控制机动车辆涡轮压缩热力发动机的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于控制发动机的方法，该发动机包括涡轮压缩机以及用于允许空气通过的节气门，该涡轮压缩机不具有称为“放泄阀”的压缩机空气排放阀并具有称为“废气门”的排放阀，其特征在于，该方法包括：‑检测压缩机喘振的步骤，‑确定对应于待施加至所述节气门的喘振限制的第一空气填充设定值的步骤，‑校正所述第一填充设定值的步骤，‑确定对应于最大填充的第二空气填充设定值的步骤，该最大填充允许遵循对应于驾驶员期望的扭矩设定值，‑在这两个空气填充设定值之间进行决断的步骤，以及‑根据在决断步骤之后所确定的设定值定位所述节气门的步骤。

A method for controlling a turbine compressor heat engine of a motor vehicle

The invention relates to a method for controlling an engine comprising a turbine compressor and a throttle for allowing air to pass. The turbine compressor does not have a compressor air discharge valve called a \discharge valve\ and has a discharge valve called a \exhaust valve\, which is characterized in that the method comprises: The step of compressor surge, the step of determining the first air filling setting value corresponding to the surge limit to be applied to the throttle, the step of correcting the first air filling setting value, the step of determining the second air filling setting value corresponding to the maximum filling, which allows the maximum filling to follow the step corresponding to the driving period The desired torque setting value, the step of making a decision between the two air filling setting values, and_the step of positioning the throttle according to the set value determined after the decision step.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制机动车辆涡轮压缩热力发动机的方法
本专利技术涉及一种控制机动车辆涡轮压缩热力发动机的方法。本专利技术在汽油发动机领域中发现了特别有利的应用。
技术介绍
对于诸如未燃烧碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳、温室气体(如二氧化碳等)的污染物排放水平所施加的监管约束以及对于机动车辆的燃料消耗水平所施加的限制将未来动力总成(GMP)的发展朝发动机尺寸减小(或英语中为“尺寸缩小”)、发动机转速降低(或英语中为“速度降低”)但发动机扭矩增加(或英语中为“扭矩提升”)引导。发动机尺寸减小在于通过不同的方法使热力发动机的排量降低而不降低热力发动机的最终功率或增加热力发动机的等排量功率。所寻求的目的在于通过优选地使得热力发动机在其最大效率以及最小比油耗的范围中运行来提高比功率和扭矩、降低比油耗并减少污染物排放。此外，结合发动机尺寸减小，“速度降低”旨在使发动机转速降低，以减少摩擦和燃料消耗，而不会降低性能。该技术尤其在于通过对例如处于大约1000转/分钟的发动机转速施加不断增大的车辆速度来“延长”齿轮箱比。对于给定的车辆速度而言，发动机的转动转速因此降低。为此，恰当的是，优化燃烧并且尤其从发动机的最低转动转速产生最大扭矩以便不再主要通过发动机的旋转速度而是更通过所输送的有效扭矩来向车轮提供功率。因此，为了所谓的“稳定”性能(即消除获得这些性能的延迟)和所谓的“瞬时”性能(即扭矩和功率在激励热力发动机之后的给定延迟之后可用，通常为1至2秒)，“扭矩提升”的原理在于实施允许在给定的发动机转速下增加由发动机产生的有效扭矩并降低获得最大扭矩的最小转速。