CN113700549A - 一种增压发动机进排气管理系统的控制方法 - Google Patents

一种增压发动机进排气管理系统的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种增压发动机进排气管理系统的控制方法，包括以下步骤：第一步：发动机控制器获取发动机工作过程中空气流量值、进气歧管压力值和排气歧管压力值，第二步：发动机控制器结合空气流量值、进气歧管压力值、排气歧管压力值和车辆工况判断工作模式，第三步：发动机控制器驱动节气门和双向旁通阀工作以排除喘振，第四步：发动机控制器驱动双向旁通阀工作以提高发动机低速时的扭矩，第五步：发动机控制器驱动双向旁通阀工作以降低排放废气中的氮氧化物含量。本设计不仅可以精确的控制进气和排气的旁通量以提高防喘振、扭矩提升和降排的效果，而且控制系统机构简单，可靠性高。

Description

一种增压发动机进排气管理系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种发动机进排气控制方法，尤其涉及一种增压发动机进排气管理系统的控制方法，具体适用于在低速工况下提高发动机扭矩的进排气控制方法。
背景技术
柴油机是商用汽车广泛使用的发动机，目前使用的柴油机的增压系统通常采用废气旁通增压器或可变截面/喷嘴增压器，两种增压器均利用发动机排出的废气能量使涡轮膨胀做功，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压缩经过空气滤清器过滤的新鲜空气，使之增压进入气缸；废气旁通增压器在发动机高速运转时可以被动打开旁通阀门将部分废气直接旁通至涡后管路不直接经过涡轮作功，这样可以将增压压力、最高爆发压力及增压器转速限值在允许范围内，可变截面/喷嘴增压器可通过发动机控制器控制喷嘴环开度，以满足不同工况下的增压压力需求。
这两种方法虽然可以有效提高发动机进气压力，但其仍存在以下缺陷：
1、废气旁通增压器在发动机低速运行时，废气旁通阀保持关闭状态，由于排气压力和温度较低，驱动涡做功的能量较少，增压器转子转动慢，导致发动机加速响应性较差，同时压气机出口压力较低，无法满足柴油机该工况下的空气质量需求，导致发动机低速扭矩较低。
2、为保证一定的低速扭矩，在选配废气旁通增压器时会偏向低速性能的方案而牺牲一定的高速性能及高原能力，导致发动机全工况运行不在较优匹配状态；
3、废气旁通增压器在发动机转速较低时增压效果较差，整车加速响应性较差；
4、可变截面/喷嘴增压器成本较高，应用范围小，排气制动可靠性风险高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的发动机低速运行时增压压力不足或者成本较高的缺点，提供了一种在低速工况下提高发动机扭矩的进排气控制方法。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种增压发动机进排气管理系统的控制方法，所述控制方法基于如下结构：
所述发动机进排气管理系统包括：双向旁通阀、排气歧管、涡轮、压气机、中冷器、节气门、进气歧管、气缸、进气压力传感器、排气压力传感器和空气流量传感器；所述气缸的进气端设置有进气歧管，所述气缸的出气端设置有排气歧管，所述双向旁通阀的一端与排气歧管相连通，所述双向旁通阀的另一端与进气歧管相连通，所述排气歧管的出气端设置有涡轮，所述涡轮的出气端通过排气管路及后处理系统后连接大气，所述涡轮与压气机同轴，所述压气机的进气端连接大气，所述压气机的出气端通过中冷器和节气门后与进气歧管的进气端连通，所述空气流量传感器设置在压气机的进气管道上，所述进气压力传感器设置在进气歧管上，所述排气压力传感器设置在排气歧管上，所述发动机进排气管理系统还包括发动机控制器，所述空气流量传感器的流量信号输出端与发动机控制器的流量信号输入端相连接，所述进气压力传感器的进气压力信号输出端与发动机控制器的进气压力信号输入端相连接，所述排气压力传感器的排气压力信号输出端与发动机控制器的排气压力信号输入端相连接，所述发动机控制器的控制信号输出端与双向旁通阀的控制信号输入端相连接；
所述控制方法包括如下步骤：
第一步：数据收集，发动机控制器通过空气流量传感器、进气压力传感器和排气压力传感器获取发动机工作过程中的空气流量值P、进气歧管压力值P和排气歧管压力值P；
第二步：判断工作模式，在车辆处于行驶状态下发动机控制器检测空气流量值P、进气歧管压力值P、排气歧管压力值P和车辆工况以判断双向旁通阀工作模式：
