一种适用于停缸技术的进气增压系统和控制方法与流程

1.本发明涉及发动机控制领域，具体涉及一种适用于停缸技术的进气增压系统和控制方法。


背景技术：

2.随着柴油机技术的发展，对发动机燃油经济性的要求越来越高了。由于停缸技术能够降低泵气损失和减少气缸摩擦功，其具有通过提高单缸负荷来提高排温进而降低热管理能耗的特点，可以有效改善油耗，因此停缸技术越来越受到重视。涡轮增压器是发动机常用的强制进气技术之一，涡轮增压器一般由涡轮机和压气机组成，涡轮机和压气机同轴相连，涡轮机将废气的热能和动能转化为机械能，压气机由转化后得到的机械能驱动，从而实现进气压缩，提高进气压力和密度。
3.当前，停缸技术主要专注于燃油喷射和进排气门控制技术上，对于进气增压控制技术上主要还是已有的技术。对于现有的停缸技术，在停缸和增缸切换过程中容易进气不顺，导致出现增压响应过慢、进气气量不足等原因；对于多缸机，停缸后，增压器会因匹配问题出现喘振超速等问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于停缸技术的进气增压系统和控制方法，能够有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器喘振超速等现象的出现，保证发动机在停缸或增缸过程中的正常运行。
5.为达到以上目的，本发明提供的一种适用于停缸技术的进气增压系统，包括：
6.第一增压组件，所述第一增压组件包括设于发动机进气管上的增压器，所述增压器由发动机排出的废气驱动以对进入发动机的空气进行压缩；
7.第二增压组件，所述第二增压组件包括电动增压器和储气罐，所述电动增压器设于所述增压器的前端以对增压器前方的空气进行压缩，所述储气罐设于所述增压器和发动机之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中。
8.本发明的进气增压系统，在原有增压器的基础上，额外增加电动增压器和储气罐，电动增压器设于增压器的前端以对增压器前方的空气进行压缩，储气罐设于增压器和发动机之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中，当出现增压响应过慢、进气气量不足，以及增压器喘振超速等现象时，通过电动增压器和储气罐的介入，增加进入发动机的空气量，以及进入增压器的空气量，从而有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器喘振超速等现象的出现，保证发动机在停缸或增缸过程中的正常运行。
9.在上述技术方案的基础上，所述电动增压器上还设有用于给电动增压器提供电能的电池。
10.在上述技术方案的基础上，所述电动增压器的前端设有空滤。
11.在上述技术方案的基础上，所述储气罐和进气管之间还设有进气补气阀。
12.在上述技术方案的基础上，所述进气管上还设有进气节流阀，所述节流阀位于储气罐和发动机之间。
13.在上述技术方案的基础上，所述进气管上还设有中冷器，所述中冷器位于储气罐和进气节流阀之间。
14.在上述技术方案的基础上，所述发动机上还设有废气循环控制阀和egr冷却器。
15.在上述技术方案的基础上，所述废气循环控制阀和egr冷却器位于同于管路上。
16.本发明提供的一种适用于停缸技术的进气增压控制方法，具体包括以下步骤：
17.对当前停缸增缸切换状态进行判断：
18.当为由四缸切换为六缸时，由增压器的单独工作状态开始，驱使储气罐工作，待过渡平顺后，储气罐停止工作，增压器和电动增压器同时工作；
19.当为由六缸切换为四缸时，由增压器和电动增压器的同时工作状态开始，逐渐减小电动增压器的转速，直至增压器单独工作。
20.本发明的进气增压控制方法，在原有增压器的基础上，额外增加电动增压器和储气罐，电动增压器设于增压器的前端以对增压器前方的空气进行压缩，储气罐设于增压器和发动机之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中，当出现增压响应过慢、进气气量不足，以及增压器喘振超速等现象时，通过电动增压器和储气罐的介入，增加进入发动机的空气量，以及进入增压器的空气量，从而有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器喘振超速等现象的出现，保证发动机在停缸或增缸过程中的正常运行。
21.在上述技术方案的基础上，当增压器出现喘振或超速现象时，驱使电动增压器工作，并控制电动增压器的转速以使增压器停止喘振或超速现象。
22.与现有技术相比，本发明的优点在于：在原有增压器的基础上，额外增加电动增压器和储气罐，电动增压器设于增压器的前端以对增压器前方的空气进行压缩，储气罐设于增压器和发动机之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中，当出现增压响应过慢、进气气量不足，以及增压器喘振超速等现象时，通过电动增压器和储气罐的介入，增加进入发动机的空气量，以及进入增压器的空气量，从而有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器喘振超速等现象的出现，保证发动机在停缸或增缸过程中的正常运行。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例中一种适用于停缸技术的进气增压系统的结构示意图。
