CN106555711B - 发动机补气方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机补气方法，所述发动机补气方法，包括以下步骤：S1、采集发动机工况信号；S2、根据所述发动机工况信号的检测值判断所述发动机是否处于加速工况，所述发动机处于加速工况，所述发动机的补气装置被触发向所述发动机补充新鲜空气；S3、根据所述发动机工况信号的检测值判断所述发动机是否处于平稳工况，所述发动机处于平稳工况，所述补气装置可选择性地被触发向所述发动机补充新鲜空气，所述发动机不处于平稳工况且不处于加速工况，所述补气装置不被触发。本发明所述的发动机补气方法，可以有效提升发动机在平稳工况下燃油的燃烧效率，降低发动机的油耗，发动机的环保性更好。

Description

发动机补气方法

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种发动机补气方法。

背景技术

废气涡轮增压技术是提高车辆性能的重要措施，但是在低速加速时由于增压器的惯性作用，压气机转速无法迅速提升，造成进气压力低，进气量少，发动机功率提升过程慢，且随着增压度的提高，增压器的响应滞后问题更加突出，补气技术可以在一定程度上解决上述问题。发明人发现，现有的补气技术只是在加速工况中提供补气，没有在稳定工况中的补气策略，存在改进空间。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种在加速工况和平稳工况均可以补气的发动机补气方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机补气方法，包括以下步骤：S1、采集发动机工况信号；S2、根据所述发动机工况信号的检测值判断所述发动机是否处于加速工况，所述发动机处于加速工况，所述发动机的补气装置被触发向所述发动机补充新鲜空气；S3、根据所述发动机工况信号的检测值判断所述发动机是否处于平稳工况，所述发动机处于平稳工况，所述补气装置可选择性地被触发向所述发动机补充新鲜空气，所述发动机不处于平稳工况且不处于加速工况，所述补气装置不被触发。

进一步地，所述步骤S2包括：S21、所述发动机工况信号的检测值大于第一预设阀值时，补气装置被触发向所述发动机补充新鲜空气，所述第一预设阀值为发动机工况信号在所述发动机处于加速工况时的标定值。

进一步地，所述步骤S21还包括：S211、根据所述发动机工况信号的检测值确定向所述发动机的对应燃烧室补充新鲜空气；S212、根据所述发动机工况信号的检测值实时确定补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据所述补气时刻、所述补气脉宽和所述补气延续时间向所述发动机的所述对应燃烧室补充新鲜空气。

进一步地，所述发动机工况信号包括：凸轮轴信号、曲轴信号、油门踏板信号、发动机转速信号、压气机出口处的压力信号；在步骤S21中的第一预设阀值为油门踏板信号在所述发动机处于加速工况时的标定值；在步骤S211中，根据所述凸轮轴信号的检测值和所述曲轴信号的检测值确定向所述发动机的对应气缸的燃烧室补充新鲜空气；在步骤S212中，根据所述油门踏板信号的检测值和所述发动机转速信号的检测值确定所述补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据所述压力信号的检测值调节所述所述补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间。

进一步地，所述步骤S2还包括：S22、所述发动机每循环的补气脉宽递减以结束向所述发动机补充新鲜空气。

进一步地，所述步骤S3包括：S31、所述发动机工况信号的检测值小于所述第一预设阀值且处于第一预设范围时，所述发动机处于平稳工况，所述发动机处于平稳工况且所述补气装置的空气储气瓶的压力值大于等于预设压力值、蓄电池电量大于等于预设电量时，所述补气装置被触发向所述发动机补充新鲜空气，所述第一预设范围为所述发动机工况信号在所述发动机处于平稳工况时的标定范围。

进一步地，所述步骤S31还包括：S311、根据所述发动机工况信号的检测值确定向所述发动机的对应气缸的燃烧室补充新鲜空气；S312、根据所述发动机工况信号的检测值实时确定补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据所述补气时刻、所述补气脉宽和所述补气延续时间向所述发动机的所述对应气缸的燃烧室补充新鲜空气。

