用于喘振控制的方法和系统技术方案

技术编号:13381537 阅读:38 留言:0更新日期:2016-07-21 13:38
本发明专利技术涉及用于喘振控制的方法和系统,提供了用于校准压缩机喘振线的方法和系统。在一个示例中,方法包括除基于压缩机压力比之外还基于车辆速度而调整压缩机喘振线。例如,在高于阈值车辆速度的较高的车辆速度下,较不积极的喘振线校准可以被利用,以便提高驾驶性能,而在低于阈值车辆速度的较低的车辆速度下,较积极的喘振线校准可以用于NVH减轻。

【技术实现步骤摘要】
用于喘振控制的方法和系统
本申请涉及适于发动机系统中的喘振线校准的方法和系统,该发动机系统配置有连续可变的压缩机再循环阀以改善喘振控制。
技术介绍
发动机系统可以配置有升压设备(诸如涡轮增压器或机械增压器),用于提供升压空气充气并提高峰值功率输出。压缩机的使用允许较小排量的发动机提供与较大排量的发动机一样多的功率,但具有额外的燃料经济益处。然而,压缩机易于喘振。例如,当操作者松开加速器踏板时,发动机进气节气门闭合,从而导致减小的前向流量通过压缩机和喘振的可能。因此,喘振除了引起驾驶性能和特性问题之外,还能够导致NVH问题,诸如来自发动机进气系统的不期望的噪声。例如,在硬喘振期间,压缩机允许空气通过压缩机暂时回流,这导致快速的高振幅振荡,而在软喘振期间,经历较小的压力振荡。导致硬喘振的压缩机工作点能够在压缩机映射图上被识别,压缩机映射图按压缩机压力比对压缩机流率而绘制。如果压缩机的工作点移动至“喘振线”的左侧,则发生硬喘振。因此,发动机控制器旨在调整压缩机操作以避开喘振线的左侧的硬喘振区域。当压缩机映射图上的恒定的压缩机转速线具有正斜率时,软喘振经常发生。虽然软喘振表征为稳态状况期间压力和流量的小振幅振荡,但是当振幅足够大时,软喘振振荡也能够导致听得见的NVH和/或驾驶性能问题。另一个压缩机NVH问题被称为“踩加速器踏板啸叫”,通常在踩加速器踏板期间发生。为了解决任一形式的压缩机喘振以及踩加速器踏板啸叫,发动机系统可以包括压缩机再循环阀(CRV),诸如在压缩机两端耦接的连续可变的压缩机再循环阀(CCRV)。这种阀的一个示例由Narayanan等人在专利申请US20120328410中示出。响应于任何喘振指示,阀的开度可以增加,从而将一部分空气从压缩机出口再循环至压缩机入口并使升压压力快速衰减。产生的压缩机流量的增加和压缩机压力比的减小使压缩机的工作点移动远离喘振线。CCRV还能够用于避开在踩加速器踏板期间通过有区别地校准喘振线而导致不期望的噪声水平的啸叫映射图上的区域。
技术实现思路
然而,本专利技术人在此已经认识到在喘振线校准期间可以发生的潜在问题。具体地,被校准以减少软喘振和踩加速器踏板啸叫的喘振线可以导致扭矩损失。作为一个示例,被校准以避开软喘振区域和/或踩加速器踏板啸叫区域的喘振线可以导致其中存在不充分的可用于产生升压的涡轮功率的压缩机工作点。因此,这可以导致扭矩损失。例如,如果CCRV被打开以阻止压缩机的工作点横跨至积极校准(aggressivelycalibrated)的喘振线的左侧,则升压压力和发动机扭矩输出可以在踩加速器踏板的情况下达不到需求的扭矩。这能够降低车辆特性并劣化车辆驾驶性能。在一个示例中,上述问题可以通过一种用于升压发动机的方法来解决,该方法包含:依据车辆速度的函数来适应(adapting)车辆操作期间压缩机映射图的喘振线。以此方式,踩加速器踏板啸叫能够被解决,而不会在踩加速器踏板的情况下降低升压发动机性能。作为一个示例,发动机系统可以包括压缩机,其具有使压缩机的出口(例如,耦接到压缩机的增压空气冷却器的上游或下游)耦接至压缩机的入口的压缩机再循环路径。通过再循环路径的流量可以经由连续可变阀控制。