用于升壓控制的方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及用于升壓控制的方法和系統。提供了一種用于改變從壓縮機下游和增壓空氣冷卻器上游的位置以及增壓空氣冷卻器下游的位置再循環到壓縮機入口的壓縮空氣的比例的方法和系統。溫度控制的壓縮機再循環流用于降低被吸入到壓縮機里的EGR的冷凝。溫度控制的壓縮機再循環流也用于解決壓縮機喘振。
【專利說明】用于升壓控制的方法和系統

【技術領域】
[0001]本申請涉及使用壓縮機再循環流改善升壓控制的方法和系統。

【背景技術】
[0002]發動機系統可以經配置具有用于提供升壓的增壓空氣和改善峰值功率輸出的升壓裝置，例如渦輪增壓器或機械增壓器。壓縮機的使用允許更小排量發動機提供與更大排量發動機一樣多的動力，但有額外的燃油經濟性。然而，壓縮機容易喘振。例如，當操作者松加速器踏板時，發動機進氣節氣門關閉，從而導致降低的通過壓縮機的向前流，從而退化渦輪增壓器性能和可能的壓縮機喘振。壓縮機喘振會導致NVH問題，例如來自發動機進氣系統的不期望的噪聲。
[0003]為了解決壓縮機喘振，發動機系統可以包括能夠使升壓壓力快速衰減的壓縮機旁路系統。這類壓縮機旁路系統的一個示例由Blaiklock等人在美國專利2012/0014812中示出。其中，壓縮機旁路系統是緊密聯接到壓縮機殼體，并包括允許升壓空氣的一部分從壓縮機出口再循環到壓縮機入口的閥。具體地，響應于喘振的指示，該壓縮機旁通閥被打開，以引導從壓縮機排出的空氣的一部分到壓縮機入口。
[0004]然而，發明人在此已經意識到這類方案的潛在問題。作為一個示例，在松加速器踏板的初始階段，會在‘812的壓縮機旁路系統中發生旁路氣體的一些再升壓，從而增加壓縮機溫度。例如，當響應于松加速器踏板，節氣門關閉并且壓縮機旁通閥打開，在壓縮機周圍循環的氣體繼續升壓，并且由此被加熱。在加熱的空氣繼續在壓縮機周圍再循環時，這導致溫度放大效應。


【發明內容】

[0005]在一個示例中，上述問題中的一些可以通過用于升壓發動機系統的方法解決，所述方法包括，響應于壓縮機喘振的指示，再循環從增壓空氣冷卻器下游和進氣節氣門上游到壓縮機入口的壓縮空氣。
[0006]作為示例，升壓發動機系統可以包括渦輪增壓器，所述渦輪增壓器具有通過渦輪驅動的壓縮機，以及用于在升壓空氣輸送到發動機進氣裝置之前對該升壓空氣冷卻的聯接在壓縮機下游的增壓空氣冷卻器。至少第一再循環通道可以被提供用于再循環從增壓空氣冷卻器下游到壓縮機入口上游位置的較冷升壓空氣。此外，第二再循環通道可以被提供用于再循環從增壓空氣冷卻器上游到壓縮機入口上游位置的較暖的升壓空氣。在一個示例中，每個再循環通道可以具有專用閥。可替代地，兩個再循環通道可以在壓縮機入口上游位置處匯合，并且可以使用公共再循環閥。再循環閥可以是連續可變閥，其位置從完全打開位置到完全關閉位置的任何位置是可調的。
[0007]響應于喘振的指示，發動機控制器可以增加該閥的開度，以再循環從增壓空氣冷卻器下游到壓縮機入口的冷卻的升壓空氣。例如，在升壓發動機操作期間，該閥可以保持在部分打開的位置，以改善喘振裕度，并且響應于喘振的指示，可以向完全打開位置轉變。該閥的開度可以基于期望的壓縮機(或渦輪)減速度曲線圖，和/或基于期望的壓縮機入口溫度進行調節。再者，該閥的位置可以被調節，以改變被再循環到壓縮機入口的冷卻的升壓空氣相對于暖升壓空氣的比例，從而允許進一步的壓縮機入口溫度控制。例如，冷卻的升壓空氣的比例可以增加，并且更暖升壓空氣的一部分可以相應減少。
[0008]通過這種方式，當處在喘振極限或接近喘振極限時，通過再循環從增壓空氣冷卻器下游到壓縮機入口的冷卻的升壓空氣，降低溫度放大效應。此外，通過將壓縮機旁路系統定位在增壓空氣冷卻器后并靠近發動機進氣節氣門，在節氣門關閉事件期間(例如，松加速器踏板)，空氣流的自然動量可以有利用于迫使流通過再循環通道，從而改善通過壓縮機的質量流和喘振裕度。再者，由于喘振裕度初始跟隨通過壓縮機的增加質量流的路徑，而不是快速的壓力衰減，如果在再循環閥打開后(例如，在再循環閥打開后立即)很快要求踩加速器踏板，已可用的更高升壓壓力可以用于構建扭矩，以滿足驅動需求。因此，這改善整體的扭矩響應和駕駛性能。
[0009]應當理解，提供上述概述是以簡化形式介紹在【具體實施方式】中進一步描述的一些概念。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或基本特征，要求保護的主題的范圍由緊隨【具體實施方式】之后的權利要求唯一地限定。此外，要求保護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的實施方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1-2和圖8不出升壓發動機系統的不例實施例。
[0011]圖3示出說明可以被實施用于調節從中間冷卻器上游和下游再循環的壓縮機流的比率以降低壓縮機處的冷凝和/或解決壓縮機喘振的例程的高級流程圖。
