專利名稱：用于順序起動(dòng)的渦輪增壓器的雙環(huán)控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體地，涉及順序起動(dòng)的渦輪增壓器控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本文所提供的背景技術(shù)描述目的在于從總體上呈現(xiàn)本發(fā)明的背景。發(fā)明人的一部 分工作在背景技術(shù)部分中被描述，這部分內(nèi)容以及在提交申請(qǐng)時(shí)該描述中不另構(gòu)成現(xiàn)有技 術(shù)的方面，既不明確也不暗示地被承認(rèn)是破壞本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)可利用順序起動(dòng)的渦輪增壓器通過將額外的空氣輸送進(jìn)入ICE 的汽缸來提高扭矩輸出。順序起動(dòng)的渦輪增壓器可以是兩級(jí)渦輪增壓器系統(tǒng)。順序起動(dòng)的 渦輪增壓器可包括串聯(lián)布置的高壓渦輪增壓器和低壓渦輪增壓器。高壓渦輪增壓器可包括 高壓渦輪和高壓壓縮機(jī)。低壓渦輪增壓器可包括低壓渦輪和低壓壓縮機(jī)。高壓渦輪和低壓渦輪可被分別控制以調(diào)節(jié)排氣流。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以低速工作時(shí)(即， 速度小于預(yù)定速度)，排氣流動(dòng)穿過高壓渦輪，然后穿過低壓渦輪。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以高速工作時(shí) (即，速度大于預(yù)定速度)，排氣可旁通繞過高壓渦輪，并流動(dòng)穿過低壓渦輪。排氣穿過這些 渦輪的流動(dòng)可減少渦輪增壓器增壓的響應(yīng)時(shí)間，該響應(yīng)時(shí)間被稱為渦輪遲滯。可利用旁通閥(BPV)和可變幾何渦輪(VGT)來控制渦輪遲滯。高壓渦輪可包括 BPV和VGT。VGT具有一組可運(yùn)動(dòng)的葉片，這些可運(yùn)動(dòng)的葉片用于控制流過VGT的排氣的壓 力。排氣的流動(dòng)使這些葉片旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)葉片的打開度可調(diào)節(jié)VGT的加速率。VGT的加速率 隨著葉片關(guān)閉而趨向增加。當(dāng)加速率增加時(shí)，提供到高壓渦輪增壓器中的高壓壓縮機(jī)的增 壓壓力增大。VGT的葉片被逐漸打開，以隨增壓壓力增加而降低VGT的速度。VGT的速度降 低防止了提供到高壓壓縮機(jī)的增壓壓力超過預(yù)定水平。當(dāng)VGT以高速工作時(shí)，BPV可打開 從而使排氣流改道穿過BPV。BPV在VGT的增壓壓力超過預(yù)定水平之前打開，以減輕該增壓 壓力。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種系統(tǒng)，其包括環(huán)控制模塊、設(shè)定點(diǎn)模塊和環(huán)操作模 塊。環(huán)控制模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)產(chǎn)生環(huán)控制模式信號(hào)。環(huán)控制模 式信號(hào)指示了單環(huán)控制模式和雙環(huán)控制模式中的一種。設(shè)定點(diǎn)選擇模塊基于環(huán)控制模式信 號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)來確定增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值中的 至少一個(gè)。環(huán)操作模塊在單環(huán)控制模式期間基于增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值，并在雙環(huán)控制模式期 間基于增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值來操作順序起動(dòng)的渦輪增壓器的可變幾何 渦輪(VGT)和旁通閥(BPV)中的至少一個(gè)。在其他特征中，提供了一種控制順序起動(dòng)的渦輪增壓器的方法。所述方法包括基 于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)來產(chǎn)生環(huán)控制模式信號(hào)。環(huán)控制模式信號(hào)指示了單環(huán) 控制模式和雙環(huán)控制模式中的一種?；诃h(huán)控制模式信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩 信號(hào)來確定增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值中的至少一個(gè)。在單環(huán)控制模式期間基于增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值，并在雙環(huán)控制模式期間基于增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值 來操作順序起動(dòng)的渦輪增壓器的可變幾何渦輪(VGT)和旁通閥(BPV)中的至少一個(gè)。本發(fā)明還包括以下方案方案1. 一種用于順序起動(dòng)的渦輪增壓器的系統(tǒng)，包括環(huán)控制模塊，其基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)產(chǎn)生環(huán)控制模式信號(hào)，其中所述環(huán)控制模式信號(hào)指示了單環(huán)控制模式和雙環(huán)控制模式中的一種；設(shè)定點(diǎn)選擇模塊，其基于所述環(huán)控制模式信號(hào)、所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)扭 矩信號(hào)來確定增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值中的至少一個(gè)；以及環(huán)操作模塊，其在所述單環(huán)控制模式期間基于所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值并且在所述 雙環(huán)控制模式期間基于所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和所述排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值來操作所述順序 起動(dòng)的渦輪增壓器的可變幾何渦輪和旁通閥中的至少一個(gè)。方案2.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)大于第一預(yù)定 值時(shí)和當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)大于第二預(yù)定值時(shí)，所述環(huán)控制模塊產(chǎn)生指示了所述雙環(huán)控 制模式的所述環(huán)控制模式信號(hào)；以及其中當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)小于或等于所述第一預(yù)定值時(shí)和當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載 信號(hào)小于或等于所述第二預(yù)定值時(shí)的至少一種情形中，所述環(huán)控制模塊產(chǎn)生指示了所述單 環(huán)控制模式的所述環(huán)控制模式信號(hào)。方案3.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器，其產(chǎn)生所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)；以及空氣質(zhì)量流量傳感器，其產(chǎn)生所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)。方案4.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳感器，其基 于燃料被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)的速率來產(chǎn)生所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)。方案5.