25.图中：1-空滤，2-电池，3-电动增压器，4-增压器，5-储气罐，6-进气补气阀，7-中冷器，8-进气节流阀，9-发动机，10-egr冷却器，11-废气循环控制阀。
具体实施方式
26.本发明实施例提供一种适用于停缸技术的进气增压系统，在原有增压器4的基础上，额外增加电动增压器3和储气罐5，电动增压器3设于增压器4的前端以对增压器4前方的
空气进行压缩，储气罐5设于增压器4和发动机9之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中，当出现增压响应过慢、进气气量不足，以及增压器4喘振超速等现象时，通过电动增压器3和储气罐5的介入，增加进入发动机9的空气量，以及进入增压器4的空气量，从而有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器4喘振超速等现象的出现，保证发动机9在停缸或增缸过程中的正常运行。本发明实施例相应地还提供了一种适用于停缸技术的进气增压控制方法。
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.参见图1所示，本发明实施例提供的一种适用于停缸技术的进气增压系统，包括第一增压组件和第二增压组件。第一增压组件包括设于发动机9进气管上的增压器4，增压器4由发动机9排出的废气驱动以对进入发动机9的空气进行压缩。发动机9排出的废气驱使增压器4中的涡轮机转动，涡轮机转动以带动压气机，进而对空气进行压缩，将压缩后的空气排至发动机9中，提高发动机9的进气量，从而提升发动机9的运行功率。
29.第二增压组件包括电动增压器3和储气罐5，电动增压器3设于所述增压器4的前端以对增压器4前方的空气进行压缩，储气罐5设于所述增压器4和发动机9之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中。电动增压器3和增压器4位于同一管路上，且电动增压器3位于增压器4的前端，当电动增压器3工作时，对增压器4前方的空气进行压缩，使得进入增压器4的空气为压缩空气，增压器4对压缩空气进一步的压缩，然后经过再次压缩后的空气进入发动机9，有效提升进入发动机9的空气的压缩量，从而极大的增加进入发动机9的空气的量。在原有增压器4的基础上，额外增加电动增压器3和储气罐5，电动增压器3设于增压器4的前端以对增压器4前方的空气进行压缩，储气罐5设于增压器4和发动机9之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中，当出现增压响应过慢、进气气量不足，以及增压器4喘振超速等现象时，通过电动增压器3和储气罐5的介入，增加进入发动机9的空气量，以及进入增压器4的空气量，从而有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器4喘振超速等现象的出现，保证发动机9在停缸或增缸过程中的正常运行。
30.储气罐5设于增压器4和发动机9之间的进气管上，储气罐5中存储有空气，当储气罐5与进气管间连通后，储气罐5中的空气进入进气管，并由进气管进入发动机9，从而提升进入发动机9的空气的量。通过储气罐5的作用，采用主动方式，进一步的提升进入发动机9的空气的量。通过电动增压器3和储气罐5的介入，增加进入发动机9的空气量，以及进入增压器4的空气量，从而有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器4喘振超速等现象的出现，保证发动机9在停缸或增缸过程中的正常运行。
31.需要说明的是，本发明实施例中用于提升发动机9进入空气量的增压器4、电动增压器3和储气罐5三个部件，相互之间独立工作，各自之间的工作不受影响，根据实际的需要，控制其中的一个或多个工作。
32.本发明实施例中，电动增压器3上还设有用于给电动增压器3提供电能的电池2，通过电池2给电动增压器3进行供电，具体的，电池2的输出电压为48v，充分利用回收电能。
33.本发明实施例中，电动增压器3的前端设有空滤1，空滤1对汽车外界的空气进行过滤后进入电动增压器3和增压器4中，并最终进入到发动机9中。
34.本发明实施例中，储气罐5和进气管之间还设有进气补气阀6，通过进气补气阀6实现对储气罐5的开启和关闭。当进气补气阀6开启时，则储气罐5中存储的空气进入进气管；当进气补气阀6关闭时，则储气罐5中存储的空气不进入进气管。需要说明的是，进气补气阀6具备单向导通的功能，进气管的空气无法回流至储气罐。
35.本发明实施例中，进气管上还设有进气节流阀8，所述节流阀位于储气罐5和发动机9之间。进气管上还设有中冷器7，所述中冷器7位于储气罐5和进气节流阀8之间。发动机9上还设有废气循环控制阀11和egr(exhaust gas re-circulation，废气再循环系统)冷却器。废气循环控制阀11和egr冷却器10位于同于管路上。
