CN106246337A - 一种增压器执行控制结构及其控制方法 - Google Patents

一种增压器执行控制结构及其控制方法 Download PDF

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    • 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
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Abstract

本发明公开了一种增压器执行控制结构，包括控制单元和增压器废气放气阀，所述增压器废气放气阀包括相配的增压器废气放气阀门座和废气放气阀门，还包括电控执行器，所述控制单元与电控执行器通过线束相连，所述废气放气阀门通过拉杆与电控执行器相连。增压器执行控制方法，包括以下控制步骤：通过控制单元根据需求增压压力计算压气机的功率，根据能量平衡原则然后转化为涡轮机的功率，由此可以获得需求废气能量；根据需求废气能量的量计算废气放气阀门的开度，控制单元输出控制指令给电动执行器；电动执行器执行动作，带动拉杆达到废气放气阀门需求的开度值。提高增压压力控制精度以及提升增压器响应速度。

Description

一种增压器执行控制结构及其控制方法
技术领域
本发明涉及发动机涡轮增压技术领域，尤其是涉及一种增压器执行控制结构及其控制方法。
背景技术
现有的增压器执行器控制方式，一种为通过计算需求压力转换为三通电磁阀的占空比，通过占空比控制气动模盒内部的压力来达到控制放气阀开度进而控制增压压力满足需求压力，无法实现增压压力的精确控制，误差较大；另一种为通过计算需求压力的大小，根据需求压力计算压气机的需求功率，在通过效率转化计算涡轮机的功率，通过涡轮机功率计算需求废气阀开度，但此开度模型需要外接传感器进行精确标定，通过模型计算需求开度然后在转化为三通电磁阀的占空比，然后在转化为控制模盒的压力进而控制增压压力满足需求压力，执行器不具备位置传感器，需求的执行器开度仅能通过数学模型计算得到，在精度控制方面也存在误差，影响控制精度。
发明内容
针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种增压器执行控制结构及其控制方法，以达到提高增压压力控制精度以及提升增压器响应速度的目的。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
该增压器执行控制结构，包括控制单元和增压器废气放气阀，所述增压器废气放气阀包括相配的增压器废气放气阀门座和废气放气阀门，还包括电控执行器，所述控制单元与电控执行器通过线束相连，所述废气放气阀门通过拉杆与电控执行器相连。
所述拉杆端部通过铆钉及垫片与废气放气阀门相连。
所述拉杆包括横杆和竖杆，横杆一端与电控执行器相连，横杆另一端与竖杆一端通过铆钉相连，竖杆另一端与废气放气阀门相连。
所述废气放气阀门上设有连杆，连杆与拉杆相连。
所述增压器废气放气阀门座和废气放气阀门之间设有导向杆。
所述电控执行器为具有自锁功能的电控执行器。
该增压器执行控制方法，包括以下控制步骤：
1)通过控制单元根据需求增压压力计算压气机的需求功率，根据能量平衡原则然后转化为涡轮机的功率，由此可以获得需求废气能量；
2)根据需求废气能量的量计算废气放气阀门的开度，控制单元输出控制指令给电动执行器；
3)电动执行器执行动作，带动拉杆达到废气放气阀门需求的开度值。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
压气机消耗的能量完全有涡轮机提供，涡轮机的能量来源于废气，通过采用电动执行器，可以实现精确控制废气放气阀门的开度，精确控制利用废气的量；电动执行器的自锁功能可以改善在放气阀门在关闭临界状态的撞击噪音；电动执行器没有迟滞现象可以改善增压器的响应速度；采用电动执行器，取消了三通电磁阀，减少了连接增压器及增压后的管路部件，降低了增压控制***出故障的概率，安全性及可靠性提高。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明阀门处于密闭状态示意图。
