[發明專利]用于估算機動車輛的增壓發動機的渦輪機中上游壓力與下游壓力之間比率的系統和方法

在審

• 申請號: 201380014328.2
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN104169551A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: V·塔隆;F·卡斯蒂羅;E·維特蘭特
• 申請（專利權）人: 雷諾股份公司
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14;F02D41/00;F01N11/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 李崢;于靜

技術領域

本發明涉及用于空氣增壓發動機的進氣控制領域，并且更具體地涉及對空氣增壓發動機的上游壓力的控制。

背景技術

反污染法規推動設計者們開發出越來越高性能的發動機。這樣的直接結果是這些發動機、尤其是柴油發動機的成本的爆炸性升高，這是因為引入了新的元件，例如用于朝向進氣進行部分排氣再循環(EGR)的管線；后處理系統(顆粒過濾器、氮氧化物阱等等)；以及渦輪增壓器復雜性的上升。這些系統彼此相互作用并且要求非常高水平的控制以避免損害整個組件的運行。在必須準確控制的這些量之中，增壓壓力需要特別的關注。這個增壓壓力使得有可能在功率方面實現所要求的性能水平、并且確定有待應用于不同發動機運行點的EGR速率。這個增壓壓力要求在穩定的且瞬態的運行中是必須被滿足的。

當前使用的控制系統在相對簡單的延伸試驗循環中仍是令人滿意的、但在具有更嚴格限制的循環中將非?？斓乇┞冻鏊鼈兊木窒扌?，例如對于Euro7法規所考慮的那些，該法規計劃在2017年實施。這些方法中大多數都使用了對其輸入處渦輪機上游氣體壓力(P_avt)的測量。

目前，渦輪機的上游壓力是用壓力傳感器來測量的，不幸的是，這不是非?？煽康?。此外，在一些運行情形下，測量是不可能的。為了克服這個問題，使用了跨過渦輪機的膨脹率，這個膨脹率等于渦輪機的上游壓力與下游壓力比率。這個膨脹率是通過操縱渦輪機的特性圖譜并且執行模型縮減來計算的。

需要一種用于估算渦輪機的上游氣體壓力的穩健方法，該方法可以提供覆蓋所有運行點的可靠估算，特別是在瞬態運行中。

發明內容

提出了一種用于估算機動車輛渦輪增壓器的渦輪機中上游壓力與下游壓力之間比率的系統。該方法包括以下步驟：

獲得該渦輪機的質量流速、該渦輪機的轉速和該渦輪機的上游溫度的一個估算值，以及該渦輪機的可變幾何形狀葉片的位置和該渦輪機的下游壓力的測量值；

將該估算器初始化；

在該渦輪機的質量流速、該渦輪機的轉速和該渦輪機的上游溫度的估算值以及該渦輪機的可變幾何形狀葉片的位置和該渦輪機的下游壓力的測量值、以及該估算器的初始化值的基礎上，確定一個第一內部變量的值；

在該渦輪機的質量流速、該渦輪機的轉速和該渦輪機的上游溫度的估算值的基礎上、并且在該渦輪機的可變幾何形狀葉片的位置和該渦輪機的下游壓力的測量值、該估算器的初始化值和一個壓力比率變量的基礎上，確定一個第二內部變量的值；

在這些內部變量的值和一個壓力比率變量的基礎上，確定這些內部變量的導數；并且

在這些內部變量的導數、該第一內部變量的值和該估計器的初始化值的基礎上，獲得該壓力比率的估計值。

可以用前一計算時刻時的壓力比率估算值來將該估算器初始化。

可以用該渦輪機的上游壓力測量值來將該估算器初始化。

可以用從一個圖譜中獲得的預定值來將該估算器初始化。

可以確定所述壓力比率變化。

可以提供所述壓力比率變化的儲存值。

還提出了一種用于估算機動車輛渦輪增壓器的渦輪機中上游壓力與下游壓力比率的系統。該系統包括：用于將該估算器初始化的一個裝置；用于估算一個第一內部變量的值的一個裝置，其輸入端連接至用于確定該渦輪機的質量流速的值、該渦輪機的轉速的值和該渦輪機的上游溫度的值、以及該渦輪機的可變幾何形狀葉片的位置和該渦輪機的下游壓力的值的裝置，并且連接到用于將該估算器初始化的該裝置上；用于估算一個第二內部變量的值的裝置，其輸入端連接至用于確定該渦輪機的質量流速的值、該渦輪機的轉速的值和該渦輪機的上游溫度的值、以及該渦輪機的可變幾何形狀葉片的位置和該渦輪機的下游壓力的值的裝置，并且連接到用于將該估算器初始化的該裝置以及用于將一個壓力比率變化值初始化的一個裝置上；用于估算這些內部變量的導數的一個裝置，其輸入端連接至用于估算一個第一內部變量的值的該裝置并且連接至用于估算一個第二內部變量的值的該裝置上；以及用于估算該壓力比率的值的一個裝置，其輸入端連接至用于估算這些內部變量的導數的該裝置、用于將該估算器初始化的該裝置、以及用于估算該第一內部變量的值的該裝置上。

用于將該估算器初始化的該裝置可以包括選自以下各項之中的至少一個元件：包含前一計算時刻時的壓力比率估算值的一個存儲器、到該渦輪機的上游壓力傳感器的一個連接器、以及初始化值的一個圖譜。

用于將所述壓力比率變化值初始化的這個裝置可以包括一個包含所述壓力比率變化值的存儲器。