发动机增压器瞬时超速保护方法及系统与流程

1.本发明涉及发动机的技术领域，尤其是涉及一种发动机增压器瞬时超速保护方法及系统。


背景技术：

2.本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
3.现有的增压器超速是发动机运行过程中常见的一种增压器问题，通常在增压器选型及标定中保持一定的转速余量。但是不可避免的突加速等情况会频繁出现在发动机运行过程中，这种情况的出现很有可能导致增压器瞬时转速超限值。如果上述情况频繁出现或长时间持续，将会影响增压器使用寿命，对于发动机性能与使用寿命都存在严重危害。


技术实现要素：

4.本发明的目的是至少解决如何避免发动机突变工况引起的增压器瞬时转速超限对增压器造成损害的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
5.本发明的第一方面提出了一种发动机增压器瞬时超速保护方法，所述方法包括以下步骤：
6.获取发动机的运行参数；
7.获取增压器的实时进气压比；
8.计算对应当前工况下增压器的最高限值压比，将所述最高限值压比与所述实时进气压比进行比较，若所述实时进气压比大于所述最高限值压比，则判定所述增压器处于超速状态；
9.在判定出所述增压器处于超速状态时，控制放气阀开环。
10.根据本发明的发动机增压器瞬时超速保护方法，对于egr发动机，首先先获取发动机的运行参数，根据运行参数计算得出增压器的实时进气压力，再根据实时进气压力计算并得到当前工况下的实时进气压比。当该工况下实时进气压比大于最高限值压比时，则可判断增压器处于瞬时超速状态。
11.当增压器处于超速状态时，放气阀切换成打开状态，迅速将部分增压器涡轮机前的废气旁通，降低增压涡轮机前能量，从而快速降低中冷前压力，使得增压器能尽可能快速地远离超速状态并退回到安全运行区域，从而避免或降低增压器瞬时突变工况时出现的瞬时超速现象对发动机的性能及使用寿命造成危害，起到保护增压器的目的。该保护方法能够避免或降低发动机突变工况引起的增压器瞬时转速超限对增压器造成损害。
12.另外，根据本发明的一种发动机增压器瞬时超速保护方法，还可具有如下附加的技术特征：
13.在本发明的一些实施例中，所述运行参数包括发动机进气量及进气压力。
14.在本发明的一些实施例中，所述发动机进气量是根据maf流量计测量得出。
15.在本发明的一些实施例中，根据所述发动机进气量计算所述最高限值压比。
16.在本发明的一些实施例中，根据所述增压器出气口的压力值除以正常进气时进气口的压力值得出压比。
17.在本发明的一些实施例中，根据所述压比计算得出所述实时进气压比。
18.本发明的第二方面提出了一种发动机增压器瞬时超速保护系统，包括
19.电控单元ecu，所述电控单元ecu与放气阀电性连接，且其内部还预制存储有增压器的特性曲线map图；
20.运行参数测量装置，其被设置成用于测量发动机的运行参数。
21.在本发明的一些实施例中，所述电控单元ecu还与所述参数测量装置电性连接，且所述参数测量装置将测得的数据以电信号的形式再上传至所述电控单元ecu。
22.在本发明的一些实施例中，所述参数测量装置至少包括：
23.进气温度/压力传感器，其安装在发动机的进气管上并位于中冷器前端，用于测量进气管的进气温度及增压器的实时进气压力；
24.maf流量计，其安装在中冷器和发动机之间的进气管上，用于测量发动机新鲜进气量。
25.在本发明的一些实施例中，所述放气阀为电控式。
附图说明
26.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：
27.图1为本申请的发动机增压器瞬时超速保护方法的流程图；
28.图2为本申请的基于maf路线的egr发动机进排气系统结构示意图；
29.图3为本申请的增压器的特性曲线map图的示意图。
30.附图标记：
31.1、进气管；2、增压器压气机；3、中冷器；4、maf流量计；5、进气节流阀；6、进气温度/压力传感器；7、发动机；8、放气阀；9、增压器涡轮机；10、排气管；11、转速线。
具体实施方式
32.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。
33.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。
34.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。
