操作涡轮增压的汽车系统的方法技术方案

一种操作汽车系统的方法，该汽车系统具有配置有电动压缩机的内燃发动机，以及具有涡轮增压器压缩机的涡轮增压器。在涡轮增压器压缩机的特性图中，喘振临界线和临喘振临界线被限定为涡轮增压机压力比和质量流量的函数。对于喘振临界线的每个相应的压力比值，临喘振临界线在更大的质量流量值方面被限定。在涡轮增压器压缩机的特性图中，涡轮增压器压缩机的工作点的位置作为涡轮增压机压力比和质量流量的函数而被监控。当检测到增大扭矩需求时，当涡轮增压器压缩机的工作点朝向喘振临界线的方向穿过临喘振临界线时，电动压缩机被启动以辅助涡轮增压器压缩机传递所需扭矩。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求2015年8月11日提交的英国专利申请No.GB1514122.9的优先权，该申请通过引用方式全文并入本文。
本专利技术涉及操作汽车系统的方法，该汽车系统包括配置有涡轮增压器和电动压缩机的内燃发动机。
技术介绍
内燃发动机设置有强制空气系统，例如涡轮增压器，以便通过强制额外的空气进入汽缸的燃烧室中，以增加发动机效率和功率。涡轮增压器包括旋转地联接至涡轮的压缩机。通常使用可变几何结构的涡轮机(VGT)，即配置有VGT促动器的涡轮机，该VGT促动器布置为使叶片支架在不同的位置运动，以改变穿过涡轮机的排气流动。当叶片关闭时，涡轮机倾向于加速；当叶片打开时，涡轮机倾向于减速。在一些汽车系统中，压缩机可以由电动压缩机辅助。随着操作的电动压缩机的功率通过将目标增压与歧管压力值进行比较而被调节，所述目标增压记载在存储在数据载体中的映射图中，所述数据载体与内燃发动机的电子控制单元(ECU)相关联，所述歧管压力值由设置在发动机的进气歧管中的歧管压力和温度传感器(TMAP)测量。当达到增压目标时，电机被切换关闭、或停用，并且通过单独使用涡轮压缩机来保持该增压目标处于稳定状态。由于压缩机喘振现象(surgephenomena)，涡轮增压发动机获得较高的低端(low-end)扭矩值通常受到限制。现有技术已知，压缩机的喘振会引起不稳定现象，其会导致穿过压缩机的流体发生扰动。为了避免压缩机喘振现象的发生，并且为了实现较高的增压水平，使用电动压缩机是有利的。然而，电动压缩机的每次启动对于电力消耗具有不利影响，并且必须对电动压缩机的每次启动进行相应的规划。专利
技术实现思路
根据本专利技术，对于受到由于发生喘振现象而导致的限制所影响的工作点，实现了低端扭矩增加，同时限制了启动电动压缩机对电力消耗的影响。本专利技术的实施例提供了一种操作汽车系统的方法，汽车系统包括配备有涡轮增压器和电动压缩机的内燃机。涡轮增压器压缩机特性图中的喘振临界线和临喘振临界线被限定为涡轮增压器压缩机压力比以及质量流率的函数。临喘振临界线限定在对于喘振临界线的每个对应压力比值的更大的质量流量值方面。根据涡轮增压器压缩机压力比以及质量流率，来监测涡轮增压器压缩机特性图中的涡轮增压器压缩机工作点的位置。检测增加扭矩请求，以及当涡轮增压器压缩机工作点在朝向喘振临界线的方向上越过临喘振临界线时，电动压缩机被启动，以辅助涡轮增压器压缩机输送所要求的扭矩。本实施例的优点在于，按照上述逻辑，只有当涡轮增压器压缩机的工作点正接近但尚未到达喘振限制线时，启动电动压缩机。启动电动压缩机有助于实现更高的增压水平，因为在这样的启动之后，涡轮增压器压缩机特性图中的工作点被允许移向更高的压力比。这是可能的，只要电池中有足够的电力可用。根据另一实施例，涡轮增压器压缩机特性图中的停用临界线被限定为涡轮增压器压缩机压力比以及质量流率的函数。停用临界线被限定在对于临喘振临界线的每个对应压力比值具有更大的质量流量值。当涡轮增压器压缩机工作点在远离临喘振临界线的方向上越过停用临界线时，停用电动压缩机。