进一步地，所述发动机工况信号包括：凸轮轴信号、曲轴信号、油门踏板信号、发动机转速信号、压气机出口处的压力信号；在步骤S31中的第一预设阀值为油门踏板信号在所述发动机处于加速工况时的标定值；在步骤S311中，根据所述凸轮轴信号的检测值和所述曲轴信号的检测值确定向所述发动机的对应气缸的燃烧室补充新鲜空气；在步骤S312中，根据所述油门踏板信号的检测值和所述发动机转速信号的检测值确定所述补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据所述压力信号的检测值调节所述所述补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间。

进一步地，所述补气装置包括空气压缩机和空气储气瓶，所述空气压缩压机的入口与所述发动机的进气***连通，所述空气储气瓶的入口与所述空气压缩机的出口可选择性地连通，所述空气储气瓶的出口与所述发动机的气缸的燃烧室在所述补气装置被触发时连通。

进一步地，所述空气储气瓶的出口与所述发动机的燃烧室之间设有控制阀，所述控制阀具有第一阀口和多个第二阀口，多个所述第二阀口与所述发动机的多个燃烧室一一对应的相连，所述补气装置被触发时，所述第一阀口根据所述发动机工况信号的检测值可选择性地与所述多个第二阀口中的至少一个连通以向所述发动机的对应燃烧室补充新鲜空气。

相对于现有技术，本发明所述的发动机补气方法具有以下优势：

(1)本发明所述的发动机补气方法，通过使发动机在平稳工况下选择性地触发补气装置，可以有效提升发动机在平稳工况下燃油的燃烧效率，降低发动机的油耗，发动机的环保性更好。

(2)本发明所述的发动机补气方法在补气结束时，逐渐缩短补气脉宽，直至补气完全结束，由此发动机的在补过程中的工作更平顺，发动机的输出扭矩更连贯，且不易损伤发动机。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的发动机的补气装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的发动机补气方法的流程示意图；

图3为本发明实施例所述的发动机补气方法的流程示意图；

图4为本发明实施例所述的发动机补气方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-空气滤清器，2-涡轮增压器，3-中冷器，4-进气歧管，5-排气歧管，6-补气喷管，7-补气导轨，8-补气喷嘴，9-节气门，10-控制阀，11-空气储气瓶，12-气瓶压力传感器，13-第一控制阀，14-空气压缩机，15-第二控制阀，16-前级催化器，17-后级催化器，18-前级消音器， 19-后级消音器，20-压气机后压力传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

首先参照图1详细描述根据本发明实施例的发动机的补气装置及关联装置。

如图1所示，对于涡轮增压式发动机，发动机的燃烧室的入口连接有进气***和补气装置，进气***和补气装置并联连接在空气滤清器1与发动机的燃烧室之间。

进气***包括：涡轮增压器2的压气机的入口与空气滤清器1相连，涡轮增压器1的压气机的出口与中冷器3的入口相连，压气机与中冷器3之间设有压气机后压力传感器20，中冷器3的出口与节气门9相连，节气门9与进气歧管4相连，进气歧管4与发动机的进气道相连以向发动机的燃烧室供气。

补气装置的入口与空气滤清器1的出口相连，补气装置的出口与发动机的燃烧室相连，在进气***对发动机的燃烧室的供气不足时，触发补气装置即可向燃烧室提供新鲜空气，以提高发动机的效率。

排气装置包括：发动机的排气道与排气歧管5相连，涡轮增压器2的涡轮机的入口与排气歧管5连通，废气带动涡轮机转动，从而使与涡轮机联动的压气机工作，涡轮机的出口依次连接有前级催化器16、后级催化器17、前级消音器18和后级消音器19。

可选地，如图1所示，补气装置可以包括空气压缩机14和空气储气瓶11，空气储气瓶 11用于存储压缩空气，以在补气装置被触发时向燃烧室补气，空气压缩机14的入口可以与发动机的进气***连通，比如空气压缩机14的入口可以与进气***的空气滤清器1相连，或者连接在中冷器3与节气门9之间，空气储气瓶11的入口可以与空气压缩机14的出口可选择性地连通，空气储气瓶11的出口可以与发动机的气缸的燃烧室在补气装置被触发时连通。

