[发明专利]一种发动机系统及其运行状态优化控制方法、装置

说明书

技术领域

本发明涉及柴油发动机技术领域，具体涉及一种发动机系统及其运行状态优化控制方法、装置。

背景技术

发动机是目前最高效的移动动力提供装置，随着国家标准对发动机排放要求的不断提高，对发动机废气中颗粒物PM和氮氧化物NOx的排放量的限制日益严格。基于此，增压技术在发动机上得以广泛应用，一方面可有效控制发动机排放，同时大大提高了发动机的经济性和动力性。

实际工作时，影响增压器和发动机运行状态的因素主要包括：空滤器阻塞、增压器喘振以及空滤器至增压器的管路漏气等故障。

现有技术中，对于空滤器至增压器之间管路漏气判断，只能人工进行检测，因此，不能及时有效地发现管路漏气问题，直接影响发动机工作性能。特别是，在发动机大负荷状态下，存在空气中大颗粒进入增压器后打伤增压器的隐患。

此外，现有判断空滤器是否阻塞的手段是，在空滤器上安装一个压差传感器，通过空滤器的压差大小来判断空滤器是否阻塞，并提醒司机及时更换空滤器。由于该方案使用压差传感器，成本较高，且不能够在进气不足时对发动机进行限制，无法防止发动机冒黑烟问题。另外，针对增压器喘振，现有技术主要是在发动机匹配阶段进行预防，留出一定的喘振余量，在整车上没有保护措施，并不能在极端条件下或特殊情况下，对增压器和发动机进行保护。

有鉴于此，亟待针对现有技术进行改进，以便及时有效地进行空滤器至增压器之间管路漏气的判断，保证增压器和发动机能够在良好的状态下运行。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种发动机运行状态优化控制方法，可有效解决空滤器至增压器之间管路漏气而影响增压器及发动机运行状态的问题。在此基础上，本发明同时还提供了一种发动机运行状态优化控制装置及应用该控制装置的发动机系统。

本发明提供的发动机运行状态优化控制方法，包括以下步骤：

预先标定基于空滤器至增压器管路的第一压力阈值p_min；

采集当前增压器的进气压力P和环境压力p_e，并获得两者的压力差值Δp；以所述压力差值Δp小于所述第一压力阈值p_min为条件，获得空滤器至增压器管路待检修的第一判断结果；

根据所述第一判断结果，输出控制发动机处于非高负荷状态的控制信号。

优选地，还预先标定基于空滤器的第二压力阈值p_max；以所述压力差值Δp大于所述第二压力阈值p_max为条件，获得空滤器堵塞的第二判断结果；根据所述第二判断结果，输出启动发动机特殊烟度修正的控制信号。

优选地，以所述压力差值Δp小于零为条件，启动增压器喘振判断模块；所述增压器喘振判断模块包括以下步骤：

预先标定增压器前压力p大于环境压力p_e的最长允许时间阈值Timax、基于中冷后最小压力的第三阈值p_zlhmin和基于中冷后最大压力变化幅值的第四阈值p_zlhdvt_max；

在启动增压器喘振判断模块的第一时间长度内，获得所述压力差值Δp小于零的第二时间长度Ti_Δp；以所述第二时间长度Ti_Δp大于所述最长允许时间阈值Timax，且中冷后压力p_zlh小于所述第三阈值p_zlhmin和/或中冷后压力变化幅值p_zlhdvt大于所述第四阈值p_zlhdvt_max为条件，获得增压器处于喘振状态的第三判断结果；

根据所述第三判断结果，输出控制发动机进入故障模式的控制信号。

优选地，基于计时单元获得所述第二时间长度Ti_Δp，所述计时单元包括两个计时器和滤波器；其中，第一计时器自所述压力差值Δp小于零时计第一时间长度，并控制第二计时器的累计时间周期；所述滤波器用于过滤输出至第二计时器的非小于零的所述压力差值Δp，以便所述第二计时器在所述累计时间周期内获得所述第二时间长度Ti_Δp。

优选地，所述压力差值Δp经由可信性检验的所述进气压力获得。

优选地，还根据所述第一判断结果、第二判断结果和/或第三判断结果输出相应的报警信号。