CN112648066B - 调节系统、车辆及调节系统的旁通阀开度的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机系统技术领域，具体涉及一种调节系统、车辆及调节系统的旁通阀开度的控制方法。本发明中的调节系统包括中冷器、发动机、增压器和旁通阀，发动机的进气端与中冷器的出气端相连通，增压器的进气端与发动机的出气端相连通，增压器的第一出气端与大气相连通，增压器的第二出气端与中冷器的进气端相连通，旁通阀的一端与增压器的进气端相连通，旁通阀的另一端与中冷器的进气端相连通。通过使用本技术方案中的调节系统，本发明将增压器涡轮前端的排气管和增压器增压后的进气管通过旁通阀进行旁通联结，提升了可靠性和安全性。

Description

调节系统、车辆及调节系统的旁通阀开度的控制方法

技术领域

本发明属于发动机系统技术领域，具体涉及一种调节系统、车辆及调节系统的旁通阀开度的控制方法。

背景技术

大缸径柴油机属于高功率密度、宽转速范围的柴油机，为在较宽的工况范围内对其进行增压压比调节，衍生了相继涡轮增压技术的需求。但在高负荷工作过程中，可能会造成排气温度过高，不仅影响废气端后处理系统的性能，严重时会损害增压器结构。同时在负荷降低瞬态切出工作增压器时，废气能量集中被仍在工作的增压器吸收利用，使得增压压力显著提高，可能会引起增压器喘振，甚至导致仍在工作的增压器发生超速。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有调节系统工作过程中排气温度过高的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种调节系统，包括：

中冷器；

发动机，所述发动机的进气端与所述中冷器的出气端相连通；

增压器，所述增压器的进气端与所述发动机的出气端相连通，所述增压器的第一出气端与大气相连通，所述增压器的第二出气端与所述中冷器的进气端相连通；

旁通阀，所述旁通阀的一端与所述增压器的进气端相连通，所述旁通阀的另一端与所述中冷器的进气端相连通。

通过使用本技术方案中的调节系统，本发明将增压器涡轮前端的排气管和增压器增压后的进气管通过旁通阀进行旁通联结，能够在增压器前排气温度过高时将增压后空气引入排气端，降低排气温度，同时在检测到调节系统变负荷瞬态切出工作增压器时，对进气总管压力进行旁通泄压，降低调节系统的压力，提升了可靠性和安全性。

另外，根据本发明的调节系统，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施方式中，所述中冷器的进气端设有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述中冷器前的压力值。

在本发明的一些实施方式中，所述增压器的进气端设有温度传感器，所述温度传感器用于检测所述增压器前的排气温度。

在本发明的一些实施方式中，所述增压器设有多个，多个所述增压器的进气端均与所述发动机的出气端相连通，多个所述增压器的第一出气端均与大气相连通，多个所述增压器的第二出气端均与所述中冷器的进气端相连通。