进一步地，空气储气瓶11的出口与发动机的燃烧室之间可以设有控制阀10，控制阀10 具有第一阀口和多个第二阀口，多个第二阀口与发动机的多个燃烧室一一对应的相连，补气装置被触发时，第一阀口根据发动机工况信号的检测值可选择性地与多个第二阀口中的至少一个连通以向发动机的对应燃烧室补充新鲜空气。

在本发明 的一个具体示例中，如图1所示，空气储气瓶11的出口可以与补气导轨7之间通过控制阀10相连，补气导轨7上可以设有多个补气喷嘴8，多个补气喷嘴8可以单独控制开启或关闭，多个补气喷嘴8可以与多个补气喷管6一一对应地相连，每个燃烧室至少与一个补气喷管6相连。

如图1所示，空气压缩机14与空气储气瓶11之间还可以设有第一控制阀13，空气压缩机14与发动机的进气***之间还可以设有第二控制阀15。空气储气瓶11的压力值大于等于第一预定值时，关闭第一控制阀13和第二控制阀15，使空气储气瓶11的入口与空气压缩机14的出口断开，空气压缩机14停止工作；空气储气瓶11的压力值小于第一预定值时，关打开第一控制阀13和第二控制阀15，空气储气瓶11的入口与空气压缩机14的出口连通，空气压缩机14工作，以将高压新鲜空气储存到空气储气瓶11中。可选地，空气储气瓶11内可以设有气瓶压力传感器12。

可以理解的是，通过对空气压缩机14工作状态的控制，能够提高空气压缩机14的工作效率，节省电量。

下面参照图1-图4详细描述根据本发明实施例的发动机补气方法。发动机补气方法包括以下步骤：

S1、采集发动机工况信号；

S2、根据发动机工况信号的检测值判断发动机是否处于加速工况，发动机处于加速工况，发动机的补气装置被触发向发动机补充新鲜空气；

S3、根据发动机工况信号的检测值判断发动机是否处于平稳工况，发动机处于平稳工况，补气装置可选择性地被触发向发动机补充新鲜空气，发动机不处于平稳工况且不处于加速工况，补气装置不被触发。

换言之，在发动机处于加速工况时，补气装置被触发向发动机补充新鲜空气，以增加空气量，增加发动机的扭矩输出，改善压气机的迟滞性，从而提高发动机的加速性能。

在发动机处于平稳工况时，通过可选择性地触发补气装置，使得在平稳工况下气缸内可以产生较高的滚流，可以加快进气冲程中气缸内的油气混合速度，使油气混合更加充分，同时可以增加压缩末期发动机的火花塞附近的湍动能，以改善点火的稳定性和燃烧的稳定性，加快火焰传播速度，进而降低发动机的油耗。

根据本发明实施例的发动机补气方法，通过使发动机在平稳工况下选择性地触发补气装置，可以有效提升发动机在平稳工况下燃油的燃烧效率，降低发动机的油耗，发动机的环保性更好。

可选地，发动机工况信号包括凸轮轴信号、曲轴信号、油门踏板信号、发动机转速信号、压气机出口处的压力信号。

在本发明的一些优选的实施例中，如图3和图4所示，步骤S2可以包括：S21、发动机工况信号的检测值大于第一预设阀值时，补气装置被触发向发动机补充新鲜空气，第一预设阀值为发动机工况信号在发动机处于加速工况时的标定值。

具体地，在步骤S21中的第一预设阀值为油门踏板信号在发动机处于加速工况时的标定值，油门踏板信号可以包括油门踏板位置信号及油门踏板变化率信号。

优选地，如图3和图4所示，步骤S21还可以包括S211和S212，S211为根据发动机工况信号的检测值确定向发动机的对应燃烧室补充新鲜空气，具体地，开启控制阀10，触发补气喷嘴8。

在步骤S211中，可以根据凸轮轴信号的检测值和曲轴信号的检测值确定向发动机的对应气缸的燃烧室补充新鲜空气。也就是说，对发动机进行判缸，确定处于进气行程的气缸，开启相应地补气喷嘴8，以向对应燃烧室补充新鲜空气。

如图3所示，S212为根据发动机工况信号的检测值实时确定补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据补气时刻、补气脉宽和补气延续时间向发动机的对应燃烧室补充新鲜空气。

