CN117307313A - 相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机 - Google Patents

相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机 Download PDF

Info

Publication number
CN117307313A
CN117307313A CN202311586760.0A CN202311586760A CN117307313A CN 117307313 A CN117307313 A CN 117307313A CN 202311586760 A CN202311586760 A CN 202311586760A CN 117307313 A CN117307313 A CN 117307313A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switching
air
rotation speed
pressure
supercharging system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202311586760.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117307313B (zh
Inventor
黄立
王�锋
刘瑞
具德浩
衣然
马跃
李新瑞
王新权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
711th Research Institute of CSIC
Original Assignee
711th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 711th Research Institute of CSIC filed Critical 711th Research Institute of CSIC
Priority to CN202311586760.0A priority Critical patent/CN117307313B/zh
Publication of CN117307313A publication Critical patent/CN117307313A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117307313B publication Critical patent/CN117307313B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/007—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B2037/122—Control of rotational speed of the pump
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

本发明提供相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机。其中，所述相继增压系统包括：多个涡轮增压器，至少包括第一涡轮增压器、第二涡轮增压器；进气管、排气管，所述进气管连接涡轮增压器的压气机，所述排气管连接涡轮增压器的涡轮；空气冷却器，连接于所述进气管；温度传感器，包括设置于压气机上游的所述进气管的进气温度传感器，以及设置于空气冷却器的空冷后温度传感器；所述控制方法包括：根据所述进气温度传感器感测的进气温度、所述空冷后温度传感器感测的空冷后温度、以及相继增压系统的运行时间数据，得到所述相继增压系统的理想切换转速、理想切换压力。

Description

相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机
技术领域
本发明涉及内燃机涡轮增压领域，具体涉及相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机。
背景技术
相继增压（Sequential Turbo Charging ,STC），是指两台或者由两台以上涡轮增压器并联组成的增压系统。相继增压技术尤其适用于柴油机，其通过控制投入使用的增压器数量，使发动机全工况下，增压器始终运行在高效率区。该技术实用性好、可靠性高，可有效改善柴油机低转速性能及排放指标。是解决柴油机与增压器匹配矛盾，提高柴油机低工况性能的有效方法之一。
由于发动机实际运行过程中无扭矩测量仪，无法通过转速及扭矩等信号准确地确定发动机运行工况。现有技术中，相继增压切换判断信号一般采用固定增压器转速、增压压力描述发动机负载情况。
