用于涡轮增压器的方法和系统技术方案

提供了用于涡轮增压器的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括通过控制器利用涡轮增压器的操作来调节废气门位置和叶片位置中的一者或多者，以实现所期望的涡轮增压器速度。该方法还包括调节发动机运行参数以实现所期望的涡轮增压器速度。望的涡轮增压器速度。望的涡轮增压器速度。

【技术实现步骤摘要】
用于涡轮增压器的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年2月1日提交的题为“METHODS AND SYSTEMS FOR TURBOCHARGER”的美国临时申请No.63/267,402的优先权。上述申请的全部内容出于所有目的通过引用被包含于此。


[0003]在此公开的主题的实施例涉及涡轮增压型内燃发动机，并且更具体地，涉及在增大发动机功率输出而不增大涡轮速度的条件下调节废气门的位置。

技术介绍

[0004]具有内燃发动机(也简称为发动机)的一些车辆可使用涡轮增压器。涡轮增压器中的一种是电动涡轮增压。电动涡轮与常规的涡轮增压器的不同之处在于，电动涡轮可选择性地从废气中汲取多余的能量用于电力，或者通过电动马达向压缩机提供额外的能量。废气流可通过使涡轮旋转来为压缩机提供动力，以向发动机的一者或多者气缸提供压缩空气。以这种方式压缩空气可大增加发动机的功率和扭矩。可期望具有与当前可用的系统和方法不同的系统和方法。

