[发明专利]用于确定可变几何形状涡轮机的转矩的方法

说明书

本发明涉及一种用于确定可变几何形状涡轮机的转矩的方法以及一种控制设备。根据本发明的方法，借助于基于至少两个特征图表(K1a，K2a，K3a，K4a，K1b，K2b)的模型来确定该转矩，并且将该涡轮机的旋转速度(nsubgt;T/subgt;)、该涡轮机的压力比率(rsubgt;T/subgt;)以及几何值(VG)用作该模型的输入值。

本发明涉及一种用于确定可变几何形状涡轮机的转矩的方法以及一种控制设备。

WO 201508866 A2公开了一种用于确定可变涡轮增压器(VGT)中的转矩的方法。使用具有特征图表的模型来确定该转矩。

根据本发明的用于确定可变几何形状涡轮机的转矩的方法提出：借助于基于至少两个特征图表的模型来确定该转矩，并且将该涡轮机的旋转速度、该涡轮机的压力比率、以及该涡轮机的几何值用作该模型的输入值。

将该涡轮机的压力比率限定为其中，P_US,T是在涡轮机正上游的压力，而P_DS,T是在涡轮机正下游的压力。在涡轮机是车辆的涡轮增压器的组成部分的情况下，优选的应用在于：该压力可以是内燃发动机的排气管线内部的压力。该几何值表示涡轮机的截面：能以该截面向该涡轮机的涡轮叶片供应气体流。该几何值也可以是描述截面的程度的无量纲值，例如，0％表示用于设定该截面的元件(通常为导向叶片)的闭合位置并且100％表示打开位置。转矩优选地是当前转矩，旋转速度是当前旋转速度，并且压力比率是当前压力比率。此外，转矩、旋转速度和/或压力比率是实际值，然而替代性地也可以是经校正的值和/或归一化值。在后一种情况下，可以使用适当的传递函数来转换为实际值。

特征图表的根本性问题在于：在创建这些特征图表(被称作校准)时使用测量值，但测量值的数量是有限的。因此必要的是，针对该特征图表应覆盖的值域，例如借助于内插法或外插法来确定多个其他值。该特征图表所基于的函数越复杂，就越难确定尽可能接近真实值的值。本发明可以通过明智地选择输入参数而在模型中使用多个特征图表，由此避免或至少减小这个困难。

本发明的有利的第一实施方式提出，该至少两个特征图表分别针对不同几何值描述了转矩与旋转速度以及压力比率之间的关系。可以对借助于这些特征图表确定的转矩进行内插，以确定针对几何值的转矩。

该第一实施方式所基于的认识是：通过光滑函数能够描述或至少非常好地接近针对固定的几何值的转矩。由此，该函数关系非常适合用作特征图表。

本发明的有利的第二实施方式提出：第一特征图表描述转矩梯度与旋转速度以及几何值之间的关系，并且第二特征图表描述转矩截距与旋转速度以及几何值之间的关系。转矩由该涡轮机的梯度与压力比率的乘积加上截距确定。

该第二实施方式所基于的认识是：通过线性函数能够描述或至少非常好地接近针对固定的旋转速度和固定的几何值的转矩。该第一特征图表和该第二特征图表分别能够通过适当地足够光滑的函数来描述，这使得该方案对于建模而言是有利的。

根据本发明的控制设备包括计算机和计算机程序，其中，该计算机程序被适配为用于根据该方法来确定该涡轮机的转矩。

下面描述多个优选的实施例。在附图中

图1示出了根据本发明的用于确定转矩的方法，

图2示出了根据本发明的方法的第一变体的第一特征图表，

图3示出了根据该第一变体来确定转矩的步骤，

图4示出了根据本发明的方法的第二变体的第一特征图表，

图5示出了该第二变体的第二特征图表，并且

图6示出了根据该第二变体来确定转矩的步骤。