Способ и система регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства и транспортное средство, содержащее систему для регулирования температуры

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания транспортных средств. Способ регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства заключается в том, что осуществляют этап (100) нахождения разности (ΔP) давлений между текущим рабочим давлением (Рх) устройства создания наддува и целевым давлением (PLIM) наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре (TLIM). Осуществляют этап (110) нахождения шага (dP) давления, являющегося функцией разности (ΔP) давлений и заданного количества (N) шагов давления. Осуществляют этап (120) последовательной настройки текущего рабочего давления (Рх) с шагом (dP) давления до тех пор, пока рабочая температура (Тх) устройства создания давления наддува не станет по существу равной предельной рабочей температуре (TLIM). Раскрыты система регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства, машиночитаемый носитель, транспортное средство и двигатель. Технический результат заключается в повышении точности поддержания рабочей температуры устройства создания давления наддува на предельно допустимом уровне. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу и системе регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува, в том числе относясь к настройке рабочего давления в устройстве создания давления наддува таким образом, чтобы рабочая температура устройства создания давления наддува была по существу равна предельной рабочей температуре.

Уровень техники

Устройства создания давления наддува, такие как турбонагнетатель или механический нагнетатель являются компонентами, которые могут быть использованы с двигателем транспортного средства с целью повышения давления воздуха, который подают в двигатель через впускной коллектор. Повышение давления подаваемого в двигатель воздуха может повышать мощность и/или КПД этого двигателя.

Тем не менее, величина, на которую можно повысить давление воздуха, может ограничиваться предельной рабочей температурой в устройстве создания наддува воздуха, например, максимальной выходной температурой газа. Превышение этой предельной рабочей температуры может привести к повреждению самого устройства создания давления наддува, или входящих в состав двигателя компонентов, что может повлиять на длительно обеспечиваемую надежность транспортного средства. Следовательно, рабочую температуру внутри устройства создания давления наддува можно ограничивать, исходя из требований надежности транспортного средства.

Для снижения рабочей температуры устройства создания давления наддува должно быть ограничено рабочее давление, например, перепад давления на этом устройстве. Однако ограничение рабочего давления устройства создания давления наддува может ограничить мощность двигателя и пагубно сказаться на общей топливной экономичности транспортного средства.

Для того чтобы достичь максимального КПД и мощности двигателя желательно, чтобы он работал вблизи предельной рабочей температуры с целью достижения максимального давления наддува, подаваемого от устройства создания давления наддува. Следовательно, желательно точно и постоянно выдерживать рабочую температуру устройства создания давления наддува на предельно допустимом уровне, что позволит достичь максимальной располагаемой мощности и выполнить требования по надежности.

Принято считать, что устройство создания давления наддува в пределах нормального рабочего диапазона выполняет сжатие с к.п.д, зависящим от проходящего через устройство массового потока и перепада давления на нем. Изготовители устройств создания давления наддува обычно прилагают к ним трехмерную характеристику компрессора, на которой построены графики зависимости изоэнтропического КПД и скорости компрессора от массового расхода воздуха и степени сжатия, нормированных по входной температуре.

Известно нахождение расчетной рабочей температуры устройства создания давления наддува по массовому расходу и перепаду давления на устройстве. Полученную таким образом расчетную выходную температуру можно затем подавать в контроллер с обратной связью для итерационного понижения рабочего давления до тех пор, пока расчетная рабочая температура не опустится ниже предельной рабочей температуры. Этот способ, однако, имеет несколько недостатков, таких как сложности калибровки, компромиссы между стабильностью и производительностью и ограничения динамической реакции. Кроме того, при использовании данного способа для достижения требуемого рабочего давления при предельной рабочей температуре может потребоваться слишком много затратных по времени итераций, что снизит оперативность получения результата.

Таким образом, желательно напрямую рассчитывать давление наддува, при котором устройство создания давления надува должно работать, чтобы рабочая температура была по существу равна предельной рабочей температуре. Это не так просто сделать, так как массовый расход сам является функцией давления наддува, а КПД зависит и от одного и от другого.

Настоящее изобретение направлено на решение этих задач.

Раскрытие изобретения

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается способ регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства, включающий в себя: нахождение разности давлений между текущим рабочим давлением устройства создания наддува и целевым давлением наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре; нахождение шага давления, причем шаг давления является функцией разности давлений и заданного количества шагов давления; и последовательную настройку текущего рабочего давления с указанным шагом до тех пор, пока рабочая температура устройства создания давления наддува не станет по существу равна предельной рабочей температуре.

