BR102014030958B1

BR102014030958B1 - Sistemas para controlar uma temperatura operacional de um gás de escape e conjunto de instruções

Info

Publication number: BR102014030958B1
Application number: BR102014030958-6A
Authority: BR
Inventors: Julian R. Knudsen; James Kristopher Von Der Ehe; Troy Christopher Gosselin; Yupeng Xiong
Original assignee: Ai Alpine Us Bidco Inc
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2022-09-13
Also published as: BR102014030958A2; CA2874484C; JP6666532B2; US9850841B2; CN104712450A; KR102202515B1; CN104712450B; JP2015113838A; US20150159572A1; EP2884082A1; CA2874484A1; BR102014030958A8; KR20150068326A

Abstract

SISTEMA PARA CONTROLAR GÁS DE ESCAPE E PRODUTO. Trata-se de um sistema para controlar um gás de escape comunicado de um sistema de motor para um componente de turbina de um sistema de turbocompressor. O sistema pode incluir um sensor configurado para determinar uma temperatura do gás de escape; e um controlador configurado para ajustar uma velocidade de sistema de motor com base na temperatura do gás de escape que é maior ou menor do que uma janela de segurança de temperatura.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se, geralmente, a sistemas que controlam a temperatura de gás de escape de um sistema de motor. Mais particularmente, a invenção se refere a um sistema para controlar a temperatura de gás de escape entregue de um sistema de motor para um componente de turbina de um sistema de turbocompressor.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Motores, por exemplo, motores de combustão interna, podem gerar energia mecânica comburindo uma fonte de combustível, criando, desse modo, potência mecânica usada para acionar um componente de carga preso ao motor de combustão interna. A fim de aprimorar a eficácia de reações de combustão, sistemas de motor podem incluir um “sistema de turbocompressor”, que comprime o ar de “entrada” ou alimentação antes de ser introduzido no motor de combustão interna. O compressor do turbocompressor pode ser mecanicamente unido a um componente de turbina através de um eixo giratório. O componente de turbina do turbocompressor pode ser atuado com gás de escape do motor de combustão interna para girar o eixo, alimentando, desse modo, o componente de compressor.

[003] O desempenho de um sistema de motor e um sistema de turbocompressor pode ser dependente, pelo menos em parte, da temperatura interna de cada sistema e da temperatura do ar que é direcionado através do mesmo. Além disso, o desempenho de sistemas e componentes auxiliares pode ser afetado pela temperatura do gás de escape que deixa o motor e/ou que entra no turbocompressor. À medida que a temperatura de gás de escape aumenta, o risco de efeitos colaterais indesejáveis no turbocompressor também pode aumentar. Ao longo do tempo, componentes do motor e sistemas de turbocompressor podem apresentar efeitos de deformação devido à sustentação das temperaturas de gás de escape mais altas, bem como escamação do material e desgaste dos sistemas de rolamento no turbocompressor. Uma solução para esse problema é reduzir a temperatura de gás de escape reduzindo-se a carga no sistema de motor. No entanto, ajustar a carga em um motor de combustão interna que aciona um compressor a gás com frequência necessita de ajuste dos componentes do compressor acoplado ao motor. Ajustar os compartimentos de um compressor é tipicamente um processo manual dispendioso.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[004] Revela-se um sistema para controlar a temperatura de gás de escape de um sistema de motor. Embora realizações da invenção sejam discutidas a título de exemplo no presente documento em relação a sistemas de motor com sistemas de turbocompressor, deve-se compreender que realizações da presente invenção podem ser aplicadas a outras situações.

[005] Um primeiro aspecto da presente invenção proporciona um sistema para controlar um gás de escape comunicado de um sistema de motor para um componente de turbina de um sistema de turbocompressor, sendo que o sistema inclui: um sensor configurado para determinar uma temperatura do gás de escape; e um controlador configurado para ajustar uma velocidade de sistema de motor com base na temperatura do gás de escape que é maior ou menor do que uma janela de segurança de temperatura.

[006] Armazenado em um meio de armazenamento legível por computador, um produto de programa é operável para controlar uma temperatura de um gás de escape obtido de um sistema de motor para um sistema de turbocompressor quando executado, sendo que o meio de armazenamento legível por computador compreende código de programa para: ajustar um ponto de regulação de velocidade de motor de uma unidade de controle de motor em resposta a uma temperatura do gás de escape que é maior ou menor do que uma janela de segurança de temperatura; em que o ajuste do ponto de regulação de velocidade de motor corresponde a uma velocidade de sistema de motor.

[007] Um terceiro aspecto da presente invenção proporciona um sistema que compreende: um sistema de motor; um sistema de turbocompressor em comunicação fluida com o sistema de motor, sendo que o sistema de turbocompressor inclui: um componente de turbina configurado para receber um gás de escape do sistema de motor; um eixo giratório acoplado ao componente de turbina; um componente de compressor acoplado ao eixo giratório, em que o componente de compressor é configurado para entregar um fluxo de ar comprimido para o sistema de motor; um sensor configurado para determinar uma temperatura do gás de escape comunicado do sistema de motor para o componente de turbina do sistema de turbocompressor; e um controlador configurado para ajustar uma velocidade de sistema de motor com base na temperatura do gás de escape que está do lado de fora de uma janela de segurança de temperatura.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008] Essas e outras funções da presente invenção serão mais prontamente compreendidas a partir da descrição detalhada a seguir dos vários aspectos da presente invenção considerados em conjunto com as Figuras anexas que ilustram várias realizações da presente invenção, em que: - a Figura 1 mostra uma ilustração esquemática de um sistema de motor convencional e um sistema de turbocompressor; - a Figura 2 mostra uma ilustração esquemática de um sistema de motor, sistema de turbocompressor e controlador de acordo com uma realização da presente invenção; - a Figura 3 mostra um diagrama de blocos de um controlador e um sistema de motor de acordo com uma realização da presente invenção; - a Figura 4 mostra um ambiente ilustrativo com um dispositivo de computação acoplado a um sistema de motor e um sistema de turbocompressor de acordo com uma realização da presente invenção; - a Figura 5 mostra um diagrama de fluxo de método que ilustra processos de acordo com realizações da presente invenção.

[009] Verifica-se que as Figuras da presente invenção não estão necessariamente em escala. As Figuras se destinam a representar apenas aspectos típicos da presente invenção e, portanto, não devem ser consideradas como limitadoras do escopo da presente invenção. Nas Figuras, numerais semelhantes representam elementos semelhantes entre as Figuras.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[0010] Conforme discutido no presente documento, aspectos da presente invenção se referem geralmente a sistemas de motor, tais como motores de combustão interna e sua interação com um sistema de turbocompressor. Mais particularmente, conforme discutido no presente documento, aspectos da presente invenção se referem a um sistema para controlar a temperatura de gás de escape obtido de um sistema de motor e proporcionado a um sistema de turbocompressor.

