[發明專利]發動機控制方法和系統

在審

• 申請號: 201310355169.4
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN104373230A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 邵德志;顧茸蕾;王小樂
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: F02D23/00
• 分類號: F02D23/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;胡莉莉

技術領域

本發明一般涉及發動機控制技術，更具體地說，涉及用于提供改進的發動機控制方法和系統。

背景技術

汽油和天然氣發動機已多年是為多種類型的車輛提供推進的主要模式。因此，旨在提高汽油和天然氣發動機的性能在功率和效率等領域是所期望的目標。渦輪增壓器是改進了汽油或天然氣發動機的性能的一個例子。渦輪增壓器可以被認為是作為一種氣體壓縮機，用于增加進入發動機的空氣質量，以產生更多的發動機功率。因此，渦輪增壓器是一種利用內燃機運作所產生的廢氣驅動之空氣壓縮機，其可增加進入內燃機或鍋爐的空氣流量，從而令機器效率提升。常見用于汽車引擎中，透過利用排出廢氣的熱量及流量，渦輪增壓器能提升內燃機的馬力輸出。

在汽油和天然氣渦輪增壓發動機上，潛在的問題在于在節氣門關閉的情況下存在壓縮機喘振。當節氣門關閉從最初基本上打開的位置關閉時，這種情況可能會特別明顯。在這方面，當節氣門關閉時，壓縮的空氣將流入節氣門，但由于節氣門關閉而沒有任何出口。壓縮空氣然后解壓縮以回穿過渦輪增壓器（造成“喘振”），這可能是當前堵塞的空氣可以采取的唯一路徑。喘振可以將空氣壓力提高到一定程度，可能會由于湍流導致發動機損壞或不良噪音。

為了防止或至少減少壓縮機喘振的影響，渦輪增壓發動機典型地包括例如再循環閥的設備。該設備進行操作以在節氣門關閉時為允許渦輪增壓器和節氣門之間的空氣提供流路，這樣排放了多余的空氣壓力，以保持渦輪增壓器在安全區域運轉。當使用回流閥時，空氣通常再循環回到渦輪增壓器的進氣口，但也可以是當使用排出閥排放到大氣中。通過提供逃逸的空氣通路，發動機的損壞和噪音以及減少渦輪遲滯的現象，遲滯現象是由于渦輪的減速，這可能導致喘振。

對于渦輪增壓器來說，喘振是不穩定的工作條件，因此是無益的。喘振是一種物理上的約束并且不能夠被渦輪增壓器本身完全避免。當渦輪增壓器被安裝在發動機/車輛上時，它可能在特定工作條件下進入喘振區域。雖然再循環閥或排出閥可有效地防止喘振狀況，但回流閥通常不提供發動機功率和效率的改善，卻仍增加了發動機的成本和復雜性。因此，可能希望提供一個機制，以避免使用再循環閥。

發明內容

本發明的目的是通過修改ECU軟件來消除壓縮機再循環閥。本發明的方法使用可測量的信號（比如大氣壓力、增壓壓力和發動機轉速等）作為輸入，接著查找表格以獲得氣流需求。該氣流需求可以被轉換成其他相關參數以使得發動機控制器能夠提供對應的控制。該方法使得渦輪增壓器持續工作在安全區域中而不需要附加的硬件。

根據本發明的一個方面，提供了一種發動機控制方法，對于發動機的每個工作循環，該方法包括：接收發動機的增壓器的增壓壓力；接收發動機轉速；根據發動機轉速和增壓壓力來查找靜態的控制參數查找表以選擇指示氣流需求的控制參數；以及發送所選擇的控制參數到發動機控制單元以便用該控制參數指示的氣流需求來控制發動機。

根據本發明的另一個方面，提供了一種發動機控制系統，包括：汽油或天然氣發動機；與該發動機結合的渦輪增壓器；發動機控制單元，其包括反喘振控制模塊并被配置為控制與發動機和渦輪增壓器相關聯的至少一些致動器，其中該反喘振控制模塊包括：參數預處理模塊，被配置為接收渦輪增壓器的增壓壓力；控制參數查找表模塊，包括靜態的控制參數查找表并被配置為接收發動機轉速，根據發動機轉速和來自參數預處理模塊的增壓壓力來查找靜態的控制參數查找表以選擇指示氣流需求的控制參數；和控制參數處理模塊，被配置為將所選擇的控制參數發送到發動機控制單元以便用該控制參數指示的氣流需求來控制發動機。

通過將本發明的方法成為發動機控制軟件（過程）的一部分，渦輪增壓的發動機能夠不進入“喘振”區域。與現在的主流方法相比，本發明的方法消除了硬件卻具有更好的性能。本發明的方法能夠降低系統成本、降低渦輪設計復雜性、能更好的被標準化、在車輛中更好的封裝，且降低渦輪故障的風險。由于，利用本發明的方法消除諸如再循環閥或排出閥等硬件，所以對所有的應用只開發一次軟件，縮短了對一個應用的校準工作周期，比如兩個月。因為消除了機械故障風險，因而有更好的可靠性。

附圖說明

已經以概括的語句描述了本發明，現在將參考附圖，這些附圖并沒有按比例繪制，并且其中：

圖1是根據本發明的一個示例性實施例的一個系統的示意性框圖;

圖2示出的方框圖，該方框圖示出了用于提供根據本發明的示例性實施例的渦輪增壓發動機的防喘振的操作模式的裝置;