[发明专利]一种自由活塞动力机构扫气系统外部供气方法

说明书

本发明公开一种自由活塞动力机构扫气系统外部供气方法包括获取自由活塞动力机构排量Vd、扫气口开启时压缩室容积V和压缩比ε；获取转速n，利用所述转速n与充气效率映射关系获取充气效率η；获取压缩室内温度T；根据所述转速n、自由活塞动力机构排量Vd、扫气口开启时压缩室容积V、压缩比ε、压缩室内温度T、充气效率η以及气体常数L计算目标输出气压P的值；通过控制器根据目标输出气压P控制供气单元提供气压。本发明公开一种自由活塞动力机构扫气系统外部供气方法能够有效的保证自由活塞动力机构中的活塞移动能够达到预设的止点位置，避免扫气不充分对自由活塞动力机构造成影响。

技术领域

本发明涉及动力设备领域，尤其涉及一种自由活塞动力机构扫气系统外部供气方法。

背景技术

自由活塞发动机和传统的内燃机有很大的差别，即取消了曲柄连杆机构，活塞的一侧燃烧燃料做功，活塞的另一侧为气垫缸，是利用活塞头部的燃烧后膨胀产生的巨大压力压缩气垫缸内的气体，排气时，压气腔内气体膨胀带动活塞移动将气体顶出燃烧腔来实现其运动规律。目前，自由活塞发动机因其效率高、质量轻和结构简单等优点被广泛应用于新能源汽车领域，在发动机领域中具有良好的节能减排效应。

自由活塞发动机工作的过程中，由于取消了曲柄连杆机构，活塞的两个止点的位置是不确定的，燃烧状况较差或者出现失火时，将造成自由活塞的移动不能到达设定止点位置，会影响活塞扫气过程，扫气不干净，下一循环参与燃烧的空气质量会减少，因而影响发动机压缩比和下一循环燃烧状况，由此恶性循环可能导致停机，影响自由活塞发动机的效率，会影响发动机的动力性和经济性。

发明内容

本发明提供自由活塞动力机构扫气系统外部供气方法，旨在解决现有自由活塞动力机构扫气时，由于自由活塞行程不确定导致扫气不充分，导致的下一循环参与燃烧的空气质量会减少，降低自由活塞发动机的效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种自由活塞动力机构扫气系统外部供气方法，包括，

获取自由活塞动力机构排量Vd、扫气口开启时压缩室容积V和压缩比ε；

获取转速n，利用所述转速n与充气效率映射关系获取充气效率η；

获取压缩室内温度T；

根据所述转速n、自由活塞动力机构排量Vd、扫气口开启时压缩室容积V、压缩比ε、压缩室内温度T、充气效率η以及气体常数L计算目标输出气压P的值，所述目标输出气压P的计算公式如下：

控制器根据目标输出气压P控制供气单元提供气压。

更进一步地，获得所述压缩室内温度T包括：

S101，由温度传感器测量所述压缩室内的温度数据，

S102，通过卡尔曼滤波器对所述温度数据进行处理获得所述压缩室内温度T。

更进一步地，按相同的时间间隔对温度传感器测量值取值；获取当前测量的温度数据；

计算第一卡尔曼增益k_k1，k_k1＝上一次温度估计偏差/(上一次温度估计偏差+所述温度传感器的测量偏差)，

当前估计的压缩室内温度＝上一次估计的压缩室内温度+k_k1×(当前测量的温度数据-上一次估计的压缩室内温度)，

更新当前温度估计偏差＝(1-k_k1)×上一次温度估计偏差，并按照上述过程继续递归，直至当前温度估计偏差小于第一阈值。

更进一步地，所述控制器采用DMC算法控制所述供气单元实现所述目标输出气压的输出。