由此，补气装置的触发与相应的工况可以尽可能同步，解决涡轮增压器的迟滞问题，从而降低发动机的油耗，补气控制精准且稳定。

如图3所示，在步骤S212中，根据油门踏板信号的检测值和发动机转速信号的检测值确定补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据压力信号的检测值调节补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间。由此，可以解决发动机在补气过程中补气倒流引起的喘振问题。

可选地，在进气冲程补气，补气时刻、补气脉宽、补气延续时间可以均由外挂ECU控制。

优选地，如图3和图4所示，步骤S2还可以包括：S22、发动机每循环的补气脉宽递减以结束向发动机补充新鲜空气。

可以理解的是，若补气结束时直接切断补气，发动机的进气骤减，这会使得发动机的工作发生突变，易损伤发动机。根据本发明实施例的发动机补气方法，在补气结束时，逐渐缩短补气脉宽，直至补气完全结束，由此发动机的在补过程中的工作更平顺，发动机的输出扭矩更连贯，且不易损伤发动机。

在本发明的优选实施例中，步骤S3和图4可以包括：S31、发动机工况信号的检测值小于第一预设阀值且处于第一预设范围时，发动机处于平稳工况，发动机处于平稳工况且补气装置的空气储气瓶11的压力值大于等于预设压力值、蓄电池电量大于等于预设电量时，补气装置被触发向发动机补充新鲜空气，第一预设范围为发动机工况信号在发动机处于平稳工况时的标定范围，在步骤S31中的第一预设阀值可以为油门踏板信号在发动机处于加速工况时的标定值。

换而言之，在空气储气瓶11的压缩空气充足，且蓄电池电量充足时，可以在平稳工况下触发补气装置，由此，可以充分利用补气装置，以降低发动机处于平稳工况时的油耗，且不会影响发动机处于加速工况的补气。

优选地，如图3和图4所示，步骤S31还可以包括S311和S312。S311为根据发动机工况信号的检测值确定向发动机的对应燃烧室补充新鲜空气，具体地，开启控制阀10，触发补气喷嘴8。

在步骤S311中，可以根据凸轮轴信号的检测值和曲轴信号的检测值确定向发动机的对应气缸的燃烧室补充新鲜空气。也就是说，对发动机进行判缸，确定处于进气行程的气缸，开启相应地补气喷嘴8，以向对应燃烧室补充新鲜空气。

如图3和图4所示，S312为根据发动机工况信号的检测值实时确定补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据补气时刻、补气脉宽和补气延续时间向发动机的对应气缸的燃烧室补充新鲜空气。由此，补气装置的触发与相应的工况可以尽可能同步，补气控制精准且稳定。

可选地，在进气冲程补气，补气时刻、补气脉宽、补气延续时间可以均由外挂ECU控制。

如图3所示，在步骤S312中，根据油门踏板信号的检测值和发动机转速信号的检测值确定补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据压力信号的检测值调节补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间。由此，补气控制精准且稳定，可以解决发动机在补气过程中补气倒流引起的喘振问题。

可选地，步骤S3还可以包括：S32、发动机每循环的补气脉宽递减以结束向发动机补充新鲜空气。

可以理解的是，若补气结束时直接切断补气，发动机的进气骤减，这会使得发动机的工作发生突变，易损伤发动机。根据本发明实施例的发动机补气方法，在补气结束时，逐渐缩短补气脉宽，直至补气完全结束，由此发动机的工作更柔和，发动机的输出扭矩更连贯，且不易损伤发动机。

综上所述，根据本发明实施例的发动机补气方法，通过使发动机在平稳工况下选择性地触发补气装置，可以提高补气装置的利用效率，且不妨碍发动机在加速工况下的补气，可以降低发动机在平稳工况下的油耗，发动机的环保性更好，补气控制精准且稳定，且根据压气机出口处的压力信号的检测值调节补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，可以解决发动机在补气过程中补气倒流引起的喘振问题，在补气结束时，逐渐缩短补气脉宽，直至补气完全结束，可以使发动机的工作更柔和，不易损伤发动机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种发动机补气方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集发动机工况信号；

