用于升压控制的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于升压控制的方法和系统。提供了一种用于改变从压缩机下游和增压空气冷却器上游的位置以及增压空气冷却器下游的位置再循环到压缩机入口的压缩空气的比例的方法和系统。温度控制的压缩机再循环流用于降低被吸入到压缩机里的EGR的冷凝。温度控制的压缩机再循环流也用于解决压缩机喘振。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及使用压缩机再循环流改善升压控制的方法和系统。
技术介绍
发动机系统可以经配置具有用于提供升压的增压空气和改善峰值功率输出的升压装置，例如涡轮增压器或机械增压器。压缩机的使用允许更小排量发动机提供与更大排量发动机一样多的动力，但有额外的燃油经济性。然而，压缩机容易喘振。例如，当操作者松加速器踏板时，发动机进气节气门关闭，从而导致降低的通过压缩机的向前流，从而退化涡轮增压器性能和可能的压缩机喘振。压缩机喘振会导致NVH问题，例如来自发动机进气系统的不期望的噪声。为了解决压缩机喘振，发动机系统可以包括能够使升压压力快速衰减的压缩机旁路系统。这类压缩机旁路系统的一个示例由Blaiklock等人在美国专利2012/0014812中示出。其中，压缩机旁路系统是紧密联接到压缩机壳体，并包括允许升压空气的一部分从压缩机出口再循环到压缩机入口的阀。具体地，响应于喘振的指示，该压缩机旁通阀被打开，以引导从压缩机排出的空气的一部分到压缩机入口。然而，专利技术人在此已经意识到这类方案的潜在问题。作为一个示例，在松加速器踏板的初始阶段，会在‘812的压缩机旁路系统中发生旁路气体的一些再升压，从而增加压缩机温度。例如，当响应于松加速器踏板，节气门关闭并且压缩机旁通阀打开，在压缩机周围循环的气体继续升压，并且由此被加热。在加热的空气继续在压缩机周围再循环时，这导致温度放大效应。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题中的一些可以通过用于升压发动机系统的方法解决，所述方法包括，响应于压缩机喘振的指示，再循环从增压空气冷却器下游和进气节气门上游到压缩机入口的压缩空气。作为示例，升压发动机系统可以包括涡轮增压器，所述涡轮增压器具有通过涡轮驱动的压缩机，以及用于在升压空气输送到发动机进气装置之前对该升压空气冷却的联接在压缩机下游的增压空气冷却器。至少第一再循环通道可以被提供用于再循环从增压空气冷却器下游到压缩机入口上游位置的较冷升压空气。此外，第二再循环通道可以被提供用于再循环从增压空气冷却器上游到压缩机入口上游位置的较暖的升压空气。在一个示例中，每个再循环通道可以具有专用阀。可替代地，两个再循环通道可以在压缩机入口上游位置处汇合，并且可以使用公共再循环阀。再循环阀可以是连续可变阀，其位置从完全打开位置到完全关闭位置的任何位置是可调的。响应于喘振的指示，发动机控制器可以增加该阀的开度，以再循环从增压空气冷却器下游到压缩机入口的冷却的升压空气。例如，在升压发动机操作期间，该阀可以保持在部分打开的位置，以改善喘振裕度，并且响应于喘振的指示，可以向完全打开位置转变。该阀的开度可以基于期望的压缩机(或涡轮)减速度曲线图，和/或基于期望的压缩机入口温度进行调节。再者，该阀的位置可以被调节，以改变被再循环到压缩机入口的冷却的升压空气相对于暖升压空气的比例，从而允许进一步的压缩机入口温度控制。例如，冷却的升压空气的比例可以增加，并且更暖升压空气的一部分可以相应减少。通过这种方式，当处在喘振极限或接近喘振极限时，通过再循环从增压空气冷却器下游到压缩机入口的冷却的升压空气，降低温度放大效应。此外，通过将压缩机旁路系统定位在增压空气冷却器后并靠近发动机进气节气门，在节气门关闭事件期间(例如，松加速器踏板)，空气流的自然动量可以有利用于迫使流通过再循环通道，从而改善通过压缩机的质量流和喘振裕度。再者，由于喘振裕度初始跟随通过压缩机的增加质量流的路径，而不是快速的压力衰减，如果在再循环阀打开后(例如，在再循环阀打开后立即)很快要求踩加速器踏板，已可用的更高升压压力可以用于构建扭矩，以满足驱动需求。因此，这改善整体的扭矩响应和驾驶性能。应当理解，提供上述概述是以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，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中提及的任何缺点的实施方式。附图说明图1-2和图8示出升压发动机系统的示例实施例。图3示出说明可以被实施用于调节从中间冷却器上游和下游再循环的压缩机流的比率以降低压缩机处的冷凝和/或解决压缩机喘振的例程的高级流程图。图4示出说明可以被实施用于基于冷凝的考虑响应喘振的指示调节从中间冷却器上游和下游再循环的压缩机流的例程的高级流程图。图5示出可以用于降低压缩机入口处的EGR冷凝的示例压缩机再循环流的调节。图6示出可用于响应喘振的指示的示例压缩机再循环流的调节。图7示出描述压缩机的喘振极限的压缩机图，以及第一和第二通道的阀的开度对喘振极限的裕度的影响。图9示出通过增加来自增压空气冷却器下游的冷却的压缩空气的再循环，解决压缩机喘振的方法的高级流程图。