a）当发动机控制器检测到空气流量传感器收集的空气流量值P出现锯齿状波动时，双向旁通阀进入第三步防喘振模式；
b）当发动机控制器检测到空气流量传感器收集的空气流量值P未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P大于排气歧管压力值P时，双向旁通阀进入第四步扭矩提升模式；
c）当发动机控制器检测到空气流量传感器收集的空气流量值P未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P小于排气歧管压力值P、发动机控制器标定数据中存在废气再循环率要求时，双向旁通阀进入第五步降排模式；
d）当发动机控制器检测到空气流量传感器收集的空气流量值P未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P小于排气歧管压力值P、发动机控制器标定数据中不存在废气再循环率要求时，双向旁通阀保持关闭状态；
第三步：防喘振模式，当发动机控制器判定车辆进入防喘振模式后，发动机控制器发出控制信号驱动节气门持续增大开度，同时发动机控制器持续检测空气流量传感器收集到的空气流量数据，当空气流量数据的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动节气门停止增大开度，同时发动机控制器将当前节气门开度数据定义到发动机控制器标定数据中；
当节气门开度增大到最大允许开度后进气量数据的锯齿状波动仍未消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀开启并持续增大开度，双向旁通阀开启后，进气歧管中的高压空气通过双向旁通阀及排气歧管释放，同时发动机控制器持续检测空气流量传感器收集到的进气量数据，当进气量数据的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀停止增大开度，同时发动机控制器将当前双向旁通阀开度数据定义到发动机控制器标定数据中，此时防喘振模式完成；
第四步：扭矩提升模式，当发动机控制器判定车辆进入扭矩提升模式后，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀开始工作，双向旁通阀开始工作后连通发动机进气歧管和排气歧管，进气歧管和排气歧管连通后，进气歧管中的高压空气进入排气歧管中和排气歧管中的废气混合，空气与废气的混合气体推动涡轮增压器工作，使涡轮作功能量增加，增压压力变大，进气量增加，此时扭矩提升模式完成；
第五步：降排模式，当发动机控制器判定车辆进入降排模式后，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀开始工作，双向旁通阀开始工作后连通发动机进气歧管和排气歧管，进气歧管和排气歧管连通后，排气歧管中的废气进入进气歧管中和空气混合，空气与废气的混合气体进入气缸内燃烧，此时降排模式完成。
所述进排气管理系统还包括废气再循环冷却器，所述废气再循环冷却器的一端与排气歧管相连通，所述废气再循环冷却器的另一端与双向旁通阀相连通。
所述第二步判断工作模式中的废气再循环率为第四步降排模式中通过双向旁通阀进入进气歧管的废气量与进入气缸的混合气体总量的比值,所述废气再循环率在车辆出厂阶段定义于发动机控制器的标定数据中。
所述第三步防喘振模式中发动机控制器实时检测空气流量值P，当发动机控制器检测到空气流量值P的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀停止工作，此时防喘振模式结束。
所述第三步防喘振模式中节气门最大允许开度为当废气温度达到车辆后处理系统允许的最低排气温度时的节气门开度。
所述第四步扭矩提升模式中发动机控制器实时检测进气歧管压力值P和排气歧管压力值P，当发动机控制器检测到进气歧管压力值P小于排气歧管压力值P时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀停止工作，此时扭矩提升模式结束。
所述第五步降排模式中发动机控制器实时检测进气歧管压力值P和排气歧管压力值P，当发动机控制器检测到进气歧管压力值P大于或等于排气歧管压力值P时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀停止工作，此时降排模式结束。