然而，发明人经过长期实践发现，对于缸内平均有效压力超过2.55MPa的高指标柴油机，采用固定增压器转速、增压压力进行切换，会存在影响柴油机可靠性的问题。具体而言，存在低温环境下增压器切入工况过高时，1TC（单增压器）运行易出现发动机机械负荷超限、切换中熄火，高温环境增压器切出工况过低，2TC（双增压器）易出现发动机热负荷超限、频繁切换等现象。其原因在于，发明人发现，如图5所示的，采用固定增压器转速、增压压力进行切换，不能与发动机的扭矩一一对应。相同工况下（相同柴油机转速及输出扭矩），增压器转速、增压压力等均会随柴油机运行环境条件、增压系统的运行时间的变化而发生较大变化，不同环境条件下，增压器切换工况波动范围较大。这导致不同环境条件下，柴油机全工况不能运行在最为经济的增压器组模式，低温环境增压器切入工况过高，易出现发动机机械负荷超限、切换中熄火，高温环境增压器切出工况过低，易出现发动机热负荷超限、频繁切换等现象。
基于以上，本领域需要一种更为可靠的相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机，以使得发动机在各工况下均在较佳的增压器模式下运行。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机，通过采用环境条件及增压器运行时间调整切换条件，提高不同环境条件及增压器运行时间下切换条件与目标切换工况的映射关系，提升相继增压切换稳定性，具体而言，通过进气温度、空冷后温度自动修正增压器转速、增压压力切换条件，使不同环境条件下，相继增压切换点聚集在最优切换工况附近，并且通过引入增压器运行时间，考虑了增压器性能劣化对切换稳定性的影响，如此实现了全生命周期内相继增压切换的环境适应性，改善发动机全工况经济性。
第一方面，本申请提供一种相继增压系统，包括多个涡轮增压器，至少包括第一涡轮增压器、第二涡轮增压器；进气管、排气管，所述进气管连接涡轮增压器的压气机，所述排气管连接涡轮增压器的涡轮；空气冷却器，连接于所述进气管；温度传感器，包括设置于所述压气机上游的所述进气管的进气温度传感器，以及设置于空气冷却器的空冷后温度传感器；其中，所述相继增压系统被配置为：根据所述进气温度传感器感测的进气温度、所述空冷后温度传感器感测的空冷后温度、以及相继增压系统的运行时间数据，得到所述相继增压系统的理想切换转速、理想切换压力；若该理想切换转速位于切换条件下允许的转速最大值与转速最小值之间，则该理想切换转速为所述相继增压系统的实际切换转速；若该理想切换转速在切换条件下允许的转速最大值以上、或者转速最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换转速对应为该转速最大值、或者转速最小值；若该理想切换压力位于切换条件下允许的压力最大值与压力最小值之间，则该理想切换压力为所述相继增压系统的实际切换压力；若该理想切换压力在切换条件下允许的压力最大值以上、或者压力最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换压力对应为该压力最大值、或者压力最小值。
第二方面，本申请提供一种内燃机，包括如第一方面所述的相继增压系统，以及控制单元，所述控制单元包括：存储器，用于存储可由处理器执行的指令；处理器，用于执行所述指令以实现以下步骤：
根据所述进气温度传感器感测的进气温度、所述空冷后温度传感器感测的空冷后温度、以及相继增压系统的运行时间数据，得到所述相继增压系统的理想切换转速、理想切换压力；若该理想切换转速位于切换条件下允许的转速最大值与转速最小值之间，则该理想切换转速为所述相继增压系统的实际切换转速输出至所述相继增压系统；若该理想切换转速在切换条件下允许的转速最大值以上、或者转速最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换转速对应为该转速最大值、或者转速最小值输出至所述相继增压系统；若该理想切换压力位于切换条件下允许的压力最大值与压力最小值之间，则该理想切换压力为所述相继增压系统的实际切换压力输出至所述相继增压系统；若该理想切换压力在切换条件下允许的压力最大值以上、或者压力最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换压力对应为该压力最大值、或者压力最小值输出至所述相继增压系统。
第三方面，本申请提供一种相继增压系统的控制方法，包括：根据所述进气温度传感器感测的进气温度、所述空冷后温度传感器感测的空冷后温度、以及相继增压系统的运行时间数据，得到所述相继增压系统的理想切换转速、理想切换压力；若该理想切换转速位于切换条件下允许的转速最大值与转速最小值之间，则该理想切换转速为所述相继增压系统的实际切换转速；若该理想切换转速在切换条件下允许的转速最大值以上、或者转速最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换转速对应为该转速最大值、或者转速最小值；若该理想切换压力位于切换条件下允许的压力最大值与压力最小值之间，则该理想切换压力为所述相继增压系统的实际切换压力；若该理想切换压力在切换条件下允许的压力最大值以上、或者压力最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换压力对应为该压力最大值、或者压力最小值。
