專利名稱：用于調整或控制排氣渦輪增壓器的壓縮機的方法和裝置的制作方法
用于調整或控制排氣渦輪增壓器的壓縮機的方法和裝置
本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1和8的用于調整或控制內燃機的排氣渦 輪增壓器的壓縮機的方法和裝置。
DE 10 2004 059 369 AI公開了 一種發(fā)動機渦輪增壓器控制管理系 統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，為了對渦輪增壓器的壓縮機進行調整，將一種壓力 傳感器直接安排在壓縮機的進氣口。另一個壓力傳感器直接設在壓縮機 排氣口管線中的壓縮機排氣口。此外，設有轉速傳感器，這種轉速傳感 器例如通過確定渦輪增壓器軸的轉速來確定壓縮機的轉速。
由于是直接在壓縮機進氣口對未壓縮流體的壓力進行測量，所以壓 力測量難以進行，因為在該點不僅有潔凈空氣，而且更有如在壓縮機進 氣口管線中的添加的天然氣，如在DE 10 2004 059 369 A1的示例性實施 方案中所描述的那樣，因此，在壓縮機進氣口直接進行的壓力測量往往 由于添加的天然氣中的壓力波動而畸變。此外，在現(xiàn)代的渦輪增壓器中， 將發(fā)動機竄漏再循環(huán)至壓縮機進氣口管線中，盡管有位于上游的濾油 器，但這種竄漏往往仍包含油，且將這種竄漏被混合至由壓縮機吸入的 潔凈空氣中。
此外，來自排氣再循環(huán)的發(fā)動機排氣被部分地再循環(huán)至壓縮一幾進氣 口管線中。盡管微粒過濾器被位于上游，但不可能避免微粒和排氣凝集 物進入壓縮機進氣口管線，而導致嚴重的測量問題。
在任何情形中，直接在壓縮機處進行的壓力測量需要特別的花費， 因為必須將傳感器置于可能難以進入的位置并且必須適合于該位置的 占主導的工作條件。
這對于在壓縮機進氣口管線中的壓力測量以及在壓縮機排氣口管 線中的壓力測量均適用。具體地說，由于渦流和/或幾何不均勻性如曲率 或不連續(xù)的截面加寬而導致的不均勻速度分布可不利地影響壓力測量。
因此，本發(fā)明的目的在于產生一種用于調整或控制排氣渦輪增壓器 的壓縮機的方法和裝置，這種方法以 一種足夠精確而簡單的方式確定實 際的壓縮機壓力比值，以使在壓縮機特征圖的最佳范圍內的壓縮機的工
作表現(xiàn)的調整得到改進。
通過權利要求1和8的特征實現(xiàn)了上述目的。通過使用環(huán)境壓力測量并結合在發(fā)動機進氣口進行的壓力測量，有 可能以簡單的方式對實際壓縮機壓力比得出精確的近似值。出于這種目 的，有可能從數(shù)學上首先確定壓縮機進氣口管線中的真空，然后確定由 節(jié)流閥瓣和增壓空氣冷卻器的損失所導致的壓縮機排氣口管線中的壓 力損失。對于預先確定的壓縮機線構造，可以用一種工作點專用的方式 提前確定計算壓縮機壓力比所必需的數(shù)椐。
通過測量環(huán)境壓力且優(yōu)選是接近于發(fā)動機的環(huán)境壓力，有可能測量 環(huán)境空氣的靜態(tài)壓力，而不是測量流動氣體混合物的真空，從技術意義 上來講，這要簡單得多且成本效率更高。這就以上述方式導致壓縮機的 有成本效率的而足夠地精確的調整或控制。
從屬權利要求2至7的內容具有對根據(jù)本發(fā)明的方法的有利的優(yōu)
化》
若直接在調整單元處進行環(huán)境壓力的測量，則有可能使壓力傳感器 附接到或結合到該調整單元中，這就簡化了根據(jù)本發(fā)明的調整系統(tǒng)的設計。
通過直接在內燃機的上游或在內燃機的進氣口管線內測量壓縮流 體的壓力，就有可能使用現(xiàn)有的在發(fā)動機進氣口上游的用于加壓壓力的 調整/監(jiān)測的壓力測量。位于該測量點的上游的節(jié)流閥瓣和增壓空氣冷卻 器對這種流體的壓力有著重要的阻尼影響，這種影響顯著地降低了壓力 波動。
權利要求8至11定義了根據(jù)本發(fā)明的裝置。
以下在附圖
的基礎上對本發(fā)明的示例性實施方案進行更詳細的說明。
附圖中的單一圖樣是根據(jù)本發(fā)明的調整系統(tǒng)1的示意性高度簡化的 圖示，該圖示用于說明這種調整系統(tǒng)的結構并用于說明根據(jù)本發(fā)明的方法。