Способ также может включать в себя нахождение расчетного целевого давления наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре. Расчетное целевое давление наддува можно рассчитывать, основываясь на КПД устройства создания давления наддува при текущем рабочем давлении. Целевое рабочее давление может быть функцией предельной рабочей температуры и заданной характеристики «давление наддува - массовый поток воздуха» устройства создания давления наддува. Заданная характеристика «давление наддува - массовый поток воздуха» устройства создания давления наддува относится к КПД устройства создания давления наддува. Заданная характеристика «давление наддува - массовый поток воздуха» устройства создания давления наддува может представлять собой трехмерную характеристику устройства создания давления наддува, на которой построены графики зависимости изоэнтропического КПД и скорости компрессора от массового расхода воздуха и степени сжатия, нормированных по входной температуре устройства создания давления наддува.

Настройка рабочего давления устройства создания давления наддува может предусматривать последовательное понижение текущего рабочего давления устройства создания давления наддува с первым шагом давления. Настройка рабочего давления устройства создания давления наддува может предусматривать последовательное повышение текущего рабочего давления устройства создания давления наддува со вторым шагом давления. Настройка рабочего давления устройства создания давления наддува может также предусматривать последовательное понижение текущего рабочего давления устройства создания давления наддува с первым шагом и последующее последовательное повышение текущего рабочего давления устройства создания давления наддува со вторым шагом давления.

Текущее рабочее давление устройства создания давления наддува могут последовательно понижать на величину первого шага давления до тех пор, пока рабочая температура устройства создания давления наддува не опустится ниже предельной рабочей температуры. Текущее рабочее давление устройства создания давления наддува могут последовательно повышать на величину второго шага давления до тех пор, пока рабочая температура устройства создания давления наддува не превысит предельную рабочую температуру.

Второй шаг давления может быть меньше первого шага давления. Второй шаг давления может быть делителем первого шага давления.

Способ может также включать в себя: нахождение текущей температуры устройства создания давления наддува; и сравнивание текущей рабочей температуры с предельной рабочей температурой.

Способ также может включать в себя: настраивание текущей рабочей температуры в повторяющемся режиме до тех пор, пока текущая рабочая температура не станет меньшей или большей предельной рабочей температуры.

Заданное количество шагов давления может быть выбрано с учетом функциональных требований устройства создания давления наддува и/или транспортного средства. Заданное количество шагов давления может быть связано с оптимальным количеством вычислений.

Предельная рабочая температура может зависеть от функциональных требований устройства и/или транспортного средства. Предельную рабочую температуру можно определять с учетом окружающего давления. Предельную рабочую температуру можно определять с учетом фактора возраста устройства создания давления наддува и/или транспортного средства. Предельная рабочая температура может быть переменной или неизменной. Рабочая температура может являться выходной температурой газа в устройстве создания давления наддува.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается система регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства, содержащая: одно или более управляющих устройств, выполненных с возможностью следующего: нахождения разности давлений между текущим рабочим давлением устройства создания наддува и целевым давлением наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре; нахождения шага давления, причем шаг давления является функцией разности давлений и заданного количества шагов давления; и подачи сигнала, например, на регулятор давления в системе, для настройки текущего рабочего давления в устройстве создания давления наддува, который предназначен для настройки текущего рабочего давления за некоторое количество шагов таким образом, чтобы рабочая температура устройства создания давления наддува была по существу равна предельной рабочей температуре.

Система также может содержать один или более датчиков температуры, выполненных с возможностью измерения температуры устройства создания давления наддува. Система также может содержать один или более датчиков давления, выполненных с возможностью измерения давления в устройстве создания давления наддува и/или в окружающей среде. Управляющее устройство может быть встроенным контроллером реального времени.

Транспортное средство или двигатель могут содержать вышеуказанную систему для регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува.

Устройство создания давления наддува может быть турбонагнетателем или механическим нагнетателем. Устройство создания давления наддува может быть компрессором, например, компрессором турбонагнетателя или механического нагнетателя. Альтернативно, устройство создания давления наддува может быть турбиной, например, турбиной турбонагнетателя.

Заявленное здесь изобретение является итерационным подходом, в котором известную зависимость давления наддува от массового потока используют для нахождения наибольшего давления наддува, при котором выходная температура компрессора будет равна предельной рабочей температуре.

Любое из вышеуказанных давлений может быть отношением давлений в устройстве создания давления наддува. Например, отношение давлений может быть отношением входного давления устройства к его выходному давлению.

Изобретение также обеспечивает программное обеспечение, такое как компьютерная программа или компьютерный программный продукт для исполнения любого из раскрытых здесь способов, а также машиночитаемый носитель с хранящейся на ней программой для исполнения любого из раскрытых здесь способов. Осуществляющая изобретение компьютерная программа может храниться на машиночитаемом носителе, или же, например, может иметь вид сигнала, такого как доступный для скачивания с интернет сайта сигнал данных, а также может иметь любую иную форму.

