[發明專利]喘振控制的方法和系統

有效

• 申請號: 201710407111.8
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107458366B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: K·J·米勒;M·H·謝爾比;T·G·萊昂內
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/08;B60W20/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

本申請涉及喘振控制的方法和系統。本發明公開一種改進渦輪增壓器喘振控制的方法和系統。當預期到喘振情況時，電機轉矩的使用增加，以將電池放電到較低的充電狀態。當實際發生喘振情況時，發動機扭矩輸出被限制在比滿足減小的轉矩要求所需的發動機輸出更高的水平，而通過將電池充電到更高的充電狀態來抵消多余的車輪轉矩。

技術領域

本申請涉及控制增壓壓縮機喘振的方法和系統。

背景技術

發動機系統可以配置有諸如渦輪增壓器或增壓器的升壓裝置，用于提供增壓空氣充注并改善峰值功率輸出。使用壓縮機允許較小排量的發動機提供與較大排量的發動機一樣多的功率，但具有額外的燃料經濟性益處。然而，壓縮機容易發生喘振。例如，當操作者松開加速器踏板以減油門時，發動機進氣節氣門關閉，導致通過壓縮機的向前流動的空氣流量減少，并且可能導致的壓縮機喘振。喘振可能導致NVH問題，例如發動機進氣系統的不良噪音。

壓縮機喘振可以通過打開壓縮機旁路閥(也稱為壓縮機再循環閥)來控制，該壓縮機旁通閥連接在壓縮機旁路中，以增加升壓空氣從壓縮機下游到壓縮機的上游的再循環。因此導致的壓縮機流量的增加和壓縮機壓力比的降低改善了壓縮機的喘振裕度。在US 9,174,637中，Banker等人提供了使用壓縮機旁通閥(CBV)進行喘振控制的一個例子。其中響應于喘振的指示，打開CBV以降低增壓壓力并增加壓縮機再循環流量。此外，節氣門流量降低到高于期望的氣流水平，以使壓縮機運行遠離喘振極限。然后由高于期望的氣流而產生的多余扭矩通過增加由電機施加在發動機上的負載來解決，例如通過電動機。

然而，發明人已經認識到依賴CBV的潛在問題。在一個例子中，CBV大大增加了組件成本。在配置有雙渦輪增壓器的發動機中，例如聯接到每個發動機組的一個渦輪增壓器，成本增加一倍。除了成本之外，還可能存在與CBV的過度循環相關的耐久性問題。因此，這可能導致保修問題。此外，添加CBV可增加發動機升壓和轉矩控制的復雜性。特別的，較快作用的CBV的影響可能會影響較慢作用的排氣廢氣門的控制回路。此外，由CBV引起的增壓壓力降低會降低增壓效率。

發明人還認識到了Banker在喘振控制期間使用電機的問題。作為一個示例，當電動機不能吸收多余的轉矩時，例如當耦合到電動機的電池具有高于閾值的電荷并且不能接受進一步充電時，如果存在多余的轉矩，車輛駕駛性能可能會受到影響。如果火花正時被延遲以減少多余扭矩并改善車輛駕駛性能，則與延遲的火花正時相關聯的燃料損失可以抵消或超過與開啟CBV相關聯的增壓損耗。結果，車輛燃料經濟性下降。如果節流閥被調節以減少通過壓縮機的氣流到較慢的速率，喘振可能不被適當地解決，并且扭矩的時間可能受到影響。

發明內容

在一個示例中，上述問題可以通過一種用于發動機的方法來解決，包括：在預期壓縮機喘振的情況下，以較高的電機轉矩與發動機轉矩的比率操作車輛；響應于壓縮機喘振，基于喘振極限對發動機扭矩進行操作，并且基于相對于駕駛員需求的發動機轉矩調節電機轉矩。以這種方式，可以優化用于喘振控制的電機扭矩使用。