用于喘振控制的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于喘振控制的方法和系统。提供用于减轻升压发动机系统中的喘振的系统和方法。一种方法包含基于标称压缩机再循环流和过滤的标称压缩机再循环流的组合调节压缩机再循环阀的开度以允许压缩机再循环流。标称压缩机再循环流可以被计算为基于压缩机的喘振极限的期望压缩机流率和估计节气门质量流率之间的差。

【技术实现步骤摘要】

本申请设及使用压缩机再循环流W改善喘振控制的方法和系统。
技术介绍
发动机系统可W被配置有诸如满轮增压器或机械增压器的升压装置，用于提供升 压的空气充气并改善峰值功率输出。压缩机的使用允许较小排量发动机提供与较大排量发 动机一样大的功率，但具有附加燃料经济效益。然而，压缩机容易喘振。例如，当操作者松 开加速器踏板时，发动机进气节气口关闭，从而导致通过压缩机的降低的向前流和喘振的 可能性。喘振能够导致噪声、振动和不舒适性（NVH)问题，诸如来自发动机进气系统的不期 望的噪声。在极端情况下，喘振可W导致压缩机损坏。为了解决压缩机喘振，发动机系统可 W包括禪接在压缩机两侧的压缩机再循环阀（CRV)W促进升压压力的快速衰减。CRV可W 使来自压缩机出口的压缩空气再循环至压缩机入口。 使用压缩机再循环阀来减轻喘振的一种示例由Bjorge等人在US8739530中示出。 其中，公开的实施例包括两个压缩机和禪接在每个压缩机两侧的压缩机再循环阀。每个压 缩机再循环阀基于通过对应的压缩机的期望流率被致动打开W避免喘振。对于每个压缩机 的期望流率可W被计算为在压缩机映射图上的对应的喘振线处的在节气口质量流率和通 过每个压缩机的质量流之间的差。 专利技术人在此已经认识到使用运种方法的潜在问题。作为一种示例，在致动压缩机 再循环阀中的延迟可W导致比阀口的期望打开慢。在诸如急速（aggressive)松开加速器 踏板的状况期间，致动器延迟可W大幅地降低压缩机流率并导致压缩机喘振。另外，在当节 气口流估计被用于确定期望压缩机流率时的示例中，节气口流估计的误差可W增加喘振的 可能性。
技术实现思路
在一种示例中，W上问题中的一些可W通过一种用于发动机的方法解决，该方法 包含：通过节气口将压缩空气从压缩机传送至发动机，通过再循环阀使压缩空气的一部分 转向离开节气口W阻止压缩空气的一部分流回压缩机而导致压缩机喘振，W及响应于节气 口位置的变化高于阔值变化使压缩空气的另一部分（化Kherpcxrtion)转向。 在另一种示例中，用于升压发动机的方法包含：将附加（additional)压缩机再循 环流经由压缩机再循环阀从节气口上游引导至压缩机入口，附加压缩机再循环流基于为减 轻压缩机喘振的最小期望压缩机流和通过节气口的现有空气流之间的过滤差（filtered difference)。 因而，在瞬态发动机工况期间，压缩机流率能够被维持在喘振线处的流率之上且 压缩机可W被保持在喘振区之外运转。 例如，发动机系统可W包括具有压缩机再循环通道的压缩机，该压缩机再循环通 道将压缩机的出口禪接至压缩机入口。在替代实施例中，再循环路径可W将增压空气冷却 器的出口禪接至压缩机入口。可W经由连续可变压缩机再循环阀（CCRV)控制通过再循环 路径的流。发动机控制器可W被配置成基于通过进气节气口的空气流的变化在稳态和瞬态 发动机工况期间持续地调节CCRV的位置，W便维持压缩机流率处于喘振约束的流率或高 于喘振约束的流率（即，压缩机流率处于压缩机的喘振极限或高于压缩机的喘振极限）。在 瞬态工况期间（例如，突然松开加速器踏板），控制器可W增加CCRV的开度W将增加的再循 环流引导至压缩机入口。仅当节气口位置经历高于预定阔值的位置的变化时，CCRV开度可 W被大幅增加。另外，CCRV的开度的增加可W基于为减轻压缩机喘振的最小期望压缩机流 和通过进气节气口的现有空气流之间的过滤差。在一种示例中，可W经由超前补偿器确定 过滤差。W此方式，通过增加在快速瞬变期间通过压缩机再循环路径的再循环流，压缩机 流率能够被保持足够高。运能够在突然瞬变期间使压缩机运转保持在喘振区之外。通过经 由超前补偿器对喘振约束的流率和节气口质量流之间的差应用滤波器，可W增加CCRV的 响应速度。