Управляющие устройства могут быть также выполнены с возможностью исполнения любого из вышеуказанных способов.

Краткое описание чертежей

Для обеспечения лучшего понимания настоящего раскрытия и более явной демонстрации его осуществления, далее в виде примера приводится ссылка на сопроводительные чертежи, на которых:

На фиг. 1 показана блок-схема способа регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува;

На фиг. 2 показана блок-схема этапа нахождения расчетного целевого давления наддува;

На фиг. 3 показана блок-схема способа регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува, причем способ включает в себя этап нахождения расчетного целевого давления наддува;

На фиг. 4 показана блок-схема этапа нахождения текущей рабочей температуры устройства создания давления наддува и этапа сравнивания текущей рабочей температуры с предельной рабочей температурой.

На фиг. 5 показана блок-схема способа регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува, причем способ включает в себя этап нахождения текущей рабочей температуры устройства создания давления наддува и этап сравнивания текущей рабочей температуры с предельной рабочей температурой.

На фиг. 6 показана блок-схема способа регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува, причем способ включает в себя этап понижения рабочего давления устройства создания давления наддува и этап повышения давления устройства создания давления наддува.

На фиг. 7 показан графический пример способа регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува; и

На фиг. 8 показана система регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува.

Осуществление изобретения

Настоящим изобретением обеспечивается способ и система регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува, таком как компрессор турбонагнетателя или механического нагнетателя транспортного средства, причем давление наддува устройства создания давления наддува настраивают таким образом, чтобы рабочая температура Тх, например, выходная температура газа в устройстве создания давления наддува была по существу равна предельной рабочей температуре TLIM. При этом давление наддува, производимое устройством создания давления наддува, является максимально допустимым давлением для заданного набора рабочих параметров, таких как надежность устройства создания давления наддува и/или рабочие показатели двигателя. Для краткости раскрытия способа полагается, что предельная рабочая температура TLIM является одиночным неизменным значением, при том, что в реальности она может быть переменной и зависящей от некоторого числа факторов, например, от условий эксплуатации транспортного средства и/или от истории использования и возраста двигателя, что будет рассмотрено далее по тексту.

Одной из задач системы является обеспечение работы устройства создания давления наддува при давлении, ограниченном таким образом, чтобы рабочая температура была по существу равна предельной рабочей температуре TLIM. Раскрываемый далее способ является способом выполнения такого регулирования, причем данный способ высокоэффективен во внедрении и калибровке и обеспечивает максимальные рабочие показатели устройства создания давления наддува, двигателя и/или транспортного средства.

На фиг. 1 изображен способ регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства. Способ включает в себя этап 100 определения разности ΔР давлений между текущим рабочим давлением Рх устройства создания давления наддува и целевым давлением PLIM наддува, при котором рабочая температура Тх устройства создания давления наддува по существу равна предельной рабочей температуре TLIM. Разность ΔР давлений находят по следующему уравнению:

Способ также включает в себя этап 110 определения шага dP давления, причем шаг dP давления является функцией разности ΔР давлений и заданного количества N шагов. Шаг dP давления находят по следующему уравнению:

Способ также включает в себя этап 120 последовательной настройки рабочего давления Рх устройства с шагом dP до тех пор, пока рабочая температура Тх устройства создания давления наддува не станет по существу равной предельной рабочей температуре TLIM, что может быть выражено как:

Рабочее давление Рх устройства создания давления наддува можно настраивать путем варьирования массового потока через устройство, например, настраивая перепускной клапан в канале, обходящем устройство создания давления наддува. Например, вокруг турбины турбонагнетателя можно устроить канал, а изменяя долю потока, подаваемого через перепускной канал, можно изменять рабочее давление Рх. Альтернативно, в случае механического нагнетателя, для регулирования рабочей скорости с целью изменения рабочего давления Рх можно варьировать мощность, подаваемую на компрессор механического нагнетателя.

Таким образом текущую рабочую температуру Тх устройства создания давления наддува итерационно настраивают на значение, по существу равное предельной рабочей температуре TLIM за количество шагов, аппроксимированное заданным количеством N шагов. Заданное количество N шагов может иметь отношение к желательному количеству вычислений, выполняемых управляющим устройством 1, как показано на фиг. 8. Это является полезным, так как способ по настоящему изобретению может быть осуществлен с использованием, например, встроенного контроллера реального времени. Следовательно, желательным будет нахождение решения за заданное количество шагов с задействованием минимальных вычислительных ресурсов управляющего устройства 1.

