[发明专利]涡轮增压器控制

说明书

技术领域

本申请涉及对很多个用于内燃机中燃烧的发动机运行参数的控制，且更具体地涉及通过使用发动机的数个设定点来控制该发动机的系统和方法。

背景技术

包括环境责任努力和对发动机废气排放的现代环境法规在内的许多因素已经降低了在矿物燃料燃烧后进入大气的特定污染物的允许接受的水平。越来越多更加严格的排放标准可能需要对燃料的燃烧和排气的燃烧后处理中的一项或两项进行更大的控制。例如，氮氧化物（NOx）和颗粒物质的允许水平在过去几年中已被显著降低。已经发现，燃料喷射定时和要被喷射的燃料的量与诸如排气再循环（EGR）、可变几何形状涡轮增压器（VTG）的叶片设置、进气歧管温度和进气阀定时之类的其它方面一起是排放形成中的重要的因素。

为了使发动机提供理想的性能，同时还满足所要求的排放限制，电子发动机控制系统由此可能变得非常复杂。随着发动机可能会遇到各种各样不同的运行任务和运行条件，控制各种各样的发动机运行参数，诸如燃料喷射定时、燃料喷射量、燃料喷射压力、进气阀定时、排气阀定时、EGR阀设置、涡轮增压器设置等。然而，调节一个发动机参数可能抵消对另一个发动机参数所作的调节，或可能造成对发动机运行的比当对另一个发动机参数作调节时所预期的变化更大的改变。已经发现，对于给定的发动机运行条件，可将数个发动机运行参数协调至该给定发动机运行条件的设定点，从而使得该设定点允许发动机产生所要求的功率输出，同时还产生可接受水平的NOx和颗粒物质。存在对这样一种发动机控制系统的需要，该发动机控制系统使得对于各种发动机运行条件的多个设定点基于发动机运行条件被应用至发动机。

发明内容

根据一个过程，提供一种控制可变几何形状涡轮增压器的方法。从存储器获得涡轮增压器的预定理想增压压力。从该存储器获得发动机的进气歧管中的预定理想质量流速。计算涡轮增压器产生理想增压压力和理想质量流速所需要的理论功率的量。确定在进气歧管中的实际质量流速。计算涡轮增压器产生理想增压压力和实际质量流速所需要的实际功率的量。调节涡轮增压器的涡轮的至少一个可调节叶片，以通过调节增压压力使涡轮增压器所需要的理论功率的量与实际功率的量大致相等。

根据另一个过程，提供一种控制涡轮增压器的废料门的方法。从存储器获得涡轮增压器的预定理想增压压力。从该存储器获得发动机的进气歧管中的预定理想质量流速。计算涡轮增压器产生理想增压压力和理想质量流速所需要的理论功率的量。确定在进气歧管中的实际质量流速。计算涡轮增压器产生理想增压压力和实际质量流速所需要的实际功率的量。调节涡轮增压器的废料门的位置，以通过调节增压压力使涡轮增压器所需要的理论功率的量与实际功率的量大致相等。

附图说明

图1是根据一个实施例的设定点库控制系统的框图。

图2是根据另一个实施例的设定点库控制系统的框图。

图3是示出颗粒物质累积的图表。

图4是示出发动机汽缸的容量的示意性视图。

具体实施方式

图1示出指示设定点库发动机控制方法10的框图。方法10具有设定点选择部分12。该设定点选择部分可利用各种输入以确定关于发动机的运行状态和在发动机周围的环境条件的信息。举例而言，设定点选择部分12可接收输入，该输入包括发动机冷却剂温度、进气歧管温度、环境压力或高度测量、发动机速度、发动机转矩输出、表示发动机正被使用以运行动力输出（“PTO”）的信号、从启动发动机开始对颗粒物质产生的估算、以及表示发动机运行和发动机运行条件的各种其它信号。

设定点选择部分12利用这些输入来确定发动机正在工作的模式和状态。该模式表示发动机正执行的功能或任务。举例而言，发动机模式可以是正常运行、PTO运行、延长空转的停止及运转运行、高输出运行以及其它模式。

从设定点选择逻辑输出的发动机运行的状态指示NOx排放和发动机燃烧稳定性运行范围。举例而言，第一状态可提供高水平的发动机燃烧稳定性和较高水平的NOx排放，而第二状态则提供较低水平的发动机燃烧能力和较低水平的NOx排放。由此，如果发动机控制系统确定发动机燃烧稳定性在预定阈值之下，则将改变状态以改进发动机燃烧稳定性。一旦获得并维持了可接受的燃烧稳定性，预期可将状态改变至较不稳定但更低的NOx产生状态，以将发动机排放最小化。