因此，为了降低燃料消耗，同时保持驾驶舒适性、个性化、娱乐性以及以良好的加速能力至少使包括驾驶员在内的车辆重量移动的能力，热力发动机的研发朝向减小热力发动机的排量，同时通过集成涡轮压缩机和/或容积式压缩机使热力发动机增压。在这两种情况下，进气压力均会增加，以利用空气/燃料混合物更好地填充汽缸，从而增加热力发动机的比功率。因此，可以发动机的等排量功率或利用减少排量的来减少发动机的消耗。如图1所示，在涡轮压缩机7的情况下，进气10的压缩机11通过由排气12(注定要在发动机罩或车身下方损失或消散到外部环境)的速度和焓所促动的涡轮机9所驱动，这给让出排气的一部分动能和热能来转动涡轮机9。因此，与通过皮带或通过由曲轴所促动的齿轮传动所驱动的容积式压缩机不同，涡轮压缩机7不消耗热力发动机6的输出曲轴上的功率。相反，与从最低转速起效的机械压缩机不同，涡轮压缩机7仅在超过一定发动机转速时才起效。另外，在强烈加速需求时，涡轮压缩机7可能表现出一定的响应时间，即延迟，在该延迟期间排气12的量还不足以使涡轮机9以理想转速转动，特别是由于涡轮机的惯性：在机械压缩机的情况下，该响应时间(或英语中的“涡轮迟滞”)是不存在的。这些缺点可以通过采用下列方法解决：-可变几何形状涡轮机9，其在低转速下更为有效。为了保持经济可行，叶片和机构产生几何形状变化，但是由于产生不能承受的热应力(在汽油涡轮中至少高达950℃甚至高于1050℃，但在柴油中才高达780至870℃)，所以这种广泛分布于增压柴油发动机的技术目前尚不适用于增压汽油发动机；-或多次增压(通常是双增压或三增压)，其特征在于通过组合串联和/或并联的多个几何形状不同的涡轮压缩机7(将具有涡轮机和尺寸减小压缩机以降低涡轮压缩机的惯性并因此利于从低转速起的效率的涡轮压缩机关联至接续或补充提供至高转速的增压以产生所需功率的较大尺寸涡轮压缩机)，或者通过与压缩机11串联地添加电动压缩机(因此不由排气12而由外部电能源驱动，例如12V电池或由发动机驱动的交流发电机或用于部分电力牵引能量车辆的48V电池(在英语中称为“轻度混合”)或用于主要电力牵引能量车辆高压电池(英文称为“全混合”))，并在所有情况下，其特征在于其重大的额外成本以及难以实施在现代车辆的子发动机罩中。然而，对于排量大大减小的单增压发动机而言，涡轮压缩机7的特性应该满足热力发动机6的最大功率(其尤其需要大直径的涡轮机9和压缩机11，因此增压机械具有较大惯性)，并且同时满足低惯性所有利于的瞬时运行性能(自最低发动机转速起的扭矩、扭矩上升时间、附接转速(régimed’accrochage)等)。因此，具有大尺寸的压缩机11和涡轮机9的涡轮压缩机7将理想地提供大增压压力并且因此帮助发动机6输送高比功率，但由于其大惯性而将具有相对较差的瞬间性能。在这些条件下，由于成本原因，这种单增压发动机的涡轮压缩机7的选择因此是这些常常不同的要求之间的折衷，并且与未在消耗和可靠性上折衷的体育竞赛发动机不同，通常涉及广泛分布的车辆。此外，其涡轮机9仅在增压热力发动机6的出口处由排气12所驱动的涡轮压缩机7不应经受涡轮机9和压缩机11的旋转速度超过最大阈值，以保护热力发动机6免受太高的增压压力。为此目的，如图1和图2所示，已知为涡轮压缩机7配备排气阀13，该排气阀13通过打开旁路管线15来限制排气12在涡轮压缩机7的涡轮机叶轮9上的压力和流量，以限制穿过涡轮机9的排气的压力和流量。因此降低了涡轮机9的旋转速度，并因此降低了与涡轮机机械一体的压缩机11的旋转速度，从而限制了增压压力。该排放阀13(在英语中也称为“废气门”)可以在涡轮机壳体的外部或内部。该排放阀13可以采取与热力发动机6的汽缸盖内的排气阀类似的阀的形式，或者可以是与调节热力发动机6的进气流量的节气门相同类型的节气门。排放阀13的控制可以是：-电动装置；-液压装置，该液压控制的控制流体是热力发动机6以及涡轮压缩机7的轴承的润滑油，油压通常沿着排放阀13的关闭方向作用；-气动装置22(参加图3)，其将在压缩机11的出口处所获得的增压压力施加至排放阀13的致动器18(参见图1)。因此，调节通过平衡施加至排放阀13两侧的力而是纯机械的。然而，该系统可以添加有压力控制电动系统19(参见图2)并在与致动器18相反的一侧上添加有第二增压压力进口，其因此与第一入口相对以促进阀13的关闭。该装置提高了排放阀13即使在被施加较强压力时保持关闭的能力。然而，如果驱动阀13的平移或旋转的外部杠杆24的轴线和致动器18(例如图3所示的气动装置22，但也可以是电动的)的杆17的端部之间的枢转连接23具有间隙，则排放阀13的控制可以证明是噪声源。该间隙对于根据预期的功能特性(密封、响应时间等)来实现排放阀13的控制是必需的，但是该间隙可以是外部杠杆24和致动器18的金属杆17之间的撞击源。这些金属/金属撞击是由热力发动机6处的排气12的脉动(出现于发动机6的汽缸中每一个中的排气时间)所产生的并且由外部杠杆24的轴线的材料(325至625℃)和致动器18的杆17的材料(250至575℃)之间的不同膨胀而加剧。