[0012]圖4示出說明可以被實施用于基于冷凝的考慮響應喘振的指示調節從中間冷卻器上游和下游再循環的壓縮機流的例程的高級流程圖。
[0013]圖5示出可以用于降低壓縮機入口處的EGR冷凝的示例壓縮機再循環流的調節。
[0014]圖6示出可用于響應喘振的指示的示例壓縮機再循環流的調節。
[0015]圖7示出描述壓縮機的喘振極限的壓縮機圖，以及第一和第二通道的閥的開度對喘振極限的裕度的影響。
[0016]圖9示出通過增加來自增壓空氣冷卻器下游的冷卻的壓縮空氣的再循環，解決壓縮機喘振的方法的高級流程圖。

【具體實施方式】
[0017]下列描述涉及用于調節從增壓空氣冷卻器上游和/或下游再循環到升壓發動機系統(例如，圖1-2和圖8的系統)的壓縮機入口的壓縮增壓空氣的比例的系統和方法。控制器可以經配置執行控制例程，例如圖3的例程，基于喘振和冷凝的考慮，調節相對于從增壓空氣冷卻器上游再循環的較暖壓縮增壓空氣的量的從增壓空氣冷卻器下游再循環的較冷壓縮增壓空氣的量。其中，控制器可以調節基于壓縮機入口溫度和進一步基于EGR的量，以便進入壓縮機的增壓空氣的溫度保持在會發生冷凝的閥值之上。控制器還可以調節基于壓縮機喘振的指示的量，以冷卻壓縮機入口溫度，從而降低溫度放大效應(圖7)。在某些實施例中，控制器可以如圖9所示，只使用冷卻的壓縮機再循環流解決壓縮機喘振，以降低熱放大效應。如圖4所詳述的，控制器可以在使用暖壓縮增壓空氣的增加的再循環或冷壓縮增壓空氣的增加的再循環之間選擇，以降低基于冷凝考慮的喘振。示例調節參照圖5-6進行描述。通過降低壓縮機從EGR接收的冷凝，可以降低與冷凝相關的失火和壓縮機退化。通過使用冷卻的壓縮機增壓空氣的增加的再循環解決喘振，增加通過壓縮機的質量流，同時降低溫度放大效應。整體上，改善了升壓發動機性能。
[0018]圖1示意性地示出包括發動機10的示例發動機系統100的方面。在示出的實施例中，發動機10是聯接到渦輪增壓器13的升壓發動機，渦輪增壓器13包括通過渦輪116驅動的壓縮機114。具體地，新鮮空氣經由空氣濾清器112沿著進氣通道42被引入到發動機10中，并流向壓縮機114。該壓縮機可以是任何合適的進氣壓縮機，例如馬達驅動的或傳動軸驅動的機械增壓器壓縮機。然而，在發動機系統100中，壓縮機是經由軸19機械聯接到渦輪116的渦輪增壓器壓縮機，渦輪116通過擴張發動機排氣驅動。在一個實施例中，渦輪增壓器可以是雙渦流裝置。在另一個實施例中，渦輪增壓器可以是可變幾何渦輪增壓器(VGT)，其中渦輪的幾何形狀作為發動機工況的函數主動改變。
[0019]如圖1所示，壓縮機114通過增壓空氣冷卻器(CAC) 18 (在這里，也稱為中間冷卻器)聯接到節流閥20。節流閥20聯接到發動機進氣歧管22。壓縮增壓空氣通過增壓空氣冷卻器18和節流閥，自壓縮機流到進氣歧管。增壓空氣冷卻器可以是例如空氣-至-空氣或水-至-空氣的熱交換器。在圖1所示的實施例中，進氣歧管內的增壓空氣的壓力由歧管空氣壓力(MAP)傳感器124感測。
[0020]一個或更多個傳感器可以聯接到壓縮機114的入口。例如，溫度傳感器55可以聯接到入口，用于估計壓縮機入口溫度。作為另一個示例，濕度傳感器57可以聯接到入口，用于估計進入壓縮機的增壓空氣的濕度。其他傳感器可以包括，例如空燃比傳感器，壓力傳感器等。在其他示例中，一個或更多個壓縮機入口條件(例如濕度，溫度等)可以基于發動機工況進行推斷。
[0021]在選擇的條件期間，例如在松加速器踏板期間，當從有升壓的發動機操作行進到沒有升壓的發動機操作時，會發生壓縮機喘振。這是由于當在松加速器踏板時節氣門關閉，通過壓縮機的流減少的原因。通過壓縮機的減少的向前流會引起喘振和退化渦輪增壓器性能。此外，喘振會導致NVH問題，例如來自發動機進氣系統的不期望的噪聲。為了降低壓縮機喘振，由壓縮機114壓縮的增壓空氣的至少一部分可以被再循環到壓縮機入口。這允許多余的升壓壓力立即大幅緩解。壓縮機再循環系統可以包括用于再循環從在增壓空氣冷卻器18下游的壓縮機出口到壓縮機入口的壓縮空氣的第一再循環通道60。壓縮機再循環系統可以進一步包括用于再循環從在增壓空氣冷卻器18上游的壓縮機出口到壓縮機入口的壓縮空氣的第二再循環通道70。因此，沿第二通道(從CAC18上游)輸送到壓縮機入口的壓縮機再循環流可以是較暖的再循環流(例如，較高的溫度)，而沿第一通道(從CAC18下游)輸送到壓縮機入口的再循環流可以是較冷的再循環流(例如，較低的溫度)。
[0022]一個或更多個閥可以聯接到再循環通道，以控制再循環到壓縮機入口的流量。在圖1所示的一個示例實施例中，第一通道可以包括用于調節再循環到壓縮機入口的較冷再循環流的量的第一閥62，而第二通道可以包括用于調節再循環到壓縮機入口的較暖再循環流的量的第二閥72。在如圖2所示的代替實施例200中，通過第一和第二通道的流可以通過公共閥82控制。公共閥82可以是用于控制沿第一和第二通道的流的開關型單可變閥。可替代地，公共閥82可以是恒溫器控制的比例閥，其經配置調節在壓縮機入口處接收來自第一和第二通道的流的量，以提供在壓縮機入口處的溫度受控的再循環流的混合物，如下面進一步詳細討論的。