36.当只有增压器4工作时，新鲜空气经空滤1进入增压器4，增压器4对新鲜空气进行压缩，压缩后的空气经中冷器7和进气节流阀8后，与经过废气循环控制阀11的燃烧废气混合后进入发动机9气缸，参于燃烧；气缸燃烧后的废气流经增压器4，一部分进入增压器4的涡轮机，一部分通过egr冷却器10冷却后进入废气循环控制阀11；流经涡轮机的高温高压废气推动涡轮机做功，并将机械能传递给压气机用于压缩空气，涡轮机做工后的尾气排至大气中。
37.当增压器4和和电动增压器3同时工作时，新鲜空气经空滤1进入电动增压器3，电池2对电动增压器3供电，电动增压器3对新鲜空气进行压缩，压缩后的空气进入增压器4再次压缩，压缩后的空气经中冷器7和进气节流阀8后，与经过废气循环控制阀11的燃烧废气混合后进入发动机9气缸，参于燃烧；气缸燃烧后的废气流经增压器4，一部分进入增压器4的涡轮机，一部分通过egr冷却器10冷却后进入废气循环控制阀11；流经涡轮机的高温高压废气推动涡轮机做功，并将机械能传递给压气机用于压缩空气，涡轮机做工后的尾气排至大气中。
38.当增压器4和储气罐5同时工作时，新鲜空气经空滤1进入增压器4，增压器4对新鲜空气进行压缩，压缩后的空气与储气罐5中流至进气管的空气进行混合，混合后的空气经中冷器7和进气节流阀8后，与经过废气循环控制阀11的燃烧废气混合后进入发动机9气缸，参于燃烧；气缸燃烧后的废气流经增压器4，一部分进入增压器4的涡轮机，一部分通过egr冷却器10冷却后进入废气循环控制阀11；流经涡轮机的高温高压废气推动涡轮机做功，并将机械能传递给压气机用于压缩空气，涡轮机做工后的尾气排至大气中。
39.本发明实施例的适用于停缸技术的进气增压系统，在原有增压器4的基础上，额外增加电动增压器3和储气罐5，电动增压器3设于增压器4的前端以对增压器4前方的空气进行压缩，储气罐5设于增压器4和发动机9之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中，当出现增压响应过慢、进气气量不足，以及增压器4喘振超速等现象时，通过电动增压器3和储气罐5的介入，增加进入发动机9的空气量，以及进入增压器4的空气量，从而有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器4喘振超速等现象的出现，保证发动机9在停缸或增缸过程中的正常运行。
40.本发明实施例提供的一种适用于停缸技术的进气增压控制方法，用于对上述所述的进气增压系统进行控制，本发明实施例提供的进气增压控制方法具体包括以下步骤：
41.s1：对当前停缸增缸切换状态进行判断，当为由四缸切换为六缸时，转至s2，当为由六缸切换为四缸时，转至s3；
42.s2：由增压器4的单独工作状态开始，驱使储气罐5工作，待过渡平顺后，储气罐5停
止工作，增压器4和电动增压器3同时工作；
43.s3：由增压器4和电动增压器3的同时工作状态开始，逐渐减小电动增压器3的转速，直至增压器4单独工作。
44.对于上述所述的进气增压系统，具体包括第一增压组件和第二增压组件。第一增压组件包括设于发动机9进气管上的增压器4，增压器4由发动机9排出的废气驱动以对进入发动机9的空气进行压缩。发动机9排出的废气驱使增压器4中的涡轮机转动，涡轮机转动以带动压气机，进而对空气进行压缩，将压缩后的空气排至发动机9中，提高发动机9的进气量，从而提升发动机9的运行功率。
45.第二增压组件包括电动增压器3和储气罐5，电动增压器3设于所述增压器4的前端以对增压器4前方的空气进行压缩，储气罐5设于所述增压器4和发动机9之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中。电动增压器3和增压器4位于同一管路上，且电动增压器3位于增压器4的前端，当电动增压器3工作时，对增压器4前方的空气进行压缩，使得进入增压器4的空气为压缩空气，增压器4对压缩空气进一步的压缩，然后经过再次压缩后的空气进入发动机9，有效提升进入发动机9的空气的压缩量，从而极大的增加进入发动机9的空气的量。在原有增压器4的基础上，额外增加电动增压器3和储气罐5，电动增压器3设于增压器4的前端以对增压器4前方的空气进行压缩，储气罐5设于增压器4和发动机9之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中，当出现增压响应过慢、进气气量不足，以及增压器4喘振超速等现象时，通过电动增压器3和储气罐5的介入，增加进入发动机9的空气量，以及进入增压器4的空气量，从而有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器4喘振超速等现象的出现，保证发动机9在停缸或增缸过程中的正常运行。
46.参见图1所示，对于发动机9的气缸，图1中发动机9中的圆圈表示气缸，依次为气缸1、气缸2、气缸3、气缸4、气缸5和气缸6。当进行停缸操作时，由六缸变为四缸，发货顺序为先气缸2，再气缸4，再气缸5，再气缸3；当进行不停缸操作时，由四缸变为六缸，发货顺序为先气缸1，再气缸5，再气缸3，再气缸6，再气缸2，再气缸4。六缸切换为四缸时，都是偶数缸，避免奇数缸造成的nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振粗糙度)差。图1中，箭头表示气流的方向。