发动机控制器可以在稳态和瞬态发动机工况期间基于进气流量的变化而连续地调整阀的位置,以便维持压缩机流率处于或高于喘振抑制的流率(即,压缩机的喘振极限(例如,硬喘振线)处的压缩机流率)。此外,控制器可以基于包括车辆速度以及压缩机压力比的车辆工况而连续地适应压缩机映射图上的喘振线。具体地,当车辆以较低的车辆速度操作时,喘振线可以被更积极地校准,而当车辆以较高的车辆速度操作时,喘振线可以被较不积极地(lessaggressively)校准。在高于阈值车辆速度的较高的车辆速度下,道路和风噪声可以掩盖涡轮啸叫噪声。因而,在较高的车辆速度下,以较不积极的校准适应的第一喘振线可以被利用,以便比NVH减少更优先地考虑驾驶性能。在低于阈值车辆速度的较低的车辆速度下,道路和风噪声可能不足以掩盖涡轮啸叫噪声。因而,在较低的车辆速度下,当驾驶性能问题较低时,具有较积极(moreaggressive)的校准的第二喘振线可以被利用,以便减轻NVH问题。因此,响应于在低于阈值车辆速度的车辆速度到高于阈值的车辆速度下发生踩加速器踏板,踩加速器踏板啸叫可以通过调整CCRV的开度以在以较积极的校准适应的第一喘振线(例如,以较高的压缩机流率)外操作压缩机而被减少。相比之下,在高于阈值车辆速度的车辆速度到低于阈值车辆速度的较低的车辆速度下发生松加速器踏板期间,松加速器踏板喘振可以通过调整CCRV的开度以在以较不积极的校准适应的不同的第二喘振线(例如,以较高的压缩机流率)外操作压缩机而被减少。在一个示例中,压缩机可以在CCRV调整之后被操作至对应的喘振线的右侧。在每个驱动循环下,喘振线的适应和实际喘振(或啸叫)的发生可以被学习,以便更新喘振线校准表。在一些示例中,喘振线可以基于发动机转速被进一步适应。以此方式,压缩机喘振线可以被依据车辆速度的函数校准,以便在较高的车辆速度状况下利用车辆噪声以掩盖啸叫噪声,同时在较低的车辆速度下优先执行NVH减轻。因此,可以提供在驾驶性能和NVH减少之间实现平衡折中的技术效果,从而在宽范围的工况下提高消费者满意度。附图说明图1示出包括压缩机再循环阀的示例升压发动机系统。图2示出包括基于压缩机再循环流量的车辆响应的示例压缩机映射图。图3示出响应于积极的喘振线校准的示例踩加速器踏板性能。图4A示出包括以不同的积极程度校准的多条喘振线的示例压缩机映射图。图4B示出包括在图4A的每条喘振线处的发动机性能的示例制动扭矩曲线。图5A示出描述了根据本公开的基于车辆速度、发动机转速和压缩机压力比而调整喘振线的第一示例方法的框图。图5B示出描述了根据本公开的基于车辆速度、发动机转速和压缩机压力比而调整喘振线的第二示例方法的框图。图5C示出描述了根据本公开的基于车辆速度、发动机转速和压缩机压力比而调整喘振线的第三示例方法的框图。图6A示出说明了根据本公开的用于校准喘振线和基于校准的喘振线调整压缩机再循环阀的示例方法的高水平流程图。图6B示出说明了根据本公开的用于确定图6A中示出的喘振线的校准期间被应用的校准类型的示例方法的高水平流程图。图7示出根据本公开的在瞬态发动机工况期间用于调整压缩机再循环阀的高水平流程图。图8示出根据本公开的包括喘振线调整、发动机性能和NVH响应的示例顺序。具体实施方式下面的描述涉及用于校准包括在升压发动机系统(诸如图1的系统)中的压缩机的压缩机映射图(诸如图2中示出的映射图)的喘振线的系统和方法。例如,当喘振线被积极地校准以避免压缩机在如图3-4B所图示说明的噪声、振动和粗糙性(NVH)减少的软喘振区域中操作时,驾驶性能可以被降低。为了在驾驶性能和NVH减轻之间实现平衡折中,控制器可以经配置以执行控制程序,诸如图6A-7的程序,以便除了压缩机压力比本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于升压发动机的方法,其包含:在车辆操作期间,依据车辆速度的函数适应压缩机映射图的喘振线。

