一种用于提升发动机高原性能的进气辅助系统及方法

摘要

本发明公开了一种用于提升发动机高原性能的进气辅助系统及方法，涉及发动机进气系统领域，该系统包括进气组件和控制组件，所述进气组件包括储气腔，所述储气腔的进气口与车辆空压机通过管路相连，出气口通过管路与发动机的缸内内置进气道相连；所述控制组件包括进气流量传感器、补气流量传感器和储气腔电磁阀，所述储气腔电磁阀位于储气腔和缸内内置进气道之间的管路上，所述补气流量传感器位于车辆进气系统上，所述补气流量传感器位于车辆空压机和储气腔之间的管路上，且所述进气流量传感器、补气流量传感器和储气腔电磁阀均与车辆ECU电连接。本发明能够有效提升高原环境下发动机的实际进气量以及车辆的整车加速性能。

说明书

技术领域

本发明涉及发动机进气系统领域，具体涉及一种用于提升发动机高原性能的进气辅助系统及方法。

背景技术

对于车辆的发动机，在高海拔低温环境温度下，由于高原环境气压低、含氧量低，此时通过普通增压器增压后的增压压力和进入气缸内的总进气流量也无法达到平原的水平，由于进气量的减少，此时必须降低喷油量以便于与进气匹配，喷油量和进气量的减少，导致发动机动力较平原环境下下降，出现高原环境下动力损情况失。

为了减小高原环境下发动机的动力损失，当前常见的做法是对发动机增加辅助进气系统，以提升高原环境下发动机的进气量，但是现有的辅助进气系统中电控打气装置的出气口距离发动机进气阀存在一段距离，对车辆急加速的响应性不够，对车辆整体性能的提升效果不佳。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于提升发动机高原性能的进气辅助系统及方法，能够有效提升高原环境下发动机的实际进气量以及车辆的整车加速性能。

为达到以上目的，本发明提供一种用于提升发动机高原性能的进气辅助系统，包括：

进气组件，所述进气组件包括储气腔，所述储气腔的进气口与车辆空压机通过管路相连，出气口通过管路与发动机的缸内内置进气道相连；

控制组件，所述控制组件包括进气流量传感器、补气流量传感器和储气腔电磁阀，所述储气腔电磁阀位于储气腔和缸内内置进气道之间的管路上，所述补气流量传感器位于车辆进气系统上，所述补气流量传感器位于车辆空压机和储气腔之间的管路上，且所述进气流量传感器、补气流量传感器和储气腔电磁阀均与车辆ECU电连接。

在上述技术方案的基础上，所述储气腔电磁阀为PWM型，且所述储气腔电磁阀的占空比由车辆ECU控制。

在上述技术方案的基础上，所述车辆空压机包括两路出气口，其中一路出气口与储气腔的进气口相连，另一路出气口与车辆的整车压缩空气储气罐相连。

在上述技术方案的基础上，所述储气腔与车辆空压机之间的管路上还设有空气滤清器。

在上述技术方案的基础上，所述储气腔电磁阀和缸内内置进气道之间的管路上还设有车辆中冷器，且所述车辆中冷器和储气腔电磁阀之间的管路为冷却管路。

在上述技术方案的基础上，

所述储气腔还与车辆空压机的压力反馈接受装置相连；

所述车辆进气系统与发动机的缸内内置进气道相连。

本发明提供一种用于提升发动机高原性能的方法，包括以下步骤：

车辆ECU获取高原环境下进气流量传感器监测得到的进气流量；

车辆ECU将获取的进气流量与标准进气流量进行比对：

若小于，则控制储气腔电磁阀打开，并基于进气流量与标准进气流量之间的流量差值，以及当前储气腔的压力，控制储气腔电磁阀的开度；

若不小于，则不做处理。

在上述技术方案的基础上，所述标准进气流量为车辆处于平原环境时，与车辆处于高原环境下的油门开度相同情况下，进气流量传感器监测得到的进气流量。

在上述技术方案的基础上，当车辆发动起处于启动状态时，若储气腔的压力低于预设值，则车辆空压机启动以对储气腔充气，并当储气腔的压力达到目标值时，车辆空压机停止对储气腔充气。

