運行配備氣動增壓系統(tǒng)的車輛的方法
【專利摘要】一種用于改進車輛性能的設(shè)備和方法，其通過以在最大可行程度上使超過不同運行限值的可能性最小化的同時增大發(fā)動機扭矩輸出的方式施加氣動增壓至車輛發(fā)動機（包括具有供應(yīng)空氣至發(fā)動機的至少一個渦輪增壓器的柴油發(fā)動機）而進行。所述車輛的氣動增壓系統(tǒng)控制器通過以下項而實施用于在增壓事件期間使空氣噴射的速率成形、定制空氣噴射以在遵守運行限值的同時獲得最大發(fā)動機扭矩輸出的策略：在增壓事件期間控制定時、持續(xù)時間、數(shù)量和/或噴射型式以在增壓事件過程中實現(xiàn)壓縮空氣噴射的精細化分布以提供所要發(fā)動機扭矩輸出和燃料效率，同時使超過多種運行限值、法定、工程和乘客舒適度限值的可能性最小化。
【專利說明】運行配備氣動增壓系統(tǒng)的車輛的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于改進許多領(lǐng)域的車輛性能(包括加速、燃料經(jīng)濟性和減排）的設(shè)備和方法。尤其，本發(fā)明涉及以增大發(fā)動機扭矩輸出（以滿足設(shè)計、法定和其它要求的方式)的方式施加氣動增壓至車輛發(fā)動機(包括具有供應(yīng)空氣至發(fā)動機的進氣歧管的至少一個渦輪增壓器的商用車輛柴油發(fā)動機）的設(shè)備和方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]內(nèi)燃發(fā)動機(諸如，例如柴油發(fā)動機)通常配有廢氣渦輪增壓器。例如，圖I示出具有耦接至廢氣渦輪增壓器2的排氣管路10的內(nèi)燃發(fā)動機I的示意圖。廢氣渦輪增壓器具有由來自排氣管路10的廢氣驅(qū)動的渦輪4。渦輪4耦接至壓縮機3 (這些組件一起形成渦輪增壓器葉輪單元)，其壓縮來自進氣進口 11的進氣。從壓縮機3排出的壓縮空氣被饋送至發(fā)動機I的進氣管路9’以增大發(fā)動機I中的氣壓，并且由此在汽缸的各自進氣閥打開時將比發(fā)動機吸氣情況下可能饋送至汽缸中的空氣更多的空氣饋送至發(fā)動機的汽缸中。因渦輪增壓器將額外空氣供應(yīng)至發(fā)動機氣缸中，連同來自發(fā)動機的燃料噴射系統(tǒng)的相關(guān)額外燃料，發(fā)動機的扭矩輸出增大且發(fā)動機以更高效率運行。具體地，當汽缸的進氣閥閉合時，由渦輪增壓器輸送至進氣歧管的額外壓力在發(fā)動機汽缸中形成更大壓力。當組合額外燃料且被點燃時，存在于汽缸中的更大空氣質(zhì)量形成更高燃料壓力，且因此更高活塞力通過發(fā)動機的曲軸轉(zhuǎn)化為更高發(fā)動機扭矩輸出。此外，增大的燃燒質(zhì)量和壓力產(chǎn)生更高壓力和體積的廢氣，其接著在廢氣中提供額外能量以驅(qū)動渦輪增壓器的渦輪。增大的廢氣能量進一步增大渦輪增壓器壓縮機的轉(zhuǎn)速，并且由此進一步增大被供應(yīng)至汽缸的空氣量以按更快速率增大發(fā)動機速度和扭矩輸出。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)了解雖然上文和下文討論燃燒空氣經(jīng)由進氣歧管到達發(fā)動機的汽缸，但是本發(fā)明的原理和概念同樣適用于具有替代供氣體積的發(fā)動機，諸如其中進氣配置使得每個汽缸具有相關(guān)進氣“室”而非接收來自共同進氣歧管的進氣的發(fā)動機。
[0004]使用廢氣渦輪增壓器的一個眾所周知的問題是其無法在內(nèi)燃發(fā)動機的所有運行狀態(tài)中輸送足夠的空氣量，最明顯的是在響應(yīng)低發(fā)動機速度下的突然加速需求時。例如，在諸如具有廢氣渦輪增壓器的柴油發(fā)動機的發(fā)動機中，在大的加速需求期間，渦輪增壓器通常由于低發(fā)動機速度和進氣和廢氣輸出的相應(yīng)低質(zhì)量流速而無法供應(yīng)充足的空氣流量以在進氣歧管中產(chǎn)生所需的氣壓量以驅(qū)動渦輪增壓器。因此，內(nèi)燃發(fā)動機反應(yīng)慢，明顯的扭矩輸出和轉(zhuǎn)速增大僅在油門踏板被按壓后的顯著延遲之后發(fā)生(被稱作“渦輪延時”的效應(yīng))。
[0005]已提出不同解決方案來改善“渦輪延時”效應(yīng)，包括其中將壓縮空氣供應(yīng)至發(fā)動機的進氣歧管的配置。這樣一種“氣動增壓”系統(tǒng)的實例圖示在圖I中。在本實例中，儲存器13儲存空氣壓縮機14產(chǎn)生的壓縮空氣。在加速需求開始與渦輪增壓器已積聚足夠壓力以與進氣歧管壓力相等并且開始自行滿足扭矩輸出需求之時之間的瞬態(tài)期期間，響應(yīng)增大發(fā)動機扭矩輸出的需求而將壓縮空氣引入發(fā)動機I的進氣管路9’中。
[0006]從儲存器13供應(yīng)至進氣管路9’中的額外空氣具有至少兩種主要作用。饋送至發(fā)動機I的汽缸的額外燃燒空氣提供發(fā)動機扭矩輸出的即刻增大。額外空氣還導致來自發(fā)動機的廢氣流的更快速增大，其接著幫助渦輪增壓器渦輪4更快速地增大其轉(zhuǎn)速，因此使渦輪增壓器壓縮機3能在進氣管路9’中更快地積聚壓力。此外，渦輪增壓器壓縮機可越快供應(yīng)足夠壓力以支持扭矩輸出需求，供應(yīng)自儲存器13的額外空氣流量可越快停止，節(jié)省壓縮空氣用于其它用途及減小車輛空氣壓縮機的占空比。
[0007]圖I實例中從儲存器13噴射壓縮空氣經(jīng)由進氣控制裝置7發(fā)生。進氣控制裝置7配置在進氣管路9’與渦輪增壓器的壓縮機3或如圖I中所示壓縮機3下游的增壓空氣冷卻器5之間。圖2中示意圖示的進氣控制裝置7與增壓空氣冷卻器5的進口 6連接且與進氣管路9’的出口 9連接。
[0008]擋板元件16位于進氣控制裝置7內(nèi)，介于進口 6與出口 9之間?？赏ㄟ^調(diào)整電機17調(diào)整擋板元件16以在壓縮空氣被噴射至進氣管路時關(guān)閉從進口 6至出口 9的連接。閉合擋板防止噴射的壓縮空氣朝向渦輪增壓器回流以幫助更快速地增大發(fā)動機氣缸中的壓力，其接著增大排氣管路壓力和所得的渦輪增壓器排氣壓力增大的速率。此外，閉合擋板還提供渦輪增壓器下游的閉合體積以進一步協(xié)助積聚渦輪增壓器排氣壓力。
[0009]壓縮空氣進口 8經(jīng)由流量調(diào)節(jié)裝置20連接至儲存器13的出口 9?？刂破?5用于控制流量調(diào)節(jié)裝置20和調(diào)整電機17?？刂蒲b置15從壓力傳感器18和19接收輸入，所述壓力傳感器18和19分別測量出口 9上的出口壓力和增壓空氣進口 6上的進口壓力。
[0010]在運行時，流量調(diào)節(jié)裝置20通過打開從壓縮空氣進口 8至出口 9的連接而將壓縮空氣供應(yīng)至發(fā)動機進氣歧管。大致同時，擋板元件16閉合以防止噴射的壓縮空氣從儲存器13流回至廢氣渦輪增壓器的壓縮機3中。當來自儲存器13的壓縮空氣噴射結(jié)束時，擋板元件16再次打開以允許現(xiàn)在充足的來自渦輪增壓器壓縮機3的排放的壓縮空氣供應(yīng)流至進氣管路9’中。
[0011]雖然先前已知將壓縮空氣噴射至發(fā)動機的進氣歧管中以減小“渦輪延時”，但是本領(lǐng)域中工作的重點主要是使可用于流至發(fā)動機進氣歧管中的壓縮空氣量最大化及使從氣動增壓事件發(fā)起至壓縮空氣實際噴射的響應(yīng)時間最小化以即刻開始增大發(fā)動機扭矩輸出及在來自發(fā)動機的扭矩傳輸中避免非所要的駕駛員感知的延遲。
[0012]現(xiàn)有氣動增壓系統(tǒng)的一個問題是有時在氣動增壓事件開始時由非常快的壓縮空氣噴射導致的發(fā)動機扭矩輸出的非常陡然的增大。還可能在隨后壓縮空氣噴射終止時及在進氣擋板切換打開以恢復(fù)至發(fā)動機的渦輪增壓器輸出時經(jīng)歷這種急劇的發(fā)動機扭矩輸出瞬態(tài)。這些瞬態(tài)可能對車輛駕駛員和乘客造成明顯的不舒適。
[0013]先前氣動增壓系統(tǒng)的另一個問題是在急于快速增強發(fā)動機扭矩輸出直到渦輪增壓器已積聚充足壓力過程中，可能超過法定限值，諸如污染排放限值。突然施加過量氣動增壓還具有對發(fā)動機組件造成突加負載的可能。例如，突然施加過量氣動增壓可能施加大量扭矩至車輛傳動系，其可能接近發(fā)動機、變速器和/或傳動軸應(yīng)力限值。過量氣動增壓還可能產(chǎn)生來自發(fā)動機的突發(fā)高體積、高壓廢氣流，其可能導致渦輪增壓器渦輪壓縮機總成的速度上升至高水平。類似地，突發(fā)的壓縮空氣噴射和伴隨的增大的廢氣流可能造成對發(fā)動機的進氣中間冷卻器和其相關(guān)管道的過度施壓的可能。
[0014]先前氣動增壓系統(tǒng)的另一個問題是過量噴射壓縮空氣及結(jié)果耗用車輛的壓縮空氣儲備至低于確保關(guān)鍵車輛安全系統(tǒng)(諸如空氣制動器）以及其它車輛系統(tǒng)的可操作性所需的最小數(shù)量的可能。一種使這種問題最小化的方法是獲得和安裝較大空氣壓縮機和壓縮空氣儲存容器，其能夠滿足關(guān)鍵空氣消耗系統(tǒng)的需要和氣動增壓噴射系統(tǒng)的預(yù)期額外需求。但是，這種方法具有其自身的問題，包括對于更大和更多數(shù)空氣處理組件的增加成本和重量的代價、由于增大的車輛重量及消耗更多發(fā)動機功率輸出以驅(qū)動較大壓縮機的需要而增大的燃料消耗和阻礙設(shè)計者增加額外儲存器的能力的空間限制。
發(fā)明概要
[0015]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的這些和其它問題，本發(fā)明的目標是提供一種氣動增壓系統(tǒng)和運行方法，其改進車輛操作性能同時確保在氣動增壓事件期間滿足設(shè)計、運行和法定限制。通過一種氣動增壓系統(tǒng)解決這個目標，所述氣動增壓系統(tǒng)被控制來實施用于在氣動增壓事件期間通過在增壓事件期間控制噴射以改變空氣噴射對時間曲線圖上的壓縮空氣噴射的“形狀”而使壓縮空氣噴射的速率成形的不同策略。氣動增壓事件期間的這種壓縮空氣噴射“速率成形”法以與現(xiàn)有技術(shù)的盡可能快地噴射盡可能多的空氣的典型方法正好相反的方式管控氣動增壓系統(tǒng)運行。而是，本發(fā)明的方法是定制壓縮空氣噴射的發(fā)起時間、持續(xù)時間、流速等以在氣動增壓事件過程中實現(xiàn)壓縮空氣噴射的高度精細化分布以改進與多種運行、法定、工程和乘客舒適度限值的相符性。
[0016]應(yīng)了解，本發(fā)明中的“速率成形”不僅僅減慢氣動增壓事件期間壓縮空氣噴射的速率，而且包括多種壓縮空氣噴射型式，其中壓縮空氣輸送速率“成形”以提供盡可能多的發(fā)動機扭矩輸出同時在最大可行程度內(nèi)避免超過適用限值。(或者，速率成形空氣噴射可用于控制扭矩輸出變化的速率)。因此，速率成形涉及提供隨時間分布的可變量的壓縮空氣，例如，在壓縮空氣噴射事件中使壓縮空氣噴射速率曲線的“峰值”移至更早或更遲，提供分布期限內(nèi)輸送的壓縮空氣噴射的多個“峰值”及/或使壓縮空氣噴射速率符合由車輛參數(shù)的實時監(jiān)測定義的限值。
[0017]還可為本發(fā)明的速率成形壓縮空氣噴射提供多個開始/停止事件。提供對壓縮空氣噴射曲線的形狀的所要可變控制的優(yōu)選方法是使用在多級氣動增壓系統(tǒng)中使用超過一個高速螺線管控制的空氣閥。特別優(yōu)選的方法是提供具有不同空氣流量額定值且在氣動增壓事件期間通過個別閥門的控制電路的脈沖寬度調(diào)制(“PWM”)而在任何時刻控制壓縮空氣噴射量的多個壓縮空氣噴射閥。
[0018]本發(fā)明監(jiān)測車輛參數(shù)及/或在系統(tǒng)組件之間交換這些參數(shù)以實現(xiàn)實時進行壓縮空氣噴射調(diào)整的能力提供將壓縮空氣噴射量與實際需求匹配的先前未知精度水平并且賦予實現(xiàn)多種好處的機會。