Способ может также включать в себя показанный на фиг. 2 этап 130, предусматривающий нахождение расчетного целевого давления PLIM наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре TLIM. Было бы желательным находить расчетное целевое давление PLIM наддува по КПД ηLIM устройства создания давления наддува при целевом давлении Рим наддува. Однако возникает проблема, состоящая в том, что коэффициент Ним полезного действия устройства создания давления наддува при целевом давлении PLIM наддува сам зависит от целевого давления Рим наддува и от массового расхода через устройство. Массовый расход также является функцией целевого давления PLIM наддува. Результатом этого является уравнение с двумя неизвестными переменными, что создает сложности в получении решения для целевого давления PLIM наддува.

Однако вместо этого расчетное целевое давление PLIM наддува можно определить, используя текущий КПД ηх при текущем рабочем давлении Рх, причем текущий КПД ηх устройства создания давления наддува легко определяется по заданной характеристике «давление наддува - массовый поток воздуха» устройства создания давления наддува для конкретного набора условий окружающей среды и работы двигателя. Такие данные обычно имеются в виде трехмерных характеристик, на которых построены графики зависимости изоэнтропического КПД и рабочих скоростей от массового расхода воздуха и степени сжатия. Например, расчетное целевое давление PLIM наддува может быть функцией: входного давления PIN; текущего КПД ηх при текущем рабочем давлении Рх; предельной рабочей температуры TLIM; входной температуры TIN газа устройства создания давления наддува; и показателя γ адиабаты воздуха. Целевое давление PLIM наддува может быть рассчитано по следующему уравнению:

Когда имеется несколько решений для целевого давления PLIM наддува, берут наибольшее из этих них. Согласно фиг. 3 в способе может быть задействован этап 130.

Способ может также включать в себя этап 140 определения текущей рабочей температуры Тх устройства создания давления наддува и этап 141 сравнения текущей рабочей температуры Тх с предельной рабочей температурой TLIM. При этом управляющее устройство 1 сможет определить, превышает ли текущая рабочая температура Тх предельную рабочую температуру TLIM, то есть установить, потребуется ли выполнение какого-либо действия для изменения текущего рабочего давления Рх с целью снижения температуры Тх устройства создания давления наддува. Текущая рабочая температура Тх при рабочем давлении Рх может быть найдена на этапе 140 по указанному ниже уравнению, в котором текущая рабочая температура Тх устройства создания давления наддува является функцией: входной температуры TIN газа; текущего рабочего давления Рх; текущего КПД ηх при текущем рабочем давлении Рх; входного давления PIN устройства создания давления наддува; и показателя у адиабаты воздуха. Альтернативно, текущая рабочая температура устройства создания давления наддува может определяться одним или несколькими датчиками температуры.

На фиг. 4 показан пример блок-схемы того, как находят текущую рабочую температуру Тх и сравнивают ее с предельной рабочей температурой TLIM. Если управляющее устройство 1 находит, что текущая рабочая температура Тх превышает предельную рабочую температуру TLIM,то может быть предпринято соответствующее действие для снижения текущей рабочей температуры Тх. Если управляющее устройство 1 определяет, что текущая рабочая температура Тх меньше предельной рабочей температуры TLIM, то устройство создания давления наддува может продолжать работать при текущем рабочем давлении Рх. Для проверки того, что текущая рабочая температура Тх не превышает предельную рабочую температуру Тим, выполнение этапа 141 может повторяться, например, периодически. На фиг. 5 показан пример того, как этап 140 и этап 141 могут быть задействованы в способе регулирования рабочей температуры Тх устройства создания давления наддува.

Как было рассмотрено выше, способ по настоящему изобретению включает в себя этап 110 нахождения шага dP давления и этап 120 настройки рабочего давления Рх, как показано на фиг. 1, фиг. 3 и фиг. 5. Вдобавок к этому, способ может включать в себя этап 111 нахождения первого шага dP1 давления с последующим этапом 121 последовательного понижения рабочего давления Рх устройства создания давления наддува с первым шагом dP1, после чего способ может включать в себя этап 112 нахождения второго шага dP2 давления с последующим этапом 122 последовательного повышения рабочего давления Рх устройства создания давления наддува со вторым шагом dP2. Однако следует понимать, что второй шаг dP2 давления может быть найден в любой точке способа до этапа 122.