第四方面，本申请提供一种计算机可读介质，具有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实如第三方面所述的控制方法中能够由计算机程序实现的步骤。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施方式的描述而变得更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，需要注意的是，这些附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应以此对本发明实际要求的保护范围构成限制。
图1为一实施例的内燃机的结构示意图。
图2为一实施例的相继增压系统的切换策略的示意图。
图3为一实施例的相继增压系统的传感器的控制策略的示意图。
图4为一实施例的相继增压系统的控制方法的流程示意图。
图5为相继增压系统的单增压器与双增压器模式切换随着环境温度变化的示意图。
附图标记：
1-气缸，2-空气冷却器，3-进气箱，4-排气支管，5-定压排气总管，6-第一后排气管，7-第二后排气管，8-第一前进气管，9-第二前进气管，10-第一涡轮增压器，11-第二涡轮增压器，12-第一压气机，13-第一涡轮，14-第二压气机，15-第二涡轮，16-进气截止阀，17-排气截止阀，18-排气旁通管，19-排气旁通阀，20-控制单元，21-进气温度传感器，22-空冷后温度传感器，201-存储器，202-处理器。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等效形式及其它实施方案。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一些实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一些实施例的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
虽然本申请实施例公开的相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机适用的场景以船用柴油机为例，但不以此为限制，例如可以是其它的柴油机，例如固定式的发电柴油机、列车用柴油机等等，只要需要通过采用相继增压系统的发动机，均可以适用本申请的方案。
承上所述的，发明人发现，对于缸内平均有效压力超过2.55MPa的高指标柴油机，采用固定增压器转速、增压压力进行切换，会存在影响柴油机可靠性的问题。具体而言，存在低温环境下增压器切入工况过高时，1TC（单增压器）运行易出现发动机机械负荷超限、切换中熄火，高温环境增压器切出工况过低，2TC（双增压器）易出现发动机热负荷超限、频繁切换等现象。
基于以上发现，发明人发明了一种新的相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机，以提高对于缸内平均有效压力超过2.55MPa的高指标下的相继增压系统的可靠性以及内燃机的可靠性。
参考图1所示的，在一些实施例中，具有相继增压系统的柴油机结构可以是V型柴油机，其结构可以参考授权公告号为“CN104141529B”，名称为“一种V型柴油机定压相继增压系统”的专利文献中介绍的结构。即包括由多个气缸1组成的两列气缸、空气冷却器2、共用进气箱3、排气支管4、定压排气总管5、第一后排气管6、第二后排气管7、第一前进气管8、第二前进气管9、第一涡轮增压器10、第二涡轮增压器11；其中，第一涡轮增压器10包括设置在第一前进气管8中的第一压气机12和设置在第一后排气管6中的第一涡轮13，第二涡轮增压器11包括设置在第二前进气管9中的第二压气机14和设置在第二后排气管7中的第二涡轮15；此外，第二前进气管9中还设有进气截止阀16，第二后排气管7中还设有排气截止阀17。除上述组件以外，该定压相继增压系统还包括进排气旁通管18以及设于其中的进排气旁通阀19。
第一前进气管8和第二前进气管9都与空气冷却器2相连，空气冷却器2还与共用进气箱3相连，共用进气箱3通过连接法兰分别与多个气缸1相连；多个气缸1又通过排气支管4与定压排气总管5相连，定压排气总管5为回路设计，其有两个排气出口，分别为第一后排气管6和第二后排气管7；进排气旁通管18的一端连在空气冷却器2的出口和共用进气箱3的进口之间，另一端与定压排气总管5相连。
在柴油机高工况运行时，两台涡轮增压器10和11都工作，进气截止阀16和排气截止阀17开启，进排气旁通阀19关闭，空气分别经第一压气机12与第二压气机14进入第一前进气管8和第二前进气管9，并共同进入空气冷却器2降温，冷却后的气体进入共用进气箱3，进气从共用进气箱3中经连接法兰进入气缸1，排气经排气支管4进入定压排气总管5，再经第一后排气管6中的第一涡轮13和第二后排气管7中的第二涡轮15排向大气；在柴油机低工况运行时，截止阀16、17关闭，第二涡轮增压器11停止运行，并开启进气排旁通阀19使运行的第一涡轮增压器10流通气体的流量增大，从而不喘振。
相继增压系统还包括温度传感器，包括设置于所述进气管的进气温度传感器21，用于感测进气温度；以及设置于空气冷却器的空冷后温度传感器22，用于感测空冷器后进气空气的温度，以下称为空冷后温度。
继续参考图1以及图4所示的，内燃机还包括控制单元20，控制单元20包括存储器201以及与存储器201相连接的处理器202，其中处理器202在执行存储在存储器上的计算机程序时实现以下控制方法的步骤，使得该相继增压系统被配置为：
