專利名稱：用于運行具有兩個渦輪增壓器的汽車的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于運行具有兩個渦輪增壓器的汽車的方法。
背景技術：
由現有技術普遍已知了具有渦輪增壓器布置的汽車，其中為每個渦輪增壓器分配一個氣缸組，例如V型發動機的單個缸體底座。每個渦輪增壓器為配屬的氣缸組提供被壓縮的增壓空氣，各個氣缸組的排氣驅動所屬的渦輪增壓器的渦輪。這也已知為并行的雙渦輪布置。同樣已知的還有其中多個渦輪增壓器輸送至共同的腔體中的系統，由該腔體供應所有氣缸。渦輪增壓器的輸送效率必須基于發動機的運行狀況調節。此外，通過所謂的排氣旁通閥可以引導部分排氣流從渦輪增壓器的渦輪旁邊經過。通過被從旁邊引導經過的排氣量的變化能調節渦輪增壓器的轉速。此外，已知了具有所謂的可變的渦輪幾何形狀的渦輪增壓器。在此，借助于渦輪入口處的可調節的導向葉片/渦輪葉片能改變排氣的流動速度， 并進而調節轉速。通常如此設計渦輪增壓器，即在所屬的發動機的全負荷運行中，渦輪增壓器的轉速約低于最大允許轉速。在特定的情況下，渦輪增壓器的轉速會出現不期望的升高，例如當沿增壓空氣的流動方向在渦輪增壓器下流出現泄漏時或當出現強烈的進氣壓力損失時。在具有多個渦輪增壓器的系統中，當兩個渦輪增壓器不同步運轉時，轉速超限的風險增大。如果出現這種情況，同時發動機又處于全負荷運行，那么渦輪增壓器的轉速會超過允許的最大值，這會導致渦輪增壓器的損壞。盡管可以在渦輪增壓器上進行直接的轉速測量，然而出于成本的原因通常不這么做。因此為了能通過相應的控制作用避免超出最大轉速，需要進行渦輪增壓器轉速的間接測量。由KR2004 0037779已知了為此測量渦輪增壓器的壓縮機入口和壓縮機出口之間的溫度差。因為增壓空氣的溫度由于壓縮而升高，以及因為壓縮的程度取決于渦輪增壓器的轉速，所以溫度差可以作為轉速的間接標準。如果該差值超出了預定的值，那么產生報警信號。在具有并行布置的兩個渦輪增壓器的汽車中，為了執行這種方法需要總共四個溫度傳感器。這樣提高了汽車的制造價格。此外，該已知的方法的缺陷在于，壓縮機入口和壓縮機出口之間的溫度差僅表現為轉速的粗略的標準。除了轉速，還有其它影響因素影響溫度差，例如像環境壓力。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種前述類型的方法，所述方法實現了對渦輪增壓器的可靠且成本低的監控。該目的通過具有權利要求1所述的特征的方法實現。在根據本發明的方法中，在具有并行布置的兩個渦輪增壓器的汽車中，沿流動方向在各個渦輪增壓器的壓縮機葉輪下游為每個渦輪增壓器確定增壓空氣流的溫度，并形成兩個渦輪增壓器的溫度之間的差值。這種方法僅需兩個溫度傳感器，因此成本特別低。這樣的溫度傳感器通常本來就存在，因為其測量值用于節氣門/節流閥控制。此外，通過兩個渦輪增壓器之間溫度的比較排除了與轉速無關的、增壓空氣溫度的影響因素。影響渦輪增壓器轉速的故障大多僅對其中一個渦輪增壓器產生影響。因此，第二渦輪增壓器可以用作參考，從而兩個渦輪增壓器之間的溫度差是用于即將發生的轉速超限的可靠的指標。如果溫度差的值超出了預定的閾值，那么優選減小那個溫度較高的渦輪增壓器的轉速。由此可以確保，即使在增壓空氣系統中出現故障的情況下也不超出渦輪增壓器的最大轉速。此外作為替換，如果差值超出了預定的閾值，也可以減小兩個渦輪增壓器的轉速。 