Этап 121 может включать в себя нахождение первого шага dP1 давления аналогично тому, как находят шаг dP давления, то есть по разности ΔР давлений и заданному количеству шагов N1. Первый шаг dP1 давления может быть найден по следующему уравнению:

Этап 121 может включать в себя последовательное понижение рабочего давления Рх устройства создания давления наддува с первым шагом dP1 до тех пор, пока рабочая температура Тх не опустится ниже предельной рабочей температуры TLIM. Этап 121 может также включать в себя нахождение рабочей температуры Тх устройства создания давления наддува после каждого понижения рабочего давления Рх. Рабочая температура Тх может быть найдена так, как это описано выше, а затем сравнена с предельной рабочей температурой TLIM. В случае если рабочая температура Тх превысит предельную рабочую температуру ТLIM, рабочее давление Рх устройства создания давления наддува снова понижают на величину первого шага dP1 давления. Количество итераций этапа 121 аппроксимируется заданным количеством шагов. Таким образом, исходя из располагаемых вычислительных ресурсов, можно выбрать количество вычислений, которое пртребуется для того, чтобы понизить рабочую температуру Тх устройства создания давления наддува ниже предельной рабочей температуры TLIM. Кроме того, заданное количество N1 шагов можно выбрать таким, чтобы рабочая температура Тх устройства создания давления наддува всегда гарантированно понижалась до значения, меньшего предельной рабочей температуры TLIM.

Этап 112 может включать в себя нахождение второго шага dP2 давления, причем второй шаг dP2 давления является функцией первого шага dP, давления и другого заданного количества N2 шагов. Второй шаг dP2 давления может быть найден по следующему уравнению:

Таким образом, второй шаг dP2 давления может быть меньше первого шага dP1. Фактически, второй шаг dP2 давления может быть делителем первого шага dP1.

Альтернативно, этап 112 может включать в себя нахождение второго шага dP2 давления аналогично тому, как находят шаг dP, то есть когда второй шаг dP2 давления является функцией разности ΔР давлений и другого заданного количества шагов. Второй шаг dP2 давления может быть найден по следующему уравнению:

Этап 122 может включать в себя последовательное повышение рабочего давления Рх устройства создания давления наддува со вторым шагом dP2 до тех пор пока рабочая температура Тх не превысит предельную рабочую температуру TLIM. Этап 122 может также включать в себя нахождение рабочей температуры Тх устройства создания давления наддува после каждого повышения рабочего давления Рх. Рабочая температура Тх может быть найдена так, как это описано выше, а затем сравнена с предельной рабочей температурой TLIM. В случае если рабочая температура Тх будет меньше предельной рабочей температуры TLIM, рабочее давление Рх устройства создания давления наддува снова повышают на величину второго шага dP2 давления. Количество итераций этапа 122 аппроксимируют заданным количеством N2 или N3 шагов. Таким образом, исходя из располагаемых вычислительных ресурсов можно выбрать количество вычислений, требующихся для того, чтобы повысить рабочую температуру Тх устройства создания давления наддува выше предельной рабочей температуры TLIM. Кроме того, заданное количество N2 или N3 шагов можно подобрать таким, чтобы рабочая температура Тх устройства создания давления наддува всегда гарантированно повышалась до значения, большего предельной рабочей температуры TLIM.

Вышеуказанным методом рабочее давление Рх последовательно понижают большими шагами dP1 давления до тех пор, пока рабочая температура не опустится ниже предельной рабочей температуры, после чего рабочее давление Рх последовательно повышают меньшими шагами dP2 давления до тех пор, пока рабочая температура Тх не превысит предельную рабочую температуру TLIM. Меньший второй шаг dP2 давления может быть определен соответствующим образом заданным количеством N2 шагов таким образом, чтобы рабочая температура Тх только незначительно превышала предельную рабочую температуру TLIM, то есть, чтобы создавшееся в результате рабочее давление Рх было таким, чтобы рабочая температура Тх была очень близка к предельной рабочей температуре TLIM.

На фиг. 7 изображен графический пример этапов, выполняемых для настройки рабочего давления Рх устройства создания давления наддува таким образом, чтобы текущая рабочая температура Тх стала по существу равной предельной рабочей температуре TLIM. В показанном на фиг. 7 примере устройство создания давления наддува работает при рабочем давлении Рх и при текущей рабочей температуре Тх. Далее со ссылкой на фиг. 6 и на фиг. 7 в качестве примера приводится раскрытие способа по настоящему изобретению, содержащего:

- Этап 140 нахождения текущей рабочей температуры Тх устройства создания давления наддува и этап 141 сравнивания текущей рабочей температуры Тх с предельной рабочей температурой TLIM. При этом управляющее устройство 1 определяет превышение текущей рабочей температурой Тх предельной рабочей температуры TLIM, что требует выполнения действия по изменению текущего рабочего давления Рх таким образом, чтобы понизить рабочую температуру Тх;

- Этап 130 нахождения расчетного целевого давления PLIM наддува, при котором устройство создания давления наддува работает при предельной рабочей температуре TLIM.