[0011] Voltando-se para a Figura 1, uma ilustração esquemática de um sistema de motor 10 e um sistema de turbocompressor 20, dispostos de uma maneira convencional, é mostrada. O sistema de motor 10 pode ser qualquer conjunto de motor convencional, agora conhecido ou posteriormente desenvolvido, para entregar potência a um componente de carga 12 acoplado ao mesmo. Uma breve descrição do sistema de motor 10 é proporcionada a título de clareza. Conforme mostrado na Figura 1, o sistema de motor 10 pode incluir um motor de combustão interna 14, mecanicamente acoplado ao componente de carga 12. O motor de combustão interna 14 também pode estar em comunicação fluida com um fornecimento de combustível (não mostrado). O motor de combustão interna 14 pode combinar combustível proporcionado do fornecimento de combustível com um fluxo de ar pressurizado, causando, desse modo, uma reação de combustão e gerando um fluxo de gás de escape. O fluxo de gás de escape é entregue do motor de combustão interna 14 por meio de uma linha de gás de escape 16.

[0012] O sistema de turbocompressor 20 pode obter ar de entrada (Arentrada) de uma fonte externa (não mostrada), que é pressurizado no sistema de turbocompressor 20 e proporcionado ao sistema de motor 10. O gás de escape obtido do motor de combustão interna 14 pode retornar ao sistema de turbocompressor 20 através da linha de gás de escape 16. Conforme é conhecido na técnica, um “turbocompressor” se refere a um componente que pode pressurizar ar proporcionado a um sistema de motor, ou outros dispositivos que tenham um efeito semelhante. O sistema de turbina 20 pode incluir um componente de compressor 22 e um componente de turbina 24, que podem ser acoplados um ao outro com um eixo giratório 26. O componente de compressor 22 do sistema de turbocompressor 20 pode ser alimentado completa ou parcialmente pelo gás de escape (Arescape) obtido do sistema de motor 10. Especificamente, conforme descrito em mais detalhes em outra parte do presente documento, o gás de escape que passa através do componente de turbina 24 pode atuar várias pás de turbina 28 (Figura 2) acopladas ao eixo giratório 26. À medida que o eixo giratório 26 gira, pode-se gerar potência mecânica para acionar o componente de compressor 22. O componente de compressor 22 do sistema de turbocompressor 20 pode aumentar a pressão do ar de entrada, e entregar o ar de entrada comprimido ao sistema de motor 10. Realizações da presente invenção podem controlar a temperatura de gás de escape (Arescape) que entra no componente de turbina 24 do sistema de turbina 22 para influenciar a quantidade de compressão e temperatura resultante de ar proporcionado ao sistema de motor 10 do sistema de turbocompressor 20.

[0013] Voltando-se para a Figura 2, um sistema de motor 110 e um sistema de turbocompressor 120, de acordo com uma realização da presente invenção, são mostrados. Conforme descrito em outra parte no presente documento, o sistema de turbocompressor 120 pode incluir um componente de compressor 122 e um componente de turbina 124, acoplados de modo operativo um ao outro através de eixo giratório 126. O eixo giratório 126 do sistema de turbocompressor 120 pode gerar potência para operar o componente de compressor 122. O sistema de motor 110 pode receber um fluxo de ar de entrada comprimido (ArEntrada) do componente de compressor 122 e reagir o fluxo de ar comprimido com combustível para gerar calor e energia, de acordo com qualquer processo de combustão conhecido ou posteriormente desenvolvido. Em uma realização, o sistema de motor 110, que inclui o motor de combustão interna 14 (Figura 1) pode incluir um motor de movimento alternado ou “pistão” composto por várias câmaras de combustão, cada uma das quais periodicamente se expande e se contrai à medida que um pistão atua um eixo de manivela no interior da câmara de combustão. A taxa em que as reações ocorrem dentro do sistema de motor 110 pode ser acionada em parte pela velocidade de vários componentes dentro do sistema de motor 110. Por exemplo, em um motor de movimento alternado, a velocidade de reação pode ser acionada em parte pela velocidade giratória de um volante e virabrequim acoplado ao mesmo. À medida que a velocidade do volante e do virabrequim aumenta, a velocidade dos vários pistões no interior do motor de movimento alternado também aumenta. Em um motor de movimento alternado, a velocidade de motor pode ser medida em termos da taxa em que o volante gira, por exemplo, em rotações por minuto (rpm). O combustível pode ser introduzido no sistema de motor 110 em proporção direta à quantidade de ar proporcionado do compressor 22 com o uso de um carburador 130, que pode estar posicionado entre e em comunicação fluida com um fornecimento de combustível 132 (mostrado em linha tracejada) e o sistema de motor 110. Uma câmara de combustão do sistema de motor 110 que inclui, por exemplo, um componente do motor de combustão interna 14 (Figura 1), pode reagir combustível do fornecimento de combustível 132 com ar comprimido para gerar energia mecânica. Um regulador 134 pode ser localizado ao longo da linha que leva do compressor 22 ao sistema de motor 110. O regulador 134 pode estar na forma de um componente giratório que controla a vazão de ar do compressor 22 para o sistema de motor 110. Controlando-se a taxa em que o ar do compressor 22 é introduzido no sistema de motor 110, o regulador 134 pode ser ajustado conforme descrito no presente documento para influenciar a velocidade de sistema de motor 110. A energia gerada no sistema de motor 110 das reações de combustão pode ser usada para alimentar componentes mecânicos, enquanto o gás de escape da combustão pode entrar na linha de gás de escape 116 e retornar ao sistema de turbocompressor 120.

[0014] O componente de turbina 124 do sistema de turbocompressor 120 pode incluir várias lâminas fixas 128. As lâminas 128 podem ser conectadas a um componente de roda de turbina 129 que, por sua vez, pode ser conectado ao eixo 126. As lâminas 128 podem girar à medida que as mesmas são atuadas pelo gás de escape (Arescape) obtido do sistema de motor 110. Para direcionar a vazão de gás de escape através do componente de turbina 124, vários bocais (não mostrados) podem ser posicionados entre cada lâmina 128 e o alojamento do componente de turbina 124. Dessa maneira, as reações de combustão no motor 110 podem fazer com que o eixo 126 gire e gere energia para alimentar o compressor 122. Para gerenciar a velocidade do sistema de motor 110, uma unidade de controle de motor (ECU) 140 pode ser acoplada entre o sistema de motor 110 e um controlador 150. Se for desejado, a ECU 140 pode ser montada fisicamente ou presa à estrutura do sistema de motor 110. Deve-se compreender adicionalmente que o controlador 150 pode ser acoplado ou parte de uma interface entre um usuário e o sistema de motor 110. O controlador 150, desse modo, pode ser configurado para controlar ou estabelecer limites seguros pertencentes à totalidade do sistema de motor 110, do sistema de turbocompressor 120 e de quaisquer componentes de carga acoplados aos vários sistemas conforme descrito no presente documento (por exemplo, um sistema de compressor a gás). A ECU 140 pode incluir qualquer dispositivo atualmente conhecido ou posteriormente desenvolvido com capacidade para traduzir um sinal mecânico ou elétrico a uma força mecânica, por exemplo, rotação, atuação etc. Especificamente, a ECU 140 pode ser um componente de controlador acoplado ou que forme uma parte do sistema de motor 110. A ECU 140 pode ser acoplada de modo elétrico a uma parte móvel dentro do sistema de motor 110, tal como um pistão, virabrequim etc. para ler vários parâmetros do sistema de motor 110, por exemplo, a velocidade do motor. Por sua vez, o controlador 150 pode ser conectado de modo operativo (por exemplo, de modo mecânico, de modo eletrônico etc.) à ECU 140 através de componentes tais como fios, redes, conversores de energia mecânica etc. A ECU 140 pode, desse modo, ajustar a velocidade do sistema de motor 10, seja de modo independente ou como resultado de instruções (por exemplo, sinais) proporcionadas a partir controlador 150. Por exemplo, a ECU 140 pode ajustar periodicamente a velocidade do sistema de motor 110 com base em um fator de nível de ambiente e de nível de sistema que muda ao longo do tempo, para manter o sistema de motor 110 em um estado de operação estável. Em uma realização, o controlador 150 pode instruir a ECU 140 a ajustar o estado de operação estável ou desejado do sistema de motor 110 em resposta a diversas variáveis de desempenho para o sistema de motor 110 e/ou para o sistema de turbocompressor 120. Por exemplo, o controlador 150 pode instruir a ECU 140 a reduzir a velocidade do sistema de motor 110 em resposta à temperatura do gás de escape (Arescape) que seja maior ou menor do que uma janela de segurança de temperatura desejada, conforme descrito em detalhes no presente documento. Embora o controlador 150 e a ECU 140 sejam mostrados, a título de exemplo no presente documento, como dois componentes independentes, deve- se compreender que o controlador 150 e a ECU 140 podem ser parte de um único componente ou sistema de controle se for desejado.

