專利名稱：一種保護(hù)渦輪增壓器的控制方法
一種保護(hù)渦輪增壓器的控制方法
技術(shù)領(lǐng)本發(fā)明涉及電控發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種保護(hù)渦輪增壓器的控制方法。
背景技術(shù)：
汽車(轎車、客車以及貨車等)作為一種現(xiàn)代交通工具，在我們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。隨著能源危機(jī)在全世界范圍內(nèi)的逐步蔓延和深化，燃油的價格不斷上漲，近而造成汽車的運(yùn)行成本不斷增加。為此，如何合理提高汽車發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，降低油耗并減少環(huán)境污染越來越成為人們關(guān)注的重點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中，有效利用與發(fā)動機(jī)相適配的增壓器是提高汽車發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的手段之一。具體來說，增壓器是用來增加汽缸進(jìn)氣壓力的裝置，進(jìn)入發(fā)動機(jī)汽缸前的空氣經(jīng)增壓器壓縮以提高空氣的密度，使更多的空氣充被吸入到汽缸里，從而增大發(fā)動機(jī)功率。顯然，增壓器的工作穩(wěn)定性直接影響到發(fā)動機(jī)的工作性能。對于增壓發(fā)動機(jī)而言，為防止增壓器超過速度和溫度極限而損壞，必須對增壓器采取保護(hù)措施，設(shè)計合適的控制策略。目前，對于增壓器的保護(hù)主要是基于大氣壓力的油量限制，從而限制增壓器轉(zhuǎn)速和渦輪前溫度超過限值。即需要預(yù)先在不同大氣壓力條件下(在不同的海拔高度地區(qū))，標(biāo)定發(fā)動機(jī)E⑶數(shù)據(jù)。通過對增壓器保護(hù)油量脈譜進(jìn)行標(biāo)定，保證增壓器的轉(zhuǎn)速和渦輪前排溫在許用范圍之內(nèi)。ECU數(shù)據(jù)標(biāo)定完成后，當(dāng)大氣壓力變化時，ECU根據(jù)已經(jīng)標(biāo)定的數(shù)據(jù)對增壓器進(jìn)行保護(hù)。然而，對于EGR發(fā)動機(jī)，能夠?qū)е略鰤浩鬓D(zhuǎn)速超過限值的因素很多，無法實時監(jiān)測增壓器轉(zhuǎn)速，不能有效的對增壓器進(jìn)行保護(hù)。有鑒于此，亟需另辟蹊徑針對現(xiàn)有渦輪增壓器保護(hù)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以實時有效地保護(hù)渦輪增壓器，進(jìn)而為發(fā)動機(jī)的可靠運(yùn)行提供了可靠保障。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，應(yīng)用該控制方法能夠?qū)崟r有效地控制渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而可完全規(guī)避由于增壓器出現(xiàn)超速損壞的問題。本發(fā)明提供的保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，包括以下步驟將增壓器特性曲線Turb_MAP圖預(yù)置于電子控制單元E⑶中，所述增壓器特性曲線Turb_MAP圖中設(shè)有根據(jù)壓比Turb_PR和折合空氣流量TurbjnAir標(biāo)定的增壓器轉(zhuǎn)速值；通過電子控制單元E⑶獲取發(fā)動機(jī)當(dāng)前的壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir,并以所述壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir為依據(jù)查找所述增壓器特性曲線Turb_MAP圖，從而獲得當(dāng)前工況下的增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n ；以所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n超出預(yù)設(shè)的增壓器轉(zhuǎn)速范圍為條件，輸出調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號。優(yōu)選地，當(dāng)前工況下的所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_nS :查找所述增壓器特性曲線Turb_MAP圖確定的所述增壓器轉(zhuǎn)速值與預(yù)設(shè)的增壓器轉(zhuǎn)速系數(shù)Turb_faCSpd之積。優(yōu)選地，所述增壓器轉(zhuǎn)速系數(shù)Turb_facSpd為I. 05-1. 5。優(yōu)選地，所述增壓器轉(zhuǎn)速范圍配置為增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C和增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nD0Wn_C構(gòu)成的預(yù)設(shè)數(shù)值區(qū)間；且，以所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n高于所述增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C為條件，輸出降低所述發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號。優(yōu)選地，以所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n低于所述增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nDown_C為條件，輸出控制所述發(fā)動機(jī)噴油量向正常噴油量切換的控制信號。優(yōu)選地，延遲輸出控制所述發(fā)動機(jī)噴油量向正常噴油量切換的控制信號。