在标准切换转速、标准切换压力的基础上，根据所述进气温度传感器感测的进气温度、所述空冷后温度传感器感测的空冷后温度、以及相继增压系统的运行时间数据，得到所述相继增压系统的理想切换转速、理想切换压力。
若该理想切换转速位于切换条件下允许的转速最大值与转速最小值之间，则该理想切换转速为所述相继增压系统的实际切换转速；若该理想切换转速在切换条件下允许的转速最大值以上、或者转速最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换转速对应为该转速最大值、或者转速最小值。
若该理想切换压力位于切换条件下允许的压力最大值与压力最小值之间，则该理想切换压力为所述相继增压系统的实际切换压力；若该理想切换压力在切换条件下允许的压力最大值以上、或者压力最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换压力对应为该压力最大值、或者压力最小值。
在研发设计阶段，可以得到进气温度传感器感测的进气温度、所述空冷后温度传感器感测的空冷后温度、以及相继增压系统的运行时间数据对应的第一修正系数、第二修正系数，以修正标准切换转速、标准切换压力。此处的标准切换转速、标准切换压力为基于新机、以及标准环境条件确定所述相继增压系统的切换转速、切换压力。优选地，还可以进一步地在第一修正系数、第二修正系数的基础上，加入增压器转速修正权重得到理想切换转速，加入增压压力修正权重得到理想切换压力。修正权重是根据相继增压模式的当前状态和目标状态确定的。引入修正权重以进一步提高可靠性的原理在于，主要是因为不同增压器模式切换工况下，进气温度、空冷后温度对增压器转速、增压压力的影响程度不同，所以其修正需要根据增压器切换模式对修正量进行再修正。
具体而言，结合图2所示的，可以是以下步骤：
（1）确定新机、标准环境条件下（进气温度25℃，空气冷却器进水温度25℃），各增压器运行模式间的切换工况、切换条件；
（2）根据相继增压当前状态、目标状态，读取新机、标准环境条件下，增压器转速、增压压力的切换条件的标准值MAP，获得增压器转速、增压压力标准值Ntcb和Pinb；
（3）基于进气温度、增压系统运行时间，确定第一修正系数，分别为增压器转速切换条件修正系数Ntcra增压压力切换条件修正系数Pinra；
（4）基于空冷后温度、增压系统运行时间，确定第二修正系数，分别为增压器转速切换条件修正系数Ntcrc增压压力切换条件修正系数Pinrc；
（5）根据相继增压当前状态、目标状态确定增压器转速修正权重Tsar、Tpar增压压力修正权重Tscr、Tpcr；
（6）得到修正后，增压器的理想转速切换条件为
，
理想增压压力切换条件为
；
（7）根据相继增压当前状态、目标状态查询增压器转速切换最大值MAP、转速切换最小值MAP，得到本次切换增压器转速切换条件允许最大值Ntcmax、Ntcmin。若Ntc大于Ntcmax，则本次切换增压器的实际转速切换条件为Ntcmax；若Ntc小于Ntcmax但大于Ntcmin，则本次切换增压器的实际转速切换条件即为理想转速切换条件Ntc；若Ntc小于Ntcmin，则本次切换增压器的实际转速切换条件为Ntcmin。增压压力同理，此处不再重复叙述。
需要注意的是，上述的存储器201和处理器202并不局限于特定的某一个存储器或处理器。在一些情况下，存储器201和处理器202都可以具有分布式的结构，例如，可以包括分别位于内燃机端和后台云端的存储器和处理器，由内燃机端和后台云端共同实现上述的相继增压的控制方法。更进一步的，在采用分布式结构的实施例中，各个步骤可以根据实际情况调整具体的执行终端，各个步骤在特定终端实现的具体方案不应限制本发明的保护范围。
优选地，参考图3所示的，相继增压系统的进气温度传感器21、空冷后温度传感器22的数量均为多个，一般为两个即可，但不排除更多。如此可以保证基于进气温度、空冷后温度的修正的切换转速以及切换压力的准确性。
传感器感测数据的输出策略具体可以参考图3所示的。
对于多个进气温度传感器21、或者多个空冷后温度传感器22：
当任一温度传感器发生故障，另一温度传感器处于正常状态，则所述进气温度、或者空冷后温度为另一温度传感器的感测值；
当多个温度传感器均发生故障，或者当多个温度传感器均处于正常状态，但对应的多个温度感测值之间的差值在设定值以上，则所述进气温度、或者空冷后温度为标准值；
当多个传感器均处于正常状态，对应的多个温度感测值之间的差值小于设定值，则输出多个温度感测值的任一值即可。
以下通过一个具体实例进一步说明以上实施例介绍的相继增压系统。
基于仿真或试验的方式，确定新机、标准环境条件下（进气温度25℃，空气冷却器进水温度25℃），发动机空冷后温度及各增压器运行模式间的切换工况、切换条件。例如1TC（单增压器工作）切换至2TC（双增压器工作）的工况为50%，增压器转速切换条件为25000r/min。2TC切换至2TC+BP（双增压器工作且旁通阀开启）的工况为80%，增压压力的切换条件为3bar。
确定各切换工况下，环境条件的变化对该工况下增压器转速、增压压力的影响。例如1TC切换至2TC工况下，进气温度升高10℃，增压器转速升高1.5%，增压压力升高1.5%；2TC切换至2TC+BP的工况下，进气温度升高10℃，增压器转速升高2.5%，增压压力升高3%。1TC切换至2TC工况下，空冷后温度升高10℃，增压器转速高0.5%，增压压力升高1.5%；2TC切换至2TC+BP的工况下，空冷后温度升高10℃，增压器转速升高0.5%，增压压力升高2%。
