[發明專利]變海拔雙VGT二級可調增壓控制方法

在審

• 申請號: 201711235398.7
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN109854394A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 劉瑞林;張眾杰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍軍事交通學院
• 主分類號: F02D23/00
• 分類號: F02D23/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

一種變海拔雙VGT二級可調增壓控制方法，柴油機ECU根據進氣溫度、壓力和柴油機工況查詢存儲初始增壓壓力MAP，經過進氣溫度傳感器對初始增壓壓力MAP進行修正得到目標增壓壓力MAP，并將數字信號經驅動電路轉化為低壓級VGT執行器、高壓級VGT執行器和高壓級渦輪旁通閥執行器的執行電信號，使低壓級VGT執行器、高壓級VGT執行器和高壓級渦輪旁通閥執行器內的微控制器根據目標增壓壓力和其反饋的實際增壓壓力差值，實時調整高壓級壓氣機旁通閥開度位置、高壓級渦輪旁通閥開度位置和高、低壓級VGT葉片的開度位置。該方法使柴油機ECU根據海拔和工況的變化，動態控制雙VGT二級可調增壓系統的增壓壓力和進氣流量，實現在0m～5500m海拔范圍內，柴油機功率不降低的目標。

技術領域

本發明涉及發動機技術領域，特別是涉及一種變海拔雙VGT二級可調增壓控制方法。

背景技術

我國是一個高原大國，擁有世界上面積最大的高原地域。青藏高原是世界上最具代表性的高原，平均海拔超過4000m，總面積達240萬km2，約占國土面積的1/4。車輛在高原公路(如青藏線、川藏線和滇藏線等)行駛時，具有海拔高、落差大、坡陡、長坡多、工況復雜的特點，進氣充量減少致使柴油機燃燒惡化，功率、燃油消耗率、熱負荷等各項技術性能劣化明顯。據統計，海拔每升高1000m柴油機動力性下降4.0％～13.0％、經濟性下降2.7％～12.9％，渦前排溫和缸蓋溫度升高7％～10％。此外，在變海拔變工況條件下，柴油機增壓系統與燃燒室屬于氣動連接，具有非線性、強耦合、多約束等特點，雙VGT二級可調增壓控制系統系統能夠根據海拔和工況的變化，實時控制增壓壓力和進氣流量，提高不同海拔下柴油機的進氣密度，確保缸內空燃比最佳，實現海拔5500m柴油機功率與0m海拔相比不降低的目標。

發明內容

針對現有柴油機增壓系統不能適應海拔和工況變化的技術缺陷，本發明設計一種變海拔雙VGT二級可調增壓控制方法，該方法使柴油機ECU根據海拔和工況的變化，動態控制雙VGT二級可調增壓系統的增壓壓力和進氣流量，實現在0m～5500m海拔范圍內，柴油機功率不降低的目標。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種變海拔雙VGT二級可調增壓控制方法，高壓級VGT和低壓級VGT串聯布置。柴油機ECU根據進氣溫度、壓力和柴油機工況查詢存儲初始增壓壓力MAP，經過進氣溫度傳感器對初始增壓壓力MAP進行修正得到目標增壓壓力MAP，并將數字信號經驅動電路轉化為低壓級VGT執行器、高壓級VGT執行器和高壓級渦輪旁通閥執行器的執行電信號，使低壓級VGT執行器、高壓級VGT執行器和高壓級渦輪旁通閥執行器內的微控制器根據目標增壓壓力和其反饋的實際增壓壓力差值，實時調整高壓級壓氣機旁通閥開度位置、高壓級渦輪旁通閥開度位置和高、低壓級VGT葉片的開度位置，并將這些開度位置反饋到ECU進行控制，使得增壓壓力達到最優。

上述低壓級VGT執行器、高壓級VGT執行器和高壓級渦輪旁通閥執行器內的微控制器的控制方法是：首先將目標增壓壓力信號轉化為霍爾位置信息，然后根據當前霍爾位置信息判斷電機旋轉方向，并根據實際位置和目標位置確定PWM占空比，通過執行器控制電機到達目標位置；程序中PWM占空比采用動態控制，電機在運動過程中，如果目標增壓壓力較大，相應彈簧回正力越大，PWM占空比也越大；當位置較小時，彈簧回正力較小，PWM占空比也偏小；當電機在保持位置時同樣也應根據實際閥門位置來確定PWM占空比的大小。

上述電控單元ECU對接收到的低壓級壓氣機旁通閥位置信號、高壓級渦輪旁通閥位置信號和高、低壓級VGT葉片的開度位置信號進行前饋控制。

上述電控單元ECU對接收到的低壓級壓氣機旁通閥開度位置信號、高壓級渦輪旁通閥開度位置信號和高、低壓級VGT葉片的開度位置信號進行閉環反饋控制。