所述双向旁通阀为废气再循环阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种增压发动机进排气管理系统的控制方法中通过空气流量传感器、进气压力传感器和排气压力传感器收集车辆运行参数，然后通过发动机控制器进行数据检测、工作模式判断和双向旁通阀信号控制，控制系统结构简单、可靠性高，同时发动机控制器输出的信号可以精确控制双向旁通阀开度，使双向旁通阀可以精确的控制进气和排气的旁通量，在不同的车辆工况条件下有效提高防喘振、扭矩提升和降排的效果。因此，本设计的控制系统结构简单、可靠性高，同时可以精确的控制进气和排气的旁通量，有效提高防喘振、扭矩提升和降排的效果。
2、本发明一种增压发动机进排气管理系统的控制方法基于的结构中将废气再循环阀作为双向旁通阀, 双向旁通阀在不同工况下可以将排气歧管中的废气导入进气歧管中，或者将进气歧管中的空气导入排气歧管中，可以使用现有的成熟零部件同时达到排气旁通和进气旁通的作用，避免设计新的零部件，有效降低设计成本和生产成本，同时现有零部件具有结构成熟、稳定性高和维修方便的优点。因此，本设计可以使用现有的出零部件达到新的技术效果，有效降低设计成本和生产成本，同时具有结构成熟、稳定性高和维修方便的优点。
3、本发明一种增压发动机进排气管理系统的控制方法中双向旁通阀可以在防喘振模式中将高压的增压气体经过双向旁通阀管路及排气歧管释放压力，避免发动机转速快速降低同时节气门开度较小时高压比低流量的增压气体使增压器进入喘振区间而出现喘振。因此，本设计可以将高压的增压气体经过双向旁通阀管路及排气歧管释放，避免增压器出现喘振，有效提高驾驶舒适性，同时延长发动机寿命。
4、本发明一种增压发动机进排气管理系统的控制方法中双向旁通阀可以在扭矩提升模式中将增压气体导入排气歧管中，在发动机低转速的情况下通过增压气体使增压器涡前压力及流量增大，进而增加发动机进气量，增压后的新鲜空气一部分进入发动机缸内，使得发动机空燃比升高、燃烧效率提升、比油耗下降、排温下降，增压后的新鲜空气另一部分进入涡前与废气混合，达到稀释尾气作用，尾气被稀释后浓度降低，环保性提高。因此，本设计可以将增压气体导入排气歧管中推动涡轮工作，有效提高发动机进气量，改善发动机燃烧性能，同时提高废气排放的环保性。
5、本发明一种增压发动机进排气管理系统的控制方法中双向旁通阀可以在降排模式中将发动机废气导入进气歧管中，废气进入进气歧管中和空气混合，空气与废气的混合气体进入发动机气缸内燃烧，二次燃烧后的废气中氮氧化物含量下降，因部分废气进入发动机进气歧管中，降低了发动机泵气损失的功率，提高了燃油经济性。因此，本设计可以将发动机废气导入进气歧管中二次燃烧，有效提高发动机的环保性和燃油经济性。
6、本发明一种增压发动机进排气管理系统的控制方法可以通过控制方法中的扭矩提升模式有效提高发动机在低转速情况下的扭矩，对废气旁通增压器的低速增压性能没有较高要求，使车辆设计人员在设计过程中可以选用低速性能较差但适应中高速运转的废气旁通增压器，从而通过废气旁通增压器本身的硬件性能提高车辆的高速性能及高原余量，使得车辆全工况动力性及经济性均得到提升。因此，本设计可以扩大车辆设计人员对废气旁通增压器的选择范围，间接提高车辆的高速性能及高原余量，从而提高发动机全工况动力性及经济性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中扭矩提升模式和降排模式的流程图。
图3是本发明中防喘振模式的流程图。
图中：双向旁通阀1、排气歧管2、涡轮3、压气机4、中冷器5、节气门6、进气歧管7、气缸8、进气压力传感器9、排气压力传感器10、空气流量传感器11、废气再循环冷却器12。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1，一种增压发动机进排气管理系统的控制方法，所述控制方法基于如下结构：
所述发动机进排气管理系统包括：双向旁通阀1、排气歧管2、涡轮3、压气机4、中冷器5、节气门6、进气歧管7、气缸8、进气压力传感器9、排气压力传感器10和空气流量传感器11；所述气缸8的进气端设置有进气歧管7，所述气缸8的出气端设置有排气歧管2，所述双向旁通阀1的一端与排气歧管2相连通，所述双向旁通阀1的另一端与进气歧管7相连通，所述排气歧管2的出气端设置有涡轮3，所述涡轮3的出气端通过排气管路及后处理系统后连接大气，所述涡轮3与压气机4同轴，所述压气机4的进气端连接大气，所述压气机4的出气端通过中冷器5和节气门6后与进气歧管7的进气端连通，所述空气流量传感器11设置在压气机4的进气管道上，所述进气压力传感器9设置在进气歧管7上，所述排气压力传感器10设置在排气歧管2上，所述发动机进排气管理系统还包括发动机控制器，所述空气流量传感器11的流量信号输出端与发动机控制器的流量信号输入端相连接，所述进气压力传感器9的进气压力信号输出端与发动机控制器的进气压力信号输入端相连接，所述排气压力传感器10的排气压力信号输出端与发动机控制器的排气压力信号输入端相连接，所述发动机控制器的控制信号输出端与双向旁通阀1的控制信号输入端相连接；
