[发明专利]用于操作涡轮增压器的方法和控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作车辆内燃机的涡轮增压器的方法以及控制这种类型涡轮增压器的控制器。

背景技术

涡轮增压器包括连接到压缩机的涡轮。通过压缩机，环境空气被吸入、压缩到更高压力且供给至发动机。发动机的排放气体被导向涡轮，在那里排放气体被膨胀以驱动压缩机。为了控制被吸入环境空气的压力，设置用于旁路涡轮的旁路装置，以使得涡轮可被减少的排放气体流操作。该旁路装置通过所谓的废气门(waste gate)被打开和关闭。废气门可被工作循环(duty cycle)的压力促动，例如通过压缩机后的环境空气压力。废气门沿关闭方向被弹簧加载。由于弹簧力，需要极小的推进压力来打开给废气门，其中该极小推进压力被称为“基本推进压力”。涡轮增压器推进压力控制仅可在基本推进压力上执行，因为仅在该基本推进压力之上，废气门的打开和关闭可被控制。由于基本推进压力限制了控制的可能性，基本推进压力对于提供良好的涡轮增压器控制是重要的因数。由此高度准确地获知基本推进压力是重要的。但是基本推进压力依赖于环境空气状况，其不能被提前计算。

已知提供一组标准状况下的基本推进压力数值的表，和提供其它表来校正对于环境状况提供的基本推进压力数值。由此用于基于环境空气温度T提供校正因数的另一表和用于基于环境空气压力P提供校正因数的另一表被提供。

这种类型的控制方法的缺点在于，这些表必须通过借助于不同环境空气温度和不同环境空气压力的多个试验校准而得到，这需要较高工作量从而导致高成本。

发明内容

本发明的目标是提供一种操作涡轮增压器的方法以及控制器，由此可以基于基本推进压力控制涡轮增压器，该压力被以简单的方式具有高精度地接收。

该目标的解决是通过具有权利要求1的特征的方法以及通过权利要求8的控制器而获得。优选实施例通过从属权利要求给出。

根据本发明的用于操作内燃机的涡轮增压器的方法包括提供一组基本推进压力数值的步骤，该基本推进压力被用于打开用于涡轮增压器的废气门，且在包括标准温度T₀和标准压力P₀的标准状况下得到。环境空气温度T被测量。环境空气压力P被测量。环境空气的密度ρ被基于数学公式计算，该公式使用了测量的环境空气温度T和测量的环境空气压力P。标准状况下的基本推进压力的提供的数值组的至少一点通过计算的密度ρ基于校正因数被转换为环境状况下的基本推进压力的估计的数值组的至少一点。基本推进压力的该至少一个估计的数值被用于控制涡轮增压器。

由于基本推进压力校正表的数学确定，其必须通过耗时的校准得到，可被省略，以使得可以基于基本推进压力控制涡轮增压器，该基本推进压力被以高精度以简化方式接收。用于标准状况的基本推进压力的数值组可被精心制作一次。还可以主要使用任意标准状况。标准基本推进数值组可被在几乎每个大体恒定的环境空气温度和环境空气压力下测量，因为对标准状况的每个差别可被快速和容易地以高精度计算。标准状况下的基本推进数值组可被作为表提供，该表包括多个关键点，在它们之间可插入附加数值。如果标准状况下的基本推进压力的数值组的全部或重要部分(significant part)被转换，结果也可通过表来提供。设想的是，通过使用密度作为单独扰动变量，同一时刻环境空气温度和环境空气压力的影响可被考虑。此外，密度不被直接测量而是通过适当的数学公式计算。不需要用于测量环境空气的密度的复杂测量设备。容易地执行温度和压力测量足矣。特别观察到，类似理想气体定律的简单公式足以确定环境空气的密度和以令人惊讶的高精度计算基本推进压力，尽管理想气体定律主要仅在低压和高温下适用。由于仅低计算功率和降低的储存内存就足够了，涡轮增压器的控制可通过较简单和较便宜的计算单元而被执行和/或附加数据可被储存用于进一步改善控制。

特别地，对于每个挡位，仅一组标准状况下的基本推进压力的数据被提供。用于不同挡位的涡轮增压器的不同状况可被考虑。由于这些组的数值中仅一组被需要，用于管理不同数值组的工作不显著增加。

优选地，对于所有前进挡位，仅一组在标准状况下的基本推进压力的数值被提供。更优选地，对于所有的挡位，仅一组在标准状况下的基本推进压力的数值被提供。使用的控制器的需要的储存器和管理的工作可被最小化。

特别地，在标准状况下的基本推进压力的提供的数值组被对于不同发动机速度给出。由于基本推进压力部分地以非线性方式依赖于发动机速度，依赖于发动机速度的基本推进压力的测量的数值组对于确定实际可用的估计基本推进压力是非常有效的信息。