[發明專利]一種方法和使用這種方法的車輛系統

有效

• 申請號: 201780091396.7
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN110691900B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 塞巴斯蒂安·克勞舍;馬丁·保爾
• 申請（專利權）人: 沃爾沃卡車集團
• 主分類號: F02D41/10
• 分類號: F02D41/10;F02B37/22;F02B37/24;F02D41/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王偉;高偉

本發明涉及一種控制內燃發動機(10)的瞬態特性的方法，該內燃發動機設置有渦輪增壓器(110)和布置在渦輪增壓器(110)的壓縮機(120)上游的可變入口導向葉片組件(130)。該方法包括確定指示瞬態特性的當前操作狀況，并且，如果所述瞬態特性需要壓縮機加速度：則確定壓縮機(120)的期望的操作狀況，并基于壓縮機(120)的該期望的操作狀況來控制可變入口導向葉片組件(130)的位置。

技術領域

本發明涉及一種方法和使用這種方法的車輛系統。更具體地，本發明涉及一種用于在駕駛期間控制瞬態特性(transient behaviour)的方法和車輛系統。

本發明可以應用于重型車輛中，例如卡車、公共汽車和建筑設備。盡管將針對卡車描述本發明，但本發明不限于這種特定車輛，而是還可以用在其他應用中。

背景技術

重型車輛(例如卡車)通常由具有與其連接的渦輪增壓器的柴油發動機驅動。在開發這種類型的改進的車輛中，對燃料效率、排放和功率/扭矩的更嚴格要求不斷增加。特別是對于包括渦輪增壓器的車輛系統，這些要求通常趨向于被高度優化的車輛系統，這樣的車輛系統離其設計極限具有相當小的裕量。而且，瞬態響應通常會受到影響。

上述先決條件經常導致渦輪增壓器被設置有高效的燃料優化渦輪機尺寸，并因此在相同的增壓水平下具有更大的臨界流量，并且基于眾所周知的低比速效率優化而對于最佳效率具有更大的渦輪機和壓縮機直徑，即，這是對于瞬態響應的巨大挑戰。對于設置有固定幾何渦輪增壓器(fix geometry turbocharger)的發動機來說尤其如此，通過廢氣門僅允許有限的可能性來調節或改變渦輪機臨界流量，以用于最佳的瞬態響應時間。

US2004096316描述了一種用于乘用車的渦輪增壓器。由于小型汽車的發動機速度和負載的較寬的操作范圍，所以渦輪增壓器被修改以便通過選擇性地對壓縮機產生正或負的供氣預旋(pre-whirl)來增強性能。為此，將可變入口導向葉片組件布置在壓縮機上游。通過控制所述預旋，能夠提高壓縮機的效率。

對于較大型發動機(例如用于卡車和其他重型車輛的發動機)，瞬態響應是發動機性能的關鍵參數。考慮到渦輪增壓器，主要有三個關鍵參數影響瞬態響應，即，效率、臨界流量和渦輪增壓器速度。減少瞬態響應時間的主要挑戰通常出現在低發動機負載下，在低發動機負載下，渦輪增壓器速度低，因此需要花費一些時間來加速以提供足夠的增壓壓力以用于令人滿意的燃料噴射。應該注意的是，不可能將超過滿足排放要求所允許的可用空氣量的燃料噴射到發動機中；還存在受空氣量影響的其他相關限制，例如溫度等。

因此，希望提供一種特別是用于商用車輛的、能夠優化瞬態響應時間的方法和車輛系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種允許改變壓縮機特性以便改進瞬態特性的方法和車輛系統。

根據本發明的第一方面，該目的通過本文所述的方法來實現。根據本發明的第二方面，該目的通過本文所述的車輛系統來實現。

通過基于壓縮機的期望的操作狀況來控制可變入口導向葉片組件的位置，能夠改變壓縮機特性，從而改進瞬態特性。

根據一個實施例，通過檢測從低負載到高負載的變化來執行指示瞬態特性的當前操作狀況。當檢測到這種變化時，該方法可以自動地改變壓縮機特性，從而減少瞬態響應時間。

在一個實施例中，壓縮機的期望的操作狀況對應于更高的壓縮機速度。因此，由于壓縮機可以更迅速地達到更高的速度，所以改進了瞬態特性。

在一個實施例中，壓縮機的期望的操作狀況對應于提高的壓縮機效率。由此，實現了改進的增壓，這可以導致壓縮機速度的對應增加。