該方法的這種實施方式也可以用于其中不能單獨控制兩個渦輪增壓器的汽車中。為了減小轉速，優選增大渦輪增壓器的排氣旁通閥的開度。這導致較大的排氣量被引導經過渦輪增壓器旁邊，從而較少的排氣沖擊到渦輪。由此引起增壓壓力的減小以及進而發動機功率減小，從而能保證渦輪增壓器的安全的繼續運行。在本發明的另一個實施方式中，可選地或附加地，為了減小轉速，通過調節至少一個導向葉片來增大渦輪增壓器的渦輪處的排氣的入流截面。由此減小了流入的排氣的速度，從而減小了渦輪增壓器的轉速。此外，當差值超出了預定的閾值時，優選產生報警信號。由此可以向汽車駕駛員指示出，短期內需要保養。這樣能在增壓空氣-或排氣系統出現故障時避免由于汽車的較長時間的繼續運行而出現損壞。在本發明的另一個實施方式中，根據汽車的至少一個另外的運行參數選擇預定的閾值。由此例如可以使渦輪增壓器之間的最大運行的溫度差取決于瞬時的發動機功率。在功率較低時，不存在值得重視的渦輪增壓器轉速超限的風險，那么例如可以允許較大的溫度差。也可以將用于兩個渦輪增壓器的控制值，例如導向葉片的位置/調節用作另外的參數。例如，可以利用渦輪增壓器的這種控制值的實際值和額定值之間的差值對測得的溫度差進行加權/權衡，以區別正常運行中也出現的特別小的溫度差和這種由于渦輪增壓器、增壓空氣系統等的故障引起的溫度差。因此當渦輪增壓器的控制值的實際值和額定值之間的差值特別大時，例如在渦輪增壓器之間的溫度差小的情況下也可以識別出故障。同樣地，例如當控制值的實際值和額定值之間的差值小、但存在特別大的溫度差時，則也(可識別出)存在故障。
下面根據附圖進一步描述本發明及其實施方式。唯一的附圖1示意性地示出用于在根據本發明方法的實施例的框架內實施的具有增壓空氣-和排氣系統的發動機。
具體實施方式
在該例子中，整體標號為10的發動機為具有兩個缸體底座12、14的8缸V型發動機。為每個缸體底座12、14配設有用于各自的缸體底座12、14的增壓空氣供給的渦輪增壓器16、18。在此，這兩個渦輪增壓器16、18也可以把增壓空氣輸送至一共同的集氣容器/腔體中。在此，各個排氣彎管20把排氣從缸體底座12、14引導至各個渦輪增壓器16、18的渦輪22。排氣流隨后經各個排氣管道M至尾氣催化器26。由排氣驅動的渦輪22通過軸28驅動渦輪增壓器16、18的壓縮機葉輪/轉子30。 通過一個或多個空氣過濾器32吸入的環境空氣經過壓縮機葉輪30壓縮，并輸送至增壓空氣冷卻器34。在此，可以通過節氣門36調節空氣流。從增壓空氣冷卻器34流出的經壓縮和冷卻的空氣經過管道38流入配屬于缸體底座12、14的各個進氣管40中，并最終進入缸體底座12、14的氣缸中。為了監控增壓壓力-即由渦輪增壓器16、18壓縮的空氣的壓力，設置了壓力傳感器42、44。通過沿增壓空氣的流動方向布置在增壓空氣冷卻器之前的溫度傳感器46也監控了增壓空氣溫度。為了根據發動機10的瞬時功率輸出調節增壓壓力，設置了旁通管50，借助于旁通管50可以引導部分排氣流從渦輪增壓器16、18的渦輪22旁邊經過。通過所謂的排氣旁通閥52控制待引導經過旁通管50的排氣量，可以借助于調節設備M調節該排氣旁通閥52。 借助于旁通管50引導經過渦輪22旁邊的排氣越多，渦輪22的轉速越小，進而由壓縮機葉輪30產生的增壓壓力也越小。在特定情況下，例如當空氣管道38之一泄漏時，增壓壓力下降。因此，為了維持期望的壓力，必須提高壓縮機葉輪30的轉速。尤其在發動機10的全負荷運行時，這可能導致超出渦輪增壓器16、18的最大轉速，進而導致渦輪增壓器16、18的損壞。為了避免這種情況，必須監控渦輪增壓器16、18的轉速。在該實施例中，通過由溫度傳感器46測量沿流動方向在壓縮機葉輪30下游的增壓空氣的溫度來間接地進行這種監控。根據普通的氣體方程式，該溫度直接地取決于增壓空氣通過壓縮機葉輪30的壓縮程度以及進而取決于渦輪增壓器16、18的轉速。為了排除其它增壓空氣的溫度的影響因素，形成兩個渦輪增壓器16、 18的溫度傳感器46的測量值的差值。如果該差值大于0，或者超出了預定的閾值，那么表示渦輪增壓器16、18具有不同的轉速。當傳感器46之間的溫度差值超出了預定的閾值，為了避免損壞渦輪增壓器16、 18，必須減小渦輪增壓器轉速。在最簡單的情況下，為此打開渦輪增壓器16、18的排氣旁通閥52。為此不需要調節裝置M的分開的控制。當然也可以分開控制渦輪增壓器16、18。當渦輪增壓器所屬的溫度傳感器46測量到較高的溫度時，宜進一步打開該渦輪增壓器的排氣旁通閥52，從而降低該渦輪增壓器的轉速，以及使兩個渦輪增壓器的轉速相適配。
權利要求
1.用于運行具有兩個渦輪增壓器(16、18)的汽車的方法，其中沿增壓空氣的流動方向在各個所述渦輪增壓器(16、18)的壓縮機葉輪(30)下游為每個渦輪增壓器(16、18)測量增壓空氣流的溫度，并形成各個溫度的差值。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述差值超出了預定的閾值，那么減小具有較高溫度的那個渦輪增壓器(16、18)的轉速。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述差值超出了預定的閾值，那么減小兩個渦輪增壓器(16、18)的轉速。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，為了減小所述轉速，增大所述渦輪增壓器(16、18)的排氣旁通閥(52)的開度。
5.根據權利要求2至4中的一項所述的方法，其特征在于，為了減小所述轉速，通過調節至少一個導向葉片來增大所述渦輪增壓器(16、18)的渦輪02)處的排氣的入流截面。
6.根據權利要求1至5中的一項所述的方法，其特征在于，如果所述差值超出了預定的閾值，那么產生報警信號。
7.根據權利要求1至6中的一項所述的方法，其特征在于，根據所述汽車的至少另一個運行參數選擇所述預定的閾值。
全文摘要
本發明涉及一種用于運行具有兩個渦輪增壓器(16、18)的汽車的方法，分別為所述兩個渦輪增壓器各分配一個氣缸組，其中沿增壓空氣的流動方向在各個渦輪增壓器(16、18)的壓縮機葉輪(30)下游為每個渦輪增壓器(16、18)測量增壓空氣流的溫度，并形成各個溫度的差值。兩個渦輪增壓器(16、18)的溫度的差異表明，所述渦輪增壓器(16、18)中的一個具有相對于另一個渦輪增壓器(16、18)增大的轉速。因此，基于這種溫度測量能夠采取措施以可靠地避免由于轉速超限對所述渦輪增壓器(16、18)造成的損壞。
文檔編號F02B37/22GK102562264SQ201110425099
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月16日 優先權日2010年12月18日
發明者R·A·卡歇爾 申請人:奧迪股份公司