[0023]閥62和72中的一個或兩者可以是連續可變閥，其中閥的位置從完全關閉位置到完全打開位置可是連續可變的。同樣，在壓縮機再循環流經由公共閥82控制的實施例中，閥可以是連續可變閥。可替代地，所述閥中的一個或更多個可以是開關閥。在某些實施例中，一個或更多個閥在升壓發動機運轉期間可以是正常部分打開的，以提供某些喘振裕度。在這里，部分打開位置可以是默認的閥位置。那么，響應于喘振的指示，所述一個或更多個閥的開度可以增加。例如，(一個或多個)閥可以從默認的部分打開位置朝向完全打開位置改變。在此條件期間的(一個或多個)閥打開的程度可以基于喘振的指示(例如，壓縮比，壓縮機流率，壓縮機兩側的壓力差等)。在替代示例中，第一和第二閥中的一個或兩者可以在升壓發動機運轉期間(例如，峰值性能條件)保持關閉，以改善升壓響應和峰值性能。接著，閥可以響應于喘振的指示被打開(例如，部分打開或完全打開)，如下面所討論的。
[0024]由于沿第二通道接收的來自在冷卻器之前位置的再循環流比沿第一通道接收的來自在壓縮機之后位置的再循環流更暖，所以沿第二通道的流在這里可以稱為熱再循環流，以及第二閥可以稱為熱壓縮機再循環流閥。同樣，沿第一通道的流在這里可以稱為冷再循環流，以及第一閥可以稱為冷壓縮機再循環流閥。通過調節所述(一個或多個)閥調節在壓縮機入口處接收的來自第一和第二通道中的每個通道的流的量，可以在壓縮機入口處提供溫度受控的再循環流。此外，由于低壓EGR也可以在壓縮機入口處被接收并在輸送到壓縮機之前與再循環流混合，壓縮機再循環流的量和溫度可以與EGR混合并基于EGR進行調節，以在壓縮機入口處提供溫度受控的混合物。這降低在壓縮機處冷凝的可能性。
[0025]如這里參照圖3-4所詳述的，控制器可以響應于工況，例如喘振的指示和/或在壓縮機處冷凝的可能性，調節再循環到壓縮機入口的在冷卻器之前和在冷卻器之后的壓縮空氣的比例。例如，在第一條件期間，控制器可以只打開閥72和再循環在冷卻器之前的較暖壓縮空氣到壓縮機入口，以降低喘振。在另一個示例中，在第二條件期間，控制器可以只打開閥62和再循環在冷卻器之后的較冷壓縮空氣到壓縮機入口，以降低喘振。再者，控制器可以調節閥62和閥72中的每一個的開度，以調節再循環到壓縮機入口的來自第一和第二通道中的每個的壓縮空氣的相對量，從而向壓縮機入口提供更多溫度受控的壓縮增壓空氣混合物。在一個示例中，如下面所詳述的，控制器可以基于在壓縮機入口處冷凝的可能性，在通過打開第一閥、第二閥或兩個閥緩解喘振之間選擇。
[0026]一個或更多個傳感器可以聯接到在壓縮機114上游的進氣通道42，用于確定進入壓縮機的增壓空氣的成分和條件。這些傳感器可以包括，例如壓縮機入口溫度傳感器55，壓縮機入口壓力(CIP)傳感器56，以及壓縮機入口濕度傳感器57。所述傳感器可以估計在壓縮機入口處接收的來自進氣通道的進氣空氣以及從CAC上游或下游再循環的增壓空氣的條件。此外，當EGR可用時，所述傳感器可以估計包括新鮮空氣、再循環壓縮空氣和在壓縮機入口處接收的排氣殘留的增壓空氣混合物的溫度、壓力、濕度和空燃比。
[0027]在松加速器踏板期間，廢氣門致動器92可以被致動打開，以將來自渦輪上游的排氣壓力的至少一些經由廢氣門90傾卸到渦輪下游的位置。通過降低渦輪下游的排氣壓力，可以降低渦輪速度。
[0028]進氣歧管22通過一系列進氣門(未示出)聯接到一系列燃燒室30。燃燒室經由一系列排氣門(未示出)進一步聯接到排氣歧管36。在所示出的實施例中，示出單個排氣歧管36。然而，在其他實施例中，排氣歧管可以包括多個排氣歧管段。具有多個排氣歧管段的構造可以使不同燃燒室的流出物能夠被引導到發動機系統的不同位置。
[0029]在一個實施例中，排氣門和進氣門中的每個可以是電子致動或控制的。在另一實施例中，排氣門和進氣門中的每個可以是凸輪致動或控制的。無論是電子致動還是凸輪致動，排氣門和進氣門打開和關閉的正時可以根據期望的燃燒和排放控制性能進行調節。
[0030]可以向燃燒室30供應一種或更多種燃料，例如汽油、酒精燃料混合物、柴油、生物柴油、壓縮天然氣等。燃料可以經由直接噴射、進氣道噴射、節氣門體噴射或他們的任意組合供應到燃燒室。在燃燒室中，燃燒可以經由火花點火和/或壓縮點火來啟動。
[0031]如圖1所示，自一個或更多個排氣歧管段的排氣被引導到渦輪116，以驅動該渦輪。當期望降低的渦輪扭矩時，一些排氣可以代替被引導繞過渦輪通過廢氣門90。接著，來自渦輪和廢氣門的混合流流過排放控制裝置170。一般來說，一個或更多個排放控制裝置170可以包括一個或更多個排氣后處理催化劑，其經配置催化處理排氣流，并且從而降低排氣流中一種或更多種物質的量。例如，當排氣流為稀時，一個排氣后處理催化劑可以經配置捕集來自排氣流的NOx，而當排氣流為濃時，降低捕集的N0X。在其他示例中，排氣后處理催化劑可以經配置通過還原劑的幫助，歧化NOx或選擇性降低N0X。在另外的示例中，排氣后處理催化劑可以經配置氧化排氣流中的殘留碳氫化合物和/或一氧化碳。具有任何這類功能的不同排氣后處理催化劑可以單獨或一起安排在排氣后處理階段的沖洗層或別處。在一些實施例中，排氣后處理階段可以包括可再生的煙塵過濾器，其經配置捕集和氧化排氣流中的煙塵顆粒。