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述順序起動(dòng)的渦輪增壓器在所述 單環(huán)控制模式中操作時(shí)，所述設(shè)定點(diǎn)選擇模塊選擇所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值，以及當(dāng)所述順序起動(dòng)的渦輪增壓器在所述雙環(huán)控制模式中操作時(shí)，所述設(shè)定點(diǎn)選擇模 塊選擇所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和所述排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值。方案6.如方案1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)操作模塊包括誤差模塊，其基于 所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和歧管絕對(duì)壓力信號(hào)之間的差產(chǎn)生誤差信號(hào)，以及其中所述誤差模塊基于所述排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣歧管壓力信號(hào)之間的差產(chǎn) 生所述誤差信號(hào)。方案7.如方案6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述誤差模塊基于所述排氣壓力設(shè)定 點(diǎn)值和排氣再循環(huán)閥位置信號(hào)之間的差產(chǎn)生所述誤差信號(hào)。方案8.如方案6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)操作模塊進(jìn)一步包括控制模塊，其基于所述誤差信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)；限制模塊，其基于所述控制信號(hào)產(chǎn)生比例縮放的信號(hào)；以及致動(dòng)模塊，其基于所述比例縮放的信號(hào)產(chǎn)生致動(dòng)信號(hào)，以致動(dòng)所述可變幾何渦輪 中的葉片和所述旁通閥中的至少一個(gè)。方案9.如方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊向所述致動(dòng)模塊發(fā)送信 號(hào)，以在所述單環(huán)控制模式期間基于校準(zhǔn)的BPV值致動(dòng)所述旁通閥，以及
其中所述校準(zhǔn)的BPV值基于所述可變幾何渦輪中的葉片的打開度來確定。方案10.如方案8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述致動(dòng)模塊基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度和 所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載之間的關(guān)系將所述旁通閥致動(dòng)到完全關(guān)閉位置。方案11. 一種控制順序起動(dòng)的渦輪增壓器的方法，包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)來產(chǎn)生環(huán)控制模式信號(hào)；經(jīng)由所述環(huán)控制模式信號(hào)指示單環(huán)控制模式和雙環(huán)控制模式中的一種；基于所述環(huán)控制模式信號(hào)、所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)確定增壓壓力 設(shè)定點(diǎn)值和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值中的至少一個(gè)；以及在所述單環(huán)控制模式期間基于所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值并在所述雙環(huán)控制模式期 間基于所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和所述排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值來操作所述順序起動(dòng)的渦輪增壓 器的可變幾何渦輪和旁通閥中的至少一個(gè)。方案12.如方案11所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào) 大于第一預(yù)定值時(shí)和當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)大于第二預(yù)定值時(shí)，產(chǎn)生指示了所述雙環(huán)控制 模式的所述環(huán)控制模式信號(hào)；以及其中當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)小于或等于所述第一預(yù)定值時(shí)和當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載 信號(hào)小于或等于所述第二預(yù)定值時(shí)的至少一種情形中，產(chǎn)生指示了所述單環(huán)控制模式的所 述環(huán)控制模式信號(hào)。方案13.如方案11所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括由發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器產(chǎn)生所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)；以及
由空氣質(zhì)量流量傳感器產(chǎn)生所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)。方案14.如方案11所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括基于燃料被噴射到發(fā)動(dòng) 機(jī)汽缸內(nèi)的速率來產(chǎn)生所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)。方案15.如方案11所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括當(dāng)所述順序起動(dòng)的渦輪增壓器在所述單環(huán)控制模式中操作時(shí)，選擇所述增壓壓力 設(shè)定點(diǎn)值；以及當(dāng)所述順序起動(dòng)的渦輪增壓器在所述雙環(huán)控制模式中操作時(shí)，選擇所述增壓壓力 設(shè)定點(diǎn)值和所述排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值。方案16.如方案11所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括基于所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和歧管絕對(duì)壓力信號(hào)之間的差產(chǎn)生誤差信號(hào)；以及基于所述排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣歧管壓力信號(hào)之間的差產(chǎn)生所述誤差信號(hào)。方案17.如方案16所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括基于所述排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣再循環(huán)閥位置信號(hào)之間的差產(chǎn)生所述誤差信 號(hào)。方案18.如方案16所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括基于所述誤差信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)；基于所述控制信號(hào)產(chǎn)生比例縮放的信號(hào)；以及基于所述比例縮放的信號(hào)產(chǎn)生致動(dòng)信號(hào)以致動(dòng)所述可變幾何渦輪中的葉片和所 述旁通閥中的至少一個(gè)。方案19.如方案18所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括