[0019]配備速率成形氣動增壓系統(tǒng)的車輛系統(tǒng)的第一個好處是可獲得明顯的燃料效率增大。由使用速率成形壓縮空氣噴射以改進燃燒和廢氣產(chǎn)生以更快速地使發(fā)動機進入發(fā)動機以其最高效燃料效率運行的發(fā)動機速度范圍(通常被稱作發(fā)動機的“最有效點”)并且由此使車輛在最小時間量內(nèi)及以可能的最小燃料消耗量進入所要行駛速度同時仍避免運行、排放和/或設(shè)備工程限值而得到的燃料節(jié)省。
[0020]本發(fā)明的速率成形的額外好處是車輛設(shè)計者可避免不必要的壓縮空氣使用并且因此減小車輛的所安裝壓縮空氣產(chǎn)生和儲存設(shè)備的大小和成本。具體地，通過僅噴射獲得所要車輛加速所需的壓縮空氣的實際量同時仍維持與運行限值的相符性且僅在氣動增壓事件期間實際需要壓縮空氣時如此噴射，本發(fā)明可以比先前氣動增壓系統(tǒng)通常消耗的少的壓縮空氣獲得所要水平的發(fā)動機扭矩輸出。壓縮空氣噴射的增大精度減小車輛運行期間所需的壓縮空氣體積，允許車輛設(shè)計者減小壓縮空氣產(chǎn)生和儲存組件的大小以匹配較低壓縮空氣需求。由于減小的車輛重量及由于來自車輛空氣壓縮機的減小的寄生能量損失，組件大小和容量的這些減小提供其它燃料經(jīng)濟性好處。
[0021]本發(fā)明的壓縮空氣噴射的數(shù)量、持續(xù)時間和/或時點的“成形”的另一個好處是氣動增壓事件期間這些參數(shù)的直接控制可提供不同車輛系統(tǒng)的響應(yīng)的間接控制。通過選擇性地定制壓縮空氣噴射速率曲線(例如，通過使空氣噴射質(zhì)量流速對時間曲線化而形成的曲線)的形狀，可使不同車輛組件和系統(tǒng)在所要范圍內(nèi)運行和/或避免運行限值同時仍輸送增大的發(fā)動機扭矩輸出以補償至少一些(若非所有)渦輪延時。例如，現(xiàn)有技術(shù)的顆粒排放管理注重低發(fā)動機速度(廢氣壓力低時的發(fā)動機運行點)和/或在高發(fā)動機負載條件下開始的高加速需求期間空氣燃料比的精確控制。當不足量的空氣可用于防止空氣燃料比變得過度富余時，所得燃燒過程在廢氣流中留下顆粒物質(zhì)的形式的未燃碳氫化合物(如果是足夠高的數(shù)量，那么顆粒物質(zhì)以“煙”的形式可見)。這些未燃碳氫化合物可在廢氣流中呈現(xiàn)煙和/或固體顆粒的形式。本發(fā)明的速率成形允許所要數(shù)量的新鮮空氣噴射以在所要運行范圍下增大過量空氣比以實現(xiàn)對于在燃燒過程期間減小顆粒物質(zhì)形成有利的所要空氣燃料比。使用速率成形壓縮空氣噴射以改進與限值的相符性的另一個實例是使用定制的空氣噴射以在高加速需求期間控制NOx形成。傳統(tǒng)上，燃燒過程期間的NOx形成的氣缸內(nèi)減小通過廢氣再循環(huán)(“EGR”)(一種使廢氣流的一部分再循環(huán)回進氣口以與汽缸中的輸入新鮮空氣混合的過程)而處理。再循環(huán)廢氣中的惰性成分導致較低溫燃燒，使汽缸內(nèi)溫度降至遠離與NOx形成相關(guān)的高溫范圍。當廢氣流中的壓力高于進氣供應(yīng)體積中的壓力(或，更概括地說，高于EGR流噴射的任意點上的壓力)時，促進至進氣供應(yīng)體積的EGR流。在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的氣動增壓事件期間，噴射的增壓空氣可能導致進氣中的壓力高于廢氣流中的壓力，并且由此抑制EGR流。使用本發(fā)明的速率成形噴射，進氣管氣壓增加、衰減和/或持續(xù)的速率可被定制來允許EGR流比現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)更快地進入進氣管以更快速地使顆粒物質(zhì)產(chǎn)生最小化并且改進排放相符性。此外，計算和測試表明這樣一種速率成形噴射導致發(fā)動機更快地達到發(fā)動機的優(yōu)選運行速度范圍(其為“最有效點”)并且在所述范圍內(nèi)保持更長時間。這導致發(fā)動機在對于典型排放測試循環(huán)期間的廢氣流和較低NOx形成有利的條件中運行更長時間。
[0022]排放限值偏移預(yù)計在接下來幾年將在歐洲和全球其它地區(qū)生效的日益嚴厲的政府法規(guī)下變得更成問題。預(yù)計為了滿足即將出臺的減排要求，配備傳統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)的車輛將需要求借助通常非所要的廢氣后處理系統(tǒng)，諸如選擇性催化還原(“SCR”)催化劑和相關(guān)尿素噴射系統(tǒng)。這種額外設(shè)備預(yù)計給配備現(xiàn)有氣動增壓系統(tǒng)的車輛帶來非所要的重量、成本、復(fù)雜性和維護要求(例如，尿素補充)代價。
[0023]本發(fā)明對壓縮空氣噴射的時點、持續(xù)時間和數(shù)量的精確速率成形控制提供使與即將出臺的更嚴厲排放限值的相符性最大化而無需借助額外后處理設(shè)備的機會。例如，可調(diào)整壓縮空氣噴射的數(shù)量和時點以減小燃燒過程期間形成的顆粒物質(zhì)量。在典型的柴油發(fā)動機燃燒過程中顆粒物質(zhì)與NOx排放的產(chǎn)生成反比。由于發(fā)動機設(shè)計者采用方法減小NOx排放以滿足更為嚴厲的法定限值，所以顆粒物質(zhì)通常增加。但是，由于顆粒物質(zhì)產(chǎn)生也必須滿足法定限值，所以還需要減少顆粒物質(zhì)的方法。一種減少顆粒物質(zhì)的方法是提供過量空氣至燃燒室中。過量空氣比，λ (lambda)可隨經(jīng)仔細定時和定大小的壓縮空氣噴射而增大。有關(guān)配備本發(fā)明的速率成形氣動增壓系統(tǒng)的發(fā)動機的發(fā)動機測功機的計算和測試測量顯示典型法定排放測試循環(huán)期間顆粒物質(zhì)15%至25%數(shù)量級的減小。此外，由于壓縮空氣噴射導致更長時間處于發(fā)動機以其最大效率運行的發(fā)動機速度范圍中，所以廢氣壓力處于比在沒有壓縮空氣噴射的情況下高的壓力。這導致廢氣歧管與進氣歧管之間的有利壓力比，其在法定排放測試循環(huán)期間促進更常提供令人滿意的廢氣再循環(huán)量的能力(其幫助進一步抑制NOx形成)。發(fā)動機測功機上的發(fā)動機模擬和測試測量顯示廢氣再循環(huán)流可在加速瞬態(tài)之后更快速地重建至進氣歧管，比先前可實現(xiàn)的快3秒至4秒的數(shù)量級。
[0024]速率成形氣動增壓所賦予的對排放的精確得多的控制的相關(guān)好處是減小燃燒后排放控制設(shè)備的容量的可能。例如，氣動增壓事件瞬態(tài)期間觀測到的顆粒材料排放的明顯減小可允許組件(諸如柴油機顆粒過濾器)縮小規(guī)模。減小的組件體積方便車輛組件包裝，并且通過使昂貴的廢氣處理材料(諸如鉬)的數(shù)量最小化而減小成本。
[0025]本發(fā)明的速率成形法的另一個好處是提供提高的發(fā)動機制動能力，其允許使用更小、更高效的發(fā)動機同時仍在相當于較大發(fā)動機所提供等級的發(fā)動機制動。減壓制動廣泛用于商用車輛柴油發(fā)動機以改進制動性能。在減壓制動中，發(fā)動機用于對傳動系統(tǒng)形成明顯阻力以在長下坡駕駛設(shè)定檔期間使車輛組合保持合理速度。為了保持合理速度，發(fā)動機通過限制對發(fā)動機的燃料供應(yīng)及對來自發(fā)動機氣缸的壓力釋放仔細定時而本質(zhì)上以空氣壓縮機形式運行(即，在活塞已通過壓縮進氣而將從傳動系取得的能量轉(zhuǎn)化為功后，通過在活塞接近TDC (上死點)時，通過打開泄壓閥而釋放壓縮空氣)。TDC附近汽缸中壓力的釋放防止壓縮空氣在活塞下沖程期間將其能量返回至活塞。
[0026]在推動取得發(fā)動機的更好燃料經(jīng)濟性時，一個解決方案是用較小、更有力的發(fā)動機完成先前發(fā)動機的職責。但是，雖然較小發(fā)動機可被設(shè)計來提供所需高水平的馬力和扭矩，但是其無法提供與先前較大排量發(fā)動機一樣大的減壓制動量(減壓制動性能與發(fā)動機汽缸的活塞排量相關(guān))。因此，在沒有進一步措施的情況下，使用較小發(fā)動機對主制動系統(tǒng)(即，車輪制動器)形成相關(guān)的更高負擔，這是因為必須由主制動器執(zhí)行更多制動來補償較小發(fā)動機減小的減壓制動能力。
[0027]來自氣動增壓系統(tǒng)的壓縮空氣的速率成形噴射提供對與使用較小發(fā)動機相關(guān)的不足減壓制動問題的潛在解決方案。具體地，氣動增壓系統(tǒng)可用于至少在減壓制動需求事件的特定部分期間用于將額外空氣噴射至進氣歧管中以在活塞在汽缸中下降時增加載入汽缸中的進氣量。在活塞后續(xù)壓縮這個增大的進氣質(zhì)量期間，當活塞移動至TDC時，必須執(zhí)行更多功，其從傳動系提取類似于由較大排量發(fā)動機從傳動系取得的能量數(shù)量的額外能量。這有效地允許較小發(fā)動機增大其“制動輸出”達50%的數(shù)量級，幫助滿足最終用戶對(用較小發(fā)動機)改進燃料效率同時仍維持主制動器性能和壽命的需求。
[0028]使用氣動增壓系統(tǒng)運行以增強減壓制動的其它好處包括使氣動增壓系統(tǒng)和相關(guān)渦輪增壓器配置最佳化，例如以使用速率成形壓縮空氣噴射的選項，其僅保守地在使“過大”渦輪增壓器旋轉(zhuǎn)而足以允許渦輪增壓器產(chǎn)生將提供至發(fā)動機氣缸以增強減壓制動的絕大多數(shù)額外空氣所需的程度內(nèi)使用。
[0029]提供額外減壓制動的替代方法是在制動事件期間接合發(fā)動機驅(qū)動的空氣壓縮機的離合器以使用將供應(yīng)至氣動增壓系統(tǒng)的空氣的產(chǎn)生以改進減壓制動性能(優(yōu)選地，使用比在減壓制動期間對發(fā)動機正常形成額外阻力大的尺寸的壓縮機)。
[0030]本發(fā)明可利用結(jié)合高速電子控制單元實時感測諸如排氣含氧傳感器輸出、廢氣壓力、燃料噴射速率等的參數(shù)以監(jiān)測和控制排放相關(guān)參數(shù)并且將這些參數(shù)與所儲存的不同車輛傳動系運行點上的預(yù)期和先前測量排放的“圖”對比。使用這種實時信息，本發(fā)明的氣動增壓系統(tǒng)控制器隨后可進一步“按比例調(diào)整”或另外使壓縮空氣噴射流量、持續(xù)時間和/或定時重新成形以提供在相關(guān)排放或車輛運行限值(例如，NOx和/或顆粒排放限值和/或最大設(shè)備應(yīng)力水平)內(nèi)賦予最大發(fā)動機扭矩輸出的精細化空氣噴射型式。使用這種速率成形精細化，初步計算和測試表明配備本發(fā)明的速率成形氣動增壓系統(tǒng)的車輛將提供與配備傳統(tǒng)氣動增壓系統(tǒng)的車輛幾乎相同的發(fā)動機扭矩輸出和車輛加速性能，而且提供車輛排放的充分控制以避免對額外排放控制設(shè)備的需要和其相關(guān)成本、重量和維護代價。
[0031]本發(fā)明的額外目標是提供一種具有速率成形的氣動增壓系統(tǒng)，其允許在定制車輛傳動系性能和排放性能方面的靈活性以適應(yīng)個別客戶的需要和/或需求。例如，與本發(fā)明的速率成形被最佳化以在無需借助額外后處理設(shè)備的情況下使排放最小化的車輛相比，如果車輛系統(tǒng)采用后處理裝置來滿足NOx要求，那么可以其它方式使本發(fā)明的速率成形壓縮空氣噴射最佳化，諸如通過使燃料經(jīng)濟性最大化、使顆粒排放最小化和/或輸送較大發(fā)動機扭矩輸出(通過放寬對在無SCR轉(zhuǎn)化器的情況下需維持的顆粒物質(zhì)和NOx排放限值而變得可能)。
