СПОСОБ И СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ УСТРОЙСТВА СОЗДАНИЯ ДАВЛЕНИЯ НАДДУВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ СИСТЕМУ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING OPERATING TEMPERATURE OF VEHICLE BOOST PRESSURE DEVICE AND VEHICLE COMPRISING TEMPERATURE CONTROL SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу и системе регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува, в том числе относясь к настройке рабочего давления в устройстве создания давления наддува таким образом, чтобы рабочая температура устройства создания давления наддува была по существу равна предельной рабочей температуре.
Уровень техники
Устройства создания давления наддува, такие как турбонагнетатель или механический нагнетатель являются компонентами, которые могут быть использованы с двигателем транспортного средства с целью повышения давления воздуха, который подают в двигатель через впускной коллектор. Повышение давления подаваемого в двигатель воздуха может повышать мощность и/или КПД этого двигателя.
Тем не менее, величина, на которую можно повысить давление воздуха, может ограничиваться предельной рабочей температурой в устройстве создания наддува воздуха, например, максимальной выходной температурой газа. Превышение этой предельной рабочей температуры может привести к повреждению самого устройства создания давления наддува, или входящих в состав двигателя компонентов, что может повлиять на длительно обеспечиваемую надежность транспортного средства. Следовательно, рабочую температуру внутри устройства создания давления наддува можно ограничивать, исходя из требований надежности транспортного средства.
Для снижения рабочей температуры устройства создания давления наддува должно быть ограничено рабочее давление, например, перепад давления на этом устройстве. Однако ограничение рабочего давления устройства создания давления наддува может ограничить мощность двигателя и пагубно сказаться на общей топливной экономичности транспортного средства.
Для того чтобы достичь максимального КПД и мощности двигателя желательно, чтобы он работал вблизи предельной рабочей температуры с целью достижения максимального давления наддува, подаваемого от устройства создания давления наддува. Следовательно, желательно точно и постоянно выдерживать рабочую температуру устройства создания давления наддува на предельно допустимом уровне, что позволит достичь максимальной располагаемой мощности и выполнить требования по надежности.
Принято считать, что устройство создания давления наддува в пределах нормального рабочего диапазона выполняет сжатие с к.п.д, зависящим от проходящего через устройство массового потока и перепада давления на нем. Изготовители устройств создания давления наддува обычно прилагают к ним трехмерную характеристику компрессора, на которой построены графики зависимости изоэнтропического КПД и скорости компрессора от массового расхода воздуха и степени сжатия, нормированных по входной температуре.
Известно нахождение расчетной рабочей температуры устройства создания давления наддува по массовому расходу и перепаду давления на устройстве. Полученную таким образом расчетную выходную температуру можно затем подавать в контроллер с обратной связью для итерационного понижения рабочего давления до тех пор, пока расчетная рабочая температура не опустится ниже предельной рабочей температуры. Этот способ, однако, имеет несколько недостатков, таких как сложности калибровки, компромиссы между стабильностью и производительностью и ограничения динамической реакции. Кроме того, при использовании данного способа для достижения требуемого рабочего давления при предельной рабочей температуре может потребоваться слишком много затратных по времени итераций, что снизит оперативность получения результата.
Таким образом, желательно напрямую рассчитывать давление наддува, при котором устройство создания давления надува должно работать, чтобы рабочая температура была по существу равна предельной рабочей температуре. Это не так просто сделать, так как массовый расход сам является функцией давления наддува, а КПД зависит и от одного и от другого.
Настоящее изобретение направлено на решение этих задач.
Раскрытие изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается способ регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства, включающий в себя: нахождение разности давлений между текущим рабочим давлением устройства создания наддува и целевым давлением наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре; нахождение шага давления, причем шаг давления является функцией разности давлений и заданного количества шагов давления; и последовательную настройку текущего рабочего давления с указанным шагом до тех пор, пока рабочая температура устройства создания давления наддува не станет по существу равна предельной рабочей температуре.