[0032]排放控制裝置170的處理后排氣的全部或一部分可以經由排氣管35釋放到大氣中。然而，根據工況，一些排氣可以被代替轉向到EGR通道50，通過EGR冷卻器51和EGR閥52，到達壓縮機114的入口。EGR閥可以被打開，以為期望的燃燒和排出控制性能準許受控量的冷卻排氣進入壓縮機入口。通過這種方式，通過捕集渦輪116下游的排氣，發動機系統10適于提供外部、低壓(LP)EGR。除了發動機系統10中相對長的LP-EGR流路徑以外，壓縮機的旋轉還將優良的均質排氣提供到進氣增壓空氣中。進一步地，為了增加的可用EGR質量和改善的性能，EGR起步和混合點的部署提供排氣的非常有效的冷卻。在進一步實施例中，發動機系統可以進一步包括高壓EGR流路徑，其中排氣從渦輪116上游被吸出并再循環到在壓縮機114下游的發動機進氣歧管。
[0033]EGR冷卻器51可以聯接到EGR通道50，用于冷卻輸送到壓縮機的EGR。此外，一個或更多個傳感器可以聯接到EGR通道50，用于提供關于EGR成分和條件的細節。例如，溫度傳感器可以被提供用于確定EGR的溫度，壓力傳感器可以被提供用于確定EGR的壓力，濕度傳感器可以被提供用于確定EGR的水含量的濕度，以及空燃比傳感器54可以被提供用于估計EGR的空燃比。EGR閥的開度可以基于發動機工況和EGR條件進行調節，以提供期望的發動機稀釋量。
[0034]在示出的實施例中，EGR通道50在壓縮機入口上游的第一和第二通道的接合點處與第一和第二壓縮機再循環流通道60和70匯合。由于EGR具有相對大的水含量，所以向在這個壓縮機之前位置的進氣口提供的LP-EGR可能易于冷凝。特別地，基于在接收EGR的時刻的EGR條件、發動機工況和壓縮機入口溫度，在壓縮機入口以及增壓空氣冷卻器出口會發生冷凝。例如，在冷環境條件下，當潮濕的EGR與冷環境進氣空氣混合時，會形成水滴。影響高速(例如，200000rpm或以上)旋轉的壓縮機葉片的水滴會引起葉片的損壞。此外，由于吸入的水降低燃燒率，在發動機中的水的引入會增加失火事件的可能性。如這里參照圖3-4所詳述的，控制器可以調節壓縮機入口溫度，以降低冷凝的可能性。例如，壓縮機入口溫度可以被保持在基于EGR和冷凝考慮的閥值溫度之上。控制器可以基于壓縮機入口溫度和進一步基于從EGR通道接收的EGR，均衡再循環到壓縮機入口的在冷卻器之前和在冷卻器之后的壓縮空氣的量。例如，當環境濕度和/或EGR水含量較高時，或當環境溫度較冷時，控制器可以調節閥以再循環在冷卻器之前的較暖壓縮空氣的更多部分到壓縮機，以降低冷凝。在另一個示例中，當環境濕度和/或EGR水含量較低時，或當環境溫度較暖時，控制器可以調節閥以再循環在冷卻器之后的較冷壓縮空氣的更多部分到壓縮機入口。接著，在將混合物輸送到壓縮機入口之前，壓縮機再循環流與EGR混合。這允許期望的發動機稀釋得以實現，同時減少了冷凝的傾向以及有關的問題。
[0035]發動機系統100可以進一步包括控制系統14。控制系統14被示出從多個傳感器16(本文所述的各個示例)接收信息和向多個致動器81(本文所述的各個示例)發送控制信號。作為一個示例，傳感器16可以包括位于排放控制裝置上游的排氣傳感器126、MAP傳感器124、排氣溫度傳感器128、排氣壓力傳感器129、壓縮機入口溫度傳感器55、壓縮機入口壓力傳感器56、壓縮機入口濕度傳感器57和EGR傳感器54。其他傳感器，例如附加的壓力、溫度、空燃比和成分傳感器可以聯接到發動機系統100的不同位置。致動器81可以包括，例如節流閥20，EGR閥52，壓縮機再循環閥62、72、82，廢氣門致動器92，以及燃料噴射器66。控制系統14可以包括控制器12。控制器可以接收各種傳感器的輸入數據，處理該輸入數據，并且基于對應于一個或更多個例程的程序化的指令或代碼，響應處理的輸入數據觸發各個致動器。本文關于圖3-4描述示例控制例程。
[0036]應當理解，雖然圖1-2的實施例示出兩個不同的壓縮機再循環流通道，但是在其他實施例中，可以只提供一個流通道。例如，如圖8的實施例800所示，發動機系統可以經配置具有包括壓縮機再循環閥62的單個壓縮機再循環通道60，其用于再循環從增壓空氣冷卻器18下游到壓縮機114的入口的冷卻的壓縮空氣。其中，響應于喘振的指示，控制器可以打開(例如，完全打開)閥62，以再循環從增壓空氣冷卻器下游和進氣節氣門上游到壓縮機入口的壓縮空氣。只通過在穿過增壓空氣冷卻器后已冷卻的壓縮增壓空氣的冷卻的壓縮空氣解決喘振，降低再循環流的溫度放大效應。此外，通過將壓縮機旁路系統定位在增壓空氣冷卻器后并靠近發動機進氣節氣門，在節氣門關閉事件期間(例如，松加速器踏板)，空氣流的自然動量可以有利迫使流通過再循環通道，從而進一步改善通過壓縮機的質量流和喘振裕度。再者，由于喘振裕度初始跟隨通過壓縮機的增加質量流的路徑，而不是快速的壓力衰減，如果在再循環閥打開后(例如，在再循環閥打開后立即)很快要求踩加速器踏板，已可用的更高升壓壓力可以用于構建扭矩，以滿足驅動需求。因此，這種方案改善整體的扭矩響應和駕駛性能。