[0032]本發(fā)明的其它目標包括提供氣動增壓系統(tǒng)組件和運行策略，其允許氣動增壓系統(tǒng)與其它車輛組件一起協(xié)調(diào)其運行。這種協(xié)調(diào)實現(xiàn)多種潛在好處，包括通過協(xié)調(diào)空氣噴射和燃料噴射而使額外發(fā)動機扭矩輸出更快獲得及通過結(jié)合使用變速器控制器(其控制對可通過速率成形壓縮空氣噴射獲得的發(fā)動機扭矩進行最佳使用的換檔策略)協(xié)調(diào)氣動增壓而實現(xiàn)較小、燃料效率更高發(fā)動機的使用。對于前者，先前排放控制主要依賴基于輸入空氣量的反應(yīng)測量對噴射至發(fā)動機中的燃料量和/或提供至燃燒室的廢氣再循環(huán)量的控制。因此，在配備先前氣動增壓系統(tǒng)的車輛中，獲得增大的發(fā)動機扭矩輸出的延遲可能在氣動增壓事件開始時發(fā)生，這是因為無論增大的空氣噴射量，燃料噴射系統(tǒng)無法足夠快地將額外燃料添加至發(fā)動機以匹配增大的空氣噴射。在沒有需匹配額外空氣的燃料的情況下，發(fā)動機扭矩輸出無明顯增大且變得難以維持適當?shù)目諝馊剂媳群脱h(huán)廢氣量以避免排放偏移。
[0033]相比之下，當配備本發(fā)明的車輛的駕駛員要求氣動增壓事件時，氣動增壓控制器可被編程來例如通過發(fā)送信號至燃料噴射控制器以提供輸入壓縮空氣噴射量的實時指示而與發(fā)動機的燃料噴射控制器協(xié)調(diào)其運行。在這種“預(yù)先加燃料”方法中，燃料噴射控制器可立即開始定制燃料噴射以精準匹配到達發(fā)動機燃燒室的空氣量，而無需等待其它車輛傳感器的響應(yīng)以告知燃料噴射控制器需要額外燃料。
[0034]來自本發(fā)明的氣動增壓系統(tǒng)控制器與其它車輛組件的類似通信可提供其它好處。例如，當速率成形氣動增壓系統(tǒng)控制器告知燃料噴射控制器將執(zhí)行速率成形壓縮空氣噴射策略時，氣動增壓系統(tǒng)控制器可為變速器的電子換檔控制器提供有關(guān)空氣噴射事件的信息及/或提供信號給變速器控制器，告知控制器變速器可以不同方式換檔。通信可包括有關(guān)計劃和/或?qū)嶋H壓縮空氣噴射速率設(shè)定檔本身的信息，變速器控制器可從所述信息確定是否應(yīng)及應(yīng)如何改變變速器的換檔?；蛘撸瑲鈩釉鰤合到y(tǒng)的控制器可為變速器控制器提供特定方向，例如以比正常更快地換檔至更高檔位或使用不同換檔設(shè)定檔，諸如以“跳過”一或多個中間檔位的方式換檔(例如，從第二檔換檔至第五檔)。這些更快升檔通過由速率成形壓縮空氣噴射和更快、更精確的燃料噴射而獲得的增大的發(fā)動機扭矩輸出而變得可能。通過比無增壓事件中另外完成的情況更快地換檔至更高檔位，允許發(fā)動機在其最高效運行范圍內(nèi)運行更長時間，其減小燃料消耗。初步計算和測試表明快速換檔和跳檔提供顯著的燃料經(jīng)濟性增大，同時得到僅稍微比用先前氣動增壓系統(tǒng)可獲得的慢的車輛時間速度比性倉泛。
[0035]本發(fā)明的另一個目標是在氣動增壓事件瞬態(tài)期間提供改進的駕駛員和/或乘客舒適度。通過監(jiān)測車輛的運行參數(shù)(諸如，從輪速傳感器獲得的輪速(可從其中計算加速度))，氣動增壓系統(tǒng)的控制器可確定所要最大加速速率已被超過或?qū)⒈怀^并且調(diào)整壓縮空氣噴射以使車輛加速度處于或低于預(yù)定加速度閾值。
[0036]這些事件還可用于供氣動增壓系統(tǒng)控制器自適應(yīng)學習。例如，通過在氣動增壓事件期間觀測車輛對壓縮空氣噴射的反應(yīng)，控制器可在相同和/或后續(xù)氣動增壓事件中按比例調(diào)整壓縮空氣噴射或使其另外成形以使超過運行限值的可能性最小化。例如，觀測車輛對壓縮空氣噴射的反應(yīng)可用于推斷車輛處于負載或空載狀態(tài)及/或檢測拖車。作為響應(yīng)，氣動增壓控制器可自動采用更適于當前車輛運行條件的不同壓縮空氣噴射設(shè)定檔或或者可提供指示給駕駛?cè)耍潆S后可例如操作手動選擇開關(guān)以啟動不同噴射設(shè)定檔。
[0037]本發(fā)明使壓縮空氣噴射參數(shù)成形的能力為駕駛員提供“定制”車輛對駕駛員的加速需求的響應(yīng)的能力。在本發(fā)明的一個實施方案中，可為駕駛員提供控制裝置，諸如開關(guān)或系統(tǒng)編程裝置，其可允許駕駛員設(shè)定個人偏好，諸如強化加速或強化燃料經(jīng)濟性以適應(yīng)駕駛員的需求和/或要求。本速率成形法因此在本質(zhì)上允許一套車輛設(shè)備調(diào)適變成“針對不同用戶的不同東西”。本發(fā)明還可為駕駛員提供有關(guān)氣動增壓系統(tǒng)運行的指示和/或有關(guān)如何改進車輛性能的指導，例如提供指示氣動增壓系統(tǒng)何時使快速升檔變得可能的信號(視覺、聲音和/或其它信號，諸如觸覺信號)。
[0038]本發(fā)明的另一個目標是提供一種估計車輛負載和車輛質(zhì)量用于例如供電子穩(wěn)定和防傾翻系統(tǒng)自動實時適應(yīng)車輛構(gòu)造的變化，諸如貨物或乘客負載的變化的方法。氣動增壓系統(tǒng)控制器可例如通過監(jiān)測車輛的CAN (控制器局域網(wǎng))總線而接收來自不同車輛傳感器的信息和/或車輛參數(shù)信號?；诋斍皻鈩釉鰤菏录陂g觀測到的監(jiān)測到的信號(例如，監(jiān)測到的發(fā)動機扭矩輸出和/或車輛加速信號)，氣動增壓系統(tǒng)控制器可將車輛的當前響應(yīng)與針對先前氣動增壓事件中的車輛響應(yīng)的當前壓縮空氣噴射對比。這種對比可提供從先前負載狀態(tài)得出車輛當前質(zhì)量的估計值或至少車輛質(zhì)量的相對變化的估計值的依據(jù)，其隨后可被傳送至其它車輛控制器。得出的質(zhì)量信息不僅可用于其它車輛系統(tǒng)(諸如穩(wěn)定或ABS系統(tǒng))，其還可供氣動增壓系統(tǒng)控制器本身用于自適應(yīng)學習車輛的當前質(zhì)量使得在后續(xù)氣動增壓事件中，壓縮空氣噴射可被進一步精細化來維持所要的車輛性能水平同時盡可能靠近但不超過適用的運行限值。
[0039]或者，如果添加質(zhì)量或從車輛移除質(zhì)量的效應(yīng)在達到法定或其它運行限值之前提供額外安全邊際，那么自適應(yīng)學習的氣動增壓控制器可按比例調(diào)整或另外調(diào)整下一氣動增壓事件中的壓縮空氣噴射以補償車輛質(zhì)量的變化，即消耗最新可用的安全邊際以使車輛性能的另一個方面最佳化。例如，如果在一個車輛重量上，壓縮空氣噴射受限于給定壓縮空氣噴射曲線形狀以使超過排放限值(NOx、顆粒物質(zhì)、一氧化碳、二氧化碳和/或其它物質(zhì))的可能性最小化且在排放限值被超過前，車輛重量的變化增大可用邊際，那么氣動增壓系統(tǒng)控制器可允許增大的壓縮空氣噴射以增大發(fā)動機扭矩輸出以使車輛加速性能最佳化，至少高至可再次接近排放限值的點。
[0040]在本發(fā)明的另一個實施方案中，自適應(yīng)學習可用于識別車輛上不同組件的存在或不存在。氣動增壓系統(tǒng)控制器隨后可改變其壓縮空氣噴射速率成形以適當所識別組件的存在(或不存在)。例如，通過經(jīng)由車輛的CAN總線監(jiān)測不同車輛參數(shù)的響應(yīng)(諸如如通過測量進氣中的氣壓的壓力傳感器而測量的渦輪增壓器壓縮機下游的氣壓增加速率)，氣動增壓系統(tǒng)控制器可從車輛對一個或更多個氣動增壓事件的響應(yīng)中確定渦輪增壓器葉輪是輕金屬葉輪(諸如由鈦制成的葉輪)或具有較高慣性動量的較重葉輪，諸如鋼葉輪。類似地，先前氣動增壓事件與當前氣動增壓事件中車輛和其組件響應(yīng)的對比可用于評估發(fā)動機和其它車輛傳動系組件的當前磨損狀態(tài)。此外，氣動增壓系統(tǒng)可被編程來解釋從氣動增壓系統(tǒng)本身和/或其它車輛系統(tǒng)接收的故障指示且相應(yīng)地調(diào)適其氣動增壓噴射設(shè)定檔以適應(yīng)故障同時仍在故障限制內(nèi)提供盡可能多的額外發(fā)動機扭矩輸出(例如，當傳感器未提供所需信息時，增大或延遲增壓噴射設(shè)定檔至“故障安全”水平。)
[0041]本發(fā)明的另一個目標是通過協(xié)調(diào)變速器換檔提供速率成形壓縮空氣噴射而提供改進的燃料經(jīng)濟性和車輛加速響應(yīng)。當變速器升檔時，發(fā)動機速度可降至較低每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)水平，其通常大大低于發(fā)動機最高效運行并且產(chǎn)生最大扭矩的rpm。響應(yīng)于升檔或響應(yīng)于緊隨升檔之前氣動增壓系統(tǒng)控制器與變速器控制器之間的通信，本發(fā)明的氣動增壓控制器可發(fā)起簡要的氣動增壓事件以使發(fā)動機速度更快速地返回至發(fā)動機的最大效率運行范圍。
[0042]本發(fā)明的另一個目標是為氣動增壓系統(tǒng)提供速率成形，其具有足夠精確的壓縮空氣噴射控制以允許氣動增壓系統(tǒng)協(xié)助排放處理組件再生同時繼續(xù)在再生瞬態(tài)期間維持車輛和排放性能。在這樣一種實施方案中，當諸如顆粒過濾器或NOx捕集器的組件需要再生時，可執(zhí)行速率成形壓縮空氣噴射以在再生過程期間在排放處理組件內(nèi)提供所需環(huán)境條件。通過本發(fā)明的速率成形方法實現(xiàn)的壓縮空氣噴射的精度結(jié)合氣動增壓控制器與其它車輛控制器(諸如燃料噴射控制器)的密切協(xié)調(diào)允許處理組件再生在無車輛性能的明顯下降且不超過排放限值的情況下進行。
[0043]在本發(fā)明的另一個實施方案中，氣動增壓系統(tǒng)的速率成形可基于預(yù)期駕駛需要而改變。例如，使用來自全球定位系統(tǒng)(GPS)傳感器的輸入，氣動增壓系統(tǒng)控制器可基于即將出現(xiàn)的路線和海拔變化確定可能的傳動系性能需求并且，在預(yù)期更大或更小發(fā)動機扭矩輸出需求的情況下，改變壓縮空氣噴射速率設(shè)定檔以及換檔策略。
[0044]本發(fā)明的另一個目標是提供一種氣動增壓系統(tǒng)，其中速率成形用于主動保護車輛組件。例如，除針對使中間冷卻器過度受壓的上述保護外，壓縮空氣噴射速率的速率成形結(jié)合氣動增壓系統(tǒng)的節(jié)流閥可用于產(chǎn)生渦輪增壓器壓縮機下游使渦輪增壓器喘振最小化的壓力條件。進一步通過僅噴射給定發(fā)動機運行點所需的速率成形量的壓縮空氣，渦輪增壓器較不易受超速的影響。因此，移至喘振狀態(tài)的可能性大大減小。在另一個實例中，相對較冷壓縮空氣的速率成形噴射可用于降低發(fā)動機和/或排氣組件運行溫度。此外，可監(jiān)測運行參數(shù)以保護設(shè)備和使非所要的排放最小化。例如，通過監(jiān)測發(fā)動機運行溫度，氣動增壓控制器可選擇速率成形氣動增壓設(shè)定檔，其被定制來適應(yīng)對尚未達到正常運行溫度的發(fā)動機的運行限制(限制包括冷設(shè)備應(yīng)力限值及在低于正常燃燒室溫度期間產(chǎn)生的過量排放)。
[0045]本發(fā)明可以分立組件形式提供，諸如單獨的氣動增壓系統(tǒng)、發(fā)動機和變速器控制器或可提供為一體化電子裝置套裝。此外，氣動增壓系統(tǒng)的實體組件可能是單獨的、獨立組件或可一體化為氣動增壓系統(tǒng)模塊并且可優(yōu)選地一體化為含有所有進氣流量控制元件的模塊，其包括例如，壓縮空氣噴射控制螺線管、進氣通道流量控制擋板、節(jié)流閥、壓力傳感器、EGR噴射口和一體化電子裝置和相關(guān)CAN總線連接。
[0046]在結(jié)合附圖考慮時，可從下文對本發(fā)明的詳細描述中了解本發(fā)明的其它目標、優(yōu)點和新穎特征。
[0047]附圖簡述
[0048]圖1是具有氣動增壓系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)渦輪增壓發(fā)動機的示意圖。