该实施例的优点在于，在上述方法的进一步改进中，如果只有临喘振线被定义，则降低将会发生的电动压缩机启动和停用的次数。此外，上述实施例的策略有助于尽量减少电动压缩机启动，以便能够更加持久稳定地实现更高的低端扭矩值，导致所存储的电能的更有效地被消耗并且有效得改进燃油消耗率(BSFC)。根据另一实施例，测量涡轮增压器压缩机的出口处的压力值。计算涡轮增压器压缩机的入口处的压力值。计算在涡轮增压器压缩机的出口处的压力值与涡轮增压器压缩机的入口处的压力值之间的涡轮增压器压缩机压力比。该实施例的优点是，其在操作汽车系统的过程中确定涡轮增压器压缩机工作点的第一坐标，如在涡轮增压器压缩机特性图上表示。根据另一实施例，在涡轮增压器压缩机的入口处的压力值被计算为环境压力值的函数。该实施例的优点是，其通过使用通常设置在目前汽车系统上的传感器来确定在涡轮增压器压缩机的入口处的压力值，因此没有额外的设备成本。根据另一实施例，根据进气导管质量流率、涡轮增压器压缩机入口压力以及涡轮增压器压缩机入口温度来计算涡轮增压器压缩机的质量流率。该实施例的优点是，在汽车系统的操作过程中确定涡轮增压器压缩机特性图上的涡轮增压器压缩机工作点的第二坐标。根据另一实施例，测量涡轮增压器的转速。计算涡轮增压器压缩机的质量流率。根据涡轮增压器的所测量的转速以及涡轮增压器压缩机的所计算的质量流率，来确定函涡轮增压器压缩机特性图上的涡轮增压器压缩机工作点的位置。该实施例的优点是，其允许一个替代过程用于在汽车系统的操作期间确定涡轮增压器压缩机特性图上的涡轮增压器压缩机工作点的坐标。根据另一实施例，在涡轮增压器压缩机的入口处的压力值被计算为电动压缩机压力比的函数。该实施例的优点是，在汽车系统的布局用于位于涡轮增压器压缩机的上游的电动压缩机的情况下，允许简单的方法来确定涡轮增压器压缩机入口处的压力值。根据进一步的实施例，通过确定电动压缩机特性图上的电动压缩机工作点，电动压缩机的压力比被计算为电动压缩机的所测量的转速以及电动压缩机的质量流率的函数。该实施例的优点是，其根据ECU随时可用的数据计算电动压缩机压力比。根据另一实施例，在涡轮增压器压缩机的出口处的压力值被计算为进气歧管所测量的压力的函数。该实施例的优点是，其允许通过使用通常设置在目前汽车系统的板件上的传感器来确定涡轮增压器压缩机的入口处的压力值。根据另一实施例，涡轮增压器压缩机入口温度被计算为所测量的环境温度的函数。根据本专利技术的另一方面，提供了一种设备，用于操作配备有电动压缩机和包括涡轮增压器压缩机的涡轮增压器的内燃机。所述设备还包括电子控制单元或其他装置，其配置为：限定涡轮增压器压缩机特性图中的喘振临界线和临喘振临界线作为涡轮增压器压缩机压力比以及质量流率的函数，临喘振临界线限定在对于喘振临界线的每个对应压力比值的较大质量流量值方面；监测作为涡轮增压器压缩机压力比以及质量流率的函数的涡轮增压器压缩机特性图中的涡轮增压器压缩机工作点的位置；检测增加扭矩请求；以及当涡轮增压器压缩机工作点在朝向喘振临界线的方向上越过临喘振临界线时，启动电动压缩机，以辅助涡轮增压器压缩机输送所要求的扭矩。该方面的优点类似于由所述方法提供的优点，即只有当涡轮增压器压缩机的工作点正接近但尚未到达喘振限制线时，启动电动压缩机。启动电动压缩机有助于实现更高的增压水平，因为在这样的启动之后，涡轮增压器压缩机特性图中的工作点被允许移向更高的压力比。这是可能的，只要电池中有足够的电力可用。根据本专利技术的另一方面，所述设备包括定位在涡轮增压器压缩机的出口处的压力传感器，并且电子控制单元或其他装置配置为监测涡轮增压器压缩机特性图中的涡轮增压器压缩机工作点的位置。此方面的优点是，其允许通过简单的方法获得涡轮增压器压缩机下游的压力值。根据本专利技术的又一方面，电子控制单元或其他装置配置为监测涡轮增压器压缩机特性图中的涡轮增压器压缩机工作点的位置，包括涡轮增压器转速传感器。