本發(fā)明總體上涉及一種可變幾何形狀渦輪增壓器(vgt)，并且例如涉及對該vgt的控制。

背景技術(shù)：

1、vgt是一種具有可調(diào)節(jié)幾何形狀的渦輪增壓器，該渦輪增壓器可用于機(jī)器中以促進(jìn)機(jī)器的優(yōu)化性能。例如，可以調(diào)節(jié)vgt的一個(gè)或多個(gè)部件以控制流過vgt的排氣的流量和/或壓力，這使能夠提高效率、提高功率輸出和機(jī)器中更好的響應(yīng)。在vgt的操作壽命期間，vgt的一個(gè)或多個(gè)部件受到磨損，諸如由于一個(gè)或多個(gè)部件的運(yùn)動(dòng)(例如，在不同位置之間)。這影響一個(gè)或多個(gè)部件的耐久性，這降低了vgt的性能，并最終導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)部件的故障，并因此導(dǎo)致vgt的故障。因此，需要一種用于vgt的控制策略，該控制策略允許vgt提供機(jī)器的優(yōu)化性能，并且還減少vgt的不必要運(yùn)動(dòng)的數(shù)量(例如，以提高vgt的一個(gè)或多個(gè)部件的耐久性并避免vgt的故障)。

2、美國專利第8,302,397號('397專利)公開了通過基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號和發(fā)動(dòng)機(jī)模式信號產(chǎn)生控制模式信號來控制順序渦輪增壓器。控制模式信號指示開環(huán)控制模式和閉環(huán)控制模式中的一個(gè)。基于控制模式信號、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號確定前饋值。當(dāng)控制模式信號從開環(huán)控制模式轉(zhuǎn)換到閉環(huán)控制時(shí)，基于前饋值、可變幾何形狀渦輪機(jī)控制信號和誤差信號來確定環(huán)路控制值。

3、雖然'397專利公開了用于控制順序渦輪增壓器的一些益處，但是本發(fā)明與控制器相關(guān)聯(lián)，該控制器通過監(jiān)視與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)硬件限制參數(shù)(而不是發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號和發(fā)動(dòng)機(jī)模式信號)并且確定是使vgt根據(jù)動(dòng)態(tài)控制方案還是非動(dòng)態(tài)控制方案操作來控制發(fā)動(dòng)機(jī)的vgt。這允許vgt提供優(yōu)化性能并改善vgt的一個(gè)或多個(gè)部件的耐久性。

4、本發(fā)明的控制器解決了上述問題中的一個(gè)或多個(gè)和/或本領(lǐng)域中的其他問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在一些實(shí)現(xiàn)方式中，一種機(jī)器包括：可變幾何形狀渦輪增壓器(vgt)；和控制器，該控制器被配置為：使該vgt根據(jù)非動(dòng)態(tài)控制方案操作；基于使該vgt根據(jù)該非動(dòng)態(tài)控制方案操作，在第一時(shí)間段期間監(jiān)視與該機(jī)器的發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)硬件限制參數(shù)；基于在該第一時(shí)間段期間監(jiān)視該多個(gè)硬件限制參數(shù)，確定該多個(gè)硬件限制參數(shù)中的硬件限制參數(shù)滿足該硬件限制參數(shù)的動(dòng)態(tài)閾值；基于確定該硬件限制參數(shù)滿足該動(dòng)態(tài)閾值，使該vgt根據(jù)動(dòng)態(tài)控制方案操作；基于使該vgt根據(jù)該動(dòng)態(tài)控制方案操作，在第二時(shí)間段期間監(jiān)視該多個(gè)硬件限制參數(shù)；基于在該第二時(shí)間段期間監(jiān)視該多個(gè)硬件限制參數(shù)，確定該多個(gè)硬件限制參數(shù)中的每個(gè)硬件限制參數(shù)滿足該硬件限制參數(shù)的非動(dòng)態(tài)閾值；以及基于確定每個(gè)硬件限制參數(shù)滿足用于該硬件限制參數(shù)的該非動(dòng)態(tài)閾值，使該vgt根據(jù)該非動(dòng)態(tài)控制方案再次操作。

