[发明专利]一种基于水力补偿的涡轮增压器迟滞改善装置及其控制方法

权利要求书

1.一种基于水力补偿的涡轮增压器迟滞改善装置，其特征在于，包括：

发动机；以及

涡轮，其设置在所述发动机的排气通道处，在排放尾气的驱动下转动；

压气机，其叶轮设置在所述发动机的进气通道处，且与所述涡轮同轴连接，并与所述涡轮同步转动；

高速水轮，其同轴设置在所述涡轮和所述压气机叶轮之间，且与所述涡轮能够选择性的连接或者断开；

高压水泵，其通过工作水路与所述高速水轮连接，用于驱动所述高速水轮转动。

2.如权利要求1所述的基于水力补偿的涡轮增压器迟滞改善装置，其特征在于，还包括：

涡轮轴，其同轴连接所述涡轮和所述压气机，且所述高速水轮套设在位于所述涡轮和所述压气机之间的涡轮轴上；

离合装置，其设置在所述高速水轮和涡轮轴之间，用于选择性的连接或者断开所述涡轮轴和所述高速水轮。

3.如权利要求1或2所述的基于水力补偿的涡轮增压器迟滞改善装置，其特征在于，还包括空气滤清器，其设置在所述发动机的进气通道处，用于对进气进行过滤。

4.如权利要求3所述的基于水力补偿的涡轮增压器迟滞改善装置，其特征在于，所述发动机内设置有多个气缸，所述气缸的进气歧管与所述进气通道连通，所述气缸的排气歧管与所述排气通道连通。

5.如权利要求2所述的基于水力补偿的涡轮增压器迟滞改善装置，其特征在于，还包括：

多个转速传感器，其分别设置在所述发动机和所述涡轮上，用于检测发动机转速和涡轮转速；

控制器，其与所述转速传感器、离合装置和高压水泵连接，用于接收所述转速传感器的检测数据，并控制所述离合装置和高压水泵工作。

6.一种基于水力补偿的涡轮增压器迟滞改善装置的控制方法，其特征在于，采集发动机转速和涡轮转速，并基于BP神经网络确定离合装置和高压水泵的工作状态，具体包括如下步骤：

步骤一、按照采样周期，通过传感器测量发动机转速和涡轮转速；

步骤二、确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x₁,x₂}；其中，x₁为发动机转速，x₂为涡轮转速；

步骤三、所述输入层向量映射到隐层，隐层的神经元为m个；

步骤四、得到输出层神经元向量o＝{o₁,o₂}；其中，o₁为离合装置的工作状态，o₂为高压水泵的工作状态，所述输出层神经元值为k为输出层神经元序列号，k＝{1,2}，当o_k为1时，此时处于工作状态，当o_k为0时，此时处于不工作状态。

7.如权利要求6所述的基于水力补偿的涡轮增压器迟滞改善装置的控制方法，其特征在于，当n_e＜n₀时，o₁＝1，o₂＝1，并控制高压水泵的工作功率为：

式中，n_w＝f(v)，P_w为高压水泵的工作功率，n为工作水路的水管管壁粗糙率，L为工作水路的水管总长度，D为工作水路的水管内径，K为高压水泵的工作效率，n₀为发动机的低转速设定阈值，n_e为发动机的转速，n_t为涡轮的转速，n_w为高速水轮的转速，v为工作水路中水的流速，f(.)为工作水路中高速水轮的转速与水的流速的关系函数。

8.如权利要求6或7所述的基于水力补偿的涡轮增压器迟滞改善装置的控制方法，其特征在于，当n_e≥n₀，o₁＝0，o₂＝1。

9.如权利要求8所述的基于水力补偿的涡轮增压器迟滞改善装置的控制方法，其特征在于，所述隐层的神经元为2个；所述隐层及所述输出层的激励函数均采用S型函数f_j(x)＝1/(1+e^-x)。