用于涡轮增压发动机的方法以及用于发动机的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及在压缩机旁通阀操作期间的低压EGR控制。描述了一种包括低压排气再循环（EGR）系统和进气氧传感器的涡轮增压发动机系统以及用于这种系统操作的方法。该系统包括设置在旁通涡轮增压器压缩机的通道中的压缩机旁通阀，和设置在EGR系统中的EGR阀，该EGR阀可以被调节以调节再循环到发动机进气道的排气的量。在一种示例性的方法中，通过在打开压缩机旁通阀时减少EGR，可以减少发动机进气充气的过稀释，并且然后仅在来自进气氧传感器的测量结果指示进气空气稀释已经减小到低于阈值之后增加EGR。

【技术实现步骤摘要】
用于涡轮增压发动机的方法以及用于发动机的系统和方法
本申请涉及在内燃发动机的压缩机旁通阀操作期间控制低压排气再循环。
技术介绍
发动机系统可以利用从发动机排气系统到发动机进气系统的排气再循环，一种叫做排气再循环（EGR）的过程，以减少受调节的排放物。例如，涡轮增压发动机系统可以包括低压（LP）EGR系统，该EGR系统将排气从排气系统再循环到涡轮增压器压缩机上游的进气道。因此，排气可以被再循环到压缩机上游的低压进气系统（LPAIS），结果形成新鲜的进气空气和压缩机下游的EGR的压缩的混合物。可以控制EGR阀以实现期望的进气空气稀释，该期望的进气空气稀释基于发动机工况。但是涡轮增压发动机系统也可以包括压缩机旁通阀（CBV）。连同其它的功能一道，通过将压缩机的下游的进气混合物再循环到压缩机上游的进气道，CBV可以在某些状况期间用来减少压缩机喘振。结果，相对于在CBV关闭时进入压缩机的进气混合物，在打开CBV的状况期间进入压缩机的进气混合物可以包括较高的EGR比例（例如，较高的进气空气稀释），因为它包括由于打开CBV而引起的从压缩机的下游再循环的EGR/新鲜空气混合物以及来自LPEGR系统的另外的EGR。因而，如果不采取行动来解决这个问题，可能不能实现期望的进气空气稀释，并且发动机的性能可能衰退。
技术实现思路
本文的专利技术人已经认识到上述问题并且已经提出至少部分解决这种问题的各种方法。在一种示例性的方法中，当打开CBV（例如在松加速器踏板期间打开CBV，以减少压缩机喘振）时，可以减少LPEGR。以这种方式，通过打开CBV，空气/EGR混合物已经从压缩机的下游流到压缩机的上游的状况期间，通过再循环较少的排气或甚至不再循环排气到进气道，可以减少进气充气的过分稀释。于是，在关闭CBV之后（例如，在压缩机喘振风险估计已经下降到低于阈值之后，关闭CBV），根据由设置在压缩机下游的进气氧传感器进行的测量，可以确定进气空气稀释是否已经减少到低于阈值。如果是，则根据该阈值，很少的EGR或者没有EGR可以存在于进气空气中，并且因此，可以增加EGR（例如，以实现期望的进气空气稀释）而没有进气充气的过分稀释的风险（其可能不利地使发动机性能衰退）。作为这种方法的另一个优点，由于减少EGR阀的打开，在压缩机喘振状况期间可以减少不期望的EGR回流，应当明白，提供上面的
技术实现思路
是为了以简单的形式介绍选择的构思，这种构思在具体实施方式部分中进一步描述。这并不意味着识别要求保护的主题的关键的或必要的特征，要求保护的主题的范围由权利要求唯一地限定。而且，要求保护的主题不限于解决上面或本专利技术的任何部分指出的任何缺点的实现方式。附图说明图1示出双涡轮增压发动机系统的示意图，该发动机系统包括LPEGR系统和进气氧传感器。图2示出用于控制诸如图1的发动机系统的发动机系统的程序，以避免发动机进气空气的过分稀释。图3示出用于根据进气空气稀释协调CBV打开与EGR阀调节的程序，该程序可以与图2的程序一起执行。图4示出用于踏板位置、EGR阀位置、进气空气稀释和CBV位置的时序图，该时序图可以对应于图1的发动机系统以及图2和3的程序。具体实施方式下面的描述涉及在内燃发动机中的CBV操作期间控制LPEGR。如图1的示例性实施例所示，发动机系统可以包括两个分支，每个分支具有涡轮增压器和EGR系统。设置在压缩机下游的进气氧传感器可以测量进气空气的稀释，其可以用作调节CBV和EGR的根据，如关于图2和3的程序详细描述的。例如，如图2和3所示，当CBV打开时，EGR阀可以关闭以避免进气充气的过分稀释。如图4的时序图所示，一旦CBV关闭（例如，由于压缩机喘振风险估计下降到低于阈值），并且一旦测量的进气空气稀释反映出进气系统包含很少的EGR或不包含EGR，则可以根据需要增加EGR以实现期望的进气空气稀释而没有进气充气过分稀释的风险。图1示出示例性的涡轮增压发动机系统100的示意图，该发动机系统100包括多汽缸内燃发动机10和双涡轮增压器120和130，涡轮增压器120和130可以是相同的。作为一个非限制性的示例，发动机系统100可以作为客车的推进系统的部分而被包括。虽然本文中没有说明，但是也可以采用其他的发动机配置，诸如具有单个涡轮增压器的发动机，而不脱离本专利技术的范围。发动机系统100可以由控制器12和由经由输入装置192来自车辆操作者190的输入而被至少部分地控制。在这个示例中，输入装置192包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器194。控制器12可以是微型计算机，包括：微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校正值的电子存储介质（例如，只读存储器芯片）、随机存取存储器、保活存储器以及数据总线。