所述控制方法包括如下步骤：
第一步：数据收集，发动机控制器通过空气流量传感器11、进气压力传感器9和排气压力传感器10获取发动机工作过程中的空气流量值P1、进气歧管压力值P2和排气歧管压力值P3；
第二步：判断工作模式，在车辆处于行驶状态下发动机控制器检测空气流量值P1、进气歧管压力值P2、排气歧管压力值P3和车辆工况以判断双向旁通阀1工作模式：
a）当发动机控制器检测到空气流量传感器11收集的空气流量值P1出现锯齿状波动时，双向旁通阀1进入第三步防喘振模式；
b）当发动机控制器检测到空气流量传感器11收集的空气流量值P1未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P2大于排气歧管压力值P3时，双向旁通阀1进入第四步扭矩提升模式；
c）当发动机控制器检测到空气流量传感器11收集的空气流量值P1未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P2小于排气歧管压力值P3、发动机控制器标定数据中存在废气再循环率要求时，双向旁通阀1进入第五步降排模式；
d）当发动机控制器检测到空气流量传感器11收集的空气流量值P1未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P2小于排气歧管压力值P3、发动机控制器标定数据中不存在废气再循环率要求时，双向旁通阀1保持关闭状态；
第三步：防喘振模式，当发动机控制器判定车辆进入防喘振模式后，发动机控制器发出控制信号驱动节气门持续增大开度，同时发动机控制器持续检测空气流量传感器11收集到的空气流量数据，当空气流量数据的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动节气门停止增大开度，同时发动机控制器将当前节气门开度数据定义到发动机控制器标定数据中；
当节气门开度增大到最大允许开度后进气量数据的锯齿状波动仍未消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1开启并持续增大开度，双向旁通阀1开启后，进气歧管7中的高压空气通过双向旁通阀1及排气歧管2释放，同时发动机控制器持续检测空气流量传感器11收集到的进气量数据，当进气量数据的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1停止增大开度，同时发动机控制器将当前双向旁通阀1开度数据定义到发动机控制器标定数据中，此时防喘振模式完成；
第四步：扭矩提升模式，当发动机控制器判定车辆进入扭矩提升模式后，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1开始工作，双向旁通阀1开始工作后连通发动机进气歧管7和排气歧管2，进气歧管7和排气歧管2连通后，进气歧管7中的高压空气进入排气歧管2中和排气歧管2中的废气混合，空气与废气的混合气体推动涡轮增压器工作，使涡轮作功能量增加，增压压力变大，进气量增加，此时扭矩提升模式完成；
第五步：降排模式，当发动机控制器判定车辆进入降排模式后，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1开始工作，双向旁通阀1开始工作后连通发动机进气歧管7和排气歧管2，进气歧管7和排气歧管2连通后，排气歧管2中的废气进入进气歧管7中和空气混合，空气与废气的混合气体进入气缸8内燃烧，此时降排模式完成。
所述进排气管理系统还包括废气再循环冷却器12，所述废气再循环冷却器12的一端与排气歧管2相连通，所述废气再循环冷却器12的另一端与双向旁通阀1相连通。
所述第二步判断工作模式中的废气再循环率为第四步降排模式中通过双向旁通阀1进入进气歧管7的废气量与进入气缸8的混合气体总量的比值,所述废气再循环率在车辆出厂阶段定义于发动机控制器的标定数据中。
