CN113217201A - 天然气发动机的增压方法、增压系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然气发动机的增压方法、增压系统和车辆，该天然气发动机的增压方法包括如下步骤：S1：获取增压器的工作状态；S2：根据增压器的工作状态判断增压器是否符合第一预设条件；S3：根据增压器不符合第一预设条件，调整废气控制阀的设定参数；S4：获取废气控制阀的当前参数；S5：根据设定参数和当前参数判断废气控制阀是否符合第二预设条件；S6：根据废气控制阀不符合第二预设条件，调节废气控制阀。利用该天然气发动机的增压方法，使得天然气发动机运行的所有工况下，都可以精确控制增压器旁通阀的开度，提高了增压压力的控制精度，实现了增压器快速响应。

Description

天然气发动机的增压方法、增压系统和车辆

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种天然气发动机的增压方法、增压系统和车辆。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

现阶段天然气发动机增压器控制时，利用增压器的增压压力的目标值和与实际值进行比较，如果两者比较结果一致则保持当前状态，如果两者比较结果不一致，则通过废气控制阀对增压器的旁通阀的推杆机构进行调节，使增压压力满足目标值。

现有技术中，整个过程为单级闭环控制，无法精确控制增压器旁通阀开度，导致了增压器响应速度慢。

发明内容

本发明的目的是至少解决如何提高增压器的响应速度的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种天然气发动机的增压方法，所述天然气发动机的增压方法包括如下步骤：

获取增压器的工作状态；

根据增压器的工作状态判断增压器是否符合第一预设条件；

根据增压器不符合第一预设条件，调整废气控制阀的设定参数；

获取废气控制阀的当前参数；

根据设定参数和当前参数判断废气控制阀是否符合第二预设条件；

根据废气控制阀不符合第二预设条件，调节废气控制阀。

根据本发明的天然气发动机的增压方法，通过获取的增压器的工作状态与第一预设条件进行比较，当获取的增压器的工作状态与第一预设条件相一致时，则增压器的当前工况满足天然气发动机的需求，当获取的增压器的工作状态与第一预设条件不一致时，则增压器的当前工况不能满足天然气发动机的需求，需要通过调节废气控制阀对增压器的旁通阀进行相应的调整。当获取的增压器的工作状态与第一预设条件不一致时，将废气控制阀的设定参数调整到满足天然气发动机需求相适配，再利用废气控制阀的当前参数与设定参数进行比较，当废气控制阀的设定参数与废气控制阀的当前参数一致时，则废气控制阀的当前状态满足增压器的调节需求，保持废气控制阀的当前状态，当废气控制阀的设定参数与废气控制阀的当前参数不一致时，则废气控制阀的当前状态不能满足增压器的调节需求，并对废气控制阀调节，以满足增压器的调节需求。

利用该天然气发动机的增压方法，使得天然气发动机运行的所有工况下，都可以精确控制增压器旁通阀的开度，提高了增压压力的控制精度，实现了增压器快速响应。

另外，根据本发明的天然气发动机的增压方法，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，在获取增压器的工作状态的步骤中，包括：

获取增压器的增压压力设定值；

获取增压器的当前压力值。

在本发明的一些实施例中，在根据增压器的工作状态判断增压器是否符合第一预设条件的步骤中，第一预设条件为增压器的增压压力与增压器的当前压力相等。

在本发明的一些实施例中，在根据增压器不符合第一预设条件，调整废气控制阀的设定参数的步骤中，废气控制阀的控制参数为废气控制阀的出口的预设压力。

在本发明的一些实施例中，在根据增压器不符合第一预设条件，调整废气控制阀的设定参数的步骤中，包括：

根据增压器的增压压力大于增压器的当前压力，增大废气控制阀的出口的预设压力；

根据增压器的增压压力小于增压器的当前压力，减小废气控制阀的出口的预设压力。

在本发明的一些实施例中，在获取废气控制阀的当前参数的步骤中，废气控制阀的当前参数为废气控制阀的出口的当前压力。

在本发明的一些实施例中，在根据设定参数和当前参数判断废气控制阀是否符合第二预设条件的步骤中，第二预设条件为废气控制阀的出口的预设压力与废气控制阀的出口的当前压力相等。

