[发明专利]用于控制增压装置的工作温度的方法和系统

说明书

本申请涉及用于控制增压装置的工作温度的方法和系统。一种用于控制车辆的增压装置的工作温度T_X的方法，该方法包括：确定升压装置的当前工作压力P_X和目标增压压力P_LIM之间的压力差ΔP(100)，在该目标增压压力P_LIM下增压装置运行在工作温度极限T_LIM处；确定压力步距大小dP(110)，其中压力步距大小dP是压力差ΔP与预定的压力步距数N的函数；以及以压力步距大小dP(120)连续调节当前工作压力P_X直到增压装置的工作温度T_X基本上等于工作温度极限T_LIM。

技术领域

本发明涉及一种用于控制增压装置的工作温度的方法和系统，并且具体地，但不仅仅涉及调节增压装置的工作压力，使得所述增压装置的工作温度基本上等于工作温度极限。

背景技术

增压装置，如涡轮增压器和机械增压器，是为了增加经由进气歧管供应到发动机的空气压力的目的，可与车辆的发动机一起使用的部件。进入发动机的空气压力的增加可导致发动机性能和/或效率的提高。

然而，该空气压力能够增加的量会受到增压装置的工作温度极限的制约，例如最大的气体出口温度。超过该工作温度极限一段时间段可导致增压装置本身或发动机内的部件的损坏，其可影响车辆的长期可靠性。因此，可根据车辆的可靠性要求限制增压装置的工作温度。

为了降低增压装置的工作温度，工作压力(例如增压装置两端的压力比)必须被限制。然而，限制增压装置的工作压力会限制发动机性能并且会对车辆的整体燃油经济性不利。

为了获得最大的发动机效率和性能，希望在接近工作温度极限的条件下运转，使得来自增压装置的输送的增压压力最大化。因此，期望准确地并一致地将增压装置的工作温度控制在工作温度极限内，以便达到可获得的最好的性能，并满足可靠性要求。

人们普遍认为增压装置以依赖于通过它的质量流和其两端的压力比的效率在其正常工作范围内压缩。增压装置制造商通常会供应压缩机特性图，其绘出等熵效率和压缩机速度对空气质量流率和压缩比的等高线，均以入口温度为基准。

已知使用质量流率和装置两端的压力比计算增压装置的工作温度估计值。该出口温度估计值可随后通过闭环控制器用于迭代地降低工作压力，直到工作温度估计值低于工作温度极限。然而，这种方法有许多缺点，例如校准困难、稳定性能的权衡和有限的动态响应。此外，使用这种方法时，为达到期望的在工作温度极限处的工作压力可能需要大量的迭代，这可能在计算上昂贵并且结果是不灵敏的。

因此，希望直接计算出该增压装置必须运行在其中的增压压力，从而使工作温度基本上等于工作温度极限。然而，这不是简单的实现，因为质量流率本身是增压压力的函数，而效率是两者的函数。

本发明的试图解决这些问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制车辆的增压装置的工作温度的方法，所述方法包括：确定增压装置的当前工作压力和目标增压压力之间的压力差，在目标增压压力下增压装置运行在工作温度极限；确定压力步距(pressure step)大小，其中所述压力步距大小是压力差和预定的压力步距数的函数；以及以压力步距大小连续调整当前工作压力直到增压装置的工作温度基本上等于工作温度极限。

该方法可进一步包括确定目标增压压力的估计值，在该目标增压压力下增压装置运行在工作温度极限。目标增压压力的估计值可以基于在当前工作压力下的增压装置的效率。目标工作压力可以是增压装置的工作温度极限和预定的增压-质量空气流特性的函数。增压装置的预定的增压-质量空气流特性与增压装置的效率有关。增压装置的预定的增压-质量空气流特性可以是增压装置的特征性能图，该图绘出的等熵效率和工作速度对质量空气流和增压装置的压缩比的等高线，均以增压装置的气体入口温度为基准。