RU2706111C2 - Способ и устройство для управления системой привода транспортного средства с имеющим наддув двигателем внутреннего сгорания - Google Patents

Способ и устройство для управления системой привода транспортного средства с имеющим наддув двигателем внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2706111C2
RU2706111C2 RU2016106704A RU2016106704A RU2706111C2 RU 2706111 C2 RU2706111 C2 RU 2706111C2 RU 2016106704 A RU2016106704 A RU 2016106704A RU 2016106704 A RU2016106704 A RU 2016106704A RU 2706111 C2 RU2706111 C2 RU 2706111C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exhaust gas
permissible
speed
protection against
internal combustion
Prior art date
Application number
RU2016106704A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016106704A (ru
RU2016106704A3 (ru
Inventor
Андреас ПАППЕНХАЙМЕР
Андреас ЗОММЕРМАНН
Original Assignee
Ман Трак Унд Бас Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ман Трак Унд Бас Аг filed Critical Ман Трак Унд Бас Аг
Publication of RU2016106704A publication Critical patent/RU2016106704A/ru
Publication of RU2016106704A3 publication Critical patent/RU2016106704A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2706111C2 publication Critical patent/RU2706111C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/14—Control of the alternation between or the operation of exhaust drive and other drive of a pump, e.g. dependent on speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/002—Electric control of rotation speed controlling air supply
    • F02D31/006—Electric control of rotation speed controlling air supply for maximum speed control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/227—Limping Home, i.e. taking specific engine control measures at abnormal conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0406—Intake manifold pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/221—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of actuators or electrically driven elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/49—Detecting, diagnosing or indicating an abnormal function of the EGR system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу управления системой привода транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. Техническим результатом является обеспечение защиты от превышения допустимой частоты вращения системы привода. Результат достигается тем, что после выполнения (S1, S2) по меньшей мере одного условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения системы привода, активируется защита от превышения допустимой частоты вращения, при которой запускается режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к способу управления системой привода транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, в частности, к такому способу для защиты системы привода от превышения допустимой частоты вращения. Кроме того, изобретение относится к устройству, которое предназначено для выполнения такого способа.
Из практики известно, что при определенных рабочих условиях транспортного средства термодинамическая связь двигателя и работающего на отработавших газах турбокомпрессора может приводить к критическим состояниям работающего на отработавших газах турбокомпрессора, например, к превышению допустимой частоты вращения при горячих отработавших газах и большом массовом потоке отработавших газов. При возникновении такого превышения допустимой частоты вращения существует опасность повреждения ротора работающего на отработавших газах турбокомпрессора, системы наддува воздуха и в определенных случаях также двигателя внутреннего сгорания, обусловленного слишком высоким давлением наддува и тем самым пикового давления сгорания.
Из уровня техники известно распознавание таких критических рабочих условий с помощью датчиков двигателя, например, для измерения давления наддува или температуры отработавших газов, и предотвращение или прекращение посредством ограничения количества впрыска.
При возникновении в двигателе внутреннего сгорания превышения допустимой частоты вращения, согласно DE 32 38 191 С2, выполняется регулирование порогового значения для максимального значения давления наддува и, соответственно, уменьшение подаваемого в двигатель внутреннего сгорания количества вспрыскиваемого топлива. Из DE 28 03 750 С2 известно непосредственное воздействие защиты от превышения допустимой частоты вращения на электрическую конечную ступень управления исполнительным механизмом регулирования количества подаваемого топливным насосом топлива, с целью защиты двигателя внутреннего сгорания от разрушительного превышения допустимой частоты вращения. Для обеспечения возможности быстрого вмешательства дополнительно предлагается не пропускать подаваемый в защиту от превышения допустимой частоты вращения сигнал частоты вращения через фильтр низких частот (например, в крайнем случае пропускать через фильтр с очень высокой предельной частотой), в то время как все применяемые сигналы частоты вращения подвергаются фильтрации с нижней частотой примерно 6 Гц, с целью исключения помех за счет неравномерности угловых скоростей во время одного рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания. Недостатком такого решения является то, что оно специально согласовано с выполнением конкретной системы измерения топлива и требует сравнительно сложной обработки сигналов.
Кроме того, недостатком является невозможность достижения всегда достаточно быстрого уменьшения частоты вращения, когда она находится в диапазоне превышения допустимой частоты вращения.
Таким образом, задачей изобретения является создание улучшенного способа управления системой привода транспортного средства, в частности способа защиты от превышения допустимой частоты вращения системы привода, с помощью которого могут быть предотвращены недостатки уровня техники и который отличается простотой выполнения. Кроме того, желательно создание защиты от превышения допустимой частоты вращения, с помощью которой могут быстрее устраняться состояния превышения допустимой частоты вращения. Другой задачей является создание устройства для управления системой привода транспортного средства с имеющим наддув двигателем внутреннего сгорания, которое способно выполнять способ защиты от превышения допустимой частоты вращения системы привода, с помощью которого могут быть предотвращены недостатки обычных устройств.
Эти задачи решены с помощью способов и устройств с признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения и применения изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и поясняются в приведенном ниже описании частично со ссылками на чертежи.
Согласно изобретению, предлагается способ управления системой привода транспортного средства с имеющим наддув двигателем внутреннего сгорания, в частности, способа для защиты от превышения допустимой частоты вращения системы привода.
Согласно изобретению, проверяется, выполняется ли по меньшей мере одно условие активации для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения системы привода. Если по меньшей мере одно условие активации выполняется, то активируется защита от превышения допустимой частоты вращения, при которой запускается режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора, с целью контролирования частоты вращения работающего на отработавших газах турбокомпрессора. Другими словами, защита от превышения допустимой частоты вращения реализуется за счет временного режима генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора, или временный режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора представляет по меньшей мере одну меру для выполнения защиты от превышения допустимой частоты вращения.
С помощью режима генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора тормозится ротор работающего на отработавших газах турбокомпрессора, так что частота вращения ротора уменьшается ниже критического верхнего порогового значения и/или до значения ниже диапазона превышения допустимой частоты вращения, и/или устанавливается в заданном диапазоне частоты вращения. Кроме того, при уменьшающейся скорости вращения ротора уменьшается давление наддува двигателя внутреннего сгорания и тем самым частота вращения двигателя.
Электрифицированный работающий на отработавших газах турбокомпрессор сам по себе известен из уровня техники и называется также работающим в режиме электродвигателя, соответственно, поддерживаемым электродвигателем работающим на отработавших газах турбокомпрессором. Электрифицированный работающий на отработавших газах турбокомпрессор все больше используется вместо обычного работающего на отработавших газах турбокомпрессора и имеет электрическую машину, которая предназначена для соединения, соответственно, соединена с возможностью передачи крутящего момента с приводным валом работающего на отработавших газах турбокомпрессора или в общем случае с ротором. Электрическая машина предусмотрена для привода, соответственно, для поддержки привода работающего на отработавших газах турбокомпрессора (что называется в последующем также режимом электродвигателя работающего на отработавших газах турбокомпрессора), и/или может работать в качестве генератора с приводом от работающего на отработавших газах турбокомпрессора (что называется в последующем также режимом генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора). Ротор работающего на отработавших газах турбокомпрессора образован из приводимой в действие отработавшими газами турбины, компрессора и приводного вала, при этом приводимая в действие отработавшими газами турбина и компрессор соединены друг с другом с возможностью передачи движения через приводной вал. Из практики уже известна временная поддержка процесса наддува двигателя внутреннего сгорания с помощью электродвигателя работающего с поддержкой от электродвигателя работающего на отработавших газах турбокомпрессора, в частности, с целью перекрывания так называемого турбопровала при разгоне.
Таким образом, изобретение содержит общую техническую идею применения для наддува двигателя внутреннего сгорания электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора, и использования его временно в режиме генератора в диапазоне превышения допустимой частоты вращения, в котором частота вращения двигателя и/или частота вращения работающего на отработавших газах турбокомпрессора превышает допустимый верхний диапазон частоты вращения или близка к его превышению, для образования защиты от превышения допустимой частоты вращения, предпочтительно по меньшей мере до окончания критического состояния работы с превышением допустимой частоты вращения. За счет этого можно предотвращать превышение допустимой частоты вращения или по меньшей мере длительное превышение допустимой частоты вращения, например, при работе транспортного средства на высоте или на участках спуска. За счет режима генератора, согласно данному изобретению, работающего на отработавших газах турбокомпрессора можно дополнительно защищать двигатель от слишком высокого давления зажигания, а систему наддува воздуха – от слишком большого давления наддува.
Для образования защиты от превышения допустимой частоты вращения для системы привода снабженного наддувом двигателя внутреннего сгорания с помощью режима генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора обеспечивается, в частности, для транспортных средств, которые уже снабжены электрифицированным работающим на отработавших газах турбокомпрессором то преимущество, что можно отказаться от других дополнительных систем или согласований для впрыска топлива.
Однако особенно предпочтительно комбинировать применение, согласно изобретению, режима генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора в диапазоне превышения допустимой частоты вращения с обычной защитой от превышения допустимой частоты вращения, такой как, например, временное ограничение или уменьшение количества впрыскиваемого топлива, с целью обеспечения особенно быстрого возврата слишком большой частоты вращения в обычный рабочий диапазон.
В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения предусмотрено, что в качестве условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения используется достижение и/или превышение фактического значения частоты вращения части трансмиссии номинального значения предельной частоты вращения для защиты от превышения допустимой частоты вращения двигателя внутреннего сгорания. Фактическое значение частоты вращения части трансмиссии может быть, например, фактическим значением частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, называемой также скоростью вращения двигателя, и/или фактическим значением частоты вращения ротора работающего на отработавших газах турбокомпрессора. С учетом фактических соотношений передачи, можно применять также частоту вращения в коробке передач.
Номинальное значение предельной частоты вращения для защиты от превышения допустимой частоты вращения соответствующей части в трансмиссии является пороговым значением для частоты вращения соответствующей части, достижение или превышение которого означает состояние превышения допустимой частоты вращения и/или начало диапазона превышения допустимой частоты вращения, в котором возможно повреждение части, если частота вращения не будет снова понижена в масштабе времени, близком к реальному, ниже порогового значения. Такие номинальные значения предельной частоты вращения можно задавать экспериментально специально для конструктивных элементов или специально для трансмиссии.
В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено, что в качестве условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения, фактическое значение давления наддува должно достигать и/или превышать номинальное значение предельного давления наддува для защиты от превышения допустимой частоты вращения двигателя внутреннего сгорания.
Превышение номинального значения предельного давления наддува вызывается слишком большим фактическим значением частоты вращения ротора работающего на отработавших газах турбокомпрессора, так что слишком высокое давление наддува можно также применять в качестве параметра для распознавания состояния превышения допустимой частоты вращения, соответственно, в качестве условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения.
В другом варианте выполнения изобретения предусмотрено, что в качестве условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения применяется превышение температуры отработавших газов порогового значения температуры отработавших газов. Слишком горячие отработавшие газы представляют альтернативную возможность для распознавания состояния превышения допустимой частоты вращения, соответственно, в общем критического для работающего на отработавших газах турбокомпрессора рабочего состояния. За счет этого можно предотвращать превышение допустимой частоты вращения, например, на основании блокирования воздушного фильтра.
В другой модификации изобретения предусмотрено, что условие для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения выполняется, когда имеется неисправность клапана возврата отработавших газов (клапана AGR), перепускного клапана отработавших газов и/или регулятора VTG. За счет этого можно предотвращать или по меньшей мере быстро снова уменьшать превышения допустимой частоты вращения в случае таких неисправностей. Неисправности могут определяться, например, управлением двигателя на основании подходящих данных датчиков. В одной предпочтительной модификации этого варианта выполнения неисправность может определяться на основании непреднамеренного положения закрывания клапана возврата отработавших газов и/или перепускного клапана отработавших газов, и/или неисправность может определяться на основании трудности хода или на основании заклинивания регулятора VTG.
Применение по меньшей мере одной из указанных выше неисправностей в качестве условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения обеспечивает то преимущество, что наличие такой неисправности представляет функцию раннего предупреждения для грозящего состояния превышения допустимой частоты вращения, так что уже очень рано может активироваться защита от превышения допустимой частоты вращения. С другой стороны, неисправность клапана возврата отработавших газов или перепускного клапана отработавших газов, когда они остаются в положении закрывания, приводит к не желательному повышению противодавления в выпускном трубопроводе и тем самым к повышенной частоте вращения работающего на отработавших газах турбокомпрессора, так что эти рабочие состояния является особенно критическими относительно повреждения ротора работающего на отработавших газах турбокомпрессора или системы наддува воздуха.
С помощью клапана возврата отработавших газов (клапана AGR), как известно, осуществляется управления возвращаемых отработавших газов. В качестве перепускного клапана отработавших газов называется обычно находящийся в обводном трубопроводе отработавших газов обводной клапан отработавших газов. Перепускной клапан отработавших газов регулируется с помощью исполнительного элемента перепускного клапана в соответствии с давлением воздуха на выходе для воздуха всасывания, который обычно называется давлением наддува. Исполнительным элементом перепускного клапана называется исполнительный элемент, управление которым осуществляется за счет задания регулировочной переменной в зависимости от нагрузки регулятором давления наддува в рабочем управляющем устройстве двигателя внутреннего сгорания и который используется в работающем на отработавших газах турбокомпрессоре с изменяемой геометрией турбины (VTG). Регулирование геометрии турбины с помощью исполнительного элемента VTG обеспечивает возможность оказания влияния на давление наддува работающего на отработавших газах турбокомпрессора.
Кроме того, следует отметить, что согласно другому предпочтительному варианту выполнения, режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора может сохраняться так долго, пока частота вращения электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора снова упадет ниже заданного порогового значения или пока не будет больше выполняться по меньшей мере одно условие для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения.
Согласно одному особенно предпочтительному варианту выполнения, при активировании защиты от превышения допустимой частоты вращения системы привода запускается не только режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора, но также осуществляется ограничение количества впрыскиваемого топлива двигателя внутреннего сгорания.
Ограничение количества впрыска топлива для образования защиты от превышения допустимой частоты вращения само по себе известно из уровня техники. В комбинации с режимом генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора эти две меры обеспечивают предпочтительно возможность особенно эффективной защиты от превышения допустимой частоты вращения.
Согласно другому аспекту изобретения, предлагается устройство для управления системой привода транспортного средства со снабженным наддувом двигателем внутреннего сгорания. Устройство предназначено для выполнения раскрытого в данном документе способа. В частности, устройство предназначено для активирования защиты системы привода от превышения допустимой частоты вращения при выполнении по меньшей мере одного условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения, при котором запускается режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора, с целью контролирования частоты вращения работающего на отработавших газах турбокомпрессора.
Кроме того, изобретение относится к транспортному средству, в частности, транспортному средству промышленного назначения, которое имеет устройство, согласно изобретению, содержащее устройство для управления системой привода транспортного средства.
Указанные выше предпочтительные варианты выполнения и признаки изобретения можно любым образом комбинировать друг с другом, в частности, можно комбинировать различные условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения, так что, например, защита от превышения допустимой частоты вращения активируется, когда выполняется по меньшей мере одно из указанных выше условий активации. Описание других подробностей и преимуществ изобретения приводится ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 – блок-схема системы привода транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания и управляющим устройством для управления системой привода, согласно одному варианту выполнения изобретения; и
фиг. 2 – блок-схема способа управления системой привода из фиг. 1 для образования защиты от превышения допустимой частоты вращения, согласно одному варианту выполнения изобретения.
На фиг.1 показана в виде сильно упрощенной блок-схемы система привода транспортного средства промышленного назначения. Приводная система содержит двигатель 2 внутреннего сгорания с наддувом, обычно дизельный двигатель, и согласованный с ним электрифицированный работающий на отработавших газах турбокомпрессор 10, называемый в последующем также ATL. ATL 10 содержит турбину 12, которая приводится в действие с помощью отработавших газов двигателя 2 внутреннего сгорания, которые подаются в турбину 12 через выпускной трубопровод 5b. После этого поток отработавших газов проходит через выход турбины в выпускной трубопровод 6 к глушителю, при этом проходит через устройство для снижения токсичности отработавших газов (не изображено), если оно имеется.
Турбина 12 соединена через вал 13 с компрессором 11. В компрессор 11 подается через впускной трубопровод 4 компрессора свежий воздух. Компрессор 11 сжимает подлежащий подаче в двигатель 2 внутреннего сгорания воздух наддува и тем самым повышает мощность двигателя 2 внутреннего сгорания в нормальном рабочем режиме со сгоранием топлива. Сжатый с помощью компрессора 11 воздух наддува подается через трубопровод для воздуха наддува в радиатор 8 воздуха наддува, а затем подается через трубопровод 5а в двигатель 2 внутреннего сгорания.
ATL 10 электрифицирован, т.е. выполнен в виде поддерживаемого электродвигателем работающего на отработавших газах турбокомпрессора. Для этого ATL 10 снабжен способной работать в режиме электродвигателя и в режиме генератора электрической машиной 14, которая предназначена для соединения или соединена с возможностью передачи крутящего момента с приводным валом 13 и предусмотрена для привода, соответственно, для поддержки привода ротора 11, 12, 13 работающего на отработавших газах турбокомпрессора.
Режим электродвигателя и генератора электрической машины 14, например, электродвигателя, управляется управляющим устройством 1, которое для этого соединено через электрические провода с электрической машиной 14 и с накопителем 15 электрической энергии, например, с пусковой батареей или высоковольтной батареей гибридной приводной трансмиссии, что схематично показано с помощью точечных линий 9 и 17. Провода 9 и 17 служат как для снабжения током, так и в качестве управляющих проводов. Для режима электродвигателя электрической машины 14 в нее подается энергия из накопителя 15 энергии. Создаваемый в режиме генератора электрической машины 14 ток можно подавать с помощью управляющего устройства 1 в накопитель 15 энергии. В режиме генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 электрическая машина 14 приводится в действие энергией движения ротора 11, 12, 13, и энергия движения рекуперируется электрической машиной 14 в виде электрической энергии. За счет этого ротор 11, 12, 13 работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 тормозится, и скорость вращения работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 падает.
Управляющее устройство 1 выполнено само по себе известным образом в виде управления двигателем для управления компонентами приводной системы, в частности для управления двигателем 2 внутреннего сгорания. Для этого управляющее устройство 1 через двунаправленный сигнальный провод 18 соединено с двигателем 2 внутреннего сгорания.
Особенность идеи изобретения состоит в том, что управляющее устройство 1 дополнительно предназначено для активирования при необходимости защиты от превышения допустимой частоты вращения компонентов приводной системы, в частности, для защиты от превышения допустимой частоты вращения ротора 11, 12, 13 работающего на отработавших газах турбокомпрессора системы наддува воздуха и двигателя 2 внутреннего сгорания. Для этого управляющее устройство 1 выполнено, в частности, для активирования после выполнения по меньшей мере одного условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения защиты от превышения допустимой частоты вращения, при котором управляющее устройство 1 управляет электрической машиной 14 электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 так, что она работает в режиме генератора, с целью торможения ротора 11, 12, 13 работающего на отработавших газах турбокомпрессора.
Соответствующий принцип действия управляющего устройства 1 и соответствующий способ показаны в качестве примера в виде блок-схемы на фиг.2.
На стадии S1 управляющее устройство 1 контролирует заданное условие для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения. В качестве альтернативного решения, управляющее устройство 1 может быть предназначено для контролирования нескольких заданных условий для активации.
В показанном примере выполнения в качестве условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения задано в качестве примера превышение фактическим значением частоты вращения двигателя 2 внутреннего сгорания номинального значения предельной частоты вращения двигателя для защиты двигателя внутреннего сгорания от превышения допустимой частоты вращения. Частота вращения двигателя, как правило, непрерывно контролируется также для других функций управления. В качестве условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения можно применять также фактическое значение частоты вращения ротора 11, 12, 13 работающего на отработавших газах турбокомпрессора, которую можно контролировать с помощью датчика частоты вращения работающего на отработавших газах турбокомпрессора. Когда она превышает номинальное значение предельной частоты вращения работающего на отработавших газах турбокомпрессора для защиты от превышения допустимой частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, может быть активирована защита от превышения допустимой частоты вращения.
Другие альтернативные или дополнительные условия для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения могут быть превышением номинального предельного давления наддува фактическим значением давления наддува, и превышением предельного значения температуры отработавших газов фактическим значением температуры отработавших газов, которые могут измеряться, соответственно, с помощью датчика давления наддува или датчика температуры отработавших газов.
Как указывалось выше, в качестве условия для активации может применяться распознанная управляющим устройством 1 неисправность возвратного клапана отработавших газов, перепускного клапана отработавших газов и/или регулятора VTG (не изображены на фиг. 1). Согласно этому варианту выполнения, условие для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения выполнено, когда имеется неисправность возвратного клапана отработавших газов, перепускного клапана отработавших газов и/или регулятора VTG.
Например, неисправность можно определять на основании непреднамеренного положения закрывания возвратного клапана отработавших газов и/или перепускного клапана отработавших газов. Под непреднамеренным положением закрывания понимается положение закрывания, которое устанавливается, несмотря на команду на управление соответствующим исполнительным звеном, так что, например, возвратный клапан отработавших газов должен быть открыт, но на самом деле закрыт. Неисправность регулятора VTG можно определять на основании определяемой трудности хода или на основании заклинивания регулятора VTG.
При этом можно применять сами по себе известные способы диагностики для распознавания таких неисправностей. Например, одной возможностью диагностики состояния, соответственно, поведения возвратного клапана отработавших газов является образования интеграла из произведения отклонения от фактического значения относительно номинального значения возвращаемой массы воздуха и нарастанием соответствующей кривой номинального значения. Это означает по существу размер поверхности между кривой фактического значения и соответствующей кривой номинального значения массового потока воздуха. Таким образом, можно сравнивать интегральное значение (вычет) после кумулированного времени открывания с пороговым значением, и при превышении порогового значения делать вывод о неисправности (симптом).
В турбонагнетателе можно применять, например, другую возможность для диагностики содержащихся в отводе отработавших газов исполнительных элементов тем, что в режиме холостого хода транспортного средства на исполнительный элемент турбонагнетателя (регулятор VTG, что означает изменяемую геометрию турбины) подается синусоидальное колебание (сигнал модуляции). Одновременно оценивается характеризующий давление наддува и/или массовый поток воздуха сигнал (измерительный сигнал) посредством образования из интеграла преобразования Фурье сигнала признака (вычета), значение которого сравнивается с номинальным значением. По нему можно судить о наличии неисправности регулятора VTG, например, тяжести хода или заклинивания.
Другой способ диагностики для распознавания неисправности исполнительных элементов в системе отработавших газов, в частности, исполнительного элемента возвратного клапана отработавших газов, регулятора давления наддува турбонагнетателя, в частности регулятора VTG или исполнительного элемента перепускного клапана отработавших газов турбонагнетателя, известен из DE 10 2011 005 463 А1.
На стадии S2 непрерывно проверяется, выполнено ли по меньшей мере одно из заданных условий для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения, т.е. например, распознана ли одна из указанных выше неисправностей возвратного клапана отработавших газов, перепускного клапана отработавших газов и/или регулятора VTG. Если это не так, то на стадии S1 осуществляется дальнейшее контролирование условий активации. Однако, если выполняется по меньшей мере одно условие активации, то способ переходит на стадию S3, и активируется защита от превышения допустимой частоты вращения.
На стадии S3 управляющее устройство 1 через сигнальный провод 9 запускает режим генератора электрической машины 14 работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10, за счет чего ротор 11, 12, 13 работающего на отработавших газах турбокомпрессора тормозится. Энергия движения ротора 11, 12, 13 частично преобразуется в электрическую энергию, которая подается в бортовую сеть, соответственно, в накопитель 15 электрической энергии. За счет режима генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 ротор тормозится, и уменьшается давление наддува двигателя 2 внутреннего сгорания.
Режим генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 сохраняется так долго, пока не будет больше исполняться условие активации, которое инициировало режим генератора. Затем способ переходит на стадию S1, за счет чего замыкается контур управления.
Изобретение не ограничивается указанными выше предпочтительными примерами выполнения. Возможно множество вариантов и модификаций, в которых также используется идея изобретения и которые поэтому входят в объем защиты. В частности, изобретение претендует на защиту предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения, независимо от их подчиненности.
Перечень позиций
1 Управляющее устройство
2 Двигатель внутреннего сгорания
4 Входной трубопровод компрессора
5а Выходной трубопровод компрессора, соответственно, трубопровод воздуха наддува
5b Впускной трубопровод турбины
6 Выпускной трубопровод турбины
8 Радиатор воздуха наддува
9 Электрический провод
10 Электрифицированный работающий на отработавших газах турбокомпрессор
11 Компрессор
12 Турбина
13 Приводной вал
14 Электрическая машина
15 Накопитель электрической энергии
17 Электрический провод
18 Сигнальный провод.

Claims (16)

1. Способ управления системой привода транспортного средства со снабженным наддувов двигателем (2) внутреннего сгорания, отличающийся тем, что после выполнения (S1, S2) по меньшей мере одного условия (S1, S2) активации для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения системы привода активируют защиту от превышения допустимой частоты вращения, при которой запускают (S3) режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве условия активации для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения фактическое значение частоты вращения части в трансмиссии должно превышать номинальное значение предельной частоты вращения для защиты от превышения допустимой частоты вращения двигателя (2) внутреннего сгорания.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что фактическое значение частоты вращения части в трансмиссии является фактическим значением частоты вращения двигателя (2) внутреннего сгорания и/или фактическим значением частоты вращения ротора (11, 12, 13) электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве условия активации для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения фактическое значение давления наддува должно превышать номинальное значение предельного давления наддува для защиты от превышения допустимой частоты вращения двигателя внутреннего сгорания.
5. Способ по пп.1, 2 или 4, отличающийся тем, что условие активации для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения выполняется, когда имеется неисправность клапана возврата отработавших газов, перепускного клапана отработавших газов и/или регулятора VTG для изменения геометрии турбины.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что
(а) неисправность определяется на основании непреднамеренного положения закрывания клапана возврата отработавших газов и/или перепускного клапана отработавших газов; и/или
(b) неисправность определяется на основании трудности хода или на основании заклинивания регулятора VTG.
7. Способ по одному из пп.1, 2 или 4, отличающийся тем, что в качестве условия активации для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения, температура отработавших газов должна превышать пороговое значение температуры отработавших газов.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10) сохраняется так долго,
(а) пока частота вращения электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10) упадет ниже заданного порогового значения; и/или
(d) пока не будет больше выполняться по меньшей мере одно условие активации для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения.
9. Способ по любому из пп.1, 2 или 4, отличающийся тем, что при активировании защиты от превышения допустимой частоты вращения системы привода осуществляется ограничение количества впрыскиваемого топлива двигателя (2) внутреннего сгорания.
10. Устройство (1) для управления системой привода транспортного средства со снабженным наддувом двигателем (2) внутреннего сгорания, отличающееся тем, что устройство (1) предназначено для активирования защиты системы привода от превышения допустимой частоты вращения после выполнения по меньшей мере одного условия активации для активации защиты от превышения допустимой частоты вращения, при которой запускается режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10).
11. Устройство (1) по п.10, отличающееся тем, что устройство (1) предназначено для выполнения способа по любому из пп.2-9.
12. Транспортное средство, в частности транспортное средство промышленного назначения, содержащее устройство (1) по п.10 или 11.
RU2016106704A 2015-02-28 2016-02-26 Способ и устройство для управления системой привода транспортного средства с имеющим наддув двигателем внутреннего сгорания RU2706111C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015002598.8 2015-02-28
DE102015002598.8A DE102015002598A1 (de) 2015-02-28 2015-02-28 Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs mit einer aufgeladenen Brennkraftmaschine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016106704A RU2016106704A (ru) 2017-08-29
RU2016106704A3 RU2016106704A3 (ru) 2019-09-12
RU2706111C2 true RU2706111C2 (ru) 2019-11-14

Family

ID=55168118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016106704A RU2706111C2 (ru) 2015-02-28 2016-02-26 Способ и устройство для управления системой привода транспортного средства с имеющим наддув двигателем внутреннего сгорания

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3061954B1 (ru)
CN (1) CN105927405B (ru)
BR (1) BR102016001650B1 (ru)
DE (1) DE102015002598A1 (ru)
RU (1) RU2706111C2 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017216510A1 (de) * 2017-09-18 2019-03-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Abgasturboladers, Abgasturboladereinrichtung
CN109595089B (zh) * 2018-12-03 2021-10-08 潍柴动力股份有限公司 一种确定发动机喷油量的方法及装置
DE102019201788A1 (de) * 2019-02-12 2020-08-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Abgasturboladers
CN112555036B (zh) * 2020-11-30 2022-06-17 广西玉柴机器股份有限公司 一种发动机超速保护的方法及发动机控制器
CN112576388B (zh) * 2020-11-30 2022-09-23 潍柴动力股份有限公司 涡轮增压器的保护方法、装置、设备及存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5386698A (en) * 1993-12-13 1995-02-07 Cummins Engine Company, Inc. Control system and method for governing turbocharged internal combustion engines
EP0874953A1 (en) * 1996-10-15 1998-11-04 Turbodyne Systems Inc. Motor-generator assisted turbocharging systems for use with internal combustion engines and control systems therefor
JP2002038962A (ja) * 2000-07-24 2002-02-06 Hitachi Ltd ターボチャージャ付き内燃機関の制御装置
RU2193673C2 (ru) * 2001-02-15 2002-11-27 Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро турбонагнетателей" Система управляемого турбонаддува
US20070151241A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Honeywell Electric boost compressor and turbine generator system
JP2008050981A (ja) * 2006-08-23 2008-03-06 Denso Corp 電動機付きターボチャージャの制御装置
GB2513432A (en) * 2013-04-26 2014-10-29 Controlled Power Technologies Ltd Generation of electricity from exhaust gas

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2803750A1 (de) 1978-01-28 1979-08-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren und einrichtung zur kraftstoffzumessung bei brennkraftmaschinen
DE3238191A1 (de) 1982-10-15 1984-04-19 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Notsteuereinrichtung fuer kraftstoffzumesssystem
JP4103539B2 (ja) * 2002-10-23 2008-06-18 トヨタ自動車株式会社 発電機付ターボチャージャを備える内燃機関の制御装置
US7174714B2 (en) * 2004-12-13 2007-02-13 Caterpillar Inc Electric turbocompound control system
US7237381B2 (en) * 2005-04-25 2007-07-03 Honeywell International, Inc. Control of exhaust temperature for after-treatment process in an e-turbo system
CN103080500B (zh) * 2010-09-06 2015-07-29 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
EP2463496A1 (en) * 2010-12-10 2012-06-13 Perkins Engines Company Limited Multiple turbocharger control
DE102011005463A1 (de) 2011-03-11 2012-09-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Systems, bei dem eine Stellgröße eines Stellglieds gesteuert werden kann
SE1150964A1 (sv) * 2011-10-18 2013-04-19 Scania Cv Ab Styrenhet samt förfarande för undvikande av motorrusning
US8849548B2 (en) * 2011-11-21 2014-09-30 Caterpillar Inc. Anti-sticking and diagnostic strategy for exhaust system valves

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5386698A (en) * 1993-12-13 1995-02-07 Cummins Engine Company, Inc. Control system and method for governing turbocharged internal combustion engines
EP0874953A1 (en) * 1996-10-15 1998-11-04 Turbodyne Systems Inc. Motor-generator assisted turbocharging systems for use with internal combustion engines and control systems therefor
JP2002038962A (ja) * 2000-07-24 2002-02-06 Hitachi Ltd ターボチャージャ付き内燃機関の制御装置
RU2193673C2 (ru) * 2001-02-15 2002-11-27 Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро турбонагнетателей" Система управляемого турбонаддува
US20070151241A1 (en) * 2005-12-29 2007-07-05 Honeywell Electric boost compressor and turbine generator system
JP2008050981A (ja) * 2006-08-23 2008-03-06 Denso Corp 電動機付きターボチャージャの制御装置
GB2513432A (en) * 2013-04-26 2014-10-29 Controlled Power Technologies Ltd Generation of electricity from exhaust gas

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016106704A (ru) 2017-08-29
CN105927405A (zh) 2016-09-07
BR102016001650B1 (pt) 2022-01-25
EP3061954A1 (de) 2016-08-31
CN105927405B (zh) 2021-04-09
BR102016001650A2 (pt) 2017-07-04
EP3061954B1 (de) 2017-12-13
DE102015002598A1 (de) 2016-09-01
RU2016106704A3 (ru) 2019-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2706111C2 (ru) Способ и устройство для управления системой привода транспортного средства с имеющим наддув двигателем внутреннего сгорания
RU2709898C2 (ru) Способ управления устройством торможения двигателем, устройство торможения двигателем и транспортное средство
EP3112641B1 (en) Control apparatus for internal combustion engine
KR101776591B1 (ko) 과급식 내연 기관
CN1896471B (zh) 一种控制内燃机中的涡轮增压器的转速的方法和装置
EP2489850B1 (en) Method for operating a turbocharger arrangement and control unit for a turbocharger arrangement
CN102606325B (zh) 内燃机的增压压力诊断装置
US10100764B2 (en) Method and device for raising and/or lowering an exhaust gas temperature of a combustion engine having an exhaust gas aftertreatment device arranged in an exhaust line
CN103256129A (zh) 具有涡轮增压装置的内燃机的操作方法及其控制单元
AU742579B2 (en) System and method for controlling a turbocharger
CA2348214A1 (en) Turbo-charged engine combustion chamber pressure protection apparatus and method
CN103422979A (zh) 控制用于废气门阀装置的电调节驱动装置的方法和装置
US8511288B2 (en) Method for operating an internal combustion engine
KR20160132881A (ko) 압축기의 서지 한계를 식별하는 방법
US20010022084A1 (en) Device for limiting the speed of an exhaust-gas turbocharger
CN113383152B (zh) 用于运行废气涡轮增压机的方法
JP5997663B2 (ja) 内燃機関の過給圧制御装置
US6425247B1 (en) Method for controlling a super-charged internal combustion engine
US8997559B2 (en) Method and device for diagnosing a blowoff valve for a supercharging device of an internal combustion engine
US20090188252A1 (en) Method and apparatus for increasing the exhaust gas temperature of an internal combustion engine
CN104295383A (zh) 利用柔性ecu输入具体确定输入上电故障类型的系统和方法
JP7486374B2 (ja) 車両の電気機械の保護方法
RU2703736C2 (ru) Способ и устройство для управления системой привода транспортного средства с дополнительным отбором мощности
JP2021025524A5 (ru)
US20190178149A1 (en) Energy supercharger system and method