在本发明的一些实施例中，在根据废气控制阀不符合第二预设条件，调节废气控制阀的步骤中，包括：

比较废气控制阀的出口的预设压力和废气控制阀的出口的当前压力；

根据废气控制阀的出口的预设压力大于废气控制阀的出口的当前压力，增大废气控制阀的占空比输出；

根据废气控制阀的出口的预设压力小于废气控制阀的出口的当前压力，减小废气控制阀的占空比输出。

本发明的第二方面提出了一种天然气发动机的增压系统，所述天然气发动机的增压系统包括控制装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述控制装置通过执行所述控制指令来实施根据如上所述的天然气发动机的增压方法，所述控制装置包括：

获取模块，所述获取模块用于获取增压器的工作状态，和/或用于获取废气控制阀的当前参数；

比较模块，所述比较模块用于对增压器的工作状态和第一预设条件进行比较，和/或用于对设定参数和当前参数进行比较且将设定参数和当前参数的比较结果与第二预设条件进行比较；

控制模块，用于调整废气控制阀的设定参数，和/或用于调节废气控制阀。

本发明的第三方面提出了一种车辆，所述车辆包括天然气发动机和增压系统，所述增压系统为根据如上所述天然气发动机的增压系统。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的天然气发动机的增压方法的流程图；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的天然气发动机的增压系统的结构简图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1所示，根据本发明的实施方式，提出了一种天然气发动机的增压方法，该天然气发动机的增压方法包括如下步骤：

S1：获取增压器的工作状态。

天然气发动机在工作过程中，若实际工况所需的扭矩发生变化，需要对天然气发动机的输出扭矩进行调节，以使天然气发动机满足实际使用需求。在对天然气发动机的增压系统进行控制时，需要获取增压器的状态，以便保证增压器能够有效满足天然气发动机的进气需求，具体地，获取踏板的开度，根据踏板的开度计算出天然气发动机所需的扭矩，并根据所需的扭矩计算出天然气发送机所需的空气量，依据所需的空气量确定增压器的增压压力设定值(目标压力)，同时获取增压器的当前压力值，以此来获取增压器的工作状态，通过获取增压器的增压压力设定值和增压器的当前压力值，从而能够准确获得增压器的当前状态是否满足实际工况的使用需求，进而保证了对天然气发动机增压系统的控制精度。

S2：根据增压器的工作状态判断增压器是否符合第一预设条件。

具体地，在对增压器的工作状态进行判断时，将第一预设条件作为判断的标准，其中，第一预设条件以增压器的增压压力设定值和增压器的当前压力值作为参数，第一预设条件为增压器的增压压力设定值和增压器的当前压力相等，若增压器的增压压力设定值与增压器的当前压力相等，此时增压器的工作状态符合第一预设条件，保持增压器的当前状态即可，若增压器的增压压力设定值与增压器的当前压力不相等时，此时增压器的工作状态不符合第一预设条件，需要对增压器进行调整。通过比较增压器的增压压力设定值与增压器的当前压力并将增压器的增压压力设定值和增压器的当前压力相等作为第一预设条件，从而能够快速判断出增压器的当前状态，减少了逻辑运算的步骤，提高了响应的速率。

S3：根据增压器不符合第一预设条件，调整废气控制阀的设定参数。

当增压器的增压压力设定值与增压器的当前压力不相等时，此时增压器的工作状态不符合第一预设条件，为了满足天然气发动机的进气需求，需要对增压器进行响应的调整。具体地，增压器的旁通阀与废气控制阀传动连接，通过对废气控制阀的控制实现对增压器的旁通阀进行调节，以实现对增压器的进气量的调节，其中，废气控制阀的控制参数为废气控制阀的出口的预设压力，当增压器的增压压力大于增压器的当前压力时，此时需要增大增压器的进气量，增大废气控制阀的出口的预设压力，以利用废气控制阀增大增压器的旁通阀的开度以满足增压器的进气需求，反之，当增压器的增压压力小于增压器的当前压力时，此时需要减大增压器的进气量，减大废气控制阀的出口的预设压力，以利用废气控制阀减小大增压器的旁通阀的开度以满足增压器的进气需求。

S4：获取废气控制阀的当前参数。

具体地，废气控制阀的出口与增压器的旁通阀的推杆机构连通，利用废气控制阀对旁通阀进行气动控制，废气控制阀的出口压力的大小直径影响对旁通阀的控制，故此将废气控制阀的出口的当前压力作为对废气控制阀控制的参数，从而保证了对增压器的控制精度。

