本发明专利技术涉及一种汽车，带有内燃机(2)和变速器(3)以及对所述内燃机(2)的燃烧用空气进行预压缩的、具有可变几何形状的涡轮增压器(1)和用于改变所述涡轮增压器几何形状的涡轮增压器-控制单元(5)，其中，所述涡轮增压器-控制单元(5)设置为，在所述变速器(3)降挡(t2；13)之前朝减小所述涡轮增压器(1)的转速(ω)的方向改变所述涡轮增压器(1)的几何形状。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种带有涡轮增压器的汽车，该涡轮增压器带有可变的几何形状，所述汽车带有用于控制这种涡轮增压器的装置。
技术介绍
几何形状可变的涡轮增压器，通常带有可调的导向叶片，使得能够改变废气流量和涡轮转速之间的关系，并且以这种方式即便在较低的发动机转速时也能提供良好的压缩功率。为了实现所需的压缩功率，可能需要这样调节导向叶片，使得涡轮以接近所允许的最大转速运转，尽管废气流量还没有达到其最大值。废气流量的突然增加，尤其是结合汽车的变速器降挡时的内燃机转速突然增加，会导致涡轮超过最大允许的转速并因此导致涡轮增压器的损坏。尤其带有自动变速器或者自动化的变速器的汽车允许非常迅速的降挡过程， 这可能会导致超过极限值。该问题在汽车在较稀薄的空气中使用时，也就是在较高的山区中行驶时尤其尖锐，因为这些地方的低气压减小了由涡轮增压器的压气机每转吸入的空气质量并且相应也减小了每转由压气机压缩压到吸入的空气上的功，所以涡轮增压器比在洼地中的高气压下行驶时更难减速。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种带有涡轮增压器的汽车，其中，超过涡轮增压器最大允许的转速的危险得以消除或者至少得以减小。该技术问题由此解决，S卩，在带有内燃机和变速器以及具有可变的几何形状的、 预压缩用于内燃机的燃烧空气的涡轮增压器和用于改变涡轮增压器几何形状的涡轮增压器-控制单元的汽车中这样设置涡轮增压器-控制单元，使得在变速器降挡之前将涡轮增压器的几何形状朝减小涡轮增压器的转速的方向改变。为了非不必要地限制涡轮增压器的功率，所述涡轮增压器-控制单元优选设计为，只有在降挡时当涡轮增压器超过转速临界值时，才监测涡轮增压器的转速并且然后朝减小转速的方向改变几何形状。该转速临界值通常小于涡轮增压器的最大允许的转速。因为环境气压越低，涡轮增压器在变速器降挡时不希望的转速上升的危险越高， 相宜的是，作为环境气压的函数预先给出转速临界值和最大允许的转速之间的差。为了能够及时地在变速器降挡之前改变涡轮增压器的几何形状，涡轮增压器-控制单元可以与变速器的控制单元连接，以便接收来自该控制单元的信号，或者涡轮增压器-控制单元可以连接在转速传感器或者汽车的速度计上，以便自动识别变速器降挡条件的存在。当涡轮增压器-控制单元能够识别降挡的条件时，该涡轮增压器-控制单元相宜地也能够承担变速器的控制单元的功能。而控制单元优选设计为，在涡轮增压器的转速低于转速临界值时，使变速器在低于换挡临界值时相宜地立即降挡，如果转速高于转速临界值，则首先朝减小转速的方向改变涡轮增压器的几何形状，并且接着才使变速器降挡。换句话说，当涡轮增压器转速足够低时，在存在降挡的前提条件时使变速器立即换挡，反之，如果涡轮增压器转速高于转速临界值，延迟变速器的降挡，以便事先实现涡轮增压器的转速降低。改变涡轮增压器几何形状和变速器的降挡之间的时间延迟优选可以根据汽车所处的环境气压或海拔高度规定。防止超过最大允许的涡轮增压器转速的另一种可能性是，如果转速高于转速临界值，控制单元开始监测高于原来的换挡临界值的辅助换挡临界值，并且在低于辅助换挡临界值时就已经朝减小转速的方向改变涡轮增压器的几何形状。因此，当内燃机的转速达到原来的换挡临界值时，涡轮增压器的转速降低可以已经发生，因此，降挡可以没有延迟地进行。本专利技术的主题还包括一种用于控制汽车中的变速器和具有可变的几何形状的涡轮增压器的方法，该方法包括以下步骤-判断变速器是否需要降挡；-如果发现需要降挡，在降挡之前朝减小涡轮增压器的转速的方向改变涡轮增压器的形状。另一专利技术主题是带有程序代码-介质的计算机程序产品，该程序代码-介质使计算机能够作为汽车中的涡轮增压器-控制单元如上所述地工作，或者实施上述方法，以及一种计算机可读的数据载体，在该数据载体上存储有程序指令，所述程序指令使得计算机能够作为涡轮增压器-控制单元如上所述地工作或者实施上述方法。附图说明本专利技术其它的特征和优点由以下参照附图对实施例的说明得出。在附图中示出图1是按本专利技术的汽车的示意图；图2示出了降挡的条件以及按本专利技术的第一种设计的降挡过程执行的图表；图3示出了气压或海拔高度与降挡时间延迟之间的关系；以及图4是类似于图2的图表的子图表，用于示出对按本专利技术的第二种设计的降挡条件的监测。具体实施例方式图1是按本专利技术的汽车的示意图。具有可变的几何形状的已知涡轮增压器1向内燃机2供应预压缩的燃烧空气。内燃机2通过变速器3驱动汽车的车轮4。