CN112459897A - 操作用于车辆的系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及操作用于车辆的系统的方法，公开了一种操作车辆的可变喷嘴涡轮增压器的方法，所述车辆具有发动机、可变喷嘴涡轮增压器以及可在松加速器踏板位置和踩加速器踏板位置之间移动以控制到所述发动机的燃烧室中的燃料喷射速率的踏板。所述方法包括接收与踏板的位置相关的位置信号；确定所述信号是否指示所述踏板正处于与最小燃料喷射速率相应的所述松加速器踏板位置；以及响应于确定所述踏板处于所述松加速器踏板位置，控制所述涡轮增压器的可变叶片以至少部分地闭合。

Description

操作用于车辆的系统的方法
技术领域
本公开涉及操作用于车辆的涡轮增压器和用于车辆的控制器的方法，诸如机动车辆(例如，汽车、货车、卡车、摩托车等)、工业或农用车辆(例如，拖拉机、叉车、推土机、挖掘机等)、航海船舶、飞机或任何其他类型的车辆。
背景技术
涡轮增压器通常在车辆中用于在发动机上的负载增加时向发动机提供加压空气增压(增压压力)以便改善对发动机的氧气供应。具有涡轮增压器的系统可遭受增压滞后，其中在负载变化和向发动机提供加压的增压空气之间存在滞后时间。
发明内容
根据第一方面，提供了一种操作车辆的可变喷嘴涡轮增压器的方法，所述车辆具有发动机、可变喷嘴涡轮增压器以及可在松加速器踏板位置和踩加速器踏板位置之间移动以控制到所述发动机的燃烧室中的燃料喷射速率的踏板，所述方法包括：接收与踏板的位置相关的位置信号；确定所述信号是否指示所述踏板正处于与最小燃料喷射速率相应的所述松加速器踏板位置；以及响应于确定所述踏板处于所述松加速器踏板位置，控制所述涡轮增压器的可变叶片以至少部分地闭合。
至少部分地闭合所述叶片包括减小所述叶片之间的开口的尺寸。
所述方法可以包括：在控制所述涡轮增压器的所述可变叶片以至少部分地闭合之后，接收与踏板的位置相关的第二位置信号；以及响应于确定所述第二位置信号指示所述踏板朝向所述踩加速器踏板位置的移动，控制所述可变叶片以重新打开。
当所述信号指示所述踏板未处于所述松加速器踏板位置时，所述信号可以指示所述踏板朝向所述踩加速器踏板位置的移动。
根据第二方面，提供了一种用于车辆的控制器，所述车辆具有发动机、踏板和可变喷嘴涡轮增压器，其中所述踏板可在松加速器踏板位置和踩加速器踏板位置之间移动以控制到所述发动机的燃烧室中的燃料喷射速率；其中所述控制器被配置为接收与所述踏板的位置相关的位置信号，并且基于所述位置信号来确定所述踏板是否处于与最小燃料喷射速率相应的所述松加速器踏板位置，其中所述控制器被配置为响应于确定所述踏板处于所述松加速器踏板位置而至少部分地闭合所述涡轮增压器的可变叶片。
根据第三方面，提供了一种涡轮增压器控制系统，其包括根据第二方面所述的控制器，以及被配置为生成与所述踏板的所述位置相关的所述位置信号的传感器。
根据第四方面，提供了一种车辆，所述车辆包括发动机、可变喷嘴涡轮增压器和踏板，其中所述踏板可在松加速器踏板位置和踩加速器踏板位置之间移动以控制燃料到所述发动机的燃烧室中的燃料喷射速率，所述车辆还包括根据第三方面所述的涡轮增压器控制系统。
根据第五方面，提供了一种机器可读介质，所述机器可读介质包括被配置为由处理器执行以引起根据第一方面所述的方法的执行的指令。
附图说明
现在将参考附图仅以举例的方式描述本发明的实施例，其中：
图1示意性地示出了车辆，该车辆包括用于减小涡轮增压器中的增压滞后的系统；以及
图2是示出用于减小涡轮增压器中的增压滞后的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
图1示出了车辆10，该车辆在该示例中是包括用于驱动车辆10的驱动系统100的机动车辆。系统100包括发动机12和与发动机12流体连通的涡轮增压器14。涡轮增压器14被配置为将增压压力(即，在高于大气压的压力下压缩空气)提供到发动机12的进气口中，以增加发动机12的体积效率(即在使用期间改善发动机12中的空燃比(AFR))。涡轮增压器14被配置为改变提供给发动机12的压缩空气的量，以便将发动机12中的AFR维持在使用中的可接受范围内(例如，AFR在稀燃中介于约15-25之间，或者在富燃中为约14)。
涡轮增压器14包括涡轮16、涡轮入口20、涡轮出口22、压缩机18、压缩机入口24和压缩机出口26。涡轮16由来自发动机12的排气驱动，该排气通过涡轮入口20进入。压缩机18直接连接到涡轮16，使得涡轮16的旋转引起压缩机18的相应旋转。大气通过压缩机入口24进入压缩机18，并作为压缩空气通过压缩机出口26从压缩机18排出。压缩机出口26流体连接到发动机12以便向发动机12提供压缩空气，以用于与燃料混合并燃烧。
在此示例中，涡轮增压器14是可变喷嘴涡轮增压器(VNT)，也称为可变几何形状涡轮增压器(VGT)，其包括围绕涡轮16周向设置的多个叶片。
叶片被配置为在节距方面变化，使得对于给定的入口流状况，涡轮16的速度以及因此压缩机18的速度可以通过改变叶片的角度而变化。例如，通过闭合叶片(即减小叶片之间的开口的尺寸)，通过涡轮入口20进入涡轮16的排气通过叶片之间的开口而被加速，并且因此促使涡轮16更快地旋转。涡轮16的更快旋转导致压缩机18的更快旋转，并且因此使通过压缩机进气口24进入压缩机18的空气受到更大压缩。这导致向发动机12提供更高的增压压力。相反，打开可变叶片(即增加叶片之间的开口的尺寸)减小了通过叶片的排气的加速度，因为叶片之间的开口较大。对于进入涡轮16的相同量的排气，减小排气的加速度会减小涡轮16和压缩机18的旋转速度。因此，这减小了提供给发动机12的增压压力。
系统100包括控制器30，该控制器被配置为控制涡轮增压器14的可变叶片的节距并且由此控制涡轮16和压缩机18的旋转速度。因此，控制器30被配置为控制由涡轮增压器14提供给发动机12的增压压力的量。
在正常操作期间，控制器30在车辆10的使用期间控制可变叶片的节距以将发动机12中的AFR维持在可接受的限度内。因此，当到发动机12中的燃料喷射速率增加时，控制器30可以控制涡轮增压器14以增加提供给发动机12的增压压力的量，并且对于燃料喷射速率的减小，反之亦然。
系统100包括踏板32，该踏板被配置为通过其位置控制到发动机12中的燃料喷射速率。踏板32被配置为由用户操纵，并且可在对应于最小燃料喷射速率的松加速器踏板位置和对应于最大燃料喷射速率的踩加速器踏板位置之间移动。在该示例中，踩加速器踏板位置和松加速器踏板位置均在踏板32的移动的最末端。
当用户打算使车辆滑行时或在换档期间，用户可以将踏板32移动到对应于最小燃料喷射速率的松加速器踏板位置。当用户在滑行或换档后再次加速时，这些状况通常后续是发动机上的负载的增加。然而，在踏板32处于松加速器踏板位置的滑行或换挡期间，在常规涡轮增压器中，来自涡轮增压器的增压将减少，并且因此当用户再次将踏板32移向踩加速器踏板位置以再次加速时存在增压滞后(即负载变化与由涡轮增压器14提供附加增压压力之间的滞后时间)。
系统100包括被配置为监测踏板32的位置的传感器34。在该示例中，传感器34监测踏板32的位置并输出位置信号，该位置信号指示踏板32的位置处于踩加速器踏板位置或松加速器踏板位置、或这些位置之间的任何位置。传感器可以被配置为以周期性间隔输出位置信号以便连续地监测踏板32的位置。
控制器30被配置为在诸如滑行或换档的情形期间保存增压压力。控制器30被配置为从传感器34接收位置信号并且确定该位置信号是否指示踏板32正处于松加速器踏板位置。控制器30被配置为响应于确定踏板32处于松加速器踏板位置，通过控制可变叶片以从叶片在正常操作期间将处于的位置到至少部分地闭合而偏离正常操作。
在一些示例中，传感器可以是仅在踏板处于松加速器踏板位置时才被致动的开关(例如，施加到踏板的接近开关，诸如霍尔效应传感器)。在其他示例中，传感器可以是仅当踏板不处于松加速器踏板位置时才被致动的开关。
在一些示例中，现有车辆可以具有包括发动机、涡轮增压器、踏板和/或传感器的系统。在此类系统中，车辆可以被改装为包括具有如上所述的控制器30的涡轮增压器控制系统以执行下面参考图2描述的方法。
图2是示出操作系统100的方法200的步骤的流程图。框202示出了系统100以正常操作开始(即通过控制叶片以将发动机12中的AFR维持在可接受的限度内，以便减少有害排放并优化发动机的性能)。
框204接着框202，并且包括从传感器34接收指示踏板32的位置的位置信号。
框206接着框204，并且包括确定位置信号是否指示踏板32正处于松加速器踏板位置。在该示例中，方法可以通过将所接收的位置信号与查找表中的信号进行比较来确定踏板32处于松加速器踏板位置，或者控制器可以基于该信号执行计算以确定该信号是否指示踏板处于松加速器踏板位置。在其他示例中，当踏板处于松加速器踏板位置时，可以致动开关，并且可以从开关输出信号。因此，接收到信号可以指示踏板处于松加速器踏板位置。
如果确定位置信号不指示踏板32处于松加速器踏板位置，则方法200返回框204以接收另一个位置信号，并且系统100继续以正常操作进行操作。
如果确定位置信号指示踏板32处于松加速器踏板位置，则方法200继续至框208。框208包括从正常操作偏离并且控制涡轮增压器14的可变叶片以至少部分闭合。至少部分地闭合叶片包括改变叶片的节距以减小叶片之间的开口的尺寸。通过加速通过叶片之间的开口的减少量的排气，这暂时保存由涡轮增压器14递送的增压压力。
当已经至少部分地闭合叶片时，方法200继续到框210，其包括接收另一个位置信号。
当从框210接收到位置信号时，方法继续到框212，其包括确定从框210接收的位置信号是否指示踏板32处于松加速器踏板位置。如果确定位置信号不再指示踏板32处于松加速器踏板位置，则方法返回到框202，使得系统100返回到正常操作。在这种情况下，一直保持增压压力，直到踏板32不再处于松加速器踏板位置，以便在需要加速时减小增压滞后。
如果确定位置信号确实指示踏板32处于松加速器踏板位置，则方法200移动到框214。框214包括控制可变叶片以维持其位置或进一步闭合，并且方法200返回到框210以接收另一个位置信号。
在一些示例中，由于压力过高，可能需要排出保存的增压压力。高压可导致压缩机喘振，其中空气流在压缩机18中间歇性地反转。因此，过多的增压压力可通过涡轮增压器14中的废气门排出。另选地，控制器30可以当存在过多的增压压力时中断上述方法200，并且通过打开叶片来排出一些增压压力。

Claims (6)

1.一种操作车辆的可变喷嘴涡轮增压器的方法，所述车辆具有发动机、可变喷嘴涡轮增压器以及能够在松加速器踏板位置和踩加速器踏板位置之间移动以控制到所述发动机的燃烧室中的燃料喷射速率的踏板，所述方法包括：
接收与踏板的位置相关的位置信号；
确定所述信号是否指示所述踏板正处于与最小燃料喷射速率相应的所述松加速器踏板位置；以及
响应于确定所述踏板处于所述松加速器踏板位置，控制所述涡轮增压器的可变叶片以至少部分地闭合。
2.一种操作根据权利要求1所述的可变喷嘴涡轮增压器的方法，所述方法包括：在控制所述涡轮增压器的所述可变叶片以至少部分地闭合之后，接收与踏板的位置相关的第二位置信号；
响应于确定所述第二位置信号指示所述踏板朝向所述踩加速器踏板位置的移动，控制所述可变叶片以重新打开。
3.一种用于车辆的控制器，所述车辆具有发动机、踏板和可变喷嘴涡轮增压器，其中所述踏板能够在松加速器踏板位置和踩加速器踏板位置之间移动以控制到所述发动机的燃烧室中的燃料喷射速率；
其中所述控制器被配置为接收与所述踏板的位置相关的位置信号，并且基于所述位置信号来确定所述踏板是否处于与最小燃料喷射速率相应的所述松加速器踏板位置，
其中所述控制器被配置为响应于确定所述踏板处于所述松加速器踏板位置而至少部分地闭合所述涡轮增压器的可变叶片。
4.一种涡轮增压器控制系统，其包括根据权利要求3所述的控制器，以及被配置为生成与所述踏板的所述位置相关的所述位置信号的传感器。
5.一种车辆，其包括发动机、可变喷嘴涡轮增压器和踏板，其中所述踏板能够在松加速器踏板位置和踩加速器踏板位置之间移动以控制燃料到所述发动机的燃烧室中的所述燃料喷射速率，所述车辆还包括根据权利要求4所述的涡轮增压器控制系统。
6.一种机器可读介质，所述机器可读介质包括被配置为由处理器执行以引起根据权利要求1或2所述的方法的执行的指令。
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