CN102418610A - 用于控制通过涡轮增压器增压的内燃机的速度的方法 - Google Patents

Abstract

用于控制通过具有涡轮(13)和压缩机(14)的涡轮增压器(12)增压的内燃机(1)的方法，该控制方法包括步骤：建立涡轮增压器(12)预定的限定速度；计算涡轮增压器(12)的折合下限速度和折合上限速度，该下限速度和上限速度根据涡轮增压器(12)预定的下限速度和压缩机(14)上游的绝对温度(T_o)而变化；确定包括在涡轮增压器(12)折合下限速度(N_{rid_inf})和折合上限速度(N_{rid_sup})之间的涡轮增压器(12)的超速区间；计算当前折合限定速度；和控制涡轮增压器(12)，从而使得每当检测到的当前折合限定速度包含在超速区域内时，将折合限定速度带回到低于折合下限速度的值。

Description

用于控制通过涡轮增压器增压的内燃机的速度的方法

技术领域

本发明涉及用于控制通过涡轮增压器增压的内燃机的速度的方法。

背景技术

如同已知的，一些内燃机提供有涡轮增压器增压系统，通过采用废气的热焓以压缩来自发动机的吸入空气，从而增加进气的容积效率，这能够增加发动机产生的动力。

涡轮增压器增压系统包括提供有涡轮的涡轮增压器，其沿着排气管道设置，以在从发动机排出的废气的压力下高速旋转；还提供有压缩机，其通过涡轮而旋转，沿着空气供应管道设置，以压缩来自发动机的吸入空气。

在涡轮增压器增压系统中，必要的是，根据发动机点维持涡轮增压器在有用区域内的运行范围，这出于功能上的理由(也即用以避免故障或者低性能)和结构上的理由(也即用以避免损坏涡轮增压器)。

特别地，运行范围的有用区域是受限的，在折合质量流速/压缩比平面中，左侧通过泵送线限定，而在相同平面的右侧通过所谓的“饱和线”限定。因此泵送线限定出第一“禁止”区，并包括这些点的位置，其中压缩机的内部空气动力学平衡被偏置，产生周期性的、嘈杂的和剧烈的到嘴部的流动回拒，其结果是能够损坏叶片。

专利申请EP1741895A1描述了通过涡轮增压器增压的内燃机的控制方法，该涡轮增压器包括压缩机、适于在发动机废气作用下驱动以旋转压缩机的涡轮、和适于调节作为到涡轮的输入而供应的废气的流动的废气门阀，该废气门阀用于根据压缩机所需的输出增压目标压力而控制涡轮自身的旋转速度。专利申请EP1741895A1中所述的控制方法包括如下步骤：测量进入压缩机的吸入空气的压力；确定压缩机的质量流速，其通过描绘了压缩机的运行特征的预定的图而计算得到，并根据预置的限定旋转速度、测量到的空气压力和质量流量、增压限定压力，其涉及到当涡轮以基本上等于预置限定速度旋转时可从压缩机获得的输出空气压力；检验要求的增压目标压力是否满足与增压限定压力的预置关系，所述增压限定压力在该关系满足的情形下计算得到，根据增压限定压力作动废气门阀以控制涡轮的旋转速度，从而减小涡轮增压器在基本上等于预置限定速度的值处的旋转速度。

专利申请EP2014894A1描述了通过提供有涡轮和压缩机的涡轮增压器增压的内燃机的替代的控制方法，其设想提供在折合质量流速/压缩比的平面中至少一个运行限定曲线、至少一个调节涡轮的旁通管道的废气门阀的交互曲线、和至少一个调节压缩机的旁通管道的Poff阀的中间曲线。根据专利申请EP2014894A1的控制方法设想采用运行限定曲线，用于限定电机控制采用的压缩机的压力目标下游。该方法还设想，如果超出废气门阀的中间曲线，则控制废气门阀的开口，如果超出Poff阀的中间曲线，则控制Poff阀的开口。通过EP2014894A1所述的控制方法能够确保涡轮增压器的运行范围在内燃机的任何工作条件下都保持在有用区域内。