确定增压器运行时间对增压器转速、增压压力的影响，如增压器运行时间每增加5000小时，增压器转速升高1%。依据某切换工况下，各参数对增压器转速、增压压力的影响规律，编制环境修正Map。例如以2TC切换至2TC+BP的80%工况为基准，确定增压器转速的修正Map如表1。
表1 ：增压器切换转速修正表（进气温度及增压系统运行时间）
表2 ：增压器切换转速修正表（空冷后温度，标准进气环境条件下，本机型空冷后温度设计值为40℃）
表3 ：增压压力修正表（进气温度）
表4 ：增压压力修正表（空冷后温度）
表1至表4所示各修正量为2TC切换至2TC+BP所对应工况下，进气温度及空冷后温度对增压器转速、增压压力的影响。由于1TC切换至2TC所对应工况下，进气温度及空冷后温度对增压器转速、增压压力的影响程度不同，因此还需根据各切换工况下，环境条件对增压器转速、增压压力的影响，确定基准工况下的修正系数，例如表5至表8所示的。
表5：增压器切换转速修正权重表（进气温度）
表6：增压器切换转速修正权重表（空冷后温度，因各机型而异，本机不对空冷后对增压器转速影响进行修正）
表7：增压压力修正权重表（进气温度）
表8：增压压力修正权重表（空冷后温度）
计算当前环境下增压器转速、增压压力修正后数值。如当前进气温度为45℃,空冷后温度为50℃，增压器运行2500小时后，1TC切换至2TC的增压器转速切换条件由25000r/min调整为：
，
若1TC切换至2TC+BP的增压压力切换条件由3bar调整为：
。
对比修正后增压器转速切换条件是否超过极值，如1TC切2TC+BP的增压器转速最大值为27000r/min，转速最小值为23000r/min，26241r/min在极大值与极小值之间，则该状态下1TC切换至2TC+BP的增压器切换条件为26241r/min。
对比修正后增压压力切换条件是否超过极值，如1TC切换至2TC+BP的增压压力最大值为3.4bar，压力最小值为2.6bar，3.18bar在极大值与极小值之间，则该状态下1TC切换至2TC+BP的增压压力切换条件为3.18bar。其中，进气温度、空冷后温度传感器数量分别为两个，检测传感器状态，若某一个传感器发生故障，则使用另一传感器作为输入信号；若传感器未检测出故障，但两个传感器实时值偏差较大，则采用温度/压力标准固定值。例如两个进气温度传感器21测试温度分别41℃，42℃，且均未发生故障，则进气温度按任一进气温度传感器值输出即可。
本发明的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如以上实施例描述的相继增压系统的控制方法的步骤，具体请详见上文的描述，在此不再赘述。
另外，可以理解的是，上述的计算机可读存储介质亦可以是系统形式，即包括有多个计算机可读存储子介质，以通过多个计算机可读存储介质共同实现上文所描述的相继增压系统的控制方法的步骤。
综上所述的，以上实施例介绍的继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机的有益效果包括但不限于以下之一或者组合：
1. 通过采用环境条件及增压器运行时间调整切换条件，提高不同环境条件及增压器运行时间下切换条件与目标切换工况的映射关系，提升相继增压切换稳定性，具体而言，通过进气温度、空冷后温度自动修正增压器转速、增压压力切换条件，使不同环境条件下，相继增压切换点聚集在最优切换工况附近，并且通过引入增压器运行时间，考虑了增压器性能劣化对切换稳定性的影响，如此实现了全生命周期内相继增压切换的环境适应性，改善发动机全工况经济性；
2.通过设置例如双传感器以及对应的控制策略，可以有效避免因传感器故障等原因造成的切换条件异常修正等现象。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或借其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通讯介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线（DSL）、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘（disk）和碟（disc）包括压缩碟（CD）、激光碟、光碟、数字多用碟（DVD）、软盘和蓝光碟，其中盘（disk）往往以磁的方式再现数据，而碟（disc）用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
本发明虽然以较佳实施方式公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种相继增压系统，用于内燃机，其特征在于，包括：
多个涡轮增压器，至少包括第一涡轮增压器、第二涡轮增压器；
进气管、排气管，所述进气管连接涡轮增压器的压气机，所述排气管连接涡轮增压器的涡轮；
空气冷却器，连接于所述进气管；
温度传感器，包括设置于所述压气机上游的所述进气管的进气温度传感器，以及设置于空气冷却器的空冷后温度传感器；