在上述技术方案的基础上，当控制储气腔电磁阀打开，并基于进气流量与标准进气流量之间的流量差值，以及当前储气腔的压力，控制储气腔电磁阀的开度之后，还包括：

若标准进气流量与进气流量传感器监测得到的进气流量之间的差值变大，则增加储气腔电磁阀的开度；

若进气流量传感器监测得到的进气流量与补气流量传感器监测得到的进气流量之和等于标准进气流量，则延时预设时间后关闭储气腔电磁阀，且在延时预设时间内，若进气流量传感器监测得到的进气流量与补气流量传感器监测得到的进气流量之和小于标准进气流量，则再次控制储气腔电磁阀打开，并基于进气流量与标准进气流量之间的流量差值，以及当前储气腔的压力，控制储气腔电磁阀的开度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过增加储气腔，且储气腔与车辆空压机和发动机的缸内内置进气道相连，在储气腔电磁阀的控制下，当车辆处于高原环境下时，通过储气腔中储存的气体实现对发动机的进气辅助，对高原环境下的发动机空气需求量进行补偿，有效提升高原环境下发动机的实际进气量以及车辆的整车加速性能，且不对车辆现有的进气系统管路产生任何影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种用于提升发动机高原性能的进气辅助系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种用于提升发动机高原性能的方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种用于提升发动机高原性能的进气辅助系统，通过使用单独的进气系统，并对车辆上现有的设备进行利用，对高原环境下的发动机空气需求量进行补偿，有效提升高原环境下发动机的实际进气量以及车辆的整车加速性能，且不对车辆现有的进气系统管路产生任何影响。本发明实施例相应地还提供了一种用于提升发动机高原性能的方法。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1所示，本发明实施例提供的一种用于提升发动机高原性能的进气辅助系统，包括进气组件和控制组件。需要说明的是，本发明实施例中的车辆空压机、车辆ECU、车辆进气系统和车辆中冷器均为车辆上的现有，本发明实施例通过对车辆现有设备进行利用，并新增器件，有效提升高原环境下车辆的进气量，且对车辆的现有进气系统管路不产生任何影响。

对于进气组件，具体的包括储气腔，储气腔的进气口与车辆空压机通过管路相连，出气口通过管路与发动机的缸内内置进气道相连。车辆空压机产生的压缩空气由储气腔的进气口进入储气腔，然后由储气腔的出气口到达发动机的缸内内置进气道，实现对发动机进气量的补偿。

对于控制组件，具体的包括进气流量传感器、补气流量传感器和储气腔电磁阀，储气腔电磁阀位于储气腔和缸内内置进气道之间的管路上，补气流量传感器位于车辆进气系统上，补气流量传感器位于车辆空压机和储气腔之间的管路上，且进气流量传感器、补气流量传感器和储气腔电磁阀均与车辆ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)电连接。进气流量传感器用于对车辆进气系统的进气流量进行监测，并将监测到的进气流量数据发送至车辆ECU。补气流量传感器用于对车辆空压机流向储气腔的进气流量进行监测，并将监测到的进气流量数据发送至车辆ECU。储气腔电磁阀为PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)型，且储气腔电磁阀的占空比由车辆ECU控制，即车辆ECU控制储气腔电磁阀的开启和关闭，比对储气腔电磁阀的占空比进行控制。当发动机需要进气辅助时，车辆ECU控制储气腔电磁阀开启，储气腔中的压缩空气流向发动机，实现对发动机的进气辅助，且通过车辆ECU控制储气腔电磁阀的占空比，实现对发动机辅助进气量的控制，可以理解的是，车辆ECU通过改变储气腔电磁阀的占空比，实现发动机辅助进气量的大小控制。车辆进气系统与发动机的缸内内置进气道相连。

本发明实施例中，车辆空压机包括两路出气口，其中一路出气口与储气腔的进气口相连，另一路出气口与车辆的整车压缩空气储气罐相连，以保证车辆空压机的原有功能。储气腔与车辆空压机之间的管路上还设有空气滤清器，通过空气滤清器对车辆空压机充至储气腔的压缩空气进行过滤，避免存在杂质的气体进入发动机，影响发动机的正常工作。

储气腔电磁阀和缸内内置进气道之间的管路上还设有车辆中冷器，且车辆中冷器和储气腔电磁阀之间的管路为冷却管路。当储气腔电磁阀开启后，储气腔中的高温压缩气体经过冷却管路进入车辆中冷器，在车辆中冷器中降温后进入缸内内置进气道，然后经缸内内置进气道进入发动机，避免高温的气体影响发动机性能。

本发明实施例中，储气腔还与车辆空压机的压力反馈接受装置相连，储气腔和车辆空压机之间的压力反馈原理，与车辆空压机和车辆的整车压缩空气储气罐之间的压力反馈原理一致。

本发明实施例的进气辅助系统可以作为高配置发动机或高配置整车的选配方案，若不选配本发明实施例的进气辅助系统，则可以将缸内内置进气道上用于与储气腔相连的入口封闭，取消相关零部件即可，对车辆现有的进气系统不产生任何影响。在高原地区，通过本发明实施例的进气辅助系统，作为对现有空气进气系统的良好补充，可以很好地弥补因环境空气密度减少所导致的发动机功率和功率提升响应降低问题，使得整车的高原动力性(最高车速/加速性能/最大爬坡坡度)与平原地区相当。进一步的，本发明实施例的进气辅助系统还可用于改善车辆平原地区的加速性能，特别是对于配置了WGT(Waste GateTurbocharger，废气阀增压器)的发动机，因为配置WGT的发动机的加速性能，差于配置了VGT(Variable geometry turbocharger，可变截面涡轮增压器)的发动机。