- Этап 100 нахождения разности ΔР давлений между текущим рабочим давлением Рх устройства создания давления наддува и целевым давлением PLIM наддува, при котором рабочая температура Тх устройства создания давления наддува по существу равна предельной рабочей температуре TLIM.

- Этап 111 нахождения первого шага давления dP1; и

- Последовательно выполняемые этапы 121 понижения рабочего давления Рх устройства создания давления наддува на величину первого шага dP1 давления и этапы 141 сравнивания текущей рабочей температуры Тх с предельной рабочей температурой после каждого понижения давления на величину первого шага давления dP1.

В показанном на фиг. 7 примере заданное количество N1 шагов давления было предустановлено на 4. Однако можно понимать, что заданное количество N1 шагов давления может быть предустановлено на любое подходящее значение. Так как изначально рассчитываемое расчетное целевое давление PLIM наддува аппроксимируют, то требуемое в действительности количество шагов может быть больше или меньше заданного количества шагов N1. Этап 121 повторяют до тех пор, пока текущая рабочая температура Тх не опустится ниже предельной рабочей температуры TLIM.

Способ также включает в себя следующее:

- Этап 112 нахождения второго шага давления dP2; и

- Последовательно выполняемые этапы 122 повышения рабочего давления Рх устройства создания давления наддува на величину второго шага давления dP2 и этапы 141 сравнивания текущей рабочей температуры Тх с предельной рабочей температурой Тх после каждого повышения давления на величину второго шага давления dP2.

В показанном на фиг. 7 примере заданное количество N2 шагов давления было предустановлено на 2. Однако можно понимать, что заданное количество N2 шагов давления может быть предустановлено на любое подходящее значение. Так как изначально рассчитываемое расчетное целевое давление PLIM наддува аппроксимируют, то требуемое в действительности количество шагов может быть больше или меньше заданного количества шагов N2. Этап 122 повторяют до тех пор, пока текущая рабочая температура Тх не поднимется выше предельной рабочей температуры TLIM. За счет того, что второй шаг dP2 давления сравнительно невелик, например, по сравнению с первым шагом dP1 давления, текущая рабочая температура по существу равна предельной рабочей температуре TLIM устройства создания давления наддува. Тем не менее, в альтернативном примере, для гарантии того, что рабочая температура Тх будет меньше предельной рабочей температуры TLIM, перед выполнением последнего этапа 122 устройство создания давления наддува можно эксплуатировать при предшествующем рабочем давлении Рх.

Заданные количества N, N1, N2, N3 шагов и/или предельная рабочая температура TLIM могут быть выбраны на основе функциональных требований, предъявляемых к устройству создания давления наддува и/или транспортному средству. Заданные количества N, N1, N2, N3 шагов могут быть выбраны таким образом, чтобы в случае необходимости быстрого изменения, рабочее давление настраивалось бы за меньшее количество шагов, или альтернативно, в случае необходимости получения более точного результата - за большее количество шагов. Например, если заданное количество N2 шагов давления было предустановлено на 20, способ будет стремиться к более точному решению рабочей температуры Тх, но для нахождения этого решения потребует больше вычислительных ресурсов. Аналогичным образом, если ожидаемый срок эксплуатации устройства 1 создания давления наддува невелик, то предельную рабочую температуру TLIM можно выбрать более высокой. Тем самым можно достичь максимального давления наддува устройства создания давления наддува, не особо заботясь о долговременной надежности этого устройства.

Предельная рабочая температура TLIM может быть выбрана с учетом фактора возраста устройства создания давления наддува. К примеру, в устройствах создания давления наддува, отработавших большее количество рабочих циклов, предельную рабочую температуру TLIM можно установить более низкой, чем в тех устройствах, которые отработали меньшее количество рабочих циклов. Фактор возраста можно определять с определенной периодичностью в течение срока службы и выбирать с учетом выявленной скорости износа устройства создания давления наддува.

Предельная рабочая температура TLIM может быть выбрана с учетом давления воздуха, окружающего устройство создания давления наддува. К примеру, на транспортном средстве, работающем на большей высоте, предельная рабочая температура TLIM может быть установлена более высокой. Тем самым устройство 1 создания давления наддува сможет производить более высокие давления наддува для компенсирования снижения давления на этих высотах.

