[发明专利]用于两级串联式序贯涡轮增压器的模式转变的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机，更具体地，涉及用于控制内燃机的序贯两级涡轮增压器的系统和方法。

背景技术

这里提供的背景技术用于总体上介绍本发明的背景的目的。在本背景技术部分中所描述的程度上的当前所署名发明人的工作和本描述中否则不足以作为申请时的现有技术的各方面，既非明示地也非默示地被承认为与本发明相抵触的现有技术。

增加燃料经济性是汽车制造商的希望目标。在不牺牲性能的情况下消费者希望高的燃料经济性。因为可以使用较小排量的发动机，虽然减低了车辆的总体燃料经济性，但涡轮增压提供了一种在需求的条件期间提高性能的方法。

涡轮增压系统的一种类型是两级串联式序贯涡轮增压器。在这种两级系统中，高压力涡轮机和低压力涡轮机设置成串联式。当发动机工作在高负荷或高速或者高负荷和高速时，涡轮增压系统可仅使用低压力涡轮机，同时旁通高压力涡轮机。该模式将被称作为模式A。

当发动机负荷和速度不高时，高压力涡轮机和低压力涡轮机一起串联式工作。这被称作为模式B。

提供模式A与模式B之间的平稳转变对于车辆可驾驶性是重要的。对于模式之间的切换提供某种标定可被实施。然而，切换条件可基于燃料装载量、发动机速度或其他条件。这种标定工作会是非常大的并因此是代价高的。标定可能仅对一种构造的子系统是有效的。因此，如果改变子系统中的一个，那么将不得不重复整个标定。此外，由于部件的公差，所述标定可能由于部件的公差、老化和其他不可预见的条件而不是最优的。

发明内容

因此，本发明提供一种用于在低压力涡轮机运行与高压力涡轮机和低压力涡轮机的串联式组合运行之间平稳转变的系统和方法。

在本发明的一个方面中，一种用于控制包含有涡轮增压系统的发动机的方法，所述涡轮增压系统具有高压力涡轮增压器和低压力涡轮增压器，所述方法包括：当高压力涡轮机旁通阀处于大的打开位置时确定与高压力涡轮机旁通阀处于关闭位置相对应的潜在增压压力；以及关闭所述旁通阀因此高压力压缩机在希望的高压力工作区域以所述潜在增压压力运行，使得获得希望的压力增压；以及保持所述高压力涡轮机旁通阀处于打开位置。

在本发明的另一方面中，一种控制发动机的方法包括：打开涡轮增压系统的高压力涡轮机旁通阀；对于可变几何结构涡轮机的第一位置，确定当所述高压力涡轮机旁通阀处于打开位置时的第一预测增压压力；对于所述可变几何结构的第二位置，确定当所述高压力涡轮机旁通阀处于打开位置时的第二增压压力；确定希望的增压，并且当所述希望的增压信号处于所述第一预测增压压力与第二预测增压压力之间时，关闭所述高压力涡轮机旁通阀。

在本发明的另一方面中，一种控制系统包括：增压确定模块，所述增压确定模块在高压力涡轮机旁通阀处于打开位置时确定高压力涡轮机旁通阀处于关闭位置时对于可变几何结构涡轮机的第一位置来说的第一预测增压压力。所述增压确定模块在所述高压力涡轮机旁通阀处于打开位置时确定高压力涡轮机旁通阀处于关闭位置时对于所述可变几何结构的第二位置来说的第二增压压力。希望的增压模块确定希望的增压。比较模块确定所述希望的增压信号何时处于所述第一预测增压压力与所述第二预测增压压力之间。旁通阀控制模块在所述希望的增压信号处于所述第一预测增压压力与所述第二预测增压压力之间时关闭所述高压力涡轮机旁通阀。

本发明公开了下述技术方案。

1.一种用于控制包含有涡轮增压系统的发动机的方法，所述涡轮增压系统具有高压力涡轮增压器和低压力涡轮增压器，所述方法包括：

当高压力涡轮机旁通阀处于大的打开位置时确定与高压力涡轮机旁通阀处于关闭位置相对应的潜在增压压力；以及

关闭所述旁通阀并且使高压力压缩机在希望的高压力工作区域以所述潜在增压压力运行以获得希望的压力增压；以及

保持所述打开位置。

2.如方案1所述的方法，其特征在于，确定潜在增压包括在所述高压力涡轮机的可变叶片位置处在预定范围的叶片位置内时确定所述潜在增压。

3.一种控制发动机的方法，所述方法包括：

打开涡轮增压系统的高压力涡轮机旁通阀；

当所述高压力涡轮机旁通阀处于打开位置时，对于高压力涡轮增压器的可变几何结构涡轮机的第一位置，确定第一预测增压压力；

当所述高压力涡轮机旁通阀处于打开位置时，对于所述可变几何结构的第二位置，确定第二增压压力；

确定希望的增压；以及

当所述希望的增压信号处于所述第一预测增压压力与第二预测增压压力之间时，关闭所述高压力涡轮机旁通阀。