[0015] Para medir as variáveis de desempenho (por exemplo, temperaturas), um ou mais sensores 142 podem ser instalados em uma área de interesse, por exemplo, entre o componente de turbina 124 do sistema de turbocompressor 120 e o sistema de motor 110. Por exemplo, o sensor 142 pode ser posicionado no interior da linha de escape 116, no interior do componente de turbina 124 ou no interior de outros componentes do sistema de motor 110 ou do sistema de turbocompressor 120. Embora o sensor 142 seja mostrado a título de exemplo como sendo uma única unidade, a presente invenção também contempla vários sensores 142 que são localizados dentro do sistema de motor 110 e/ou do sistema de turbocompressor 120. Adicional ou alternativamente, a temperatura de gás de escape pode ser computada, por exemplo, computando- se uma média ou outra estatística numericamente derivada de uma amostra de dados. O sensor 142 pode ser acoplado ao controlador 150 por qualquer componente atualmente conhecido ou posteriormente desenvolvido com capacidade para transmitir dados entre dois componentes, por exemplo, um fio, um barramento, uma rede sem fio etc. Em uma realização, o sensor 142 pode estar na forma de um sensor de temperatura tal como um termômetro digital. O sensor 142 pode ler a temperatura de um ou mais componentes dentro do sistema de motor 110 e/ou do sistema de turbocompressor 120. Por exemplo, o sensor 142 pode detectar a temperatura de gás de escape (Arescape), algumas vezes conhecida como a “temperatura de entrada da turbina”, em relação ao componente de turbina 124, e proporcionar a temperatura detectada ao controlador 150. O sensor 142 também pode detectar outras variáveis de desempenho, por exemplo, a pressão do ar que deixa componente de compressor 122, a velocidade do eixo 126 e outras características do sistema de motor 110 ou do sistema de turbocompressor 120, se for desejado. Por exemplo, o sensor 142 pode ser um sensor de pressão tal como um barômetro, e o controlador 150 pode derivar matematicamente a temperatura do gás de escape que deixa o sistema de motor 110 a partir de valores de pressão detectados pelo sensor 142 e outras quantidades.

[0016] Voltando-se para a Figura 3, um diagrama de blocos exemplificativo que representa a interação entre o controlador 150 e o sistema de motor 110 é mostrado. Uma janela de segurança de temperatura 152 pode ser armazenada ou fixada no controlador 150, por exemplo, em uma memória. Adicional ou alternativamente, outros parâmetros desejados, por exemplo, uma temperatura de gás de escape máxima desejada 154 e uma velocidade de motor máxima desejada 156 também podem ser armazenadas ou fixadas no controlador 150, por exemplo, em uma memória. Para ajustar a velocidade do sistema de motor 110, o controlador 150 pode emitir um sinal 158 para a ECU 140. O sinal 158 pode ser, por exemplo, um sinal elétrico que tem uma magnitude de corrente entre aproximadamente 4,0 mA e 20 mA. Conforme descrito em outra parte no presente documento, a ECU 140 pode incluir ou, de outro modo, estar na forma de qualquer dispositivo com capacidade para traduzir sinais elétricos em energia mecânica, e/ou qualquer sistema de controle com capacidade para ajustar a velocidade de um motor tal como o sistema de motor 110. Por exemplo, a ECU 140 pode ser acoplada ao regulador 134 (Figura 2), o que permite que a ECU 140 aumente ou diminua a quantidade da mistura de ar/combustível proporcionada ao sistema de motor 110 a fim de afetar a velocidade do sistema de motor 110. Uma instrução codificada no sinal 158 pode fazer com que a ECU 140 ajuste a velocidade do sistema de motor 110 com base em uma relação entre dados recebidos no controlador 150 e uma condição de operação desejada, tal como a janela de segurança de temperatura 152. Embora descrita a título de exemplo no presente documento como uma “janela”, deve-se compreender que a janela de segurança de temperatura 152 pode alternativamente estar na forma de um valor de temperatura máximo, um valor de temperatura mínimo e/ou um valor de temperatura-alvo. A janela de segurança de temperatura 152 também pode incluir valores superiores e inferiores derivados de uma faixa de tolerância ou outra especificação de projeto. A velocidade do sistema de motor 110 pode aumentar, diminuir ou se manter a mesma como resultado de ser ajustada pela ECU 140, afetando, desse modo, diversas variáveis de desempenho 160 do sistema de motor 110 e/ou do sistema de turbocompressor 120 (Figuras 1, 2). As variáveis de desempenho 160 podem incluir uma temperatura de gás de escape que deixa o sistema de motor 110 (Figuras 1, 2) e/ou a temperatura de gás de escape que entra no componente de compressor 124 (Figura 2), uma temperatura ou velocidade de operação do sistema de turbocompressor 120 (Figura 1), ou outras variáveis que se refiram à condição de operação do sistema de motor 110 ou sistema de turbocompressor 120. As variáveis de desempenho 160 podem ser medidas, por exemplo, com os sensores 142 e comunicadas ao controlador 150 através deum barramento, linha de dados etc. Especificamente, um conversor de barramento 162 de rede de área de controlador (CAN) 162 pode comunicar variáveis de desempenho 160 ao controlador 150. O controlador 150 pode, então, comparar as variáveis de desempenho 160 com outros dados, por exemplo, a janela de segurança de temperatura 152, para adicionalmente ajustar o sistema de motor 110 conforme desejado. Em uma realização, as variáveis de desempenho 160 podem se referir à temperatura, e o controlador 150 pode computar instruções adicionais comparando os valores de temperatura obtidos com a janela de segurança de temperatura 152.

[0017] Voltando-se para a Figura 4, um ambiente ilustrativo 200, que inclui o controlador 150, o sistema de motor 110 e o sistema de turbina a gás 120, é mostrado. Nesse sentido, o ambiente 200 inclui um dispositivo de computação 202 que pode realizar um processo descrito no presente documento com a finalidade de ajustar variáveis tais como a velocidade do sistema de motor 110 e a temperatura de gás de escape que entra no sistema de turbocompressor 120 durante a operação. Em particular, o dispositivo de computação 202 pode incluir um sistema de controlador 204, que permite que o dispositivo de computação 202 ajuste os componentes do sistema de motor 110 realizando quaisquer/todos os processos descritos no presente documento e implantando quaisquer/todas as realizações descritas no presente documento.

