[發明專利]基于熱保護的發動機性能改進

無效

• 申請號: 200910179504.3
• 申請日: 2009-09-30
• 公開（公告）號: CN101713346A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: R·J·蘇特舍克;S·J·安德拉斯科;C·J·凱萊布簡;Y·肖;T·L·巴亨斯基
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: F02D43/00
• 分類號: F02D43/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧;譚祐祥

相關申請的交叉引用

本申請要求2008年10月1日提交的美國臨時申請No.61/101,863的優先權。上述申請的公開內容通過參考并入本文。

技術領域

本發明涉及發動機控制系統，尤其涉及基于渦輪進口溫度的熱保護策略。

背景技術

這里提供的背景技術用于總體上介紹本發明的背景的目的。當前所署名發明人的工作(在本背景技術部分中所描述的程度上)和本描述中在其他方面不足以作為申請時的現有技術的各方面，既非明示地也非默示地被承認為與本發明相抵觸的現有技術。

柴油機系統采用渦輪增壓器來增加發動機功率和效率。渦輪增壓器包括聯結到壓縮機的渦輪級。該渦輪級包括渦輪并接收經由渦輪進口的發動機排氣。排氣使渦輪以渦輪轉速轉動。轉動的渦輪驅動壓縮機吸入環境空氣。壓縮機壓縮環境空氣并將壓縮后的環境空氣以稱為增壓壓力的增大壓力傳送到進氣歧管。由于進氣歧管中的增大壓力，更大量的空氣在進氣沖程期間進入氣缸。該更大量的空氣與更大量的燃料混合從而增加發動機功率。

發動機控制器可以以多種方式控制渦輪轉速和增壓壓力。發動機控制器可以通過打開使排氣改道而離開渦輪的廢氣泄放閥來降低渦輪轉速。可替換地，發動機控制器可以控制可調噴嘴渦輪的葉片從而選擇地限制經由渦輪的排氣流量。

由于空氣密度的減小，渦輪增壓器效率在高海拔處降低。發動機控制器通過增加渦輪轉速來彌補高海拔。渦輪轉速是通過增加排氣壓力而增加的，增加排氣壓力繼而增加排氣溫度。排氣溫度的增加加熱渦輪。當發動機置于增加的負荷下時，排氣溫度還可在瞬時發動機操作期間增加。高的排氣溫度可能損壞渦輪并引起渦輪增壓器的故障。

發明內容

一種發動機控制模塊包括功率模塊和渦輪溫度模塊。該功率模塊基于渦輪溫度控制發動機功率輸出。該渦輪溫度模塊基于渦輪進口溫度確定渦輪溫度。當渦輪溫度大于或等于預定閾值溫度時，該功率模塊減少發動機功率輸出。

一種方法包括基于渦輪溫度控制發動機功率輸出和基于渦輪進口溫度確定該渦輪溫度。另外，該方法包括當渦輪溫度大于或等于預定閾值溫度時減少發動機功率輸出。

附圖說明

在此描述的附圖僅僅用來圖示目的并且沒有打算以任何方式限制本公開的范圍。

圖1是根據本發明的柴油機系統的功能方框圖。

圖2是根據本發明的發動機控制模塊的功能方框圖。

圖3是圖示出根據本發明的用于保護渦輪的方法的步驟的流程圖。

具體實施方式

下面的說明在本質上僅僅是示例性的并且沒有打算限制本公開、應用或使用。應當理解，全部附圖中相應的附圖標號表示相同或相應的部件和裝置。正如這里所用的，術語模塊指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共用、專用或成組的)和存儲器、組合邏輯電路和/或提供所述功能的其它合適元件。

傳統地，使用開環控制操作發動機和渦輪增壓器從而防止渦輪由于熱量損壞。在開環控制系統中，由發動機和渦輪增壓器形成的功率通過誤差界限來限制。在開環控制期間發動機和渦輪增壓器的功率限制導致發動機系統資源的不完全使用，尤其是在高海拔和發動機負荷期間。本發明的渦輪保護系統通過基于傳感器反饋確定渦輪溫度來保護渦輪。通過使用傳感器反饋，發動機和渦輪增壓器可被操作用來在沒有渦輪損壞風險的情況下傳送更大的功率。

現在參考圖1，柴油機系統20包括燃燒空氣/燃料混合物來產生驅動轉矩的發動機22。空氣經由進口26吸入進氣歧管24。可包括節氣門(未示出)來調節進入進氣歧管24的空氣流。進氣歧管24中的空氣被分配到氣缸28中。盡管圖1描述了八個氣缸，但是發動機22可以包括額外的或更少的氣缸28。例如，可以想到具有4、5、6、10、12和16個氣缸的發動機。

發動機系統20包括與發動機系統20的組件通信的發動機控制模塊(ECM)32。發動機系統20的組件可包括在此所述的發動機22、傳感器和控制裝置。ECM32可執行本公開的渦輪保護系統。

空氣從進口26通過空氣質量流量(MAF)傳感器34。MAF傳感器34產生表示流經該MAF傳感器34的空氣速度的MAF信號。歧管壓力(MAP)傳感器36置于進口26和發動機22之間的進氣歧管24中。MAP傳感器36產生表示進氣歧管24中的空氣壓力的MAP信號。位于進氣歧管24中的歧管空氣溫度(MAT)傳感器38基于進氣溫度產生MAT信號。