S5：根据设定参数和当前参数判断废气控制阀是否符合第二预设条件。

具体地，增压器的增压压力设定值与增压器的当前压力不相等时，根据增压器的增压压力设定值与增压器的当前压力的差值调节废气控制阀的设定参数，其中，设定参数为废气控制阀的出口的预设压力，废气控制阀的当前参数为废气控制阀的出口的当前压力，第二预设条件为废气控制阀的出口的预设压力与废气控制阀的出口的当前压力相等，通过将废气控制阀的出口的预设压力与废气控制阀的出口的当前压力进行比较，并将比较结果与第二预设条件进行比较，根据比较的结果对废气控制阀进行控制。

S6：根据废气控制阀不符合第二预设条件，调节废气控制阀。

利用废气控制阀的出口的预设压力、废气控制阀的出口的当前压力以及第二预设条件对废气控制阀的当前状态进行分析判断，若废气控制阀的出口的预设压力与废气控制阀的出口的当前压力相等，此时废气控制阀的工作状态符合第二预设条件，保持废气控制阀的当前状态即可，若废气控制阀的出口的预设压力与废气控制阀的出口的当前压力不相等时，此时废气控制阀的工作状态不符合第二预设条件，需要对废气控制阀进行调整。具体地，当废气控制阀的出口的预设压力大于废气控制阀的出口的当前压力时，增大废气控制阀的占空比输出，以使废气控制阀快速达到调节旁通阀的目的，以使增压器满足天然气发动机的使用需求；当废气控制阀的出口的预设压力小于废气控制阀的出口的当前压力时，减大废气控制阀的占空比输出，以使废气控制阀快速达到调节旁通阀的目的，以使增压器满足天然气发动机的使用需求。

根据本发明的天然气发动机的增压方法，通过获取的增压器的工作状态与第一预设条件进行比较，当获取的增压器的工作状态与第一预设条件相一致时，则增压器的当前工况满足天然气发动机的需求，当获取的增压器的工作状态与第一预设条件不一致时，则增压器的当前工况不能满足天然气发动机的需求，需要通过调节废气控制阀对增压器的旁通阀进行相应的调整。当获取的增压器的工作状态与第一预设条件不一致时，将废气控制阀的设定参数调整到满足天然气发动机需求相适配，再利用废气控制阀的当前参数与设定参数进行比较，当废气控制阀的设定参数与废气控制阀的当前参数一致时，则废气控制阀的当前状态满足增压器的调节需求，保持废气控制阀的当前状态，当废气控制阀的设定参数与废气控制阀的当前参数不一致时，则废气控制阀的当前状态不能满足增压器的调节需求，并对废气控制阀调节，以满足增压器的调节需求。

具体地，天然气发动机运行，根据踏板请求扭矩计算出需求的空气量，从而确定当前需求的增压压力设定值，判定增压压力设定值和当前压力是否相等，若不相等，增大或减小废气控制阀的出气口的预设压力，实现第一级闭环。判定废气控制阀的出口的预设压力和废气控制阀的出口的当前压力是否相等，若不相等，增大或减小废气控制阀占空比输出，实现第二级闭环。

与现有技术相比，本发明中的天然气发动机的增压方法，满足天然气发动机运行的所有工况下，都可以精确控制增压器旁通阀的开度，从而精确控制增压压力。双闭环控制策略可以实现增压器快速响应，根据两级闭环反馈结果，可以区分诊断增压系统部件故障。

如图2所示，本发明的还提出了一种天然气发动机的增压系统，该天然气发动机的增压系统包括控制装置和计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有控制指令，控制装置通过执行控制指令来实施根据如上所述的天然气发动机的增压方法，所述控制装置包括：

获取模块，获取模块用于获取增压器的工作状态，和/或用于获取废气控制阀的当前参数。具体地，获取模块分别用于对增压器以及废气控制阀进行检测，其中，获取模块包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，其中，第一传感器为位移传感器且用于检测天然气发动机的踏板的开度，第二传感器为压力传感器且用于检测增压器的当前压力，第三传感器为压力传感器且用于检测废气控制阀的出口的当前压力。