在完全打开和完全关闭之间中间，在致动器18的行程的给定范围上进行系统激励被证明是重要的。此外，为了对排放阀13的致动器18进行标称控制而重复的这些金属/金属撞击随着时间加速了枢转连接23的磨损，使得如果增压压力不再受限制，则在或多或少的长期中导致阀13的故障，从而对涡轮压缩机7和热力发动机6的可靠性产生不可避免的后果。最后，这些撞击以这样的频率发生使得它们可以欺骗固定在汽缸壳体上的传感器对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制机动车辆热力发动机(6)的方法，所述机动车辆热力发动机包括涡轮压缩机(7)以及节气门(14)，所述节气门(14)用于允许进气通过，所述涡轮压缩机包括压缩机(11)和涡轮机(9)，所述压缩机未关联至所述压缩机的旨在保护所述压缩机免受喘振的称为“放泄阀”的空气排放阀，并且所述涡轮机(9)关联至限制所述涡轮机(9)中的排气压力和流量的称为“废气门”的排放阀(13)，其特征在于，所述方法包括：‑检测所述压缩机(11)的喘振的步骤，‑确定对应于待施加到所述节气门(14)的喘振限制(Remp_LP)的第一空气填充设定值的步骤，‑校正所述第一空气填充设定值(Remp_LP)的步骤，‑确定对应于最大填充(Remp_Max)的第二空气填充设定值的步骤，所述最大填充有允许遵循对应于驾驶员期望(C_vc)的扭矩设定值，‑在所述第一空气填充设定值(Remp_LP)和所述第二空气填充设定值(Remp_Max)之间进行决断的步骤，以及‑根据在实施所述决断步骤之后所确定的所述填充设定值来定位(Pos_Pap)所述节气门(14)的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.14 FR 16502811.一种用于控制机动车辆热力发动机(6)的方法，所述机动车辆热力发动机包括涡轮压缩机(7)以及节气门(14)，所述节气门(14)用于允许进气通过，所述涡轮压缩机包括压缩机(11)和涡轮机(9)，所述压缩机未关联至所述压缩机的旨在保护所述压缩机免受喘振的称为“放泄阀”的空气排放阀，并且所述涡轮机(9)关联至限制所述涡轮机(9)中的排气压力和流量的称为“废气门”的排放阀(13)，其特征在于，所述方法包括：-检测所述压缩机(11)的喘振的步骤，-确定对应于待施加到所述节气门(14)的喘振限制(Remp_LP)的第一空气填充设定值的步骤，-校正所述第一空气填充设定值(Remp_LP)的步骤，-确定对应于最大填充(Remp_Max)的第二空气填充设定值的步骤，所述最大填充有允许遵循对应于驾驶员期望(C_vc)的扭矩设定值，-在所述第一空气填充设定值(Remp_LP)和所述第二空气填充设定值(Remp_Max)之间进行决断的步骤，以及-根据在实施所述决断步骤之后所确定的所述填充设定值来定位(Pos_Pap)所述节气门(14)的步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述热力发动机(6)的喷射中断(C_Inj)阶段时仅考虑所述第一填充设定值(Remp_LP)的步骤。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如果所述车辆的制动罐的负压水平判定为不足以确保所述车辆的制动则禁止实施所述方法的步骤。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如果所述压缩机(11)处的空气压缩比率变得低于所确定阈值则禁止实施所述方法的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述压缩机处的所述空气压缩比率的所述所确定阈值介于1.05和1.2之间。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括根据所述热力发动机(6)的使用状况来定位关联至所述涡轮压缩机(7)的涡轮机(9)的所述排放阀(13)的步骤。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述热力发动机(6)的所述使用状况是动态纵向类别、稳定连续满负载类别、燃料经济类别或者利于除污部件的温升加速和快速启动的类别。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述热力发动机(6)的所述使用状况为纵向动态类型以优先考虑所述热力发动机的性能时，关联至所述涡轮压缩机(7)的所述涡轮机(9)的所述排放阀(13)的定位介于完全关闭位置至部分关闭位置之间。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢多维奇·列斐伏尔，
申请(专利权)人：标致雪铁龙汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR