[發明專利]變海拔雙VGT二級可調增壓系統控制方法

在審

• 申請號: 202010595136.7
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111911302A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 劉瑞林;張眾杰;丁豪堅;董素榮;周廣猛;楊春浩;焦宇飛
• 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: F02D23/02
• 分類號: F02D23/02;F02D41/00;F02B37/24;F02B37/013
• 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

本發明提供一種變海拔雙VGT二級可調增壓系統控制方法，包括串聯的可變噴嘴截面高壓級增壓器(HVGT)和可變噴嘴截面低壓級增壓器(LVGT)、電控單元(ECU)和電控執行器。在不同海拔和柴油機工況下，柴油機ECU根據海拔、轉速和油門開度信號，確定目標高、低壓級VGT葉片開度和增壓壓力信號，輸出至增壓系統控制器(TCU)，TCU結合接收的實際增壓壓力和目標值信號，輸出控制信號至電控執行器，實現高、低壓級VGT葉片開度的閉環控制。能夠根據海拔和發動機工況的變化調節HVGT和LVGT葉片開度，以達到發動機在海拔5500m標定點功率恢復平原條件標定點90％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二級可調增壓系統控制方法。

背景技術

隨著海拔的升高，大氣壓力隨之降低，發動機功率隨之下降。為了使發動機在5500m海拔高度恢復功率達到平原功率90％的目標，壓氣機的壓比在最大扭矩點至標定點區間內至少達到4.8以上。若采用單級增壓方案，目前世界上沒有任何一款壓氣機能夠達到如此高的壓比和流量范圍要求，因此需要采用二級可調增壓。

然而，目前二級增壓控制系統大多針對固定海拔各工況，針對不同地域海拔差距較大，當二級增壓設計匹配點選擇為平原地區的發動機，到了高原地區運行時，空氣密度迅速下降，發動機功率也會相應下降。當二級增壓設計匹配點選擇為高原地區發動機，到了平原地區運行時，發動機低速段的排放性能又難以保證。

發明內容

針對現有二級增壓系統存在的技術缺陷，本發明提供的一種變海拔雙VGT二級可調增壓系統控制方法，能夠根據海拔和發動機工況的變化調節HVGT和LVGT葉片開度，以達到發動機在海拔5500m標定點功率恢復平原條件標定點90％目標。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種變海拔雙VGT二級可調增壓系統控制方法，其特征在于：包括可變噴嘴截面高壓級增壓器(HVGT)、可變噴嘴截面低壓級增壓器(LVGT)、電控單元(ECU)和電控執行器(TCU)，柴油機、可變噴嘴截面高壓級增壓器(HVGT)以及可變噴嘴截面低壓級增壓器(LVGT)串聯，柴油機安裝有油門位置傳感器以及轉速傳感器通過數據線連接電控單元(ECU)，電控單元(ECU)連接電控執行器(TCU)，電控執行器(TCU)數據線分別連接可變噴嘴截面高壓級增壓器(HVGT)以及可變噴嘴截面低壓級增壓器(LVGT)發出控制信號；電控單元(ECU)安裝有大氣壓力及溫度傳感器，實時檢測當前海拔工況；柴油機的進氣管及排氣管上均安裝有增壓壓力和溫度傳感器；可變噴嘴截面高壓級增壓器的進氣端安裝有增壓壓力傳感器；可變噴嘴截面高壓級增壓器的排氣端安裝有渦中壓力傳感器，增壓壓力和溫度傳感器、增壓壓力傳感器以及渦中壓力傳感器分別連接電控執行器(TCU)，將各部分實際增壓壓力信息發送給給電控執行器(TCU)；

在不同海拔和柴油機工況下，柴油機ECU內安裝控制程序，柴油機ECU控制程序根據海拔、轉速和油門開度信號，確定高、低壓級VGT葉片開度和增壓壓力的目標值信號，將目標值信號輸出至增壓系統控制器(TCU)，TCU結合接收的實際增壓壓力和目標值信號，輸出控制信號至電控執行器，實現高、低壓級VGT葉片開度的閉環控制，達到不同海拔和工況下柴油機性能恢復目標。

而且，柴油機ECU控制程序流程為：開始讀取增壓壓力MAP信號，根據大氣壓力及工況變化判斷MAP是否升高，增壓壓力MAP若升高，再判斷HVGT是否全開，若沒有全開，則增大HVGT葉片；如果全開，再判斷LVGT是否全開，若沒有全開，則增大LVGT開度；若全開，程序結束；增壓壓力MAP若降低，判斷HVGT是否全閉，如果全閉再判斷LVGT全閉，如果全閉程序結束。

而且，柴油機性能恢復目標：部分負荷工況以燃油消耗率最優為目標，全負荷工況以動力性最大為目標。