[发明专利]用于升压控制的方法和系统

说明书

本申请涉及用于升压控制的方法和系统。提供了用于协调对压缩机再循环阀的调整与对二元流涡轮涡管阀的调整以减少喘振的方法和系统。关闭涡管阀以增加涡轮能量，同时打开压缩机再循环阀以增加压缩机流量。对废气门的同时调整可以被用来提供升压压力控制。

技术领域

本申请涉及利用压缩机再循环流量来改善喘振控制的方法和系统。

背景技术

发动机系统可以被配置为具有升压装置(诸如涡轮增压器或机械增压器)，用于提供升压的空气充气并改善峰值动力输出。压缩机的使用允许较小排量的发动机提供与较大排量的发动机一样多的动力，但具有额外的燃料经济性益处。然而，压缩机易于发生喘振。例如，当操作者松开加速器踏板时，发动机进气装置节气门关闭，从而导致通过压缩机的向前流量减少，使压缩机性能退化，并且可能引起压缩机喘振。压缩机喘振会导致NVH问题，诸如来自发动机进气系统的不期望的噪声。

解决压缩机喘振的一种方法涉及使压缩空气在进气压缩机两端再循环以实现升压压力的迅速衰减。Blaiklock等人在US2012/0014812中示出了这种方法的一个示例。其中，压缩机旁通阀(也被称为压缩机再循环阀或CRV)被布置在将压缩机出口耦接至压缩机入口的通道中。阀在稳态的升压发动机运转期间维持关闭，并且响应于喘振的指示而被致动打开。通过打开阀，自压缩机排出的空气的一部分被再循环至压缩机入口，由此降低压缩机两端的压力差，并改善压缩机流量。

发明内容

然而，发明人在此已经认识到这种方法的潜在问题。虽然升压空气在压缩机两端的再循环改善了喘振裕度，但会需要比在没有再循环的情况下使压缩机继续运转所需的涡轮动力更多的涡轮动力来驱动再循环并使压缩机运转移出喘振区域。也会需要额外的涡轮动力来维持升压压力。例如，在软喘振状况期间，可能不需要在降低升压压力下解决喘振。因此，可以存在当可用的涡轮动力不足以驱动压缩机再循环使压缩机运转点离开喘振区域时的状况。同样，涡轮动力可能不足以能使期望的升压压力被维持。虽然通过增加涡轮上游的排气压力(诸如通过指定更少或更多节流的涡轮作为涡轮匹配运用的一部分)能够增加可用的涡轮动力，但增加涡轮入口压力增加了发动机泵气功，并且进而降低车辆燃料经济性。此外，为在低发动机动力状况下实现更好的轴动力而节流涡轮能够导致在高发动机动力状况下的过多节流，这会限制发动机的最大动力输出。

发明人在此已经认识到，耦接至二元流涡轮(即，在涡轮入口具有两个不同的涡管或蜗壳的涡轮)的涡管阀能够有利地被用来在喘振状况期间改变涡轮节流，并提供驱动压缩机再循环流量所需的增加的涡轮动力。可以调整该阀，以允许排气流向涡管中的一个或两个，进而改变涡轮节流。例如，当排气流向一个涡管时，涡轮表现得像对于给定的轴转速产生更高入口压力和更多轴动力的更小涡轮。额外的轴动力可以有利地被用来提供使额外的再循环空气流动所必需的压缩机动力。与之相比，当排气流向两个涡管时，涡轮表现得当额外的再循环动力不需要时减少排气泵气功并增加发动机峰值动力输出的更大涡轮。此外，通过协调对涡管阀位置的调整与对压缩机旁通阀和/或废气门致动器的调整，能够改善喘振裕度。

在一个示例实施例中，通过一种用于升压发动机的方法可以减轻压缩机喘振，该方法包含：响应于喘振的指示，调整位于将压缩机出口耦接至压缩机入口的通道中的第一阀和耦接至多涡管排气涡轮的外涡管(在本文中也被称为次级涡管)的第二阀中的每一个。因此，涡轮还可以包括到次级涡管的内部的初级涡管。以此方式，涡管阀可以被用来提供经由压缩机再循环阀驱动增加的压缩机再循环所需的涡轮动力，组合的方法能使压缩机运转移出喘振区域。