的环境压力；

根据预设的压力转速对照表获取与环境压力对应的发动机第一转速。

在一个实施例中，当涡轮增压器有超速风险时，控制空压机排气阀门开启并进行主动制动，包括：

当涡轮增压器有超速风险时，向整车气刹气路发出控制指令，控制空压机排气阀门开启，且向整车刹车气路发出控制指令，控制刹车总泵阀门以及刹车分泵阀门开启，进行主动制动。

在一个实施例中，控制空压机排气阀门开启并进行主动制动之后，还包括：

当发动机的第二转速下降到预设阈值时，控制空压机排气阀门、刹车总泵阀门以及刹车分泵阀门关闭。

第二方面，本公开实施例提供了一种涡轮增压器的保护装置，包括：

判断模块，用于根据发动机的运行状态判断涡轮增压器是否有超速风险；

保护模块，用于当涡轮增压器有超速风险时，控制空压机排气阀门开启并进行主动制动。

在一个实施例中，判断模块，包括：

获取单元，用于获取当前环境压力下对应的发动机第一转速，当第一转速小于当前发动机的第二转速时，确定发动机的转速处于预超速状态；

判断单元，用于当发动机处于预超速状态、处于倒拖工况且开启缸内制动时，确定涡轮增压器有超速风险。

在一个实施例中，获取单元，用于通过压力传感器获取当前的环境压力；根据预设的压力转速对照表获取与环境压力对应的发动机第一转速。

第三方面，本公开实施例提供了一种涡轮增压器的保护设备，包括处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在执行程序指令时，执行上述实施例提供的涡轮增压器的保护方法。

第四方面，本公开实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，计算机可读指令可被处理器执行以实现上述实施例提供的一种涡轮增压器的保护方法。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

根据本公开实施例提供的涡轮增压器的保护方法，在发动机处于倒拖工况无法利用限制喷油量的措施来进行增压器保护时，可以通过控制刹车气路阀门，进行主动制动的方法达到保护增压器的目的，该方法无需改动或添加整车部件，在现有基础上添加部分逻辑，可达到在极端工况下保护增压器的目的。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种涡轮增压器的保护方法的流程示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种涡轮增压器的保护方法的流程示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种缸内制动与进气压力的关系的示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种涡轮增压器的保护装置的结构示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种判断模块的结构示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种涡轮增压器的保护设备的结构示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的一种计算机存储介质的示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或一个以上实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

目前，增压器保护控制策略为基于大气压力和转速限制发动机喷油量，控制排气能量使其不会导致增压器超速，但是在倒拖工况时发动机不会喷油，但若此时发动机转速较高，仍会对进气进行压缩做功，排出废气能量增加，此废气驱动增压器工作时可能导致增压器超速。此时是无法通过限制发动机喷油量来控制废气能量的。本公开实施例在判断有增压器超速风险时，通过整车刹车气路消耗发动机功率使转速下降，并通过主动制动来使发动机转速快速下降以保护增压器。

下面将结合附图1-附图3，对本申请实施例提供的涡轮增压器的保护方法进行详细介绍。

参见图1，该方法具体包括以下步骤。

S101根据发动机的运行状态判断涡轮增压器是否有超速风险。

在一种可能的实现方式中，获取发动机当前的运行状态，包括获取发动机的转速、运行工况，根据发动机的转速和运行工况判断涡轮增压器是否有超速风险。

在一个实施例中，首先通过压力传感器获取当前的环境压力，然后根据预设的压力转速对照表获取与环境压力对应的发动机第一转速，其中，可以事先标定与环境压力相对应的转速，得到压力转速对照表。

进一步地，获取发动机当前的第二转速，第二转速指的是发动机当前的实际转速，当第一转速小于发动机的第二转速时，确定发动机的转速处于预超速状态。

然后判断发动机的运行工况，是否处于倒拖工况，是否开启缸内制动，只有当发动机处于预超速状态、处于倒拖工况且开启缸内制动时，确定涡轮增压器有超速风险。

S102当涡轮增压器有超速风险时，控制空压机排气阀门开启并进行主动制动。

目前大多数重型车辆刹车系统采用气刹，原理为通过发动机皮带带动空压机工作，空压机将空气压缩并储存在储气罐内，当踩下刹车时储气罐内高压气体通过继动阀、刹车总泵、刹车分泵等作用到刹车制动臂、刹车凸轮轴上，将刹车蹄片撑开与刹车鼓紧紧接触起到刹车目的。空压机排气与储气罐之间安装有电控阀门，当储气罐需要充气时阀门打开，当储气罐气压达到限值时阀门关闭，同时阀门与大气连通；储气罐安装有机械安全阀，当气体超过限值时安全阀自动开启，保护储气罐；刹车总泵和分泵各安装有电控阀门，当有刹车需求时该阀门打开，使储气罐内高压气体单向输送到刹车制动臂达到刹车目的。