Способ также может включать в себя нахождение расчетного целевого давления наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре. Расчетное целевое давление наддува можно рассчитывать, основываясь на КПД устройства создания давления наддува при текущем рабочем давлении. Целевое рабочее давление может быть функцией предельной рабочей температуры и заданной характеристики «давление наддува - массовый поток воздуха» устройства создания давления наддува. Заданная характеристика «давление наддува - массовый поток воздуха» устройства создания давления наддува относится к КПД устройства создания давления наддува. Заданная характеристика «давление наддува - массовый поток воздуха» устройства создания давления наддува может представлять собой трехмерную характеристику устройства создания давления наддува, на которой построены графики зависимости изоэнтропического КПД и скорости компрессора от массового расхода воздуха и степени сжатия, нормированных по входной температуре устройства создания давления наддува.
Настройка рабочего давления устройства создания давления наддува может предусматривать последовательное понижение текущего рабочего давления устройства создания давления наддува с первым шагом давления. Настройка рабочего давления устройства создания давления наддува может предусматривать последовательное повышение текущего рабочего давления устройства создания давления наддува со вторым шагом давления. Настройка рабочего давления устройства создания давления наддува может также предусматривать последовательное понижение текущего рабочего давления устройства создания давления наддува с первым шагом и последующее последовательное повышение текущего рабочего давления устройства создания давления наддува со вторым шагом давления.
Текущее рабочее давление устройства создания давления наддува могут последовательно понижать на величину первого шага давления до тех пор, пока рабочая температура устройства создания давления наддува не опустится ниже предельной рабочей температуры. Текущее рабочее давление устройства создания давления наддува могут последовательно повышать на величину второго шага давления до тех пор, пока рабочая температура устройства создания давления наддува не превысит предельную рабочую температуру.
Второй шаг давления может быть меньше первого шага давления. Второй шаг давления может быть делителем первого шага давления.
Способ может также включать в себя: нахождение текущей температуры устройства создания давления наддува; и сравнивание текущей рабочей температуры с предельной рабочей температурой.
Способ также может включать в себя: настраивание текущей рабочей температуры в повторяющемся режиме до тех пор, пока текущая рабочая температура не станет меньшей или большей предельной рабочей температуры.
Заданное количество шагов давления может быть выбрано с учетом функциональных требований устройства создания давления наддува и/или транспортного средства. Заданное количество шагов давления может быть связано с оптимальным количеством вычислений.
Предельная рабочая температура может зависеть от функциональных требований устройства и/или транспортного средства. Предельную рабочую температуру можно определять с учетом окружающего давления. Предельную рабочую температуру можно определять с учетом фактора возраста устройства создания давления наддува и/или транспортного средства. Предельная рабочая температура может быть переменной или неизменной. Рабочая температура может являться выходной температурой газа в устройстве создания давления наддува.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивается система регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства, содержащая: одно или более управляющих устройств, выполненных с возможностью следующего: нахождения разности давлений между текущим рабочим давлением устройства создания наддува и целевым давлением наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре; нахождения шага давления, причем шаг давления является функцией разности давлений и заданного количества шагов давления; и подачи сигнала, например, на регулятор давления в системе, для настройки текущего рабочего давления в устройстве создания давления наддува, который предназначен для настройки текущего рабочего давления за некоторое количество шагов таким образом, чтобы рабочая температура устройства создания давления наддува была по существу равна предельной рабочей температуре.
Система также может содержать один или более датчиков температуры, выполненных с возможностью измерения температуры устройства создания давления наддува. Система также может содержать один или более датчиков давления, выполненных с возможностью измерения давления в устройстве создания давления наддува и/или в окружающей среде. Управляющее устройство может быть встроенным контроллером реального времени.
Транспортное средство или двигатель могут содержать вышеуказанную систему для регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува.
Устройство создания давления наддува может быть турбонагнетателем или механическим нагнетателем. Устройство создания давления наддува может быть компрессором, например, компрессором турбонагнетателя или механического нагнетателя. Альтернативно, устройство создания давления наддува может быть турбиной, например, турбиной турбонагнетателя.
Заявленное здесь изобретение является итерационным подходом, в котором известную зависимость давления наддува от массового потока используют для нахождения наибольшего давления наддува, при котором выходная температура компрессора будет равна предельной рабочей температуре.
Любое из вышеуказанных давлений может быть отношением давлений в устройстве создания давления наддува. Например, отношение давлений может быть отношением входного давления устройства к его выходному давлению.