此方面的优点是，其允许通过简单的方法来获得涡轮增压器的转速值。根据另一方面，电子控制单元或其他装置配置为：将涡轮增压器压缩机特性图中的停用临界线限定为涡轮增压器压缩机压力比以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作汽车系统的方法，该汽车系统包括内燃发动机(110)，所述内燃发动机配备有涡轮增压器(230)和电动压缩机(600)，涡轮增压器(230)包括涡轮增压器压缩机(240)，所述方法包括以下步骤：根据涡轮增压器压缩机(240)压力比和质量流量在涡轮增压器压缩机特性图(800)中限定喘振临界线(A)和临喘振临界线(B)，所述临喘振临界线(B)被限定为对于喘振临界线(A)的每一个相应压力比值限定有更大的质量流量值；根据涡轮增压器压缩机(240)压力比和质量流量，监测涡轮增压器压缩机(240)的特性图中的涡轮增压器压缩机(240)的工作点(P)的位置；检测增加扭矩的请求；如果涡轮增压器压缩机(240)工作点(P)沿朝向喘振临界线(A)的方向穿过临喘振临界线(B)，则启用电动压缩机(600)，以辅助涡轮增压器压缩机(240)输送所请求的扭矩。

【技术特征摘要】
2015.08.11 GB 1514122.91.一种操作汽车系统的方法，该汽车系统包括内燃发动机(110)，所述内燃发动机配备有涡轮增压器(230)和电动压缩机(600)，涡轮增压器(230)包括涡轮增压器压缩机(240)，所述方法包括以下步骤：根据涡轮增压器压缩机(240)压力比和质量流量在涡轮增压器压缩机特性图(800)中限定喘振临界线(A)和临喘振临界线(B)，所述临喘振临界线(B)被限定为对于喘振临界线(A)的每一个相应压力比值限定有更大的质量流量值；根据涡轮增压器压缩机(240)压力比和质量流量，监测涡轮增压器压缩机(240)的特性图中的涡轮增压器压缩机(240)的工作点(P)的位置；检测增加扭矩的请求；如果涡轮增压器压缩机(240)工作点(P)沿朝向喘振临界线(A)的方向穿过临喘振临界线(B)，则启用电动压缩机(600)，以辅助涡轮增压器压缩机(240)输送所请求的扭矩。2.如权利要求1所述的方法，包括步骤：根据涡轮增压器压缩机(240)压力比和质量流量在涡轮增压器压缩机特性图(800)中限定停用临界线(C)，所述停用临界线(C)被限定为对于临喘振临界线(B)的每一个相应压力比值限定有更大的质量流量值；和如果涡轮增压器压缩机(240)的工作点沿远离临喘振临界线(B)的方向穿过停用临界线(C)，则停用电动压缩机(600)。3.如权利要求1所述的方法，包括步骤：在涡轮增压器压缩机(240)出口处测量压力值(ptot_out)；计算涡轮增压器压缩机(240)入口处的压力值(ptot_in)；计算涡轮增压器压缩机(240)出口处的压力值(ptot_out)和涡轮增压器压缩机(240)入口处的压力值(ptot_in)之间的涡轮增压器压缩机(240)的压力比。4.如权利要求3所述的方法，其中根据环境压力值计算涡轮增压器压缩机(240)入口处的压力值(ptot_in)。5.如权利要求1所述的方法，其中根据进气管道(205的)质量流量涡轮增压器压缩机(240)入口压力、和涡轮增压器压缩机(240)入口温度计算涡轮增压器压缩机(240)的质量流量。6.如权利要求5所述的方法，包括步骤：测量涡轮增压器(230)的转速；计算涡轮增压器压缩机(240)的质量流量；根据所测量的涡轮增压器的转速和所计算的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A拉卡，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US