[0018] O sistema de motor 110, o sistema de turbocompressor 120 e pelo menos um sensor 142, por exemplo, um sensor de temperatura, pode ser conectado de modo operativo (por exemplo, através de meios sem fio, com fio ou outros meios convencionais) ao dispositivo de computação 202, de modo que o dispositivo de computação 202 possa controlar os aspectos da ECU 140 em resposta aos dados obtidos pelo sensor 142, conforme discutido no presente documento. Embora a ECU 140 e o controlador 150 sejam mostrados a título de exemplo como sendo unidades distintas, o controlador 150 e a ECU 140 podem ser parte do mesmo controlador ou sistema de controle. A ECU 140 pode, por sua vez, ser conectada de modo operativo ao sistema de motor 110, permitindo que o dispositivo de computação 202 ajuste a velocidade do sistema de motor 110 para controlar a temperatura de gás de escape obtida ao sistema de turbocompressor 120. Como exemplo, a ECU 140 pode ser acoplada ao regulador 134 (Figura 2), que pode ser aberto ou fechado para ajustar a taxa em que a mistura de ar/combustível do carburador 130 (Figura 2) entra no sistema de motor 110.

[0019] O dispositivo de computação 202 pode se comunicar com uma biblioteca 216. Em uma realização, a biblioteca 216 pode incluir um ponto de regulação de temperatura ou uma janela de segurança de temperatura predeterminada para os gases de escape que entram no sistema de turbocompressor 120 do sistema de motor 110. Especificamente, a janela de segurança de temperatura pode ser armazenada em dados de otimização de temperatura de gás de exaustão 218 (“dados de temperatura 218”, deste ponto em diante) para o sistema de turbina a gás 110. Os dados de temperatura 218 podem incluir, por exemplo, uma temperatura ideal ou desejada (°C) de gases de escape que entram no componente de turbina 124 (Figuras 1, 2) do sistema de turbocompressor 120. Embora descrita a título de exemplo no presente documento como incluindo “dados de temperatura”, deve-se compreender que a biblioteca 216 também pode incluir outros tipos de dados que pertençam ao sistema de motor 110 e ao sistema de turbocompressor 120, por exemplo, dados de pressão, dados de composição química, dados de tempo etc., que pertencem ao sistema de motor 110, ao sistema de turbocompressor 120 e/ou a outros componentes e sistemas acoplados aos mesmos tais como um sistema de compressor a gás. O sistema de controlador 204 pode ler os dados de temperatura 218 da biblioteca 216 e automaticamente ajustar a velocidade do sistema de motor 110 com base nos dados de temperatura 218. Um método exemplificativo para ajustar o sistema de motor 110 com a ECU 140 e o controlador 150, mostrado a título de exemplo na Figura 5, é através de um circuito PID (Produto, Integral, Derivado). Um circuito PID geralmente inclui um processo para ajustar uma variável de saída alternativamente diminuindo e aumentando uma variável de entrada até que um valor desejado ou “ponto de regulação” seja alcançado. Realizações da presente invenção incluem o controlador 150 que define e/ou ajusta um “ponto de regulação” de velocidade de motor do sistema de motor 110. A ECU 140 pode incluir um circuito PID para ajustar a velocidade do sistema de motor 110 em resposta a uma entrada de usuário, ao controlador 150 e/ou a outros fatores. Especificamente, a ECU 140 pode receber o ponto de regulação ajustado do controlador 150, e mudar a velocidade do sistema de motor 110 conforme instruída pelo controlador 150. O sistema de controlador 204 pode ajustar ou definir vários pontos de regulação em resposta aos dados obtidos e às etapas realizadas em realizações da presente invenção.

[0020] Conforme mostrado na Figura 4 e descrito em outra parte no presente documento, os dados de temperatura 218 podem incluir uma “janela de segurança” de uma ou mais temperaturas de gás de escape e/ou velocidades e temperaturas de gás de escape máximas desejadas do sistema de motor 110. As velocidades de motor desejadas podem ser definidas, por exemplo, em rotações por minuto (rpm). Os limites superiores e inferiores da janela de segurança de temperatura 152 (Figura 3), da temperatura de gás de escape máxima desejada 154 (Figura 3) e/ou da velocidade de motor máxima desejada 156 (Figura 3) podem abranger uma faixa ideal ou desejada de temperaturas ou outras variáveis para o desempenho do sistema de motor 110. Mais especificamente, a janela de segurança de temperatura 152 (Figura 3), a temperatura de gás de escape máxima desejada 154 (Figura 3) e/ou a velocidade de motor máxima desejada 156 (Figura 3) podem incluir as temperaturas de gás de escape ou outras variáveis em que o sistema de turbocompressor 120 e o sistema de motor 110 mantêm uma determinada emissão de potência enquanto resistem a efeitos indesejados, tais como a deformação. Por exemplo, a temperatura de gás de escape máxima desejada 154 (Figura 3) ou o limite de temperatura superior da janela de segurança de temperatura 152 (Figura 3) pode ser uma temperatura em que o sistema de turbocompressor 120 pode operar de modo seguro. Como exemplo, o limite de temperatura superior ou temperatura-limite pode ser, por exemplo, aproximadamente 750 °C. Acima dessa temperatura, o sistema de turbocompressor 120 pode estar em perigo de quebrar ou ser danificado após operar por um tempo mais longo. A temperatura de gás de escape máxima desejada 154 (Figura 3) e/ou um limite superior da janela de segurança de temperatura 152 (Figura 3) pode ser uma temperatura abaixo da qual os danos e/ou defeitos associados a temperaturas excessivamente altas são evitados de modo eficaz. Além disso, a janela de segurança de temperatura 152 (Figura 3) também pode incluir um limite inferior, que pode evitar que a ECU 140 sacrifique emissão de potência demais quando reduzir a velocidade do sistema de motor 110 para acomodar altas temperaturas de gás de escape.

[0021] Dados de temperatura 218 podem ser armazenados na biblioteca 216 como qualquer forma convencional de dados. Ou seja, os dados de temperatura 218 incluídos na biblioteca 216 podem definir uma relação matemática entre a velocidade do sistema de motor 110 e a temperatura de gás de escape que entra no sistema de turbocompressor 120, em que os dados podem ser representados ou incorporados em uma variedade de formas de dados convencionais que incluem, mas não se limitam a uma tabela de consulta, um algoritmo etc.