总之，在所有发动机工况下的喘振裕度（margin)可W被改善，并且与喘振有关 的NVH问题和部件损坏问题可W被降低。另外，可W改善发动机性能和驾驶性能。 应当理解，提供W上概述是为了W简化的形式介绍一些概念，运些概念在具体实 施方式中被进一步描述。运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 护的主题的范围由随附于【具体实施方式】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描绘包括压缩机再循环阀的升压发动机系统的示例实施例。 图2曰、图化和图2c示出展示不同的参数对压缩机运转的影响的示例压缩机映射 图。图3描绘图示说明可W被实施W用于调节图1中的发动机系统中的压缩机再循环 流（尤其是在瞬态运转期间）的例程的高级流程图。 图4是图示说明根据本公开的可W被实施W计算压缩机再循环流的例程的高级 流程图。 图5展示根据本公开的在变化的发动机工况期间的示例压缩机再循环阀调节。【具体实施方式】W下描述设及用于减轻诸如图1的系统的升压发动机系统中的压缩机喘振的系 统和方法。控制器可W被配置成执行控制例程（诸如图3的例程）W基于工况调节通过再 循环路径至压缩机入口的压缩机再循环流。控制器可W在瞬态工况（诸如急速松开加速器 踏板）期间增加压缩机再循环流。压缩机再循环流的增加可W与过滤的标称（nominal)压 缩机流率有关，其中标称压缩机流率是为阻止喘振的最小压缩机流率和现有节气口质量流 之间的差。控制器可W通过执行诸如图4的例程的控制例程获悉过滤差和要求的附加流W 减轻喘振。在不带有致动器延迟的示例系统中，其中可化测量实际节气口流，并可W通过使 用未过滤的标称压缩机流率（图2a)减轻压缩机喘振。然而，致动器延迟的存在和使用节 气口流估计能够导致压缩机喘振（图化）。运里，使用过滤的标称压缩机流率可W降低压缩 机喘振的可能性，如图2c所示。压缩机再循环流可W基于各种状况被调节W维持期望的喘 振裕度（图5)。W此方式，喘振的裕度在瞬态状况期间能够被改善。 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。在所描绘的实 施例中，发动机10是禪接至满轮增压器13的升压发动机，满轮增压器13包括由满轮116 驱动的压缩机114。具体地，新鲜空气经由空气净化器112沿着进气通道42被引入发动机 10并流向压缩机114。压缩机可W是任意合适的进气空气压缩机，诸如马达驱动或驱动轴 驱动的机械增压器式压缩机。然而，在发动机系统100中，压缩机是经由轴19机械地禪接 至满轮116的满轮增压器式压缩机，满轮116通过使发动机排气膨胀而被驱动。在一种实 施例中，压缩机和满轮可W被禪接在双满管满轮增压器内。在另一种实施例中，满轮增压器 可W是单满管型或可变几何形状满轮增压器（VGT)，其中满轮几何形状根据发动机转速而 主动地变化。 如图1所示，压缩机114通过增压空气冷却器（CAC) 18 (本文也称为中间冷却器） 被禪接至节流阀20。节流阀20(也被称为进气节气口 20)被禪接至发动机进气歧管22。压 缩空气充气从压缩机流过增压空气冷却器18和节流阀20至进气歧管22。例如，增压空气 冷却器18可W是空气与空气或空气与水的热交换器。在图1所示的实施例中，进气歧管内 的空气充气的压力由歧管空气压力（MA巧传感器124感测且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包含：通过节气门将压缩空气从压缩机传送至发动机；通过再循环阀使所述压缩空气的一部分转向离开所述节气门以阻止所述压缩空气的所述部分流回所述压缩机而导致压缩机喘振；以及响应于所述节气门位置的变化高于阈值变化，使所述压缩空气的另一部分转向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HR·欧萨乐，P·M·尼森，
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