Изобретение также обеспечивает программное обеспечение, такое как компьютерная программа или компьютерный программный продукт для исполнения любого из раскрытых здесь способов, а также машиночитаемый носитель с хранящейся на ней программой для исполнения любого из раскрытых здесь способов. Осуществляющая изобретение компьютерная программа может храниться на машиночитаемом носителе, или же, например, может иметь вид сигнала, такого как доступный для скачивания с интернет сайта сигнал данных, а также может иметь любую иную форму.
Управляющие устройства могут быть также выполнены с возможностью исполнения любого из вышеуказанных способов.
Краткое описание чертежей
Для обеспечения лучшего понимания настоящего раскрытия и более явной демонстрации его осуществления, далее в виде примера приводится ссылка на сопроводительные чертежи, на которых:
На фиг. 1 показана блок-схема способа регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува;
На фиг. 2 показана блок-схема этапа нахождения расчетного целевого давления наддува;
На фиг. 3 показана блок-схема способа регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува, причем способ включает в себя этап нахождения расчетного целевого давления наддува;
На фиг. 4 показана блок-схема этапа нахождения текущей рабочей температуры устройства создания давления наддува и этапа сравнивания текущей рабочей температуры с предельной рабочей температурой.
На фиг. 5 показана блок-схема способа регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува, причем способ включает в себя этап нахождения текущей рабочей температуры устройства создания давления наддува и этап сравнивания текущей рабочей температуры с предельной рабочей температурой.
На фиг. 6 показана блок-схема способа регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува, причем способ включает в себя этап понижения рабочего давления устройства создания давления наддува и этап повышения давления устройства создания давления наддува.
На фиг. 7 показан графический пример способа регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува; и
На фиг. 8 показана система регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува.
Осуществление изобретения
х
LIM
LIM
Настоящим изобретением обеспечивается способ и система регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува, таком как компрессор турбонагнетателя или механического нагнетателя транспортного средства, причем давление наддува устройства создания давления наддува настраивают таким образом, чтобы рабочая температура Т, например, выходная температура газа в устройстве создания давления наддува была по существу равна предельной рабочей температуре T. При этом давление наддува, производимое устройством создания давления наддува, является максимально допустимым давлением для заданного набора рабочих параметров, таких как надежность устройства создания давления наддува и/или рабочие показатели двигателя. Для краткости раскрытия способа полагается, что предельная рабочая температура T является одиночным неизменным значением, при том, что в реальности она может быть переменной и зависящей от некоторого числа факторов, например, от условий эксплуатации транспортного средства и/или от истории использования и возраста двигателя, что будет рассмотрено далее по тексту.
LIM
Одной из задач системы является обеспечение работы устройства создания давления наддува при давлении, ограниченном таким образом, чтобы рабочая температура была по существу равна предельной рабочей температуре T. Раскрываемый далее способ является способом выполнения такого регулирования, причем данный способ высокоэффективен во внедрении и калибровке и обеспечивает максимальные рабочие показатели устройства создания давления наддува, двигателя и/или транспортного средства.
х
LIM
х
LIM
На фиг. 1 изображен способ регулирования рабочей температуры устройства создания давления наддува транспортного средства. Способ включает в себя этап 100 определения разности ΔР давлений между текущим рабочим давлением Рустройства создания давления наддува и целевым давлением P наддува, при котором рабочая температура Т устройства создания давления наддува по существу равна предельной рабочей температуре T. Разность ΔР давлений находят по следующему уравнению:
Способ также включает в себя этап 110 определения шага dP давления, причем шаг dP давления является функцией разности ΔР давлений и заданного количества N шагов. Шаг dP давления находят по следующему уравнению:
х
х
LIM
Способ также включает в себя этап 120 последовательной настройки рабочего давления Р устройства с шагом dP до тех пор, пока рабочая температура Тустройства создания давления наддува не станет по существу равной предельной рабочей температуре T, что может быть выражено как:
х
х
х
Рабочее давление Р устройства создания давления наддува можно настраивать путем варьирования массового потока через устройство, например, настраивая перепускной клапан в канале, обходящем устройство создания давления наддува. Например, вокруг турбины турбонагнетателя можно устроить канал, а изменяя долю потока, подаваемого через перепускной канал, можно изменять рабочее давление Р. Альтернативно, в случае механического нагнетателя, для регулирования рабочей скорости с целью изменения рабочего давления Р можно варьировать мощность, подаваемую на компрессор механического нагнетателя.