所谓的“饱和线”，其限定出第二“禁止”区并对应于达到进入涡轮的音速条件(和对应于流动的阻塞)，限定出在给定的进气环境条件下压缩机能够提供的最大可能流量。紧靠饱和线，涡轮增压器因此达到非常高的速度，并能够发展最大动力以压缩从发动机吸入的空气，从而增加吸气的容积效率。然而不幸的是，由于涉及到的高速度，紧靠饱和线可能发生涡轮增压器加速而脱离控制，直至达到对涡轮增压器自身具有破坏性效果的音速阻塞。

文件JP8200082描述了通过涡轮增压器增压的内燃机的替代的控制方法，其设想确定涡轮增压器包括在下限速度和上限速度之间的运行超速区间(overspeedinterval)，并且每当检测到当前速度值包括在超速区间内时，调节涡轮增压器，立即使当前速度回到小于或等于下限速度的值。换句话说，JP8200082中所述的方法完全地禁止了发动机在超速区间内的运行。然而上述方法不允许优化增压的内燃机在靠近超速区间时的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供用于控制通过涡轮增压器增压的内燃机的控制方法，所述方法便宜且实施简单，特别地，允许确保涡轮增压器的运行范围保持在紧靠饱和线但是不达到音速阻塞的有用区域内。

根据本发明，提供通过提供有涡轮和压缩机的涡轮增压器增压的内燃机的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

-建立涡轮增压器预定的下限速度和涡轮增压器预定的上限速度；

-根据涡轮增压器预定的下限速度和压缩机上游的绝对温度计算涡轮增压器的折合下限速度(reduced lower limit speed)；和

-根据涡轮增压器预定的上限速度和压缩机上游的绝对温度计算涡轮增压器的折合上限速度；涡轮增压器折合上限速度高于涡轮增压器折合下限速度；

-确定包括在涡轮增压器折合下限速度和折合上限速度之间的涡轮增压器的超速区间；

-计算当前折合限定速度；和

-控制涡轮增压器，从而使得每当当前折合限定速度的值被检测到并且包含在超速区域内时，将折合限定速度带回到低于或等于折合下限速度的值；

-在初始调节和建立阶段建立第一门限值；和

-控制涡轮增压器，从而在时间间隔之后，将折合限定速度带回到低于或等于折合下限速度的值，该时间间隔等于第一门限值(SOV_1)，并从当前折合限定速度的值被检测到并且包含在超速区间内的时刻起流逝。

附图说明

现在将参考附图描述本发明，所述附图示例了不作为限定的实施方式，其中：

图1示意性地示例了通过涡轮增压器增压并提供有电子控制单元的内燃机，该电子控制单元执行根据本发明实行的控制方法；

图2示例了图1的涡轮增压器的压缩机在折合质量流速/压缩比平面中的特征曲线，和

图3-6表述折合质量流速/压缩比的平面图，其中呈现了运行曲线的限定和用于在图1的电子控制单元中执行的控制方法的中间曲线。

具体实施方式

在图1中，数字1总体上指示通过涡轮增压器增压系统2增压的内燃机。

内燃机具有四个汽缸3，每个汽缸通过至少一个各自的进气阀(未示出)连接到进气歧管4并通过至少一个各自的排气阀(未示出)连接到排气歧管5。进气歧管4通过吸气管道6接收新鲜空气(也即来自外部环境的空气)，该吸气管道6提供有空气滤清器7并通过节流阀8调节。沿着吸气管道6提供有中间冷却器9，其功能在于冷却吸入的空气。在排气歧管5上连接有排气管道10，其将燃烧产生的废气供应到排气系统，该排气系统将燃烧产生的气体排放到环境中，通常包括催化剂11和设置在催化剂11下游的至少一个消音器(未示出)。

内燃机1的增压系统2包括提供有涡轮13的涡轮增压器12，其沿着排气管道10设置，用于在从汽缸3中排出的废气的作用下高速旋转，还包括压缩机14，其沿着吸气管道6设置并机械地连接到涡轮13上，以通过涡轮13自身驱动而旋转，从而增加供应到供应管道6内的空气压力。

沿着排气管道10提供有旁通管道15，其平行于涡轮13地连接，从而使其端部连接在涡轮13自身的上游和下游。沿着旁通管道15设置有废气门阀16，其适于调节流过旁通管道15的废气流量并通过作动器17驱动。沿着供应管道6提供有旁通管道18，其平行于压缩机14地连接，从而使得其端部连接在压缩机14自身的上游和下游。沿着旁通管道18设置有Poff阀19，其适于调节流过旁通管道18的废气的流量并通过作动器20驱动。

内燃机1通过电子控制单元21控制，其指令内燃机1所有组件的运行，包括增压系统2。特别地，电子控制单元21驱动废气门阀16和Poff阀19的控制作动器17和20。电子控制单元21连接到传感器22，所述传感器22测量沿着压缩机14上游的吸气管道6的温度To和压力Po，还连接到传感器23，所述传感器23测量沿着节流阀8上游的吸气管道6的温度和压力，还连接到传感器24，所述传感器24测量吸气歧管4里面的温度和压力。此外，电子控制单元21连接到传感器25，所述传感器25测量内燃机1的曲轴的角度位置(从而旋转速度)，和传感器26，所述传感器26测量吸入和/或排放阀的相位。还重点需要注意的是，没有提供适于测量涡轮增压器12的旋转速度的传感器。

除了其他之外，电子控制单元21维持涡轮增压器12在有用区域内的运行范围。下文中示出了电子控制单元21用于保持涡轮增压器12在有用区域中的运行范围的控制模式，并用于防止涡轮增压器12在饱和线35(在图4和5中示例出)附近达到音速条件。

在内燃机1的设计和开发阶段过程中，压缩机14的特征曲线在折合质量流速/压缩比平面中得到分析(通过涡轮增压器12的制造商提供)。商用压缩机14的特征曲线的例子示例在图2中。

图2所示的特征曲线规一化为绝对参考温度To_rif和绝对参考压力Po_rif。在折合质量流速/压缩比平面的左侧存在通过泵送线限定的第一禁止区，该泵送线包括点的位置，其中压缩机14的内部空气动力学平衡是偏置的，存在周期性的、嘈杂的和剧烈的到嘴部的流动回拒，其结果是能够损坏叶片。

替代地，在折合质量流速/压缩比平面的右侧存在通过所谓的饱和线35(在图4和5中示出)限定出的第二禁止区，其对应于在涡轮13的入口处音速条件(从而阻塞流动)的获得，并限定出压缩机14能够提供在吸气环境的给定条件中的最大可能流量。

根据图3中所示的，通过对压缩机14的特征曲线的分析，曲线27确定为限定涡轮增压器12的旋转速度，而曲线28确定为限定涡轮增压器12的泵送。根据曲线27和28建立两个运行限定曲线29和30，它们用于限制发动机控制使用的压缩机14下游的压力目标。为了确定运行限定曲线29，门限S1(恒定的或可变的)得以确定以建立在运行限定曲线29和限定出涡轮增压器12的旋转速度的曲线27之间的距离；类似地，为确定运行限定曲线30，门限S2(恒定的或可变的)得以确定，以建立在运行限定曲线30和限定出涡轮增压器12的泵送曲线28之间的距离。

而且，根据曲线27和28，建立调节涡轮13的旁通管道15的废气门阀16的两个中间曲线31和32和调节压缩机14的旁通管道18的Poff阀19的中间曲线33和34。为了确定废气门阀16的中间曲线31，门限S3(恒定的或可变的)得以确定，建立在运行限定曲线29和废气门阀16的中间曲线31之间的距离；类似地，为了确定废气门阀16的中间曲线32，门限S4(恒定的或可变的)得以确定，建立在废气门阀16的中间曲线32和限定涡轮增压器12的泵送曲线28之间的距离。为了确定Poff阀19的中间曲线33，门限S5(恒定的或可变的)得以确定，建立在运行限定曲线29和Poff阀19的中间曲线33之间的距离；类似地，为了确定Poff阀19的中间曲线34，门限S6(恒定的或可变的)得以确定，建立在Poff阀19的中间曲线34和限定涡轮增压器12的泵送的曲线28之间的距离。

在内燃机1的运行过程中，电子控制器21采用运行限定曲线29和30限定发动机控制所使用的压缩机14下游的压力目标。换句话说，在电子控制单元21中应用的发动机控制单元以已知的方式并作为发动机点的函数而确定压缩机14下游的目标压力，其表现了压缩机14下游需要的和最佳的压力值。如果压缩机14下游的目标压力与运行限定曲线29和30相容，那么压缩机14下游的目标压力得以保持，否则，如果压缩机14下游的目标压力不与运行限定曲线29和30相容，那么压缩机14下游的目标压力限定到与运行限定曲线29和30相容的最大值。

特别地，为了限定压缩机14下游的目标压力，根据压缩机14的当前折合质量流速Q_AH，压缩机14的折合质量流速Q_AH得以确定，最大可能的压缩比RC通过采用运行限定曲线29和30而确定，压缩机14下游的最大可能压力通过乘以绝对压力Po而确定，最大可能压缩比RC为压缩机14上游，压缩机14下游的目标压力限定到压缩机14下游的最大可能压力，如果压缩机14下游的目标压力大于压缩机14下游的可能最大压力的话。

压缩机14折合质量流速Q_AHR采用如下等式确定：

$Q_{\mathrm{AHR}}=Q_{\mathrm{AH}}\·\sqrt{\frac{T_o}{T_{\mathrm{orif}}}}\·\frac{P_{\mathrm{orif}}}{P_o}$

Q_AH  压缩机14质量流速；

Q_AHR  压缩机14折合质量流速；

To     压缩机14上游绝对温度；

Po   压缩机14上游绝对压力；

To_rif  绝对参考温度；

Po_rif  绝对参考压力。

绝对参考温度To_rif和绝对参考压力Po_rif是这样的情况，其是压缩机14的且因此曲线27-34而获得到的特征曲线，并且为事先知道的工程数据。压缩机14上游的绝对温度To和压缩机14上游的绝对压力Po通过传感器22测量得到。压缩机14的质量流速Q_AH能够通过专门专用的流速传感器测量得到，或者能够通过电子控制单元21以已知的方式估计得到。

根据未示出的不同实施方式，压缩机14上游的绝对温度To(也即基本上室温)可以不提供；在这种情形下，折合质量流速Q_AHR能够在压力Po/Po_rif关系基础上“部分地”归一化，而不考虑温度To和To_rif之间的关系。

重点需要强调的是，曲线28、30、32和34独立于涡轮增压器12的折合限定速度NtcR，而曲线27、29、31和33依赖于涡轮增压器12的折合限定速度NtcR(也即在涡轮增压器12的折合限定速度NtcR变化时变化)。换句话说，对于涡轮增压器12，其通过涡轮增压器12预置限定的速度Ntc，涡轮增压器12在其上带来临界条件；采用涡轮增压器12的预置限定速度NtcR，涡轮增压器12的当前折合限定速度NtcR在压缩机14上游的绝对温度To的基础上采用如下等式计算得到：

$N_{\mathrm{tcR}}=N_{\mathrm{tc}}\·\sqrt{\frac{T_{\mathrm{orif}}}{T_o}}$

Ntc    涡轮增压器的限定速度；

NtcR   涡轮增压器12折合限定速度；

To     压缩机14上游的绝对温度；

To_rif 绝对参考温度。

随着压缩机14上游的绝对温度To的变化和涡轮增压器12的相同预置限定速度Ntc，涡轮增压器12的当前折合限定速度NtcR也变化；因此，电子控制单元21根据压缩机14上游的绝对温度To和根据涡轮增压器12的预置限定速度Ntc(其总是保持恒定)循环地确定涡轮增压器12当前折合限定速度NtcR，并根据涡轮增压器12当前折合限定速度NtcR能够确定采用的曲线27、29、31和33。可选地，由于涡轮增压器12的预置限定速度Ntc是恒定的以简化曲线27、29、31和33的管理，曲线27、29、31和33本身可以存储在电子控制单元21中并根据压缩机14上游的绝对温度To参数化；这样，电子控制单元21不需要计算涡轮增压器12当前折合限定速度NtcR因此选择采用的曲线27、29、31和33，而只需要简单地更新作为压缩机14上游的绝对温度To的函数的曲线27、29、31和33。

根据另一个简化的实施方式(因此更不精确)，代替地，可以采用当前折合质量流速Q_AHR、当前质量流速QAH(未折合)或者目标质量流速Q_AHR(折合或未折合)。

一旦确定当前折合质量流速Q_AHR，电子控制单元21准备确定折合质量流速Q_AHR的临界门限M_critical。如在图4中最好地示例的那样，所述临界门限M_critical在折合质量流速/压缩比平面中限定出涡轮增压器12的运行范围的一部分有用区域，其将在下文中称为临界区域，在保留在有用区域内的同时，其表现了靠近达到音速条件的区域(也即靠近饱和线35)。该临界区特征在于压缩机14效率的暴跌和涡轮增压器12速度的高度不稳定性，这可能引起危险的加速。

该临界门限M_critical根据折合限定速度NtcR而可变化(如在图5中最好地示出的那样)。

为减小作为临界区的特征的不稳定性，电子控制单元21设置用于过滤当前折合质量流速Q_AHR，用于限定压缩机14下游的压力目标。类似地，电子控制单元21设置用于过滤压缩机14下游的压力目标。用于限定压缩机14下游压力目标和压缩机14下游目标压力的当前折合质量流速Q_AHR的过滤能力能够减小上述变化。根据优选的变形，所述过滤通过低通一阶滤波器实现。

在超出临界门限M_critical的折合质量流速Q_AHR的情形下，控制单元准备以低通一阶型滤波器过滤当前折合质量流速Q_AHR和压缩机14下游的目标压力。

根据优选的变形，控制的一构建用于确定折合质量流速Q_AHR的安全门限Mmax_turbo。如在图4中最好地示例的那样，该安全门限Mmax_turbo限定出一部分以避免临界区域，因为其最接近于实现音速条件(也即更靠近饱和线35)并表现出涡轮增压器12不能够超出的折合质量流速Q_AHR。

该安全门限Mmax_turbo大于临界门限M_critical。而且，该安全门限Mmax_turbo根据折合限定速度NtcR而变化(最好地在图5中示出)。

电子控制单元21构建用于使得压缩机14的折合质量流速Q_AHR小于折合质量流速Q_AHR的安全门限Mmax_turbo。

根据进一步的变形，电子控制单元21设置用于确定增压的内燃机1的速度的安全门限Nmax_turbo。该增压的内燃机1的速度的安全门限Nmax_turbo依次作为折合质量流速Q_AHR的安全门限Nmax_turbo的函数而确定。

特别地，增压的内燃机1的速度的安全门限Nmax_turbo采用如下等式计算得到：

$N_{\max \_\mathrm{turbo}}=M_{\max \_\mathrm{turbo}}\·\sqrt{\frac{T_{o\_\mathrm{rif}}}{T_o}}\·\frac{P_o}{P_{o\_\mathrm{rif}}}\·\frac{1}{(m\·30\·N_{\mathrm{cil}})}$

其中：

Nmax_turbo    增压的内燃机1的速度的安全门限；

Mmax_turbo    折合质量流速Q_AHR的安全门限；

To      压缩机14上游的绝对温度；

Po      压缩机14上游的绝对压力；

To_rif  绝对参考温度；

Po_rif  绝对参考压力；

Ncil    n内燃机1的汽缸3的个数；和

m       内燃机1的每个汽缸3吸入的空气的质量。

该安全门限Nmax_turbo用于限定增压内燃机1的速度，从而使得当前折合质量流速Q_AHR小于门限Nmax_turbo。

根据优选的变形，对于涡轮增压器12，涡轮增压器12的预置速度限定Ntc设置在涡轮增压器12进入临界状态之上；采用涡轮增压器12的预置速度限定Ntc，涡轮增压器12当前折合速度限定NtcR基于压缩机14上游的绝对温度To而采用如下等式计算得到：

$N_{\mathrm{tcR}}=N_{\mathrm{tc}}\·\sqrt{\frac{T_{\mathrm{orif}}}{T_o}}$

Ntc  涡轮增压器12的速度限定；

NtcR 涡轮增压器12折合速度限定；

To   压缩机14上游的绝对温度；

To_rif 绝对参考温度。

随着压缩机14上游的绝对温度To和涡轮增压器12的相同的预置限定速度Ntc的变化，涡轮增压器12的当前折合限定速度NtcR变化；因此电子控制单元21根据压缩机14上游的绝对温度To和根据涡轮增压器12的预置限定速度Ntc(其总是保持恒定)循环地确定涡轮增压器12当前折合限定速度NtcR，并根据涡轮增压器12当前折合限定速度NtcR能够确定采用的曲线27、29、31和33。可选地，由于涡轮增压器12的预置限定速度Ntc是恒定的以简化曲线27、29、31和33的管理，曲线27、29、31和33本身可以存储在电子控制单元21中并根据压缩机14上游的绝对温度To参数化；这样，电子控制单元21不需要计算涡轮增压器12当前折合限定速度NtcR因此选择采用的曲线27、29、31和33，而只需要简单地更新作为压缩机14上游的绝对温度To的函数的曲线27、29、31和33。

根据至此所描述的和在图5中所示的，当前折合速度限定NtcR根据几个因素而变化，尤其根据压缩机14上游的绝对温度To。

根据优选的变形，在调节和调整的初始阶段，涡轮增压器12的下限速度和涡轮增压器12的上限速度得到预置(其表示涡轮增压器12的限定，最好不要超出其，以不招致涡轮增压器12自身的严重破坏或损坏)。使用中，这两个值用于计算涡轮增压器12的折合下限速度Nrid_inf(其采用上述公式计算得到，并根据涡轮增压器12的预置下限速度和压缩机14上游的绝对温度To而变化)和涡轮增压器12的折合上限速度Nrid_sup(其也采用上述公式计算得到，大于涡轮增压器12的折合低速度限定，并根据涡轮增压器12的预置限定速度和压缩机14上游的绝对温度To而变化)。涡轮增压器12折合下限速度Nrid_inf和涡轮增压器12折合上限速度Nrid_sup在折合质量流速/压缩比平面中限定出超速区域。在涡轮增压器的生命周期中，通常是这样的情形，超速区域在折合质量流速/压缩比平面中运动(例如，由于压缩机14上游绝对温度To的影响)。使用中，一旦计算出当前折合速度限定，电子控制单元21每次设置用于控制涡轮增压器12，使得折合速度限定变为低于折合下限速度Nrid_inf的值，其中包含在超速区间内的当前折合限定速度的值得到检测。

特别地，在调节和调整的初始阶段建立第一门限值SOV_1，一旦已经经过等于第一门限值SOV_1的时间间隔，涡轮增压器12得到控制以使折合速度限定取小于折合下限速度Nrid_inf的值，该时间间隔从当前折合速度限定的值包含在超速区间内(如图6中示出)的时刻检测到算起。换句话说，当电子控制单元21检测到当前折合限定速度在超速区间内，一旦等于第一门限值SOV_1的时间间隔已经经过，定时器初始化以报告折合限定速度达到小于折合下限速度Nrid_inf的值(最好通过软件装置)。

根据优选的，在调节和调整的初始阶段建立第二门限值SOV_2。每当折合限定速度下降到低于折合下限速度Nrid_inf，电子控制单元21设置用于初始化定时器，并抑制(inhibiting)涡轮增压器12在超速区域内运行一个等于第二门限SOV_2的持续时间间隔的值。

第一门限值SOV_1和第二门限值SOV_2可根据涡轮增压器12的年龄和磨损状态而变化。

根据优选的变形，控制单元21能够存储在超速区域内花费的总时间，一旦总时间等于安全限定值的话(在调节和调整的初始阶段确定)，抑制涡轮增压器12在其自身剩余的有用寿命内在超速区域中运行。

而且，根据优选的变形，当折合质量流速Q_AHR高于临界门限M_critical时，控制单元21适于抑制涡轮增压器12在超速区域中的运行。

根据优选实施方式，门限SOV_2能够根据最近超速的频率而变化。换句话说，门限SOV_2越大，当前折合限定速度在超速范围内的检测越频繁。门限SOV_2例如可以如下这样计算得到：

S_{OV_2}＝f((∑t_{over_speed}-S_{OV_3})/timer)

其中SOV_3是减小的算子(例如K*定时器，其中K表示预置的系数)，而在超速区间内花费的时间总数和定时器在增压内燃机1的每个行程中初始化(也即典型地对于增压内燃机1的每个起动/停止循环)，且定时器在第一超速时起动。该函数最好是增加的。

根据优选的变形，对于增压内燃机1的每个行程(也即增压内燃机1自身的每个起动/停止循环)。根据另一个实施方式，控制单元21一旦认定在超速区域内的运行条件，在超速中花费的时间的计数器C初始化。该计数器C能够采用如下公式计算：

C＝k1*∑t_{over_speed}-k2*∑t_{NOT_over_speed}

其中K1和K2是在初始阶段预定的系数，而在超速区间内花费的时间总数和在超速区域外面花费的时间总数在增压内燃机1的每个行程中初始化。

根据优选的变形，在调节和调整的初始阶段建立第四门限值SOV_4，其与在超速中花费的时间的计数器C比较。在计数器C大于或等于第四门限值SOV_4的情形下，控制单元21适于抑制涡轮增压器12在超速区域内的运行。相反，在计数器C低于第四门限值SOV_4时，控制单元21调节以允许涡轮增压器12在超速区域内的运行(最好在滞后算子的辅助下)。

根据变形，控制单元21采用涡轮增压器12的当前压力替代当前折合限定速度，以识别在超速区域中的当前的运行。

上面描述的控制方法具有许多优点，比如其应用简单和便宜而不采用电子控制单元21的高级计算能力，并且相对于在现代内燃机中已经出现的那些，无需额外组件的安装(尤其是传感器或作动器)。此外，上述控制方法尤其有效地用于确保涡轮增压器12的运行范围保持在在饱和线附近的有用区域内，但是不达到音速阻塞。

Claims (5)

1.用于控制通过具有涡轮(13)和压缩机(14)的涡轮增压器(12)增压的内燃机(1)的方法，该控制方法包括以下步骤：

-建立涡轮增压器(12)预定的下限速度和涡轮增压器(12)预定的上限速度；

-根据涡轮增压器(12)预定的下限速度和压缩机(14)上游的绝对温度(To)计算涡轮增压器(12)的折合下限速度(Nrid_inf)；和

-根据涡轮增压器(12)预定的上限速度和压缩机(14)上游的绝对温度(To)计算涡轮增压器(12)的折合上限速度(Nrid_sup)；涡轮增压器(12)的折合上限速度(Nrid_sup)高于涡轮增压器(12)的折合下限速度(Nrid_inf)；

-确定包括在涡轮增压器(12)的折合下限速度(Nrid_inf)和折合上限速度(Nrid_sup)之间的涡轮增压器(12)的超速区间；

-计算当前折合限定速度；和

-控制涡轮增压器(12)，从而使得每当当前折合限定速度的值被检测到并且包含在超速区域内时，将折合限定速度带回到低于或等于折合下限速度(Nrid_inf)的值；

该控制方法的特征在于：其还包括如下步骤：

-在初始调节和建立阶段建立第一门限值(S_{OV_1})；和

-控制涡轮增压器(12)，从而在时间间隔之后，将折合限定速度带回到低于或等于折合下限速度(N_{rid_inf})的值，该时间间隔等于第一门限值(SOV_1)，并从当前折合限定速度的值被检测到且包含在超速区间内的时刻起算。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

-在初始调节和建立阶段建立第二门限值(SOV_2)；

-在超速区间内等于第一门限值(SOV_1)的时间间隔流逝之后，在等于第二门限值(SOV_2)的时间间隔中抑制涡轮增压器(12)在超速区域内的运行。

3.根据权利要求1所述的方法，其中第一门限值(SOV_1)和/或第二门限值(SOV_2)能够根据涡轮增压器(12)的寿命和磨损状态而变化。

4.根据权利要求2所述的方法，其中越频繁地检测到包含在超速区间内的当前折合限定速度，第二门限值(SOV_2)就越高。

5.根据在前任一权利要求所述的方法，还包括以下步骤：

确定压缩机(14)的当前折合质量流速(Q_AHR)；

确定折合质量流速(Q_AHR)的临界门限(M_critical)，所述临界门限(M_critical)在折合质量流速/压缩比平面中限定出靠近实现音速条件的临界区域；和

当当前折合质量流速(Q_AHR)高于折合质量流速(Q_AHR)的临界门限(M_critical)时，抑制涡轮增压器(12)在超速区域内的运行。

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