優(yōu)選地，延遲ls-2s輸出提高所述發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號。優(yōu)選地，所述增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C和增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nD0wn_C的差值為所述增壓器的最高轉(zhuǎn)速值的5% -15%。優(yōu)選地，基于ECU實時獲取壓氣機(jī)出口壓力和壓氣機(jī)進(jìn)口壓力，并根據(jù)下述公式確定所述壓比Turb_PR :壓比Turb_PR =壓氣機(jī)出口壓力/壓氣機(jī)進(jìn)口壓力。優(yōu)選地，基于E⑶實時獲取壓氣機(jī)進(jìn)氣量、壓氣機(jī)入口溫度和環(huán)境壓力，并根據(jù)下述公式確定所述折合空氣流量Turb_mAir :折合空氣流量Turb_mAir =進(jìn)氣量* (壓氣機(jī)入口溫度)°_5/環(huán)境壓力。本發(fā)明提供的保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，在控制邏輯中預(yù)設(shè)有增壓器特性曲線Turb_MAP圖，該增壓器特性曲線Turb_MAP圖中設(shè)有根據(jù)壓比Turb_PR和折合空氣流量TurbjnAir標(biāo)定的增壓器轉(zhuǎn)速值，同時基于ECU中獲取的發(fā)動機(jī)當(dāng)前的壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir,并以當(dāng)前壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir為依據(jù)查找增壓器特性曲線Turb_MAP圖，從而獲得當(dāng)前工況下的增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n ;進(jìn)而以當(dāng)前增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n超出預(yù)設(shè)的增壓器轉(zhuǎn)速范圍為條件，輸出調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號，實現(xiàn)對增壓器的實時保護(hù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案以增壓器轉(zhuǎn)速限值作為基礎(chǔ)的一種保護(hù)增壓器的控制策略，工作過程中，各工況下的增壓器轉(zhuǎn)速可通過增壓器特性曲線MAP查表得到，當(dāng)查表得到的轉(zhuǎn)速超過增壓器轉(zhuǎn)速的限值時，限制發(fā)動機(jī)噴油量直至增壓器轉(zhuǎn)速位于預(yù)定增壓器轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)為止。當(dāng)系統(tǒng)正常時，油量恢復(fù)正常。該控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)對增壓器轉(zhuǎn)速的實時監(jiān)測與控制，為有效提高增壓器的工作穩(wěn)定性提供了可靠保障。在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，在查找增壓器特性曲線Turb_MAP圖確定的增壓器轉(zhuǎn)速值的基礎(chǔ)上，乘以預(yù)設(shè)的增壓器轉(zhuǎn)速系數(shù)Turb_facSpd后，得到作為當(dāng)前工況點(diǎn)的增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n，優(yōu)選地，該增壓器轉(zhuǎn)速系數(shù)Turb_facSpd為I. 05-1. 5，以消除信號采集、傳遞過程中干擾因素對于控制精度的影響，可進(jìn)一步提高增壓器的工作穩(wěn)定性。在本發(fā)明的另一優(yōu)選方案中，其增壓器轉(zhuǎn)速范圍配置為增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C和增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nDown_C構(gòu)成的預(yù)設(shè)數(shù)值區(qū)間；且，以增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n高于增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C為條件，輸出降低發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號，或者，以增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n低于增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nDown_C為條件,輸出控制發(fā)動機(jī)噴油量向正常噴油量切換切換的控制信號，最終使增壓器轉(zhuǎn)速處于預(yù)設(shè)數(shù)值區(qū)間內(nèi)。優(yōu)選地，增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C和增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nDown_C的差值為增壓器的最高轉(zhuǎn)速值的5% -15%，也就是說，對于增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C和增壓器轉(zhuǎn)速下限1\1吐_1100￥11_(來說，二者的差值不能太大，避免增壓器轉(zhuǎn)速產(chǎn)生太大的波動，影響發(fā)動機(jī)的工作穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的又一優(yōu)選方案中，若增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n低于增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nDown_C，發(fā)動機(jī)噴油量將以噴油量上調(diào)系數(shù)TurbCtl_dqrise_C為速率，優(yōu)選通過計時器模塊產(chǎn)生時間延遲，也就是說，此狀態(tài)下延遲輸出控制所述發(fā)動機(jī)噴油量向正常噴油量切換的控制信號，延遲時間內(nèi)不再出現(xiàn)增壓器超速現(xiàn)象后，再以正常噴油量工作，從而可有效避免發(fā)動機(jī)和增壓器暫時失配而發(fā)生的喘振。



圖I是具體實施方式
中所述保護(hù)渦輪增壓器控制方法的方框圖；圖2是具體實施方式