其中，所述相继增压系统被配置为：
根据所述进气温度传感器感测的进气温度、所述空冷后温度传感器感测的空冷后温度、以及相继增压系统的运行时间数据，得到所述相继增压系统的理想切换转速、理想切换压力；
若该理想切换转速位于切换条件下允许的转速最大值与转速最小值之间，则该理想切换转速为所述相继增压系统的实际切换转速；若该理想切换转速在切换条件下允许的转速最大值以上、或者转速最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换转速对应为该转速最大值、或者转速最小值；
若该理想切换压力位于切换条件下允许的压力最大值与压力最小值之间，则该理想切换压力为所述相继增压系统的实际切换压力；若该理想切换压力在切换条件下允许的压力最大值以上、或者压力最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换压力对应为该压力最大值、或者压力最小值。
2.如权利要求1所述的相继增压系统，其特征在于，根据所述进气温度传感器、空冷后温度传感器感测的进气温度、空冷后温度，以及相继增压系统的运行时间数据，确定所述相继增压系统的理想切换转速的步骤包括：
根据所述进气温度、所述空冷后温度，所述运行时间数据，通过进气温度以及运行时间对应的第一修正系数、空冷后温度以及运行时间对应的第二修正系数修正标准切换转速、标准切换压力，得到所述理想切换转速、理想切换压力；
其中，所述标准切换转速、标准切换压力为基于新机、以及标准环境条件确定所述相继增压系统的切换转速、切换压力。
3.如权利要求2所述的相继增压系统，其特征在于，根据所述进气温度、所述空冷后温度，所述运行时间数据，通过进气温度以及运行时间对应的第一修正系数、空冷后温度以及运行时间对应的第二修正系数，以及增压器转速修正权重，修正标准切换转速，得到所述理想切换转速；
根据所述进气温度、所述空冷后温度，所述运行时间数据，通过进气温度以及运行时间对应的第一修正系数、空冷后温度以及运行时间对应的第二修正系数，以及增压压力修正权重，得到所述理想切换压力。
4.如权利要求1所述的相继增压系统，其特征在于，所述进气温度传感器、所述空冷后温度传感器的数量均为多个。
5.如权利要求4所述的相继增压系统，其特征在于，对于多个所述进气温度传感器、或者多个所述空冷后温度传感器：
当任一温度传感器故障，另一温度传感器正常，则所述进气温度、或者空冷后温度为另一温度传感器的感测值；
当多个温度传感器均故障，或者当多个温度传感器均正常，但对应的多个温度感测值之间的差值在设定值以上，则所述进气温度、或者空冷后温度为标准值；
当多个传感器均正常，对应的多个温度感测值之间的差值小于设定值，则输出任意一个温度感测值。
6.一种内燃机，其特征在于，包括如权利要求1-5任意一项所述的相继增压系统，以及控制单元，所述控制单元包括：
存储器，用于存储可由处理器执行的指令；
处理器，用于执行所述指令以实现以下步骤：
根据所述进气温度传感器感测的进气温度、所述空冷后温度传感器感测的空冷后温度、以及相继增压系统的运行时间数据，得到所述相继增压系统的理想切换转速、理想切换压力；
若该理想切换转速位于切换条件下允许的转速最大值与转速最小值之间，则该理想切换转速为所述相继增压系统的实际切换转速输出至所述相继增压系统；若该理想切换转速在切换条件下允许的转速最大值以上、或者转速最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换转速对应为该转速最大值、或者转速最小值输出至所述相继增压系统；
若该理想切换压力位于切换条件下允许的压力最大值与压力最小值之间，则该理想切换压力为所述相继增压系统的实际切换压力输出至所述相继增压系统；若该理想切换压力在切换条件下允许的压力最大值以上、或者压力最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换压力对应为该压力最大值、或者压力最小值输出至所述相继增压系统。
7.如权利要求6所述的内燃机，其特征在于，所述内燃机为柴油机。
8.一种相继增压系统的控制方法，其特征在于，所述相继增压系统包括：多个涡轮增压器，至少包括第一涡轮增压器、第二涡轮增压器；进气管、排气管，所述进气管连接涡轮增压器的压气机，所述排气管连接涡轮增压器的涡轮；空气冷却器，连接于所述进气管；温度传感器，包括设置于所述压气机上游的进气管的进气温度传感器，以及设置于空气冷却器的空冷后温度传感器；所述控制方法包括：
根据所述进气温度传感器感测的进气温度、所述空冷后温度传感器感测的空冷后温度、以及相继增压系统的运行时间数据，得到所述相继增压系统的理想切换转速、理想切换压力；
若该理想切换转速位于切换条件下允许的转速最大值与转速最小值之间，则该理想切换转速为所述相继增压系统的实际切换转速；若该理想切换转速在切换条件下允许的转速最大值以上、或者转速最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换转速对应为该转速最大值、或者转速最小值；
若该理想切换压力位于切换条件下允许的压力最大值与压力最小值之间，则该理想切换压力为所述相继增压系统的实际切换压力；若该理想切换压力在切换条件下允许的压力最大值以上、或者压力最小值以下，则所述相继增压系统的实际切换压力对应为该压力最大值、或者压力最小值。