本发明还提出了一种车辆，具有以上的调节系统。

本发明还提出了一种调节系统的旁通阀开度的控制方法，根据以上的调节系统进行实施，所述控制方法包括：

获取发动机转速和喷油量；

获取增压器前的排气温度；

根据所述发动机转速、所述喷油量和所述增压器前排气温度，获取第一修正旁通阀开度；

获取中冷器前的压力值；

根据所述发动机转速、所述喷油量和所述中冷器前的压力值，获取第二修正旁通阀开度；

根据所述增压器前的排气温度小于或等于第一限值且温度传感器正常，将所述第二修正旁通阀开度设为最终的旁通阀开度；

根据所述增压器前的排气温度大于第一限值和/或温度传感器故障，将所述第一修正旁通阀开度设为最终的旁通阀开度。

在本发明的一些实施方式中，根据所述发动机转速、所述喷油量和所述增压器前排气温度，获取第一修正旁通阀开度的步骤包括：

根据所述发动机转速和所述喷油量，获取第一旁通阀开度；

根据所述增压器前的排气温度，获取第一修正值；

根据所述第一旁通阀开度和所述第一修正值，获取所述第一修正旁通阀开度。

在本发明的一些实施方式中，根据所述发动机转速、所述喷油量和所述中冷器前的压力值，获取第二修正旁通阀开度的步骤包括：

根据增压器为切出工作的状态，获取所述发动机转速和所述喷油量；

根据所述发动机转速和所述喷油量，获取第二旁通阀开度和中冷器前需求进气的压力值；

根据所述第二旁通阀开度和所述中冷器前需求进气压力值，获取第二修正旁通阀开度。

在本发明的一些实施方式中，根据所述第二旁通阀开度和所述中冷器前需求进气压力值，获取第二修正旁通阀开度的步骤还包括：

根据所述中冷器前需求进气的压力值和所述中冷器前的压力值，获取压力差值；

根据所述压力差值，获取第二修正值；

根据所述第二修正值和所述第二旁通阀开度，获取第二修正旁通阀开度。

在本发明的一些实施方式中，根据所述发动机转速、所述喷油量和所述中冷器前的压力值，获取第二修正旁通阀开度的步骤还包括：

根据增压器未处于切出工作的状态，直接输出第二修正旁通阀的开度为零。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的调节系统的整体结构示意图；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的调节系统的旁通阀开度的控制方法的步骤流程图；

图3示意性地示出了根据本发明实施方式的获取第一修正旁通阀开度的步骤流程图；

图4示意性地示出了根据本发明实施方式的获取第二修正旁通阀开度的整体步骤流程图；

图5示意性地示出了根据本发明实施方式的获取第二修正旁通阀开度的具体步骤流程图。

10：中冷器、11：压力传感器；

20：发动机；

30：增压器、31：温度传感器；

40：旁通阀；

100：进气管路、200：排气管路、300：废气管路。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的调节系统的整体结构示意图。本发明提出了一种调节系统、车辆及调节系统的旁通阀开度的控制方法。如图1所示，本发明中的调节系统包括中冷器10、发动机20、增压器30和旁通阀40，发动机20的进气端与中冷器10的出气端相连通，增压器30的进气端与发动机20的出气端相连通，增压器30的第一出气端与大气相连通，增压器30的第二出气端与中冷器10的进气端相连通，旁通阀40的一端与增压器30的进气端相连通，旁通阀40的另一端与中冷器10的进气端相连通。

通过使用本技术方案中的调节系统，本发明将增压器30涡轮前端的排气管和增压器30增压后的进气管通过旁通阀40进行旁通联结，能够在增压器30前排气温度过高时将增压后空气引入排气端，降低排气温度，同时在检测到调节系统变负荷瞬态切出工作增压器30时，对进气总管压力进行旁通泄压，降低调节系统的压力，提升了可靠性和安全性。

具体地，如图1所示，调节系统还包括进气管路100、排气管路200和废气管路300，进气管路100用于为发动机20提供气体，当经过发动机20后气体通过排气管路200进入到增压器30中，经过增压器30的气体一部分经第一出气端进入到废气管路300排出至大气，另一部分经第二出气端进入至进气管路100，然后流至中冷器10。

在本发明的一些实施方式中，中冷器10的进气端设有压力传感器11，压力传感器11用于检测中冷器10前的压力值。当检测到调节系统变负荷瞬态切出工作时，基于压力传感器11测得的实际中冷器10前压力和需求压力进行计算，能够得出对应的第二修正旁通阀40开度，进而对进气总管压力进行旁通泄压，降低增压压力。

在本发明的一些实施方式中，增压器30的进气端设有温度传感器31，温度传感器31用于检测增压器30前的排气温度。基于增压器30前温度传感器31测得的排气温度，能够计算出对应的第一修正旁通阀40开度，进而将增压后空气引入排气端，降低排气温度。

在本发明的一些实施方式中，增压器30设有多个，多个增压器30的进气端均与发动机20的出气端相连通，多个增压器30的第一出气端均与大气相连通，多个增压器30的第二出气端均与中冷器10的进气端相连通。多个增压器30能够有效的提高发动机20的功率，并且同时改善发动机20的排放，提高了调节系统的作业效率。

