用于喘振控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請設(shè)及使用壓縮機(jī)再循環(huán)流W改善喘振控制的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可W被配置有諸如滿輪增壓器或機(jī)械增壓器的升壓裝置，用于提供升 壓的空氣充氣并改善峰值功率輸出。壓縮機(jī)的使用允許較小排量發(fā)動機(jī)提供與較大排量發(fā) 動機(jī)一樣大的功率，但具有附加燃料經(jīng)濟(jì)效益。然而，壓縮機(jī)容易喘振。例如，當(dāng)操作者松 開加速器踏板時，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣節(jié)氣口關(guān)閉，從而導(dǎo)致通過壓縮機(jī)的降低的向前流和喘振的 可能性。喘振能夠?qū)е略肼?、振動和不舒適性（NVH)問題，諸如來自發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的不期 望的噪聲。在極端情況下，喘振可W導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞。為了解決壓縮機(jī)喘振，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可 W包括禪接在壓縮機(jī)兩側(cè)的壓縮機(jī)再循環(huán)閥（CRV)W促進(jìn)升壓壓力的快速衰減。CRV可W 使來自壓縮機(jī)出口的壓縮空氣再循環(huán)至壓縮機(jī)入口。
[0003] 使用壓縮機(jī)再循環(huán)閥來減輕喘振的一種示例由Bjorge等人在US8739530中示出。 其中，公開的實(shí)施例包括兩個壓縮機(jī)和禪接在每個壓縮機(jī)兩側(cè)的壓縮機(jī)再循環(huán)閥。每個壓 縮機(jī)再循環(huán)閥基于通過對應(yīng)的壓縮機(jī)的期望流率被致動打開W避免喘振。對于每個壓縮機(jī) 的期望流率可W被計算為在壓縮機(jī)映射圖上的對應(yīng)的喘振線處的在節(jié)氣口質(zhì)量流率和通 過每個壓縮機(jī)的質(zhì)量流之間的差。
[0004] 發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識到使用運(yùn)種方法的潛在問題。作為一種示例，在致動壓縮機(jī) 再循環(huán)閥中的延遲可W導(dǎo)致比閥口的期望打開慢。在諸如急速（aggressive)松開加速器 踏板的狀況期間，致動器延遲可W大幅地降低壓縮機(jī)流率并導(dǎo)致壓縮機(jī)喘振。另外，在當(dāng)節(jié) 氣口流估計被用于確定期望壓縮機(jī)流率時的示例中，節(jié)氣口流估計的誤差可W增加喘振的 可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在一種示例中，W上問題中的一些可W通過一種用于發(fā)動機(jī)的方法解決，該方法 包含：通過節(jié)氣口將壓縮空氣從壓縮機(jī)傳送至發(fā)動機(jī)，通過再循環(huán)閥使壓縮空氣的一部分 轉(zhuǎn)向離開節(jié)氣口W阻止壓縮空氣的一部分流回壓縮機(jī)而導(dǎo)致壓縮機(jī)喘振，W及響應(yīng)于節(jié)氣 口位置的變化高于闊值變化使壓縮空氣的另一部分（化Kherpcxrtion)轉(zhuǎn)向。
[0006] 在另一種示例中，用于升壓發(fā)動機(jī)的方法包含：將附加（additional)壓縮機(jī)再循 環(huán)流經(jīng)由壓縮機(jī)再循環(huán)閥從節(jié)氣口上游引導(dǎo)至壓縮機(jī)入口，附加壓縮機(jī)再循環(huán)流基于為減 輕壓縮機(jī)喘振的最小期望壓縮機(jī)流和通過節(jié)氣口的現(xiàn)有空氣流之間的過濾差（filtered difference)。