[0022] O dispositivo de computação 202 é mostrado a título de exemplo como incluindo um componente de processamento 222 (por exemplo, um ou mais processadores), um componente de armazenamento 224 (por exemplo, uma hierarquia de armazenamento), um componente de entrada/saída (I/O) 226 (por exemplo, um ou mais dispositivos e/ou interfaces de I/O e/ou), e um caminho de comunicações 228. Em geral, o componente de processamento 222 executa um código de programa, tal como o sistema de controlador 204, que é pelo menos parcialmente fixado no componente de armazenamento 224. Enquanto executa o código de programa, o componente de processamento 222 pode processar dados, que podem resultar em ler e/ou escrever dados transformados do/para o componente de armazenamento 224 e/ou o componente de I/O 226 para processamento adicional. O caminho de comunicações 228 proporciona um enlace de comunicações entre cada um dos componentes no dispositivo de computação 202. O componente de I/O 226 pode compreender um ou mais dispositivos de I/O de humanos, que permite que um usuário humano 212 (por exemplo, um operador do sistema de motor 110) interaja com o dispositivo de computação 202 e/ou com um ou mais dispositivos de comunicações para possibilitar que um usuário do sistema 212 se comunique com o dispositivo de computação 202 com o uso de qualquer tipo de enlace de comunicações. Nesse sentido, o sistema de controlador 204 pode gerenciar um conjunto de interfaces (por exemplo, interface(s) gráfica(s) de usuário, interface de programa de aplicação etc.) que possibilita que um ser humano e/ou usuários do sistema 212 interajam com o sistema de controlador 204. Além disso, o sistema de controlador 204 pode gerenciar (por exemplo, armazenar, recuperar, criar, manipular, organizar, apresentar etc.) os dados no componente de armazenamento 224, tais como velocidades de motor determinadas, temperaturas de gás de escape detectadas e dados de temperatura 218 com o uso de qualquer solução. Mais especificamente, o sistema de controlador 204 pode armazenar os dados de temperatura 218 na biblioteca 216 conforme descrito no presente documento.

[0023] Em qualquer caso, o dispositivo de computação 202 pode compreender um ou mais artigos de manufatura de computação de propósito geral (por exemplo, dispositivos de computação) com capacidade para executar código de programa, tal como o sistema de controlador 204, instalado no mesmo. Conforme usado no presente documento, deve-se compreender que “código de programa” significa qualquer coleção de instruções, em qualquer língua, código ou notação, que faça com que um dispositivo de computação que tenha uma capacidade de processamento de informações realize uma função particular seja diretamente ou após qualquer combinação dos seguintes: (a) conversão para outra língua, código ou notação; (b) reprodução em uma forma de material diferente; e/ou (c) descompressão. Nesse sentido, o sistema de controlador 204 pode ser incorporado como qualquer combinação de software de sistema e/ou software de aplicação.

[0024] Além disso, o sistema de controlador 204 pode ser implantado com o uso de um conjunto de módulos 232. Nesse caso, cada módulo 232 pode possibilitar que o dispositivo de computação 202 realize uma ou mais tarefas usadas pelo sistema de controlador 204, e pode ser separadamente desenvolvido e/ou implantado independentemente de outras porções do sistema de controlador 204. Conforme usado no presente documento, o termo “módulo” significa código de programa que possibilita que o dispositivo de computação 202 implante a funcionalidade descrita juntamente com o mesmo com o uso de qualquer solução. Por exemplo, um “módulo” pode incluir um comparador, um calculador, a temporizador, um conversor de dados etc. Quando fixado em um componente de armazenamento 224 do dispositivo de computação 202 que inclui um componente de processamento 222, cada módulo 232 é uma porção substancial de um componente que implanta a funcionalidade. Independentemente, deve-se compreender que dois ou mais componentes, módulos, e/ou sistemas podem compartilhar uma parcela/todos os seus respectivos hardware e/ou software. Além disso, deve-se compreender que uma parcela da funcionalidade discutida no presente documento pode não ser implantada ou funcionalidade adicional pode ser incluída como parte do dispositivo de computação 202.

[0025] Para um dispositivo de computação 202 composto por múltiplos dispositivos de computação, cada um dentre os múltiplos dispositivos de computação pode ter apenas uma porção do sistema de controlador 204 fixada no mesmo (por exemplo, um ou mais módulos 232). No entanto, deve-se compreender que o dispositivo de computação 202 e o sistema de controlador 204 são apenas representativos de vários sistemas de computador equivalentes possíveis que podem realizar um processo descrito no presente documento. Nesse sentido, em outras realizações, a funcionalidade proporcionada pelo dispositivo de computação 202 e pelo sistema de controlador 204 pode ser pelo menos parcialmente implantada por um ou mais dispositivos de computação que incluem qualquer combinação de hardware de propósito específico e/ou geral com ou sem código de programa. Em cada realização, o hardware e código de programa, se incluídos, podem ser criados com o uso de técnicas de engenharia e programação padrão, respectivamente.

[0026] Quando o dispositivo de computação 202 inclui múltiplos dispositivos de computação, os múltiplos dispositivos de computação podem se comunicar através de qualquer tipo de enlace de comunicações. Além disso, enquanto realiza um processo descrito no presente documento, o dispositivo de computação 202 pode se comunicar com um ou mais outros sistemas de computador com o uso de qualquer tipo de enlace de comunicações. Em qualquer caso, o enlace de comunicações pode compreender qualquer combinação de vários tipos de enlaces sem fio e/ou com fio; compreender qualquer combinação de um ou mais tipos de redes; e/ou usar qualquer combinação de vários tipos de protocolos e técnicas de transmissão.

[0027] O dispositivo de computação 202 pode obter ou proporcionar dados, tais como os dados de temperatura 218, com o uso de qualquer solução. Por exemplo, o dispositivo de computação 202 pode obter e/ou recuperar os dados de temperatura 218 do sensor 142, de um ou mais armazenamentos de dados ou de outro ou sistema dependente ou independente. Em algumas realizações, o dispositivo de computação 202 também pode enviar vários fragmentos de dados a outros sistemas.

[0028] Embora mostrado e descrito no presente documento como um sistema para controlar temperaturas de gás de escape, deve-se compreender que aspectos da presente invenção fornecem adicionalmente várias realizações alternativas. Um programa de computador fixado em pelo menos um meio legível por computador que, quando executado, possibilita que um sistema de computador controle uma temperatura de gás de escape obtida do sistema de motor 110. Nesse sentido, o meio legível por computador inclui código de programa, tal como o sistema de controlador 204 (Figura 3), que implanta uma parcela ou todos os processos e/ou realizações descritas no presente documento. Deve-se compreender que o termo “meio de armazenamento legível por computador” compreende um ou mais dentre qualquer tipo de meio de expressão tangível ou não transitório, agora conhecido ou posteriormente desenvolvido, a partir do qual uma cópia do código de programa pode ser captada, reproduzida ou, de outro modo, comunicada por um dispositivo de computação. Por exemplo, o meio de armazenamento legível por computador pode compreender: um ou mais artigos de manufatura de armazenamento portáteis; um ou mais componentes de armazenamento/memória de um dispositivo de computação; papel etc.

[0029] Em uma realização, a presente invenção proporciona um sistema para controlar a temperatura de gás de escape ajustando a velocidade do componente de motor 110. Nesse caso, um sistema de computador, tal como o dispositivo de computação 202, pode ser obtido (por exemplo, criado, mantido, disponibilizado etc.) e um ou mais componentes para realizar um processo descrito no presente documento podem ser obtidos (por exemplo, criados, adquiridos, usados, modificados etc.) e empregados no sistema de computador. Nesse sentido, empregar pode compreender um ou mais dentre: (1) instalar código de programa em um dispositivo de computação; (2) adicionar um ou mais dispositivos de I/O e/ou computação ao sistema de computador; (3) incorporar e/ou modificar o sistema de computador para possibilitar que o mesmo realize um processo descrito no presente documento etc.

