具有多涡轮机的发动机组件的充气控制制造技术

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。

【技术实现步骤摘要】
具有多涡轮机的发动机组件的充气控制前言本专利技术总体上涉及发动机组件的控制，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。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。
技术实现思路
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期望的高压压缩机压力比期望的排气压力期望的进气压力以及进气歧管中的期望的高压排气再循环率和期望的已燃气体分数)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和期望的已燃气体分数中的至少一个。相应的操作参数能够包括：低压涡轮机位置(uvgt,LP)、高压涡轮机位置(uvgt,HP)、高压旁通阀位置(ubp,HP)、进气节流阀位置(uitv)、高压排气再循环阀位置(uegr,HP)和低压排气再循环阀位置(uegr,LP)。相应的传送速率能够包括：低压涡轮机传送速率(Rt,LP)、高压涡轮机传送速率(Rt,HP)、高压旁通流量(Wbp,HP)、进气节流阀流量(Witv)、高压排气再循环流量(Wegr,HP)和低压排气再循环流量(Wegr,LP)。低压涡轮机传送速率(Rt,LP)能够根据低压涡轮焓(ht,LP)、低压压缩功率(Pc,LP)，以及相应校正因子(v1)中的一个来获得，使得：高压涡轮机传送速率(Rt,HP)能够根据高压压缩功率(Pc,HP)、流入高压涡轮机的期望的排气流量排气温度(Tx)、预定容量(cp)，以及相应校正因子(v2)中的一个来获得，使得：高压旁通流量(Wbp,HP)能够至少部分地基于流入发动机的总充气(Wcyl)、喷射的总燃料流量(Wf)、高压排气再循环流量(Wegr,HP)、流入高压涡轮机的期望排气流量以及相应校正因子(v3)中的一个，使得：进气节流阀流量(Witv)、高压EGR流量(Wegr,HP)和低压EGR流量(Wegr,LP)能够至少部分地基于流入发动机的总充气(Wcyl)、压缩机入口已燃气体分数(Fc)、进气歧管已燃气体分数(Fi)、排气歧管已燃气体分数(Fx)、时间(t)、时间延迟(τ)以及相应校正因子(v4、v5、v6)，使得：控制器能够被配置为基于期望的增压压力期望的低压压缩机比率(和通过第一压缩机的校正过的流量(Qc1))来确定功率分流比(PSR)，使得：当结合附图时，通过以下用于实现本专利技术的最佳模型的详细描述，本专利技术的上述特征和优点以及其他特征和优点将显而易见。附图说明图1是具有控制器的发动机组件的示意性局部视图；图2是由图1的控制器执行的方法的流程图；图3是根据第一实施例的实现图2的方法的控制结构的图表；图4是根据第二实施例的实现图2的方法的另一控制结构的图表。具体实施方式参考附图，其中相同的附图标记表示相同的部件。图1示意性地示出了具有发动机组件12的装置10。装置10可以是移动平台，例如，但不限于标准客车、运动型多用途车、轻型卡车、重型车辆、ATV、小型货车、公共汽车、过境车辆、自行车、机器人、农具、体育相关设备、船、飞机、火车或其他交通工具。装置10能够采取许多不同的形式并且包括多个和/或替代的组件和设施。组件12包括用于燃烧空气燃料混合物以产生输出扭矩的内燃机14(此处指的是发动机14)。组件12包括进气歧管16，其能够配置为接收来自大气的新鲜空气。发动机14能够燃烧空气燃料混合物，产生排气。进气歧管16流体联接到发动机14并且能够经由进气管道18将空气引入发动机14中。组件12包括排气歧管20，其与发动机14流体连通并且能够经由排气管道22接收和排出来自发动机14的排气。参考图1，发动机14包括具有至少一个汽缸26的发动机组24。发动机14可以是火花点火发动机或压燃式发动机，并且能够活塞驱动。参考图1，组件包括配置为由第一涡轮机30驱动的第一压缩机28和配置为由第二涡轮机34驱动的第二压缩机32。第一涡轮机30、第二涡轮机34、第一压缩机28和第二压缩机32形成两级涡轮增压器系统27。采用第一压缩机28压缩入口空气，从而在供给发动机14的空气中提供更高浓度的氧气。这里，使第一压缩机28的入口空气处于比第二压缩机32的入口空气更高的压力，因此，第一压缩机28能够被称为高压(HP)压缩机，第二压缩机32能够被称为低压(LP)压缩机。类似地，使第二涡轮机34的入口空气处于比第一涡轮机30的入口空气更低的压力，因此第二涡轮机34能够被称为低压涡轮机34，第一涡轮机30能够被称为高压涡轮机30。参考图1，组件12包括可操作地连接到发动机14或与发动机14进行电子通信的控制器C。参考图1，控制器C包括至少一个处理器P和至少一个存储器M(或任何非暂时性有形计算机可读存储介质)，存储器M上记录有用于执行图2中所示并在下文中描述的方法100的指令，用于组件12的充气控制。存储器M能够存储控制器可执行指令集，并且处理器P能够执行存储在存储器M中的控制器可执行指令集。参考图1，第一和第二涡轮机30、34可以是可变几何涡轮机(VGT)，其相应具有第一和第二可变几何涡轮机几何传感器36、38，用于向控制器C提供关于第一和第二涡轮机的几何结构的实时信息。参考图1，组件12包括多个致动器39，其被配置为通过控制充气来至少部分地控制组件12的操作。多个致动器39包括第一涡轮机30、第二涡轮机34以及如下所述的多个阀，每个阀能够由控制器C选择性地控制。参考图1，多个致动器39包括：可操作地连接到第一涡轮机30的高压涡轮机旁通阀40、流体连接到空气入口管道18的进气节流阀46，以及流体连接到排气管道22的排气节流阀48。高压涡轮机旁通阀40被配置为控制流入第一涡轮机30的流入流量。排气节流阀48通常可以是开放的并且能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机组件，其包括：发动机和可操作地连接到所述发动机的多个致动器；其中所述多个致动器包括串联连接到第二涡轮机的第一涡轮机，所述第一涡轮机是相对高压涡轮机并且所述第二涡轮机是相对低压涡轮机；控制器，配置为将相应命令信号传输给所述多个致动器；至少一个传感器，配置为将传感器反馈传输给所述控制器；其中所述控制器具有处理器和其上记录有用于执行方法的指令的有形非暂时性存储器，所述处理器执行所述指令使所述控制器：至少部分地基于反演模型获得所述多个致动器的相应的传送速率；至少部分地基于所述相应的传送速率获得所述多个致动器的相应的操作参数；并且通过经由所述相应的命令信号来命令所述多个致动器达到所述相应的操作参数来控制所述发动机的输出。

【技术特征摘要】
2017.06.06 US 15/6153791.一种发动机组件，其包括：发动机和可操作地连接到所述发动机的多个致动器；其中所述多个致动器包括串联连接到第二涡轮机的第一涡轮机，所述第一涡轮机是相对高压涡轮机并且所述第二涡轮机是相对低压涡轮机；控制器，配置为将相应命令信号传输给所述多个致动器；至少一个传感器，配置为将传感器反馈传输给所述控制器；其中所述控制器具有处理器和其上记录有用于执行方法的指令的有形非暂时性存储器，所述处理器执行所述指令使所述控制器：至少部分地基于反演模型获得所述多个致动器的相应的传送速率；至少部分地基于所述相应的传送速率获得所述多个致动器的相应的操作参数；并且通过经由所述相应的命令信号来命令所述多个致动器达到所述相应的操作参数来控制所述发动机的输出。2.如权利要求1所述的组件，其中，在所述获得所述相应的传送速率之前，所述控制器被编程为：确定所述多个致动器的相应的多个期望值；至少部分地基于所述相应的多个期望值和所述传感器反馈来获得所述多个致动器的相应的校正因子。3.如权利要求2所述的组件，其中，所述相应的多个期望值包括：期望的低压压缩机压力比期望的高压压缩机压力比期望的排气压力期望的进气压力进气歧管中的期望的高压排气再循环率和期望的已燃气体分数中的至少一个；低压压缩机入口中的期望的低压排气再循环率和期望的已燃气体分数中的至少一个。4.一种控制发动机组件充气的方法，所述发动机组件具有发动机、多个致动器以及具有处理器和有形非暂时性存储器的控制器，所述存储器上记录有用于执行方法的指令，所述多个致动器包括串联连接到第二涡轮机的第一涡轮机，所述第一涡轮机是相对高压涡轮机并且所述第二涡轮机是相对低压涡轮机，所述方法包括：经由所述控制器至少部分地基于反演模型获得所述多个致动器的相应的传送速率；经由所述控制器至少部分地基于所述相应的传送速率获得所述多个致动器的相应的操作参数；通过经由来自所述控制器的相应的命令信号来命令所述多个致动器达到所述相应的操作参数来控制所述发动机的输出。5.如权利要求4所述的方法，其中：所述组件包括可操作地连接到所述控制器的至少一个传感器；在所述获得所述相应的传送速率之前...

【专利技术属性】
技术研发人员：YY·王，I·哈斯卡拉，G·孔特，C·庞迪蒂尼，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US