双级涡轮增压器废气门控制制造技术

本发明专利技术涉及双级涡轮增压器废气门控制。发动机系统包括第一涡轮增压器、第二涡轮增压器和控制器，第一涡轮增压器包括第一废气门、第一废气门驱动器和第一涡轮增压器传感器，第二涡轮增压器包括第二废气门、第二废气门驱动器和第二涡轮增压器传感器，控制器被配置为基于来自第一和第二涡轮增压器传感器的输出而调整第一废气门驱动器，使得第一涡轮增压器的参数匹配第二涡轮增压器的参数。以此方式，两个涡轮增压器之间的涡轮增压器输出可以被平衡。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及双级涡轮增压器废气门控制。发动机系统包括第一涡轮增压器、第二涡轮增压器和控制器，第一涡轮增压器包括第一废气门、第一废气门驱动器和第一涡轮增压器传感器，第二涡轮增压器包括第二废气门、第二废气门驱动器和第二涡轮增压器传感器，控制器被配置为基于来自第一和第二涡轮增压器传感器的输出而调整第一废气门驱动器，使得第一涡轮增压器的参数匹配第二涡轮增压器的参数。以此方式，两个涡轮增压器之间的涡轮增压器输出可以被平衡。【专利说明】双级涡轮增压器废气门控制
本专利技术涉及内燃发动机。
技术介绍
用于内燃发动机的涡轮增压器可以包括废气门，其用于控制被弓I导通过涡轮增压器的排气涡轮级的部分排气流。通过改变废气门的位置，由涡轮增压器的压缩机级提供的增压水平可以相应的增加或减少。包括双级涡轮增压器的发动机，例如V型发动机，可以利用废气门控制以平衡由每个涡轮增压器提供的增压水平。通常，对双级涡轮增压器发动机而言，假设系统是对称的，并且每个废气门同时被命令到相同的位置。然而，【专利技术者】在此已经认识到大多数V型发动机系统不是完全对称的。存在于V型发动机系统中的不对称可以包括排气系统路径、排气歧管设计、涡轮壳体铸造设计和/或发动机组之间的废气门通道设计的差异。此外，制造可变性可以将不对称引入废气门通道或者弹簧系统，弹簧系统用于在气动致动的废气门中对抗气动力。此外，驱动器内的迟滞可能导致不对称，其中小移动可以导致每个驱动器处于滞环(hysteresis band)的相对端。因此，即使废气门被命令到相同的位置，由于系统中存在的不对称，仍然会导致涡轮增压器之间的不平衡。这会导致涡轮增压器运行在不同的运行状态，例如以不同的涡轮功率、涡轮轴转速运行，以及对于气动驱动器而言，运行在不同的废气门位置。在一些发动机工况下，可能需要接近涡轮轴转速限值运行。然而，在不对称的系统中，旋转最快的涡轮将限制系统的性能，并且基于不对称的幅度，系统的性能可能严重降低。
技术实现思路
因此，提供一种发动机系统，该发动机系统可以允许检测并平衡具有两个涡轮增压器的V型发动机中存在的不对称。该发动机系统包括第一涡轮增压器、第二涡轮增压器和控制器，其中第一涡轮增压器包括第一废气门、第一废气门驱动器和第一涡轮增压器传感器，第二涡轮增压器包括第二废气门、第二废气门驱动器和第二涡轮增压器传感器，控制器被配置为基于来自第一涡轮增压器传感器和第二涡轮增压器传感器的输出调整第一废气门驱动器，使得第一涡轮增压器的参数匹配第二涡轮增压器的参数。以此方式，来自涡轮增压器传感器的输出可以被用于检测两个涡轮增压器之间的涡轮增压器参数是否失去平衡，涡轮增压器参数例如为涡轮转速或功率。如果涡轮增压器失去平衡，至少第一涡轮增压器的废气门可以被调整，直到涡轮增压器参数达到对准。以此方式，由每个涡轮增压器提供的增压量的小变化可以被平衡。而且，通过检测涡轮增压器是否以比期望低的转速或功率输出运行，并且调整涡轮增压器的废气门以增加涡轮增压器的性能，可以增强发动机性能。在另一个实施例中，用于发动机的方法包括，在选择的条件下，通过调整第一涡轮增压器的第一废气门驱动器，平衡第一涡轮增压器和第二涡轮增压器，第一废气门驱动器基于第一废气门驱动器的马达电流和第二涡轮增压器的第二废气门驱动器的马达电流而调整。在另一个实施例中，该方法进一步包括基于期望的增压压力而调整第一涡轮增压器的废气门驱动器和第二涡轮增压器的废气门驱动器。在另一个实施例中，该方法进一步包括在选择的条件期间，基于第一废气门驱动器的马达电流和第二废气门驱动器的马达电流而调整第二废气门驱动器。在另一个实施例中，选择的条件包括，第一涡轮增压器的第一废气门和第二涡轮增压器的第二废气门被命令到相同的位置上。在另一个实施例中，选择的条件包括，第一废气门驱动器的马达电流与第二废气门驱动器的马达电流不同。