[0049]圖2是圖1現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)的進氣控制裝置的示意圖。
[0050]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的發(fā)動機和相關(guān)車輛組件的示意圖。
[0051]圖4是圖3中所示的實施方案的空氣控制裝置的示意圖。
[0052]圖5是識別根據(jù)本發(fā)明的實施方案的氣動增壓事件的發(fā)起和取消的控制相關(guān)性的圖。
[0053]圖6是圖示用于發(fā)起和取消根據(jù)本發(fā)明的實施方案的氣動增壓事件的控制決策和相關(guān)性的第一部分的流程圖。
[0054]圖7是圖示用于發(fā)起和取消根據(jù)本發(fā)明的實施方案的氣動增壓事件的控制決策和相關(guān)性的第二部分的流程圖。
[0055]圖8是圖示用于發(fā)起和取消根據(jù)本發(fā)明的實施方案的氣動增壓事件的控制決策和相關(guān)性的第三部分的流程圖。
[0056]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的速率成形壓縮空氣噴射事件的曲線圖。
[0057]圖10是圖示與現(xiàn)有技術(shù)的車輛響應(yīng)相比，車輛對根據(jù)本發(fā)明的氣動增壓事件的響應(yīng)的曲線圖。
[0058]圖11是圖示現(xiàn)有技術(shù)PBS系統(tǒng)對氣動增壓事件的NOx排放響應(yīng)的曲線圖。
[0059]圖12是圖示對根據(jù)本發(fā)明的實施方案的氣動增壓事件的NOx排放響應(yīng)的曲線圖。
[0060]圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施方案的駕駛員可選擇車輛性能設(shè)定檔的曲線圖。
[0061]圖14是升檔事件期間現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動機的發(fā)動機扭矩輸出的曲線圖。
[0062]圖15是對比配備具有及不具有氣動增壓系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動機的車輛的性能的時間對速度比性能的曲線圖。
[0063]圖16a和圖16b是識別與根據(jù)本發(fā)明的實施方案的變速器控制器與速率成形氣動增壓系統(tǒng)控制器之間的通信相關(guān)的控制輸入和輸出的圖。
[0064]圖17是圖示配備無氣動增壓系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動機和配備根據(jù)本發(fā)明的實施方案的速率成形氣動增壓系統(tǒng)的發(fā)動機的車輛的性能的時間對速度比性能的曲線圖。
[0065]圖18至圖20是車輛加速事件期間不同運行參數(shù)和響應(yīng)的曲線圖。
【具體實施方式】
[0066]圖3示出本發(fā)明的實施方案的組件，其包括從進氣歧管302接收燃燒空氣并且釋放廢氣至排氣歧管303的發(fā)動機301。廢氣從排氣歧管303流動至廢氣渦輪增壓機的渦輪304。廢氣導致渦輪增壓器渦輪304驅(qū)動相應(yīng)的進氣壓縮機葉輪305 (統(tǒng)稱渦輪增壓器葉輪)以壓縮經(jīng)由進氣外殼306 (在本實施方案中，空氣凈化器外殼)進入進氣口的空氣。從渦輪增壓器排放的壓縮空氣穿過中間冷卻器307以降低壓縮空氣的溫度且隨后穿過空氣控制裝置308至發(fā)動機的進氣歧管302。廢氣還經(jīng)由EGR控制閥310和EGR冷卻器311從排氣歧管303流動穿過廢氣再循環(huán)管路309至進氣歧管302。EGR控制閥310根據(jù)需要運行以提供廢氣流至進氣口以使燃燒期間NOx的形成最小化。
[0067]本實施方案還包括空氣壓縮機312，其由發(fā)動機經(jīng)由來自發(fā)動機301曲軸的皮帶和滑輪配置驅(qū)動。但是，本發(fā)明不限于發(fā)動機驅(qū)動的壓縮空氣源，且可被提供來自任意適當源的壓縮空氣。在本實施方案中，由空氣壓縮機312產(chǎn)生的壓縮空氣被發(fā)送至空氣控制閥和干燥器313。經(jīng)干燥空氣隨后被引導至下游壓縮空氣消耗裝置，包括壓縮空儲存器314。雖然在本實施方案中使用經(jīng)干燥空氣，但是本發(fā)明中無需經(jīng)干燥空氣。
[0068]通過發(fā)動機控制器315管理對發(fā)動機301運行的控制，所述發(fā)動機控制器315監(jiān)測來自不同傳感器(包括油門踏板316)的信號并且發(fā)出燃料噴射命令至燃料噴射器317以提供適當數(shù)量的燃料至發(fā)動機。除發(fā)動機控制器315所接收的傳感器輸入外，發(fā)動機控制器315可與其它車輛控制模塊交換數(shù)據(jù)，包括通過車輛的CAN總線網(wǎng)絡(luò)連接的模塊，諸如變速器控制器319和氣動增壓噴射控制器318 (在此示作一體化至空氣控制裝置308中)。
[0069]圖4是空氣控制裝置308的主要部件的示意圖。這些部件包括裝置進口 401、出口 402和其間的空氣通道403。將進氣阻斷元件(空氣通道阻斷擋板404)配置在空氣通道403中以透過空氣控制裝置308阻斷來自渦輪增壓器壓縮機305的空氣流量。通過致動器405驅(qū)動擋板404，所述致動器405能夠產(chǎn)生非常高的擋板閉合和打開速率以及能夠?qū)醢?04定位在其完全打開和完全閉合位置之間的任意位置上。通過氣動增壓噴射控制器318控制致動器405的運行，所述氣動增壓噴射控制器318在本實施方案中一體化至空氣控制裝置308的外殼406中。除擋板404外，空氣控制裝置308還含有兩個螺線管操作的壓縮空氣控制閥407、408，其控制從空氣儲存器314至空氣通道403和進氣歧管302的壓縮空氣流量。(在本實施方案中使用兩個控制閥，但是本發(fā)明不限于兩個閥門。)優(yōu)選地，出于下文進一步討論的原因，空氣控制閥407、408被定大小為具有不同壓縮空氣流速。任選地，空氣控制裝置308可被構(gòu)造來接收EGR管路309的進氣端。壓縮空氣閥407、408和EGR管路309的出口位于擋板404下游，使得來自這些空氣和廢氣通道的氣體可被引入進氣歧管302而不被擋板404阻擋。
[0070]氣動增壓事件發(fā)起和取消。
[0071]下文參考圖5至圖8描述發(fā)起本發(fā)明的實施方案中的氣動增壓事件的標準和邏輯流程。如圖5中所示，由氣動增壓系統(tǒng)控制器從CAN總線連接或單獨通信鏈路接收許多輸入。這些輸入包括例如:(i)從例如發(fā)動機控制器和/或直接從發(fā)動機相關(guān)傳感器接收的發(fā)動機狀態(tài)和參數(shù)信息；(i i )來自例如進氣管中的發(fā)動機控制器和/或壓力傳感器的發(fā)動機增壓狀態(tài)的信息；(iii)例如，直接從廢氣傳感器和/或其它控制模塊獲得的車輛排放性能信息；(iv)來自例如傳感器(諸如壓縮空氣儲存器壓力傳感器、制動踏板位置傳感器和/或輪速傳感器)；車輛制動控制器和/或車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)控制器的空氣制動系統(tǒng)狀態(tài)信息；和(V)其它車輛設(shè)備狀態(tài)信息(諸如空氣壓縮機接合/分離狀態(tài)和/或其它動力輸出設(shè)備運行狀態(tài))。[0072]優(yōu)選地，將在氣動增壓事件啟動和取消的評估中考慮的輸入?yún)?shù)包括發(fā)動機速度、中間冷卻器壓力(空氣增壓狀態(tài)的量度)、氣動增壓系統(tǒng)的壓縮空氣供應(yīng)中存在的壓力、油門踏板位置和位置變化速率(和/或或者超過預(yù)定位置的加速位置的頻率)和變速器檔位、離合器狀態(tài)和當前換檔狀態(tài)(即，升檔或降檔)。至少需要了解進氣歧管壓力和油門踏板位置，但是替代和/或補充輸入包括:對于發(fā)動機相關(guān)信息，渦輪增壓器rpm發(fā)動機扭矩輸出、發(fā)動機負載、冷卻劑溫度和廢氣質(zhì)量流速；對于發(fā)動機空氣增壓相關(guān)信息，進氣歧管壓力、進氣歧管上游的進氣管中測量的進氣壓力和進氣質(zhì)量流速；對于排放相關(guān)信息，EGR質(zhì)量流速、DPF (柴油機顆粒過濾器)再生狀態(tài)和NOx后處理系統(tǒng)可用性(例如，排氣管路SCR和/或NOx吸收劑組件的狀態(tài));對于空氣制動系統(tǒng)信息，防抱死制動系統(tǒng)啟動的狀態(tài)(在帶掛車的牽引車的情況中，優(yōu)選地牽引車和掛車制動器的ABS狀態(tài))、制動踏板位置、停車制動器狀態(tài)和掛車穩(wěn)定性狀態(tài)；對于其它車輛系統(tǒng)，車輛點火狀態(tài)和行駛控制狀態(tài)。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員易于了解上述內(nèi)容是可被視作用于確定啟動或停用氣動增壓系統(tǒng)的氣動增壓系統(tǒng)控制器的輸入的參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)指示的說明性的而非詳盡列表且在本發(fā)明的實施方案的實施過程中，系統(tǒng)設(shè)計者將從每個車輛的不同可獲得參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)源中確定哪些輸入將被提供給氣動增壓系統(tǒng)控制器。
[0073]應(yīng)用圖6至圖8中所示的實施方案中的控制邏輯，氣動增壓系統(tǒng)控制器輸出控制信號以經(jīng)由空氣控制裝置308中的電磁閥407、408的控制啟動或取消氣動增壓事件。在圖6中所示的控制邏輯的第一部分中，控制邏輯從步驟601中開始，駕駛員打開車輛點火而啟動氣動增壓控制器318。氣動增壓控制器318接下來在步驟602中確定油門踏板的位置和當前檔位選擇狀態(tài)。在步驟603中，控制器從在步驟602中獲得的信息中確定油門踏板位置的變化速率是否超過預(yù)定變化速率限值或檔位是否已變化為更高檔位。如果這些條件的任一個已被滿足，那么控制邏輯返回步驟602。另一方面，如果已檢測到這些條件之一，那么控制邏輯移至步驟604。
[0074]在步驟604中，控制器從其接收的輸入，例如從經(jīng)由車輛的CAN總線系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中確定下列項目的狀態(tài):傳動系統(tǒng)、油門踏板位置、氣動增壓系統(tǒng)壓縮空氣供應(yīng)儲存器、車輛中間冷卻器中的壓力、離合器的狀態(tài)和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。
[0075]在步驟605中，控制邏輯從在步驟604中收集的信息中確定條件是否適于發(fā)起實際壓縮空氣噴射。具體地，控制器確定所有下列標準是否被滿足:傳動系統(tǒng)接合；油門踏板位置大于預(yù)定位置；氣動增壓系統(tǒng)壓縮空氣供應(yīng)儲存器壓力大于預(yù)定最小壓力限值；離合器閉合；和發(fā)動機運行。在本實施方案中，這些是在通過氣動增壓控制器318發(fā)起氣動增壓事件之前必須滿足的所有“閾值”標準。如果這些條件之一未滿足(即，條件是“假(FALSE)”，那么控制邏輯返回步驟602。另一方面，如果所有這些條件已滿足(即，所有標準被評估為“真(TRUE)”)，那么控制邏輯移至圖7中所示的控制邏輯的部分B。