Предельная рабочая температура TLIM может быть установлена на неизменные значения и/или может быть переменной, зависящей от эксплуатационных требований устройства создания давления наддува и/или транспортного средства. Например, фактор возраста может быть установлен так, чтобы изменяться автоматически при увеличении количества рабочих циклов устройства создания давления наддува. В другом примере управляющее устройство 1 может быть выполнено с возможностью распознавания условий среды, окружающей транспортное средство. Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью нахождения атмосферного давления и/или температуры по другим переменным. Предельную рабочую температуру TLIM можно варьировать с в соответствии с изменяющимися окружающими условиями так, чтобы для каждых окружающих условий получать максимальную надежность и/или максимальные рабочие показатели устройства создания давления наддува. Задействование или незадействование управления по предельной рабочей температуре TLIM может зависеть от окружающих условий и эксплуатационных требований двигателя, но при использовании транспортных средств на больших высотах и при высоких температурах применение предельной рабочей температуры TLIM потребуется применять большую часть рабочего времени работы двигателя.

На фиг. 8 показана система 10 по настоящему изобретению. Система 10 содержит управляющее устройство 1 и регулятор 3 давления в системе. Управляющее устройство 1 выполнено с возможностью нахождения разности ΔР давлений между текущим рабочим давлением Рх устройства создания давления наддува и целевым давлением PLIM наддува, при котором устройство создания давления наддува работает при предельной рабочей температуре TLIM. Управляющее устройство также выполнено с возможностью нахождения шага dP давления, причем шаг dP давления является функцией разности ΔР давлений и заданного количества шагов N1 давления. Управляющее устройство 1 также выполнено с возможностью подачи сигнала на регулятор 3, выполненный с возможностью настраивать давление устройства создания давления наддува, а сигналу придана способность за заданное количество шагов настраивать текущее рабочее давление Рх таким образом, чтобы рабочая температура Тх устройства создания давления наддува становилась по существу равной предельной рабочей температуре TLIM.

Система может также содержать один или более датчиков температуры, выполненных с возможностью измерения температуры, например, входной температуры газа и/или выходной температуры газа в устройстве создания давления наддува, и/или один или более датчиков давления, выполненных с возможностью измерения давления, например входного и/или выходного давления в устройстве создания давления наддува, и/или окружающего давления. Кроме того, управляющее устройство 1 может быть встроенным контроллером реального времени.

1. Способ регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства, включающий в себя:

нахождение разности давлений между текущим рабочим давлением устройства создания наддува и целевым давлением наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре;

нахождение шага давления, причем шаг давления является функцией разности давлений и заданного количества шагов давления; и

последовательную настройку текущего рабочего давления с указанным шагом до тех пор, пока рабочая температура устройства создания давления наддува не станет по существу равной предельной рабочей температуре.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит:

нахождение расчетного целевого давления наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре;

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что расчетное целевое давление наддува рассчитывают, основываясь на КПД устройства создания давления наддува при текущем рабочем давлении.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что настройка рабочего давления устройства создания давления наддува включает:

последовательное понижение текущего рабочего давления устройства создания давления наддува с первым шагом; и

последующее последовательное повышение текущего рабочего давления устройства создания давления наддува со вторым шагом.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что текущее рабочее давление устройства создания давления наддува последовательно понижают на величину первого шага давления до тех пор, пока рабочая температура устройства создания давления наддува не опустится ниже предельной рабочей температуры.

6. Способ по п. 4, в котором рабочее давление устройства создания давления наддува последовательно повышают на величину второго шага давления до тех пор, пока рабочая температура устройства создания давления наддува не превысит предельную рабочую температуру.

7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что второй шаг давления меньше первого шага давления.

8. Способ по п. 4, отличающийся тем, что второй шаг давления является делителем первого шага давления.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит:

нахождение текущей температуры устройства создания давления наддува; и сравнивание текущей рабочей температуры с предельной рабочей температурой.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что дополнительно содержит:

настраивание текущей рабочей температуры в повторяющемся режиме до тех пор, пока текущая рабочая температура не станет меньшей или большей предельной рабочей температуры.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заданное количество шагов давления выбирают с учетом функциональных требований устройства создания давления наддува и/или транспортного средства.

12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предельная рабочая температура зависит от функциональных требований устройства и/или транспортного средства.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заданное количество шагов давления связано с оптимальным количеством вычислений.

14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предельную рабочую температуру определяют с учетом окружающего давления.

15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предельную рабочую температуру определяют с учетом фактора возраста устройства создания давления наддува и/или транспортного средства.

16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предельная рабочая температура может быть переменной или фиксированной.

17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рабочая температура является выходной температурой газа в устройстве создания давления наддува.

18. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что устройство создания давления наддува является турбонагнетателем или механическим нагнетателем.

