[发明专利]用于增压控制的系统和方法

说明书

本公开提供了“用于增压控制的系统和方法”。提供了用于改善配置有电动马达的增压发动机系统中的喘振控制以提供电增压辅助的方法和系统。通过增大压缩机再循环阀的开度并且将所述再循环阀开度与对排气废气门位置和所述电动马达的功率输出的调整进行协调，解决了踩加速器踏板和松加速器踏板喘振。所述调整使得能够提供这样的进气气流：在喘振区域之外操作所述压缩机，同时随着驾驶员的扭矩需求增大或减小而提供目标增压压力。

技术领域

本说明书总体上涉及用于对电辅助涡轮增压器和连续可变再循环阀(CCRV)进行协调控制的方法和系统。

背景技术

发动机系统可以配置有增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器，用于提供增压的充气并改善峰值功率输出。使用压缩机允许较小排量的发动机提供与较大排量的发动机一样大的功率，不过却具有附加的燃料经济性益处。然而，压缩机容易喘振。例如，当驾驶员松开加速器踏板时，发动机进气节气门闭合，导致通过压缩机的前向流量减少，从而可能导致压缩机喘振。喘振可能导致噪声、振动和不平顺性(NVH)问题，诸如来自发动机进气系统的不期望的噪声。

通过向涡轮增压器添加电动辅助，可以改善增压发动机的瞬态响应。然而，这增大了压缩机喘振的倾向，特别是在由于需要快速增加增压压力而进行踩加速器踏板操纵期间。用于控制喘振的传统方法响应于喘振而将压缩机再循环阀完全打开，以便将增压压力从压缩机的下游转储到压缩机的上游，因而并不适用于该应用。

Barthelet等人在美国专利号7,779,634中示出了一种解决配置有电辅助涡轮增压器的发动机系统中的喘振的示例方法。其中，响应于喘振的指示，控制器协调在将进气通道联接到排气通道的路径中的阀的操作与增压发动机的电动辅助马达的操作。该协调操作依赖于涡轮增压器的速度信息，以便在控制电动马达维持或增加压缩机旋转速度时，通过增加从进气通道到排气通道的空气流量来增加压缩机特性线图的宽度(即，压缩机的喘振裕度)。

然而，本文的发明人已经认识到这些方法的潜在问题。作为一个实例，将新鲜空气引入排气系统中可能导致排气三元催化剂负载上氧气，从而不能适当地处理受调节的排气成分，除非喷射附加的燃料来与该排气系统中的空气一同燃烧。这样做提高了排气系统温度，该排气系统温度必须受限以避免损坏涡轮增压器和催化剂。附加的燃料还降低了发动机燃料经济性。作为另一个实例，可能存在从进气端到排气端没有足够大的正压差来产生足够大的流量防止压缩机喘振的状况。取决于进气和排气系统设计，在感兴趣的条件下压差可能为负。在这种情形下，当阀打开时，流量将从排气端再循环到进气端(即，排气再循环或EGR)。由此产生的EGR流量可能有益于排放或燃料经济性，又不会减小喘振裕度。作为另一个实例，该方法依赖于涡轮增压器速度，但由于成本和/或耐久性方面的因素，该速度可能无法测量或准确推断。

发明内容

在一个实例中，上述问题中的一些可以通过用于增压发动机的方法来解决，该方法包括：响应于踩加速器踏板或松加速器踏板事件之后的喘振指示，在基于扭矩需求将增压压力维持在一定水平的同时，经由对联接到增压装置的电动马达的输出和连续可变压缩机再循环阀(CCRV)的开度中的每一者的调整增大喘振裕度，这些调整是基于踩加速器踏板或松加速器踏板事件之后的扭矩需求而选择的。以这种方式，可以提供不同的气流调整来解决响应于扭矩需求增大的喘振与响应于扭矩需求减小的喘振，从而改善增压发动机的性能和响应性。

作为一个实例，增压发动机可以配置有涡轮增压器。响应于喘振的指示，诸如踩加速器踏板喘振，发动机控制器可以增大联接在涡轮增压器的进气压缩机两端的连续可变压缩机再循环阀(CCRV)的开度，以增大喘振裕度。与此同时，可以基于CCRV的开度来减小废气门开度，以便维持驾驶员要求的增压压力并平衡轴功率。另外，控制器可以增加联接到涡轮增压器(诸如联接到涡轮增压器的轴)的电动马达的功率输出(在本文也称为由电动辅助马达提供的电动辅助)，以提供所需的气流增加，从而提高喘振裕度，同时也维持所需的增压压力并平衡轴功率。