[发明专利]具有多涡轮机的发动机组件的充气控制的装置和方法

说明书

发动机组件包括发动机和多个致动器。多个致动器包括串联连接到第二涡轮机的第一涡轮机，第一涡轮机是相对高压涡轮机并且第二涡轮机是相对低压涡轮机。控制器被配置为将相应的命令信号传输给多个致动器。控制器被编程为至少部分地基于反演模型来获得多个致动器的相应的传送速率。控制器被编程为通过经由相应的命令信号来命令多个致动器达到相应的操作参数以控制发动机的输出。在获得相应的传送速率之前，控制器被编程为确定多个致动器的相应的多个期望值和相应的校正因子。

技术领域

本发明总体上涉及发动机组件的控制的装置和方法，并且更具体地涉及具有多个涡轮机的发动机组件的充气控制的装置和方法。

背景技术

涡轮机利用发动机排气系统中的压力驱动压缩机向发动机提供增压空气。与自然吸气式进气系统相比，增压空气增加了进入发动机的空气流量，因此增加了发动机的输出。

发明内容

发动机组件包括发动机和可操作地连接到发动机的多个致动器。多个致动器包括串联连接到第二涡轮机的第一涡轮机，第一涡轮机是相对高压涡轮机并且第二涡轮机是相对低压涡轮机。控制器被配置为将相应的命令信号传输给多个致动器。控制器具有处理器和有形非暂时性存储器，有形非暂时性存储器上记录有用于执行在组件中控制充气的方法的指令。至少有一个传感器配置为将传感器反馈传输给控制器。

处理器对指令的执行使得控制器至少部分地基于反演模型来获得多个致动器相应的传送速率。控制器被编程为至少部分地基于相应的传送速率来获得多个致动器相应的操作参数。控制器被编程为通过经由相应的命令信号来命令多个致动器达到相应的操作参数以控制发动机的输出。

在获得相应的传送速率之前，控制器能够被编程为确定多个致动器相应的多个期望值。至少部分地基于相应的多个期望值和传感器反馈来获得用于多个致动器的相应的校正因子。

进气管被配置为将空气引入发动机。排气管道被配置为接收来自发动机的排气。多个致动器还包括：高压涡轮机旁通阀，可操作地连接到第一涡轮机；排气节流阀，流体连接到空气入口管道的进气节流阀并且流体连接到排气管道。

多个致动器还包括：高压排气再循环阀，其位于空气入口管道和排气管道之间的第一管道中，和低压排气再循环阀，其位于进气管道和排气管道之间的第二管道中。第一压缩机和第二压缩机被配置为分别由第一和第二涡轮机驱动。第一涡轮机、第二涡轮机、第一压缩机和第二压缩机形成两级涡轮增压器系统。

相应的多个期望值能够包括：期望的低压压缩机压力比（_c,_LP）、期望的高压压缩机压力比（_c,_HP）、期望的排气压力（_x）、期望的进气压力（_i）、以及进气歧管中的期望的高压排气再循环率（_egr,HP）和期望的已燃气体分数（_i)）中的至少一个；并且包括低压压缩机入口中的期望的低压排气再循环率（_egr,LP）和期望的已燃气体分数（_c）中的至少一个。相应的操作参数能够包括：低压涡轮机位置（u_vgt,LP）、高压涡轮机位置（u_vgt,HP）、高压旁通阀位置（u_bp,HP）、进气节流阀位置（u_itv）、高压排气再循环阀位置（u_egr,HP）和低压排气再循环阀位置（u_egr,LP）。