在所述單環(huán)控制模式期間基于校準(zhǔn)的BPV值致動(dòng)所述旁通閥；以及基于所述可變幾何渦輪中葉片的打開度來確定所述校準(zhǔn)的BPV值。方案20.如方案18所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度和 所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載之間的關(guān)系將所述旁通閥致動(dòng)到完全關(guān)閉位置。通過后文提供的詳細(xì)描述將明了本發(fā)明更多的應(yīng)用領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些詳 細(xì)描述和特定示例僅僅用于說明的目的，而并不旨在限制本公開的范圍。


根據(jù)詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明將得到更加全面的理解，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙環(huán)控制系統(tǒng)的功能框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)VGT和BPV進(jìn)行控制的方法；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的排氣歧管壓力信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信 號(hào)、燃料消耗率(fuel rate)信號(hào)、實(shí)際增壓壓力信號(hào)和增壓壓力設(shè)定點(diǎn)信號(hào)的示例性曲線 圖。
具體實(shí)施例方式下面的描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并不試圖以任何方式限制本發(fā)明、其應(yīng)用或 用途。為了清楚起見，在附圖中將使用相同附圖標(biāo)記來指示相似元件。如本文所使用的，短 語“A、B和C中的至少一個(gè)”應(yīng)當(dāng)解釋為指的是使用了非排他性邏輯“或”的邏輯“A或者B 或者C”的含義。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不改變本發(fā)明原理的情況下，方法內(nèi)的步驟可按照不同 順序執(zhí)行。如本文所使用的，術(shù)語“模塊”指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè) 軟件或固件程序的處理器(共用處理器、專用處理器或組處理器)和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路 和/或提供所述功能的其他適合部件。發(fā)動(dòng)機(jī)可構(gòu)造有順序起動(dòng)的渦輪增壓器以調(diào)節(jié)供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的空氣流?？諝?流可由多個(gè)控制致動(dòng)器控制。這些控制致動(dòng)器可包括VGT和BPV。VGT和BPV在不同發(fā)動(dòng)機(jī) 狀況下以不同控制模式工作?？刂颇Ｊ娇砂▎苇h(huán)控制模式和雙環(huán)控制模式。單環(huán)控制模 式包括基于輸送到VGT的增壓壓力來致動(dòng)VGT和BPV。單環(huán)控制模式可使用增壓壓力設(shè)定 點(diǎn)作為控制目標(biāo)。雙環(huán)控制模式包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓壓力和排氣壓力來致動(dòng)VGT和BPV。 雙環(huán)控制系統(tǒng)可使用增壓壓力設(shè)定點(diǎn)和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)作為控制目標(biāo)。盡管增壓壓力可通過致動(dòng)VGT和BPV而控制，但是當(dāng)BPV最初打開或完全關(guān)閉時(shí) 可能發(fā)生不穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)操作，例如發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失。當(dāng)BPV從打開位置向完全關(guān)閉位置 轉(zhuǎn)變或者相反地從完全關(guān)閉位置向打開位置轉(zhuǎn)變時(shí)，排氣背壓(EBP)可能會(huì)快速變化。EBP 導(dǎo)致排氣壓力增加，其可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失。圖4中示出了發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失的例子。期望順序起動(dòng)的渦輪增壓器的平滑瞬時(shí)操作能符合排放目標(biāo)，滿足燃料經(jīng)濟(jì)性目 標(biāo)，并且改善駕駛性能。通過最小化增壓壓力變化以及由于致動(dòng)VGT和BPV導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī) 扭矩?fù)p失來提供平滑瞬時(shí)操作。由于VGT和BPV的控制致動(dòng)器的高度非線性特征，所以瞬 時(shí)操作可能是不穩(wěn)定的。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于控制和提供順序起動(dòng)的渦輪增壓器的平滑瞬時(shí)操作 的技術(shù)。這些技術(shù)降低了在順序起動(dòng)的渦輪增壓器的控制模式期間由控制致動(dòng)器導(dǎo)致的增 壓壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩中的變化。這提高了燃料經(jīng)濟(jì)性并且改善了發(fā)動(dòng)機(jī)耐用性，同時(shí)還滿 足了排放要求。在圖1中，示出了車輛的示例性發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)10。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)10可包括發(fā) 動(dòng)機(jī)12和渦輪增壓器控制系統(tǒng)14。渦輪增壓器控制系統(tǒng)14可包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊16和 兩級(jí)渦輪增壓器系統(tǒng)18。兩級(jí)渦輪增壓器系統(tǒng)18致動(dòng)VGT 20和BPV 22以控制供應(yīng)到發(fā) 動(dòng)機(jī)12的空氣量。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊16可包括渦輪增壓器控制模塊M。渦輪增壓器控制模塊M協(xié) 調(diào)對(duì)VGT 20和BPV 22的控制。渦輪增壓器控制模塊M可包括VGT環(huán)操作模塊沈和BPV 環(huán)操作模塊28。VGT環(huán)操作模塊沈基于VGT的增壓壓力和歧管絕對(duì)壓力(MAP)信號(hào)來控 制VGT20中的葉片的打開和關(guān)閉。圖2示出了 VGT環(huán)操作模塊的一個(gè)示例。BPV環(huán)操作模 塊觀基于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣壓力和排氣歧管壓力(EMP)信號(hào)來控制BPV 22的打開和關(guān)閉。圖 2示出了 BPV環(huán)操作模塊的一個(gè)示例。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間，空氣通過空氣質(zhì)量流量(MAF)傳感器32經(jīng)過入口 30。MAF傳 感器32產(chǎn)生MAF信號(hào)AirFlow，其指示了通過MAF傳感器32的空氣流率。在流經(jīng)MAF傳感 器32后，空氣經(jīng)過兩級(jí)渦輪增壓器系統(tǒng)18的低壓壓縮機(jī)34和高壓壓縮機(jī)36?？諝獗晃?進(jìn)氣歧管38。進(jìn)氣歧管38內(nèi)的空氣被分配到汽缸40內(nèi)。盡管圖1示出了六個(gè)汽缸，但發(fā) 動(dòng)機(jī)12可包括任意數(shù)量的汽缸40。MAP傳感器42可檢測(cè)進(jìn)氣歧管38內(nèi)的空氣壓力并產(chǎn)生MAP信號(hào)MfdPres。MAP傳 感器42定位于入口 30和發(fā)動(dòng)機(jī)12之間的進(jìn)氣歧管38中。MAP信號(hào)MfdPres指示了進(jìn)氣 歧管38中的壓力。位于進(jìn)氣歧管38中的進(jìn)氣溫度(IAT)傳感器(未示出)基于進(jìn)氣溫度 產(chǎn)生IAT信號(hào)。燃料與空氣混合并經(jīng)由燃料軌44、46被吸入汽缸40。