具体实施方式下列描述涉及用于调节从增压空气冷却器上游和/或下游再循环到升压发动机系统(例如，图1-2和图8的系统)的压缩机入口的压缩增压空气的比例的系统和方法。控制器可以经配置执行控制例程，例如图3的例程，基于喘振和冷凝的考虑，调节相对于从增压空气冷却器上游再循环的较暖压缩增压空气的量的从增压空气冷却器下游再循环的较冷压缩增压空气的量。其中，控制器可以调节基于压缩机入口温度和进一步基于EGR的量，以便进入压缩机的增压空气的温度保持在会发生冷凝的阀值之上。控制器还可以调节基于压缩机喘振的指示的量，以冷却压缩机入口温度，从而降低温度放大效应(图7)。在某些实施例中，控制器可以如图9所示，只使用冷却的压缩机再循环流解决压缩机喘振，以降低热放大效应。如图4所详述的，控制器可以在使用暖压缩增压空气的增加的再循环或冷压缩增压空气的增加的再循环之间选择，以降低基于冷凝考虑的喘振。示例调节参照图5-6进行描述。通过降低压缩机从EGR接收的冷凝，可以降低与冷凝相关的失火和压缩机退化。通过使用冷却的压缩机增压空气的增加的再循环解决喘振，增加通过压缩机的质量流，同时降低温度放大效应。整体上，改善了升压发动机性能。图1示意性地示出包括发动机10的示例发动机系统100的方面。在示出的实施例中，发动机10是联接到涡轮增压器13的升压发动机，涡轮增压器13包括通过涡轮116驱动的压缩机114。具体地，新鲜空气经由空气滤清器112沿着进气通道42被引入到发动机10中，并流向压缩机114本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于升压发动机的方法，包括：响应于松加速器踏板期间压缩机喘振的指示，再循环从增压空气冷却器下游和进气节气门上游到压缩机入口的压缩空气。

【技术特征摘要】
2013.08.13 US 13/965,6981.一种用于升压发动机的方法，包括：
响应于松加速器踏板期间压缩机喘振的指示，再循环从增压空气冷却
器下游和进气节气门上游到压缩机入口的压缩空气。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述再循环包括增加位于将所述
压缩机入口联接到增压空气冷却器出口的通道中的阀的开度，所述阀的位
置从完全打开位置到完全闭位置是连续可变的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中当所述发动机以升压运转时，所
述阀是部分打开的，并且其中增加所述开度包括将所述阀从所述部分打开
位置移动到完全打开位置。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述增加基于压缩机流率、压缩
机入口温度、压缩机压力比和压缩机喘振极限中的一个或多个。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述阀是第一阀并且其中所述通
道是第一通道，其中所述发动机进一步包括位于所述增压空气冷却器上游
的将所述压缩机入口联接到所述压缩机出口的第二通道中的第二阀，所述
方法进一步包括，在增加所述第一阀的所述开度时，基于所述第一阀的所
述开度调节所述第二阀的开度，以保持所述压缩机入口温度处在阀值温度
或高于所述阀值温度。
6.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括，响应于喘振的所述指示，
调节联接到驱动所述压缩机的排气涡轮的废气门。
7.一种用于升压发动机的方法，包括：
响应于压缩机喘振的指示，
调节从压缩机下游和中间冷却器下游的第一通道以及压缩机下游和中

\t间冷却器上游的第二通道再循环到压缩机入口的压缩空气的相对量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中压缩机喘振的所述指示基于操作
者松加速器踏板。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述调节包括，在进气节气门关
闭时，基于估计的压缩机入口温度与期望的压缩机入口温度之间的差异，
调节所述相对量。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述调节包括，通过增加联接到
所述第一和第二通道中的每个通道的连续可变阀的开度，增加沿所述第一
通道的压缩机空气再循环和减少沿所述第二通道的压缩机空气再循环。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述调节包括，在第一条件期间，
增加所述第一通道中第一阀的开度，以增加从所述第一通道再循环的压缩
空气的量，同时减少所述第二通道中的第二阀的开度，以减少从所述第二
通道再循环的所述压缩空气的量，以及在第二条件期间，减少所述第一通
道中所述第一阀的开度，以减少从所述第一通道再循环的所述压缩空气的
量，同时增加所述第二通道中的所述第二阀的开度，以增加从所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·斯泰尔斯，J·H·巴克兰，J·N·尤瑞，J·利比，G·P·麦康威尔，
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