[0037]現轉向圖3，示例例程300被示出基于壓縮機入口溫度用于調節從壓縮機下游和中間冷卻器下游的第一通道以及從壓縮機下游和中間冷卻器上游的第二通道再循環到壓縮機入口的壓縮空氣的相對量。通過基于工況調節相對量，溫度受控的混合物可以提供到壓縮機入口。
[0038]在302處，例程包括估計和/或測量發動機工況。估計的工況可以包括，例如，發動機速度、驅動轉矩需求、環境條件(例如，環境溫度和濕度，以及大氣壓力)、MAP、MAF, MAT、發動機溫度、升壓水平等。在304處，基于估計的工況，(一個或多個)壓縮機再循環閥的位置可以被確定。這可以包括確定在用于再循環在冷卻器之后的冷卻的壓縮增壓空氣到壓縮機入口的第一通道中的第一連續可變閥的位置，以及確定用于再循環在冷卻器之前的暖壓縮增壓空氣到壓縮機入口的第二通道中的第二連續可變閥的位置。可替代地，在單閥控制流過兩個通道的構造中，可以確定單個壓縮機再循環閥的位置。在一個示例中，當發動機以升壓運轉時，閥可以保持在(默認)部分打開(例如，半打開)位置，以便提供對喘振極限的某些裕度。在305處，所需要的EGR量可以基于估計的工況來確定。例如，發動機稀釋所需要的量可以被確定，以及提供所需要的發動機稀釋的EGR量可以被確定。EGR閥的對應開度也可以被確定。
[0039]在306處，可以確定壓縮機是否處在喘振極限或接近喘振極限。在一個示例中，由于操作者松加速器踏板事件，壓縮機可以處在喘振極限或接近喘振極限。如果沒有喘振的指示，那么在316處，可以測量或估計壓縮機入口溫度，并且可以確定溫度是否低于閥值溫度。如下面所討論的，控制器可以調節(一個或多個)壓縮機再循環閥的一個或更多個設定，以維持壓縮機入口溫度在閥值溫度之上。閥值溫度可以和在某溫度之下壓縮機有可能發生冷凝的溫度相對應。閥值溫度可以基于環境條件(如，環境濕度和環境溫度)以及EGR率，其中壓縮機入口溫度維持在所述閥值溫度之上。例如，閥值溫度可以隨著環境濕度增加而增加。作為另一個示例，閥值溫度可以隨著環境濕度增加而降低。
[0040]閥值溫度可以進一步基于輸送到發動機進氣裝置的EGR的量。在這里，EGR可以是包括從排氣渦輪下游再循環到壓縮機入口的排氣殘留的低壓EGR。作為示例，閥值溫度可以隨著EGR的水含量的增加而增加。作為另一個示例，閥值溫度可以隨著EGR的量的減少而降低。
[0041]如果壓縮機入口溫度處在閥值溫度或在閥值溫度之上(即，壓縮機入口是充分暖的)，那么在EGR的輸送是低的期間，可以確定在壓縮機入口處形成冷凝的可能性。因此，在318處，EGR閥的開度可以被調節，以輸送期望的EGR量到壓縮機入口，用于隨后輸送到發動機進氣裝置。任何被在(例如，一個或更多個壓縮機再循環閥被部分打開)的時間被提供的壓縮機再循環流可以在輸送到壓縮機之前與壓縮機入口上游的EGR混合。
[0042]如果壓縮機入口溫度低于閥值溫度(即，壓縮機入口是冷的)，那么，在EGR的輸送是高的期間，可以確定在壓縮機入口處形成冷凝的可能性。因此，在320處，該例程包括基于壓縮機入口溫度，調節從壓縮機下游和中間冷卻器下游的第一通道以及從壓縮機下游和中間冷卻器上游的第二通道再循環到壓縮機入口的壓縮空氣的相對量。特別地，該調節包括在壓縮機入口溫度下降到低于閥值溫度時，增加沿第二通道再循環的壓縮空氣(較暖，在冷卻器之前)的量，同時相應減少沿第一通道再循環的壓縮空氣(較冷，在冷卻器之后)的量。該調節還可以基于EGR，以便增加壓縮機入口溫度到閥值溫度之上，從而降低輸送的EGR的水冷凝輸出。特別地，該調節可以包括在EGR的水含量增加時，增加沿第二通道再循環的壓縮空氣(較暖，在冷卻器之前)的量，同時減少沿第一通道再循環的壓縮空氣(較冷，在冷卻器之后)的量。進一步地，在一個或更多個EGR溫度增加并且EGR量減少時，控制器可以減少沿第二通道再循環的壓縮空氣的量，同時增加沿第一通道再循環的壓縮空氣的量。
[0043]控制器可以調節分別聯接到第一和第二通道的第一和第二閥的開度，以調節壓縮機再循環流。例如，在322處，減少沿第一通道再循環的壓縮空氣的量可以包括減小第一通道中第一閥的開度，而增加沿第二通道再循環的壓縮空氣的量可以包括增加第二通道中第二閥的開度。在一個示例中，其中在升壓發動機操作運轉期間，所述閥在默認的半打開位置，在322處的調節可以包括第一閥的開度從半打開位置向(或朝)完全關閉位置減少，并且第二閥的開度從半打開位置向(或朝)完全打開位置增加。在替代實施例中，其中通過兩個通道的流經由單比例閥來控制，調節通過通道的流的相對量包括調節聯接在壓縮機入口上游的第一和第二通道的接合點處的比例閥的開度，以增加較暖壓縮機再循環流的比例和減少較冷壓縮機再循環流的比例。在估計的壓縮機入口溫度下降到低于閥值溫度時，閥的開度可以基于估計的壓縮機入口溫度與閥值溫度之間的差異，通過第二閥的開度增加(和/或第一閥的開度減小)進行調節。
[0044]應當明白，雖然該例程示出調節經由第一和第二通道再循環的壓縮空氣的相對比例，在另一示例中，當冷卻的EGR在壓縮機入口處被接收時，第一通道中的第一閥可以完全關閉，以及第二通道中的第二閥可以完全打開，只提供與冷卻的EGR并排的升溫的壓縮再循環流。
[0045]應當明白，雖然該例程示出調節比例以提供期望的壓縮機入口溫度，但是在進一步的實施例中，在冷卻器之前和在冷卻器之后的再循環流的比例基于估計的和實際的壓縮機減速曲線圖之間的差異或基于期望的壓縮機質量流進行調節。
[0046]在324處，該例程包括在輸送混合物到壓縮機之前，混合再循環流與在壓縮機入口(從排氣渦輪的下游)處接收的EGR。通過這種方式，再循環壓縮空氣與排氣殘留的溫度受控混合物可以提供給發動機用于燃燒，以滿足期望的稀釋需求，而沒有在壓縮機處生成冷凝形成。通過降低在壓縮機入口處的冷凝，降低水的吸入引起的壓縮機退化并且改善升壓發動機性能。
[0047]返回到306，如果喘振的指示被確定，那么在308處，該例程包括調節從壓縮機下游和中間冷卻器下游的第一通道以及從壓縮機下游和中間冷卻器上游的第二通道再循環到壓縮機入口的壓縮空氣的相對量，以便增加冷卻的壓縮增壓空氣到壓縮機入口的再循環。
[0048]在一個示例中，在310處,這包括，響應于壓縮機喘振的指示,通過增加位于將壓縮機入口聯接到中間冷卻器出口的第一通道中的第一閥的開度，再循環從增壓空氣冷卻器下游和進氣節氣門上游到壓縮機入口的壓縮空氣。通過再循環到壓縮機入口的冷卻的壓縮增壓空氣，降低再循環的熱放大效應。閥的位置從完全打開位置到完全關閉位置可是連續可變的。如先前所討論的，當發動機以升壓運轉時，第一通道中的第一閥可以是部分打開的，以及增加該閥的開度可以包括第一閥從部分打開位置向(或朝)完全打開位置移動。然而，在替代實施例中，在峰值性能條件期間(當發動機以升壓運轉時)，第一通道中的閥可以維持關閉，以及增加該閥的開度可以包括第一閥從完全關閉位置向(或朝)部分打開或完全打開位置移動。所述增加可以基于壓縮機流率、壓縮機入口溫度和壓縮機喘振極限中的一個或更多個。例如，在壓縮機入口溫度上升到閥值溫度之上時，所述開度可以增加更多。進一步地，在增加第一閥的開度以增加冷卻的壓縮機再循環流時，控制器可以基于第一閥的開度調節第二閥的開度，以保持壓縮機入口溫度在閥值溫度之上(例如，在會發生冷凝的下限閥值溫度之上，但是低于上限閥值溫度，在上限所述閥值溫度之上熱放大效應會變得顯著)。
[0049]應當明白，響應于喘振的指示，控制器還可以調節聯接到驅動壓縮機的排氣渦輪的廢氣門。
[0050]可選地，在312處，EGR閥可以基于壓縮機再循環閥調節和喘振極限進行調節。例如，EGR可以響應于喘振的指示而減少。當提供EGR時，在輸送混合物到壓縮機入口之前，再循環流可以與壓縮機上游的EGR混合。
[0051]通過這種方式，當處在喘振極限或接近喘振極限時，通過再循環從增壓空氣冷卻器下游到壓縮機入口的冷卻的升壓空氣，降低溫度放大效應。此外，通過將壓縮機旁路系統定位在增壓空氣冷卻器后并靠近發動機進氣節氣門，在節氣門關閉事件期間(例如，松加速器踏板)，空氣流的自然動量可以有利用于迫使流通過再循環通道，從而進一步改善通過壓縮機的質量流和喘振裕度。再者，由于喘振裕度初始跟隨通過壓縮機的增加質量流的路徑，而不是快速的壓力衰減，如果在再循環閥打開后(例如，在再循環閥打開后立即)很快要求踩加速器踏板，已可用的更高升壓壓力可以用于構建扭矩，以滿足驅動需求，從而改善整體的轉矩響應和駕駛性能。
[0052]雖然圖3的例程示出從增壓空氣冷卻器下游到壓縮機入口的冷卻的壓縮空氣的再循環響應于喘振的指示而增加，但是應當明白，在其他實施例中，例如在圖4處所詳述的，基于冷凝考慮(例如基于從并行輸送的EGR和/或環境濕度冷凝是否有可能)，控制器可以在增加從增壓空氣冷卻器下游或從增壓空氣冷卻器上游到壓縮機入口的壓縮機再循環流之間選擇。其中，在第一喘振條件期間，通過增加第二閥的開度(其維持或減小第一閥的開度)，控制器可以解決喘振，以提供增加的到壓縮機入口的暖壓縮空氣的再循環。相比之下，在第二喘振條件期間，通過增加第一閥的開度(其維持或減小第二閥的開度)，控制器可以解決喘振，以提供增加的到壓縮機入口的冷卻的壓縮空氣的再循環。
[0053]這種差異參照圖7的壓縮機圖700被說明。圖700示出在不同壓縮機流率(沿x軸線)的壓縮機壓力比(沿y軸線)的變化。線702示出對于給定工況的喘振極限(在這里，稱為硬喘振極限)。在硬喘振極限702左側的壓縮機操作導致在硬喘振區域704 (如陰影區域704所示)的操作。在硬喘振區域704的壓縮機操作導致討厭的NVH和發動機性能的潛在退化。通過打開壓縮機再循環閥，壓縮機操作可以移到硬喘振極限的右側。曲線706示出通過打開第一通道中的第一閥，增加冷卻的(在冷卻器之后)壓縮空氣的再循環所實現的壓縮比的變化，而曲線708示出通過打開第二通道中的第二閥，增加暖(在冷卻器之前)壓縮空氣的再循環所實現的壓縮比的變化。通過對比曲線706和708可以看出，通過打開第一閥，經由第一通道增加再循環流，在移動壓縮機操作進一步遠離(到喘振極限的右側)喘振極限時，更多的質量流被推送通過壓縮機。然而，如參照圖4所詳述的，當在壓縮機的冷凝的可能性是高時，由于增加的壓縮機對冷凝物的吸入導致的缺點超過改善的喘振裕度的益處，增加的冷卻的壓縮空氣再循環可能不是期望的。在這些條件期間，增加的在冷卻器之前的壓縮機暖再循環流的再循環可以有利應用解決喘振和壓縮機入口冷凝這兩個問題。在進一步的條件中，在冷卻器之前的壓縮機暖再循環流和在冷卻器之后的壓縮機冷再循環流的再循環可以被結合，以提供解決喘振的溫度受控的再循環流。
