[发明专利]用于确定可变几何形状涡轮机的效率值的方法

说明书

本发明涉及一种用于确定可变几何形状涡轮机的效率值的方法以及一种控制设备。该方法提出：借助于基于至少两个特征图表(K1，K2，K3，K4)的模型来确定该效率值(ηsubgt;空气/subgt;)，并且将该涡轮机的旋转速度(nsubgt;T/subgt;)、该涡轮机的压力比率(rsubgt;T/subgt;)以及该涡轮机的几何值(VG)用作该模型的输入值。

本发明涉及一种用于确定可变几何形状涡轮机的效率值的方法以及一种控制设备。

WO 201508866 A2公开了一种用于确定可变涡轮增压器(VGT)中的转矩的方法。使用具有特征图表的模型来确定该转矩。

根据本发明的用于确定可变几何形状涡轮机的效率值的方法提出：借助于基于至少两个特征图表的模型来确定该效率值，并且将该涡轮机的旋转速度、该涡轮机的压力比率、以及该涡轮机的几何值用作该模型的输入值。

该涡轮机的效率值被定义为涡轮机净功率与涡轮机等熵功率的比值。将该涡轮机的压力比率限定为其中，P_us,T是在涡轮机正上游的压力，而P_ds,T是在涡轮机正下游的压力。在涡轮机是车辆的涡轮增压器的组成部分的情况下，优选的应用在于：该压力可以是内燃发动机的排气管线内部的压力。该几何值表示涡轮机的截面：能以该截面向该涡轮机的涡轮叶片供应气体流。该几何值也可以是描述截面的程度的无量纲值，例如，0％表示用于设定该截面的元件(通常为导向叶片)的闭合位置并且100％表示打开位置。转矩优选地是当前转矩，旋转速度是当前旋转速度，并且压力比率是当前压力比率。此外，效率值、旋转速度和/或压力比率是实际值，然而替代性地也可以是经校正的值和/或归一化值。在后一种情况下，可以使用适当的传递函数来转换为实际值。

特征图表的根本性问题在于：在创建这些特征图表(被称作校准)时使用测量值，但测量值的数量是有限的。因此必要的是，针对该特征图表应覆盖的值域，例如借助于内插法或外插法来确定多个其他值。该特征图表所基于的函数越复杂，就越难确定尽可能接近真实值的值。本发明可以通过明智地选择输入参数而在模型中使用多个特征图表，由此避免或至少减小这个困难。

本发明的有利的第一实施方式提出：该至少两个特征图表分别针对不同几何值描述了该涡轮机的转矩与旋转速度以及压力比率之间的关系，并且该效率值借助于依赖于转矩的等式计算。以此方式，为了确定效率值，可以使用易于创建的特征图表。

根据本发明的控制设备包括计算机和计算机程序，其中，该计算机程序被适配为用于根据该方法来确定该涡轮机的效率值。

下面描述多个优选的实施例。在附图中

图1示出了根据本发明的用于确定效率值的方法，并且

图2示出了在根据本发明的方法中使用的第一特征图表。

图1示出了根据本发明的用于确定效率值的方法。根据本发明的用于确定可变几何形状涡轮机的效率值η_空气的方法，借助于基于至少两个特征图表(在此为特征图表K1、K2、K3、K4)的模型来确定该效率值η_空气。将该涡轮机的当前旋转速度n_T、该涡轮机的当前压力比率r_T、以及该涡轮机的当前几何值VG用作该模型的输入值。

能够通过以下函数来物理地描述该涡轮机的转矩M_T：

其中，

-M_T是涡轮机的当前转矩，

-m_当前是穿过涡轮机的当前质量流量，

-c_p是流经涡轮机的气体的比热容，

-T_us,trb是涡轮机上游的温度，

-()是涡轮机的空气动力学效率，