9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，根据所述进气温度传感器、空冷后温度传感器感测的进气温度、空冷后温度，以及相继增压系统的运行时间数据，确定所述相继增压系统的理想切换转速的步骤包括：
根据所述进气温度、所述空冷后温度，所述运行时间数据，通过进气温度以及运行时间对应的第一修正系数、空冷后温度以及运行时间对应的第二修正系数修正标准切换转速、标准切换压力，得到所述理想切换转速、理想切换压力；其中，所述标准切换转速、标准切换压力为基于新机、以及标准环境条件确定所述相继增压系统的切换转速、切换压力。
10.一种计算机可读介质，其上具有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行实现如权利要求8或权利要求9所述的控制方法中能够由计算机程序实现的步骤。
CN202311586760.0A 2023-11-27 2023-11-27 相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机 Active CN117307313B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311586760.0A CN117307313B (zh) 2023-11-27 2023-11-27 相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311586760.0A CN117307313B (zh) 2023-11-27 2023-11-27 相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117307313A true CN117307313A (zh) 2023-12-29
CN117307313B CN117307313B (zh) 2024-01-30

Family

ID=89281399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311586760.0A Active CN117307313B (zh) 2023-11-27 2023-11-27 相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117307313B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06248962A (ja) * 1993-02-25 1994-09-06 Toyota Motor Corp 過給機付エンジンの制御装置
JPH0734889A (ja) * 1993-07-26 1995-02-03 Fuji Heavy Ind Ltd 過給機付エンジンの制御方法
JP2004011639A (ja) * 2002-06-04 2004-01-15 Robert Bosch Gmbh 内燃機関における排気ガス・ターボチャージャのチャージ圧力制御方法および装置
JP2008255896A (ja) * 2007-04-05 2008-10-23 Nissan Motor Co Ltd 可変動弁機構の制御装置
EP2295759A1 (en) * 2009-09-11 2011-03-16 Ford Global Technologies, LLC Method of and apparatus for controlling the operation of an internal combustion engine
CN212583814U (zh) * 2020-06-02 2021-02-23 潍柴动力股份有限公司 一种相继增压系统、发动机总成及车辆
CN114278430A (zh) * 2021-12-30 2022-04-05 潍柴动力股份有限公司 一种相继增压系统的控制方法及相继增压系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06248962A (ja) * 1993-02-25 1994-09-06 Toyota Motor Corp 過給機付エンジンの制御装置
JPH0734889A (ja) * 1993-07-26 1995-02-03 Fuji Heavy Ind Ltd 過給機付エンジンの制御方法
JP2004011639A (ja) * 2002-06-04 2004-01-15 Robert Bosch Gmbh 内燃機関における排気ガス・ターボチャージャのチャージ圧力制御方法および装置
JP2008255896A (ja) * 2007-04-05 2008-10-23 Nissan Motor Co Ltd 可変動弁機構の制御装置
EP2295759A1 (en) * 2009-09-11 2011-03-16 Ford Global Technologies, LLC Method of and apparatus for controlling the operation of an internal combustion engine