技术实现思路

[0005]在一个实施例中，本公开为包括发动机、电动马达以及包括废气门的涡轮增压器的系统提供支持。控制器的非暂时性存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时能够使所述控制器调节所述涡轮增压器和所述废气门的组合，以实现所确定的操作参数。
[0006]在另一实施例中，本公开还提供了对如下方法的支持，该方法包括通过所述控制器利用涡轮增压器的操作来调节废气门位置和叶片位置中的一者或多者，以实现所确定的涡轮增压器旋转速度。
[0007]在又一实施例中，本公开还提供了对车辆系统的支持，该车辆系统包括结合到涡轮增压器的发动机、结合到所述涡轮增压器的轴的电动马达以及控制器，所述控制器的非暂时性存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器响应于以下条件中的一者或多者，结合所述涡轮增压器的操作来调节废气门位置和叶片位置中的一者或多者，以实现所确定的涡轮增压器速度：小于下阈值的所述车辆的轨迹速度；大于上阈值的所述轨迹速度；所述车辆的车轮的牵引力的损失；以及超过所确定的极限速度的所述涡轮增压器的旋转速度。
附图说明
[0008]当单独或参照附图时，通过阅读实施例的示例(在此被称为“具体实施方式”)，将更全面地理解在此描述的优点，在附图中：
[0009]图1示出了根据本公开的实施例的具有发动机的车辆系统的示意图。
[0010]图2示出了可变几何涡轮的实施例。
[0011]图3A示出了用于基于确定的参数调节涡轮增压器操作的高级方法。
[0012]图3B示出了图3A的方法的控制图。
[0013]图4示出了用于基于条件操作发动机的涡轮增压器的方法。
具体实施方式
[0014]在此公开的主题的描述和实施例涉及用于改变内燃发动机(ICE)的性能的方法和系统。ICE可结合有涡轮增压器。涡轮增压器可以是选择性地通过电机和废气的组合被驱动的电动涡轮增压器。在此，电动涡轮增压器被称为电动涡轮。可修改和控制发动机、电动涡轮和废气门/叶片的操作以实现所确定的操作参数(诸如，所确定的涡轮增压器速度)。
[0015]图1示出了包括发动机、电动涡轮、后处理系统、燃料系统和控制系统的车辆系统的示例。图2示出了可变几何涡轮的实施例。如图3A和图4的方法以及图3B的控制图中所示，车辆系统的控制器可使用多个不同的控制策略，以基于所确定的替代率调节电动涡轮的速度。
[0016]本公开的实施例在以下描述中公开，并且可涉及用于包括电动涡轮的内燃发动机(ICE)的多燃料系统的方法和系统。ICE可通过不同燃料的组合来操作。这些燃料可具有相对不同量的碳。在一个示例中，ICE可以是被配置成燃烧多种燃料的多燃料发动机。多种燃料中的每种可存储在单独的燃料箱中。在一个实施例中，一种或多种燃料及其相应的燃料箱可被容纳在包括不同燃料的不同燃料箱中。在一个示例中，包括气体燃料的气体燃料箱可布置在包括液体燃料的液体燃料箱的内部容积内。
[0017]ICE可燃烧汽油、柴油、氢化衍生的可再生柴油(HDRD)、醇、醚、氨、生物柴油、氢气、天然气、煤油、合成气等中的一种或多种。多种燃料可单独或组合地包括气体燃料、液体燃料和固体燃料。可基于当前发动机负载来确定用辅助燃料替代ICE的主要燃料的替代率。在一个实施例中，替代率可对应于含碳量相对较低或者含碳量为零的燃料(例如，氢气或氨)的喷射量。随着替代率增加，含碳量较低或者含碳量为零的燃料的相对比例增大，并且组合燃料中的含碳量的总量降低。另外地或可替代地，替代率可对应于气体燃料相对于液体燃料的喷射量或输送量。
[0018]在一个示例中，ICE可燃烧包括柴油和氢气的燃料。在一些操作模式期间，ICE可仅燃烧柴油、仅燃烧氢气或者柴油和氢气的组合(例如，在第一条件期间仅燃烧柴油，在第二条件期间仅燃烧氢气，并且在第三条件期间燃烧柴油和氢气的组合)。当提供氢气时，可调节操作条件以促进氢气的增强燃烧。发动机系统还可配置成燃烧包括柴油、氢气和氨的三种或更多种燃料的混合物。另外地或可替代地，乙醇可被包括在燃烧混合物中。
[0019]在一个示例中，用于多燃料发动机的系统和方法可包括燃烧主要燃料与一种或多种辅助燃料的组合。多燃料发动机可被配置成单独燃烧主要燃料。在一些条件期间，多燃料发动机可被配置成通过将一种或多种辅助燃料替代到燃烧混合物中来减少所使用的主要燃料的量。辅助燃料可包括相对于主要燃料降低的碳含量。另外地或可替代地，辅助燃料可更便宜、更可用和/或更有效。辅助燃料可在可燃性和燃烧速率方面变化。考虑到包括辅助燃料，可响应于燃烧混合物来调节多燃料发动机的点火正时。例如，可随着氢量的增大而延
迟点火正时。作为另一示例，可随着氨量的增大而提前点火正时。可以以这种方式响应于向燃烧混合物添加和减少主要燃料以及一种或多种辅助燃料而进一步调节点火正时。通过这样做，可减轻爆震和预燃烧。
[0020]在此描述的系统的实施例可包括各种发动机类型和各种发动机驱动系统。这些系统中的一些可以是静止的，而其他系统可位于半移动平台或移动平台上。半移动平台可在操作时段之间重新定位(诸如，安装在平板拖车上)。移动平台可包括自推进车辆。这样的车辆可包括公路运输车辆(例如，汽车)、采矿设备、船舶、飞行器、轨道车辆和其他非公路车辆(OHV)。为了清楚说明，可提供诸如机车的轨道车辆作为移动平台的示例。在一个示例中，车辆系统可包括发动机、涡轮增压器、后处理系统、燃料系统和控制系统。
[0021]在一些示例中，可响应于电动涡轮的参数来调节ICE的替换率。例如，如果涡轮增压器速度由于可由电动涡轮汲取的功率小于阈值而受到限制，则可调节替代率。另外地或可替代地，如果打开或关闭涡轮的废气门，则可调节替代率。
[0022]参照图1，示出了具有发动机系统的交通工具系统100的实施例的框图。车辆系统包括车辆106。在所示实施例中，车辆是可通过安装在轴113上的多个车轮112而在轨道102上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，其中，该系统包括：涡轮增压器，包括废气门和电动马达，所述涡轮增压器能够结合到发动机；以及控制器，所述控制器的非暂时性存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使所述控制器：调节所述涡轮增压器和所述废气门的操作组合，以实现所确定的操作参数。2.如权利要求1所述的系统，其中，所确定的操作参数是涡轮增压器速度。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述指令还使所述控制器调节所述涡轮增压器和所述废气门以实现所确定的气流流量。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述指令还使所述控制器响应于超过极限速度的涡轮增压器速度而将所述废气门调节到打开位置。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述指令还使所述控制器能够调节发动机运行参数，以限制将所述涡轮增压器速度增加到所述极限速度以上的条件，并且优先使用所述电动马达。6.如权利要求1所述的系统，其中，所述涡轮增压器被配置成驱动包括所述发动机的车辆的至少一个轮轴，其中，所述指令还使所述控制器利用所述发动机或所述涡轮增压器或者所述发动机和所述涡轮增压器两者来驱动所述至少一个轮轴。7.如权利要求1所述的系统，其中，所述涡轮增压器被配置成产生电力并将所述电力供应到容纳所述发动机的车辆的辅加负载。8.一种方法，其中，该方法包括：调节废气门位置和叶片位置中的一者或两者以实现所确定的涡轮增压器旋转速度。9.如权利要求8所述的方法，其中，所述涡轮增压器包括电动马达，并且所述方法还包括向所述电动马达供应电力或向所述电动马达供应负载以控制所述涡轮增压器的速度。10.如权利要求8所述的方法，其中，所述方法还包括将所述废气门切换到完全关闭位置。11.如权利要求8所述的方法，其中，所述方法还包括响应于小于下阈值轨迹速度的轨迹速度或者响应于大于上阈值轨迹速度的轨迹速度，将所述废气门位置调节到打开位置，并将所述叶片位置调节到打开位置。12.如权利要求8所述的方法，其中，所述方法还包括响应于执行的自负载诊断，完成将所述废气门位置调节到完全打开位置和将所述叶片位置调节到完全打开位置中的一者或多者。13.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：交通知识产权控股有限公司，
类型：发明
国别省市：