用于升压发动机系统的方法和系统技术方案

本申请涉及用于升压发动机系统的方法和系统。公开了用于在沙地、雪地或多岩石地形上操作时以及在执行转弯和滑行操纵时增加车辆可操纵性的方法和系统。升压路径致动器被保持在使得歧管压力在扭矩需求改变时(包括当扭矩需求下降时)能够保持在大气压力以上的位置。通过对燃料递送、火花正时和进气节气门开度中的一个或多个的调整减小或提高发动机扭矩。

Method and system for boosting engine system

The application relates to a method and system for boosting engine systems. Methods and systems are disclosed for increasing vehicle maneuverability when operating on sandy, snow or rocky terrain and when performing turn and taxi maneuvers. The boost path actuator is maintained so that the manifold pressure can remain above atmospheric pressure when the torque requirement changes, including when the torque requirement drops. Reduce or increase engine torque by adjusting one or more of the fuel delivery, spark timing, and intake throttle openings.

【技术实现步骤摘要】
用于升压发动机系统的方法和系统
本说明书总体上涉及用于改进升压发动机系统中的瞬时响应的方法和系统。
技术介绍
发动机可以配置有升压装置(诸如涡轮增压器或机械增压器)，以增加进入燃烧室的空气质量流量。涡轮增压器和机械增压器使用进气压缩机来压缩进入发动机的进气。虽然涡轮增压器包括由涡轮驱动的压缩机，但机械增压器包括由发动机或马达驱动的压缩机。在一些发动机系统中，一个或多个进气增压装置可以串联或并联分级(staged)，以改进发动机升压响应。Kawamura等人在美国专利6,938,420中示出了多级升压发动机的一个示例。其中，由电动马达驱动的电动机械增压器和电动机械增压器旁通阀(ESBV)在涡轮增压器的下游分级。在涡轮增压器压缩机不旋转加速的状况期间，ESBV可关闭，并且电动机械增压器可旋转以提供瞬时正升压压力，以便减小涡轮滞后。然后，当涡轮增压器压缩机充分旋转加速时，ESBV可打开，并且电动机械增压器可以被禁用，从而允许涡轮增压器提供期望的升压压力。然而，本文的专利技术人已经认识到有关这种方法的潜在问题。作为一个示例，在选定的车辆操纵(maneuvers)(诸如转弯操纵(corneringmaneuvers)、滑行操纵(slidingmaneuvers)、在沙地或雪地上的操纵等)期间，可以选择性地向前轮胎或后轮胎添加较大量的牵引扭矩。通常，在此类操纵之前，车辆可已经经历了施加车辆制动器并且释放加速踏板的减速事件。响应于减速事件，发动机致动器可已经被调整以减小升压压力并且移离最佳容积效率的位置。例如，可已经通过将升压空气再循环至压缩机入口来释放(dump)升压压力以减轻喘振，并且可已经打开排气废气门以使涡轮增压器的涡轮减速。因此，当驾驶员在松加速器踏板(tip-out)事件之后不久重新踩加速器踏板(tipback)时，会出现可察觉的瞬时扭矩不足，这严重影响了车辆的可操纵性。在减速事件发生后不久要求车辆启动时，可出现类似的瞬时扭矩不足。其中，在车辆启动时(例如，在第一秒期间)的瞬时峰值加速度可受到限制，从而减小车辆启动质量和驾驶员满意度。另外，可在踩加速器踏板(tip-in)时经历降低驾驶性能的NVH问题(诸如啸叫)。如果减小升压压力以解决踩加速器踏板啸叫问题，则发动机性能可受到损害。
技术实现思路
在一个示例中，以上问题可以至少部分地通过一种用于发动机的方法来解决，所述方法包括：响应于操作者扭矩需求的减少，完全关闭联接到涡轮增压器涡轮的排气废气门阀、联接到涡轮增压器压缩机的再循环阀以及联接到在涡轮增压器压缩机的上游分级的机械增压器压缩机的旁通阀中的每一个；完全打开进气节气门；以及致动联接到机械增压器压缩机的电动马达。以此方式，一发生踩加速器踏板就能够提供扭矩。作为示例，操作者可以(例如，通过按钮)选择升压车辆的性能模式，其中性能模式适合于特定地形或天气状况，诸如沙地(sand)模式或巴哈(baja)模式或雪地(snow)模式。响应于所述选择，可以调整车辆的一个或多个牵引力控制设置以针对对应地形改进牵引力。此外，为了在选定性能模式下改进车辆的动力输出和升压发动机响应，可以调整升压致动器设置。例如，当操作者踩加速器踏板时，排气废气门阀可以被致动成关闭以加快涡轮增压器涡轮的旋转。当涡轮增压器压缩机旋转加速时，可以使用联接到在发动机进气装置中定位在涡轮增压器压缩机上游的机械增压器压缩机的电动马达来满足瞬时升压压力要求。响应于操作者松加速器踏板(包括关闭的踏板事件)，可以将升压致动器定位成继续提供升压。例如，可以保持排气废气门阀完全关闭以继续旋转涡轮，可以保持联接到涡轮增压器压缩机的再循环阀完全关闭以继续旋转压缩机，并且可以保持进气节气门完全打开以增加到发动机的气流。另外，可以致动电动马达(例如，至100％占空比)以使机械增压器压缩机加速。响应于操作者扭矩需求的下降，可以通过禁用汽缸燃料供给来减小发动机扭矩。由于对空气路径致动器的调整，即使在发动机扭矩输出减小时，也可以保持歧管压力升高(例如，到大气压力以上)。因此，当操作者随后踩加速器踏板时，一需要时就可以提供更多的扭矩。此外，可以改进对踩加速器踏板的升压响应。相比之下，当操作者未选择性能模式时，响应于松加速器踏板，可以打开排气废气门阀以使涡轮迅速地旋转减慢，可以打开再循环阀以使压缩机迅速地旋转减慢，并且可以减小进气节气门开度以减少到发动机的气流。另外，可以维持禁用电动马达并且可以禁用汽缸燃料供给。由于调整，当发动机扭矩输出减小时，歧管压力可以迅速下降到大气压力状况。在随后的踩加速器踏板中，升压响应可以是较慢的，但这种情况下可在不以性能模式进行操作时是可接受的。以此方式，当操作者执行选定的车辆操纵时，可以改进发动机扭矩和升压响应。通过在选定的性能模式期间保持排气废气门阀和进气压缩机再循环阀关闭，不管操作者扭矩需求是增加还是减少，都可以维持(例如，进气节气门上游的)进气歧管压力升高。因此，当扭矩需求突然增加时，能够迅速提供升压压力，并且能够迅速增加发动机扭矩。这使得在一需要时就可以满足踩加速器踏板扭矩需求，从而在执行各种车辆操纵期间改进车辆可操纵性。此外，可以减少车辆启动时间，特别是在减速事件之后不久要求车辆启动时。此外，能够减小与踩加速器踏板啸叫相关联的NVH问题而不损害发动机性能。总体而言，车辆驾驶性能得到增强。应当理解，提供上述
技术实现思路
是为以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围通过所附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了具有多个分级充气升压装置的升压发动机系统的示例实施例。图2示出了说明可被实施以操作包括电动机械增压器和涡轮增压器的升压发动机系统的程序的高级流程图。图3示出了说明可被实施以响应于对沙地模式或巴哈模式的选择而调整发动机扭矩致动器设置的程序的流程图。图4示出了说明可被实施以响应于对漂移模式的选择而调整发动机扭矩致动器设置的程序的流程图。图5至图6示出了根据本公开的升压发动机的用于改进车辆操纵期间的瞬时响应的预测操作。具体实施方式以下描述涉及用于在具有分级升压装置的发动机系统中(诸如在图1的升压发动机系统中)改进在执行车辆操纵期间的瞬时升压响应的系统和方法。控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图2至图4的示例程序)，以基于操作者选择的性能模式来调整空气路径和发动机扭矩致动器设置，以便在各种车辆操纵期间改进扭矩响应。参考图5至图6示出了预测的发动机操作。通过调整致动器设置以使得歧管压力能够维持在升高到大气压力以上，而与扭矩需求的改变(例如，增加或减少)无关，改进了发动机扭矩响应，从而增强各种性能模式下的车辆驾驶性能。图1示意性地示出了包括联接在车辆102中的发动机10的示例发动机系统100的各方面。在一些示例中，车辆102可以是具有可用于一个或多个车轮47、49的多个扭矩源的混合动力车辆。在其他示例中，车辆102是仅具有发动机的常规车辆或仅具有(一个或多个)电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆102包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机(M/G)。当一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆方法，其包括：响应于操作者扭矩需求的减少，完全关闭联接到涡轮增压器涡轮的排气废气门阀、联接到涡轮增压器压缩机的再循环阀以及联接到在所述涡轮增压器压缩机的上游分级的机械增压器压缩机的旁通阀中的每一个；完全打开进气节流阀；以及致动联接到所述机械增压器压缩机的电动马达。