[0030] Voltando-se para a Figura 5, um diagrama de fluxo exemplificativo que ilustra processos de acordo com realizações da presente invenção é mostrado. O diagrama de fluxo de processo na Figura 5 será referido juntamente com as Figuras 2 e 3 e, em particular, a Figura 4, que ilustra um ambiente 200 para realizar as ações descritas com referência ao fluxo de processo da Figura 5.

[0031] Na etapa S1, os módulos 232 podem ler ou obter os dados de temperatura 218 que pertencem à temperatura de um gás de escape. Os dados de temperatura 218 obtidos na etapa S1 podem ser armazenados, por exemplo, na biblioteca 216, e podem ser a temperatura de gás de escape obtida do sistema de motor 110 e proporcionada ao componente de turbina 124 do sistema de turbocompressor 120. Um ou mais módulos 232 com funções comparadoras pode, então, comparar a temperatura de gás de escape obtida na etapa S1 com uma janela de segurança de temperatura e/ou a temperatura desejada incluída com os dados de temperatura 218 e armazenada no ambiente 200, por exemplo, na biblioteca 216. Os módulos 232 com uma função comparadora podem, então, determinar, na etapa S2, se o gás de escape está fora (isto é, maior ou menor) ou dentro da janela de segurança de temperatura, e/ou substancialmente igual à temperatura de gás de escape desejada.

[0032] Se a comparação na etapa S2 indicar que a temperatura de gás de escape é menor do que a janela de segurança de temperatura e/ou a temperatura desejada, os módulos 232 com funções de cálculo, controle e sinalização podem, na etapa S3, aumentar um valor de “ponto de regulação” de velocidade de motor para uma velocidade do sistema de motor 110. Conforme descrito em outra parte no presente documento, um “ponto de regulação” geralmente se refere ao valor-alvo ou desejado de uma variável particular. Em realizações da presente invenção, o “ponto de regulação” pode se referir a uma velocidade desejada do sistema de motor 110. Para ajustar a velocidade do sistema de motor 110, os módulos 232 com funções de controle e sinalização podem instruir a ECU 140 a aumentar (na etapa S3) ou diminuir (na etapa S7) o ponto de regulação de velocidade de motor. A ECU 140 pode conter um ponto de regulação de velocidade de motor existente para a velocidade do sistema de motor 110 (por exemplo, aproximadamente 1.000 rpm), e os módulos 232 podem instruir a ECU 140 a aumentar ou diminuir esse valor para ajustar a velocidade do sistema de motor 110. Desse modo, mesmo se a velocidade de motor de 1.000 rpm for proporcionada à ECU 140 por um usuário, os módulos 232 do controlador 150 podem sobrepor a velocidade operacional selecionada pelo usuário para acomodar temperaturas de gás de escape aumentadas. Conforme descrito em outra parte no presente documento, a ECU 140 pode ajustar a velocidade operacional do sistema de motor 110 abrindo ou fechando um regulador 134 posicionado entre o sistema de motor 110 e o fornecimento de combustível 132.

[0033] Após o aumento do ponto de regulação de velocidade de motor na etapa S3, os módulos 232 com funções de medição, comparação e determinação podem determinar se a velocidade operacional do sistema de motor 110 excederá uma velocidade máxima na etapa S4. A velocidade máxima pode ser armazenada, por exemplo, na biblioteca 216 e pode definir um limite superior de velocidades operacionais em que o sistema de motor 110 tem capacidade para operar de modo seguro. Desse modo, a determinação da etapa S4 pode verificar se o controlador 150 fez com que a ECU 140 aumentasse a velocidade operacional do sistema de motor 110 para além de suas capacidades técnicas. Como exemplo, a velocidade máxima usada na etapa S4 pode ser determinada por um usuário e pode ser, por exemplo, de aproximadamente 1.200 rotações por minuto (rpm) para alguns modelos de motor. Quando um módulo de comparação 232 determinar que a velocidade do sistema de motor 110 está abaixo da velocidade máxima, os módulos 232 podem determinar, na etapa S5, se a velocidade operacional atual do sistema de motor 110 equivale ao ponto de regulação de velocidade de motor proporcionado à ECU 140.

[0034] Após comparar a velocidade operacional com a velocidade máxima e/ou com o ponto de regulação, um módulo 232 com uma função de desabilitação ou controle pode desabilitar ou pausar o circuito PID na etapa S6 em resposta à velocidade de motor que excede sua velocidade máxima ou que tem uma velocidade operacional substancialmente igual ao ponto de regulação de velocidade de motor. Qualquer desabilitação do circuito PID na etapa S6 pode ser temporária ou permanente. O circuito PID pode ser permanentemente desabilitado na etapa S6 em uma situação em que a temperatura de gás de escape esteja estável e dentro a janela de segurança de temperatura ou substancialmente igual à temperatura desejada. Uma desabilitação temporária do circuito PID na etapa S6 pode, por exemplo, permitir que o sistema de motor 110 opere em uma velocidade constante por um tempo estabelecido antes de o circuito PID ser novamente habilitado, para acomodar situações em que a temperatura de gás de escape possa aumentar em um momento posterior. No caso em que o circuito PID não for desabilitado, na etapa S6, ou em que a desabilitação temporária do circuito PID terminar, processos de acordo com a presente invenção pode brevemente pausar antes de retornar à etapa S1, em que os módulos 232 podem obter outra temperatura do gás de escape.

[0035] No caso em que a comparação na etapa S2 indicar que a temperatura de gás de escape está dentro da janela de segurança de temperatura e/ou substancialmente igual à temperatura desejada, o processo pode imediatamente prosseguir para a etapa S6, em que o circuito PID pode pausar ou ser desabilitado com os módulos 232. Nesse caso, o sistema de controlador 204 não ajusta o ponto de regulação de velocidade de motor da ECU 140 devido ao fato de que a temperatura de gás de escape não é alta demais nem baixa demais. Além disso, o processo pode retornar para a etapa S1 para permitir que os módulos 232 obtenham dados de temperatura adicionais na etapa S1 para monitorar se a temperatura do gás de escape aumentou ao longo do tempo.

[0036] Quando as comparações na etapa S2 indicarem uma temperatura de gás de escape maior do que a janela de segurança de temperatura e/ou do que a temperatura desejada, os módulos 232 com uma função calculadora e/ou com uma função controladora podem diminuir o valor de ponto de regulação de velocidade de motor em resposta à temperatura de gás de escape que está acima da janela de segurança de temperatura e/ou da temperatura desejada. A etapa S7 pode incluir o controlador 150 que se comunica com a ECU 140, em que um valor de ponto de regulação de velocidade de motor existente pode ter sido armazenado ou inserido. Por exemplo, o controlador 150 na etapa S7 pode sobrepor uma velocidade operacional desejada por um usuário do sistema de motor 110 reduzindo o ponto de regulação de velocidade de motor a um valor em que o gás de escape do sistema de motor 110 não excederá a janela de segurança de temperatura e/ou a temperatura desejada. Após a diminuição do ponto de regulação de velocidade de motor na etapa S7, os módulos 232 com funções de comparação e determinação podem avaliar se a velocidade de motor está abaixo de uma velocidade mínima na etapa S8. Em contraposição à velocidade máxima da etapa S4, a velocidade mínima da etapa S8 é uma velocidade abaixo da qual o sistema de motor 110 sacrificaria a emissão de potência significativa para uma redução insubstancial ou mínima da temperatura de gás de escape. Em alguns sistemas de motor, a velocidade mínima do sistema de motor 110 pode ser, por exemplo, aproximadamente 900 rotações por minuto (rpm).