[0076]在圖7中的步驟701中，氣動增壓控制器318開啟觀測定時器并且例如通過從發(fā)動機控制器和變速器控制器監(jiān)測CAN總線網(wǎng)絡(luò)上的信號而觀測傳動系統(tǒng)的狀態(tài)(例如，接合/分離)、離合器(例如，打開/閉合)和發(fā)動機速度(例如，rpm)。在步驟702中，氣動增壓控制器318檢查定時器是否已達到預(yù)定時間限值。如果尚未達到時間限值，那么氣動增壓控制器318接下來在步驟703中針對下列項目的至少一個確定“真”狀態(tài)是否存在:發(fā)動機速度大于預(yù)定限值；離合器打開；和傳動系統(tǒng)分離。如果這些條件均未發(fā)生，那么控制邏輯返回步驟701以繼續(xù)進行定時和狀態(tài)監(jiān)測。
[0077]但是，如果在步驟702中，氣動增壓控制器318確定已達到預(yù)定時間限值，那么在發(fā)起壓縮空氣噴射之前在本實施方案的最終測試中，控制器318驗證車輛中間冷卻器中的壓力并不太高(以確保中間冷卻器不被氣動增壓事件中的壓縮空氣噴射破壞)。這通過在步驟704中確定車輛中間冷卻器內(nèi)的壓力及隨后在步驟705中評估中間冷卻器壓力是否大于其初始值的預(yù)定百分比(在步驟705中，“X”％)而完成。如果中間冷卻器壓力太高，那么控制邏輯通過使控制返回至部分A上的控制邏輯的開始(B卩，至步驟602)而重啟氣動增壓事件評估過程。如果取而代之，圖7中的所有事件前條件都已滿足，那么氣動增壓控制器318將控制轉(zhuǎn)移至圖8中所示的控制邏輯的壓縮空氣噴射部分C的第一步驟。
[0078]在已確定用于發(fā)起氣動增壓事件的所有前置條件都已滿足的情況下，在步驟801中，氣動增壓控制器318開啟氣動增壓事件定時器并且命令空氣控制裝置308中的壓縮空氣流量控制電磁閥中的一個或兩個打開以發(fā)起空氣噴射。如下文中更詳細描述，控制器318以使空氣噴射有效成形以符合在氣動增壓事件期間維持與排放和/或其它設(shè)計標準的相符性的空氣噴射曲線的方式命令空氣噴射電磁閥的打開和閉合。
[0079]在步驟802中，控制器確定增壓事件定時器是否已達到預(yù)定經(jīng)過時間。一旦已達到時間限值，氣動增壓控制器318就確定下列項目的狀態(tài):中間冷卻器壓力、進氣歧管壓力、離合器、傳動系統(tǒng)、氣動增壓系統(tǒng)壓縮空氣供應(yīng)壓力和油門踏板位置?？刂破?18隨后評估所獲得的狀態(tài)信息以確定任意下列氣動增壓事件終止標準是否是真:中間冷卻器壓力大于預(yù)定限值；進氣歧管壓力大于預(yù)定限值；中間冷卻器壓力等于進氣歧管壓力；離合器打開；傳動系統(tǒng)分離、氣動增壓系統(tǒng)壓縮空氣供應(yīng)壓力低于預(yù)定限值；和油門踏板位置低于預(yù)定限值。如果這些事件終止標準均未被超過，那么控制轉(zhuǎn)移至步驟805，此時控制器318確定增壓事件定時器是否已達到預(yù)定時間限值。如果尚未達到時間限值，那么當前壓縮空氣噴射設(shè)定檔繼續(xù)(步驟806)，控制轉(zhuǎn)移回到步驟803。如果已達到時間限值或步驟804中的終止標準之一已滿足，那么氣動增壓控制器318移至步驟807并且命令壓縮空氣噴射電磁閥停用，其終止氣動增壓事件。隨后，控制轉(zhuǎn)移回圖6中部分A上控制邏輯的開始處。
[0080]本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)了解上述終止標準列表并非詳盡的并且也可利用其它標準，諸如檢測到排放成分處于或接近法定限值或組件(諸如廢氣處理裝置(例如，催化轉(zhuǎn)化器))達到溫度限值。此外，如下文進一步討論，控制邏輯的部分C中的壓縮空氣噴射可包括恒定壓縮空氣噴射或可使用電磁閥407、408的連續(xù)或脈沖狀態(tài)運行而遵循速率成形壓縮空氣噴射曲線。
[0081 ] 氣動增壓事件速率成形。
[0082]在本實施方案中，如圖4中所示，使用兩個螺線管控制空氣噴射閥(閥門407、408)執(zhí)行氣動增壓事件期間的壓縮空氣噴射。這些閥門被有意定大小以使壓縮空氣按不同流速流動且極快地行動。這些閥門因此通過改變總空氣流速(通過單獨或一起操作空氣噴射閥407和408和/或通過在壓縮空氣噴射脈沖持續(xù)時間和/或脈沖發(fā)起定時變化的情況下以脈沖方式操作閥門407和408)而為氣動增壓系統(tǒng)控制器318提供控制壓縮空氣噴射速率的能力。
[0083]圖9圖示根據(jù)本發(fā)明的實施方案的氣動增壓事件中的示例性速率成形壓縮空氣噴射設(shè)定檔。在這個增壓事件中，空氣噴射速率隨時間而“成形”以通過改變空氣噴射源(閥門407和/或閥門408)和空氣噴射的持續(xù)時間和定時而實現(xiàn)所要所得空氣噴射設(shè)定檔。
[0084]基于氣動增壓控制器318已直接或經(jīng)由車輛CAN總線接收的傳感器和其它控制器輸入和進一步基于所儲存的來自先前氣動增壓事件(如果可獲得)的“學習到的”車輛響應(yīng)設(shè)定檔，氣動增壓控制器318根據(jù)預(yù)定壓縮空氣噴射計劃發(fā)起氣動增壓事件，所述計劃以被設(shè)計來滿足一個或更多個所要目標(諸如排放相符性和乘客舒適度的維護)的方式使空氣和空氣噴射定時成形。在本示例性實施方案中，在時間tl處，第一壓縮空氣噴射901由具有較大空氣流速的壓縮空氣噴射閥(在本實施方案中，閥門407)制作。來自閥門407的噴射在時間t2處由氣動增壓控制器318終止，已提供足夠的壓縮空氣初始噴射以增大發(fā)動機扭矩輸出并且增大廢氣流，但空氣體積并未多至使得例如超過排放限值的可能增大。
[0085]遵循壓縮空氣噴射的初始脈沖，在大致對應(yīng)于由初始壓縮空氣噴射產(chǎn)生的廢氣到達排氣歧管并且作用于渦輪增壓器和/或使足夠的EGR流到達進氣口所需的時間的短延遲后，氣動增壓控制器318在時間t3處命令兩個閥門407和408 —起打開以在更高流速下提供進一步的壓縮空氣噴射(組合的來自較大流速閥門407的噴射902和來自較小流速閥門408的噴射408)。通過氣動增壓控制器318基于例如預(yù)定速率成形噴射設(shè)定檔、精細化速率成形噴射設(shè)定檔(例如，基于對初始壓縮空氣噴射脈沖的車輛參數(shù)響應(yīng)的經(jīng)修改噴射設(shè)定檔)和/或圖8中標注的終止標準確定時間t4處的這種聯(lián)合壓縮空氣噴射的終止定時。根據(jù)需要，使用較小流速閥門408在時間t5、t6、t7、t8處提供其它壓縮空氣噴射905、906、907以維持所要發(fā)動機扭矩輸出而在最大可能程度內(nèi)不超過適用的設(shè)計和法定限值。除短的、小體積空氣噴射905和906外，一旦車輛運行參數(shù)已在初始壓縮空氣噴射后穩(wěn)定，那么可能跟進較長的低流速噴射907，其響應(yīng)于壓縮空氣添加和切斷事件而產(chǎn)生較少非所要的急劇的“開/關(guān)”車輛反應(yīng)瞬態(tài)。
[0086]如圖9中所示，取代現(xiàn)有技術(shù)的即刻、完全壓縮空氣噴射，在本實例中的壓縮空氣噴射速率遵循一個曲線(近似為可變寬度噴射脈沖)，其以中間速率(噴射901)開始，隨后不久升至較高速率(噴射902、903)且朝向氣動增壓事件結(jié)束而降至較低速率、較低體積水平(噴射904至907)。這種速率形成法對壓縮空氣噴射的實用效果圖示在圖10中。
[0087]圖10在無氣動增壓事件、使用現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)的“盡可能多、盡可能快的”壓縮空氣噴射的氣動增壓事件和用根據(jù)本發(fā)明的氣動增壓系統(tǒng)執(zhí)行的氣動增壓事件的情況之間對比加速需求情況下的車輛速度時間比反應(yīng)。曲線A圖示未配備氣動增壓系統(tǒng)的車輛預(yù)期可隨時間加速的速率。如圖中顯而易見，非PBS輔助車輛的加速速率(曲線A的速度對時間斜率)遠低于用于維持車輛內(nèi)的乘客舒適度的最大加速速率(最大乘客舒適度曲線B的斜率)。
[0088]與非配備氣動增壓器的車輛相比，配備先前氣動增壓系統(tǒng)的車輛(其在氣動增壓事件期間以其“盡可能多、盡可能快的”方法噴射壓縮空氣)按圖10中由曲線C所示的高速率加速。雖然這樣一種配備現(xiàn)有技術(shù)的車輛在非常短的時間內(nèi)加速，但是其按遠超乘客舒適度的可接受水平的加速速率加速。
[0089]曲線D圖示本發(fā)明的方法對氣動增壓的影響。通過提供被成形來確保車輛不超過超過最大乘客舒適度水平的加速度的壓縮空氣噴射的可變速率和體積，連續(xù)調(diào)整的空氣噴射使發(fā)動機扭矩輸出維持在允許車輛相對較快地加速同時仍維持乘客舒適度的水平。初始壓縮空氣噴射設(shè)定檔(即，打開和閉合空氣噴射閥407、408的型式，包括選擇哪個閥門打開、閥門打開的持續(xù)時間和閥門打開的定時)可從例如存儲在車輛存儲器中(諸如氣動增壓控制器的存儲器中)的噴射設(shè)定檔獲得或可緊接在發(fā)起氣動增壓事件之前基于車輛的一個或更多個參數(shù)(諸如剩余可用壓縮空氣供應(yīng)、車輛負載、進氣歧管壓力等)設(shè)定。可在多脈沖氣動增壓事件中的第一空氣噴射脈沖后、在氣動增壓控制器命令第二空氣噴射脈沖之前盡快調(diào)整這種初始壓縮空氣噴射設(shè)定檔。
[0090]圖11和圖12圖示可在本發(fā)明的實施方案中獲得的好處，其如與先前氣動增壓系統(tǒng)對比使用速率成形以使NOx排放水平超過法定限值的可能最小化。圖11示出以氣動增壓事件期間壓縮空氣噴射的數(shù)量和定時為函數(shù)的瞬態(tài)NOx排放響應(yīng)的曲線圖。圖11左側(cè)的軸表示壓縮空氣噴射的狀態(tài)。這個圖右側(cè)的軸表示EGR速率(可用于噴射至發(fā)動機進氣口中以抑制發(fā)動機燃燒室中的NOx形成的廢氣量的量度)。在這個現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，用兩個噴射流徑執(zhí)行壓縮空氣噴射，最大可用壓縮空氣流量從氣動增壓事件開始時開始且?guī)缀蹙S持達事件的整個持續(xù)時間(曲線A，從時間t0至tl)。接近這種“最大努力”壓縮空氣噴射結(jié)束時，較低流量空氣噴射路徑在時間tl處閉合且隨后不久在時間t2處，其余空氣噴射路徑閉合。
[0091]作為大的、即刻壓縮空氣噴射的結(jié)果，存在被引入發(fā)動機的大量氧氣，其未匹配用于NOx形成抑制的再循環(huán)廢氣的相應(yīng)增大，即，增大的空氣噴射與額外廢氣形成之間存在延時以形成額外壓力來推動額外廢氣穿過EGR系統(tǒng)以到達發(fā)動機的進氣口。因此，燃燒溫度降低的再循環(huán)廢氣未即刻充足量用于充分抑制燃燒溫度和相關(guān)NOx形成。在缺少足夠再循環(huán)廢氣的情況下，如曲線B所示，在較高溫度燃燒室環(huán)境中產(chǎn)生的NOx量迅速升高。NOx產(chǎn)生的快速升高可導致NOx水平易于超過法定限值(曲線C)，尤其是實質(zhì)上較低的NOx限值，其變得適用于歐洲和其它地區(qū)的新車。
[0092]最后，隨著廢氣壓力積聚，可用于再循環(huán)的廢氣量增大且在燃燒室中EGR比率升高(曲線D所示)且NOx形成再次被抑制。但是，由于現(xiàn)有技術(shù)的完全即刻壓縮空氣噴射固有的廢氣再循環(huán)延遲，這樣一種現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)無法排除NOx限值偏移。
[0093]圖12圖示使用根據(jù)本發(fā)明的實施方案的速率成形壓縮空氣噴射的NOx水平響應(yīng)。在本實施方案中，取代現(xiàn)有技術(shù)的“最大努力”壓縮空氣噴射，在兩個步驟中進行壓縮空氣噴射，其有效延伸及降低空氣噴射曲線的形狀以控制NOx形成。在本實施方案中，使用空氣控制裝置308中的兩個壓縮空氣噴射閥407、408 (或者，如果將實現(xiàn)所要流量，則可僅使單個閥門打開)而在時間t0與tl之間制作第一、短壓縮空氣噴射脈沖Al。因為初始壓縮空氣噴射脈沖是短的，所以在發(fā)動機的燃燒室中維持過剩氧狀態(tài)達長至足以導致燃燒溫度升高至足以產(chǎn)生過量NOx排放的周期。因此，如曲線B所示，雖然NOx量響應(yīng)于額外氧氣噴射而增大，但是增量小至足以使NOx水平維持低于NOx排放限值(曲線C)直至額外EGR流變得可用。
[0094]在初始壓縮空氣噴射脈沖Al被輸送至發(fā)動機后不久所要額外EGR流傳播穿過排氣歧管和EGR系統(tǒng)。如圖10中EGR比率曲線D所示，在大致相同時間D處，額外EGR流還到達進氣口且額外壓縮空氣噴射A2在時間t2處發(fā)起以提供發(fā)動機扭矩輸出的所要增大。在本實例中，速率成形壓縮空氣噴射設(shè)定檔因此使NOx水平維持低于曲線C NOx法定限值。
[0095]在本實施方案中，通過僅打開兩個壓縮空氣噴射閥407、408的一個而產(chǎn)生減小的壓縮空氣流速。僅來自一個壓縮空氣回路的減小的壓縮空氣流量幫助氣動增壓控制器318更準確地將壓縮空氣噴射速率與可用于抑制NOx形成的EGR流量匹配，并且通過避免過量噴射而使壓縮空氣使用最小化。因為本發(fā)明使壓縮空氣噴射速率成形的方法允許EGR流在進行進一步壓縮空氣噴射之前增至可接受水平，所以如曲線B所示，NOx水平從大致時間t2貫穿氣動增壓事件的剩余時間維持在相對恒定的水平。
[0096]本發(fā)明的壓縮空氣噴射管理方法還用改進的變速器換檔策略提供車輛性能和效率好處。
[0097]在本領(lǐng)域中眾所周知的是在車輛變速器升檔期間及緊隨其后，發(fā)動機速度(由于傳動比的變化)降至較低rpm。在較低發(fā)動機速度下，產(chǎn)生減少廢氣且因此較少廢氣流可用于驅(qū)動渦輪增壓器渦輪及維持渦輪增壓器壓縮機速度。因此，渦輪增壓器無法維持進氣壓力的換檔前水平且發(fā)動機扭矩輸出降低。這圖示在例如圖14中。
[0098]圖14是在檔位升檔期間以時間為函數(shù)的發(fā)動機扭矩輸出(單位:牛頓-米)的曲線圖。曲線圖左側(cè)上的兩個扭矩輸出列是未配備氣動增壓系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)車輛中的升檔，而曲線圖右側(cè)上的兩列是配備現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)的車輛中的升檔。在未增壓車輛中，當在前一升檔之后離合器使引擎重新接合傳動系時，點I處的發(fā)動機扭矩輸出是發(fā)動機輸出。因為發(fā)動機現(xiàn)在因升檔引起的較低發(fā)動機速度下不產(chǎn)生同樣多的廢氣流，所以渦輪增壓器產(chǎn)生的進氣壓力降低，導致點I與點2之間發(fā)動機扭矩輸出下降。點2表示發(fā)動機速度和廢氣流已充分增大以導致渦輪增壓器壓縮機速度恢復(fù)至足以停止發(fā)動機扭矩輸出下降并且開始增大扭矩輸出的點。發(fā)動機速度隨后繼續(xù)增大，使渦輪增壓器速度及進氣壓力進一步增大至需要升檔以避免發(fā)動機超速的點。
[0099]在下一次換檔操作期間，針對短周期，離合器分離且發(fā)動機燃料受限使得發(fā)動機扭矩輸出有效降至零(點4)。一旦選擇下一較高檔位，當離合器再次重新接合時，發(fā)動機扭矩輸出就升至點5。當扭矩輸出降至點6時，由于較低發(fā)動機速度和伴隨的較低進氣壓力的下降發(fā)動機扭矩輸出的效應(yīng)重復(fù)，隨后當渦輪增壓器速度恢復(fù)時增大扭矩輸出。
[0100]在配備現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)的車輛中，由于升檔的發(fā)動機扭矩輸出下降可通過壓縮空氣噴射結(jié)合升檔而稍微改善。再次參考圖14，點7標注在升檔完成時即刻在配備氣動增壓系統(tǒng)的車輛中產(chǎn)生的發(fā)動機扭矩輸出。通過即刻應(yīng)用氣動增壓，發(fā)動機的扭矩輸出即刻高于未配備PBS車輛的情況(在本實例中，與點I上相比幾乎使扭矩輸出翻倍)?，F(xiàn)有技術(shù)的即刻、全強度壓縮空氣噴射確保在升檔期間，在進氣歧管中保留足夠的氣壓以維持扭矩輸出和廢氣流。因此，在現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)的增壓事件期間，渦輪增壓器渦輪速度幾乎不減小且當渦輪增壓器輸出取代發(fā)動機增壓至點8上的下一升檔操作點時僅存在發(fā)動機扭矩輸出的有限減小。
[0101]意外地，即使具有由現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)產(chǎn)生的、與未配備這樣一種系統(tǒng)的車輛相比實質(zhì)較高的發(fā)動機扭矩輸出，貫穿數(shù)個升檔以達到所要行駛速度所需的總時間仍未明顯縮短。圖15圖示未配備PBS和配備先前PBS的車輛的時間對速度比性能。在本圖中，兩個曲線圖示來自(i)未提供氣動增壓系統(tǒng)的發(fā)動機(曲線A，兩個曲線的較低曲線)和(ii)來自配備現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)的發(fā)動機(曲線B，兩個曲線的較高曲線)的隨時間的典型發(fā)動機扭矩輸出。在換檔至最高檔的過程中(在本實例中，第十檔)，雖然可用配備PBS的發(fā)動機獲得額外發(fā)動機扭矩輸出，但是，實際情況是在配備先前PBS的車輛中的各檔中施加這個發(fā)動機扭矩的相對較短期限導致車輛僅在未配備PBS的車輛達到行駛速度(點D)之前五秒達到其最高檔的行駛速度(由點C上的相應(yīng)行駛扭矩輸出標注)。
[0102]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供一種氣動增壓噴射策略，其實現(xiàn)比由現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)所提供的明顯更大的時間速度比性能。在這種方法中，氣動增壓控制器和變速器控制器可彼此通信以確定條件是否足以在響應(yīng)駕駛員加速需求期間提供壓縮空氣噴射。如果條件滿足，那么壓縮空氣噴射速率曲線被速率成形以維持與設(shè)計和法定限制的相符性的氣動增壓事件可結(jié)合替代換檔設(shè)定檔的實施而發(fā)起。
[0103]如圖16a至圖16b中所示，變速器控制器可為氣動增壓事件請求源(圖16a)或變速器可響應(yīng)車輛其它位置發(fā)起的氣動增壓事件，諸如通過氣動增壓控制器(圖16b)。圖16a圖示變速器控制器接收駕駛員的加速需求或或者例如基于GPS位置信號和當前路線安排，車輛電子裝置產(chǎn)生預(yù)期扭矩輸出需求以針對即將出現(xiàn)的路況維持車速(諸如正在接近的陡峭道路坡度)的情況。響應(yīng)于增大的扭矩需求，變速器控制器可將發(fā)起氣動增壓事件的請求傳達至氣動增壓控制器。至氣動增壓控制器的請求還可包括當前檔位選擇和其它車輛參數(shù)以促進增壓控制器發(fā)出速率成形壓縮空氣噴射以在適用的設(shè)計和/或法定限值內(nèi)提供盡可能多的氣動增壓。
[0104]圖16b圖示取而代之為變速器控制器提供有關(guān)由氣動增壓控制器發(fā)起的氣動增壓事件的信息，且還為其提供有關(guān)氣動增壓系統(tǒng)的當前能力的信息(例如，有關(guān)可能限制在氣動增壓事件期間變速器控制器可預(yù)期由發(fā)動機輸送的扭矩輸出量的系統(tǒng)故障的信息)以及其它車輛狀態(tài)信息(諸如車輛是靜止或移動、車速等)的情況?；谧兯倨骺刂破鹘邮盏男畔ⅲ刂破麟S后可從多種替代換檔設(shè)定檔中選擇將產(chǎn)生所要性能(諸如短的時間速度比、最高燃料經(jīng)濟性或最低變速器應(yīng)力水平)的換檔設(shè)定檔。
[0105]優(yōu)選的變速器換檔策略的實例圖示在圖17中。在本實施方案中，取代在變速器貫穿每個前進檔升檔的同時施加氣動增壓(如現(xiàn)有技術(shù)中通常所見)，可通過氣動增壓控制器以速率成形方式命令壓縮空氣噴射以允許在加速至所要行駛速度期間允許特定傳動比“被跳過”。在圖17中所示的實例中，氣動增壓控制器定制壓縮空氣噴射的速率和定時以允許比正常情況更快地使用比正常情況更高的傳動比，使得在本實例中在加速期間僅接合檔位
3、4、7、8 和 10。
[0106]在傳動比被省略的換檔情況中，當傳動比變化時存在比正常情況更大的發(fā)動機速度減小且伴隨比正常情況更大的發(fā)動機扭矩輸出。在現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)中，“盡可能多、盡可能快”的已知空氣噴射法至少將在壓縮空氣噴射期間由于從換檔型式中省略一個或多個檔位而經(jīng)歷的比正常情況低得多的rpm下的極低EGR流而形成嚴重的排放偏移。現(xiàn)有技術(shù)在非常低的發(fā)動機速度下施加非常大的壓縮空氣噴射還可能因過量的低速扭矩輸出而破壞車輛傳動系，或形成來自渦輪增壓器超速事件發(fā)生的發(fā)動機的大的、突發(fā)廢氣流。由于車輛破壞的這種重大風險和/或未滿足排放要求，現(xiàn)有技術(shù)的氣動增壓方法在本技術(shù)中被視為不適于在車輛加速期間支持跳檔。
[0107]相比之下，本發(fā)明的速率成形能力允許針對與跳檔相關(guān)的異常大的rpm下降定制壓縮空氣噴射速率、持續(xù)時間和定時，同時仍在設(shè)計和法定限值內(nèi)提供盡可能多的發(fā)動機扭矩輸出。具體地，當換檔發(fā)生時，氣動增壓控制器可將壓縮空氣噴射量控制為遠低于現(xiàn)有技術(shù)的“所有現(xiàn)有”噴射法的水平同時監(jiān)測車輛參數(shù)以確定壓縮空氣噴射是否、何時可隨發(fā)動機速度增大而增大及增大多少。[0108]應(yīng)用本發(fā)明的速率成形以獲得明顯改進的車輛加速性能的結(jié)果的實例示于圖17中。與圖15中所示的實例中的現(xiàn)有技術(shù)的時間速度比性能相比(非PBS車輛的大約39秒速度比，也在圖17中示作點B)，在本實例中，使用速率成形壓縮空氣噴射和僅使用檔位3、
4、7、8和10的變速器換檔設(shè)定檔導致在大約21秒內(nèi)(點A)或未配備PBS車輛時間的大約1/2達到行駛速度。此外，這種極大提高的時間速度比意外地改進受限于依序換檔設(shè)定檔的現(xiàn)有技術(shù)PBS系統(tǒng)的性能，速率成形、跳檔車輛的時間速度比僅花費配備先前氣動增壓系統(tǒng)的車輛所需時間的大約60% (與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的36秒相比完全快15秒的21秒)。換句話說，本發(fā)明在氣動增壓事件中使用速率成形的壓縮空氣噴射允許變速器使用替代的換檔設(shè)定檔，其實現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)相比近40%的車輛時間速度比性能改進，同時仍維持與適用設(shè)計和法定限值的相符性。
[0109]除使用替代變速器換檔設(shè)定檔以獲得改進的車輛加速性能外，使用速率成形壓縮空氣噴射還使得跳檔換檔設(shè)定檔的使用能改進燃料經(jīng)濟性。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)了解當內(nèi)燃發(fā)動機(尤其是柴油發(fā)動機)在遠離其最佳燃料效率范圍(即，遠離發(fā)動機的“最有效點”)的發(fā)動機速度范圍內(nèi)運行時，發(fā)動機固有地使用更多燃料。在本發(fā)明使用速率成形以允許更快換檔至較高檔位的情況下，車輛被允許比無法支持非依序換檔的現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)可行的情況更快地達到較高檔位(及因此使發(fā)動機處于其最佳燃料效率范圍內(nèi))。