中所述保護(hù)渦輪增壓器的控制方法的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明基于電控發(fā)動機(jī)的EQJ實現(xiàn)，EQJ(Electronic Control Unit,電子控制單元)又稱“行車電腦”、“車載電腦”等，其根據(jù)內(nèi)存的程序和數(shù)據(jù)對空氣流量計及各種傳感器輸入的信息進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷，然后輸出指令，向噴油器提供一定寬度的電脈沖信號以控制噴油量。本發(fā)明的核心在于提供一種保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，其主要目的是實時監(jiān)測控制增壓器的轉(zhuǎn)速，以防止增壓器超速損壞，進(jìn)而發(fā)動機(jī)的可靠運(yùn)行。下面結(jié)合具體實施例和說明書附圖對本發(fā)明提供的技術(shù)方案作出進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以便于本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解。請參見圖1，該圖為本實施方式中所述保護(hù)渦輪增壓器的控制方法方框圖。如圖I所示，該保護(hù)渦輪增壓器的控制方法包括以下步驟步驟10 :將增壓器特性曲線Turb_MAP圖預(yù)置于電子控制單元E⑶中，所述增壓器特性曲線Turb_MAP圖中設(shè)有根據(jù)壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir標(biāo)定的增壓器轉(zhuǎn)速值。其中，增壓器特性曲線Turb_MAP圖可根據(jù)不同廠家、不同型號的增壓器進(jìn)行具體標(biāo)定，只要滿足使用需要均可。應(yīng)當(dāng)理解，基于不同機(jī)型形成相應(yīng)的增壓器特性曲線Turb_MAP圖并不構(gòu)成對本申請保護(hù)范圍的限制。步驟20 :通過電子控制單元E⑶獲取發(fā)動機(jī)當(dāng)前的壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir,并以所述壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir為依據(jù)查找所述增壓器特性曲線Turb_MAP圖，從而獲得當(dāng)前工況下的增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n。步驟30 :以所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n超出預(yù)設(shè)的增壓器轉(zhuǎn)速范圍為條件，輸出調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號。工作過程中，該控制方法以增壓器轉(zhuǎn)速限值作為基礎(chǔ)的一種保護(hù)增壓器的控制策略，工作過程中，各工況下的增壓器轉(zhuǎn)速可通過增壓器特性曲線MAP查表得到，當(dāng)查表得到的轉(zhuǎn)速超過增壓器轉(zhuǎn)速的限值時，則限制發(fā)動機(jī)噴油量，直至增壓器轉(zhuǎn)速位于預(yù)定增壓器轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)為止。當(dāng)系統(tǒng)正常時，油量恢復(fù)正常。需要說明的是,前述發(fā)動機(jī)當(dāng)前的壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir可以基于電子控制單元ECU的記錄中直接讀取獲得，也可以基于電子控制單元ECU的記錄中的相關(guān)參數(shù)或者通過傳感器采集的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行確定，只要滿足使用需要均在本申請請求保護(hù)的范圍內(nèi)。例如，基于ECU實時獲取壓氣機(jī)出口壓力和壓氣機(jī)進(jìn)口壓力；并根據(jù)下述公式確定所述壓比Turb_PR :壓比Turb_PR =壓氣機(jī)出口壓力/壓氣機(jī)進(jìn)口壓力。例如，基于E⑶實時獲取壓氣機(jī)進(jìn)氣量、壓氣機(jī)入口溫度和環(huán)境壓力；并根據(jù)下述公式確定所述折合空氣流量Turb_mAir :折合空氣流量Turb_mAir =進(jìn)氣量*(壓氣機(jī)入口溫度)°_5/環(huán)境壓力。另外，上述參數(shù)的采集、傳遞過程中存在許多干擾因素，使得獲取的基礎(chǔ)參數(shù)偏離實際參數(shù)值，直接影響發(fā)動機(jī)當(dāng)前壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir的確定,進(jìn)而影響本方案的控制精度。為降低上述偏差 對控制精度的影響，當(dāng)前工況下的所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n的確定，可以在查找所述增壓器特性曲線Turb_MAP圖確定的所述增壓器轉(zhuǎn)速值的基礎(chǔ)上，將該增壓器轉(zhuǎn)速值與預(yù)設(shè)的增壓器轉(zhuǎn)速系數(shù)Turb_facSpd相乘，從而可消除干擾因素對于控制精度產(chǎn)生的影響。優(yōu)選地，該增壓器轉(zhuǎn)速系數(shù)Turb_facSpd為1.05-1.5。本方案中，前述增壓器轉(zhuǎn)速范圍可以配置為增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C和增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nD0Wn_C構(gòu)成的預(yù)設(shè)數(shù)值區(qū)間；且，以所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n高于所述增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C為條件，輸出降低所述發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號。當(dāng)由于某種因素，導(dǎo)致增壓器轉(zhuǎn)速超出增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C時，發(fā)動機(jī)的噴油量會以TurbCtl_dqfall_C(預(yù)設(shè)定)的速率降低，直到增壓器的轉(zhuǎn)速介于Turb_nUp_C和Turb_nDown_C為止。當(dāng)然，對于增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C和增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nDown_C來說,二者的差值不能太大，避免增壓器轉(zhuǎn)速產(chǎn)生太大的波動，影響發(fā)動機(jī)的工作穩(wěn)定性。優(yōu)選地，增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C和增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nDown_C的差值為增壓器的最高轉(zhuǎn)速值的5% -15%。