[0007] 因而，在瞬態(tài)發(fā)動機(jī)工況期間，壓縮機(jī)流率能夠被維持在喘振線處的流率之上且 壓縮機(jī)可W被保持在喘振區(qū)之外運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0008] 例如，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可W包括具有壓縮機(jī)再循環(huán)通道的壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)再循環(huán)通 道將壓縮機(jī)的出口禪接至壓縮機(jī)入口。在替代實(shí)施例中，再循環(huán)路徑可W將增壓空氣冷卻 器的出口禪接至壓縮機(jī)入口。可W經(jīng)由連續(xù)可變壓縮機(jī)再循環(huán)閥（CCRV)控制通過再循環(huán) 路徑的流。發(fā)動機(jī)控制器可W被配置成基于通過進(jìn)氣節(jié)氣口的空氣流的變化在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài) 發(fā)動機(jī)工況期間持續(xù)地調(diào)節(jié)CCRV的位置，W便維持壓縮機(jī)流率處于喘振約束的流率或高 于喘振約束的流率（即，壓縮機(jī)流率處于壓縮機(jī)的喘振極限或高于壓縮機(jī)的喘振極限）。在 瞬態(tài)工況期間（例如，突然松開加速器踏板），控制器可W增加CCRV的開度W將增加的再循 環(huán)流引導(dǎo)至壓縮機(jī)入口。僅當(dāng)節(jié)氣口位置經(jīng)歷高于預(yù)定闊值的位置的變化時，CCRV開度可 W被大幅增加。另外，CCRV的開度的增加可W基于為減輕壓縮機(jī)喘振的最小期望壓縮機(jī)流 和通過進(jìn)氣節(jié)氣口的現(xiàn)有空氣流之間的過濾差。在一種示例中，可W經(jīng)由超前補(bǔ)償器確定 過濾差。
[0009]W此方式，通過增加在快速瞬變期間通過壓縮機(jī)再循環(huán)路徑的再循環(huán)流，壓縮機(jī) 流率能夠被保持足夠高。運(yùn)能夠在突然瞬變期間使壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)保持在喘振區(qū)之外。通過經(jīng) 由超前補(bǔ)償器對喘振約束的流率和節(jié)氣口質(zhì)量流之間的差應(yīng)用濾波器，可W增加CCRV的 響應(yīng)速度?？傊谒邪l(fā)動機(jī)工況下的喘振裕度（margin)可W被改善，并且與喘振有關(guān) 的NVH問題和部件損壞問題可W被降低。另外，可W改善發(fā)動機(jī)性能和駕駛性能。
[0010] 應(yīng)當(dāng)理解，提供W上概述是為了W簡化的形式介紹一些概念，運(yùn)些概念在具體實(shí) 施方式中被進(jìn)一步描述。運(yùn)并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保 護(hù)的主題的范圍由隨附于【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題不 限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【附圖說明】
[0011] 圖1描繪包括壓縮機(jī)再循環(huán)閥的升壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示例實(shí)施例。
[0012] 圖2曰、圖化和圖2c示出展示不同的參數(shù)對壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的影響的示例壓縮機(jī)映射 圖。
[0013]圖3描繪圖示說明可W被實(shí)施W用于調(diào)節(jié)圖1中的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)再循環(huán) 流（尤其是在瞬態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)期間）的例程的高級流程圖。
[0014] 圖4是圖示說明根據(jù)本公開的可W被實(shí)施W計算壓縮機(jī)再循環(huán)流的例程的高級 流程圖。