2、在一些實(shí)現(xiàn)方式中，一種機(jī)器的控制器包括一個(gè)或多個(gè)存儲器；以及一個(gè)或多個(gè)處理器，該處理器被配置為：識別該機(jī)器的vgt正在根據(jù)非動(dòng)態(tài)控制方案操作；在識別出該vgt正在根據(jù)該非動(dòng)態(tài)控制方案操作之后，監(jiān)視與該機(jī)器的發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)硬件限制參數(shù)；基于監(jiān)視該多個(gè)硬件限制參數(shù)來確定該多個(gè)硬件限制參數(shù)中的硬件限制參數(shù)滿足動(dòng)態(tài)閾值；以及基于確定該硬件限制參數(shù)滿足該動(dòng)態(tài)閾值，使該vgt根據(jù)動(dòng)態(tài)控制方案進(jìn)行操作。

3、在一些實(shí)現(xiàn)方式中，一種方法包括由機(jī)器的控制器識別該機(jī)器的vgt正在根據(jù)動(dòng)態(tài)控制方案操作；在識別出該vgt正在根據(jù)該動(dòng)態(tài)控制方案操作之后，由該控制器監(jiān)視與該機(jī)器的發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)硬件限制參數(shù)；由該控制器并且基于監(jiān)視該多個(gè)硬件限制參數(shù)來確定該多個(gè)硬件限制參數(shù)滿足多個(gè)非動(dòng)態(tài)閾值；以及由該控制器并基于確定該硬件限制參數(shù)滿足該動(dòng)態(tài)閾值來使該vgt根據(jù)非動(dòng)態(tài)控制方案操作。

技術(shù)特征：

1.一種機(jī)器，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其中根據(jù)所述非動(dòng)態(tài)控制方案使所述vgt操作或再次操作的所述控制器被配置為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其中為了使所述vgt根據(jù)所述動(dòng)態(tài)控制方案操作，所述控制器被配置為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其中對于所述多個(gè)硬件限制參數(shù)中的每個(gè)硬件限制參數(shù)，所述硬件限制參數(shù)的動(dòng)態(tài)閾值和所述硬件限制參數(shù)的非動(dòng)態(tài)閾值是不同的。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其中為了使所述vgt根據(jù)所述動(dòng)態(tài)控制方案操作，所述控制器被配置為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的機(jī)器，其中所述多個(gè)硬件限制參數(shù)包括以下中的至少兩個(gè)：

7.一種機(jī)器的控制器，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制器，其中：

9.根據(jù)權(quán)利要求7-8中任一項(xiàng)所述的控制器，其中所述一個(gè)或多個(gè)處理器還被配置為：

10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的控制器，其中所述多個(gè)非動(dòng)態(tài)閾值中的所述動(dòng)態(tài)閾值和非動(dòng)態(tài)閾值與所述多個(gè)硬件限制參數(shù)中的所述硬件限制參數(shù)相關(guān)聯(lián)。

技術(shù)總結(jié)
一種機(jī)器包括可變幾何形狀渦輪增壓器(VGT)和控制器。控制器基于使VGT根據(jù)非動(dòng)態(tài)控制方案操作來監(jiān)視與機(jī)器的發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的多個(gè)硬件限制參數(shù)。控制器確定多個(gè)硬件限制參數(shù)中的硬件限制參數(shù)滿足硬件限制參數(shù)的動(dòng)態(tài)閾值，從而使VGT根據(jù)動(dòng)態(tài)控制方案操作。然后，控制器監(jiān)視多個(gè)硬件限制參數(shù)，從而確定多個(gè)硬件限制參數(shù)中的每個(gè)硬件限制參數(shù)滿足硬件限制參數(shù)的非動(dòng)態(tài)閾值。因此，控制器使VGT根據(jù)非動(dòng)態(tài)控制方案再次操作。

技術(shù)研發(fā)人員：K·韋斯,J·穆蒂,R·特雷納,N·威廉姆斯,E·卡迪內(nèi)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：卡特彼勒公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24