具体地，本发明中的旁通阀40为蝶阀，蝶阀启闭方便迅速，并且体积小，能够很好进行开度的调节，调节性能优良。

本发明还提出了一种车辆，具有以上的调节系统。

通过使用本技术方案中的车辆，本发明将增压器30涡轮前端的排气管和增压器30增压后的进气管通过旁通阀40进行旁通联结，能够在增压器30前排气温度过高时将增压后空气引入排气端，降低排气温度，同时在检测到调节系统变负荷瞬态切出工作增压器30时，对进气总管压力进行旁通泄压，降低调节系统的压力，提升了可靠性和安全性。

本发明还提出了一种调节系统的旁通阀40开度的控制方法，如图2所示，根据以上的调节系统进行实施，控制方法包括：

获取发动机转速和喷油量；

获取增压器前的排气温度；

根据发动机转速、喷油量和增压器前排气温度，获取第一修正旁通阀开度；

获取中冷器前的压力值；

根据发动机转速、喷油量和中冷器前的压力值，获取第二修正旁通阀开度；

根据增压器前的排气温度小于或等于第一限值且温度传感器正常，将第二修正旁通阀开度设为最终的旁通阀开度；

根据增压器前的排气温度大于第一限值和/或温度传感器故障，将第一修正旁通阀开度设为最终的旁通阀开度。

具体地，基于增压器前排气温度的控制贯穿整个工作过程，优先级别最高。当涡轮增压器前端的排气温度超过第一限值或者检测到温度传感器发生故障时，将第二修正旁通阀开度设为最终的旁通阀开度，否则将第一修正旁通阀开度设为最终的旁通阀开度。其中，增压器前排气温度限值在控制器中设计成可标定的。

如图3所示，根据发动机转速、喷油量和增压器前排气温度，获取第一修正旁通阀开度的步骤包括：

根据发动机转速和喷油量，获取第一旁通阀开度；

根据增压器前的排气温度，获取第一修正值；

根据第一旁通阀开度和第一修正值，获取第一修正旁通阀开度。

具体地，以上的第一修正旁通阀开度基于增压器前排气温度进行计算，首先由发动机转速和实际喷油量作为工况表输入，根据工况表查询得到实际工况点下的第一旁通阀开度。其中，工况表在控制器中设计成可标定的，可以由发动机性能开发人员通过开展各工况点下的发动机台架试验标定具体数值。

同时利用涡轮增压器前端的排气温度值作为修正开度表格的输入，根据修正开度表格得到实际增压器前排气温度下的第一修正值，修正开度表格同样在控制器中设计成可标定的。最后，第一旁通阀开度加上第一修正值，得到基于增压器前排气温度的第一修正旁通阀开度。

如图4所示，根据发动机转速、喷油量和中冷器前的压力值，获取第二修正旁通阀开度的步骤包括：

根据增压器为切出工作的状态，获取发动机转速和喷油量；

根据发动机转速和喷油量，获取第二旁通阀开度和中冷器前需求进气的压力值；

根据第二旁通阀开度和中冷器前需求进气压力值，获取第二修正旁通阀开度。

如图5所示，根据第二旁通阀开度和中冷器前需求进气压力值，获取第二修正旁通阀开度的步骤还包括：

根据中冷器前需求进气的压力值和中冷器前的压力值，获取压力差值；

根据压力差值，获取第二修正值；

根据第二修正值和第二旁通阀开度，获取第二修正旁通阀开度。

根据发动机转速、喷油量和中冷器前的压力值，获取第二修正旁通阀开度的步骤还包括：

根据增压器未处于切出工作的状态，直接输出第二修正旁通阀的开度为零。

具体地，以上的第二修正旁通阀开度基于中冷器前的压力值进行闭环计算。首先判断增压器是否为发生切出工作的状态，如果没有发生，则直接输出第二修正旁通阀开度为零。

如果增压器为切出工作的状态，则根据发动机转速、实际喷油量作为工况表输入，根据工况表查询得到实际工况点下的第二旁通阀开度。其中，工况表在控制器中设计成可标定的，可以由发动机性能开发人员通过开展各工况点下的发动机台架试验标定具体数值。同时根据发动机转速、实际喷油量作为工况表输入，工况表在控制器中设计成可标定的，根据工况表查询得到实际工况点下的中冷器前需求进气的压力值。