[0110]使用速率成形還具有在車輛在現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)無法在不超過適用限值的情況下執(zhí)行其“盡可能多、盡可能快的”噴射的運行條件下處于較高檔位(及因此處于低發(fā)動機速度)時允許施加速率成形氣動增壓的可能。例如，在現(xiàn)有技術(shù)PBS系統(tǒng)可能需要變速器在氣動增壓事件發(fā)起之前降檔的情況下，本發(fā)明的速率成形壓縮空氣噴射允許車輛保持在燃料效率更大的較高檔位并且免除可能導致乘客不舒適的非所要檔位。
[0111]壓縮空氣噴射的速率成形還提供改進緊隨升檔之后的乘客舒適度和燃料經(jīng)濟性。例如，當變速器控制器了解升檔得到保證時，其可傳輸氣動增壓事件請求至氣動增壓控制器，所述氣動增壓控制器專用于使用氣動增壓以補償與伴隨升檔至較高傳動比的發(fā)動機rpm下降一起觀測到的扭矩下降。氣動增壓控制器隨后可發(fā)起速率成形壓縮空氣噴射設(shè)定檔，其提供足夠量的空氣(且通過將匹配額外空氣噴射的相應(yīng)燃料量告知發(fā)動機的燃料噴射控制器)以補償緊隨升檔之后的扭矩降，其僅限于避免超過法定和/或設(shè)計限值的需要。當這種升檔補償氣動增壓事件繼續(xù)且發(fā)動機速度攀升回先前水平時，可調(diào)整壓縮空氣噴射以隨發(fā)動機速度升高至足以使發(fā)動機再次自行產(chǎn)生足夠的扭矩而逐漸下降。這種速率成形升檔扭矩補償換檔允許本發(fā)明通過提供來自發(fā)動機的實質(zhì)無縫的發(fā)動機扭矩輸出供應(yīng)而提供更平穩(wěn)的動力輸送，其實質(zhì)上限制乘客所能感知的當扭矩輸出在升檔后下降時由加速度的突然損失而導致的“顛簸”。與未配備氣動增壓系統(tǒng)的車輛相比，這種升檔后速率成形扭矩補償法還提供更快的時間速度比(即使氣動增壓量在一定程度上受限于設(shè)計或法定限值)，且進一步實現(xiàn)由于發(fā)動機速度更快地返回其最佳動力產(chǎn)生rpm范圍的更佳燃料經(jīng)濟性。
[0112]還可用本發(fā)明的速率成形通過使壓縮空氣使用最小化而實現(xiàn)額外燃料節(jié)省和其它好處。如上文所討論，在現(xiàn)有技術(shù)氣動增壓系統(tǒng)中，最大量的壓縮空氣被盡可能快地噴射至發(fā)動機的進氣歧管中以使發(fā)動機扭矩輸出量最大化。這種方法高度浪費壓縮空氣，需要產(chǎn)生大體積的壓縮空氣并且將其儲存在車輛上。通過按運行限值或接近運行限值運行的同時使壓縮空氣噴射重點僅利用獲得可實現(xiàn)的最大扭矩輸出所需的精確量的壓縮空氣，本發(fā)明的速率成形空氣噴射將壓縮空氣使用限制為最小可能水平。這種壓縮空氣節(jié)省具有許多好處，包括:使壓縮空氣儲存器耗用最小化(在達到確保關(guān)鍵系統(tǒng)(諸如制動器)具有充足壓縮空氣儲備所需的最小儲存器壓力水平之前，使從壓縮空氣儲存器提取的壓縮空氣最小化而形成額外容量邊際；減小發(fā)動機驅(qū)動空氣壓縮機的占空比)；通過減小驅(qū)動空氣壓縮機所需的寄生功率損失而減小磨損和增大燃料經(jīng)濟性，其先前需較大以服務(wù)先前氣動增壓系統(tǒng)壓縮空氣需求；及允許車輛設(shè)計者縮小壓縮空氣產(chǎn)生和儲存設(shè)備的規(guī)模，減小車輛重量和組件成本并且緩解車輛設(shè)備包裝問題。此外，減小壓縮空氣噴射量還通過免除對發(fā)動機控制器的需要以在壓縮空氣噴射期間提供增大的燃料噴射量，以確保維持適當?shù)娜剂匣旌衔锒苯庸?jié)省燃料。
[0113]本發(fā)明的另一個特征是使用速率成形以為駕駛員提供可選擇的替代車輛性能設(shè)定檔選擇的能力。例如，可為駕駛員提供選擇可交換特征的車輛性能選項的選項。實例示于圖13中。在本實例中，駕駛員可(使用，例如安裝在儀表板上的開關(guān)或電子觸屏控制器)選擇性能設(shè)定檔，其以車輛加速性能為代價使燃料經(jīng)濟性最大化(曲線A)，以燃料經(jīng)濟性為代價使車輛對加速需求的動態(tài)響應(yīng)最大化(曲線C)或提供折中的車輛性能，其在本實例中注重乘客舒適度(曲線B)。取決于駕駛員所選擇的性能設(shè)定檔，氣動增壓控制器318應(yīng)用與所選曲線A、B或C相關(guān)的適當目標氣動增壓水平限值。
[0114]下文提供配備速率成形PBS的車輛對涉及配備自動或自動化手動變速器的車輛從停車位置開始的加速的增壓事件的響應(yīng)的定量實例。如圖18至圖20中所示，PBS控制器執(zhí)行PBS控制算法，其監(jiān)測不同車輛運行參數(shù)信號。例如，監(jiān)測到油門踏板位置AP，從油門踏板位置值(圖18中的線AP)中確定駕駛?cè)说募铀傩枨?。在本實例中，油門踏板位置從時間0.54秒處的0%值改變?yōu)闀r間0.81秒處的78%。因為踏板位置和踏板位置變化速率的新值超過針對各自設(shè)定的閾值，所以PBS控制器接下來確定用于執(zhí)行氣動增壓事件的車輛空氣供應(yīng)系統(tǒng)是否具有足夠氣壓(圖18中的線P)以支持發(fā)起噴射事件，即是否存在足夠的可用容量以提供所要噴射空氣質(zhì)量。如果可用氣壓的當前值低于預(yù)定閾值，那么PBS控制器將不發(fā)起噴射事件。在圖18實例中，可用壓力是129psig，其大于本實例的預(yù)定閾值。
[0115]本實例中的PBS控制器接下來將不同的其它信號的狀態(tài)(包括發(fā)動機速度、進氣歧管壓力和傳動系統(tǒng)和離合器狀態(tài))對比并且使用這種車輛運行信息以確定氣動增壓噴射事件是否應(yīng)發(fā)生。在時間0.80秒處，PBS控制器監(jiān)測的條件已被確定為被滿足且PBS控制器發(fā)出控制信號以發(fā)起增壓噴射事件?？刂破靼l(fā)出信號以閉合擋板元件(圖18中的擋板位置線F)并且監(jiān)測其位置作為硬件完整性的檢查。
[0116]當節(jié)流擋板開始閉合時，PBS控制器發(fā)送另一個信號至一個或更多個高速電磁空氣閥以發(fā)起壓縮空氣噴射，其允許空氣從空氣供應(yīng)儲存器流動至發(fā)動機進氣口。PBS控制器可命令空氣閥的任意組合啟動，由此使噴射的空氣質(zhì)量流成形以匹配PBS控制器算法設(shè)定的目標壓縮空氣添加設(shè)定檔。這種活動在本實例中表示為‘吹入請求’(圖18中的線BIR)，其通過壓縮空氣閥的適當致動予以滿足，例如，發(fā)出‘0’命令(無螺線管)、‘1’(螺線管#1)、‘2’(螺線管#2)或‘3’(螺線管#1和螺線管#2)。在噴射期間，擋板元件與發(fā)動機進氣系統(tǒng)(圖19中的線IM)之間的進氣歧管壓力快速增大，而由車輛渦輪增壓器輸送的壓力隨渦輪增壓器壓縮機出口與擋板之間的壓力增大而更漸進增大(圖19中的線1C)。[0117]在本實例中，PBS控制器通過監(jiān)測渦輪增壓器壓縮機出口與節(jié)流擋板之間的氣壓以及節(jié)流擋板與發(fā)動機進氣系統(tǒng)之間的壓力而暫停氣動增壓噴射事件。當壓力差達到PBS控制器中的目標值時，控制器確定渦輪增壓器的輸出可取代發(fā)動機所需要的空氣輸送并且因此發(fā)出信號以暫停增壓空氣噴射。在本實例中，在時間1.53秒處，PBS控制器發(fā)送信號以使啟動的空氣噴射閥螺線管斷電。PBS控制器還發(fā)送信號以在時間1.57秒處打開擋板元件且這種快速活動擋板在時間1.59秒處到達其完全打開位置。
[0118]在氣動增壓噴射事件過程期間，PBS供氣儲存器中的壓力(圖18中的線P)開始在噴射期間隨空氣被消耗而減小。如從圖18中可見,供應(yīng)系統(tǒng)壓力(在時間0.81秒處從129psi開始)降至時間1.54秒處的114psig,此時空氣噴射停止。
[0119]在本示例性氣動增壓噴射事件中，發(fā)動機比不存在氣動增壓噴射時更快地達到所要扭矩和/或發(fā)動機速度。本領(lǐng)域中用于對比車輛時間對速度比性能的通用度量是“T-90時間”，發(fā)動機從經(jīng)由油門踏板位置變化而發(fā)起扭矩需求時開始至達到其最大扭矩輸出的90%所需的時間。如圖20中所示，使用氣動增壓噴射的T-90時間是1.10秒，如扭矩輸出曲線(圖20中的線T)所示。氣動增壓噴射空氣還允許車輛變速器比氣動增壓噴射不存在時更快速地到達其下一換檔點。在本實例中，車輛在第二檔開始氣動增壓噴射事件且變速器控制器(圖20中的線TRANS)在時間1.59秒處接近噴射結(jié)束時要求下一換檔(圖20中的線TRANS)。
[0120]上述公開僅被陳述來說明本發(fā)明且不旨在限制。例如，雖然上述公開涉及車輛發(fā)動機配備至少一個渦輪增壓器的實施方案，但是本發(fā)明不限于配備渦輪增壓器的發(fā)動機，而是可適用于需要受控壓縮空氣噴射以至少提供臨時增大的發(fā)動機扭矩輸出的任意其它內(nèi)燃發(fā)動機構(gòu)造。這些發(fā)動機構(gòu)造包括自然吸氣發(fā)動機、配備增壓器的發(fā)動機和以除柴油機燃料外的燃料運行的發(fā)動機，包括汽油、氫氣和丙烷燃料發(fā)動機。此外，以可通過使用壓縮空氣噴射的速率成形而避免NOx排放偏移的相同方式，本發(fā)明氣動增壓系統(tǒng)中的氣動增壓控制器還可用有關(guān)發(fā)動機和車輛特性的信息編程以允許壓縮空氣噴射的速率成形以使得其它污染物(諸如CO2和/或顆粒排放物)維持低于所要限值。其它實施方案可包括以開路方式運行氣動增壓系統(tǒng)，例如根據(jù)預(yù)定固定速率成形壓縮空氣噴射設(shè)定檔，根據(jù)從“查找表”中選擇的壓縮空氣噴射設(shè)定檔(即，存儲在例如氣動增壓控制器的存儲器中的壓縮空氣噴射設(shè)定檔的預(yù)定編輯)和/或根據(jù)響應(yīng)于監(jiān)測到的車輛運行參數(shù)選擇的預(yù)定速率成形壓縮空氣噴射設(shè)定檔。因為本領(lǐng)域技術(shù)人員可能想到并入本發(fā)明的精神和實質(zhì)的所公開實施方案的這些修改例，所以本發(fā)明應(yīng)被解釋為包括隨附權(quán)利要求和其等效物的范圍內(nèi)的所有事項。
【權(quán)利要求】
