[发明专利]用于增压发动机限制输出的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于增压发动机限制输出的系统和方法，特别涉及到响应于涡轮膨胀比限制发动机输出的系统和方法。

背景技术

涡轮增压器的劣化可以通过将涡轮增压器的运行限制于所选择的工况而减少。美国专利申请US2009/0090107揭示了一种估算涡轮增压器速度的模型，通过以进入涡轮的气流测量值以及涡轮中期望的压力比作图而估算涡轮驱动器控制法则。此方法随后调整涡轮驱动器以调整涡轮增压器涡轮的几何性质。涡轮驱动器改变了至涡轮的流率从而使得进气歧管中的压力等于设定点压力。然而，此方法可能忽略了不希望以超出涡轮膨胀比极限值的涡轮膨胀比来运转涡轮增压器。因而，此方法可能会在某些工况下加速涡轮增压器的劣化。

发明内容

发明人在此已经认识到某些发动机的运行工况，在这些工况下不希望以超出涡轮膨胀比极限值的涡轮膨胀比运行发动机。进一步的，发明人还认识到对于不同排气流率需要不同的涡轮膨胀比极限值。例如，当微粒过滤器再生或者微粒过滤器再生的方法会造成涡轮增压比超出涡轮增压极限值时，可能不希望运行发动机。进一步的，当操作者未更换空气净化元件时，可能超出涡轮膨胀比极限值从而导致涡轮增压器的劣化。然而，当排气流率较低且不大可能发生涡轮增压器劣化时，可能希望在发动机低转速下允许高的涡轮膨胀比，从而驾驶员可以享受期望的发动机性能或微粒过滤器再生的功能。

发明人在此已经认识到上述的不足之处并且已经研发出一种发动机运行方法，包括：运行带有涡轮增压器的发动机；响应于涡轮膨胀比超出涡轮膨胀比极限值调整发动机运行，所述的涡轮膨胀比极限值响应于排气流率而变化。

通过响应于涡轮膨胀比极限值调整发动机的运行，发动机运行可以被限制从而涡轮增压器的劣化可能被限制。例如，如果预定微粒过滤器将在更高的海拔再生，微粒过滤器的再生可以被延迟直至发动机处于较低海拔或者可进行再生的不同运转模式。进一步的，如果在普通的发动机工况期间涡轮膨胀比超出了期望的涡轮膨胀比极限值，发动机的输出或其他的运行参数可以被减少，从而减少以超出涡轮膨胀比极限值的涡轮膨胀比运行涡轮增压器的可能性。

根据本发明的一个实施例，发动机运行方法进一步包括响应于所述涡轮膨胀比变化率超出所述阈值水平而提供发动机进气劣化的指示。

根据本发明的另一个实施例，发动机运行方法进一步包括响应于所述涡轮膨胀比超出所述涡轮膨胀比极限值而减少所述发动机的扭矩输出的可用量。

根据本发明的又一个实施例，其中所述减少所述发动机扭矩输出的可用量包括限制所述发动机的燃料喷射正时。

根据本发明的另一个方面，提供一种发动机系统，包括：具有涡轮增压器的发动机；与所述涡轮增压器相连通的排气系统；设置在所述排气系统内的排气后处理装置；与控制器，所述控制器含有响应于所述涡轮增压器的涡轮膨胀比超出涡轮膨胀比极限值时调整所述发动机的运行的指示。

根据本发明的另一个实施例，其中所述控制器包含响应于所述涡轮膨胀比超出所述涡轮膨胀比极限值而调整燃料喷射正时的进一步指示。

根据本发明的又一个实施例，其中所述控制器包含响应于所述涡轮膨胀比超出所述涡轮膨胀比极限值而调整所述涡轮增压器的叶片位置从而修正所述涡轮增压器运行的进一步指示。

根据本发明的又一个实施例，其中所述控制器包含响应于所述涡轮膨胀比超出所述涡轮膨胀比极限值而限制或修正微粒过滤器再生的进一步指示。

根据本发明的又一个实施例，其中所述控制器包含响应于所述涡轮膨胀比超出所述涡轮膨胀比极限值而限制燃料喷射量的进一步指示。

根据本发明的又一个实施例，其中所述控制器包含响应于所述涡轮膨胀比超出所述涡轮膨胀比极限值时指示进气系统劣化的状况的进一步指示。

根据本发明的又一个实施例，发动机系统进一步包括确定所述发动机海拔的大气压力传感器，且所述控制器包括响应于所述大气压力传感器而限制或修正微粒过滤器再生的进一步指示。

本发明可能提供多种优势。例如本方法可能减少涡轮增压器的劣化的可能性。进一步的，本方法可提供改进的涡轮膨胀比极限值的计算基础。更进一步的，本方法可能会有利于改进发动机的多种工况包括微粒过滤器再生，进气系统容量较低的发动机运行等。

本发明的上述优势及其他优点和特征将在下面结合或不结合附图的详细说明中更清楚地显现。