用于內燃機4的渦輪增壓器3的壓縮機2的根據(jù)本發(fā)明的調整系統(tǒng) 1首先具有一個調整單元5，該調整單元可以是常規(guī)設計。
在圖中示出的特別優(yōu)選的實施例中， 一個第 一壓力傳感器6直接安 排在調整單元5上或直接結合到調整單元之中，并用于測量環(huán)境壓力 Pu,優(yōu)選是接近于發(fā)動機的環(huán)境壓力，這種環(huán)境壓力是環(huán)境空氣的靜態(tài) 壓力。這種測量產生信號Spu,它被提供給調整單元5的處理單元21。根據(jù)本發(fā)明的調整裝置1還具有一個第二壓力傳感器7,它安排在 內燃機4的進氣口收集管線15的上游，或者，作為所示出的實施例的 替代方案，可將第二壓力傳感器安排在進氣口收集管線15內。所迷壓 力傳感器7測量第二壓力Pv,該第二壓力代表由壓縮機2在流體進入內 燃機4之前壓縮的該流體的壓力。同樣，將所產生的測量信號Spv經由 一條相應的信號線提供給調整單元5。
還設有一個第三傳感器8，該第三傳感器是一種用于確定壓縮機轉 速U的轉速傳感器。所述轉速傳感器8可以是軸9的轉速(該軸將壓縮 機2連接到渦輪增壓器3的渦輪機10上)，或者，利用通過標記或通 過葉片所生成的信號可直接確定壓縮機輪的轉速或渦輪機輪的轉速(壓 縮機輪或渦輪機輪均未在圖中示出)。
這種轉速信號可另外用于保護排氣渦輪增壓器不會超速。
為了描述的完整性，應說明渦輪增壓器的渦輪機IO是通過排氣口 管線17經由內燃機4的排氣收集管線16連接到所述內燃機4，以通過
這:二種常規(guī)結構，所以為了本發(fā)明的原則無需對其進行更加詳纟:的解釋。
該圖還示出了帶有旁通閥門20的一條旁通管線19;旁通管線和旁 通閥門代表用于調整壓縮機2的一種選擇，這種選擇同樣也可用常規(guī)的 方式來實現(xiàn)。
與根據(jù)本發(fā)明的方法的原則相對應，對提供給調整單元5的信號 Su、 Spu和Spv由調整單元5的處理單元21進行評估，因此，對壓縮機 2的調整是對應于相應的壓縮機特征圖而進行的，以便壓縮機2能夠在 該特征圖的最佳工作范圍內運行。
同樣，該調整策略對應于常^見的原則，為了該目的，例如可參見如 在介紹部分中解釋的DE 10 2004 059 369 Al,該專利4皮露的內容通過明 確的引證而結合在本申請4皮露的內容之中。參考符號清單
1 調整系統(tǒng)/調整裝置
2 壓縮才幾
3 渦輪增壓器
4 內燃機
5 調整單元
6 第一壓力傳感器
7 第二壓力傳感器
8 轉速傳感器
9 #
10 渴輪機
11 壓縮才幾進氣口
12 壓縮纟幾排氣口
13 節(jié)流閥瓣
14 增壓空氣冷卻器
15 進氣口收集管線
16 排氣口收集管線
17 排氣口管線
18 壓縮機排氣口管線
19 旁通線
20 旁通閥門
21 處理單元
22 壓縮機進氣口管線 Pu 環(huán)境空氣壓力
Pv 發(fā)動機進氣口上游的靜態(tài)壓力
PE 直接在壓縮機進氣口 ll處的靜態(tài)壓力
PA 直接在壓縮機排氣口 12處的靜態(tài)壓力
pdyn 壓縮機進氣口管線22中的真空(動態(tài)壓力)
PDV 在節(jié)流閥瓣13和/或增壓空氣冷卻器M的下游的壓縮機排氣 口管線18中的壓力損失
權利要求
1. 一種用于調整或控制一臺內燃機(4)的排氣渦輪增壓器(3)的壓縮機(2)的方法，所述方法具有如下方法步驟測量一個環(huán)境空氣壓力(PU)并將一個代表該環(huán)境空氣壓力(PU)的信號(SPU)傳輸至一個控制/調整單元(5)；在該發(fā)動機進氣口的上游測量一個靜態(tài)壓力(PV)，并將一個代表該壓力(PV)的信號(SPV)傳輸至該控制/調整單元(5)；測量該排氣渦輪增壓器(3)的轉速(U)并將一個代表轉速值(V)的信號(SPU)傳輸至該控制/調整單元(5)；通過計算在該壓縮機進氣口管線(11)內的一個真空(Pdyn)并將該計算的真空(Pdyn)從該測量的環(huán)境空氣壓力(PU)中減去來確定直接存在于該壓縮機進氣口(11)的一個靜態(tài)壓力(PE)；通過計算在該壓縮機排氣口管線(18)內的壓力損失(PDV)并將該計算的壓力損失(PDV)加到該測量的靜態(tài)壓力(PV)上來確定直接存在于該壓縮機排氣口(12)的一個靜態(tài)壓力(PA)；并且對應于這些確定的壓力值(PE或PA)以及該轉速信號(SU)中的至少一項通過該控制/調整單元(5)調整或控制該壓縮機的運行。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于直接在該調整單元(5) 處測量該環(huán)境空氣壓力(Pu)。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于直接在該內燃機 (4)的進氣口收集管線(15)的上游測量該壓縮流體的壓力u
4. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于在該內燃機(4) 的進氣口收集管線(15)內測量該壓縮流體的壓力。
5. 如權利要求1或2所迷的方法，其特征在于在該內燃機(4) 的節(jié)流閥瓣(13)與增壓空氣冷卻器(14)之間測量該壓縮流體的壓力。
6. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于在該壓縮機排氣 口管線(18)中該節(jié)流閥瓣(13)的上游處測量該壓縮流體的壓力。
7. 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于用于增壓調整的 一個已經存在的常規(guī)測量點同樣地被用作該壓縮流體的 一 個壓力測量 點。
8. —種調整或控制裝置(1 )具有一個第一壓力傳感器(6)，該第一壓力傳感器安排在該壓縮機進氣口 (11)的上游以測量一個環(huán)境空氣壓力(Pu)，具有一個第二壓力傳感器(7),該第二壓力傳感器用于測量在該 內燃機進氣口上游的一個靜態(tài)壓力(Pv),具有一個轉速傳感器(8),該轉速傳感器用于測量該排氣渦輪增 壓器(3)的轉速，并且具有一個控制/調整單元(5)，該控制/調整單元具有一個處理單元 (21),該處理單元用于直接在該壓縮4幾進氣口 (ll)確定該未壓縮的 流體的一個靜態(tài)壓力(Pe)并用于直接在該壓縮機排氣口 (12)確定一 個靜態(tài)壓力(PA)。
9. 如權利要求8所述的裝置，其特征在于將該第一壓力傳感器 (6)直接安排在該調整單元(5)上。
10. 如權利要求8或9所述的裝置，其特征在于將該第二壓力傳 感器(7)安排在該內燃機(4)的增壓空氣冷卻器(14)與進氣口收集 管線(15)之間。
11. 如權利要求8或9所述的裝置，其特征在于'.將該第二壓力傳 感器(7)安排在該內燃機(4)的進氣口收集管線(15)內。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于調整或控制內燃機(4)的排氣渦輪增壓器(3)的壓縮機(2)的方法，這種方法具有如下方法步驟測量環(huán)境空氣壓力(P<sub>U</sub>)；測量在該發(fā)動機進氣口的上游的靜態(tài)壓力(P<sub>V</sub>)；測量該排氣渦輪增壓器(3)的轉速(U)；通過計算在該壓縮機進氣口管線(11)內的真空(P<sub>dyn</sub>)并將這種計算的真空(P<sub>dyn</sub>)從這種測量的環(huán)境空氣壓力(P<sub>U</sub>)減去來確定直接存在于這種壓縮機進氣口(11)的靜態(tài)壓力(P<sub>E</sub>)；通過計算在這種壓縮機排氣口管線(18)內的壓力損失(P<sub>DV</sub>)并將這種計算的壓力損失(P<sub>DV</sub>)加到這種測量的靜態(tài)壓力(P<sub>V</sub>)來確定直接存在于該壓縮機排氣口(12)的靜態(tài)壓力(P<sub>A</sub>)；以及對應于這種確定的壓力值(P<sub>E</sub>或P<sub>A</sub>)和這種轉速信號(S<sub>U</sub>)中的至少一個調整或控制這種壓縮機的運行。
文檔編號F02D41/00GK101415919SQ200780011810
公開日2009年4月22日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權日2006年3月29日
發(fā)明者A·格容科夫斯基, V·米勒 申請人:博格華納公司