在另一个实施例中，选择的条件进一步包括，第一废气门驱动器的期望马达电流与第二废气门驱动器的期望马达电流相等。在另一个实施例中，第一废气门驱动器的马达电流基于来自第一废气门驱动器马达电流传感器的输出，并且其中第二废气门驱动器的马达电流基于来自第二废气门驱动器马达电流传感器的输出。在另一个实施例中，用于发动机的方法包括，基于期望的增压压力而调整第一涡轮增压器的第一废气门的位置和第二涡轮增压器的第二废气门的位置；并且如果第一涡轮增压器的涡轮功率不同于第二涡轮增压器的涡轮功率，则通过进一步调整第一废气门和第二废气门的位置来平衡第一涡轮增压器和第二涡轮增压器。在另一个实施例中，该方法进一步包括基于来自第一废气门驱动器马达电流传感器的输出而确定第一涡轮增压器的涡轮功率，并且基于来自第二废气门驱动器马达电流传感器的输出而确定第二涡轮增压器的涡轮功率。在另一个实施例中，第一废气门驱动器马达电流传感器的输出与保持第一废气门的位置的第一力成比例，并且其中第二废气门驱动器马达电流传感器的输出与保持第二废气门的位置的第二力成比例，并且其中第一涡轮增压器的涡轮功率基于第一力而计算，并且第二涡轮增压器的涡轮功率基于第二力而计算。当单独或结合附图时，本说明书的以上优势和其他优势和特征从以下【具体实施方式】中将显而易见。应当理解的是，提供以上概述以便以简化的形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的一系列概念。这并不意味着辨别所要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。进一步地，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分提及的缺点的实施方式。【专利附图】【附图说明】图1示出示例发动机系统的原理图描述。图2示出了流程图，该流程图图示说明根据本公开的实施例的用于平衡涡轮增压器的方法。图3是图示说明关键的示例运行参数的图形。【具体实施方式】如以上所解释的，不对称可以存在于V型发动机组之间。即使每个涡轮增压器的废气门被命令到相同的位置，这些不对称也可以导致不平衡的涡轮增压器性能。为了平衡不对称的涡轮增压器，每个涡轮增压器可以设有传感器，例如涡轮转速传感器或者废气门位置或者驱动器马达电流传感器。来自涡轮增压器传感器的输出可以被用于计算涡轮增压器性能的参数，例如涡轮功率或涡轮转速。如果两个涡轮增压器之间的涡轮转速或功率不匹配，可以调整涡轮增压器的废气门，直到各自的参数被平衡。图1示出包括两个涡轮增压器、两个废气门和两个涡轮增压器传感器的发动机。图1也包括控制系统，该控制系统可以实现图2中图示说明的方法。在执行图2的方法期间观察的示例运行参数在图3中图示说明。图1示出示例发动机系统100的原理图描述,示例发动机系统100包括多缸内燃发动机110和双级涡轮增压器120和130。作为一个非限制性示例，发动机系统100可以被包括作为用于客运车辆的推进系统的一部分。发动机系统100可以经由进气道140接收进气。进气道140可以包括空气滤清器156。至少一部分进气(MAF_1)可以经由如142所指示的进气道140的第一支路被引导至涡轮增压器120的压缩机122，并且至少一部分进气(MAF_2)可以经由如144所指示的进气道140的第二支路被引导至涡轮增压器130的压缩机 132。总进气的第一部分(MAF_1)可以经由压缩机122被压缩，其可以经由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机系统，其包括：第一涡轮增压器，所述第一涡轮增压器包括第一废气门、第一废气门驱动器和第一涡轮增压器传感器；第二涡轮增压器，所述第二涡轮增压器包括第二废气门、第二废气门驱动器和第二涡轮增压器传感器；以及控制器，所述控制器被配置为基于来自所述第一涡轮增压器传感器和所述第二涡轮增压器传感器的输出，调整所述第一废气门驱动器，直到所述第一涡轮增压器的参数等于所述第二涡轮增压器的参数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·希尔迪奇，J·H·巴克兰，R·A·韦德，
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