[发明专利]用于升压压力控制的方法和系统

说明书

本申请公开用于升压压力控制的方法和系统，提供用于基于海拔高度控制包含涡轮增压器和上游电动机械增压器的分级发动机系统中的升压压力的方法和系统。在较高的海拔高度下的车辆运转期间，其中用于废气门致动的真空可用性受限制，升压压力可以通过更积极地使电动机械增压器运转来提供。一旦真空储备被补充，废气门就可以被用于升压控制。

技术领域

本描述总体涉及用于调节分级(staged)升压发动机系统中的发动机升压压力的方法和系统。

背景技术

发动机可以利用升压装置(诸如涡轮增压器或机械增压器)进行运转，以增加进入燃烧室的质量空气流量。涡轮增压器和机械增压器利用进气压缩机压缩进入发动机的进气。另外，一个或多个进气增压装置可以被串联地或并联地分级以改善发动机升压响应。

Stewart等人在美国专利7,958,730中示出多级升压发动机的一个示例。在其中，多级串联涡轮增压器设备包含低压涡轮增压器和高压涡轮增压器，所述低压涡轮增压器和高压涡轮增压器被协调以通过调整涡轮增压器速度来维持至少一个运转参数。低压涡轮增压器允许迅速加速以补偿高压涡轮增压器的缓慢加速(也被称为涡轮迟滞)。任一涡轮增压器的压缩机速度可以通过打开和关闭对应的废气门来调节。废气门可以具有用于更好可控性和燃料经济性的主动真空致动。

然而，发明人在此已经认识到此类发动机系统的潜在问题。作为一个示例，废气门运转可以在海拔高度下的发动机运转期间受到限制。具体地，因为环境(大气)压力在较高的海拔高度下下降，所以耦接至废气门的压力罐中可用的储备真空量会减少。问题在下坡行进后的上坡行进期间可能被加重。在下坡制动期间，也为真空致动器的制动系统可以消耗显著量的储备真空。因此，在随后的上坡踩踏板事件期间，当废气门关闭被请求时，不可能存在足够的可用真空。这能够导致废气门被部分地关闭而非被完全关闭，以及瞬时升压发动机性能的损失。

发明内容

发明人在此已经认识到由电动马达驱动的机械增压器压缩机提供的电动升压能够对分级发动机系统中的升压压力有基本上立即的影响。电动升压能够在废气门不足时的状况下被有利地用来补充升压。在一个示例中，以上问题可以通过一种用于升压发动机的方法来至少部分地解决，该方法包含：使第一上游压缩机和第二下游压缩机中的每一个加速以为活塞发动机提供压缩空气流，所述第一压缩机由电动马达驱动，所述第二压缩机由涡轮驱动；以及响应于车辆运转的海拔高度调而调整所述第一压缩机的运转。以此方式，电动升压可以在废气门真空受限制时的状况下被用于升压控制。

作为一个示例，包括由电动马达驱动的压缩机的电动机械增压器可以被分级在包括由排气涡轮驱动的压缩机的涡轮增压器的上游。真空致动的废气门阀可以跨过排气涡轮被耦接。为了减少涡轮迟滞，当涡轮增压器压缩机加速自旋时，电动机械增压器可以被瞬间运转为提供升压压力。此外，在废气门真空不足并且废气门性能受限制的踩踏板事件期间(诸如在较高的海拔高度下)，电动机械增压器可以被运转以改善升压压力控制。例如，电动机械增压器的电动马达的前馈和反馈增益可以根据环境压力(或海拔高度)而被更积极地调节。这可以包括使电动马达在较高的海拔高度下运转较长的持续时间和/或以较高的输出运转。此外，跨过机械增压器耦接的旁通阀可以被保持更关闭达较长的持续时间，以增加通过机械增压器压缩机的气流。因此，废气门也可以在较高的增益调节的情况下被运转。电动机械增压器运转可以被继续，直至海拔高度降低或可用的储备真空超过期望的废气门致动所需的量。此后，废气门可以被关闭以使涡轮自旋，并且电动升压可以被降低或被中断，而涡轮增压器升压被增加。