[发明专利]基于多点进排气压力的两级增压能量高效自适应控制方法

说明书

一种柴油机增压技术领域的基于多点进排气压力的两级增压能量高效自适应控制方法，包括以下步骤：由柴油机转速和负荷工况确定平原目标增压压力，根据海拔高度对目标增压压力进行修正，获得变海拔最佳目标增压压力；以变海拔最佳目标增压压力及实测的进排气管路多点压力作为输入变量，根据变海拔两级增压能量利用效率分析模型，计算适用不同海拔环境条件的两级增压系统能量利用效率；根据变海拔两级增压系统综合效率最优原则，废气旁通阀阀门电子控制单元实时计算满足目标总压比下的高、低压级涡轮废气旁通阀开度，实现排气能量在两级增压器间合理分配。本发明能够满足变海拔两级增压系统排气能量的高效利用，实现两级增压系统的自适应控制。

技术领域

本发明涉及的是一种柴油机增压技术领域的能量高效自适应控制方法，特别是一种能够自适应控制两级增压旁通阀开度的基于多点进排气压力的两级增压能量高效自适应控制方法。

背景技术

世界高原主要位于亚欧大陆、南北美洲和澳大利亚，其与周围的盆地区域一起约占陆地面积的45％。我国地域辽阔，地形复杂多变，海拔1000m以上的高原面积占全国总面积的58％，海拔3000m以上的高原面积约占26％。对于涡轮增压柴油机而言，其总体性能只有当增压系统的涡轮做功能力能够满足压气机耗功需求时才得以实现。而涡轮做功能力和压气机耗功需求之间的平衡关系会随着柴油机转速、转矩以及进排气环境状态的变化而发生改变，柴油机变海拔运行时，进气压力温度变化范围大，易出现柴油机燃烧不充分，输出功率下降、油耗上升等问题。可调两级增压能够满足不同海拔高度不同运行工况下的进气需求，然而高、低压级增压器不同的压比分配严重影响排气能量的利用，若两级增压能量失衡，导致效率降低，极易引起增压不足。为改善其变海拔适应性，在两级涡轮增压器间合理分配利用排气能量，根据变海拔两级增压系统综合效率最优原则，基于进排气系统多点压力建立兼顾增压压力恢复和兼顾可调两级增压系统总效率的变海拔能量高效自适应方法具有重要意义。但是在现有技术中，还没有相关的专利。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于多点进排气压力的两级增压能量高效自适应控制方法，可以根据海拔和发动机工况的变化确定最佳增压压力，根据进排气系统多点压力，建立两级增压能量利用效率分析模型，通过高、低压级涡轮废气旁通阀控制流经两级涡轮的排气能量，以满足各种海拔条件下发动机全工况范围增压系统工作在高效率区，实现基于增压压力恢复的变海拔两级增压排气能量合理分配及高效自适应控制。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括以下步骤：步骤一，针对可调两级增压系统，由柴油机的转速和负荷工况确定平原目标增压压力，根据海拔高度对目标增压压力进行修正，从而获得变海拔最佳目标增压压力；步骤二，以变海拔最佳目标增压压力及实测的两级增压系统进排气管路多点压力作为输入变量，根据变海拔两级增压能量利用效率分析模型，计算适用不同海拔环境条件的两级增压系统能量利用效率；步骤三，根据变海拔两级增压系统综合效率最优原则，废气旁通阀阀门电子控制单元实时计算满足目标总压比下的高、低压级涡轮废气旁通阀开度，自适应控制两级增压旁通阀开度，实现排气能量在两级增压器间合理分配。

进一步地，在本发明的步骤一中，所述变海拔最佳目标增压压力的获得，首先由转速和负荷工况给定平原目标增压压力，而后根据海拔高度对目标增压压力进行修正，海拔相对0m每升高100m，目标增压压力变化+(0.0012-0.0018)bar，从而获得最佳增压压力，数值上等于高压级涡轮出口压力。环境压力和进排气系统压力直接由传感器测得，进而获得两级增压目标压比。

更进一步地，在本发明的步骤二中，所述变海拔两级增压能量利用效率分析模型的计算公式为

η′_TS＝η_TS1·η_TS2·η_m

式中，η_TS1为高压级涡轮增压器的效率，η_TS2为低压级涡轮增压器的效率，η_m为涡轮增压器机械效率；