S2、根据所述发动机工况信号的检测值判断所述发动机是否处于加速工况，所述发动机处于加速工况，所述发动机的补气装置被触发向所述发动机补充新鲜空气；

S3、根据所述发动机工况信号的检测值判断所述发动机是否处于平稳工况，所述发动机处于平稳工况，所述补气装置可选择性地被触发向所述发动机补充新鲜空气，所述发动机不处于平稳工况且不处于加速工况，所述补气装置不被触发；

所述步骤S2包括：S21、所述发动机工况信号的检测值大于第一预设阀值时，补气装置被触发向所述发动机补充新鲜空气，所述第一预设阀值为发动机工况信号在所述发动机处于加速工况时的标定值；

所述步骤S3包括：S31、所述发动机工况信号的检测值小于所述第一预设阀值且处于第一预设范围时，所述发动机处于平稳工况，所述发动机处于平稳工况且所述补气装置的空气储气瓶的压力值大于等于预设压力值、蓄电池电量大于等于预设电量时，所述补气装置被触发向所述发动机补充新鲜空气，所述第一预设范围为所述发动机工况信号在所述发动机处于平稳工况时的标定范围。

2.根据权利要求1所述的发动机补气方法，其特征在于，所述步骤S31还包括：

S311、根据所述发动机工况信号的检测值确定向所述发动机的对应气缸的燃烧室补充新鲜空气；

S312、根据所述发动机工况信号的检测值实时确定补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据所述补气时刻、所述补气脉宽和所述补气延续时间向所述发动机的所述对应气缸的燃烧室补充新鲜空气。

3.根据权利要求2所述的发动机补气方法，其特征在于，

所述发动机工况信号包括：凸轮轴信号、曲轴信号、油门踏板信号、发动机转速信号、压气机出口处的压力信号；

在步骤S31中的第一预设阀值为油门踏板信号在所述发动机处于加速工况时的标定值；

在步骤S311中，根据所述凸轮轴信号的检测值和所述曲轴信号的检测值确定向所述发动机的对应气缸的燃烧室补充新鲜空气；

在步骤S312中，根据所述油门踏板信号的检测值和所述发动机转速信号的检测值确定所述补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据所述压力信号的检测值调节所述补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间。

4.根据权利要求1所述的发动机补气方法，其特征在于，所述步骤S21还包括：

S211、根据所述发动机工况信号的检测值确定向所述发动机的对应燃烧室补充新鲜空气；

S212、根据所述发动机工况信号的检测值实时确定补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据所述补气时刻、所述补气脉宽和所述补气延续时间向所述发动机的所述对应燃烧室补充新鲜空气。

5.根据权利要求4所述的发动机补气方法，其特征在于，所述发动机工况信号包括：凸轮轴信号、曲轴信号、油门踏板信号、发动机转速信号、压气机出口处的压力信号；

在步骤S21中的第一预设阀值为油门踏板信号在所述发动机处于加速工况时的标定值；

在步骤S211中，根据所述凸轮轴信号的检测值和所述曲轴信号的检测值确定向所述发动机的对应气缸的燃烧室补充新鲜空气；

在步骤S212中，根据所述油门踏板信号的检测值和所述发动机转速信号的检测值确定所述补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间，且根据所述压力信号的检测值调节所述补气装置的补气时刻、补气脉宽和补气延续时间。

6.根据权利要求1所述的发动机补气方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

S22、所述发动机每循环的补气脉宽递减以结束向所述发动机补充新鲜空气。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的发动机补气方法，其特征在于，所述补气装置包括空气压缩机和空气储气瓶，所述空气压缩机的入口与所述发动机的进气***连通，所述空气储气瓶的入口与所述空气压缩机的出口可选择性地连通，所述空气储气瓶的出口与所述发动机的气缸的燃烧室在所述补气装置被触发时连通。

8.根据权利要求7所述的发动机补气方法，其特征在于，所述空气储气瓶的出口与所述发动机的燃烧室之间设有控制阀，所述控制阀具有第一阀口和多个第二阀口，多个所述第二阀口与所述发动机的多个燃烧室一一对应的相连，所述补气装置被触发时，所述第一阀口根据所述发动机工况信号的检测值可选择性地与所述多个第二阀口中的至少一个连通以向所述发动机的对应燃烧室补充新鲜空气。