【技术特征摘要】
2015.01.08 US 14/592,7591.一种用于升压发动机的方法,其包含:
在车辆操作期间,依据车辆速度的函数适应性调整压缩机映射图的喘振线。


2.根据权利要求1所述的方法,其中所述喘振线被进一步依据发动机转速和压缩机压力比的函数而适应性调整。


3.根据权利要求1所述的方法,其中所述适应性调整包括在低于阈值车辆速度的车辆速度下以较积极的校准适应性调整所述喘振线,而在高于所述阈值车辆速度的所述车辆速度下以较不积极的校准适应性调整所述喘振线,其中所述较积极的校准将所述喘振线在压缩机映射图上定位成更朝向右侧。


4.根据权利要求1所述的方法,其中所述喘振线适应性调整通过一个或多个车辆驱动循环被学习。


5.根据权利要求1所述的方法,其中适应性调整所述喘振线包括适应性调整所述压缩机映射图的硬喘振区域和软喘振区域中每个的边界。


6.根据权利要求2所述的方法,其中所述适应性调整包括连续使用第一查询表和第二查询表,其中发动机转速、压力比和车辆速度中的两个被输入到所述第一查询表内,而所述第一查询表的输出以及发动机转速、压力比和车辆速度中剩余的部分被输入到所述第二查询表内,并且其中所述第二查询表的输出被用于适应性调整所述喘振线。


7.根据权利要求3所述的方法,其中所述适应性调整包括依据所述压缩机压力比的函数确定第一较积极的喘振线校准,依据所述压缩机压力比的函数确定第二较不积极的喘振线校准;以及混合所述第一喘振线校准和第二喘振线校准作为车辆速度和/或发动机转速的加权函数。


8.根据权利要求2所述的方法,其中所述适应性调整包括基于第一查询表的第一输出和第二查询表的第二输出的和确定最终喘振线;并且其中所述第一查询表依据发动机转速和压缩机压力比的函数获得,而所述第二查询表依据车辆速度和压缩机压力比的函数获得。


9.根据权利要求1所述的方法,进一步包含:在所述车辆操作期间调整连续可变的压缩机再循环阀的开度,以将压缩机操作维持在比适应性调整的所述喘振线的压缩机流率更高的压缩机流率。


10.根据权利要求9所述的方法,其中所述调整包括基于发动机工况估计期望的节气门质量流量、基于适应性调整的所述喘振线估计阈值压缩机流率;并且基于所述期望的节气门质量流量和所述阈值流率之间的差调整所述压缩机再循环阀即CCRV的开度。


11.根据权利要求3所述的方法,其中依据车辆速度的函数适应性调整所述喘振线包括在低于阈值车辆速度的较低的车辆速度到高于阈值车辆速度的较高的车辆速度下发生踩加速器踏板期间,以较积极的校准适应性调整所述喘振线,并且在从所述较高的车辆速度到所述较低的车辆速度的松加速器踏板期间以较不积极的校准适应性调整所述喘振线。


12.一种用于升压发动机的方法,其包含:
响应于在高于阈值车辆速度的较高的车辆速度...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·J·杰克维斯J·H·巴克兰HR·奥斯莎拉C·藤
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

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