[0037] Quando um módulo 232 determinar, na etapa S8, que a velocidade do sistema de motor 110 está acima da velocidade mínima, o sistema de motor 110 compensa de modo eficaz a temperatura aumentada do gás de escape. O processo pode, então, retornar para a etapa S1 e repetir, permitindo que a emissão de potência do sistema de motor 110 aumente gradualmente à medida que a temperatura de gás de escape é reduzida. Antes de obter mais temperaturas de gás de escape, os módulos 232 que determinam uma velocidade de motor abaixo da velocidade mínima podem pausar ou desabilitar o circuito PID na etapa S6 para evitar que a temperatura de gás de escape aumente até mesmo mais acima da janela de segurança de temperatura e/ou da temperatura de gás de escape desejada.

[0038] Efeitos técnicos das realizações discutidas no presente documento incluem a capacidade de controlar a temperatura de gás de escape comunicada de um sistema de motor para um componente de turbina de um sistema de turbocompressor. Além disso, realizações da presente invenção podem evitar que a temperatura de gás de escape comunicada de um motor exceda uma temperatura limiar, uma janela de segurança de temperatura ou uma quantidade semelhante que pode definir, por exemplo, uma temperatura em que um sistema de turbocompressor ou outro componente é submetido a efeitos de deformação ou a outras formas de danos. Além disso, realizações da invenção podem ajustar características operacionais (por exemplo, temperatura de gás de escape de um sistema de motor) aumentando ou diminuindo a velocidade do sistema de motor.

[0039] A descrição precedente de vários aspectos da presente invenção foi apresentada para propósitos de ilustração e descrição. A mesma não se destina a ser exaustiva ou a limitar a presente invenção à forma precisa revelada e, obviamente, muitas modificações e variações são possíveis. Tais modificações e variações que podem estar evidentes para um indivíduo na técnica estão incluídas no escopo da presente invenção conforme definido pelas reivindicações anexas.

[0040] A terminologia usada no presente documento é para o propósito de descrever realizações particulares apenas e não se destina a ser limitadora da presente invenção. Conforme usado no presente documento, as formas singulares “um”, “uma” e “o(a)” se destinam a incluir as formas plurais também, a menos que o contexto indique claramente de outro modo. Deve-se entender adicionalmente que os termos “compreende” e/ou “que compreende”, quando usados no presente relatório descritivo, especificam a presença de funções declaradas, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes, mas não excluem a presença ou adição de uma ou mais outras funções, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos.

[0041] A presente descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, o que inclui o melhor modo, e também possibilitar que qualquer pessoa técnica no assunto pratique a invenção, o que inclui produzir e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da presente invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram àqueles técnicos no assunto. Tais outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações caso os mesmos tenham elementos estruturais que do não difiram da linguagem literal das reivindicações, ou caso os mesmos incluam elementos equivalentes estruturais com diferenças insubstanciais das linguagens literais das reivindicações.

Claims

1. SISTEMA PARA CONTROLAR UMA TEMPERATURA OPERACIONAL DE UM GÁS DE ESCAPE, compreendendo: um sistema de motor (110) tendo um motor (14) dotado de uma velocidade operacional quando o motor (14) está em operação; um sistema de turbocompressor (120) que inclui um componente de turbina (24), o gás de escape sendo entregue a partir do motor (14) em uma linha de gás de escape (16) que é recebida em uma entrada do componente de turbina (24); um controlador (150) em comunicação com o motor (14); e um sensor (142) disposto na linha de gás de escape (16) em comunicação com o controlador (150), o sensor (142) sendo configurado para medir uma primeira temperatura e uma segunda temperatura do gás de escape, em que o gás de escape está disposto na linha de gás de escape (16); o sistema operando de acordo com o seguinte método: medir a primeira temperatura do gás de escape pelo sensor (142); determinar a partir do controlador (150) se a primeira temperatura medida do gás de escape é menor do que um valor de temperatura mínima ou maior do que um valor de temperatura máxima, os valores de temperatura mínima e temperatura máxima definindo uma janela de segurança de temperatura (152) do sistema; caracterizado por calcular uma velocidade de motor do motor (14) através do controlador (150); se a primeira temperatura medida do gás de escape é determinada para ser menor do que o valor de temperatura mínima da janela de segurança (152) ou maior do que o valor de temperatura máxima da janela de segurança de temperatura (152), ajustar uma primeira regulação de velocidade do motor (14) pela velocidade do motor calculada através do controlador (150) para produzir uma segunda regulação de velocidade do motor; ajustar a velocidade operacional do motor (14) através do controlador (150) com base na segunda regulação de velocidade do motor que resulta na temperatura operacional do gás de escape na linha de gás de escape (16) sendo alterada quando uma segunda temperatura do gás de escape é medida pelo sensor (142) em um período de tempo posterior de operação do sistema após a etapa de ajustar a velocidade operacional, a segunda temperatura medida do gás de escape sendo determinada pelo controlador (150) para ser menor do que o valor de temperatura máxima da janela de segurança de temperatura (152) e maior do que o valor de temperatura mínima da janela de segurança de temperatura (152) de tal modo que a temperatura operacional do gás de escape seja controlada.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de ajustar a primeira regulação de velocidade incluir um ajuste para produzir a segunda regulação de velocidade que é diminuída a partir da primeira regulação de velocidade, quando a primeira temperatura medida do gás de escape é determinada para ser maior do que o valor de temperatura máxima, e em que a etapa de ajustar a primeira regulação de velocidade inclui um ajuste para produzir a segunda regulação de velocidade que é aumentada a partir da primeira regulação de velocidade, quando a primeira temperatura medida do gás de escape é determinada para ser menor do que o valor de temperatura mínima.

3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela velocidade do motor calculada ser calculada em uma malha de controle proporcional, integral, derivativa (PID) dentro do controlador (150), sendo pelo menos parcialmente com base em uma entrada do usuário do motor (14), e definida em rotações por minuto (RPM).

4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo valor de temperatura máxima da janela de segurança de temperatura (152) ser uma temperatura de segurança máxima dentro de uma faixa de operação de segurança de temperatura do sistema de turbocompressor (120).

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela janela de segurança de temperatura (152) incluir uma temperatura de gás de escape alvo.

6. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela temperatura de gás de escape alvo evitar efeitos de deformação dentro do sistema de turbocompressor (120).

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela janela de segurança de temperatura (152) ser baseada em uma característica operacional do sistema de motor (110).

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela característica operacional do sistema de motor (110) incluir um dentre um tamanho de motor, uma potência máxima de saída, um modelo de motor, e uma fonte de combustível do motor (14).