存储介质只读存储器可以用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示由微处理器可执行的用于执行下面描述的程序以及预期的但未具体列出的其他变体的非暂时的指令。控制器12可以构造成接收来自多个传感器165的信息并且向多个驱动器175（其各种示例在本文中描述）发送控制信号。诸如各种另外的阀和节气门的其他驱动器可以连接到发动机系统100的各个位置。控制器12可以根据对应于一个或多个程序而编程在其中的指令或编码，接收来自各种传感器的输入数据，处理该输入数据，并且响应于该处理的输入数据而触发驱动器。示例性的控制程序在本文中关于图2和3进行描述。发动机系统100可以经由进气道140接收进气空气。如图1所示，进气道140可以包括空气滤清器156和进气系统（AIS）节气门115。AIS节气门115可以构造成调节和控制LPEGR流的量。AIS节气门115的位置可以由控制系统经由通信地耦合到控制器12的节气门驱动器117来调节。至少一部分进气空气可以经由用142表示的进气道140的第一分支被引导到涡轮增压器120的压缩机122，并且至少一部分进气空气可以经由用144表示的进气道140的第二分支被引导到涡轮增压器130的压缩机132。因此，发动机系统100包括在压缩机122和132上游的低压AIS系统191，以及在压缩机122和132下游的高压AIS系统193。总的进气空气的第一部分可以通过压缩机122被压缩，在压缩机122中其可以经由进气空气道146供给到进气歧管160。因此进气道142和146构成发动机的进气系统的第一分支。同样，总的进气空气的第二部分可以通过压缩机132被压缩，在压缩机132中其可以经由进气空气道148被供给到进气歧管160。因此，进气道144和148构成发动机的进气系统的第二分支。如图1所示，来自进气道146和148的进气空气在到达进气歧管160之前可以经由共用的进气道149再组合，在进气歧管160中该进气空气可以提供给发动机。在一些示例中，进气歧管160可以包括用于估计歧管压力（MAP）的进气歧管压力传感器182和/或用于估计歧管空气温度（MAT）的进气歧管温度传感器183，这些传感器每个都与控制器12通信。在所示的示例中，进气道149还包括空气冷却器154和节气门158。节气门158的位置可以由控制系统经由通信地耦合到控制器12的节气门驱动器157进行调节。如图所示，节气门158可以设置在空气冷却器154下游的进气道149中，并且可以构造成调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于涡轮增压发动机的方法，包括：当增加压缩机旁通阀即CBV的打开时减少低压排气再循环即EGR；和在减少所述CBV的打开之后，仅在进气空气稀释降低到低于阈值时增加EGR。

【技术特征摘要】
2013.01.21 US 13/746,2321.一种用于涡轮增压发动机的方法，包括：当增加压缩机旁通阀即CBV的打开时通过减少低压排气再循环阀即低压EGR阀的打开来减少低压EGR；减少所述CBV的打开；和在减少所述CBV的打开之后，仅在涡轮增压器的压缩机的下游并且进气节气门的上游的进气氧传感器测量的进气空气稀释降低到低于阈值时增加所述EGR阀的打开。2.根据权利要求1所述的方法，其中减少所述CBV的打开包括当压缩机喘振风险的估计降低到低于阈值时减少所述CBV的打开。3.根据权利要求2所述的方法，其中仅在所述进气空气稀释降低到低于阈值之后增加所述EGR阀的打开还包括：仅在所述进气空气稀释降低到低于所述阈值之后，根据期望的进气空气稀释来调节所述EGR阀的打开量。4.根据权利要求3所述的方法，还包括当所述进气空气稀释大于所述阈值时保持减少的EGR。5.根据权利要求4所述的方法，还包括在进气空气稀释降低到低于所述阈值之后，根据所述期望的进气空气稀释来调节设置在所述压缩机的上游的发动机进气通道中的进气系统节气门即AIS节气门。6.根据权利要求5所述的方法，还包括根据期望的增压的水平来调节所述进气系统节气门并且调节所述EGR阀的打开量。7.一种用于发动机的系统，包括：涡轮增压器，其包括设置在进气道中的压缩机和设置在排气道中的涡轮；低压排气再循环系统即低压EGR系统，其包括EGR通道中设置的EGR阀，所述EGR通道在所述压缩机的上游的其与所述进气道的汇合处将排气道连接至进气道；压缩机旁通阀即CBV，其设置在CBV通道中，所述CBV通道具有与所述压缩机的下游的进气道连接的第一端以及与所述汇合处的上游的进气道相连接的第二端；进气氧传感器，其设置在所述压缩机的下游并且进气节气门的上游的进气道中；以及与所述传感器通信的控制系统，所述控制系统包括非暂时的指令，用于当所述CBV的打开增加时减少所述EGR阀的打开，并且然后仅在所述CBV关闭并且所述进气氧传感器测量的进气空气稀释下降到低于阈值之后增加所述EGR阀的打开。8.根据权利要求7所述的系统，还包括设置在所述压缩机的上游的进气系统节气门、EGR通道和CBV通道，其中所述控制系统还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·希尔迪奇，G·苏尼拉，D·J·斯泰尔斯，
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