所述第三步防喘振模式中发动机控制器实时检测空气流量值P1，当发动机控制器检测到空气流量值P1的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1停止工作，此时防喘振模式结束。
所述第三步防喘振模式中节气门最大允许开度为当废气温度达到车辆后处理系统允许的最低排气温度时的节气门开度。
所述第四步扭矩提升模式中发动机控制器实时检测进气歧管压力值P2和排气歧管压力值P3，当发动机控制器检测到进气歧管压力值P2小于排气歧管压力值P3时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1停止工作，此时扭矩提升模式结束。
所述第五步降排模式中发动机控制器实时检测进气歧管压力值P2和排气歧管压力值P3，当发动机控制器检测到进气歧管压力值P2大于或等于排气歧管压力值P3时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1停止工作，此时降排模式结束。
所述双向旁通阀1为废气再循环阀。
本发明的原理说明如下：
目前发动机的增压器是通过发动机排出的废气能量推动涡轮旋转从而带动与涡轮共用旋转轴的压气机叶轮旋转，压气机叶轮旋转后对空气进行增压，增压后的空气可以有效提高发动机进气量，但发动机在低转速时排放的废气较少，增压器中涡轮和压气机叶轮转速较慢，增压效果较差，增压性能存在滞后性。本发明通过在发动机低速运转时将一部分进气导入增压器涡前侧，使得增压器涡前压力和流量提高，涡轮作功能量增加，改善增压器增压性能提高发动机扭矩；这是因为增压气体通过进气管道、进气门、气缸至排气门过程中会有较大的节流损失，如果直接通过长度较短且内阻较小的气体管路引入涡前，可有效减少节流损失，并将该部分能量给涡轮作功，提升增压器效率，改善发动机低速性能。
在车辆正常行驶过程中不可避免的会出现驾驶员急松油门的情况，驾驶员急松油门后，节气门开度快速减小，发动机的进气流量快速降低，排气流量也随之降低，使增压器涡轮侧的排气量不足，同时增压器在转动惯量的影响下仍保持高速运转，致使增压器压气机出口的压力较大，使压气机实际进气流量小于最小设计值而出现喘振，在现有技术中一般通过增大节气门开度改善喘振，然而节气门开度增大会导致发动机排气温度降低，发动机排气温度降低后会导致发动机后处理系统性能下降，所以节气门开度存在允许最大值。当节气门开度达到最大允许开度仍发生喘振时，本发明可通过将进气歧管中的高压气体导入排气歧管中，涡轮侧作功能量增加提升的增压压力小于压气机侧减少的压力，同时压气机进气流量有效提高，可以明显改善喘振。
实施例1：
一种增压发动机进排气管理系统的控制方法，所述控制方法基于如下结构：
所述发动机进排气管理系统包括：双向旁通阀1、排气歧管2、涡轮3、压气机4、中冷器5、节气门6、进气歧管7、气缸8、进气压力传感器9、排气压力传感器10和空气流量传感器11；所述气缸8的进气端设置有进气歧管7，所述气缸8的出气端设置有排气歧管2，所述双向旁通阀1的一端与排气歧管2相连通，所述双向旁通阀1的另一端与进气歧管7相连通，所述排气歧管2的出气端设置有涡轮3，所述涡轮3的出气端通过排气管路及后处理系统后连接大气，所述涡轮3与压气机4同轴，所述压气机4的进气端连接大气，所述压气机4的出气端通过中冷器5和节气门6后与进气歧管7的进气端连通，所述空气流量传感器11设置在压气机4的进气管道上，所述进气压力传感器9设置在进气歧管7上，所述排气压力传感器10设置在排气歧管2上，所述发动机进排气管理系统还包括发动机控制器，所述空气流量传感器11的流量信号输出端与发动机控制器的流量信号输入端相连接，所述进气压力传感器9的进气压力信号输出端与发动机控制器的进气压力信号输入端相连接，所述排气压力传感器10的排气压力信号输出端与发动机控制器的排气压力信号输入端相连接，所述发动机控制器的控制信号输出端与双向旁通阀1的控制信号输入端相连接；
所述控制方法包括如下步骤：
第一步：数据收集，发动机控制器通过空气流量传感器11、进气压力传感器9和排气压力传感器10获取发动机工作过程中的空气流量值P1、进气歧管压力值P2和排气歧管压力值P3；
第二步：判断工作模式，在车辆处于行驶状态下发动机控制器检测空气流量值P1、进气歧管压力值P2、排气歧管压力值P3和车辆工况以判断双向旁通阀1工作模式：
a）当发动机控制器检测到空气流量传感器11收集的空气流量值P1出现锯齿状波动时，双向旁通阀1进入第三步防喘振模式；
