[發(fā)明專利]用于升壓控制的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410366436.2
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104373195B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·J·斯泰爾斯;J·H·巴克蘭;J·N·尤瑞;J·利比;G·P·麥康威爾
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: F02B37/16
• 分類號: F02B37/16;F02B37/18;F02B47/08;F02D41/00;F02M26/09;F02M26/36
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發(fā)明涉及用于升壓控制的方法和系統(tǒng)。提供了一種用于改變從壓縮機(jī)下游和增壓空氣冷卻器上游的位置以及增壓空氣冷卻器下游的位置再循環(huán)到壓縮機(jī)入口的壓縮空氣的比例的方法和系統(tǒng)。溫度控制的壓縮機(jī)再循環(huán)流用于降低被吸入到壓縮機(jī)里的EGR的冷凝。溫度控制的壓縮機(jī)再循環(huán)流也用于解決壓縮機(jī)喘振。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及使用壓縮機(jī)再循環(huán)流改善升壓控制的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以經(jīng)配置具有用于提供升壓的增壓空氣和改善峰值功率輸出的升壓裝置，例如渦輪增壓器或機(jī)械增壓器。壓縮機(jī)的使用允許更小排量發(fā)動機(jī)提供與更大排量發(fā)動機(jī)一樣多的動力，但有額外的燃油經(jīng)濟(jì)性。然而，壓縮機(jī)容易喘振。例如，當(dāng)操作者松加速器踏板時(shí)，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣節(jié)氣門關(guān)閉，從而導(dǎo)致降低的通過壓縮機(jī)的向前流，從而退化渦輪增壓器性能和可能的壓縮機(jī)喘振。壓縮機(jī)喘振會導(dǎo)致NVH問題，例如來自發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的不期望的噪聲。

為了解決壓縮機(jī)喘振，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以包括能夠使升壓壓力快速衰減的壓縮機(jī)旁路系統(tǒng)。這類壓縮機(jī)旁路系統(tǒng)的一個(gè)示例由Blaiklock等人在美國專利2012/0014812中示出。其中，壓縮機(jī)旁路系統(tǒng)是緊密聯(lián)接到壓縮機(jī)殼體，并包括允許升壓空氣的一部分從壓縮機(jī)出口再循環(huán)到壓縮機(jī)入口的閥。具體地，響應(yīng)于喘振的指示，該壓縮機(jī)旁通閥被打開，以引導(dǎo)從壓縮機(jī)排出的空氣的一部分到壓縮機(jī)入口。

然而，發(fā)明人在此已經(jīng)意識到這類方案的潛在問題。作為一個(gè)示例，在松加速器踏板的初始階段，會在‘812的壓縮機(jī)旁路系統(tǒng)中發(fā)生旁路氣體的一些再升壓，從而增加壓縮機(jī)溫度。例如，當(dāng)響應(yīng)于松加速器踏板，節(jié)氣門關(guān)閉并且壓縮機(jī)旁通閥打開，在壓縮機(jī)周圍循環(huán)的氣體繼續(xù)升壓，并且由此被加熱。在加熱的空氣繼續(xù)在壓縮機(jī)周圍再循環(huán)時(shí)，這導(dǎo)致溫度放大效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)示例中，上述問題中的一些可以通過用于升壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的方法解決，所述方法包括，響應(yīng)于壓縮機(jī)喘振的指示，再循環(huán)從增壓空氣冷卻器下游和進(jìn)氣節(jié)氣門上游到壓縮機(jī)入口的壓縮空氣。

作為示例，升壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以包括渦輪增壓器，所述渦輪增壓器具有通過渦輪驅(qū)動的壓縮機(jī)，以及用于在升壓空氣輸送到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣裝置之前對該升壓空氣冷卻的聯(lián)接在壓縮機(jī)下游的增壓空氣冷卻器。至少第一再循環(huán)通道可以被提供用于再循環(huán)從增壓空氣冷卻器下游到壓縮機(jī)入口上游位置的較冷升壓空氣。此外，第二再循環(huán)通道可以被提供用于再循環(huán)從增壓空氣冷卻器上游到壓縮機(jī)入口上游位置的較暖的升壓空氣。在一個(gè)示例中，每個(gè)再循環(huán)通道可以具有專用閥。可替代地，兩個(gè)再循環(huán)通道可以在壓縮機(jī)入口上游位置處匯合，并且可以使用公共再循環(huán)閥。再循環(huán)閥可以是連續(xù)可變閥，其位置從完全打開位置到完全關(guān)閉位置的任何位置是可調(diào)的。

響應(yīng)于喘振的指示，發(fā)動機(jī)控制器可以增加該閥的開度，以再循環(huán)從增壓空氣冷卻器下游到壓縮機(jī)入口的冷卻的升壓空氣。例如，在升壓發(fā)動機(jī)操作期間，該閥可以保持在部分打開的位置，以改善喘振裕度，并且響應(yīng)于喘振的指示，可以向完全打開位置轉(zhuǎn)變。該閥的開度可以基于期望的壓縮機(jī)(或渦輪)減速度曲線圖，和/或基于期望的壓縮機(jī)入口溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。再者，該閥的位置可以被調(diào)節(jié)，以改變被再循環(huán)到壓縮機(jī)入口的冷卻的升壓空氣相對于暖升壓空氣的比例，從而允許進(jìn)一步的壓縮機(jī)入口溫度控制。例如，冷卻的升壓空氣的比例可以增加，并且更暖升壓空氣的一部分可以相應(yīng)減少。

通過這種方式，當(dāng)處在喘振極限或接近喘振極限時(shí)，通過再循環(huán)從增壓空氣冷卻器下游到壓縮機(jī)入口的冷卻的升壓空氣，降低溫度放大效應(yīng)。此外，通過將壓縮機(jī)旁路系統(tǒng)定位在增壓空氣冷卻器后并靠近發(fā)動機(jī)進(jìn)氣節(jié)氣門，在節(jié)氣門關(guān)閉事件期間(例如，松加速器踏板)，空氣流的自然動量可以有利用于迫使流通過再循環(huán)通道，從而改善通過壓縮機(jī)的質(zhì)量流和喘振裕度。再者，由于喘振裕度初始跟隨通過壓縮機(jī)的增加質(zhì)量流的路徑，而不是快速的壓力衰減，如果在再循環(huán)閥打開后(例如，在再循環(huán)閥打開后立即)很快要求踩加速器踏板，已可用的更高升壓壓力可以用于構(gòu)建扭矩，以滿足驅(qū)動需求。因此，這改善整體的扭矩響應(yīng)和駕駛性能。