盡管示出了由汽油提供動(dòng)力 的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，但是此處公開的實(shí)施例也能應(yīng)用于柴油或替代燃料源的發(fā)動(dòng)機(jī)?？諝?燃 料混合物在汽缸40內(nèi)被壓縮并且被點(diǎn)燃以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳感器47可產(chǎn)生對(duì) 應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)EngTrq。驅(qū)動(dòng)扭矩可增加發(fā)動(dòng)機(jī)速度。發(fā)動(dòng) 機(jī)速度傳感器48可產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd，其以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)為單位來指示發(fā)動(dòng) 機(jī)12的速度。汽缸32內(nèi)的燃燒排氣經(jīng)由排氣歧管50、52被排出。EMP傳感器M可產(chǎn)生排氣歧管壓力信號(hào)EMP，其對(duì)應(yīng)于排氣歧管50、52中的排氣 壓力。排氣歧管壓力還可從通常存在于發(fā)動(dòng)機(jī)12上的其他傳感器推導(dǎo)得到。其他傳感器可 包括要求的燃料量信號(hào)傳感器、要求的噴射正時(shí)信號(hào)傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器。 排氣行進(jìn)通過排氣導(dǎo)管56、58，并被引導(dǎo)向兩級(jí)渦輪增壓器系統(tǒng)18。兩級(jí)渦輪增壓器系統(tǒng)18可包括高壓渦輪增壓器60和低壓渦輪增壓器62。高壓渦 輪增壓器60可包括VGT 20和高壓壓縮機(jī)36。當(dāng)排氣流過VGT 20時(shí)，高壓壓縮機(jī)36旋轉(zhuǎn) 并且迫使空氣進(jìn)入汽缸40。VGT 20可具有一組可運(yùn)動(dòng)的葉片(未示出)，其用于控制流過 高壓渦輪增壓器60的排氣的壓力。低壓渦輪增壓器62可包括固定幾何渦輪(TOT) 64和低壓壓縮機(jī)34。流過TOT 64 的排氣導(dǎo)致低壓壓縮機(jī)34旋轉(zhuǎn)并且對(duì)空氣進(jìn)行壓縮。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12以低速工作時(shí)，排氣從排氣歧管50、52流入VGT 20，然后穿過TOT 64。通過允許排氣流過高壓渦輪增壓器60然 后流過低壓渦輪增壓器62，渦輪遲滯可被降低。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度提高，BPV 22可打開以使 排氣流旁通，并且允許排氣流過TOT 64。壓縮機(jī)旁通閥(CBPV)66可與BPV 22協(xié)同工作。 在另一個(gè)實(shí)施例中，CBPV 66和BPV 22可獨(dú)立地工作。CBPV 66防止高壓壓縮機(jī)36旋轉(zhuǎn)得 快于預(yù)定速度，而導(dǎo)致對(duì)兩級(jí)渦輪增壓器系統(tǒng)18的損害。在圖2中，示出了用于兩級(jí)渦輪增壓器系統(tǒng)18的VGT 20和BPV22的渦輪增壓器 控制系統(tǒng)14。渦輪增壓器控制系統(tǒng)14可包括渦輪增壓器控制模塊M，其包括VGT環(huán)操作 模塊26、BPV環(huán)操作模塊觀、環(huán)控制模塊200和設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202。環(huán)控制模塊200可基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)EngLd來產(chǎn)生 環(huán)控制模式信號(hào)LPctr 1。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)EngLd可基于MAF信號(hào)AirFlow確定。MAF信號(hào) AirFlow可由MAF傳感器32產(chǎn)生。MAF信號(hào)AirFlow指示了經(jīng)過進(jìn)氣歧管38的入口 30的 空氣流率。發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd可由發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器48產(chǎn)生。環(huán)控制模式信號(hào)LPctrl指示了環(huán)控制模式，VGT 20和BPV 22以該模式進(jìn)行操作。 環(huán)控制模式可為單環(huán)控制模式和雙環(huán)控制模式中的一種。單環(huán)控制模式指示了渦輪增壓器 控制系統(tǒng)14基于VGT 20的增壓壓力被控制。增壓壓力可由MAP傳感器42檢測(cè)。雙環(huán)控 制模式指示了渦輪增壓器控制系統(tǒng)14基于發(fā)動(dòng)機(jī)12的增壓壓力和排氣壓力被控制。排氣 壓力可由EMP傳感器M檢測(cè)。設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202可基于環(huán)控制模式信號(hào)LPctrl、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd和 MAF信號(hào)AirFlow來選擇增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BI^etpt和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EPsetpt中的至 少一個(gè)。環(huán)控制模式信號(hào)LPctrl指示了單環(huán)控制模式和雙環(huán)控制模式中的一種。渦輪增 壓器控制系統(tǒng)14可基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載在單環(huán)控制模式和雙環(huán)控制模式之間轉(zhuǎn)變。在單環(huán)控制模式中，設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202可基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd和發(fā)動(dòng)機(jī) 扭矩信號(hào)EngTrq來選擇增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BPsetpt。僅作為示例，設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202可 從增壓壓力設(shè)定點(diǎn)查找表204選擇性地獲取增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BPsetpt。增壓壓力設(shè)定點(diǎn) 查找表204可包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)EngTrq索引的一組表 (例如，表1-M，其中M是整數(shù))。VGT環(huán)操作模塊沈可包括MAP誤差模塊206、VGT控制模塊208、VGT限制模塊 210和VGT致動(dòng)模塊212。MAP誤差模塊206可基于增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BPsetpt和MAP信 號(hào)MfdPres產(chǎn)生MAP誤差信號(hào)mapERR。MAP誤差模塊206將增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BI^setpt與 MAP信號(hào)相比較。MAP誤差模塊206產(chǎn)生MAP誤差信號(hào)mapERR，其代表了增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值 BPsetpt和MAP信號(hào)MfdPres之間的差。VGT控制模塊208可基于MAP誤差信號(hào)malERR產(chǎn)生VGT控制信號(hào)PIDvgt。VGT控 制模塊208可為單輸入單輸出(SISO)控制模塊或多輸入多輸出(MIMO)控制模塊。例如， VGT控制模塊208可為比例積分微分(PID)控制模塊或者其變型(例如，PI控制模塊)。另外，在單環(huán)控制模式期間，VGT控制模塊208可執(zhí)行為調(diào)節(jié)分解器(governer splitter)，以致動(dòng)渦輪增壓器控制系統(tǒng)14的VGT 20和BPV 22。