b）当发动机控制器检测到空气流量传感器11收集的空气流量值P1未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P2大于排气歧管压力值P3时，双向旁通阀1进入第四步扭矩提升模式；
c）当发动机控制器检测到空气流量传感器11收集的空气流量值P1未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P2小于排气歧管压力值P3、发动机控制器标定数据中存在废气再循环率要求时，双向旁通阀1进入第五步降排模式；
d）当发动机控制器检测到空气流量传感器11收集的空气流量值P1未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P2小于排气歧管压力值P3、发动机控制器标定数据中不存在废气再循环率要求时，双向旁通阀1保持关闭状态；
第三步：防喘振模式，当发动机控制器判定车辆进入防喘振模式后，发动机控制器发出控制信号驱动节气门持续增大开度，同时发动机控制器持续检测空气流量传感器11收集到的空气流量数据，当空气流量数据的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动节气门停止增大开度，同时发动机控制器将当前节气门开度数据定义到发动机控制器标定数据中；
当节气门开度增大到最大允许开度后进气量数据的锯齿状波动仍未消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1开启并持续增大开度，双向旁通阀1开启后，进气歧管7中的高压空气通过双向旁通阀1及排气歧管2释放，同时发动机控制器持续检测空气流量传感器11收集到的进气量数据，当进气量数据的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1停止增大开度，同时发动机控制器将当前双向旁通阀1开度数据定义到发动机控制器标定数据中，此时防喘振模式完成；
第四步：扭矩提升模式，当发动机控制器判定车辆进入扭矩提升模式后，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1开始工作，双向旁通阀1开始工作后连通发动机进气歧管7和排气歧管2，进气歧管7和排气歧管2连通后，进气歧管7中的高压空气进入排气歧管2中和排气歧管2中的废气混合，空气与废气的混合气体推动涡轮增压器工作，使涡轮作功能量增加，增压压力变大，进气量增加，此时扭矩提升模式完成；
第五步：降排模式，当发动机控制器判定车辆进入降排模式后，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1开始工作，双向旁通阀1开始工作后连通发动机进气歧管7和排气歧管2，进气歧管7和排气歧管2连通后，排气歧管2中的废气进入进气歧管7中和空气混合，空气与废气的混合气体进入气缸8内燃烧，此时降排模式完成。
所述进排气管理系统还包括废气再循环冷却器12，所述废气再循环冷却器12的一端与排气歧管2相连通，所述废气再循环冷却器12的另一端与双向旁通阀1相连通；所述第二步判断工作模式中的废气再循环率为第四步降排模式中通过双向旁通阀1进入进气歧管7的废气量与进入气缸8的混合气体总量的比值,所述废气再循环率在车辆出厂阶段定义于发动机控制器的标定数据中；所述第三步防喘振模式中发动机控制器实时检测空气流量值P1，当发动机控制器检测到空气流量值P1的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1停止工作，此时防喘振模式结束；所述第三步防喘振模式中节气门最大允许开度为当废气温度达到车辆后处理系统允许的最低排气温度时的节气门开度；所述第四步扭矩提升模式中发动机控制器实时检测进气歧管压力值P2和排气歧管压力值P3，当发动机控制器检测到进气歧管压力值P2小于排气歧管压力值P3时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1停止工作，此时扭矩提升模式结束；所述第五步降排模式中发动机控制器实时检测进气歧管压力值P2和排气歧管压力值P3，当发动机控制器检测到进气歧管压力值P2大于或等于排气歧管压力值P3时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1停止工作，此时降排模式结束；所述双向旁通阀1为废气再循环阀。
实施例2：
实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：
第一步数据收集步骤中发动机控制器检测得到发动机在1000rpm全负荷工况下的进气歧管压力值P2为98kpa、排气歧管压力值P3为92kpa；
第二步判断工作模式步骤中发动机控制器检测到空气流量传感器11收集的空气流量值P1未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值98kpa大于排气歧管压力值92kpa，双向旁通阀1进入第四步扭矩提升模式；
第四步扭矩提升模式步骤中，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1开启至开度到达5%，双向旁通阀1开始工作后连通发动机进气歧管7和排气歧管2，进气歧管7和排气歧管2连通后，进气歧管7中的高压空气进入排气歧管2中和排气歧管2中的废气混合，空气与废气的混合气体推动涡轮增压器工作，使涡轮作功能量增加，增压压力变大，在喷油量9.3kg/h不变的情况下，进气量从152kg/h提升至163kg/h，进气量使得扭矩从350N.m提升至365N.m,比油耗下降了10g/kwh,烟度下降50%，此时扭矩提升模式完成。
实施例3：
实施例3与实施例2基本相同，其不同之处在于：
第四步扭矩提升模式步骤中，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀1开启至开度到达10%，在喷油量仍保持9.3kg/h不变的情况下，扭矩可提升至385N.m。

Claims (8)

1.一种增压发动机进排气管理系统的控制方法，其特征在于：
所述控制方法基于如下结构：
所述发动机进排气管理系统包括：双向旁通阀（1）、排气歧管（2）、涡轮（3）、压气机（4）、中冷器（5）、节气门（6）、进气歧管（7）、气缸（8）、进气压力传感器（9）、排气压力传感器（10）和空气流量传感器（11）；所述气缸（8）的进气端设置有进气歧管（7），所述气缸（8）的出气端设置有排气歧管（2），所述双向旁通阀（1）的一端与排气歧管（2）相连通，所述双向旁通阀（1）的另一端与进气歧管（7）相连通，所述排气歧管（2）的出气端设置有涡轮（3），所述涡轮（3）的出气端通过排气管路及后处理系统后连接大气，所述涡轮（3）与压气机（4）同轴，所述压气机（4）的进气端连接大气，所述压气机（4）的出气端通过中冷器（5）和节气门（6）后与进气歧管（7）的进气端连通，所述空气流量传感器（11）设置在压气机（4）的进气管道上，所述进气压力传感器（9）设置在进气歧管（7）上，所述排气压力传感器（10）设置在排气歧管（2）上，所述发动机进排气管理系统还包括发动机控制器，所述空气流量传感器（11）的流量信号输出端与发动机控制器的流量信号输入端相连接，所述进气压力传感器（9）的进气压力信号输出端与发动机控制器的进气压力信号输入端相连接，所述排气压力传感器（10）的排气压力信号输出端与发动机控制器的排气压力信号输入端相连接，所述发动机控制器的控制信号输出端与双向旁通阀（1）的控制信号输入端相连接；
所述控制方法包括如下步骤：
第一步：数据收集，发动机控制器通过空气流量传感器（11）、进气压力传感器（9）和排气压力传感器（10）获取发动机工作过程中的空气流量值P1、进气歧管压力值P2和排气歧管压力值P3；
第二步：判断工作模式，在车辆处于行驶状态下发动机控制器检测空气流量值P1、进气歧管压力值P2、排气歧管压力值P3和车辆工况以判断双向旁通阀（1）工作模式：
a）当发动机控制器检测到空气流量传感器（11）收集的空气流量值P1出现锯齿状波动时，双向旁通阀（1）进入第三步防喘振模式；
b）当发动机控制器检测到空气流量传感器（11）收集的空气流量值P1未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P2大于排气歧管压力值P3时，双向旁通阀（1）进入第四步扭矩提升模式；
c）当发动机控制器检测到空气流量传感器（11）收集的空气流量值P1未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P2小于排气歧管压力值P3、发动机控制器标定数据中存在废气再循环率要求时，双向旁通阀（1）进入第五步降排模式；
d）当发动机控制器检测到空气流量传感器（11）收集的空气流量值P1未出现锯齿状波动，同时进气歧管压力值P2小于排气歧管压力值P3、发动机控制器标定数据中不存在废气再循环率要求时，双向旁通阀（1）保持关闭状态；
第三步：防喘振模式，当发动机控制器判定车辆进入防喘振模式后，发动机控制器发出控制信号驱动节气门持续增大开度，同时发动机控制器持续检测空气流量传感器（11）收集到的空气流量数据，当空气流量数据的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动节气门停止增大开度，同时发动机控制器将当前节气门开度数据定义到发动机控制器标定数据中；
当节气门开度增大到最大允许开度后进气量数据的锯齿状波动仍未消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀（1）开启并持续增大开度，双向旁通阀（1）开启后，进气歧管（7）中的高压空气通过双向旁通阀（1）及排气歧管（2）释放，同时发动机控制器持续检测空气流量传感器（11）收集到的进气量数据，当进气量数据的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀（1）停止增大开度，同时发动机控制器将当前双向旁通阀（1）开度数据定义到发动机控制器标定数据中，此时防喘振模式完成；
第四步：扭矩提升模式，当发动机控制器判定车辆进入扭矩提升模式后，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀（1）开始工作，双向旁通阀（1）开始工作后连通发动机进气歧管（7）和排气歧管（2），进气歧管（7）和排气歧管（2）连通后，进气歧管（7）中的高压空气进入排气歧管（2）中和排气歧管（2）中的废气混合，空气与废气的混合气体推动涡轮增压器工作，使涡轮作功能量增加，增压压力变大，进气量增加，此时扭矩提升模式完成；
第五步：降排模式，当发动机控制器判定车辆进入降排模式后，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀（1）开始工作，双向旁通阀（1）开始工作后连通发动机进气歧管（7）和排气歧管（2），进气歧管（7）和排气歧管（2）连通后，排气歧管（2）中的废气进入进气歧管（7）中和空气混合，空气与废气的混合气体进入气缸（8）内燃烧，此时降排模式完成。
2.根据权利要求2所述增压发动机进排气管理系统的控制方法，其特征在于：
所述进排气管理系统还包括废气再循环冷却器（12），所述废气再循环冷却器（12）的一端与排气歧管（2）相连通，所述废气再循环冷却器（12）的另一端与双向旁通阀（1）相连通。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的增压发动机进排气管理系统的控制方法，其特征在于：
所述第二步判断工作模式中的废气再循环率为第四步降排模式中通过双向旁通阀（1）进入进气歧管（7）的废气量与进入气缸（8）的混合气体总量的比值,所述废气再循环率在车辆出厂阶段定义于发动机控制器的标定数据中。
4.根据权利要求3所述一种增压发动机进排气管理系统的控制方法，其特征在于：
所述第三步防喘振模式中发动机控制器实时检测空气流量值P1，当发动机控制器检测到空气流量值P1的锯齿状波动消失时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀（1）停止工作，此时防喘振模式结束。
5.根据权利要求4所述一种增压发动机进排气管理系统的控制方法，其特征在于：
所述第三步防喘振模式中节气门最大允许开度为当废气温度达到车辆后处理系统允许的最低排气温度时的节气门开度。
6.根据权利要求5所述一种增压发动机进排气管理系统的控制方法，其特征在于：
所述第四步扭矩提升模式中发动机控制器实时检测进气歧管压力值P2和排气歧管压力值P3，当发动机控制器检测到进气歧管压力值P2小于排气歧管压力值P3时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀（1）停止工作，此时扭矩提升模式结束。
7.根据权利要求6所述一种增压发动机进排气管理系统的控制方法，其特征在于：
所述第五步降排模式中发动机控制器实时检测进气歧管压力值P2和排气歧管压力值P3，当发动机控制器检测到进气歧管压力值P2大于或等于排气歧管压力值P3时，发动机控制器发出控制信号驱动双向旁通阀（1）停止工作，此时降排模式结束。
8.根据权利要求7所述增压发动机进排气管理系统的控制方法，其特征在于：
所述双向旁通阀（1）为废气再循环阀。
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