一种发动机进气温度分缸控制方法及系统与流程

1.本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机进气温度分缸控制方法及系统。


背景技术：

2.随着国家节能减排政策法规的愈加严格，采用涡轮增压和进气中冷技术来提高汽车的燃油经济性和减少汽车尾气排放是当前常用的方案之一。中冷器设置在涡轮增压器与发动机的进气歧管之间，基于冷却介质对涡轮增压器输出的增压空气进行降温，以提高发动机的进气氧密度和有效充气效率，同时能够防止发动机燃烧温度过高，造成爆震，还能够降低发动机废气中的nox的含量，减少汽车尾气排放。
3.目前，由于各个气缸位置和进气运动的差异性，实际各个气缸的进气温度仍会存在一定的差异，导致各个气缸内部的燃烧情况不同，从而使各个气缸的爆震强度也不同。当一个或多个气缸的爆震强度较大时，会增大发动机的油耗和噪音，降低发动机的功率。
4.因此，亟需一种发动机进气温度分缸控制方法及系统来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种发动机进气温度分缸控制方法及系统，以单独控制每个气缸的进气温度，降低发送机的爆震强度并使各个气缸的爆震强度尽量保持一致。
6.为达此目的，本发明所采用的技术方案是：
7.一种发动机进气温度分缸控制方法，发动机的每个气缸分别通过单独的中冷器调节进气温度，所述发动机进气温度分缸控制方法包括如下步骤
8.判断每个所述气缸的爆震强度是否一致；
9.若是，且所述气缸的爆震退点火角小于第一预设值时，调节每个所述气缸对应的所述中冷器的冷却水的流量，直至所述气缸的进气温度一致；
10.若是，且所述气缸的爆震退点火角大于等于所述第一预设值时，则增加每个所述中冷器的冷却水的流量，直至所述中冷器的冷却水的流量调节至最大值或所述气缸的爆震退点火角小于所述第一预设值；
11.若否，则单独调节爆震退点火角与平均爆震退点火角之差大于等于第二预设值的所述气缸对应的所述中冷器的冷却水的流量，直至所述气缸对应的所述中冷器的冷却水的流量调节至最大值或所述气缸的爆震强度一致。
12.作为优选方案，通过调节所述中冷器的水阀开度和中冷水泵的功率改变所述中冷器的冷却水的流量。
13.作为优选方案，当所述气缸的爆震强度一致且爆震退点火角大于等于所述第一预设值时，判断每个所述中冷器的所述水阀的开度是否仍有裕度，
14.若是，则增加每个所述水阀的开度，以增加所述中冷器的冷却水的流量，直至所述中冷器的冷却水的流量调节至最大值或所述气缸的爆震退点火角低于所述第一预设值；
15.若否，则判断所述中冷水泵的功率是否仍有裕度；
16.若是，则增加所述中冷水泵的功率，以增加每个所述中冷器的冷却水的流量，直至所述中冷水泵的功率调节至最大值或所述气缸的爆震退点火角低于所述第一预设值；
17.若否，则保持所述中冷器的所述水阀的开度与所述中冷水泵的功率均为最大值。
18.作为优选方案，当所述气缸的爆震强度不一致时，判断爆震退点火角与平均爆震退点火角之差大于等于所述第二预设值的所述气缸对应的所述中冷器的所述水阀的开度是否仍有裕度，
19.若是，则增加爆震退点火角与平均爆震退点火角之差大于等于所述第二预设值的所述气缸对应的所述中冷器的所述水阀的开度，以增加对应所述中冷器的冷却水的流量，直至对应的所述中冷器的冷却水的流量调节至最大值或所述气缸的爆震强度一致；
20.若否，则判断所述中冷水泵的功率是否仍有裕度；
21.若是，则增加所述中冷水泵的功率，以增加每个所述中冷器的冷却水的流量，直至所述中冷水泵的功率调节至最大值或所述气缸的爆震强度一致；
22.若否，则保持所述中冷器的所述水阀的开度与所述中冷水泵的功率均为最大值。
23.作为优选方案，当所述中冷器的所述水阀的开度与所述中冷水泵的功率均调节至最大值，所述气缸的爆震强度仍未一致时，保持所述中冷器的所述水阀的开度与所述中冷水泵的功率均为最大值。