具体地，当涡轮增压器有超速风险时，向整车气刹气路发出控制指令，控制空压机排气阀门开启，此阀门打开后，空压机继续向储气罐输送高压气体，且此时储气罐内气压较高，对空压机施加反作用力，空压机消耗发动机功率变大，则发动机对缸内气体做功减少，降低排气能量。且向整车刹车气路发出控制指令，控制刹车总泵阀门以及刹车分泵阀门开启，储气罐内高压气体经刹车总泵和分泵后推出刹车制动臂，达到主动制动目的。

在一种可能的实现方式中，可以在车辆上安装具有逻辑与计算能力的车载设备，当检测到涡轮增压器有超速风险时，向整车气刹气路和整车刹车气路发出控制指令，控制空压机排气阀门开启并进行主动制动。通过整车刹车气路消耗发动机功率使转速下降，并通过主动制动来使发动机转速快速下降以保护增压器。

根据该步骤，可以通过控制刹车气路阀门，进行主动制动的方法达到保护增压器的目的。

进一步地，控制空压机排气阀门开启并进行主动制动之后，还包括当发动机的第二转速下降到预设阈值时，控制空压机排气阀门、刹车总泵阀门以及刹车分泵阀门关闭。

在一种可能的实现方式中，本领域技术人员可自行设定发动机的安全转速阈值，本公开实施例不做具体限制。当发动机的转速下降到预设阈值时，控制空压机排气阀门、刹车总泵阀门以及刹车分泵阀门恢复到原来的状态。

为了便于理解本申请实施例提供的涡轮增压器的保护方法，下面结合附图2和3进行说明。

图2是示出的缸内制动对进气压力的影响，如图2所示，当开启缸内制动时，进气压力就会马上上升，且保持较高的水平，当关闭缸内制动时，进气压力就会马上下降，可见，缸内制动对进气压力的影响是显著的。

图3是示出的涡轮增压器的保护方法的示意图，如图3所示，该方法包括：

过输入环境压力得到该环境下对应发动机第一转速，当此转速小于当前发动机的转速，且当前发动机处于倒拖状态，且缸内制动处于开启状态时，则判断增压器有超速风险。

判断增压器有超速风险后，向整车气刹气路发出指令，将空压机排气阀门打开，此阀门打开后，空压机继续向储气罐输送高压气体，且此时储气罐内气压较高，对空压机施加反作用力，空压机消耗发动机功率变大，则发动机对缸内气体做功减少，降低排气能量。

另一方面，控制整车刹车气路中刹车总泵和刹车分泵阀门打开，储气罐内高压气体经刹车总泵和分泵后推出刹车制动臂，达到刹车目的，当转速下降到一定值时，各阀门自动恢复状态。

根据本公开实施例提供的涡轮增压器的保护方法，在发动机处于倒拖工况无法利用限制喷油量的措施来进行增压器保护时，可以通过控制刹车气路阀门，进行主动制动的方法达到保护增压器的目的，该方法无需改动或添加整车部件，在现有基础上添加部分逻辑，可达到在极端工况下保护增压器的目的。

本公开实施例还提供一种涡轮增压器的保护装置，该装置用于执行上述实施例的涡轮增压器的保护方法，如图4所示，该装置包括：

判断模块401，用于根据发动机的运行状态判断涡轮增压器是否有超速风险；

保护模块402，用于当涡轮增压器有超速风险时，控制空压机排气阀门开启并进行主动制动。

在一个实施例中，判断模块401的结构如图5所示，包括：

获取单元，用于获取当前环境压力下对应的发动机第一转速，当第一转速小于当前发动机的第二转速时，确定发动机的转速处于预超速状态；

判断单元，用于当发动机处于预超速状态、处于倒拖工况且开启缸内制动时，确定涡轮增压器有超速风险。

在一个实施例中，获取单元，用于通过压力传感器获取当前的环境压力，根据预设的压力转速对照表获取与环境压力对应的发动机第一转速。

在一个实施例中，保护模块402，用于当涡轮增压器有超速风险时，向整车气刹气路发出控制指令，控制空压机排气阀门开启，且向整车刹车气路发出控制指令，控制刹车总泵阀门以及刹车分泵阀门开启，进行主动制动。