х
LIM
Таким образом текущую рабочую температуру Т устройства создания давления наддува итерационно настраивают на значение, по существу равное предельной рабочей температуре T за количество шагов, аппроксимированное заданным количеством N шагов. Заданное количество N шагов может иметь отношение к желательному количеству вычислений, выполняемых управляющим устройством 1, как показано на фиг. 8. Это является полезным, так как способ по настоящему изобретению может быть осуществлен с использованием, например, встроенного контроллера реального времени. Следовательно, желательным будет нахождение решения за заданное количество шагов с задействованием минимальных вычислительных ресурсов управляющего устройства 1.
LIM
LIM
LIM
LIM
LIM
LIM
LIM
Способ может также включать в себя показанный на фиг. 2 этап 130, предусматривающий нахождение расчетного целевого давления P наддува, при котором устройство создания давления наддува будет работать при предельной рабочей температуре T. Было бы желательным находить расчетное целевое давление P наддува по КПД η устройства создания давления наддува при целевом давлении Рим наддува. Однако возникает проблема, состоящая в том, что коэффициент Ним полезного действия устройства создания давления наддува при целевом давлении P наддува сам зависит от целевого давления Рим наддува и от массового расхода через устройство. Массовый расход также является функцией целевого давления P наддува. Результатом этого является уравнение с двумя неизвестными переменными, что создает сложности в получении решения для целевого давления P наддува.
LIM
х
х
х
LIM
IN
х
х
LIM
IN
LIM
Однако вместо этого расчетное целевое давление P наддува можно определить, используя текущий КПД η при текущем рабочем давлении Р, причем текущий КПД η устройства создания давления наддува легко определяется по заданной характеристике «давление наддува - массовый поток воздуха» устройства создания давления наддува для конкретного набора условий окружающей среды и работы двигателя. Такие данные обычно имеются в виде трехмерных характеристик, на которых построены графики зависимости изоэнтропического КПД и рабочих скоростей от массового расхода воздуха и степени сжатия. Например, расчетное целевое давление P наддува может быть функцией: входного давления P; текущего КПД η при текущем рабочем давлении Р; предельной рабочей температуры T; входной температуры T газа устройства создания давления наддува; и показателя γ адиабаты воздуха. Целевое давление P наддува может быть рассчитано по следующему уравнению:
LIM
Когда имеется несколько решений для целевого давления P наддува, берут наибольшее из этих них. Согласно фиг. 3 в способе может быть задействован этап 130.
х
х
LIM
х
LIM
х
х
х
х
х
IN
х
х
х
IN
Способ может также включать в себя этап 140 определения текущей рабочей температуры Т устройства создания давления наддува и этап 141 сравнения текущей рабочей температуры Т с предельной рабочей температурой T. При этом управляющее устройство 1 сможет определить, превышает ли текущая рабочая температура Т предельную рабочую температуру T, то есть установить, потребуется ли выполнение какого-либо действия для изменения текущего рабочего давления Р с целью снижения температуры Т устройства создания давления наддува. Текущая рабочая температура Т при рабочем давлении Р может быть найдена на этапе 140 по указанному ниже уравнению, в котором текущая рабочая температура Т устройства создания давления наддува является функцией: входной температуры T газа; текущего рабочего давления Р; текущего КПД η при текущем рабочем давлении Р; входного давления P устройства создания давления наддува; и показателя у адиабаты воздуха. Альтернативно, текущая рабочая температура устройства создания давления наддува может определяться одним или несколькими датчиками температуры.
х
LIM
х
LIM
х
х
LIM
х
х
х
На фиг. 4 показан пример блок-схемы того, как находят текущую рабочую температуру Т и сравнивают ее с предельной рабочей температурой T. Если управляющее устройство 1 находит, что текущая рабочая температура Т превышает предельную рабочую температуру T,то может быть предпринято соответствующее действие для снижения текущей рабочей температуры Т. Если управляющее устройство 1 определяет, что текущая рабочая температура Т меньше предельной рабочей температуры T, то устройство создания давления наддува может продолжать работать при текущем рабочем давлении Р. Для проверки того, что текущая рабочая температура Т не превышает предельную рабочую температуру Тим, выполнение этапа 141 может повторяться, например, периодически. На фиг. 5 показан пример того, как этап 140 и этап 141 могут быть задействованы в способе регулирования рабочей температуры Т устройства создания давления наддува.