24.作为优选方案，所述第一预设值为0.75℃a。
25.作为优选方案，第二预设值为0.75℃a，当每个所述气缸的爆震退点火角与平均爆震退点火角之差小于0.75℃a时，则判定所述气缸的爆震强度一致；当有一个或多个所述气缸的爆震退点火角与平均爆震退点火角之差大于等于0.75℃a时，则判定所述气缸的爆震强度不一致。
26.一种发动机进气温度分缸控制系统，通过上述的发动机进气温度分缸控制方法单独调节每个所述气缸的进气温度；所述发动机进气温度分缸控制系统包括：
27.中冷器，每个所述气缸的进气管路上均安装有所述中冷器，所述中冷器被配置为冷却对应的进气管路，以降低每个气缸的进气温度；
28.水箱和散热器，所述水箱用于储存冷却水，所述水箱通过多个分支管路分别与对应的所述中冷器连通，多个所述中冷器的出口与所述散热器连通，所述散热器与所述水箱的入口连通；
29.中冷水泵，被配置为使水箱内的冷却水在水箱、多个中冷器与散热器之间循环流动；以及
30.水阀，每个所述分支管路中均设置有所述水阀，以控制所述分支管路内的冷却水的流量。
31.作为优选方案，所述发动机进气温度分缸控制系统还包括：
32.爆震传感器，设置于所述气缸上，所述爆震传感器用于采集所述气缸的爆震信号。
33.作为优选方案，所述发动机进气温度分缸控制系统还包括：
34.温度传感器，每个所述气缸的进气管路中均设置有所述温度传感器，所述温度传感器用于测量对应的所述气缸的进气温度。
35.本发明的有益效果为：
36.本发明提出的发动机进气温度分缸控制方法，发动机的每个气缸分别通过单独的中冷器调节进气温度。首先判断发动机的每个气缸的爆震强度是否一致，当每个气缸的爆震强度一致且气缸的爆震退点火角小于第一预设值时，调节每个气缸对应的中冷器的冷却水的流量，直至气缸的进气温度一致。当每个气缸的爆震强度一致且气缸的爆震退点火角大于等于第一预设值时，则增加每个中冷器的冷却水的流量，直至中冷器的冷却水的流量调节至最大值或气缸的爆震退点火角小于第一预设值。当每个气缸的爆震强度不一致时，则单独调节爆震退点火角与平均爆震退点火角之差大于等于第二预设值的气缸对应的中冷器的冷却水的流量，直至气缸对应的中冷器的冷却水的流量调节至最大值或气缸的爆震强度一致。发动机进气温度分缸控制方法能够根据每个气缸爆震强度的不同，单独调节每个气缸对应的中冷器的冷却水的流量，即中冷器的冷却效果，从而调节每个气缸的进气温度，以尽量消除每个气缸的燃烧差异性和爆震强度差异性，使得发动机的各个气缸的爆震强度尽量保持一致，提高发动机的性能。
37.本发明提出的发动机进气温度分缸控制系统通过上述的发动机进气温度分缸控制方法，首先判断发动机的每个气缸的爆震强度是否一致，当每个气缸的爆震强度一致且气缸的爆震退点火角小于第一预设值时，调节每个气缸对应的中冷器的冷却水的流量，直至气缸的进气温度一致。当每个气缸的爆震强度一致且气缸的爆震退点火角大于等于第一预设值时，则增加每个中冷器的冷却水的流量，直至中冷器的冷却水的流量调节至最大值或气缸的爆震退点火角小于第一预设值。当每个气缸的爆震强度不一致时，则单独调节爆震退点火角与平均爆震退点火角之差大于等于第二预设值的气缸对应的中冷器的冷却水的流量，直至气缸对应的中冷器的冷却水的流量调节至最大值或气缸的爆震强度一致。发动机进气温度分缸控制方法能够根据每个气缸爆震强度的不同，单独调节每个气缸对应的中冷器的冷却水的流量，即中冷器的冷却效果，从而调节每个气缸的进气温度，以尽量消除每个气缸的燃烧差异性和爆震强度差异性，使得发动机的各个气缸的爆震强度尽量保持一致，提高发动机的性能。
附图说明
38.图1是本发明实施例提供的发动机进气温度分缸控制系统的结构分布图；
39.图2是本发明实施例提供的发动机进气温度分缸控制方法的主要流程图；