在一个实施例中，涡轮增压器的保护装置还包括：

恢复模块，用于当发动机的第二转速下降到预设阈值时，控制空压机排气阀门、刹车总泵阀门以及刹车分泵阀门关闭。

需要说明的是，上述实施例提供的涡轮增压器的保护装置在执行涡轮增压器的保护方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的涡轮增压器的保护装置与涡轮增压器的保护方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本公开实施例还提供一种与前述实施例所提供的涡轮增压器的保护方法对应的电子设备，以执行上述涡轮增压器的保护方法。

请参考图6，其示出了本申请的一些实施例所提供的一种电子设备的示意图。如图6所示，电子设备包括：处理器600，存储器601，总线602和通信接口603，处理器600、通信接口603和存储器601通过总线602连接；存储器601中存储有可在处理器600上运行的计算机程序，处理器600运行计算机程序时执行本申请前述任一实施例所提供的涡轮增压器的保护方法。

其中，存储器601可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口603(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。

总线602可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器601用于存储程序，处理器600在接收到执行指令后，执行程序，前述本申请实施例任一实施方式揭示的涡轮增压器的保护方法可以应用于处理器600中，或者由处理器600实现。

处理器600可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器600中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器600可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器601，处理器600读取存储器601中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本申请实施例提供的电子设备与本申请实施例提供的涡轮增压器的保护方法出于相同的发明构思，具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。

本申请实施例还提供一种与前述实施例所提供的涡轮增压器的保护方法对应的计算机可读存储介质，请参考图7，其示出的计算机可读存储介质为光盘700，其上存储有计算机程序(即程序产品)，计算机程序在被处理器运行时，会执行前述任意实施例所提供的涡轮增压器的保护方法。

需要说明的是，计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。

本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的涡轮增压器的保护方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种涡轮增压器的保护方法，其特征在于，包括：

根据发动机的运行状态判断涡轮增压器是否有超速风险,包括：获取当前环境压力下对应的发动机第一转速，当所述第一转速小于当前发动机的第二转速时，确定发动机的转速处于预超速状态；当所述发动机处于预超速状态、处于倒拖工况且开启缸内制动时，确定所述涡轮增压器有超速风险；

当所述涡轮增压器有超速风险时，控制空压机排气阀门开启并进行主动制动，包括：当所述涡轮增压器有超速风险时，向整车刹车气路发出控制指令，控制空压机排气阀门开启，且向整车刹车气路发出控制指令，控制刹车总泵阀门以及刹车分泵阀门开启，储气罐内高压气体经刹车总泵和分泵后推出刹车制动臂进行主动制动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取当前环境压力下对应的发动机第一转速，包括：

通过压力传感器获取当前的环境压力；

根据预设的压力转速对照表获取与所述环境压力对应的发动机第一转速。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制空压机排气阀门开启并进行主动制动之后，还包括：

当发动机的第二转速下降到预设阈值时，控制所述空压机排气阀门、刹车总泵阀门以及刹车分泵阀门关闭。

4.一种涡轮增压器的保护装置，其特征在于，包括：

判断模块，用于根据发动机的运行状态判断涡轮增压器是否有超速风险,包括：获取单元，用于获取当前环境压力下对应的发动机第一转速，当所述第一转速小于当前发动机的第二转速时，确定发动机的转速处于预超速状态；判断单元，用于当所述发动机处于预超速状态、处于倒拖工况且开启缸内制动时，确定所述涡轮增压器有超速风险；

保护模块，用于当所述涡轮增压器有超速风险时，控制空压机排气阀门开启并进行主动制动，包括：当所述涡轮增压器有超速风险时，向整车刹车气路发出控制指令，控制空压机排气阀门开启，且向整车刹车气路发出控制指令，控制刹车总泵阀门以及刹车分泵阀门开启，储气罐内高压气体经刹车总泵和分泵后推出刹车制动臂进行主动制动。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述获取单元，用于通过压力传感器获取当前的环境压力；

根据预设的压力转速对照表获取与所述环境压力对应的发动机第一转速。

6.一种涡轮增压器的保护设备，其特征在于，包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求1至3任一项所述的涡轮增压器的保护方法。

7.一种计算机可读介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如权利要求1至3任一项所述的一种涡轮增压器的保护方法。

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