47.本发明实施例中，当由四缸切换为六缸时，增压需求由增压器4和储气罐5同时提供，通过控制进气补气阀6的开度来弥补进气量不足带来的发动机9进气不顺和动力迟钝问题，储气罐5补气直接作用于增压器4之后，有效避免增压响应的滞后，提高动力响应的速度；待由四缸过渡至六缸平顺后，增压需求由增压器4和储气罐5同时提供，逐步切换为由增压器4和电动增压器3同时提供。
48.本发明实施例中，当由六缸切换为四缸时，增压需求由初始的增压器4和电动增压器3同时提供，通过控制电动增压器3的转速，逐渐减小电动增压器3的转速，使得增压需求由增压器4单独提供。
49.对于发动机9而言，当动力需求不高时，采用四缸机工作状态，发动机9的增压需求由增压器4单独提供；当动力需求较高时，采用六缸机工作状态，增压需求由增压器4和电动增压器3同时提供，通过控制电动增压器3的转速来弥补进气增压量的不足。电动增压器3的电能取决于电池2，充分利用回收的电能。
50.在一种可能的实施方式中，当增压器4出现喘振或超速现象时，驱使电动增压器3
工作，并控制电动增压器3的转速以使增压器4停止喘振或超速现象。
51.在其它的情形下，当增压器4的增压需求不足时，优先使用电动增压器3进行补充；当电池2的电量不足且增压器4的增压需求不足时，则采用储气罐5进行补气。
52.本发明实施例的进气增压控制方法，对于发动机9的停缸增缸切换操作，通过电动增压器3和储气罐5的介入，增加进入发动机9的空气量，以及进入增压器4的空气量，从而有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器4喘振超速等现象的出现，保证发动机9在停缸或增缸过程中的正常运行。
53.本发明实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
54.对当前停缸增缸切换状态进行判断：
55.当为由四缸切换为六缸时，由增压器4的单独工作状态开始，驱使储气罐5工作，待过渡平顺后，储气罐5停止工作，增压器4和电动增压器3同时工作；
56.当为由六缸切换为四缸时，由增压器4和电动增压器3的同时工作状态开始，逐渐减小电动增压器3的转速，直至增压器4单独工作。
57.存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于：电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
58.计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
59.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
60.本发明实施例还提供一种汽车，汽车包括上述所述的进气增压系统，对于本发明实施例中汽车所包含的进气增压系统，其包括第一增压组件和第二增压组件。
61.本发明实施例中，第一增压组件包括设于发动机9进气管上的增压器4，所述增压器4由发动机9排出的废气驱动以对进入发动机9的空气进行压缩；第二增压组件包括电动增压器3和储气罐5，所述电动增压器3设于所述增压器4的前端以对增压器4前方的空气进行压缩，所述储气罐5设于所述增压器4和发动机9之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中。通过电动增压器3和储气罐5的介入，增加进入发动机9的空气量，以及进入增压器4的空气量，从而有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器4喘振超速等现象的出现，保证发动机9在停缸或增缸过程中的正常运行。
62.本发明实施例中，电动增压器3上还设有用于给电动增压器3提供电能的电池2。电动增压器3的前端设有空滤1。储气罐5和进气管之间还设有进气补气阀6。进气管上还设有进气节流阀8，所述节流阀位于储气罐5和发动机9之间。进气管上还设有中冷器7，所述中冷器7位于储气罐5和进气节流阀8之间。发动机9上还设有废气循环控制阀11和egr冷却器10。废气循环控制阀11和egr冷却器10位于同于管路上。
63.本发明实施例的汽车，在原有增压器4的基础上，额外增加电动增压器3和储气罐5，电动增压器3设于增压器4的前端以对增压器4前方的空气进行压缩，储气罐5设于增压器4和发动机9之间的进气管上以用于将自身存储的空气引入进气管中，当出现增压响应过慢、进气气量不足，以及增压器4喘振超速等现象时，通过电动增压器3和储气罐5的介入，增加进入发动机9的空气量，以及进入增压器4的空气量，从而有效避免增压响应过慢、进气气量不足、增压器4喘振超速等现象的出现，保证发动机9在停缸或增缸过程中的正常运行。
64.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
65.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
66.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。