調(diào)節(jié)分解器指的是基于一 個(gè)設(shè)定點(diǎn)(例如，增壓壓力)來控制兩個(gè)致動(dòng)器(例如，VGT和BPV)的系統(tǒng)。僅作為示例， BPV致動(dòng)模塊214接收VGT控制信號(hào)PIDvgt，并基于VGT控制信號(hào)PIDvgt獲取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器218中的校準(zhǔn)的BPV值216。校準(zhǔn)的BPV值216可存儲(chǔ)在BPV值查找表217中，并可最初 在車輛制造期間被確定。BPV值查找表217可包括不同的一組校準(zhǔn)的BPV值216，其取決于 VGT 20中葉片打開的量。BPV致動(dòng)模塊214可基于校準(zhǔn)的BPV值216來致動(dòng)BPV 22。VGT限制模塊210接收并比例縮放VGT控制信號(hào)PIDvgt到VGT20的工作范圍內(nèi)。 例如，如果0代表VGT關(guān)閉狀態(tài)而1代表VGT打開狀態(tài)，則VGT限制模塊210可將VGT控制 信號(hào)PIDvgt比例縮放到介于0和1之間的值。VGT限制模塊210基于VGT控制信號(hào)PIDvgt 產(chǎn)生比例縮放的VGT信號(hào)cVGT。VGT致動(dòng)模塊212可基于比例縮放的VGT信號(hào)cVGT產(chǎn)生 VGT致動(dòng)信號(hào)aVGT，以致動(dòng)VGT 20中的葉片。在雙環(huán)控制模式中，設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202可基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd和發(fā)動(dòng)機(jī) 扭矩信號(hào)EngTrq來選擇增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BI^etpt和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EPsetpt。僅作 為示例，設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202可從排氣壓力設(shè)定點(diǎn)查找表220選擇性地獲取排氣壓力設(shè)定 點(diǎn)值。排氣壓力設(shè)定點(diǎn)查找表220可包括基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào) EngTrq索引的一組表(例如，表1-N，其中N是整數(shù))。BPV環(huán)操作模塊28可從設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202接收排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EPsetpt。BPV 環(huán)操作模塊28可包括EMP誤差模塊222、BPV控制模塊224、BPV限制模塊2 和BPV致動(dòng) 模塊214。EMP誤差模塊222可基于排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EPsetpt和EMP信號(hào)ExUres產(chǎn)生 EMP誤差信號(hào)empERR。EMP誤差模塊222將排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EI^setpt與EMP信號(hào)ExhPres 相比較。EMP誤差模塊222產(chǎn)生EMP誤差信號(hào)empERR，其代表了排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EI^setpt 和EMP信號(hào)ExUres之間的差。BPV控制模塊2 可基于EMP誤差信號(hào)empERR產(chǎn)生BPV控制信號(hào)PIDbpv。BPV控 制模塊2M可為SISO控制模塊或MIMO控制模塊。例如，BPV控制模塊2M可為PID控制 模塊或者其變型(例如，PI控制模塊)。BPV限制模塊2 接收并比例縮放BPV控制信號(hào)PIDbpv到BPV22的工作范圍內(nèi)。 例如，如果0代表BPV關(guān)閉狀態(tài)而1代表BPV打開狀態(tài)，則BPV限制模塊2 可將BPV控制 信號(hào)PIDbpv比例縮放到介于0和1之間的值。BPV限制模塊2 基于BPV控制信號(hào)PIDbpv 產(chǎn)生比例縮放的BPV信號(hào)cBPV。BPV致動(dòng)模塊214可接收比例縮放的BPV信號(hào)cBPV，并基 于比例縮放的BPV信號(hào)cBPV產(chǎn)生BPV致動(dòng)信號(hào)aBPV，以致動(dòng)BPV 22。VGT環(huán)操作模塊沈和BPV環(huán)操作模塊28可組合成單個(gè)模塊，或者可為不同的模 塊。例如限制模塊210、2沈之類的其他模塊也可組合成單個(gè)模塊，或者可為不同的模塊。另 外，致動(dòng)模塊212、214可為致動(dòng)VGT 20和BPV 22的單個(gè)模塊。在圖3中，示出了對(duì)渦輪增壓器控制系統(tǒng)14的VGT 20和BPV 22進(jìn)行控制的示例 性方法。盡管下面的步驟主要是參照?qǐng)D1-2的實(shí)施例進(jìn)行描述的，但這些步驟也可得到修 改以適用于本發(fā)明的其他實(shí)施例?？刂颇K(例如，圖1的渦輪增壓器控制模塊的控 制過程可執(zhí)行以下步驟。方法可開始于步驟300。在步驟302中，環(huán)控制模塊200可初始地產(chǎn)生指示單環(huán)控 制模式的環(huán)控制信號(hào)LPctrl。單環(huán)控制模式指示了基于VGT 20的增壓壓力來控制渦輪增 壓器控制系統(tǒng)14。增壓壓力可由MAP傳感器42檢測(cè)。在步驟304中，BPV致動(dòng)模塊214將BPV 22致動(dòng)到完全關(guān)閉位置。盡管BPV 22 可在單環(huán)控制模式首先開始時(shí)被初始地關(guān)閉，但是BPV致動(dòng)模塊214可基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器218中的校準(zhǔn)的BPV值216來致動(dòng)BPV 22。步驟326-3 例示了使用校準(zhǔn)的BPV值216在 單環(huán)控制模式期間對(duì)BPV 22的致動(dòng)。在步驟306，設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202可基于環(huán)控制信號(hào)LPctrl、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào) EngSpd和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)EngTrq，從增壓壓力設(shè)定點(diǎn)查找表204中選擇性地獲取增壓壓力 設(shè)定點(diǎn)值BPsetpt。例如，當(dāng)VGT20處于單環(huán)控制模式時(shí)，設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202選擇增壓壓 力設(shè)定點(diǎn)查找表204。設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202獲取存儲(chǔ)在增壓壓力設(shè)定點(diǎn)查找表204中的增 壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BPsetpt。增壓壓力設(shè)定點(diǎn)查找表204基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd和發(fā)動(dòng) 機(jī)扭矩信號(hào)EngTrq索引。盡管發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳感器47可產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)EngTrq，但發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào) EngTrq也可基于在每次噴射中燃料被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)12的汽缸40內(nèi)的速率來產(chǎn)生。例如， 燃料噴射系統(tǒng)(未示出)可確定在每次噴射中噴到發(fā)動(dòng)機(jī)12的汽缸40內(nèi)的燃料消耗率。 