[发明专利]通过控制燃料供给限制涡轮速度的系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种控制系统，且更具体地涉及一种通过控制进入关联的发动机中的燃料流量限制涡轮增压器的速度的控制系统。 

背景技术

内燃发动机，例如柴油发动机、汽油发动机和气态燃料提供动力的发动机燃烧空气和燃料的混合物以产生动力。引入发动机的燃烧室中的空气和燃料的量以及空燃比会影响发动机的动力输出、效率以及排气排放。通常引入发动机的空气量以及空燃比由位于发动机的进气和排气系统中的多个不同的流体处理部件控制。 

通常发动机包括涡轮增压器以增大发动机的功率密度/比功率。涡轮增压器包括涡轮，该涡轮由发动机的排气驱动以便旋转压缩机和对导入发动机的空气加压。根据涡轮和/或压缩机的内部几何特征设定，对于给定的旋转，或多或少的空气将被压缩至较高或较低的压力。通常用于柴油发动机的可变几何形状涡轮增压器(VGT)能够改变排气流的方向以便使得涡轮的响应最佳。VGT包括位于涡轮中的可调节翼片以便将排气流沿径向向内可调节地导向涡轮叶片。在控制系统中很常见的是向致动器下指令以改变翼片的角度以使得涡轮的工作最佳。对于给定量的排气流，改变空气流的角度会提高或降低涡轮增压器的速度。虽然此系统可顺利地运行，但是当致动器很慢地将可动翼片调节至使得涡轮增压器速度降低的位置时，会发生由于涡轮速度过大而造成涡轮增压器的损坏(失效)。因此，响应于致动器的反应慢而使得通过涡轮增压器的能量过多会引起涡轮增压器的损坏。 

在Fenchel等人的美国专利No.6,192,867(’867专利)中描述了一种使得涡轮增压器损坏的可能性最小化的尝试。’867专利描述了一种通过由根据程序映射推导出的进气压力确定用于计量供应至发动机的燃料量/供油量的极限值的用以保护涡轮增压器的方法和装置。进气压力的确定并不需要传感器，因为它可根据增压(进气)压力、发动机速度和与加速器位置对应的燃料量预设值的函数由程序映射推导出。减小燃料量会降低排气管路中的总的能量，该能量在涡轮增压器的涡轮中占主要地位。这样，’867专利能够防止涡轮增压器达到临界涡轮增压器速度。 

虽然’867专利有助于降低由于过大的涡轮速度而引起涡轮增压器损坏的可能性，但是它过于复杂且有局限性。’867专利的复杂性是由于进气压力必须根据各个输入值来确定。即，可能空气压力很低而涡轮速度过大。’867专利中所推导的进气压力可能并不是与涡轮增压器的实际速度准确一致。’867专利的局限性是因为它并未考虑在使用包括排气流控制装置的可变几何形状涡轮增压器时涡轮增压器损坏的影响。即：’867专利可能不适于具有VGT的涡轮增压器。 

本发明的控制系统旨在克服上述一个或多个问题。 

发明内容

一方面，本发明涉及一种涡轮增压器控制系统。该控制系统可包括发动机和燃料系统，该燃料系统构造成调节进入发动机的燃料流量。该控制系统还可包括进气系统和传感器，该进气系统构造成调节进入发动机的空气流量，该传感器定位成检测进气系统的速度值。该控制系统还可包括构造成接收速度值并根据速度值调节进入发动机的燃料流量的控制器。 

在另一方面，本发明涉及一种限制涡轮速度的方法。该方法可包括检测涡轮速度值。该方法还可包括将涡轮速度值与涡轮速度极限值进行比较。该方法还可包括根据比较(结果)调节进入发动机的燃料流量。 

附图说明

图1是本发明的示例控制系统的示意图； 

图2是用于和图1的控制系统一起使用的翼片处于基本关闭位置的可变几何形状涡轮增压器的示意图； 

图3是用于和图1的控制系统一起使用的翼片处于基本打开位置的可变几何形状涡轮增压器的示意图；以及 

图4是通过控制发动机燃料限制涡轮速度的方法的流程图。 

具体实施方式