1.一種運行配備氣動增壓系統(tǒng)的車輛的方法，所述氣動增壓系統(tǒng)被構(gòu)造來在氣動增壓事件期間將壓縮空氣噴射至所述車輛的發(fā)動機的進氣口中，并且被構(gòu)造來在所述氣動增壓事件內(nèi)調(diào)整至少兩個空氣噴射脈沖的壓縮空氣噴射速率、持續(xù)時間和定時的至少兩項，所述方法包括下列行動： 確定即將出現(xiàn)的和實際氣動增壓事件之一的存在； 為負責控制至所述發(fā)動機中的燃料噴射的發(fā)動機控制器提供指示與即將出現(xiàn)的或?qū)嶋H氣動增壓事件相關(guān)的即將出現(xiàn)的或?qū)嶋H壓縮空氣噴射型式的信息； 在所述即將出現(xiàn)的或?qū)嶋H氣動增壓事件期間發(fā)起對應(yīng)于所述即將出現(xiàn)的或?qū)嶋H壓縮空氣噴射型式的額外燃料的噴射； 監(jiān)測所述車輛的至少一個運行參數(shù)； 確定所述至少一個運行參數(shù)是否在預(yù)定范圍內(nèi)；和 基于所述至少一個運行參數(shù)是否在所述預(yù)定范圍內(nèi)的確定，調(diào)整所述壓縮空氣噴射速率、噴射持續(xù)時間、噴射定時和額外燃料噴射的至少一項以使所述至少一個運行參數(shù)維持在所述預(yù)定范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括下列行動： 在發(fā)起所述氣動增壓事件之前在氣動增壓噴射控制器上接收來自所述車輛運行信息；和 基于所述所接收的車輛運行信息設(shè)定至少兩個壓縮空氣噴射脈沖的第一個的空氣噴射速率、噴射持續(xù)時間和噴射定時的至少一項和對應(yīng)于所述第一壓縮空氣噴射脈沖的額外燃料噴射量以使所述所監(jiān)測到的至少一個運行參數(shù)維持在所述預(yù)定范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 所述至少一個運行參數(shù)是儲存在壓縮空氣儲存容器中的壓縮空氣的壓力，和所述預(yù)定范圍是高于確保車輛安全系統(tǒng)具有可用于執(zhí)行安全系統(tǒng)功能的充足壓縮空氣所需的最小壓縮空氣壓力的壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 所述至少一個運行參數(shù)指示來自所述發(fā)動機的廢氣中的NOx含量,及 所述預(yù)定范圍是低于NOx排放限值的NOx含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 所述至少一個運行參數(shù)指示來自所述發(fā)動機的廢氣中的顆粒含量,及 所述預(yù)定范圍是低于顆粒排放限值的顆粒量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 所述至少一個運行參數(shù)指示EGR比率，及 所述預(yù)定范圍是EGR比率，其低于對應(yīng)于超過NOx排放限值的EGR比率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 所述至少一個運行參數(shù)是為所述發(fā)動機供應(yīng)壓縮空氣的渦輪增壓器的壓縮機的轉(zhuǎn)速，及 所述預(yù)定范圍是低于渦輪增壓器壓縮機超速限值的渦輪增壓器葉輪速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 所述至少一個運行參數(shù)是車輛加速度，及所述預(yù)定范圍是低于用于維持所述車輛中的乘客舒適度的最大加速度限值的加速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 所述至少一個運行參數(shù)是車輛加速度，及 所述預(yù)定范圍是低于駕駛員可選擇的加速度設(shè)定檔的加速速率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 所述至少一個運行參數(shù)是廢氣溫度，及 所述預(yù)定范圍是低于預(yù)定廢氣限值溫度的廢氣溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 所述至少一個運行參數(shù)是指示所述進氣口中的實際空氣流速的所述車輛的運行參數(shù)，及 所述預(yù)定范圍是所述進氣口中的所述實際空氣流速與所述車輛的至少一個控制器所要求的空氣流速之間的預(yù)定允許差異。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 所述至少一個運行參數(shù)是駕駛?cè)思铀僬埱?，? 所述預(yù)定范圍是油門踏板位置、油門踏板致動速率和油門踏板位置超過預(yù)定位置的頻率的至少一項。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 所述至少一個運行參數(shù)是行駛控制車輛加速請求，及 所述預(yù)定范圍是對應(yīng)于油門踏板位置和油門踏板致動速率的至少一項的行駛控制致動器范圍。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中： 所述行駛控制是自適應(yīng)行駛控制。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 通過減慢、暫停和增大所述壓縮空氣噴射的流速而改變所述壓縮空氣噴射。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中： 通過至少一個壓縮空氣噴射控制裝置的脈沖寬度調(diào)制執(zhí)行調(diào)整所述壓縮空氣噴射速率、噴射持續(xù)時間和噴射定時的至少一項以使所述至少一個運行參數(shù)維持在所述預(yù)定范圍內(nèi)的行動。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中： 所述至少一個壓縮空氣噴射控制裝置包括至少兩個壓縮空氣流量控制閥。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中： 所述至少兩個壓縮空氣流量控制閥具有不同的最大空氣流量額定值，及所述至少兩個壓縮空氣流量控制閥可同時及獨立運行以在所述增壓事件期間獲得可變壓縮空氣噴射流速。
19.一種運行配備氣動增壓系統(tǒng)的車輛的方法，所述氣動增壓系統(tǒng)被構(gòu)造來在氣動增壓事件期間將壓縮空氣噴射至所述車輛的發(fā)動機的進氣口中，并且被構(gòu)造來在所述氣動增壓事件內(nèi)調(diào)整至少兩個空氣噴射脈沖的壓縮空氣噴射速率、持續(xù)時間和定時的至少兩項，且進一步被構(gòu)造來以對應(yīng)于將在即將出現(xiàn)的或?qū)嶋H氣動增壓事件期間使用的壓縮空氣噴射型式的方式控制額外燃料的噴射，所述方法包括下列行動：發(fā)起所述氣動增壓事件以將壓縮空氣和所述相應(yīng)的額外燃料噴射至所述發(fā)動機中；及在所述壓縮空氣噴射事件期間調(diào)整所述壓縮空氣噴射速率、噴射持續(xù)時間和噴射定時的至少一項及以對應(yīng)于所述經(jīng)調(diào)整壓縮空氣噴射的方式調(diào)整所述額外燃料噴射。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中： 根據(jù)預(yù)定壓縮空氣噴射設(shè)定檔進行所述氣動增壓事件期間的至少兩個空氣噴射脈沖的壓縮空氣噴射速率、持續(xù)時間和定時的至少兩項的調(diào)整。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其還包括下列行動： 監(jiān)測所述車輛的至少一個運行參數(shù)， 其中在所述調(diào)整行動中，根據(jù)所述至少一個所監(jiān)測的運行參數(shù)設(shè)定所述壓縮空氣噴射速率。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中： 參考所述至少一個所監(jiān)測的運行參數(shù)和將所述至少一個運行參數(shù)與預(yù)定壓縮空氣噴射速率設(shè)定檔關(guān)聯(lián)的查找表進行所述壓縮空氣噴射速率的設(shè)定。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中： 根據(jù)所述至少一個所監(jiān)測的運行參數(shù)的所述壓縮空氣噴射速率的所述設(shè)定導致實施預(yù)定氣動增壓事件設(shè)定檔，其與在所述氣動增壓事件發(fā)起行動中調(diào)用的初始預(yù)定氣動增壓事件設(shè)定檔不同。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中： 所述至少一個所監(jiān)測的運行參數(shù)是車輛組件的故障狀態(tài)且根據(jù)所述所監(jiān)測的故障狀態(tài)進行所述壓縮空氣噴射速率的所述調(diào)整。
25.一種用于使用氣動增壓增大車輛性能的系統(tǒng)，其包括： 發(fā)動機，其具有進氣口、排氣口和用于將來自所述發(fā)動機的廢氣的一部分從所述排氣口再循環(huán)至所述進氣口的廢氣再循環(huán)通道； 空氣控制裝置，其位于所述進氣口中，所述空氣控制裝置包括： 進氣阻斷元件，其位于所述空氣控制裝置的進氣通道中，所述進氣阻斷元件被配置來至少在打開位置與閉合位置之間移動以選擇性地阻擋或允許氣流朝向所述發(fā)動機穿過所述空氣控制裝置， 至少一個壓縮空氣噴射通道，其開放至所述進氣阻斷元件的發(fā)動機側(cè)上的所述進氣口，所述壓縮空氣通道具有被配置來調(diào)制提供至所述空氣控制裝置進入所述進氣口的至少一個壓縮空氣流量控制閥，和 通道，其開放至所述進氣阻斷元件的所述發(fā)動機側(cè)上的所述進氣口，透過所述通道，穿過所述廢氣再循環(huán)通道的廢氣被引入所述進氣口； 壓縮空氣源，其被配置來將壓縮空氣流提供至所述空氣控制裝置；和 氣動增壓噴射控制器，其中： 所述氣動增壓控制器被編程來通過協(xié)調(diào)所述至少一個壓縮空氣流量控制閥和所述進氣阻斷元件的運行以經(jīng)由所述進氣口供應(yīng)壓縮空氣至所述發(fā)動機而基于所述車輛的至少一個所監(jiān)測的運行參數(shù)而控制氣動增壓事件， 所述氣動增壓控制器被編程來通過在所述氣動增壓事件期間調(diào)整至少兩個空氣噴射脈沖的壓縮空氣噴射速率、持續(xù)時間和定時的至少兩項而控制所述至少一個壓縮空氣流量控制閥以提供所述壓縮空氣噴射以使所述車輛的至少一個監(jiān)測運行參數(shù)維持在預(yù)定范圍內(nèi)；和 發(fā)動機控制器，其負責控制至所述發(fā)動機中的燃料噴射，其中： 所述發(fā)動機控制器被編程來在了解即將出現(xiàn)的和實際氣動增壓事件和相關(guān)的即將出現(xiàn)的或?qū)嶋H壓縮空氣噴射型式時控制至所述發(fā)動機中的額外燃料噴射，使得在所述氣動增壓事件期間噴射對應(yīng)于與所述即將出現(xiàn)的或?qū)嶋H壓縮空氣噴射型式相關(guān)的即將出現(xiàn)的或?qū)嶋H壓縮空氣噴射型式的額外燃料。
26.一種用于使用氣動增壓增大車輛性能的系統(tǒng)，其包括： 發(fā)動機，其具有進氣口、排氣口和用于將來自所述發(fā)動機的廢氣的一部分從所述排氣口再循環(huán)至所述進氣口的廢氣再循環(huán)通道； 用于控制位于所述進氣口中的空氣流量的構(gòu)件，所述空氣流量控制構(gòu)件包括位于進氣口中的進氣阻斷元件、開放至所述進氣阻斷元件的發(fā)動機側(cè)上的所述進氣口的至少一個壓縮空氣噴射通道，和開放至穿過所述廢氣再循環(huán)通道的廢氣透過其被引入所述進氣口的通道； 壓縮空氣源，其被配置來將壓縮空氣流量提供至所述空氣控制裝置； 用于控制氣動增壓噴射的構(gòu)件，其中： 所述氣動增壓控制構(gòu)件，其通過協(xié)調(diào)穿過所述壓縮空氣噴射通道和所述進氣阻斷元件的壓縮空氣流量以經(jīng)由所述進氣口供應(yīng)壓縮空氣至所述發(fā)動機而基于所述車輛的至少一個所監(jiān)測的運行參數(shù)而控制氣動增壓事件， 所述氣動增壓控制器構(gòu)件通過在所述氣動增壓事件期間調(diào)整至少兩個空氣噴射脈沖的壓縮空氣噴射速率、持續(xù)時間和定時的至少兩項而控制穿過所述壓縮空氣噴射通道的所述壓縮空氣流量以提供所述壓縮空氣噴射；和 用于控制發(fā)動機的構(gòu)件，其控制至所述發(fā)動機中的燃料噴射，其中： 用于控制所述發(fā)動機的構(gòu)件在了解即將出現(xiàn)的和實際氣動增壓事件時控制至所述發(fā)動機中的額外燃料噴射，使得在所述氣動增壓事件期間噴射對應(yīng)于與即將出現(xiàn)的或?qū)嶋H壓縮空氣噴射型式相關(guān)的即將出現(xiàn)的或?qū)嶋H壓縮空氣噴射型式的額外燃料。
【文檔編號】F02B33/44GK103492687SQ201280018646
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月25日
【發(fā)明者】威廉·J·沙菲爾德, 尼古拉斯·阿斯密斯, 馬克·W·麥克隆格, 理查德·貝爾 申請人:邦迪克斯商用車系統(tǒng)有限責任公司