40.图3是本发明实施例提供的发动机进气温度分缸控制方法的详细流程图。
41.图中部件名称和标号如下：
42.1、发动机；11、气缸；12、进气管路；2、中冷器；3、水箱；4、散热器；5、中冷水泵；6、水阀；7、分支管路；8、爆震传感器；9、温度传感器。
具体实施方式
43.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
44.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应
做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
46.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
47.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
48.如图1所示，本实施例公开了一种发动机进气温度分缸控制系统，发动机进气温度分缸控制系统包括中冷器2、水箱3、散热器4、中冷水泵5和水阀6。发动机1具有多个气缸11，每个气缸11均与对应的进气管路12连通，以使外部的气体通过进气管路12进入气缸11内。每个气缸11的进气管路12上均安装有中冷器2，中冷器2用于冷却对应的进气管路12，以降低每个气缸11的进气温度。水箱3用于储存冷却水，水箱3通过多个分支管路7分别与对应的中冷器2连通，多个中冷器2的出口与散热器4连通，散热器4与水箱3的入口连通。中冷水泵5能够使水箱3内的冷却水在水箱3、多个中冷器2与散热器4之间循环流动。每个分支管路7中均设置有水阀6，以控制分支管路7内的冷却水的流量。
49.具体地，中冷水泵5为冷却水的循环流动提供动力。水箱3中的冷却水从水箱3流入多个分支管路7中，然后进入中冷器2中，中冷器2安装于各个进气管路12上，以对进入气缸11的气体进行冷却降温，即冷却水带走进气管路12中气体的部分热量。随后升温后的冷却水流入散热器4中进行散热降温，使得冷却水温度下降后重新流回水箱3内，以实现冷却水的循环降温。其中，水阀6能够控制其所在的分支管路7的冷却水的流量。通过调整水阀6的开度即可调节对应的中冷器2的冷却效果。当水阀6开至最大时，如果仍未达到冷却要求，可以通过增加中冷水泵5的功率，从而提高冷却水的速率，同样能够提高中冷器2的冷却效果。
50.在本实施例中，发动机1的每个气缸11的进气温度均由单独的中冷器2进行控制，实现了气缸11的单独调节，使得发动机进气温度分缸控制系统能够根据每个气缸11的实际燃烧情况，调节每个气缸11的进气温度，从而消除多个气缸11之间的燃烧差异。可以理解的是，当中冷器2中的冷却水的流量增加时，中冷器2对气缸11的进气管路12的降温效果提高，使得气缸11的进气温度(或称为中冷后的温度)下降。当中冷器2中的冷却水的流量减少时，中冷器2对气缸11的进气管路12的降温效果下降，使得气缸11的进气温度相对升高。需要说明的是，气缸11的进气温度同样影响气缸11的爆震强度，当气缸11的进气温度降低时，气缸11的爆震强度下降。反之，当气缸11的进气温度升高时，气缸11的爆震强度增加。
51.如图1所示，为了实现对气缸11的进气温度的精确控制，发动机进气温度分缸控制
系统还包括爆震传感器8和温度传感器9，爆震传感器8设置于气缸11上，爆震传感器8用于采集气缸11的爆震信号。每个气缸11的进气管路12中均设置有温度传感器9，温度传感器9用于测量对应的气缸11的进气温度。由于爆震传感器8为发动机1领域内成熟的产品，对于其具体的结构和工作原理不再进行赘述。