然后计算中冷器前需求进气压力与中冷器前的压力值的差值，将压力差值作为PID控制的输入，通过具有抗积分饱和的PID闭环计算得到第二修正值，然后第二修正值与第二旁通阀开度相加，得到最终基于中冷器前压力闭环计算的第二修正旁通阀开度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种调节系统的旁通阀开度的控制方法，其特征在于，根据调节系统进行实施，所述调节系统包括：

中冷器；

发动机，所述发动机的进气端与所述中冷器的出气端相连通；

增压器，所述增压器的进气端与所述发动机的出气端相连通，所述增压器的第一出气端与大气相连通，所述增压器的第二出气端与所述中冷器的进气端相连通；

旁通阀，所述旁通阀的一端与所述增压器的进气端相连通，所述旁通阀的另一端与所述中冷器的进气端相连通；

所述中冷器的进气端设有压力传感器，所述压力传感器用于检测所述中冷器前的压力值；

所述增压器的进气端设有温度传感器，所述温度传感器用于检测所述增压器前的排气温度；

所述增压器设有多个，多个所述增压器的进气端均与所述发动机的出气端相连通，多个所述增压器的第一出气端均与大气相连通，多个所述增压器的第二出气端均与所述中冷器的进气端相连通；

所述控制方法包括：

获取发动机转速和喷油量；

获取增压器前的排气温度；

根据所述发动机转速、所述喷油量和所述增压器前排气温度，获取第一修正旁通阀开度；

获取中冷器前的压力值；

根据所述发动机转速、所述喷油量和所述中冷器前的压力值，获取第二修正旁通阀开度；

根据所述增压器前的排气温度小于或等于第一限值且温度传感器正常，将所述第二修正旁通阀开度设为最终的旁通阀开度；

根据所述增压器前的排气温度大于第一限值和/或温度传感器故障，将所述第一修正旁通阀开度设为最终的旁通阀开度。

2.根据权利要求1所述的旁通阀开度的控制方法，其特征在于，根据所述发动机转速、所述喷油量和所述增压器前排气温度，获取第一修正旁通阀开度的步骤包括：

根据所述发动机转速和所述喷油量，获取第一旁通阀开度；

根据所述增压器前的排气温度，获取第一修正值；

根据所述第一旁通阀开度和所述第一修正值，获取所述第一修正旁通阀开度。

3.根据权利要求1所述的旁通阀开度的控制方法，其特征在于，根据所述发动机转速、所述喷油量和所述中冷器前的压力值，获取第二修正旁通阀开度的步骤包括：

根据增压器为切出工作的状态，获取所述发动机转速和所述喷油量；

根据所述发动机转速和所述喷油量，获取第二旁通阀开度和中冷器前需求进气的压力值；

根据所述第二旁通阀开度和所述中冷器前需求进气压力值，获取第二修正旁通阀开度。

4.根据权利要求3所述的旁通阀开度的控制方法，其特征在于，根据所述第二旁通阀开度和所述中冷器前需求进气压力值，获取第二修正旁通阀开度的步骤还包括：

根据所述中冷器前需求进气的压力值和所述中冷器前的压力值，获取压力差值；

根据所述压力差值，获取第二修正值；

根据所述第二修正值和所述第二旁通阀开度，获取第二修正旁通阀开度。

5.根据权利要求3所述的旁通阀开度的控制方法，其特征在于，根据所述发动机转速、所述喷油量和所述中冷器前的压力值，获取第二修正旁通阀开度的步骤还包括：

根据增压器未处于切出工作的状态，直接输出第二修正旁通阀的开度为零。

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