燃料消耗率可指示在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)期間存在于汽缸40中的燃料量。工作循環(huán)可 指的是包括一組四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)沖程的燃燒循環(huán)。在步驟308中，MAP誤差模塊206從設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202接收增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值 BPsetpt。MAP誤差模塊206還從MAP傳感器42接收MAP信號(hào)MfdPres。MAP信號(hào)指示進(jìn)氣 歧管38中的空氣壓力。在步驟310中，MAP誤差模塊206可基于增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BI^setpt 和MAP信號(hào)MfdPres產(chǎn)生MAP誤差信號(hào)mapERR。MAP誤差模塊206將增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值 BPsetpt與MAP信號(hào)相比較。MAP誤差模塊206基于增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BI^setpt和MAP信 號(hào)MfdPres之間的差產(chǎn)生MAP誤差信號(hào)mapERR。在步驟312中，VGT控制模塊208可基于MAP誤差信號(hào)mapERR產(chǎn)生VGT控制信號(hào) PIDvgt。VGT控制模塊208可為PID控制模塊，其具有比例P值、積分I值和微分D值?；?于增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BPsetpt和MAP信號(hào)MfdPres提供MAP誤差信號(hào)mapERR，以便為期望 的控制響應(yīng)實(shí)現(xiàn)期望的P、I和D值。這些期望的值可在單環(huán)控制模式期間提供平滑瞬時(shí)操 作。另外的設(shè)定點(diǎn)值(例如排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EPsetpt)可進(jìn)一步在雙環(huán)控制模式期間改 善平滑瞬時(shí)操作。在步驟314中，VGT限制模塊210可接收并比例縮放VGT控制信號(hào)PIDvgt到VGT 20的工作范圍內(nèi)。例如，如果0代表VGT關(guān)閉狀態(tài)而1代表VGT打開狀態(tài)，則VGT限制模 塊210可將VGT控制信號(hào)PIDvgt比例縮放到介于0和1之間的值。VGT限制模塊210基于 VGT控制信號(hào)PIDvgt產(chǎn)生比例縮放的VGT信號(hào)cVGT。在步驟316中，VGT致動(dòng)模塊212可基于比例縮放的VGT信號(hào)cVGT產(chǎn)生VGT致動(dòng) 信號(hào)aVGT，以致動(dòng)VGT 20中的葉片。在步驟318中，環(huán)控制模塊200可從發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感 器48接收發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd，并可從MAF傳感器32接收MAF信號(hào)AirFlow。MAF信號(hào) AirFlow可用于指示發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載可基于MAF信號(hào)AirFlow確定，所述MAF信號(hào) AirFlow指示了經(jīng)過進(jìn)氣歧管38的入口 30的空氣流率。在步驟320中，環(huán)控制模塊200接收發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd，并確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度信 號(hào)EngSpd是否大于預(yù)定速度ft~edRPM。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd大于預(yù)定速度ft~edRPM 時(shí)，控制過程可進(jìn)行到步驟322，否則控制過程可進(jìn)行到步驟324。在步驟322中，環(huán)控制模塊200接收MAF信號(hào)AirFlow并確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載是否大 于預(yù)定值I^redMAF。當(dāng)MAF信號(hào)AirFlow指示發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載大于預(yù)定值I^redMAF時(shí)，控制過程可進(jìn)行到步驟330，否則控制過程可進(jìn)行到步驟324。當(dāng)滿足步驟320和322的條件時(shí)，可 在雙環(huán)控制模式中致動(dòng)VGT 20和BPV 22。在步驟324中，環(huán)控制模塊200確定BPV 22是否可完全關(guān)閉。用于關(guān)閉BPV 22 的條件可基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)EngLd之間的關(guān)系來滿足。僅作 為示例，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd小于發(fā)動(dòng)機(jī)速度閾值并持續(xù)預(yù)定時(shí)間段時(shí)，可滿足第一 條件。作為另一個(gè)示例，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)EngLd小于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載閾值并持續(xù)預(yù)定時(shí)間段 時(shí)，可滿足第二條件。所述關(guān)系可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器218的校準(zhǔn)的查找表中。當(dāng)滿足條件時(shí)，控 制過程可返回步驟302，否則控制過程可進(jìn)行到步驟326。在步驟326中，在單環(huán)控制模式期間VGT控制模塊208可作為調(diào)節(jié)分解器執(zhí)行，以 便基于單個(gè)設(shè)定點(diǎn)(例如增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BPsetpt)致動(dòng)VGT 20和BPV 22。例如，BPV 致動(dòng)模塊214可接收VGT控制信號(hào)PIDvgt，并基于VGT控制信號(hào)PIDvgt來獲取存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 器218中的校準(zhǔn)的BPV值216。校準(zhǔn)的BPV值216可存儲(chǔ)在BPV值查找表217中，并可最初 在車輛制造期間被確定。BPV值查找表217可包括不同的一組校準(zhǔn)的BPV值216，其取決于 VGT 20中葉片打開的量。僅作為示例，校準(zhǔn)的BPV值216可以通過BPV 22的第一打開面積和VGT 20中葉 片的第二打開面積之間的比來確定。第一和第二打開面積可以分別表征為相對(duì)于BPV 22 和VGT 20的最大打開面積的百分比。在步驟328中，BPV致動(dòng)模塊214可基于校準(zhǔn)的BPV值216來調(diào)節(jié)BPV 22的打開 面積。盡管在單環(huán)控制模式期間可基于校準(zhǔn)的BPV值216致動(dòng)BPV 22，但排氣壓力的波動(dòng) 可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失，從而導(dǎo)致不平滑的瞬時(shí)操作?？赏ㄟ^引入另外的設(shè)定點(diǎn)(例如， 排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EPsetpt)來減小由發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳感器47檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失。