х
1
х
1
2
х
2
2
Как было рассмотрено выше, способ по настоящему изобретению включает в себя этап 110 нахождения шага dP давления и этап 120 настройки рабочего давления Р, как показано на фиг. 1, фиг. 3 и фиг. 5. Вдобавок к этому, способ может включать в себя этап 111 нахождения первого шага dP давления с последующим этапом 121 последовательного понижения рабочего давления Р устройства создания давления наддува с первым шагом dP, после чего способ может включать в себя этап 112 нахождения второго шага dP давления с последующим этапом 122 последовательного повышения рабочего давления Р устройства создания давления наддува со вторым шагом dP. Однако следует понимать, что второй шаг dP давления может быть найден в любой точке способа до этапа 122.
1
1
1
Этап 121 может включать в себя нахождение первого шага dP давления аналогично тому, как находят шаг dP давления, то есть по разности ΔР давлений и заданному количеству шагов N. Первый шаг dP давления может быть найден по следующему уравнению:
х
1
х
LIM
х
х
х
LIM
х
LIM
х
1
х
LIM
1
х
LIM
Этап 121 может включать в себя последовательное понижение рабочего давления Р устройства создания давления наддува с первым шагом dP до тех пор, пока рабочая температура Т не опустится ниже предельной рабочей температуры T. Этап 121 может также включать в себя нахождение рабочей температуры Тустройства создания давления наддува после каждого понижения рабочего давления Р. Рабочая температура Т может быть найдена так, как это описано выше, а затем сравнена с предельной рабочей температурой T. В случае если рабочая температура Т превысит предельную рабочую температуру Т, рабочее давление Рустройства создания давления наддува снова понижают на величину первого шага dPдавления. Количество итераций этапа 121 аппроксимируется заданным количеством шагов. Таким образом, исходя из располагаемых вычислительных ресурсов, можно выбрать количество вычислений, которое пртребуется для того, чтобы понизить рабочую температуру Т устройства создания давления наддува ниже предельной рабочей температуры T. Кроме того, заданное количество N шагов можно выбрать таким, чтобы рабочая температура Т устройства создания давления наддува всегда гарантированно понижалась до значения, меньшего предельной рабочей температуры T.
2
2
2
2
Этап 112 может включать в себя нахождение второго шага dP давления, причем второй шаг dP давления является функцией первого шага dP, давления и другого заданного количества N шагов. Второй шаг dP давления может быть найден по следующему уравнению:
2
1
2
1
Таким образом, второй шаг dP давления может быть меньше первого шага dP. Фактически, второй шаг dP давления может быть делителем первого шага dP.
2
2
2
Альтернативно, этап 112 может включать в себя нахождение второго шага dPдавления аналогично тому, как находят шаг dP, то есть когда второй шаг dP давления является функцией разности ΔР давлений и другого заданного количества шагов. Второй шаг dP давления может быть найден по следующему уравнению:
х
2
х
LIM
х
х
х
LIM
х
LIM
х
2
2
3
х
LIM
2
3
х
LIM
Этап 122 может включать в себя последовательное повышение рабочего давления Р устройства создания давления наддува со вторым шагом dP до тех пор пока рабочая температура Т не превысит предельную рабочую температуру T. Этап 122 может также включать в себя нахождение рабочей температуры Тустройства создания давления наддува после каждого повышения рабочего давления Р. Рабочая температура Т может быть найдена так, как это описано выше, а затем сравнена с предельной рабочей температурой T. В случае если рабочая температура Т будет меньше предельной рабочей температуры T, рабочее давление Р устройства создания давления наддува снова повышают на величину второго шага dP давления. Количество итераций этапа 122 аппроксимируют заданным количеством N или N шагов. Таким образом, исходя из располагаемых вычислительных ресурсов можно выбрать количество вычислений, требующихся для того, чтобы повысить рабочую температуру Т устройства создания давления наддува выше предельной рабочей температуры T. Кроме того, заданное количество N или N шагов можно подобрать таким, чтобы рабочая температура Т устройства создания давления наддува всегда гарантированно повышалась до значения, большего предельной рабочей температуры T.
х
1
х
2
х
LIM
2
2
х
LIM
х
х
LIM
Вышеуказанным методом рабочее давление Р последовательно понижают большими шагами dP давления до тех пор, пока рабочая температура не опустится ниже предельной рабочей температуры, после чего рабочее давление Рпоследовательно повышают меньшими шагами dP давления до тех пор, пока рабочая температура Т не превысит предельную рабочую температуру T. Меньший второй шаг dP давления может быть определен соответствующим образом заданным количеством N шагов таким образом, чтобы рабочая температура Т только незначительно превышала предельную рабочую температуру T, то есть, чтобы создавшееся в результате рабочее давление Р было таким, чтобы рабочая температура Т была очень близка к предельной рабочей температуре T.
х
х
LIM
х
х
На фиг. 7 изображен графический пример этапов, выполняемых для настройки рабочего давления Р устройства создания давления наддува таким образом, чтобы текущая рабочая температура Т стала по существу равной предельной рабочей температуре T. В показанном на фиг. 7 примере устройство создания давления наддува работает при рабочем давлении Р и при текущей рабочей температуре Т. Далее со ссылкой на фиг. 6 и на фиг. 7 в качестве примера приводится раскрытие способа по настоящему изобретению, содержащего:
х
х
LIM
х
LIM
х
х
- Этап 140 нахождения текущей рабочей температуры Т устройства создания давления наддува и этап 141 сравнивания текущей рабочей температуры Тс предельной рабочей температурой T. При этом управляющее устройство 1 определяет превышение текущей рабочей температурой Т предельной рабочей температуры T, что требует выполнения действия по изменению текущего рабочего давления Р таким образом, чтобы понизить рабочую температуру Т;
LIM
LIM
- Этап 130 нахождения расчетного целевого давления P наддува, при котором устройство создания давления наддува работает при предельной рабочей температуре T.
х
LIM
х
LIM
- Этап 100 нахождения разности ΔР давлений между текущим рабочим давлением Р устройства создания давления наддува и целевым давлением P наддува, при котором рабочая температура Т устройства создания давления наддува по существу равна предельной рабочей температуре T.
1
- Этап 111 нахождения первого шага давления dP; и
х
1
х
1
- Последовательно выполняемые этапы 121 понижения рабочего давления Рустройства создания давления наддува на величину первого шага dP давления и этапы 141 сравнивания текущей рабочей температуры Т с предельной рабочей температурой после каждого понижения давления на величину первого шага давления dP.
1
1
LIM
1
х
LIM
В показанном на фиг. 7 примере заданное количество N шагов давления было предустановлено на 4. Однако можно понимать, что заданное количество N шагов давления может быть предустановлено на любое подходящее значение. Так как изначально рассчитываемое расчетное целевое давление P наддува аппроксимируют, то требуемое в действительности количество шагов может быть больше или меньше заданного количества шагов N. Этап 121 повторяют до тех пор, пока текущая рабочая температура Т не опустится ниже предельной рабочей температуры T.
Способ также включает в себя следующее:
2
- Этап 112 нахождения второго шага давления dP; и
х
2
х
х
2
- Последовательно выполняемые этапы 122 повышения рабочего давления Рустройства создания давления наддува на величину второго шага давления dP и этапы 141 сравнивания текущей рабочей температуры Т с предельной рабочей температурой Т после каждого повышения давления на величину второго шага давления dP.
2
2
LIM
2
х
LIM
2
1
LIM
х
LIM
х
В показанном на фиг. 7 примере заданное количество N шагов давления было предустановлено на 2. Однако можно понимать, что заданное количество N шагов давления может быть предустановлено на любое подходящее значение. Так как изначально рассчитываемое расчетное целевое давление P наддува аппроксимируют, то требуемое в действительности количество шагов может быть больше или меньше заданного количества шагов N. Этап 122 повторяют до тех пор, пока текущая рабочая температура Т не поднимется выше предельной рабочей температуры T. За счет того, что второй шаг dP давления сравнительно невелик, например, по сравнению с первым шагом dP давления, текущая рабочая температура по существу равна предельной рабочей температуре T устройства создания давления наддува. Тем не менее, в альтернативном примере, для гарантии того, что рабочая температура Т будет меньше предельной рабочей температуры T, перед выполнением последнего этапа 122 устройство создания давления наддува можно эксплуатировать при предшествующем рабочем давлении Р.