以增壓器轉(zhuǎn)速作為反饋信號，當(dāng)發(fā)動機(jī)噴油量下降或者其他因素使得增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n低于所述增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nDown_C時,則控制所述發(fā)動機(jī)噴油量向正常噴油量切換的控制信號。該過程中，發(fā)動機(jī)噴油量會以TurbCtl_dqrise_C的速率上調(diào)，但是不會立即調(diào)整，通過計時器模塊產(chǎn)生時間延遲。也就是說，如果在延遲時間內(nèi)不再出現(xiàn)增壓器超速現(xiàn)象后，再以正常噴油量工作，以避免柴油機(jī)和增壓器暫時失配而發(fā)生的喘振。優(yōu)選地，延遲ls_2s輸出提高所述發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，其特征在于，包括以下步驟 將增壓器特性曲線Turb_MAP圖預(yù)置于電子控制單元ECU中，所述增壓器特性曲線Turb_MAP圖中設(shè)有根據(jù)壓比Turb_PR和折合空氣流量TurbjnAir標(biāo)定的增壓器轉(zhuǎn)速值； 通過電子控制單元E⑶獲取發(fā)動機(jī)當(dāng)前的壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir,并以所述壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir為依據(jù)查找所述增壓器特性曲線Turb_MAP圖，從而獲得當(dāng)前工況下的增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n ； 以所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n超出預(yù)設(shè)的增壓器轉(zhuǎn)速范圍為條件，輸出調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，其特征在于，當(dāng)前工況下的所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n為查找所述增壓器特性曲線Turb_MAP圖確定的所述增壓器轉(zhuǎn)速值與預(yù)設(shè)的增壓器轉(zhuǎn)速系數(shù)Turb_facSpd之積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，其特征在于，所述增壓器轉(zhuǎn)速系數(shù) Turb_facSpd 為 I. 05-1. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，其特征在于，所述增壓器轉(zhuǎn)速范圍配置為增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C和增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nD0wn_C構(gòu)成的預(yù)設(shè)數(shù)值區(qū)間；且，以所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n高于所述增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_CS條件，輸出降低所述發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，其特征在于，以所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n低于所述增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nDown_C為條件,輸出控制所述發(fā)動機(jī)噴油量向正常噴油量切換的控制信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，其特征在于，延遲輸出控制所述發(fā)動機(jī)噴油量向正常噴油量切換的控制信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，其特征在于，延遲ls-2s輸出提高所述發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，其特征在于，所述增壓器轉(zhuǎn)速上限Turb_nUp_C和增壓器轉(zhuǎn)速下限Turb_nDown_C的差值為所述增壓器的最高轉(zhuǎn)速值的5% -15%。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，其特征在于，基于ECU實時獲取壓氣機(jī)出口壓力和壓氣機(jī)進(jìn)口壓力；并根據(jù)下述公式確定所述壓比Turb_PR 壓比Turb_PR =壓氣機(jī)出口壓力/壓氣機(jī)進(jìn)口壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，其特征在于，基于ECU實時獲取壓氣機(jī)進(jìn)氣量、壓氣機(jī)入口溫度和環(huán)境壓力；并根據(jù)下述公式確定所述折合空氣流量Turb_mAir 折合空氣流量Turb mAir =進(jìn)氣量*(壓氣機(jī)入口溫度)°_5/環(huán)境壓力。
全文摘要
本發(fā)明公開一種保護(hù)渦輪增壓器的控制方法，包括以下步驟將增壓器特性曲線Turb_MAP圖預(yù)置于電子控制單元ECU中，所述增壓器特性曲線Turb_MAP圖中設(shè)有根據(jù)壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir標(biāo)定的增壓器轉(zhuǎn)速值；通過電子控制單元ECU獲取發(fā)動機(jī)當(dāng)前的壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir，并以所述壓比Turb_PR和折合空氣流量Turb_mAir為依據(jù)查找所述增壓器特性曲線Turb_MAP圖，從而獲得當(dāng)前工況下的增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n；以所述增壓器轉(zhuǎn)速Turb_n超出預(yù)設(shè)的增壓器轉(zhuǎn)速范圍為條件，輸出調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)噴油量的控制信號。應(yīng)用該控制方法能夠?qū)崟r有效地控制渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而可完全規(guī)避由于增壓器出現(xiàn)超速損壞的問題。
文檔編號F02D41/30GK102635451SQ20121012538
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者于超, 張展騰, 高翠, 龔英利 申請人:濰柴動力股份有限公司