現(xiàn)在還參照?qǐng)D4，僅作為示例，示出了在單環(huán)控制模式期間產(chǎn)生的EMP信號(hào)400、發(fā) 動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)402、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)404、燃料消耗率信號(hào)406、實(shí)際增壓壓力信號(hào)408和增 壓壓力設(shè)定點(diǎn)信號(hào)410的示例性曲線圖。示例性曲線圖示出了在BPV 22的打開狀態(tài)和關(guān) 閉狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變期間的信號(hào)400、402的變化。在預(yù)定時(shí)間段414期間EMP信號(hào)400的增加(標(biāo)記為412)指示了排氣系統(tǒng)的排 氣壓力中的波動(dòng)。該波動(dòng)可在BPV 22快速打開時(shí)由排氣背壓(EBP)引起，其限制了排氣系 統(tǒng)中的排氣的流動(dòng)。EBP傳感器可用于產(chǎn)生EBP信號(hào)，其指示排氣系統(tǒng)的EBP。EMP中的增加可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)速度的上升，其由預(yù)定時(shí)間段414期間發(fā)動(dòng)機(jī)速度信 號(hào)404的區(qū)段413示出。EMP的增加還可導(dǎo)致噴入汽缸40中的燃料的上升，其由預(yù)定時(shí)間 段414期間燃料消耗率信號(hào)406的區(qū)段415示出。盡管在單環(huán)控制模式期間實(shí)際增壓壓力信號(hào)408跟隨控制目標(biāo)(例如增壓壓力設(shè) 定點(diǎn)信號(hào)410)，但是EBP可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失。發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失對(duì)應(yīng)于在預(yù)定時(shí)間段414 期間發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)402的減小(標(biāo)記為416)。EBP降低了發(fā)動(dòng)機(jī)性能和燃料經(jīng)濟(jì)性。雙 環(huán)控制系統(tǒng)使用排氣壓力設(shè)定點(diǎn)和增壓壓力設(shè)定點(diǎn)作為控制目標(biāo)以減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失。在步驟330中，環(huán)控制模塊200可產(chǎn)生環(huán)控制信號(hào)LPctrl，其指示了雙環(huán)控制模 式。雙環(huán)控制模式指示基于發(fā)動(dòng)機(jī)12的增壓壓力和排氣壓力來控制渦輪增壓器控制系統(tǒng) 14的VGT 20和BPV 22。雙環(huán)控制模式可使用雙設(shè)定點(diǎn)(例如增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值BPsetpt 和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)EPsetpt)作為控制目標(biāo)。
與雙環(huán)控制模式不同，單個(gè)設(shè)定點(diǎn)(例如增壓壓力設(shè)定點(diǎn)BPsetpt)可在單環(huán)控制 模式中使用。在單環(huán)控制模式中，基于校準(zhǔn)的BPV值216操作BPV 22。校準(zhǔn)的BPV值216 可由校準(zhǔn)程序確定，該校準(zhǔn)程序在車輛的制造期間執(zhí)行。校準(zhǔn)的BPV值216可經(jīng)由校準(zhǔn)程 序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器218中。在雙環(huán)控制模式中，可基于排氣壓力設(shè)定點(diǎn)EPsetpt操作BPV 22 而不使用校準(zhǔn)的BPV值216。因此，可執(zhí)行更少的校準(zhǔn)程序來產(chǎn)生校準(zhǔn)的BPV值216。在步驟332中，設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202可基于環(huán)控制信號(hào)LPctrl、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào) EngSpd和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)EngTrq從排氣壓力設(shè)定點(diǎn)查找表220選擇性地獲取排氣壓力設(shè) 定點(diǎn)值EPsetpt。例如，當(dāng)BPV 22處于雙環(huán)控制模式時(shí)，設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202選擇排氣壓力 設(shè)定點(diǎn)查找表220。設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202獲取存儲(chǔ)在排氣壓力設(shè)定點(diǎn)查找表220中的排氣 壓力設(shè)定點(diǎn)值EPsetpt。設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)EngSpd和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信 號(hào)EngTrq選擇排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EPsetpt。在步驟334中，EMP誤差模塊222從設(shè)定點(diǎn)選擇模塊202接收排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值 EPsetpt。EMP誤差模塊222還從EMP傳感器54接收EMP信號(hào)ExtJres。EMP信號(hào)ExhPres 指示排氣歧管50、52中的排氣壓力。在步驟336中，EMP誤差模塊222可基于排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EPsetpt和EMP信號(hào) ExhPres之間的差產(chǎn)生EMP誤差信號(hào)empERR。EMP信號(hào)ExUres可由其他發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)代替， 例如排氣再循環(huán)(EGR)閥位置信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可包括EGR系統(tǒng)以減小發(fā)動(dòng)機(jī)排放。EGR系統(tǒng)使排氣再循環(huán)回到汽缸。 EGR閥調(diào)節(jié)在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間由汽缸接收的排氣量。由汽缸接收的排氣量的變化可影響排 氣歧管壓力。EGR閥位置信號(hào)可代替EMP信號(hào)EXhft~es使用，以指示排氣歧管壓力。EMP誤差模塊222將排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EI^etpt與EMP信號(hào)相比較。EMP誤差模 塊222基于排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EPsetpt和EMP信號(hào)ExUres之間的差產(chǎn)生EMP誤差信號(hào) empERRο在步驟338中，BPV控制模塊2M可基于EMP誤差信號(hào)empERR產(chǎn)生BPV控制信號(hào) PIDbpv。BPV控制模塊2 可為PID控制模塊，其具有比例P值、積分I值和微分D值?；?于排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值EPsetpt和EMP信號(hào)ExUres提供EMP誤差信號(hào)empERR，以便為期望 的控制響應(yīng)實(shí)現(xiàn)期望的P、I和D值。設(shè)定點(diǎn)值EI^etpt可在雙環(huán)控制模式期間提供平滑瞬 時(shí)操作。在步驟340中，BPV限制模塊2 可接收并比例縮放BPV控制信號(hào)PIDbpv到BPV 22的工作范圍內(nèi)。BPV限制模塊2 基于BPV控制信號(hào)PIDbpv產(chǎn)生比例縮放的BPV信號(hào) cBPV。在步驟342中，BPV致動(dòng)模塊214可接收比例縮放的BPV信號(hào)cBPV，并基于比例縮放 的BPV信號(hào)cBPV產(chǎn)生BPV致動(dòng)信號(hào)aBPV，以致動(dòng)BPV 22。在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，控制過程可 迭代地執(zhí)行步驟302-342。上述步驟應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是示例性例子；取決于應(yīng)用，這些步驟可在重疊時(shí)間段期間 順序地、同步地、同時(shí)地、連續(xù)地執(zhí)行，或者按照不同順序執(zhí)行。本公開的廣泛教導(dǎo)可按照多種形式實(shí)施。因此，盡管本公開包括了具體示例，但本 公開的真實(shí)范圍卻不應(yīng)當(dāng)限于這些具體示例，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員在研究了附圖、說明書 和所附權(quán)利要求后將會(huì)明白其他的修改。
