具有可变的最大运转温度的升压装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及具有可变的最大运转温度的升压装置。提供控制车辆的升压装置的温度的方法和系统，该方法包含：确定升压装置的预定的运转温度限制TLIM可以增加的温度补偿ΔT，其中温度补偿ΔT是预定的最大温度补偿ΔTMAX和动态比例因数SF的函数。
【专利说明】具有可变的最大运转温度的升压装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及控制升压装置的运转温度的方法和系统，并且具体但不仅仅涉及动态 地确定升压装置的预定的运转温度限制可以增加的温度补偿。
【背景技术】
[0002] 诸如涡轮增压器和机械增压器的升压装置是可以被安装到车辆的发动机上用于 增加经由进气歧管向发动机供应的空气的压力的目的的部件。到发动机内的空气的压力的 增加会导致发动机的性能和/或效率的增加。
[0003] 增加发动机的效率和车辆的实际的总燃料经济性的目前趋势已经促使车辆制造 商使用具有增加的额定动力输出的更小的发动机，这样的发动机需要升压装置在更高的升 压压力下运转。
[0004] 然而，空气压力能够增加的量会受到升压装置的运转温度限制（例如最大气体出 口温度）的限定。超过该运转温度限制一段延长时间段会对升压装置本身或发动机内的部 件造成损坏，这会影响车辆的长期可靠性。因此，根据车辆的可靠性要求限制升压装置的运 转温度。因此，发动机的性能会受到升压装置的运转温度限制的限定。
[0005] 众所周知，使升压装置在基本最大运转参数（例如基本最大运转温度和/或基本 最大升压压力）下运转，以便最大化车辆的效率和性能。然而，希望使升压装置在运转温度 限制之上运转短的时间段。以此方式，可以在某些情况（诸如超车移动或沿陡坡向上行驶） 期间增加升压装置的升压压力，而不会损害升压装置的长期可靠性。
[0006] 本发明试图解决这些问题。
【发明内容】
[0007] 根据本发明的第一方面，提供了一种控制车辆的升压装置的温度的方法，该方法 包含：确定升压装置的预定的运转温度限制可以增加的温度补偿，其中温度补偿是预定的 最大温度补偿和动态比例因数的函数。升压装置可以是机械增压器、涡轮增压器或任何其 他类型的升压装置。
[0008] 动态比例因数可以是升压装置的运转温度随时间变化的函数。例如，如果运转温 度之前已经高，则动态比例因数可以低，例如接近零。另一方面，如果运转温度之前已经低， 贝IJ动态比例因数可以高，例如接近1。
[0009] 动态比例因数可由积分器确定。到积分器的输入可以是表示在预定的时间段内的 升压装置的第一运转温度与预定的运转温度限制之间的差的第一积分。到积分器的另一输 入可以是表示在预定的时间段内的升压装置的第二相继的运转温度与预定的运转温度限 制之间的差的第二积分。
[0010] 第一积分可以是表示在预定的时间段内的升压装置的运转温度与预定的运转温 度限制之间的差的定积分或近似积分。第二积分可以是表示在预定的时间段内的升压装置 的运转温度与预定的运转温度限制之间的差的定积分或近似积分。 toon] 到积分器的输入可以是表示在各自预定的时间段内的升压装置的相继的运转温 度与预定的运转温度限制之间的差的多个积分。例如，到积分器的输入可以包含可以被用 来确定温度补偿的任何合理数量的积分。
[0012] 可以根据所需的积分器的准确性选择预定的时间段。预定的时间段可以在求解速 度与求解准确性之间折中。预定的时间段可以约为0. 02秒或任何其他适当的值。
[0013] 动态比例因数可以具有最小值0。动态比例因数可以具有最大值1。如果动态比 例因数被计算为小于0,则动态比例因数可以被设定为0。如果动态比例因数被计算为大于 1，则动态比例因数可以被设定为1。
[0014] 可以根据升压装置的可靠性要求选择升压装置的预定的运转温度限制和/或预 定的最大温度补偿。可以根据升压装置和/或车辆的性能要求选择升压装置的预定的运转 温度限制和/或预定的最大温度补偿。可以根据环境（ambient)压力选择预定的运转温度 限制和/或预定的最大温度补偿。可以根据升压装置和/或车辆的老化因素选择预定的运 转温度限制和/或预定的最大温度补偿。预定的运转温度限制和/或预定的最大温度补偿 可以是可变的或固定的。
[0015] 根据本发明的第二方面，提供了一种用于控制车辆的升压装置的温度的系统，该 系统包含：一个或更多个温度传感器，其被配置为测量升压装置的温度；以及控制装置，其 被配置为确定升压装置的预定的运转温度限制可以增加的温度补偿，其中温度补偿是预定 的最大温度补偿和动态比例因数的函数。
[0016] 该系统还可以包含：一个或更多个压力传感器，其被配置为测量升压装置的运转 压力和/或环境压力。
[0017] 本发明还提供了用于执行在本文中所描述的任何方法的软件（诸如计算机程序 或计算机程序产品）以及具有存储在其上用于执行本文中所描述的任何方法的程序的计 算机可读介质。体现本发明的计算机程序可以被存储在计算机可读介质上，或它能够例如 以信号的形式（诸如自互联网网站提供的可下载数据信号），或它能够是以任何其他形式。
[0018] 控制装置可以被进一步配置为执行上面提到的任何方法。
[0019] 车辆或发动机可以包含上面提到的用于控制升压装置的运转温度的系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1示出了描述确定温度补偿ΛΤ的方法的流程图。
[0021] 图2示出了描述确定第一积分、第二积分、动态比例因数和温度补偿Λ T的方法的 流程图。
[0022] 图3Α和图3Β示出了升压装置关于时间的运转温度1；、预定的运转温度限制Tum和 温度补偿Λ T的曲线图。
[0023] 图4示出了用于控制车辆的升压装置的温度的系统。
【具体实施方式】