1
2
3
LIM
1
2
3
2
х
LIM
Заданные количества N, N,N, N шагов и/или предельная рабочая температура T могут быть выбраны на основе функциональных требований, предъявляемых к устройству создания давления наддува и/или транспортному средству. Заданные количества N, N, N, N шагов могут быть выбраны таким образом, чтобы в случае необходимости быстрого изменения, рабочее давление настраивалось бы за меньшее количество шагов, или альтернативно, в случае необходимости получения более точного результата - за большее количество шагов. Например, если заданное количество N шагов давления было предустановлено на 20, способ будет стремиться к более точному решению рабочей температуры Т, но для нахождения этого решения потребует больше вычислительных ресурсов. Аналогичным образом, если ожидаемый срок эксплуатации устройства 1 создания давления наддува невелик, то предельную рабочую температуру T можно выбрать более высокой. Тем самым можно достичь максимального давления наддува устройства создания давления наддува, не особо заботясь о долговременной надежности этого устройства.
LIM
LIM
Предельная рабочая температура T может быть выбрана с учетом фактора возраста устройства создания давления наддува. К примеру, в устройствах создания давления наддува, отработавших большее количество рабочих циклов, предельную рабочую температуру T можно установить более низкой, чем в тех устройствах, которые отработали меньшее количество рабочих циклов. Фактор возраста можно определять с определенной периодичностью в течение срока службы и выбирать с учетом выявленной скорости износа устройства создания давления наддува.
LIM
LIM
Предельная рабочая температура T может быть выбрана с учетом давления воздуха, окружающего устройство создания давления наддува. К примеру, на транспортном средстве, работающем на большей высоте, предельная рабочая температура T может быть установлена более высокой. Тем самым устройство 1 создания давления наддува сможет производить более высокие давления наддува для компенсирования снижения давления на этих высотах.
LIM
LIM
LIM
LIM
Предельная рабочая температура T может быть установлена на неизменные значения и/или может быть переменной, зависящей от эксплуатационных требований устройства создания давления наддува и/или транспортного средства. Например, фактор возраста может быть установлен так, чтобы изменяться автоматически при увеличении количества рабочих циклов устройства создания давления наддува. В другом примере управляющее устройство 1 может быть выполнено с возможностью распознавания условий среды, окружающей транспортное средство. Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью нахождения атмосферного давления и/или температуры по другим переменным. Предельную рабочую температуру T можно варьировать с в соответствии с изменяющимися окружающими условиями так, чтобы для каждых окружающих условий получать максимальную надежность и/или максимальные рабочие показатели устройства создания давления наддува. Задействование или незадействование управления по предельной рабочей температуре T может зависеть от окружающих условий и эксплуатационных требований двигателя, но при использовании транспортных средств на больших высотах и при высоких температурах применение предельной рабочей температуры T потребуется применять большую часть рабочего времени работы двигателя.
х
LIM
LIM
1
х
х
LIM
На фиг. 8 показана система 10 по настоящему изобретению. Система 10 содержит управляющее устройство 1 и регулятор 3 давления в системе. Управляющее устройство 1 выполнено с возможностью нахождения разности ΔР давлений между текущим рабочим давлением Р устройства создания давления наддува и целевым давлением P наддува, при котором устройство создания давления наддува работает при предельной рабочей температуре T. Управляющее устройство также выполнено с возможностью нахождения шага dP давления, причем шаг dP давления является функцией разности ΔР давлений и заданного количества шагов N давления. Управляющее устройство 1 также выполнено с возможностью подачи сигнала на регулятор 3, выполненный с возможностью настраивать давление устройства создания давления наддува, а сигналу придана способность за заданное количество шагов настраивать текущее рабочее давление Р таким образом, чтобы рабочая температура Т устройства создания давления наддува становилась по существу равной предельной рабочей температуре T.
Система может также содержать один или более датчиков температуры, выполненных с возможностью измерения температуры, например, входной температуры газа и/или выходной температуры газа в устройстве создания давления наддува, и/или один или более датчиков давления, выполненных с возможностью измерения давления, например входного и/или выходного давления в устройстве создания давления наддува, и/или окружающего давления. Кроме того, управляющее устройство 1 может быть встроенным контроллером реального времени.