基于微处理器的电子控制单元5与加速踏板6连接，以便根据加速踏板6的位置控制内燃机2的燃料计量和涡轮增压器1的涡轮中的叶片的位置。控制单元5在附图中也示出为与变速器3连接并且设计为，控制分别在变速器3中挂入的挡位。此外，控制单元5 在此与环境压力传感器7连接，该环境压力传感器使得控制单元能够评估由涡轮增压器1 吸入的燃烧用空气的密度。作为替代方案，考虑GPS或者类似的导航系统的接收器作为评估环境气压的装置，所述装置设置为，根据接收到的信号计算汽车的海拔高度并且根据该高度计算出或者由表格读出空气压力。控制单元5根据汽车速度和加速踏板6的位置确定分别在变速器3中挂入的档位。图2的三个图表中的最上面的图表在二维图表中示出了降挡阈值8的典型曲线(例如用于从第三挡降到第二挡)，其横坐标轴是汽车速度V，而其纵坐标轴是加速踏板的位置 θ。在加速踏板6操纵很少时，临界速度(低于该临界速度会导致降挡)与加速踏板位置无关。在加速踏板受到较强的操纵时，该临界速度逐渐增加。箭头9标示汽车的工作点移动，该汽车在高负载的情况下逐渐变慢，例如当汽车以及连接的挂车驶上斜坡时。在此，加速踏板6几乎100%被操纵。在临界速度vs时，箭头9与降挡阈值8相交。当汽车的速度降到值vs时，控制单元5因此会发现，需要从第三挡降低到第二挡。汽车的这种变慢在图 2最下面的图表中对应于内燃机1的转速Ω在时间段t0到tl的连续下降，其通过曲线16 示出。如图2的第二个子图表所示，在低于速度vs时，非按本专利技术的控制单元在时间点 tl立即向变速器3的促动器发出降挡命令10 (参见该图表中的虚线矩形)。该降挡导致内燃机2的转速Ω跳跃式地增加(通过第三子图表中的虚线曲线17示出)，并且因此内燃机 2的空气流量也增加，并且提高的废气排放又使得涡轮增压器1加速。如果其转速Qci由于高负载在降挡之前就已经在允许的最高转速ω_附近，则会由于降挡超过允许的最高转速 ω_(如通过图2的第三个子图表中虚线曲线11所示)。与之相反，如果涡轮增压器1的转速ω同时超过临界值ω *，按本专利技术的控制单元5在时间点tl首先通过调整涡轮增压器1中的涡轮叶片对低于临界速度vs作出反应。 如在第三子图表中通过实线曲线12所示，这种调整导致涡轮增压器1的转速ω的降低。涡轮增压器1为达到新的稳定转速所需的时间与结构类型有关并且是已知的。在该时间快过去之前，控制装置5以相对低于临界速度vs的时间差At在时间点t2向变速器3发出降挡命令13。在此，降挡也导致涡轮增压器1的加速，然而这种加速与通过调整导致的涡轮叶片导致的变慢叠加，因此转速上升比曲线11的情况下慢，并且因为转速上升从低于的初始值Q1出发，所以涡轮增压器1在换挡之后形成的稳定转速较小。相宜地分别这样规定叶片调整的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种汽车，带有内燃机（２）和变速器（３）以及对所述内燃机（２）的燃烧用空气进行预压缩的、具有可变几何形状的涡轮增压器（１）和用于改变所述涡轮增压器的几何形状的涡轮增压器－控制单元（５），其特征在于，所述涡轮增压器－控制单元（５）设置为，在所述变速器（３）降挡之前朝减小所述涡轮增压器（１）的转速（ω）的方向改变所述涡轮增压器（１）的几何形状。
【技术特征摘要】
2010.05.26 DE 102010021562.71.一种汽车，带有内燃机( 和变速器(3)以及对所述内燃机O)的燃烧用空气进行预压缩的、具有可变几何形状的涡轮增压器(1)和用于改变所述涡轮增压器的几何形状的涡轮增压器-控制单元(5)，其特征在于，所述涡轮增压器-控制单元( 设置为，在所述变速器(3)降挡之前朝减小所述涡轮增压器(1)的转速(ω)的方向改变所述涡轮增压器 (1)的几何形状。2.如权利要求1所述的汽车，其特征在于，所述涡轮增压器-控制单元(5)设置为，监测所述涡轮增压器(1)的转速(ω)，并且仅当所述转速(ω)超过转速临界值(ω*)时朝减小所述转速(ω)的方向改变所述几何形状。3.如权利要求1或2所述的汽车，其特征在于，所述涡轮增压器-控制单元(5)同时作为所述变速器(3)的控制单元工作。4.如权利要求1、2或3所述的汽车，其特征在于，所述涡轮增压器-控制单元(5)设置为，监测汽车的速度(ν)或者所述内燃机O)的转速(Ω)是否低于换挡临界值(8，vs)。5.如权利要求2或4所述的汽车，其特征在于，所述控制单元(5)设置为，在低于所述换挡临界值⑶时，如果所述涡轮增压器⑴的转速(ω)高于所述转速临界值(ω*)，首先朝减小所述转速(ω)的方向改变所述涡轮增压器(1)的几何形状并接着将所述变速器(3) 降挡，以及，如果所述转速(ω)低于所述转速临界值(ω*)，将所述变速器C3)立即降挡。6.如权利要求1至5之...
【专利技术属性】
技术研发人员：马丁金泰尔，格诺特贝克，托马斯斯托克，
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：US
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