[0024] 图1示出了用于控制车辆的升压装置的温度的方法。该方法包含确定升压装置的 预定的运转温度限制T um可以增加的温度补偿ΛΤ的步骤100,其中温度补偿ΛΤ是预定的 最大温度补偿Λ Tmj^P动态比例因数SF的函数。例如，升压装置可以是车辆的发动机的涡 轮增压器或机械增压器，其中升压压力直接受升压装置的运转温度影响。因此希望最大化 来自升压装置的可用升压，以便可以在某些驱动情况（诸如超车移动或沿陡坡向上行驶） 期间最大化发动机的性能。
[0025] 可以根据升压装置的可靠性要求选择预定的运转温度限制Tum。例如，使升压装置 在过高的温度下运转延长的时间段会对升压装置和/或发动机的进气系统的部件造成损 坏，这会导致升压装置效率的损失和发动机性能的损失。预定的运转温度限制T m因此可以 被选择为，减轻由于升压装置在这样的温度之上运转延长的时间段而导致的损坏的风险。
[0026] 然而，可以在不具有对任何部件造成损坏的风险的情况下使升压装置在预定的运 转温度限制T um之上运转短的时间段。因此，可以通过在短的时间段内的温度补偿ΛΤ增 加升压装置的预定的运转温度限制TUM，在此期间升压装置的运转温度T x (诸如气体出口温 度）可以限制为高于预定的运转温度限制Tum的值。以此方式，可以在短的时间段内增加 升压装置能够产生的升压压力。
[0027] 也可以根据升压装置的可靠性要求选择预定的最大温度补偿ATmx，升压装置在 这样的温度之上运转会对升压装置和/或发动机的进气系统的部件造成显著损坏。温度补 偿ΛΤ因此是预定的运转温度限制T m可以增加的程度并且受预定的最大温度补偿ATmx 限制。动态比例因数SF因此被用来暂时地计算温度补偿ΛΤ可以增加的程度。例如，温度 补偿ΛT可以计算如下：
[0028] AT = SFXATmx
[0029] 动态比例因数SF可以由积分器确定，积分器可以是车辆的控制装置13的至少一 部分。到积分器的输入可以是第一积分I 1和第二积分I2。第一积分I1可以表示在预定的 时间段At内升压装置的预定的运转温度限制T m与第一运转温度T1之间的差。第二积分 I2可以表示在相继的预定的时间段At内升压装置的预定的运转温度限制Tum与相继的第 二运转温度T 2之间的差。第一积分I1和第二积分I2可以是定积分或近似积分，例如通过矩 形方法、梯形方法或任何其他的步进方法计算的积分。第一和第二积分I 1和I2表示如下：
[0030]
【权利要求】
1. 一种控制车辆的升压装置的温度的方法，所述方法包含： 确定所述升压装置的预定的运转温度限制可以增加的温度补偿，其中所述温度补偿是 预定的最大温度补偿和动态比例因数的函数。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述动态比例因数是所述升压装置的运转温度随 时间变化的函数。
3. 根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述动态比例因数由积分器确定，其 中到所述积分器的输入是： 第一积分，其表示在预定的时间段内所述升压装置的第一运转温度与所述预定的运转 温度限制之间的差；以及 第二积分，其表示在所述预定的时间段内所述升压装置的第二相继的运转温度与所述 预定的运转温度限制之间的差。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述第一和第二积分是表示在所述预定的时间段 内所述升压装置的运转温度与所述预定的运转温度限制之间的差的定积分和/或近似积 分。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述动态比例因数具有最小值0。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述动态比例因数具有最大值1。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据所述升压装置的可靠性要求选择 所述升压装置的所述预定的运转温度限制和/或所述预定的最大温度补偿。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据所述升压装置和/或所述车辆的 所述性能要求选择所述升压装置的所述预定的运转温度限制和/或所述预定的最大温度 补偿。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据环境压力选择所述预定的运转温 度限制和/或所述预定的最大温度补偿。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据所述升压装置和/或所述车辆 的老化因素选择所述预定的运转温度限制和/或所述预定的最大温度补偿。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述预定的运转温度限制和/或所 述预定的最大温度补偿是可变的或固定的。
12. -种用于控制车辆的升压装置的温度的系统，所述系统包含： 一个或多个温度传感器，其被配置为测量所述升压装置的温度；和 控制装置，其被配置为确定所述升压装置的预定的运转温度限制可以增加的温度补 偿，其中所述温度补偿是预定的最大温度补偿和动态比例因数的函数。
13. 根据权利要求12所述的系统，所述系统包含： 一个或更多个压力传感器，其被配置为测量所述升压装置的运转压力和/或环境压 力。
14. 一种车辆，其包含根据权利要求11或12用于控制升压装置的运转温度的所述系 统。
15. 根据权利要求1至11中任一项所述的方法或根据权利要求12至13中任一项所述 的系统，其中所述升压装置是机械增压器或涡轮增压器。
【文档编号】F02D41/00GK104454199SQ201410460649
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】J·狄克逊, A·J·奥克利, A·爱莱瓦洛 申请人:福特环球技术公司