以下对本发明实施例的进气辅助系统的应用过程进行具体说明。

当发动机油动力需求时，此时进气量增加，而车辆ECU通过进气流量传感器检测到车辆进气系统的进气流量低，此时车辆ECU则控制储气腔电磁阀开启，储气腔内的空气经冷却管路进入车辆中冷器冷却后，进入缸内内置进气道，然后进入发动机，为发动机燃烧提供补充进气量，最终为发动机的燃烧提供足够的空气。

本发明实施例的用于提升发动机高原性能的进气辅助系统，通过增加储气腔，且储气腔与车辆空压机和发动机的缸内内置进气道相连，在储气腔电磁阀的控制下，当车辆处于高原环境下时，通过储气腔中储存的气体实现对发动机的进气辅助，对高原环境下的发动机空气需求量进行补偿，有效提升高原环境下发动机的实际进气量以及车辆的整车加速性能，且不对车辆现有的进气系统管路产生任何影响。

本发明实施例提供的一种用于提升发动机高原性能的方法，基于上述所述的进气辅助系统实现，参见图2所示，本发明实施例的用于提升发动机高原性能的方法具体包括以下步骤：

S1：车辆ECU获取高原环境下进气流量传感器监测得到的进气流量，转到S2。安装于车辆进气系统上的进气流量传感器对车辆进气系统的进气流量进行检测，得到车辆进气系统的进气流量，并将得到的进气流量传输至车辆ECU。

S2：车辆ECU将获取的进气流量与标准进气流量进行比对，若小于，则转到S3，若不小于，则转到S4。

本发明实施例中的标准进气流量为车辆处于平原环境时，与车辆处于高原环境下的油门开度相同情况下，进气流量传感器监测得到的进气流量。在本发明实施例的方法实际应用之前，可以预先对油门开度与进气流量之间的关系，储气腔电磁阀的占空比、储气腔的压力和流出储气腔电磁阀的流量之间的关系进行预采集。即当车辆处于平原环境行驶状态时，采集不同油门开度下进气流量传感器监测得到的进气流量，形成平原环境下，油门开度与车辆进气系统进气流量之间的对应关系。采集储气腔不同压力下，不同储气腔电磁阀占空比下，流出储气腔电磁阀的流量，形成储气腔电磁阀的占空比、储气腔的压力和流出储气腔电磁阀的流量三者之间的对应关系。

S3：控制储气腔电磁阀打开，并基于进气流量与标准进气流量之间的流量差值，以及当前储气腔的压力，控制储气腔电磁阀的开度。当车辆ECU获取的进气流量小于标准进气流量时，说明发动机此时需要进行进气辅助，此时进气流量与标准进气流量之间的流量差值即为发动机需要补偿的进气流量，而发动机的补偿进气流量是通过流过储气腔电磁阀的气体流量进行补偿，故此时将进气流量与标准进气流量之间的流量差值作为流出储气腔电磁阀的流量，然后根据储气腔电磁阀的占空比、储气腔的压力和流出储气腔电磁阀的流量三者之间的对应关系，得到当前应控制得到的储气腔电磁阀的占空比，实现储气腔电磁阀的开度控制，可以理解的是，储气腔电磁阀的开度控制值越大，流出储气腔电磁阀的流量越大。

S4：不做处理。

本发明实施例中，当车辆发动起处于启动状态时，若储气腔的压力低于预设值，则车辆空压机启动以对储气腔充气，并当储气腔的压力达到目标值时，车辆空压机停止对储气腔充气。

本发明实施例中，当控制储气腔电磁阀打开，并基于进气流量与标准进气流量之间的流量差值，以及当前储气腔的压力，控制储气腔电磁阀的开度之后，还包括：

若标准进气流量与进气流量传感器监测得到的进气流量之间的差值变大，则增加储气腔电磁阀的开度；标准进气流量与进气流量传感器监测得到的进气流量之间的差值变大，说明发动机当前的实际进气量与标准进气流量之间的差距在增大，需要增加对发动机进气量的补偿以提升发动机的性能，故此时增加储气腔电磁阀的开度，从而增加储气腔流入发动机的空气流量。储气腔电磁阀的开度越大，流出储气腔电磁阀的流量越大。储气腔电磁阀的开度增加值可以以定值的方式增加，每次增加一个定值。

若进气流量传感器监测得到的进气流量与补气流量传感器监测得到的进气流量之和等于标准进气流量，则延时预设时间后关闭储气腔电磁阀，且在延时预设时间内，若进气流量传感器监测得到的进气流量与补气流量传感器监测得到的进气流量之和小于标准进气流量，则再次控制储气腔电磁阀打开，并基于进气流量与标准进气流量之间的流量差值，以及当前储气腔的压力，控制储气腔电磁阀的开度。通过延时预设时间后关闭储气腔电磁阀，以保证储气腔内再次储备一定量的空气。

本发明实施例的用于提升发动机高原性能的方法，当车辆处于高原环境下，需要对发动机进行进气补偿是，通过储气腔中储存的气体实现对发动机的进气辅助，对高原环境下的发动机空气需求量进行补偿，有效提升高原环境下发动机的实际进气量以及车辆的整车加速性能，且不对车辆现有的进气系统管路产生任何影响。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。