[发明专利]基于物理的车辆涡轮增压器控制技术

权利要求书

1.一种用于发动机的涡轮增压器的控制系统，所述系统包括：

废气门阀，被配置成使来自所述涡轮增压器的涡轮的废气转向，所述涡轮可旋转地联接到所述涡轮增压器的压缩机；以及

控制器，被配置成：

获得用于所述发动机的扭矩请求；

基于发动机扭矩请求确定目标压缩机功率；

基于所述目标压缩机功率确定标准化的目标涡轮功率，其中所述标准化的目标涡轮功率基于涡轮出口压力、涡轮入口温度和恒定废气压力下的比热进行标准化；

确定标准化的废气流量，其中所述标准化的废气流量基于所述涡轮出口压力和所述涡轮入口温度进行标准化；

直接基于所述标准化的目标涡轮功率和所述标准化的废气流量确定所述废气门阀的目标位置；以及将所述废气门阀致动到所述目标位置，

其中，由所述控制器将所述废气门阀致动到所述目标位置，(i)降低了增压预留和节流损耗中的至少一个，以(ii)提高发动机响应、性能和燃料经济性中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器还被配置成：

基于所述发动机扭矩请求，确定目标发动机气流和所述压缩机下游的节流阀的入口处的目标压力；以及

基于比热系数、所述压缩机的入口处的空气温度和压力以及所述压缩机的效率确定所述目标压缩机功率。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述控制器被配置成还基于比热系数、所述涡轮的出口处的废气压力和所述涡轮的入口处的废气温度确定所述标准化的目标涡轮功率。

4.根据权利要求3所述的系统，还包括大气压力传感器，所述大气压力传感器被配置成测量大气压力，其中所述控制器还被配置成：

将所述压缩机入口处的空气压力确定为所述大气压力与所述压缩机上游的空气过滤器上的压降之间的差值；以及

将所述涡轮的出口处的废气压力确定为所述大气压力和所述废气门阀下游的废气处理系统上的压降之和。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述涡轮是设置在所述废气处理系统上游的双蜗壳涡轮，并且其中所述废气处理系统包括三元催化转化器和消声器。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制器还被配置成：

基于目标节流阀入口压力与实际节流阀入口压力之间的误差确定用于所述废气门阀的目标位置的闭环校正值；以及

将所述废气门阀致动到校正的目标位置，所述校正的目标位置基于所述目标位置和所述闭环校正值。

7.根据权利要求6所述的系统，还包括：

压缩机入口温度传感器，被配置成测量所述压缩机入口处的空气温度；

节流阀入口压力传感器，被配置成测量所述实际节流阀入口压力；以及

其中，所述控制器还被配置成基于发动机速度和发动机负载确定涡轮入口废气温度。

8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述控制器被配置成实施比例-积分-微分控制方案，以确定所述闭环校正值。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括：

废气门阀致动器，包括被配置成致动所述废气门阀的直流到直流电马达；以及

废气门阀位置传感器，被配置成测量所述废气门阀致动器的位置，

其中，所述控制器还被配置成基于所述直流到直流电马达的位置确定所述废气门阀的位置。