[0015] 圖5展示根據(jù)本公開的在變化的發(fā)動機(jī)工況期間的示例壓縮機(jī)再循環(huán)閥調(diào)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]W下描述設(shè)及用于減輕諸如圖1的系統(tǒng)的升壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)喘振的系 統(tǒng)和方法?？刂破骺蒞被配置成執(zhí)行控制例程（諸如圖3的例程）W基于工況調(diào)節(jié)通過再 循環(huán)路徑至壓縮機(jī)入口的壓縮機(jī)再循環(huán)流?？刂破骺蒞在瞬態(tài)工況（諸如急速松開加速器 踏板）期間增加壓縮機(jī)再循環(huán)流。壓縮機(jī)再循環(huán)流的增加可W與過濾的標(biāo)稱（nominal)壓 縮機(jī)流率有關(guān)，其中標(biāo)稱壓縮機(jī)流率是為阻止喘振的最小壓縮機(jī)流率和現(xiàn)有節(jié)氣口質(zhì)量流 之間的差?？刂破骺蒞通過執(zhí)行諸如圖4的例程的控制例程獲悉過濾差和要求的附加流W 減輕喘振。在不帶有致動器延遲的示例系統(tǒng)中，其中可化測量實(shí)際節(jié)氣口流，并可W通過使 用未過濾的標(biāo)稱壓縮機(jī)流率（圖2a)減輕壓縮機(jī)喘振。然而，致動器延遲的存在和使用節(jié) 氣口流估計能夠?qū)е聣嚎s機(jī)喘振（圖化）。運(yùn)里，使用過濾的標(biāo)稱壓縮機(jī)流率可W降低壓縮 機(jī)喘振的可能性，如圖2c所示。壓縮機(jī)再循環(huán)流可W基于各種狀況被調(diào)節(jié)W維持期望的喘 振裕度（圖5)。W此方式，喘振的裕度在瞬態(tài)狀況期間能夠被改善。
[0017] 圖1示意性地示出包括發(fā)動機(jī)10的示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的方面。在所描繪的實(shí) 施例中，發(fā)動機(jī)10是禪接至滿輪增壓器13的升壓發(fā)動機(jī)，滿輪增壓器13包括由滿輪116 驅(qū)動的壓縮機(jī)114。具體地，新鮮空氣經(jīng)由空氣凈化器112沿著進(jìn)氣通道42被引入發(fā)動機(jī) 10并流向壓縮機(jī)114。壓縮機(jī)可W是任意合適的進(jìn)氣空氣壓縮機(jī)，諸如馬達(dá)驅(qū)動或驅(qū)動軸 驅(qū)動的機(jī)械增壓器式壓縮機(jī)。然而，在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100中，壓縮機(jī)是經(jīng)由軸19機(jī)械地禪接 至滿輪116的滿輪增壓器式壓縮機(jī)，滿輪116通過使發(fā)動機(jī)排氣膨脹而被驅(qū)動。在一種實(shí) 施例中，壓縮機(jī)和滿輪可W被禪接在雙滿管滿輪增壓器內(nèi)。在另一種實(shí)施例中，滿輪增壓器 可W是單滿管型或可變幾何形狀滿輪增壓器（VGT)，其中滿輪幾何形狀根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而 主動地變化。
[0018] 如圖1所示，壓縮機(jī)114通過增壓空氣冷卻器（CAC) 18 (本文也稱為中間冷卻器） 被禪接至節(jié)流閥20。節(jié)流閥20(也被稱為進(jìn)氣節(jié)氣口 20)被禪接至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管22。壓 縮空氣充氣從壓縮機(jī)流過增壓空氣冷卻器18和節(jié)流閥20至進(jìn)氣歧管22。例如，增壓空氣 冷卻器18可W是空氣與空氣或空氣與水的熱交換器。在圖1所示的實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管內(nèi) 的空氣充氣的壓力由歧管空氣壓力（MA巧傳感器124感測且進(jìn)入進(jìn)氣歧管的空氣充氣的流 率能夠使用該測量值進(jìn)行估計。
[0019] 一個或多個傳感器可W被禪接至壓縮機(jī)114的入口。例如，溫度傳感器55可W被 禪接至入口，用于估計壓縮機(jī)入口溫度。壓力傳感器56可W被禪接至該入口，用于估計壓 縮機(jī)入口壓力，W及濕度傳感器57可W被禪接至該入口，用于估計進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣充氣 的濕度。還有另一些傳感器可W包括（例如）空燃比傳感器等。在另一些示例中，壓縮機(jī) 入口狀況（諸如濕度、溫度等）中的一者或多者可W基于發(fā)動機(jī)工況被推測。
[0020] 在選定狀況期間，諸如在松開加速器踏板期間，當(dāng)節(jié)氣口角度被減小時，壓縮機(jī)喘 振能夠發(fā)生。運(yùn)是由于通過壓縮機(jī)的向前流的減少，從而增加喘振的傾向。