【技术特征摘要】
2017.03.30 US 15/474,8131.一种车辆方法，其包括：响应于操作者扭矩需求的减少，完全关闭联接到涡轮增压器涡轮的排气废气门阀、联接到涡轮增压器压缩机的再循环阀以及联接到在所述涡轮增压器压缩机的上游分级的机械增压器压缩机的旁通阀中的每一个；完全打开进气节流阀；以及致动联接到所述机械增压器压缩机的电动马达。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：响应于所述操作者扭矩需求的减少，调整可变凸轮正时以将进气凸轮和排气凸轮维持在最高容积效率的位置。3.根据权利要求1所述的方法，其中致动所述电动马达包括向所述电动马达命令全占空比。4.根据权利要求1所述的方法，其中在以驾驶员选择的性能模式操作所述车辆时，发生所述操作者扭矩需求的减少，其中所述选择的性能模式包括在选定地形上操作所述车辆以及通过选定操纵操作所述车辆中的一个。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述选择的性能模式包括在多沙地形上驾驶所述车辆的沙地模式、在多岩石地形上驾驶所述车辆的巴哈模式以及所述车辆执行滑行操纵的漂移模式中的一个。6.根据权利要求1所述的方法，其还包括：响应于所述操作者扭矩需求的减少，维持节气门入口压力高于大气压力。7.根据权利要求1所述的方法，其还包括：基于所述减少的操作者扭矩需求，通过切断到一个或多个发动机汽缸的燃料减小发动机扭矩输出，停用的汽缸燃料喷射器的数量随着所述操作者扭矩需求减少而增加。8.根据权利要求1所述的方法，其还包括：响应于所述机械增压器压缩机的喘振裕度的减少，瞬时打开所述旁通阀，并且在所述喘振裕度增加时，使所述旁通阀返回到完全闭合位置。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述操作者扭矩需求的减少响应于紧接在操作者踩加速器踏板之后的操作者松加速器踏板。10.根据权利要求1所述的方法，其还包括：响应于操作者选择的车辆启动模式，维持所述排气废气门阀、所述再循环阀和所述旁通阀中的每一个完全关闭，维持所述进气节流阀完全打开，并且维持所述电动马达致动。11.一种车辆系统，其包括：发动...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖柏韬，J·E·M·赫尔斯特伦，A·N·班克，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US