9. CONJUNTO DE INSTRUÇÕES, armazenado em um meio de armazenamento legível por computador, operável para controlar uma temperatura operacional de um gás de escape obtido de um sistema de motor (110) para um sistema de turbocompressor (120) quando executado, o gás de escape sendo entregue a partir de um motor (14) do sistema de motor (110) em uma linha de gás de escape (16) que é recebida em uma entrada do componente de turbina (24) do sistema de turbocompressor (120), sendo que o conjunto de instruções armazenado no meio de armazenamento legível por computador compreende instruções para: ler a temperatura do gás de escape a partir de um sensor de temperatura (142) posicionado dentro do sistema de turbocompressor (120); determinar se a primeira temperatura medida do gás de escape é menor do que um valor de temperatura mínima ou maior do que um valor de temperatura máxima, o valor de temperatura mínima e o valor de temperatura máxima definindo uma janela de segurança de temperatura (152) do sistema; caracterizado por calcular uma velocidade de motor do motor (14) do sistema de motor (110); se a primeira temperatura medida do gás de escape é determinada para ser menor do que o valor de temperatura mínima da janela de segurança (152) ou maior do que o valor de temperatura máxima da janela de segurança de temperatura (152), ajustar uma primeira regulação de velocidade do motor (14) pela velocidade do motor calculada para produzir uma segunda regulação de velocidade do motor; ajustar a velocidade operacional do motor (14) com base na segunda regulação de velocidade do motor que resulta na temperatura operacional do gás de escape na linha de gás de escape (16) sendo alterada quando uma segunda temperatura do gás de escape é medida pelo sensor (142) em um período de tempo posterior de operação do sistema após a etapa de ajustar a velocidade operacional, a segunda temperatura medida do gás de escape sendo determinada para ser menor do que o valor de temperatura máxima da janela de segurança de temperatura (152) e maior do que o valor de temperatura mínima da janela de segurança de temperatura (152) de tal modo que a temperatura operacional do gás de escape seja controlada.

10. CONJUNTO DE INSTRUÇÕES, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela etapa de ajustar a primeira regulação de velocidade incluir um ajuste para produzir a segunda regulação de velocidade que é diminuída a partir da primeira regulação de velocidade, quando a primeira temperatura medida do gás de escape é determinada para ser maior do que o valor de temperatura máxima, e em que a etapa de ajustar a primeira regulação de velocidade inclui um ajuste para produzir a segunda regulação de velocidade que é aumentada a partir da primeira regulação de velocidade, quando a primeira temperatura medida do gás de escape é determinada para ser menor do que o valor de temperatura mínima.

11. CONJUNTO DE INSTRUÇÕES, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela velocidade do motor calculada ser calculada em uma malha de controle proporcional, integral, derivativa (PID), sendo pelo menos parcialmente baseada em uma entrada do usuário do motor (14), e definida em rotações por minuto (RPM).

12. CONJUNTO DE INSTRUÇÕES, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo valor de temperatura máxima da janela de segurança de temperatura (152) ser uma temperatura de segurança máxima, dentro de uma faixa de operação de segurança de temperatura do sistema de turbocompressor (120).

13. CONJUNTO DE INSTRUÇÕES, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo ajuste da velocidade operacional do motor (14) incluir um dentre abrir ou fechar um regulador (134) do sistema de motor (110).

14. CONJUNTO DE INSTRUÇÕES, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela janela de segurança de temperatura (152) se basear em uma composição de combustível usada no sistema de motor (110).

15. SISTEMA PARA CONTROLAR UMA TEMPERATURA OPERACIONAL DE UM GÁS DE ESCAPE, compreendendo: um sistema de motor (110); um sistema de turbocompressor (120) em comunicação fluida com o sistema de motor (110), sendo que o sistema de turbocompressor (120) inclui: um componente de turbina (124) configurado para receber um gás de escape do sistema de motor (110), o gás de escape sendo entregue a partir do sistema de motor (110) em uma linha de gás de escape (16) que é recebida em uma entrada do componente de turbina (124); um eixo giratório (126) acoplado ao componente de turbina (124); um componente de compressor acoplado ao eixo giratório (126), em que o componente de compressor é configurado para entregar um fluxo de ar comprimido para o sistema de motor (110); caracterizado por incluir um controlador (150) configurado para ajustar uma velocidade de sistema de motor (110) com base na temperatura do gás de escape que está do lado de fora de uma janela de segurança de temperatura (152); um sensor (142) disposto na linha de gás de escape (16) em comunicação com o controlador (150), o sensor (142) sendo configurado para determinar uma primeira temperatura e uma segunda temperatura do gás de escape disposto na linha de gás de escape (16), comunicado do sistema de motor (110) para o componente de turbina (124) do sistema de turbocompressor (120); o sistema operando de acordo com o seguinte método: medir a primeira temperatura do gás de escape pelo sensor (142); determinar a partir do controlador (150) se a primeira temperatura medida do gás de escape é menor do que um valor de temperatura mínima ou maior do que um valor de temperatura máxima, os valores de temperatura mínima e temperatura máxima definindo a janela de segurança de temperatura (152) do sistema; calcular uma velocidade de motor do sistema de motor (110) através do controlador (150); se a primeira temperatura medida do gás de escape é determinada para ser menor do que o valor de temperatura mínima da janela de segurança (152) ou maior do que o valor de temperatura máxima da janela de segurança de temperatura (152), ajustar uma primeira regulação de velocidade do sistema de motor (110) pela velocidade de motor calculada através do controlador (150) para produzir uma segunda regulação de velocidade do sistema de motor (110); ajustar a velocidade operacional do sistema de motor (110) através do controlador (150) com base na segunda regulação de velocidade do sistema de motor (110) que resulta na temperatura operacional do gás de escape na linha de gás de escape (16) sendo alterada quando uma segunda temperatura do gás de escape é medida pelo sensor (142) em um período de tempo posterior de operação do sistema após a etapa de ajustar a velocidade operacional, a segunda temperatura medida do gás de escape sendo determinada pelo controlador (150) para ser menor do que o valor de temperatura máxima da janela de segurança de temperatura (152) e maior do que o valor de temperatura mínima da janela de segurança de temperatura (152) de tal modo que a temperatura operacional do gás de escape seja controlada.

16. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo sistema de motor (110) compreender um motor de combustão interna (14) configurado para reagir a uma fonte de combustível com o fluxo de ar comprimido para produzir o gás de escape.

17. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pela etapa de ajustar a primeira regulação de velocidade incluir um ajuste para produzir a segunda regulação de velocidade que é diminuída a partir da primeira regulação de velocidade, quando a primeira temperatura medida do gás de escape é determinada para ser maior do que o valor de temperatura máxima, e em que a etapa de ajustar a primeira regulação de velocidade inclui um ajuste para produzir a segunda regulação de velocidade que é aumentada a partir da primeira regulação de velocidade, quando a primeira temperatura medida do gás de escape é determinada para ser menor do que o valor de temperatura mínima.

18. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pela velocidade do motor calculada ser calculada em uma malha de controle proporcional, integral, derivativa (PID) dentro do controlador (150), sendo pelo menos parcialmente baseada em uma entrada do usuário do sistema de motor (110), e definida em rotações por minuto (RPM).

19. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo valor de temperatura máxima da janela de segurança de temperatura (152) ser uma temperatura de segurança máxima dentro de uma faixa de operação de segurança de temperatura do sistema de turbocompressor (120).