[0054]在一個示例中，響應于壓縮機喘振的指示，發動機控制器可以調節從壓縮機下游和中間冷卻器下游的第一通道以及從壓縮機下游和中間冷卻器上游的第二通道再循環到壓縮機入口的壓縮空氣的相對量。在這里，壓縮機喘振的指示基于操作者松加速器踏板。因此，無論何時主節流角度減小，會發生喘振。雖然這個示例討論操作者松加速器踏板，但是在其他示例中，喘振的指示會由于變速器換擋事件、牽引力控制事件(或在期間)發生。該調節可以包括，在進氣節氣門關閉時，基于估計的壓縮機入口溫度與期望的壓縮機入口溫度之間的差異調節相對量。這可以通過增加聯接到第一和第二通道中的每個通道的連續可變閥的開度，增加沿第一通道的壓縮機空氣再循環和減少沿第二通道的壓縮機空氣再循環而實現。
[0055]可替代地，在每個通道中具有專用閥的實施例中，在第一條件期間，控制器可以增加第一通道中的第一閥的開度，以增加從第一通道再循環的壓縮空氣的量，同時減小第二通道中的第二閥的開度，以減少從第二通道再循環的壓縮空氣的量。接著，在第二條件期間，控制器可以減小第一通道中的第一閥的開度，以減少從第一通道再循環的壓縮空氣的量，同時增加第二通道中的第二閥的開度，以增加從第二通道再循環的壓縮空氣的量。在這里，在第一條件期間，壓縮機入口冷凝的可能性較低，以及在第二條件期間，壓縮機入口冷凝的可能性較高。在兩個條件期間，控制器還可以基于調節后的壓縮空氣再循環的相對量，調節從排氣渦輪下游再循環到壓縮機入口的排氣的量，以緩解喘振條件。
[0056]現轉向圖4，示例例程400被示出通過增加壓縮空氣從壓縮機下游到壓縮機入口的再循環，解決壓縮機喘振，以及基于冷凝考慮，在增加從增壓空氣冷卻器上游或從增壓空氣冷卻器下游到壓縮機入口的再循環之間選擇。通過這種方式，該方法使得在沒有增加壓縮機入口冷凝風險的情況下，能夠解決喘振。
[0057]在402處，操作者松加速器踏板可以被確認。例如，可以確認車輛操作者已經釋放加速器踏板。在確認后，在403處，進氣節氣門開度可以響應于松加速器踏板而減小。例如，節氣門可以被關閉。在404處，可以確定是否有喘振的指示。特別地，在節氣門關閉時，通過壓縮機的流可以減少，從而導致壓縮機喘振。壓縮機喘振會導致NVH問題，例如來自發動機進氣系統的不期望的噪聲。因此，喘振的指示可以基于松加速器踏板，以及基于相對于壓縮機喘振極限的在松加速器踏板的時間的壓縮機流率量進行確定。
[0058]在404處，如果壓縮機流量不處在或不接近喘振極限，那么在406處，喘振的指示未被確認并且該例程進行到例如通過打開廢氣門降低渦輪速度，降低升壓壓力。此外，聯接到第一壓縮機再循環通道(從增壓空氣冷卻器出口到壓縮機入口)的第一連續可變壓縮機再循環閥的位置和聯接到第二壓縮機再循環通道(從在增壓空氣冷卻器出口上游的壓縮機出口到壓縮機入口)的第二連續可變壓縮機再循環閥的位置可以基于降低的升壓壓力進行調節。例如，當發動機以升壓運轉時，所述閥中的一個或兩個可以維持在部分打開(例如，半打開)位置(以提供一些喘振裕度)，以及響應于升壓壓力減少和進氣節氣門被關閉，所述閥的開度可以減小(例如，所述閥可以被關閉)。
[0059]在404處，如果壓縮比處在喘振極限或接近喘振極限，那么在408處，該例程包括確定解決喘振所需要的壓縮機再循環流的量。因此，從壓縮機下游再循環到壓縮機入口的壓縮空氣的量可以基于松加速器踏板時相對于喘振極限的壓縮機流量，在壓縮機流量進一步移動到壓縮機圖中的喘振極限(例如，移動到左側)時，增加所述壓縮空氣的量。這可以包括確定從第一和第二通道的每個通道為解決喘振所需的再循環流的量，以及相應的閥開度量。在一個示例中，喘振可以通過只打開第一閥，增加沿第一通道的冷再循環流(或冷卻的升壓增壓空氣)解決。在另一個示例中，喘振可以通過只打開第二閥，增加熱再循環流(或升溫的升壓增壓空氣)解決。在又一個示例中，喘振可以通過調節從第一和第二通道中的每個通道的熱和冷再循環流的相對量解決。在410處，該例程估計與在408處確定的選項中的每個選項關聯的壓縮機入口溫度的變化。例如，如果第一閥打開，可能引起的壓縮機入口溫度的增加被估計，與之對比的是，如果第二閥打開，可能引起壓縮機入口溫度的減少。
[0060]在412處，冷凝的可能性被確定。冷凝的可能性可以基于壓縮機入口溫度、環境濕度和環境溫度之中的每一個，以及進一步基于(從渦輪上游)經由EGR通道再循環到壓縮機入口的EGR。例如，可以確定是否有在壓縮機入口處接收的任何低壓EGR，并且如果有的話，EGR的溫度和濕度被確定。進一步地，在壓縮機入口處接收的環境空氣的溫度和濕度也被確定。基于進氣空氣的溫度和濕度以及EGR，冷凝的可能性被確定，以及進一步確定壓縮機入口溫度的變化是否有可能促使冷凝或降低冷凝。例如，如果冷凝的可能性是高的，冷再循環流的添加會促使冷凝，并且因此會是不期望的。在這些條件下，暖再循環流可以用于降低喘振和降低冷凝的可能性。因此，在412處，在響應于松加速器踏板關閉進氣節氣門時，控制器可以增加壓縮空氣從壓縮機下游到壓縮機入口的再循環，以及可以基于冷凝，在經由第一通道還是第二通道增加再循環之間選擇。