CN212583814U (zh) * 2020-06-02 2021-02-23 潍柴动力股份有限公司 一种相继增压系统、发动机总成及车辆
CN114278430A (zh) * 2021-12-30 2022-04-05 潍柴动力股份有限公司 一种相继增压系统的控制方法及相继增压系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN117307313B (zh) 2024-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7353102B2 (en) Trouble diagnosis apparatus for supercharger of internal combustion engine
US9133792B2 (en) Unit for estimating the rotational speed of a turbocharger and system and method for controlling an internal combustion engine with a turbocharger
US10378433B2 (en) Supercharged internal combustion engine with exhaust-gas turbocharging arrangement, and method for operating an internal combustion engine of said type
US8726658B2 (en) Method and system for exhaust gas recirculation
US8096123B2 (en) System and method for mode transition for a two-stage series sequential turbocharger
US7779633B2 (en) Method for determining the exhaust back pressure upstream of a turbine of an exhaust-driven turbocharger
US8640459B2 (en) Turbocharger control systems and methods for improved transient performance
JP4692201B2 (ja) 内燃機関のｅｇｒシステム
JP5263403B2 (ja) 内燃機関の制御弁異常判定装置
US8813493B2 (en) Supercharger control device for an internal combustion engine
CN103233825B (zh) 二级可调增压控制系统的控制方法
US20110036332A1 (en) Supercharger control device for internal combustion engine
US10215109B2 (en) Method for regulating the charge pressure of a supercharged internal combustion engine with at least two compressors, and internal combustion engine for carrying out such a method
JP4935094B2 (ja) ディーゼルエンジンの２段式過給システム
CN111076941A (zh) 双vgt二级可调增压器试验系统
CN117307313B (zh) 相继增压系统、控制方法、计算机可读介质、内燃机
CN112648066B (zh) 调节系统、车辆及调节系统的旁通阀开度的控制方法
US11560829B2 (en) Recirculation system for a power system that includes a plurality of turbochargers
JP7159980B2 (ja) 過給システム
Chung et al. Mean value WGT diesel engine calibration model for effective simulation research
Schwarzmann et al. Modelling of the air-system of a two-stage turbocharged passenger car diesel engine,”
US20190316533A1 (en) Compressor pressure ratio control
KR101948968B1 (ko) 내연 엔진들의 작동을 제어하는 방법, 및 내연 엔진의 작동을 제어하는 제어 시스템
CN213235214U (zh) 一种发动机进气系统
AU2019383763B2 (en) Supercharging system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant