SE537850C2 - System and method for controlling the speed of a turbine - Google Patents

System and method for controlling the speed of a turbine Download PDF

Info

Publication number
SE537850C2
SE537850C2 SE0701204A SE0701204A SE537850C2 SE 537850 C2 SE537850 C2 SE 537850C2 SE 0701204 A SE0701204 A SE 0701204A SE 0701204 A SE0701204 A SE 0701204A SE 537850 C2 SE537850 C2 SE 537850C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
turbine
turbine speed
level
speed level
controlling
Prior art date
Application number
SE0701204A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0701204L (en
Inventor
Mats Jennische
Mikael Persson
Original Assignee
Scania Cv Abp
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 Scania Cv Abp filed Critical Scania Cv Abp
Priority to SE0701204A priority Critical patent/SE537850C2/en
Priority to PCT/SE2008/050543 priority patent/WO2009020416A1/en
Publication of SE0701204L publication Critical patent/SE0701204L/en
Publication of SE537850C2 publication Critical patent/SE537850C2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00Controlling engines characterised by their being supercharged
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/16Other safety measures for, or other control of, pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/24Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/09Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
    • F02M26/10Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

SYSTEM OCH METOD FÖR STYRNING AV VARVTAL HOS EN TURBIN TEKNIKOMRÅDE Föreliggande uppfinning beskriver en metod och ett system for styrning av turbinvarvtalet i en motor med turboladdare som drivs av en turbin med styrbart varvtal, som en turboladdare av VTG-typ (Variable Turbine Geometry). SYSTEM AND METHOD FOR SPEED CONTROL IN A TURBINE TECHNOLOGY AREA The present invention describes a method and system for controlling the turbine speed of a turbocharged engine driven by a steerable speed turbine, as a VTG (Variable Turbine Geometry) type turbocharger.

BAKGRUND Dieselmotorer för tunga fordon som lastbilar och bussar är ibland utrustade med en turboladdare av VTG-typ (Variable Turbine Geometry), vilken även benämns Variable Geometry Turbocharger (VGT). BACKGROUND Diesel engines for heavy vehicles such as trucks and buses are sometimes equipped with a turbocharger of the VTG type (Variable Turbine Geometry), which is also called the Variable Geometry Turbocharger (VGT).

En VTG-turboladdare består av en turbin med variabel geometri som driver en kompressor, vilken matar komprimerad luft till luftintaget på en förbränningsmotor. Positionen hos VTG kan förändras medan motorn är i drift, med hjälp av ett styrsystem anpassat för styrning av VTG. Positionen till vilken styrsystemet styr VTG bestäms genom motorkalibrering. Motorkalibreringen utförs för att uppfylla emissionsbegränsningar och uppfylla de prestandakrav som tillverkaren ställer. I vissa driftlägen för motorn finns det risk att turbinvarvtalet överskrider maximalt tillåtet varvtal. Ett för högt turbinvarvtalet kan medföra turbinhaveri och är därför viktigt att förhindra. Dessutom skall den styrmetod som används för att förhindra turbinvarvtalet över det maximalt tillåtna turbinvarvtalet även resultera i jämn gång hos motorn. A VTG turbocharger consists of a variable geometry turbine that drives a compressor, which feeds compressed air to the air intake of an internal combustion engine. The position of the VTG can be changed while the engine is in operation, using a control system adapted for controlling the VTG. The position to which the control system controls the VTG is determined by engine calibration. The engine calibration is performed to meet emission limits and meet the performance requirements set by the manufacturer. In certain operating modes of the engine, there is a risk that the turbine speed will exceed the maximum permitted speed. Too high a turbine speed can lead to turbine failure and is therefore important to prevent. In addition, the control method used to prevent the turbine speed above the maximum permissible turbine speed shall also result in smooth running of the engine.

Befintliga styrmetoder för att undvika ett för högt turbinvarvtal bygger helt enkelt på att avbryta bränsletillförseln till motorn vid risk för ett för högt turbinvarvtal. En sådan styrmetod medför en abrupt störning av effektöverföringen från motorn till det motorfordon som motorn driver. Existing control methods for avoiding too high a turbine speed are simply based on interrupting the fuel supply to the engine in the event of a risk of too high a turbine speed. Such a control method causes an abrupt disturbance of the power transmission from the engine to the motor vehicle driven by the engine.

Därför finns det behov av en metod och ett system för styrning av varvtalet hos turbinen på en VTG-motor, som säkerställer att maximalt turbinvarvtal inte överskrids och som samtidigt förbättrar motorprestanda genom att minimera risken för avbrott i bränsletillförseln. Therefore, there is a need for a method and system for controlling the speed of the turbine on a VTG engine, which ensures that maximum turbine speed is not exceeded and which at the same time improves engine performance by minimizing the risk of interruptions in the fuel supply.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att beskriva en metod och ett system som kan förebygga for högt turbinvarvtal i en turboladdad förbränningsmotor som driver ett motorfordon som en lastbil eller en buss. An object of the present invention is to describe a method and a system which can prevent excessive turbine speed in a turbocharged internal combustion engine which drives a motor vehicle such as a truck or a bus.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att beskriva en metod och ett system för styrning av varvtalet hos turbinen på en VTG-motor, som säkerställer att maximalt turbinvarvtal inte överskrids och som samtidigt förbättrar motorprestanda genom att minimera risken för avbrott i bränsletillförseln. Another object of the present invention is to describe a method and system for controlling the speed of the turbine on a VTG engine, which ensures that maximum turbine speed is not exceeded and which at the same time improves engine performance by minimizing the risk of interruption in the fuel supply.

Dessa syften, och andra, uppnås med den metod, det system och den datorprogramprodukt som definieras i patentkraven. Därför, för att förhindra övervarvtal hos en styrbar turbin i en turboladdare till en förbränningsmotor anpassad för att driva ett motorfordon, kan systemet anpassas för att börja styra den styrbara turbinen till ett tillstånd avsett att reducera turbinvarvtalet, när detta överskrider en viss första turbinvarvtalsnivå. Motorstyrsystem är vidare anpassat för att styra bränsletillförseln till motorn till ett lägre värde när turbinvarvtalet överskrider en viss andra turbinvarvtalsnivå. Därmed uppnås turbinövervarvtalsskydd utan att bränsletillförseln behöver avbrytas helt. These objects, and others, are achieved by the method, system and computer software product defined in the claims. Therefore, to prevent overspeed of a steerable turbine in a turbocharger of an internal combustion engine adapted to drive a motor vehicle, the system may be adapted to start steering the steerable turbine to a state intended to reduce the turbine speed, when it exceeds a certain first turbine speed level. Engine control system is further adapted to control the fuel supply to the engine to a lower value when the turbine speed exceeds a certain second turbine speed level. This achieves turbine speed protection without the need to interrupt the fuel supply completely.

I enlighet med ett förverkligande anpassas styrsystemet för kombinerad styrning av bränsletillförseln och styrning av en styrbar turbin, som en VTG. Detta resulterar i ett styrsystem som kraftigt reducerar eller helt eliminerar risken att behöva avbryta bränsletillförseln helt för att undvika turbinövervarvtal. In accordance with a realization, the control system for combined control of the fuel supply and control of a controllable turbine, such as a VTG, is adapted. This results in a control system that greatly reduces or completely eliminates the risk of having to interrupt the fuel supply completely to avoid turbine speeds.

I enlighet med ett förverkligande reduceras bränsletillförseln mera ju högre turbinvarvtalet är. Denna kan till exempel uppnås genom att reducera bränsletillförseln i proportion till skillnaden mellan aktuellt turbinvarvtal och en viss turbinvarvtalsnivå, när turbinvarvtalet överskrider denna turbinvarvtalsnivå. Ett styrsystem som tar hänsyn till den aktuella turbinvarvtalsnivån minskar ytterligare risken att nå ett turbinvarvtal som kräver fullständigt avbrott av bränsletillförseln. In accordance with a realization, the higher the turbine speed, the lower the fuel supply. This can be achieved, for example, by reducing the fuel supply in proportion to the difference between the current turbine speed and a certain turbine speed level, when the turbine speed exceeds this turbine speed level. A control system that takes into account the current turbine speed level further reduces the risk of reaching a turbine speed that requires a complete interruption of the fuel supply.

Styrmetoden som används av styrsystemet kan till exempel vara anpassad for styrning av en turbin av typ VTG (Variable Turbine Geometry) eller en annan typ av turbin, mot övervarvtal. Övervarvtal förebyggs genom styrning av både styrsignalen till turbinen och bränsletillforseln som respons på aktuellt turbinvarvtal. The control method used by the control system can, for example, be adapted for controlling a turbine of type VTG (Variable Turbine Geometry) or another type of turbine, at excess speed. Excess speed is prevented by controlling both the control signal to the turbine and the fuel supply in response to the current turbine speed.

I enlighet med ett förverkligande av föreliggande uppfinning fungerar styrsystemet som används för att förebygga turbinövervarvtal i tre olika driftlägen som respons på aktuellt turbinvarvtal. I det första driftläget, när turbinen överskrider ett första fördefinierat varvtal, anpassas styrsystemet för att reducera turbinvarvtalet genom att ändra VTG-positionen, i fall av en VTG-turboladdare. I det andra driftläget, om turbinvarvtalet överskrider ett andra, fördefinierat, varvtal som är högre än den första turbinvarvtalet, anpassas styrsystemet för att reducera bränsletillförseln till motorn i syfte att reducera turbinvarvtalet. I det tredje driftläget, om turbinvarvtalet når ett tredje, fördefinierat, varvtal som är högre än den andra turbinvarvtalet, anpassas styrsystemet för att avbryta bränsletillförseln till motorn i syfte att reducera turbinvarvtalet. Specifikt kan det tredje fördefinierade varvtalet vara lika med maximalt tillåtet turbinvarvtal. In accordance with an implementation of the present invention, the control system used to prevent turbine speeds in three different operating modes operates in response to current turbine speeds. In the first operating mode, when the turbine exceeds a first predefined speed, the control system is adapted to reduce the turbine speed by changing the VTG position, in the case of a VTG turbocharger. In the second operating mode, if the turbine speed exceeds a second, predefined, speed higher than the first turbine speed, the control system is adapted to reduce the fuel supply to the engine in order to reduce the turbine speed. In the third operating mode, if the turbine speed reaches a third, predefined, speed higher than the second turbine speed, the control system is adapted to interrupt the fuel supply to the engine in order to reduce the turbine speed. Specifically, the third predefined speed may be equal to the maximum permitted turbine speed.

Med hjälp av metoden och systemet i enlighet med uppfinningen uppnås ett jämnt och robust turbinövervarvtalsskydd, som ger en bättre körupplevelse. With the help of the method and the system in accordance with the invention, an even and robust turbine speed protection is achieved, which provides a better driving experience.

Dessutom, genom att minska risken för att behöva avbryta bränsletillförseln helt minskar eller till och med elimineras risken för upprepade avbrott av bränsletillförseln, så kallad cykling. Upprepade avbrott av bränsletillförseln uppträder om bränsletillförseln avbryts och turbinvarvtalet reduceras, varefter bränsle tillförs på nytt, turbinvarvtalet ökar och når ett varvtal som föranleder nytt bränslematningsavbrott. Sådana upprepade bränslematningsavbrott inverkar negativt på turboladdarens livslängd. In addition, by reducing the risk of having to interrupt the fuel supply completely, the risk of repeated interruptions of the fuel supply, so-called cycling, is reduced or even eliminated. Repeated interruptions of the fuel supply occur if the fuel supply is interrupted and the turbine speed is reduced, after which fuel is added again, the turbine speed increases and reaches a speed that causes a new fuel supply interruption. Such repeated fuel supply interruptions adversely affect the life of the turbocharger.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas i närmare detalj genom icke-begränsande exempel och med referens till bifogade ritningar, där: - Fig. 1 är en generell delvy av en av motor, inklusive en turboladdare med VTG - Fig. 2 är en vy som illustrerar olika driftlägen i samband med styrning av turbinvarvtalet - Fig. 3 är en vy av turbinvarvtalsregulatorn - Fig. 4 är ett flödesschema som illustrerar stegen i en styrningsprocedur vid styrning av en förbränningsmotor i syfte att förebygga turbinövervarvtal. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will now be described in more detail by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a general partial view of one of the engines, including a turbocharger with VTG Fig. 2 is a view illustrating different operating modes in connection with control of the turbine speed Fig. 3 is a view of the turbine speed controller Fig. 4 is a flow chart illustrating the steps of a control procedure in controlling an internal combustion engine in order to prevent turbine speeds.

DETALJERAD BESKRIVNING I fig. 1 är valda delar av en motor 100 i ett motorfordon 10 schematiskt avbildade. Motorn som är avbildad i fig. 1 kan till exempel vara avsedd att ingå i en lastbil eller ett annat tungt fordon, som en buss eller liknande. Exempelmotorn 100 i fig. 1 är en dieselmotor som är utrustad med turboladdare och som har fem cylindrar 105. Turboladdaren kan vara av godtycklig typ, till exempel en turboladdare med VTG (Variable Turbine Geometry) eller en annan turboladdare med styrbar turbin, som en turboladdare med avgasport. Turboladdaren har en kompressor 102 som drivs av en turbin 103. Motorn tillförs bränsle från en bränsletank 104. DETAILED DESCRIPTION In Fig. 1, selected parts of an engine 100 in a motor vehicle 10 are schematically depicted. The engine depicted in Fig. 1 may, for example, be intended to be included in a truck or other heavy vehicle, such as a bus or the like. The example engine 100 in Fig. 1 is a diesel engine equipped with a turbocharger and having five cylinders 105. The turbocharger can be of any type, for example a turbocharger with VTG (Variable Turbine Geometry) or another turbocharger with steerable turbine, as a turbocharger with exhaust port. The turbocharger has a compressor 102 driven by a turbine 103. The engine is supplied with fuel from a fuel tank 104.

Motorn styrs av en elektronisk styrenhet (ECU) 106. ECU 106 är ansluten till motorn för att styra motorn. Till exempel kan ECU anpassas för att styra positionen hos VTG, liksom andra parametrar som används för att styra motorn. Dessutom levererar givare sensorsignaler till ECU 106. Utgående från sensorsignalerna från motorfordonet 10 styr ECU 106 motorn med hjälp av minneslagrade datorinstruktioner eller på liknande sätt. Typiskt finns minneslagrade datorinstruktioner i form av en datorprogramprodukt 110, lagrad på ett läsbart digitalt lagringsmedium 108, som ett minneskort, ett läsminne (ROM), ett arbetsminne (RAM), en EPROM, en EEPROM eller ett flashminne. The motor is controlled by an electronic control unit (ECU) 106. The ECU 106 is connected to the motor to control the motor. For example, the ECU can be adjusted to control the position of the VTG, as well as other parameters used to control the motor. In addition, sensors supply sensor signals to the ECU 106. Based on the sensor signals from the motor vehicle 10, the ECU 106 controls the motor by means of memory-stored computer instructions or in a similar manner. Typically, there are memory stored computer instructions in the form of a computer program product 110, stored on a readable digital storage medium 108, such as a memory card, a read only memory (ROM), a working memory (RAM), an EPROM, an EEPROM or a flash memory.

För att skydda turbinen i VTG mot övervarvtal anpassas styrenheten som styr motorn till att detektera högt och vidta åtgärder innan turbinvarvtalet når ett där det är nödvändigt att avbryta bränsletillförseln för att skydda turbinen mot övervarvtal. To protect the turbine in VTG against overspeed, the control unit that controls the engine is adapted to detect loudly and take measures before the turbine speed reaches one where it is necessary to interrupt the fuel supply to protect the turbine against overspeed.

Så som framgår av Fig 2, om turbinvarvtalet når en första nivå anpassas styrsystemet för att detektera detta, och som respons på detekterat högt turbinvarvtal börjar styrenheten justera VTG-positionen till ett mera öppet läge i syfte att reducera turbinvarvtalet. Typiskt kan VTG styras till ett mera öppet eller maximalt öppet läge i syfte att reducera turbinvarvtalet. Om turbinvarvtalet ökar, trots åtgärderna som vidtogs när turbinvarvtalet nådde den första nivå, och når en andra nivå, anpassas styrsystemet för att detektera detta, och som respons på detekterat högt turbinvarvtal, över den andra varvtalsnivån, börjar styrenheten justera bränsletillförseln till motorn, utan att helt avbryta bränsletillförseln. Specifikt kan bränsletillförseln minskas mjukt, för att inte inverka kraftigt på körupplevelsen. Till exempel, när turbinvarvtalet överskrider den andra varvtalsnivån, reduceras bränsletillförseln i proportion till skillnaden mellan aktuellt turbinvarvtal och den andra varvtalsnivån. As shown in Fig. 2, if the turbine speed reaches a first level, the control system is adapted to detect this, and in response to detected high turbine speed, the control unit begins to adjust the VTG position to a more open position in order to reduce the turbine speed. Typically, the VTG can be controlled to a more open or maximum open position in order to reduce the turbine speed. If the turbine speed increases, despite the measures taken when the turbine speed reached the first level, and reaches a second level, the control system is adapted to detect this, and in response to detected high turbine speed, above the second speed level, the control unit begins to adjust the fuel supply to the engine. completely interrupt the fuel supply. Specifically, the fuel supply can be reduced gently, so as not to greatly affect the driving experience. For example, when the turbine speed exceeds the second speed level, the fuel supply is reduced in proportion to the difference between the current turbine speed and the second speed level.

Endast som en sista nödåtgärd avbryta bränsletillförseln helt. Detta sker företrädesvis endast om turbinvarvtalet når en tredje nivå, som kan vara lika med maximalt turbinvarvtal, trots de åtgärder som vidtogs när turbinvarvtalet överskred nivå ett och nivå två. Dessutom kan VTG eller avgasporten eller en EGR-ventil öppnas helt. Only as a last resort do you interrupt the fuel supply completely. This preferably occurs only if the turbine speed reaches a third level, which may be equal to the maximum turbine speed, despite the measures taken when the turbine speed exceeded level one and level two. In addition, the VTG or exhaust port or an EGR valve can be fully opened.

I fig. 3, visas en vy av en styrenhet anpassad att styra en VTG och motorns bränsletillförsel i enlighet med principerna som angivits ovan, i anslutning till fig. 2. Alltså kan en styrenhet 106, specifikt en elektronisk styrenhet (ECU), anpassas att ta emot aktuellt turbinvarvtal som insignal 301 och dessutom ta emot tre olika turbinvarvtalsnivåer, nivå 1, nivå 2 och nivå 3. Till exempel kan den tredje nivån, nivå 3, motsvara maximalt tillåtet turbinvarvtal, medan nivå 1 och nivå 2 kan motsvara var sin procentsats av varvtalsnivå 3. Till exempel kan nivå 1 motsvara 80 % av varvtalsnivå 3 och nivå 2 kan motsvara 90 % av varvtalsnivå 3. Med aktuellt turbinvarvtal som insignal styr styrenheten 106 VTG och bränsletillförseln så som beskrivs nedan, i anslutning till fig. 4, när turbinvarvtalet når höga värden. Fig. 3 shows a view of a control unit adapted to control a VTG and the engine fuel supply in accordance with the principles stated above, in connection with Fig. 2. Thus, a control unit 106, specifically an electronic control unit (ECU), can be adapted to receive the current turbine speed as input 301 and also receive three different turbine speed levels, level 1, level 2 and level 3. For example, the third level, level 3, may correspond to the maximum permitted turbine speed, while level 1 and level 2 may each correspond to a percentage of speed level 3. For example, level 1 may correspond to 80% of speed level 3 and level 2 may correspond to 90% of speed level 3. With the current turbine speed as input signal, the control unit 106 controls VTG and the fuel supply as described below, in connection with Fig. 4, when the turbine speed reaches high values.

I fig. 4, visas ett flödesschema som illustrerar stegen i en styrningsprocedur, utförd av en styrenhet, vid styrning av en förbränningsmotor i syfte att förebygga turbinövervarvtal. I ett första steg 401 ställs tre olika turbinvarvtal in eller laddas till ett styrsystem i syfte att förebygga turbinövervarvtal, och turbinvarvtalet styrs på normalt sätt. Sedan, i ett andra steg 403 börjar styrenheten kontrollera om aktuellt turbinvarvtal överstiger det första turbinvarvtalet, och om turbinvarvtalet överstiger den första turbinvarvtalsnivån fortsätter proceduren till ett tredje steg 405, och i annat fall återgår den till steg 401. Fig. 4 shows a flow chart illustrating the steps of a control procedure, performed by a control unit, in controlling an internal combustion engine in order to prevent turbine overspeed. In a first step 401, three different turbine speeds are set or loaded into a control system for the purpose of preventing turbine speeds, and the turbine speed is controlled in the normal way. Then, in a second step 403, the controller begins to check if the current turbine speed exceeds the first turbine speed, and if the turbine speed exceeds the first turbine speed level, the procedure proceeds to a third step 405, and otherwise returns to step 401.

I det tredje steget 405 börjar styrenheten reducera turbinvarvtalet i ett första driftläge, genom att justera VTG-positionen. Sedan, i ett fjärde steg 407 kontrollerar styrenheten åter turbinvarvtalet. Om turbinvarvtalet i steg 407 understiger den första varvtalsnivån återgår proceduren till steg 401. Om turbinvarvtalet fortfarande överstiger den första nivån men inte den andra kvarstår proceduren i det första driftläget och återgår till steg 405. Om det i steg 407 konstateras att turbinvarvtalet överstiger en andra turbinvarvtalsnivå fortsätter proceduren till ett femte steg 409. In the third stage 405, the control unit begins to reduce the turbine speed in a first operating mode, by adjusting the VTG position. Then, in a fourth step 407, the control unit again controls the turbine speed. If the turbine speed in step 407 is below the first speed level, the procedure returns to step 401. If the turbine speed still exceeds the first level but not the second, the procedure remains in the first operating mode and returns to step 405. If in step 407 it is found that the turbine speed exceeds a second turbine speed level proceeds the procedure to a fifth step 409.

I steg 409 börjar styrenheten reducera turbinvarvtalet i ett andra driftläge, genom att reducera bränsletillförseln till motorn. Denna reduktion av bränsletillförseln kan till exempel genomföras på ett jämnt sätt, så som beskrivs ovan, för att inte orsaka en abrupt förändring i motorns uppträdande. I det andra driftläget, när bränsletillförseln reduceras, är det föredraget men inte nödvändigt att fortsätta styra VTG till en mera öppen position. Sedan, i ett sjätte steg 411 kontrollerar styrenheten åter turbinvarvtalet. Om turbinvarvtalet i steg 411 understiger den andra varvtalsnivån återgår proceduren till steg 405. Om turbinvarvtalet fortfarande överstiger den andra nivån men inte den tredje kvarstår proceduren i det andra driftläget och återgår till steg 409. Om det i steg 411 konstateras att turbinvarvtalet överstiger en tredje turbinvarvtalsnivå fortsätter proceduren till ett sjunde steg 413. In step 409, the control unit begins to reduce the turbine speed in a second operating mode, by reducing the fuel supply to the engine. This reduction of the fuel supply can, for example, be carried out in an even manner, as described above, so as not to cause an abrupt change in the performance of the engine. In the second operating mode, when the fuel supply is reduced, it is preferable but not necessary to continue to steer the VTG to a more open position. Then, in a sixth step 411, the control unit again controls the turbine speed. If the turbine speed in step 411 is below the second speed level, the procedure returns to step 405. If the turbine speed still exceeds the second level but not the third, the procedure remains in the second operating mode and returns to step 409. If in step 411 it is found that the turbine speed exceeds a third turbine speed level proceeds the procedure to a seventh step 413.

I steg 413 börjar styrenheten reducera turbinvarvtalet i ett tredje driftläge, genom att avbryta bränsletillförseln till motorn. Sedan, i ett åttonde steg 415 kontrollerar styrenheten åter turbinvarvtalet. Om turbinvarvtalet i steg 415 understiger den tredje varvtalsnivån återgår proceduren till steg 409. Om turbinvarvtalet fortfarande överstiger den tredje nivån kvarstår proceduren i det tredje driftläget och återgår till steg 413. In step 413, the control unit begins to reduce the turbine speed in a third operating mode, by interrupting the fuel supply to the engine. Then, in an eighth step 415, the control unit again controls the turbine speed. If the turbine speed in step 415 is below the third speed level, the procedure returns to step 409. If the turbine speed still exceeds the third level, the procedure remains in the third operating mode and returns to step 413.

Med hjälp av metoden och systemet som beskrivs här uppnås ett jämnt och robust turbinövervarvtalsskydd, som ger en bättre körupplevelse. Användningen av metoden och systemet så som beskrivs här kommer också att öka turboladdarens livslängd eller eliminera upprepade avbrott av bränsletillförseln som kan orsakas av att turboladdaren når för högt varvtal. With the help of the method and system described here, an even and robust turbine speed protection is achieved, which provides a better driving experience. The use of the method and system as described here will also increase the life of the turbocharger or eliminate repeated interruptions of the fuel supply which may be caused by the turbocharger reaching too high a speed.

Claims (6)

1. En metod för att styra varvtalet i en turbin (103) i en turboladdare till en förbränningsmotor (100) avsedd att driva ett motorfordon (10), i syfte att förebygga turbinövervarvtal, där turbinen i turboladdaren har styrbart turbinvarvtal och har en variabel turbingeometri (Variable Turbine Geometry), kännetecknad av stegen: - styrning av (405) turbingeometrin till en mera öppen position för att reducera turbinvarvtalet i ett första driftläge när turbinvarvtalet överskrider en viss första turbinvarvtalsnivå; - styrning av (409) bränsletillförseln till förbränningsmotorn (100) till ett lägre värde i ett andra driftläge när turbinvarvtalet överskrider en viss andra turbinvarvtalsnivå, där den andra turbinvarvtalsnivån är högre än den första turbinvarvtalsnivån, varvid bränsletillförseln reduceras i proportion till skillnaden mellan aktuellt turbinvarvtal och den andra turbinvarvtalsnivån; och - avbrott av bränsletillförseln när turbinvarvtalet når en tredje turbinvarvtalsnivå, där nämnda tredje turbinvarvtalsnivå är högre än den andra turbinvarvtalsnivån, och den tredje turbinvarvtalsnivån är lägre än, eller lika med, ett maximalt tillåtet turbinvarvtal.A method of controlling the speed of a turbine (103) in a turbocharger of an internal combustion engine (100) intended to drive a motor vehicle (10), for the purpose of preventing turbine overspeed, wherein the turbine in the turbocharger has controllable turbine speed and has a variable turbine geometry (Variable Turbine Geometry), characterized by the steps of: - controlling the (405) turbine geometry to a more open position to reduce the turbine speed in a first operating position when the turbine speed exceeds a certain first turbine speed level; controlling (409) the fuel supply to the internal combustion engine (100) to a lower value in a second operating position when the turbine speed exceeds a certain second turbine speed level, the second turbine speed level being higher than the first turbine speed level, the fuel supply being reduced proportionally to the turbine speed the second turbine speed level; and - interrupting the fuel supply when the turbine speed reaches a third turbine speed level, said third turbine speed level being higher than the second turbine speed level, and the third turbine speed level being lower than, or equal to, a maximum permitted turbine speed. 2. Metoden enligt patentkrav 1, kännetecknad av steget: - styrning av turbingeometrin till en mera öppen position för att reducera turbinvarvtalet i det andra driftläget.The method according to claim 1, characterized by the step: - controlling the turbine geometry to a more open position to reduce the turbine speed in the second operating mode. 3. Ett system för att styra varvtalet i en turbin (103) i en turboladdare till en förbränningsmotor (100) avsedd att driva ett motorfordon (10), i syfte att förebygga turbinövervarvtal, där turbinen i turboladdaren har ett styrbart turbinvarvtal och har en variabel turbingeometri (Variable Turbine Geometry), kännetecknad av: - en anordning (106) för styrning av turbingeometrin till en mera öppen position för att reducera turbinvarvtalet i ett första driftläge när turbinvarvtalet överskrider en viss första turbinvarvtalsnivå; - en anordning (106) för att styra bränsletillförseln till förbränningsmotorn (100) till ett lägre värde i ett andra driftläge när turbinvarvtalet överskrider en viss andra turbinvarvtalsnivå, där den andra turbinvarvtalsnivån är högre än den första turbinvarvtalsnivån, varvid anordningen (106) reducerar bränsletillförseln i proportion till skillnaden mellan aktuellt turbinvarvtal och den andra turbinvarvtalsnivån; och - en anordning (106) för avbrott av bränsletillförseln när turbinvarvtalet når en tredje turbinvarvtalsnivå, där nämnda tredje turbinvarvtalsnivå är högre än den andra turbinvarvtalsnivån, och den tredje turbinvarvtalsnivån är lägre än, eller lika med, ett maximalt tillåtet turbinvarvtal.A system for controlling the speed of a turbine (103) in a turbocharger of an internal combustion engine (100) intended to drive a motor vehicle (10), for the purpose of preventing turbine overspeed, wherein the turbine in the turbocharger has a controllable turbine speed and has a variable Variable Turbine Geometry, characterized by: - a device (106) for controlling the turbine geometry to a more open position to reduce the turbine speed in a first operating position when the turbine speed exceeds a certain first turbine speed level; a device (106) for controlling the fuel supply to the internal combustion engine (100) to a lower value in a second operating position when the turbine speed exceeds a certain second turbine speed level, the second turbine speed level being higher than the first turbine speed level, the device (106) reducing the fuel to proportion to the difference between the current turbine speed and the second turbine speed level; and - a means (106) for interrupting the fuel supply when the turbine speed reaches a third turbine speed level, wherein said third turbine speed level is higher than the second turbine speed level, and the third turbine speed level is lower than, or equal to, a maximum permitted turbine speed. 4. Systemet enligt patentkrav 3, kännetecknad av: - en anordning för styrning av turbingeometrin till en mera öppen position för att reducera turbinvarvtalet i det andra driftläget.The system according to claim 3, characterized by: - a device for controlling the turbine geometry to a more open position to reduce the turbine speed in the second operating position. 5. En datorprogramprodukt (110) för styrning av turbinvarvtalet (103) i en turboladdare till en förbränningsmotor (100) anpassad för drivning av ett motorfordon (10) och förhindra turbinövervarvtal, där turbinen i turboladdaren är en styrbar turbin och har en variabel turbingeometri (Variable Turbine Geometry), kännetecknad av att datorprogramprodukten innehåller programsegment som, då de exekveras på en dator för styrning av förbränningsmotorn (100) får datorn att utföra stegen - styrning av (405) turbingeometrin till en mera öppen position för att reducera turbinvarvtalet i ett första driftläge när turbinvarvtalet överskrider en viss första turbinvarvtalsnivå; - styrning av (409) bränsletillförseln till förbränningsmotorn (100) till ett lägre värde i ett andra driftläge när turbinvarvtalet överskrider en viss andra turbinvarvtalsnivå, där den andra turbinvarvtalsnivån är högre än den första turbinvarvtalsnivån, varvid bränsletillförseln reduceras i proportion till skillnaden mellan aktuellt turbinvarvtal och den andra turbinvarvtalsnivån; och - avbrott av bränsletillförseln när turbinvarvtalet når en tredje turbinvarvtalsnivå, där nämnda tredje turbinvarvtalsnivå är högre än den andra turbinvarvtalsnivån, och den tredje turbinvarvtalsnivån är lägre än, eller lika med, ett maximalt tillåtet turbinvarvtal.A computer program product (110) for controlling the turbine speed (103) in a turbocharger to an internal combustion engine (100) adapted to drive a motor vehicle (10) and prevent turbine overspeed, wherein the turbine in the turbocharger is a steerable turbine and has a variable turbine geometry ( Variable Turbine Geometry), characterized in that the computer program product contains program segments which, when executed on a computer for controlling the internal combustion engine (100), cause the computer to perform the steps - controlling the (405) turbine geometry to a more open position to reduce the turbine speed in a first operating mode when the turbine speed exceeds a certain first turbine speed level; controlling (409) the fuel supply to the internal combustion engine (100) to a lower value in a second operating position when the turbine speed exceeds a certain second turbine speed level, the second turbine speed level being higher than the first turbine speed level, the fuel supply being reduced proportionally to the turbine speed the second turbine speed level; and - interrupting the fuel supply when the turbine speed reaches a third turbine speed level, said third turbine speed level being higher than the second turbine speed level, and the third turbine speed level being lower than, or equal to, a maximum permitted turbine speed. 6. Datorprogramprodukten enligt patentkrav 5, kännetecknad av programsegment för: - styrning av turbingeometrin till en mera öppen position för att reducera turbinvarvtalet i det andra driftläget.The computer program product according to claim 5, characterized by program segments for: - controlling the turbine geometry to a more open position to reduce the turbine speed in the second operating mode.
SE0701204A 2007-05-16 2007-05-16 System and method for controlling the speed of a turbine SE537850C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0701204A SE537850C2 (en) 2007-05-16 2007-05-16 System and method for controlling the speed of a turbine
PCT/SE2008/050543 WO2009020416A1 (en) 2007-05-16 2008-05-12 A turbine speed control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0701204A SE537850C2 (en) 2007-05-16 2007-05-16 System and method for controlling the speed of a turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0701204L SE0701204L (en) 2008-11-17
SE537850C2 true SE537850C2 (en) 2015-11-03

Family

ID=40099537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0701204A SE537850C2 (en) 2007-05-16 2007-05-16 System and method for controlling the speed of a turbine

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE537850C2 (en)
WO (1) WO2009020416A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102147333B (en) * 2011-01-05 2013-03-06 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 Over-rotation test system for electrical-adjustable bi-motored helicopter turbo shaft engine
US11053861B2 (en) 2016-03-03 2021-07-06 General Electric Company Overspeed protection system and method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5123246A (en) * 1991-01-25 1992-06-23 Mack Trucks, Inc. Continuously proportional variable geometry turbocharger system and method of control
JPH05280385A (en) * 1992-03-31 1993-10-26 Isuzu Motors Ltd Controller for turbo charger
US5477827A (en) * 1994-05-16 1995-12-26 Detroit Diesel Corporation Method and system for engine control
JP3166486B2 (en) * 1994-05-31 2001-05-14 いすゞ自動車株式会社 Turbocharger control device
US6256992B1 (en) * 1998-05-27 2001-07-10 Cummins Engine Company, Inc. System and method for controlling a turbocharger to maximize performance of an internal combustion engine
FR2892451A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-27 Renault Sas SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING A BOILER TURBOCHARGER FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Also Published As

Publication number Publication date
SE0701204L (en) 2008-11-17
WO2009020416A1 (en) 2009-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2634402B1 (en) Turbocharge system
JP4433051B2 (en) Control device for internal combustion engine
US7530229B2 (en) Control device for supercharger with electric motor
US7260933B2 (en) Method for limiting a boost pressure
US7124014B1 (en) Electronic throttle control device of internal-combustion engine
CN106662030B (en) Abnormality diagnostic device and abnormality diagnostic method for supercharger
US10267216B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4483584B2 (en) Supercharging system for internal combustion engines
SE531171C2 (en) A method for controlling an engine with VTG turbocharger
EP1775450B1 (en) Method of operating an internal combustion engine and internal combustion engine system
JP2009243268A (en) Motor driven supercharger control device
JP4601695B2 (en) Electric supercharger control device for internal combustion engine
JP6112397B2 (en) Supercharger control device for internal combustion engine
JP2007291961A (en) Control device of internal combustion engine with centrifugal compressor
JP2007092622A (en) Control device for internal combustion engine
JP4923941B2 (en) Supercharging control device
SE537850C2 (en) System and method for controlling the speed of a turbine
JP2007154809A (en) Control unit for internal combustion engine
JP6128425B2 (en) Supercharger control device for internal combustion engine
SE531169C2 (en) A method for preventing reverse flow I
JP7026217B2 (en) Control device and control method
JP2005201092A (en) Supercharge system for internal combustion engine
JP5565378B2 (en) Internal combustion engine control system
WO2016132455A1 (en) Electric supercharging system and method for controlling electric supercharger
JP2011032990A (en) Electric supercharging device