52.在本实施例中，发动机进气温度分缸控制系统安装于车辆上，该发动机进气温度分缸控制系统还包括控制单元，控制单元能够接收爆震传感器8采集的爆震信号，从而获得每个气缸11的爆震强度。同时还能够接收温度传感器9采集温度信号，从而获得每个气缸11准确的进气温度。该控制单元可以为车辆的电子控制单元(ecu)，以提高车辆的集成度。
53.如图2所示，本实施例还公开了一种发动机进气温度分缸控制方法，发动机进气温度分缸控制系统通过发动机进气温度分缸控制方法单独调节每个气缸11的进气温，以实现多个气缸11的进气温度和爆震强度的调节。
54.具体地，发动机进气温度分缸控制方法包括如下步骤
55.判断每个气缸11的爆震强度是否一致。
56.若每个气缸11的爆震强度一致，且气缸11的爆震退点火角小于第一预设值时，调节每个气缸11对应的中冷器2的冷却水的流量，直至气缸11的进气温度一致。
57.若每个气缸11的爆震强度一致，且气缸11的爆震退点火角大于等于第一预设值时，则增加每个中冷器2的冷却水的流量，直至中冷器2的冷却水的流量调节至最大值或气缸11的爆震退点火角小于第一预设值。
58.若每个气缸11的爆震强度不一致，则单独调节爆震退点火角与平均爆震退点火角之差大于等于第二预设值的气缸11对应的中冷器2的冷却水的流量，直至气缸11对应的中冷器2的冷却水的流量调节至最大值或气缸11的爆震强度一致。
59.需要说明的是，在上述发动机进气温度分缸控制方法中，每个气缸11的爆震强度是否一致是指每个气缸11的爆震强度相差不大即可，并不是指每个气缸11的爆震强度完全相同，而且气缸11的爆震强度有强弱(或大小)之分。
60.本实施例以单个气缸11爆震退点火角作为气缸11爆震强弱的判断依据。第一预设值为0.75℃a，当单个气缸11爆震退点火角大于等于0.75℃a时，则认定该气缸11的爆震强度较大；当单个气缸11爆震退点火角小于0.75℃a时，则认定该气缸11的爆震强度较小。第二预设值为0.75℃a，当每个气缸11的爆震退点火角与平均爆震退点火角之差小于0.75℃a时，则判定气缸11的爆震强度一致。当有一个或多个气缸11的爆震退点火角与平均爆震退点火角之差大于等于0.75℃a时，说明该气缸11的爆震强度明显大于其他气缸11，则判定气缸11的爆震强度不一致。
61.发动机进气温度分缸控制方法首先判断发动机1的每个气缸11的爆震强度是否一致，当每个气缸11的爆震强度一致且气缸11的爆震退点火角小于第一预设值时，调节每个气缸11对应的中冷器2的冷却水的流量，直至气缸11的进气温度一致。当每个气缸11的爆震强度一致且气缸11的爆震退点火角大于等于第一预设值时，则增加每个中冷器2的冷却水的流量，直至中冷器2的冷却水的流量调节至最大值或气缸11的爆震退点火角小于第一预设值。当每个气缸11的爆震强度不一致时，则单独调节爆震退点火角与平均爆震退点火角之差大于等于第二预设值的气缸11对应的中冷器2的冷却水的流量，直至气缸11对应的中冷器2的冷却水的流量调节至最大值或气缸11的爆震强度一致。发动机进气温度分缸控制
方法能够根据每个气缸11的爆震强度的不同，单独调节每个气缸11对应的中冷器2的冷却水的流量，即中冷器2的冷却效果，从而调节每个气缸11的进气温度，以尽量消除每个气缸11的燃烧差异性和爆震强度差异性，使得发动机1的各个气缸11的爆震强度尽量保持一致，提高发动机1的性能。
62.本实施例通过调节中冷器2的水阀6的开度和中冷水泵5的功率改变中冷器2的冷却水的流量，从而调节每个中冷器2的冷却效果。需要注意的是，中冷器2的调节顺序为：优先调节分支管路7的水阀6开度，当水阀6开度调到最大时仍不能满足中冷器2的冷却要求时，再调节中冷水泵5的功率，以提高冷却水的流动速率。当中冷器2的水阀6的开度与中冷水泵5的功率均调节至最大值，气缸11的爆震强度仍未一致时，保持中冷器2的水阀6的开度与中冷水泵5的功率均为最大值，以尽可能的降低气缸11的进气温度以及爆震强度，尽量提高发动机1的整体性能。
