[發明專利]渦輪增壓器控制

有效

• 申請號: 201310040781.2
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103225553B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: M·J·塞伯利希;J·R·波普;S·C·懷亞特;M·J·曼克努爾蒂;J·A·羅德里格斯;J·G·施普
• 申請（專利權）人: 萬國引擎知識產權有限責任公司
• 主分類號: F02D23/02
• 分類號: F02D23/02;F02D43/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 侯穎媖

技術領域

本申請涉及對很多個用于內燃機中燃燒的發動機運行參數的控制，且更具體地涉及通過使用發動機的數個設定點來控制該發動機的系統和方法。

背景技術

包括環境責任努力和對發動機廢氣排放的現代環境法規在內的許多因素已經降低了在礦物燃料燃燒后進入大氣的特定污染物的允許接受的水平。越來越多更加嚴格的排放標準可能需要對燃料的燃燒和排氣的燃燒后處理中的一項或兩項進行更大的控制。例如，氮氧化物（NOx）和顆粒物質的允許水平在過去幾年中已被顯著降低。已經發現，燃料噴射定時和要被噴射的燃料的量與諸如排氣再循環（EGR）、可變幾何形狀渦輪增壓器（VTG）的葉片設置、進氣歧管溫度和進氣閥定時之類的其它方面一起是排放形成中的重要的因素。

為了使發動機提供理想的性能，同時還滿足所要求的排放限制，電子發動機控制系統由此可能變得非常復雜。隨著發動機可能會遇到各種各樣不同的運行任務和運行條件，控制各種各樣的發動機運行參數，諸如燃料噴射定時、燃料噴射量、燃料噴射壓力、進氣閥定時、排氣閥定時、EGR閥設置、渦輪增壓器設置等。然而，調節一個發動機參數可能抵消對另一個發動機參數所作的調節，或可能造成對發動機運行的比當對另一個發動機參數作調節時所預期的變化更大的改變。已經發現，對于給定的發動機運行條件，可將數個發動機運行參數協調至該給定發動機運行條件的設定點，從而使得該設定點允許發動機產生所要求的功率輸出，同時還產生可接受水平的NOx和顆粒物質。存在對這樣一種發動機控制系統的需要，該發動機控制系統使得對于各種發動機運行條件的多個設定點基于發動機運行條件被應用至發動機。

發明內容

根據一個過程，提供一種控制可變幾何形狀渦輪增壓器的方法。從存儲器獲得渦輪增壓器的預定理想增壓壓力。從該存儲器獲得發動機的進氣歧管中的預定理想質量流速。計算渦輪增壓器產生理想增壓壓力和理想質量流速所需要的理論功率的量。確定在進氣歧管中的實際質量流速。計算渦輪增壓器產生理想增壓壓力和實際質量流速所需要的實際功率的量。調節渦輪增壓器的渦輪的至少一個可調節葉片，以通過調節增壓壓力使渦輪增壓器所需要的理論功率的量與實際功率的量大致相等。

根據另一個過程，提供一種控制渦輪增壓器的廢料門的方法。從存儲器獲得渦輪增壓器的預定理想增壓壓力。從該存儲器獲得發動機的進氣歧管中的預定理想質量流速。計算渦輪增壓器產生理想增壓壓力和理想質量流速所需要的理論功率的量。確定在進氣歧管中的實際質量流速。計算渦輪增壓器產生理想增壓壓力和實際質量流速所需要的實際功率的量。調節渦輪增壓器的廢料門的位置，以通過調節增壓壓力使渦輪增壓器所需要的理論功率的量與實際功率的量大致相等。

附圖說明

圖1是根據一個實施例的設定點庫控制系統的框圖。

圖2是根據另一個實施例的設定點庫控制系統的框圖。

圖3是示出顆粒物質累積的圖表。

圖4是示出發動機汽缸的容量的示意性視圖。

具體實施方式

圖1示出指示設定點庫發動機控制方法10的框圖。方法10具有設定點選擇部分12。該設定點選擇部分可利用各種輸入以確定關于發動機的運行狀態和在發動機周圍的環境條件的信息。舉例而言，設定點選擇部分12可接收輸入，該輸入包括發動機冷卻劑溫度、進氣歧管溫度、環境壓力或高度測量、發動機速度、發動機轉矩輸出、表示發動機正被使用以運行動力輸出（“PTO”）的信號、從啟動發動機開始對顆粒物質產生的估算、以及表示發動機運行和發動機運行條件的各種其它信號。

設定點選擇部分12利用這些輸入來確定發動機正在工作的模式和狀態。該模式表示發動機正執行的功能或任務。舉例而言，發動機模式可以是正常運行、PTO運行、延長空轉的停止及運轉運行、高輸出運行以及其它模式。

從設定點選擇邏輯輸出的發動機運行的狀態指示NOx排放和發動機燃燒穩定性運行范圍。舉例而言，第一狀態可提供高水平的發動機燃燒穩定性和較高水平的NOx排放，而第二狀態則提供較低水平的發動機燃燒能力和較低水平的NOx排放。由此，如果發動機控制系統確定發動機燃燒穩定性在預定閾值之下，則將改變狀態以改進發動機燃燒穩定性。一旦獲得并維持了可接受的燃燒穩定性，預期可將狀態改變至較不穩定但更低的NOx產生狀態，以將發動機排放最小化。