比较模块，比较模块用于对增压器的工作状态和第一预设条件进行比较，和/或用于对设定参数和当前参数进行比较且将设定参数和当前参数的比较结果与第二预设条件进行比较。具体地，比较模块将增压器的增压压力和增压器的当前压力进行比较，并且将比较得出的结果在与第一预设条件(增压器的增压压力和增压器的当前压力相等)进行比较，再根据比较的结果对废气控制阀的出口的预设压力进行调节；另外，比较模块还将废气控制阀的出口的预设压力与废气控制阀的出口的当前压力进行比较，并且将比较得出的结果与第二预设条件(废气控制阀的出口的预设压力与废气控制阀的出口的当前压力相等)进行比较，再根据比较的结果增大或减小废气控制阀的占空比输出。

控制模块，用于调整废气控制阀的设定参数，和/或用于调节废气控制阀。

具体地，控制模块用于参数的调节，并向各模块以及部件发出控制指令，以保证控制的顺利进行。

在本发明实施例中，上述控制模块为处理器，其中，处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific工ntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

存储介质可以是存储器，例如可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。

其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，简称EEPROM)或闪存。

易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，简称DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，简称DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(EnhancedSDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，简称DRRAM)。

本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

本发明的还提出了一种车辆，其特征在于，该车辆包括天然气发动机和增压系统，增压系统为根据如上所述天然气发动机的增压系统。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种天然气发动机的增压方法，其特征在于，所述天然气发动机的增压方法包括如下步骤：

获取增压器的工作状态；

根据增压器的工作状态判断增压器是否符合第一预设条件；

根据增压器不符合第一预设条件，调整废气控制阀的设定参数；

获取废气控制阀的当前参数；

根据设定参数和当前参数判断废气控制阀是否符合第二预设条件；

根据废气控制阀不符合第二预设条件，调节废气控制阀。

2.根据权利要求1所述的天然气发动机的增压方法，其特征在于，在获取增压器的工作状态的步骤中，包括：

获取增压器的增压压力设定值；

获取增压器的当前压力值。

3.根据权利要求2所述的天然气发动机的增压方法，其特征在于，在根据增压器的工作状态判断增压器是否符合第一预设条件的步骤中，第一预设条件为增压器的增压压力与增压器的当前压力相等。

4.根据权利要求3所述的天然气发动机的增压方法，其特征在于，在根据增压器不符合第一预设条件，调整废气控制阀的设定参数的步骤中，废气控制阀的控制参数为废气控制阀的出口的预设压力。

5.根据权利要求4所述的天然气发动机的增压方法，其特征在于，在根据增压器不符合第一预设条件，调整废气控制阀的设定参数的步骤中，包括：

根据增压器的增压压力大于增压器的当前压力，增大废气控制阀的出口的预设压力；

根据增压器的增压压力小于增压器的当前压力，减小废气控制阀的出口的预设压力。

6.根据权利要求4所述的天然气发动机的增压方法，其特征在于，在获取废气控制阀的当前参数的步骤中，废气控制阀的当前参数为废气控制阀的出口的当前压力。

7.根据权利要求6所述的天然气发动机的增压方法，其特征在于，在根据设定参数和当前参数判断废气控制阀是否符合第二预设条件的步骤中，第二预设条件为废气控制阀的出口的预设压力与废气控制阀的出口的当前压力相等。

8.根据权利要求7所述的天然气发动机的增压方法，其特征在于，在根据废气控制阀不符合第二预设条件，调节废气控制阀的步骤中，包括：

比较废气控制阀的出口的预设压力和废气控制阀的出口的当前压力；

根据废气控制阀的出口的预设压力大于废气控制阀的出口的当前压力，增大废气控制阀的占空比输出；

根据废气控制阀的出口的预设压力小于废气控制阀的出口的当前压力，减小废气控制阀的占空比输出。

9.一种天然气发动机的增压系统，所述天然气发动机的增压系统包括控制装置和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有控制指令，所述控制装置通过执行所述控制指令来实施根据权利要求1至8任一项所述的天然气发动机的增压方法，其特征在于，所述控制装置包括：

获取模块，所述获取模块用于获取增压器的工作状态，和/或用于获取废气控制阀的当前参数；

比较模块，所述比较模块用于对增压器的工作状态和第一预设条件进行比较，和/或用于对设定参数和当前参数进行比较且将设定参数和当前参数的比较结果与第二预设条件进行比较；

控制模块，用于调整废气控制阀的设定参数，和/或用于调节废气控制阀。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括天然气发动机和增压系统，所述增压系统为根据权利要求9所述天然气发动机的增压系统。

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