35.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。
36.如图1
‑
2所示，根据本发明的实施方式，提出了一种发动机增压器瞬时超速保护方法，包括以下步骤:
37.获取发动机7的运行参数，包括发动机7进气量及进气压力，其发动机7进气量是根据maf流量计4测量得出，同时再根据发动机7进气量计算得出最高限值压比。且其压比由增压器压气机2出气口的压力值除以正常进气时进气口的压力值得出。
38.获取增压器的实时进气压比。
39.计算对应当前工况下增压器的最高限值压比，将最高限值压比与实时进气压比进行比较，若实时进气压比大于最高限值压比，则判定增压器处于超速状态。
40.在判定出增压器处于超速状态时，控制放气阀8开环。迅速将部分涡前废气旁通，降低涡前能量，从而快速降低中冷前压力，使得增压器能尽可能快速地远离超速状态并退回到安全运行状态。
41.在本实施例中，根据本发明的发动机增压器瞬时超速保护方法，基于maf路线的egr发动机7，首先先获取发动机7的运行参数，根据运行参数计算得出增压器的实时进气压力，再根据实时进气压力计算并得到当前工况下的实时进气压比。当该工况下实时进气压比大于最高限值压比时，则可判断增压器处于瞬时超速状态。
42.当增压器处于超速状态时，放气阀8切换成打开状态，迅速将部分增压器涡轮机9前的废气旁通，降低增压涡轮机前能量，从而快速降低中冷前压力，使得增压器能尽可能快速地远离超速状态并退回到安全运行区域，从而避免或降低发动机7突变工况引起的增压器瞬时转速超限对增压器造成损害。
43.本发明另一个方面提供的一种发动机7增压器瞬时超速保护系统，包括
44.电控单元ecu，主要是用于根据其内存的程序和数据对流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令。同时电控单元ecu与放气阀8电性连接，也就是说放气阀8为电控式。
45.如图3所示，电控单元ecu内还预制存储有增压器的特性曲线map图；特性曲线map图中横坐标表示发动机7新鲜进气流量，纵坐标表示增压器进气压比，坐标系中还设定有曲
线不同的转速线11，且在标准状态下，对于不同的转速限值线，进气流量与进气压比存在一一对应关系，而且增压器进气压比由中冷前进气压力计算得出。
46.运行参数测量装置，其被设置成用于测量发动机7的运行参数。如图2所示，参数测量装置至少包括：
47.进气温度/压力传感器6，其安装在进气管1上并位于中冷器3前端，用于测量进气管1的进气温度及增压器的实时进气压力值；
48.maf流量计4，其安装在中冷器3和发动机7之间的进气管1上，用于测量发动机7新鲜进气量；
49.其安装在maf流量计4和发动机7之间的进气管1上，用于测量发动机7的进气温度及进气压力，并计算发动机7总的进气量。
50.同时电控单元ecu还与参数测量装置电性连接，且参数测量装置将测得的数据以电信号的形式再上传至电控单元ecu。
51.放气阀8的开环开度能起到更加迅速有效的达到降低涡前能量的目的，如果监测到超速风险对放气阀8开环控制将大大提高增压器避险的效率。
52.在本实施例中，根据本发明的发动机增压器瞬时超速保护系统，基于maf路线原理，发动机7新鲜进气量可以直接由maf流量计4测量得到，对应任意工况的进气量，理论上均有唯一的最高转速限值下的进气压比。对于maf路线的egr发动机7，基于进气温度/压力传感器6，可测量进气管1的进气温度及增压器的实时进气压力值，并通过计算即可得到当前工况下的实时进气压比。当该工况下计算最高限值压比＜实时计算进气压比时，则可判断增压器处于瞬时超速状态。
53.当电控单元ecu判断出增压器处于超速状态时，对于匹配电控放气阀8的增压器的发动机7，通过ecu给予电控放气阀8指令，按照原闭环状态下对应的电控放气阀8切换开环快速控制电控放气阀8，迅速将部分增压器涡轮机9前废气旁通，降低涡前能量，从而快速降低中冷前压力，使得增压器能尽可能快速地远离超速状态并退回到安全运行区域，从而避免或降低增压器瞬时突变工况时出现的瞬时超速现象对发动机7的性能及使用寿命造成危害，起到保护增压器的目的。根据本发明提供的发动机增压器瞬时超速保护系统及方法能够避免或降低发动机7突变工况引起的增压器瞬时转速超限对增压器造成损害。
54.以上，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。