63.如图3所示，当气缸11的爆震强度一致且爆震退点火角大于等于第一预设值时，判断每个中冷器2的水阀6的开度是否仍有裕度(即开度是否已调节至最大值)。
64.若每个中冷器2的水阀6的开度仍有裕度(即开度未调节至最大值)，则增加每个水阀6的开度，以增加中冷器2的冷却水的流量，直至中冷器2的冷却水的流量调节至最大值或气缸11的爆震退点火角低于第一预设值。
65.若每个中冷器2的水阀6的开度没有裕度(即开度已调节至最大值)，则判断中冷水泵5的功率是否仍有裕度，若中冷水泵5的功率仍有裕度，则增加中冷水泵5的功率，以增加每个中冷器2的冷却水的流量，直至中冷水泵5的功率调节至最大值或气缸11的爆震退点火角低于第一预设值。若中冷水泵5的功率没有裕度，则保持中冷器2的水阀6的开度与中冷水泵5的功率均为最大值。
66.当气缸11的爆震强度不一致时，判断爆震退点火角与平均爆震退点火角之差大于等于第二预设值的气缸11对应的中冷器2的水阀6的开度是否仍有裕度。
67.若是，则增加爆震退点火角与平均爆震退点火角之差大于等于第二预设值的气缸11对应的中冷器2的水阀6的开度，以增加对应中冷器2的冷却水的流量，直至对应的中冷器2的冷却水的流量调节至最大值或气缸11的爆震强度一致。
68.若否，则判断中冷水泵5的功率是否仍有裕度，若中冷水泵5的功率仍有裕度，则增加中冷水泵5的功率，以增加每个中冷器2的冷却水的流量，直至中冷水泵5的功率调节至最大值或气缸11的爆震强度一致。若中冷水泵5的功率没有裕度，则保持中冷器2的水阀6的开度与中冷水泵5的功率均为最大值。
69.为了便于理解，发动机进气温度分缸控制方法的详细过程为：
70.首先ecu根据爆震传感器8采集的爆震信号得到每个气缸11的爆震强度，然后分析每个气缸11的爆震强度是否一致。
71.步骤a：当发动机1的爆震强度一致且爆震强度较小时(小于第一预设值)，则不调节。或者，仅通过各个中冷器2调节各个气缸11的进气温度，使各个气缸11的进气温度保持一致。
72.步骤b：当各个气缸11的爆震强度一致且爆震强度较大(大于等于第一预设值)时，则通过增加中冷器2的水阀6的开度以降低气缸11的进气温度，使气缸11的爆震强度降低。若中冷器2的水阀6开度调节至最大时，气缸11的爆震强度仍然较大，则通过增加中冷水泵5
的功率降低气缸11的进气温度，从而降低气缸11的爆震强度。若中冷器2的水阀6开度和中冷水泵5的功率均达到最大值(允许的上限值)后气缸11的爆震强度仍然较大，则维持中冷器2的水阀6的开度和中冷水泵5的功率为最大值直至结束循环调整流程。
73.步骤c：当各个气缸11的爆震强度不一致时，则识别是哪几个气缸11的爆震强度明显比其它气缸11大，单独增加爆震强度较大的气缸11对应的中冷器2的水阀6开度以降低气缸11的进气温度，从而降低对应的气缸11的爆震强度。若中冷器2的水阀6开度调节至最大时还是存在某一个或某几个气缸11的爆震强度明显比其它气缸11大的情况，则增加中冷水泵5的功率来增加中冷器2的冷却效果，降低对应气缸11的进气温度，从而降低其爆震强度。若步骤c实现了各个气缸11的爆震强度保持一致，则继续进行步骤a或b，否则维持中冷器2的水阀6的开度和中冷水泵5的功率为最大值，结束循环调整流程。
74.本实施例的发动机进气温度分缸控制系统通过上述的发动机进气温度分缸控制方法，根据每个气缸11的爆震强度的不同，单独调节每个气缸11对应的中冷器2的冷却水的流量，即中冷器2的冷却效果，从而调节每个气缸11的进气温度，以尽量消除每个气缸11的燃烧差异性和爆震强度差异性，使得发动机1的各个气缸11的爆震强度尽量保持一致，提高发动机1的性能。
75.以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。