19. Система регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства, содержащая:

одно или более управляющих устройств, выполненных с возможностью следующего:

нахождения разности давлений между текущим рабочим давлением устройства создания наддува и целевым давлением наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре;

нахождения шага давления, причем шаг давления является функцией разности давлений и заданного количества шагов давления; и

подачи сигнала для настройки рабочего давления, который предназначен для настройки текущего рабочего давления за некоторое количество шагов таким образом, чтобы рабочая температура устройства создания давления наддува была по существу равна предельной рабочей температуре.

20. Система по п. 19, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:

один или более датчиков температуры, выполненных с возможностью измерения температуры устройства создания давления наддува; и/или

один или более датчиков давления, выполненных с возможностью измерения давления в устройстве создания давления наддува и/или в окружающей среде.

21. Система по п. 19, отличающаяся тем, что управляющее устройство является встроенным контроллером реального времени.

22. Система по любому из пп. 19-21, отличающаяся тем, что устройство создания давления наддува является турбонагнетателем или механическим нагнетателем.

23. Машиночитаемый носитель с хранящейся на ней программой, при выполнении которой вычислительным устройством осуществляется выполнение указанным вычислительным устройством способа по любому из пп. 1-18.

24. Транспортное средство, содержащие систему регулирования рабочей температуры устройства создания давления по любому из пп. 19-22.

25. Двигатель, содержащий систему регулирования рабочей температуры устройства создания давления по любому из пп. 19-22.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ очистки предназначен для перепускного регулирующего клапана турбонагнетателя, используемого для изменения положения перепускного клапана (26), изменяющего величину обходного потока вокруг турбины или компрессора турбонагнетателя для двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ управления предназначен для двигателя (10), содержащего контроллер (12), который содержит исполняемые команды, хранимые на постоянном машиночитаемом носителе.

Предложена группа изобретений, включающая способы и системы для регулировки параметров сгорания для повышения стабильности сгорания в условиях, в которых конденсат, образовавшийся в охладителе наддувочного воздуха, может поступать в цилиндры двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонагнетателем. Система перепускной заслонки турбонагнетателя для двигателя имеет контроллер (12), содержащий исполняемые инструкции, сохраненные в невременной памяти.

Изобретение относится к области управления турбонаддувом двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является улучшение динамики управления турбонаддувом.

Настоящее изобретение относится к системе ввода вторичного воздуха для двигателя внутреннего сгорания. Предусмотрены варианты осуществления для разогрева устройства снижения токсичности выхлопных газов.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ эксплуатации предназначен для двигателя с турбонагнетателем с перепускным клапаном.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом, содержащих турбонагнетатель. Система двигателя включает в себя двигатель, турбонагнетатель (161), (162), (164) и контроллер (12).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом. Способ эксплуатации двигателя (10) с наддувом заключается в том, что если запас до границы помпажа компрессора (162) превышает пороговое значение, то осуществляют эксплуатацию двигателя (10) с наддувом и удерживают клапан (158), соединяющий выпускное отверстие компрессора (162) с впускным отверстием компрессора (162), в полуоткрытом положении, являющемся положением по умолчанию.

Изобретение относится к двухтактным двигателям внутреннего сгорания с разделенным циклом. Техническим результатом является повышение эффективности работы двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ очистки предназначен для перепускного регулирующего клапана турбонагнетателя, используемого для изменения положения перепускного клапана (26), изменяющего величину обходного потока вокруг турбины или компрессора турбонагнетателя для двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом. Система (5) двигателя содержит двигатель (10) внутреннего сгорания, имеющий головку (11) цилиндров, выпускной коллектор (14) с жидкостным охлаждением, турбокомпрессор (20) с турбиной, расположенной с возможностью приема потока выхлопных газов из выпускного коллектора (18) двигателя, и внешний перепускной клапан (30), предназначенный для управления обводным потоком выхлопных газов, протекающим через турбокомпрессор.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к двигателям с нагнетателем. .

Изобретение относится к двигателестроению. .

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ очистки предназначен для перепускного регулирующего клапана турбонагнетателя, используемого для изменения положения перепускного клапана (26), изменяющего величину обходного потока вокруг турбины или компрессора турбонагнетателя для двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания транспортных средств. Способ регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства заключается в том, что осуществляют этап нахождения разности давлений между текущим рабочим давлением устройства создания наддува и целевым давлением наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре. Осуществляют этап нахождения шага давления, являющегося функцией разности давлений и заданного количества шагов давления. Осуществляют этап последовательной настройки текущего рабочего давления с шагом давления до тех пор, пока рабочая температура устройства создания давления наддува не станет по существу равной предельной рабочей температуре. Раскрыты система регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства, машиночитаемый носитель, транспортное средство и двигатель. Технический результат заключается в повышении точности поддержания рабочей температуры устройства создания давления наддува на предельно допустимом уровне. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.

Наверх