[發(fā)明專利]控制兩級串聯(lián)式序貫渦輪增壓器的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010235559.4
• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN101963105A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·J·宋;P·葛;Z·劉;A·甘戈帕迪亞伊
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作公司
• 主分類號: F02D23/00
• 分類號: F02D23/00;F02B37/24;F01D17/16;F02B37/013
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 彭武

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)，更具體地，涉及用于控制內(nèi)燃機(jī)的序貫兩級渦輪增壓器的方法。

背景技術(shù)

這里提供的背景技術(shù)用于總體上介紹本發(fā)明的背景的目的。在本背景技術(shù)部分中所描述的程度上的當(dāng)前所署名發(fā)明人的工作和本描述中否則不足以作為申請時的現(xiàn)有技術(shù)的各方面，既非明示地也非默示地被承認(rèn)為與本發(fā)明相抵觸的現(xiàn)有技術(shù)。

增加燃料經(jīng)濟(jì)性是汽車制造商的希望目標(biāo)。在不犧牲性能的情況下消費者希望高的燃料經(jīng)濟(jì)性。因為可以使用較小排量的發(fā)動機(jī)，雖然減低了車輛的總體燃料經(jīng)濟(jì)性，但渦輪增壓提供了一種在需求的條件期間提高性能的方法。

渦輪增壓系統(tǒng)的一種類型是兩級串聯(lián)式序貫渦輪增壓器。在這種兩級系統(tǒng)中，高壓力渦輪機(jī)和低壓力渦輪機(jī)設(shè)置成串聯(lián)式。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作在高負(fù)荷或高速或者高負(fù)荷和高速時，渦輪增壓系統(tǒng)可僅使用低壓力渦輪機(jī)，同時旁通高壓力渦輪機(jī)。當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷和速度不高時，高壓力渦輪機(jī)和低壓力渦輪機(jī)一起串聯(lián)式工作。

序貫渦輪增壓器典型地包括旁通閥，該旁通閥對于不同的發(fā)動機(jī)狀況而被不同地控制。該閥的致動策略對于平穩(wěn)的瞬態(tài)控制和穩(wěn)態(tài)性能是重要的。旁通閥在其標(biāo)稱關(guān)閉位置具有嚴(yán)重的流泄漏，這對于控制和操作產(chǎn)生了不確定的狀況。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明提供一種用于調(diào)節(jié)關(guān)閉的程度并由此調(diào)節(jié)旁通閥的泄漏量使得控制可以從其獲益的系統(tǒng)和方法。

在本發(fā)明的一個方面中，一種用于控制包括渦輪增壓系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)的方法包括在三個負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中的操作，所述渦輪增壓系統(tǒng)具有高壓力渦輪增壓器和低壓力渦輪增壓器。在第一負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中，所述方法包括閉環(huán)操作高壓力渦輪增壓器的可變噴嘴渦輪機(jī)并且在關(guān)閉位置中操作高壓力渦輪機(jī)旁通閥。在所述第一負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域和第三負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域之間的第二負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中，所述方法包括閉環(huán)操作所述可變噴嘴渦輪機(jī)，并且在瞬態(tài)區(qū)域中操作所述高壓力渦輪機(jī)旁通閥。在所述第三負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中，所述方法包括開環(huán)操作所述可變噴嘴渦輪機(jī)，并且在打開位置中操作所述高壓力渦輪機(jī)旁通閥。

在本發(fā)明的另一個方面中，一種控制系統(tǒng)包括：可變噴嘴渦輪機(jī)控制模塊，在第一負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中閉環(huán)操作高壓力渦輪增壓器的可變噴嘴渦輪機(jī)。所述系統(tǒng)還包括：高壓力渦輪機(jī)旁通閥控制模塊，在第一負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中在關(guān)閉位置中操作高壓力渦輪機(jī)旁通閥。可變噴嘴渦輪機(jī)控制模塊在所述第一負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域和第三負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域之間的第二負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中閉環(huán)操作所述可變噴嘴渦輪機(jī)。所述高壓力渦輪機(jī)旁通閥控制模塊在所述第二負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中的瞬態(tài)區(qū)域中操作所述高壓力渦輪機(jī)旁通閥?？勺儑娮鞙u輪機(jī)控制模塊開環(huán)操作所述可變噴嘴渦輪機(jī)。所述高壓力渦輪機(jī)旁通閥控制模塊在所述第三負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中在打開位置中操作所述高壓力渦輪機(jī)旁通閥。

本發(fā)明涉及下述技術(shù)方案。

1.一種用于控制包括渦輪增壓系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)的方法，所述渦輪增壓系統(tǒng)具有高壓力渦輪增壓器和低壓力渦輪增壓器，所述方法包括：

在第一負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中，閉環(huán)操作高壓力渦輪增壓器的可變噴嘴渦輪機(jī)并且在關(guān)閉位置中操作高壓力渦輪機(jī)旁通閥；

在所述第一負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域和第三負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域之間的第二負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中，閉環(huán)操作所述可變噴嘴渦輪機(jī)，并且在瞬態(tài)區(qū)域中操作所述高壓力渦輪機(jī)旁通閥；和

在所述第三負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中，開環(huán)操作所述可變噴嘴渦輪機(jī)，并且在打開位置中操作所述高壓力渦輪機(jī)旁通閥。

2.如方案1所述的方法，還包括從發(fā)動機(jī)速度和目標(biāo)增壓壓力確定目標(biāo)排氣流。

3.根據(jù)方案2所述的方法，還包括從發(fā)動機(jī)負(fù)載確定目標(biāo)增壓壓力。

4.根據(jù)方案2所述的方法，還包括當(dāng)高壓力渦輪增壓器最大流能力大于所述目標(biāo)排氣流時，在所述第一負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中操作。

5.根據(jù)方案2所述的方法，還包括當(dāng)所述目標(biāo)排氣流小于控制限制流時在所述第三負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域中操作。

6.根據(jù)方案2所述的方法，還包括當(dāng)高壓力渦輪增壓器最大流能力小于所述目標(biāo)排氣流時和當(dāng)所述目標(biāo)排氣流大于控制限制流時，確定所述第二負(fù)載-發(fā)動機(jī)速度區(qū)域。

7.根據(jù)方案1所述的方法，還包括控制到高壓力渦輪機(jī)旁通閥的電流。

8.根據(jù)方案1所述的方法，還包括基于目標(biāo)增壓壓力和檢測的增壓壓力控制到高壓力渦輪機(jī)旁通閥的電流。

9.根據(jù)方案1所述的方法，還包括控制到高壓力渦輪機(jī)旁通閥的電流以控制通過所述旁通閥的泄漏。