權(quán)利要求
1.一種用于順序起動(dòng)的渦輪增壓器的系統(tǒng)，包括環(huán)控制模塊，其基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)產(chǎn)生環(huán)控制模式信號(hào)，其中所述環(huán)控制模式信號(hào)指示了單環(huán)控制模式和雙環(huán)控制模式中的一種；設(shè)定點(diǎn)選擇模塊，其基于所述環(huán)控制模式信號(hào)、所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信 號(hào)來確定增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值中的至少一個(gè)；以及環(huán)操作模塊，其在所述單環(huán)控制模式期間基于所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值并且在所述雙環(huán) 控制模式期間基于所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和所述排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值來操作所述順序起動(dòng) 的渦輪增壓器的可變幾何渦輪和旁通閥中的至少一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)大于第一預(yù)定值時(shí) 和當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)大于第二預(yù)定值時(shí)，所述環(huán)控制模塊產(chǎn)生指示了所述雙環(huán)控制模 式的所述環(huán)控制模式信號(hào)；以及其中當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)小于或等于所述第一預(yù)定值時(shí)和當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào) 小于或等于所述第二預(yù)定值時(shí)的至少一種情形中，所述環(huán)控制模塊產(chǎn)生指示所述單環(huán)控制 模式的所述環(huán)控制模式信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器，其產(chǎn)生所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)；以及空氣質(zhì)量流量傳感器，其產(chǎn)生所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩傳感器，其基于燃 料被噴射到發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)的速率來產(chǎn)生所述發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述順序起動(dòng)的渦輪增壓器在所述單環(huán) 控制模式中操作時(shí)，所述設(shè)定點(diǎn)選擇模塊選擇所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值，以及當(dāng)所述順序起動(dòng)的渦輪增壓器在所述雙環(huán)控制模式中操作時(shí)，所述設(shè)定點(diǎn)選擇模塊選 擇所述增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和所述排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)操作模塊包括誤差模塊，其基于所述 增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和歧管絕對(duì)壓力信號(hào)之間的差產(chǎn)生誤差信號(hào)，以及其中所述誤差模塊基于所述排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣歧管壓力信號(hào)之間的差產(chǎn)生所 述誤差信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述誤差模塊基于所述排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值 和排氣再循環(huán)閥位置信號(hào)之間的差產(chǎn)生所述誤差信號(hào)。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)操作模塊進(jìn)一步包括控制模塊，其基于所述誤差信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)；限制模塊，其基于所述控制信號(hào)產(chǎn)生比例縮放的信號(hào)；以及致動(dòng)模塊，其基于所述比例縮放的信號(hào)產(chǎn)生致動(dòng)信號(hào)，以致動(dòng)所述可變幾何渦輪中的 葉片和所述旁通閥中的至少一個(gè)。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊向所述致動(dòng)模塊發(fā)送信號(hào)，以 在所述單環(huán)控制模式期間基于校準(zhǔn)的BPV值致動(dòng)所述旁通閥，以及其中所述校準(zhǔn)的BPV值基于所述可變幾何渦輪中的葉片的打開度來確定。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述致動(dòng)模塊基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度和所述 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載之間的關(guān)系將所述旁通閥致動(dòng)到完全關(guān)閉位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于順序起動(dòng)的渦輪增壓器的雙環(huán)控制系統(tǒng)和方法。具體地，提供了一種系統(tǒng)，其包括環(huán)控制模塊、設(shè)定點(diǎn)模塊和環(huán)操作模塊。環(huán)控制模塊基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)產(chǎn)生環(huán)控制模式信號(hào)。環(huán)控制模式信號(hào)指示了單環(huán)控制模式和雙環(huán)控制模式中的一種。設(shè)定點(diǎn)選擇模塊基于環(huán)控制模式信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩信號(hào)來確定增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值中的至少一個(gè)。環(huán)操作模塊在單環(huán)控制模式期間基于增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值并在雙環(huán)控制模式期間基于增壓壓力設(shè)定點(diǎn)值和排氣壓力設(shè)定點(diǎn)值來操作順序起動(dòng)的渦輪增壓器的可變幾何渦輪和旁通閥中的至少一個(gè)。
文檔編號(hào)F02B37/12GK102072012SQ20101055408
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者A·甘戈帕迪亞伊, Z·S·劉 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司