图2为本发明阀门处于打开状态示意图。
图中：1.控制单元、2.线束、3.电控执行器、4.拉杆、5.铆钉、6.增压器废气放气阀门座、7.垫片、8.废气放气阀门。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，该增压器执行控制结构，包括ECU控制单元1和增压器废气放气阀以及电控执行器3，其中，增压器废气放气阀包括相配的增压器废气放气阀门座6和废气放气阀门8，增压器废气放气阀门座6和废气放气阀门8之间设有导向杆，电控执行器为具有自锁功能的电控执行器，保证开度控制精确。
控制单元1与电控执行器3通过线束2相连，废气放气阀门8通过拉杆4与电控执行器3相连。优选的，拉杆4包括横杆和竖杆，横杆一端与电控执行器相连，横杆另一端与竖杆一端通过铆钉5相连，废气放气阀门上设有连杆，连杆的端部与竖杆另一端通过铆钉及垫片7相连。
通过采用电动执行器3，可以实现精确控制废气放气阀门的开度，精确控制利用废气的量；电动执行器的自锁功能可以改善在放气阀门在关闭临界状态的撞击噪音；电动执行器没有迟滞现象可以改善增压器的响应速度。
控制单元通过能量平衡原则计算所需执行器开度，结合电控执行器具备位置传感器可以对放气阀开度进行精确控制，发出指令控制电动执行器带动拉杆打开废气放气阀门，控制流过涡轮的废气能量的量，进而能达到精确控制增压压力的目的。
压气机和涡轮机消耗的能量平衡原则，公式如下：
压气机消耗能量方程如下：P＝ms*Cp*T*[π(k-1)/k-1]/η
涡轮机吸收能量方程如下：P＝ms*Cp*T*η*[1-π(1-k)/k]
其中：
P：压气机或涡轮机消耗或吸收的功率；T：涡轮/压气机前的温度；η：涡轮/压气机的效率；ms：经过涡轮/压气机的气体流量；π：涡轮机膨胀比/压气机的压缩比；Cp：定压比热容；Cv：定容比热容；k:等熵指数Cp/Cv。
增压器执行控制方法，包括以下控制步骤：
通过控制单元根据需求增压压力计算压气机的需求功率，根据能量平衡原则然后转化为涡轮机的功率，由此可以获得需求废气能量；
根据需求废气能量的量计算废气放气阀门的开度，控制单元输出控制指令给电动执行器；
电动执行器执行动作，带动拉杆达到废气放气阀门需求的开度值。
电动执行器具有自锁功能，阀门在临界状态不会因为波动出现撞击阀门座的问题，优化NVH；执行器的响应速度快于气动模盒的响应速度,电动执行器无迟滞现象，提高的增压器的响应速度。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种增压器执行控制结构，包括控制单元和增压器废气放气阀，所述增压器废气放气阀包括相配的增压器废气放气阀门座和废气放气阀门，其特征在于：还包括电控执行器，所述控制单元与电控执行器通过线束相连，所述废气放气阀门通过拉杆与电控执行器相连。
2.如权利要求1所述增压器执行控制结构，其特征在于：所述拉杆端部通过铆钉及垫片与废气放气阀门相连。
3.如权利要求1所述增压器执行控制结构，其特征在于：所述拉杆包括横杆和竖杆，横杆一端与电控执行器相连，横杆另一端与竖杆一端通过铆钉相连，竖杆另一端与废气放气阀门相连。
4.如权利要求1所述增压器执行控制结构，其特征在于：所述废气放气阀门上设有连杆，连杆与拉杆相连。
5.如权利要求1所述增压器执行控制结构，其特征在于：所述增压器废气放气阀门座和废气放气阀门之间设有导向杆。
6.如权利要求1所述增压器执行控制结构，其特征在于：所述电控执行器为具有自锁功能的电控执行器。
7.一种增压器执行控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下控制步骤：
1)通过控制单元根据需求增压压力计算压气机的需求功率，根据能量平衡原则然后转化为涡轮机的功率，由此可以获得需求废气能量；
2)根据需求废气能量的量计算废气放气阀门的开度，控制单元输出控制指令给电动执行器；
3)电动执行器执行动作，带动拉杆达到废气放气阀门需求的开度值。
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