[0061]特別地，在414處，當冷凝的可能性較低(例如，沒有冷凝的可能性)時，該例程包括經由第一通道增加再循環流。因此，這導致增加的冷卻的壓縮空氣到壓縮機入口的再循環。響應于喘振的指示，通過增加輸送到壓縮機入口的冷卻的再循環流的量，降低再循環流的溫度放大效應。此外，通過再循環在增壓空氣冷卻器之后并接近發動機進氣節氣門的壓縮空氣，在節氣門關閉事件期間(在這里，是松加速器踏板)，空氣流的自然動量可以有利應用迫使流通過再循環通道，從而進一步改善通過壓縮機的質量流和喘振裕度。再者，由于喘振裕度初始跟隨通過壓縮機的增加質量流的路徑，而不是快速的壓力衰減，如果在再循環閥打開后(例如，在再循環閥打開后立即)很快要求踩加速器踏板，已可用的較高升壓壓力可以用于構建扭矩，以滿足驅動需求。如果在松加速器踏板后，很快又踩加速器踏板，這允許升壓壓力被快速提供。
[0062]相比之下，在416處，當冷凝的可能性較高時，該例程包括經由第二通道增加再循環流。因此，這導致增加的暖壓縮空氣到壓縮機入口的再循環。響應于喘振的指示，通過增加輸送到壓縮機入口的升溫的再循環流的量，升壓壓力可以快速降低，以增加通過壓縮機的流量，同時增加的再循環流的溫度可以降低在壓縮機入口處形成冷凝的可能性。
[0063]因此，除了增加壓縮空氣從壓縮機下游(在冷卻器之前和/或之后)到壓縮機入口的再循環以外，在414和416處，該例程可以響應于松加速器踏板，增加跨接在排氣渦輪的廢氣門的開度。廢氣門的開度可以基于壓縮空氣從冷卻器下游到壓縮機入口的再循環。例如，當沿第一通道再循環冷卻的壓縮空氣時(在414處)所需要的廢氣門開度的量可以不同于當沿第二通道再循環暖壓縮空氣時(在416處)所需要的廢氣門開度的量。在一個示例中，由于較暖壓縮機再循環流引起的溫度放大效應，較小的廢氣門開度連同第二通道中的第二閥的開度，同時較大的廢氣門開度連同第一通道中的第一閥的開度可以被使用，用于升壓控制。
[0064]現轉向圖9，示例例程900被示出通過增加壓縮空氣從增壓空氣冷卻器下游和進氣節氣門上游到壓縮機入口的再循環，解決壓縮機喘振。在一個示例中，圖9的例程可以用于在圖8處所示的發動機系統的實施例。在這里，喘振可以通過使用冷卻的壓縮機再循環流以改善喘振裕度來解決。
[0065]在902處，如同在302處，可以測量和/或估計發動機工況。在904處，如同在304處，基于估計的工況，聯接在從增壓空氣冷卻器下游到壓縮機通道上游的通道中的壓縮機再循環閥的位置可以被確定。在一個示例中，在壓縮機再循環閥是開關閥或連續可變閥時，該閥可以保持關閉。在另一個示例中，在閥是連續可變閥時，該閥可以保持部分打開以提供至少一些喘振裕度。可替代地，在峰值性能條件期間，連續可變閥可以保持關閉，當發動機以升壓運轉時，改善升壓效能和峰值性能。
[0066]在906處，如同在306處，可以確定喘振的指示是否已被接收。例如，可以確定壓縮機操作(例如，壓縮比或壓縮流量)處在喘振極限或超出喘振極限。在一個示例中，控制器可以使用壓縮機圖(例如圖7的圖)識別喘振條件。
[0067]如果喘振被確認，那么在908處，響應于喘振的指示，控制器可以打開(例如，完全打開)壓縮機再循環閥(CRV)，以再循環(或增加再循環)從增壓空氣冷卻器下游到壓縮機入口的冷卻的壓縮增壓空氣。通過只用冷卻的壓縮空氣解決喘振，降低再循環流的溫度放大效應，并且通過壓縮機的質量流保持充分高，以避免壓縮機喘振。此外，通過使用在增壓空氣冷卻器后并靠近發動機進氣節氣門的壓縮機旁路系統，在節氣門關閉事件期間(例如，松加速器踏板)，空氣流的自然動量可以有利地用于迫使流通過再循環通道，從而進一步改善通過壓縮機的質量流和喘振裕度。
[0068]在910處，可選地，EGR閥可以基于喘振的指示和CRV的調節來調節。例如，EGR閥的開度可以增加或減小。如果提供EGR，在混合的增壓空氣輸送到壓縮機之前，再循環通道的再循環流可以與壓縮機入口上游的EGR混合。
[0069]返回906處，如果喘振的指示未被確認，那么在912處，該例程包括保持CRV的位置，如同在904處確定的。在914處，EGR閥的位置可以基于發動機工況進行調節，以提供期望的發動機稀釋量。如果EGR被請求，在混合的增壓空氣輸送到壓縮機之前，再循環通道的任何再循環流可以與壓縮機入口上游的EGR混合。
[0070]通過這種方式，從增壓空氣冷卻器下游位置抽取空氣的在再循環路徑上的連續可變壓縮機再循環閥可以用于解決喘振。從這個位置抽取允許閥讓空氣連續流過，而沒有增加壓縮機出口溫度在用于油焦化和組件保護的極限(通常在160-180°C )之上。
[0071]現轉向圖5，圖500示出可以用于向壓縮機入口提供溫度受控混合物的示例壓縮機再循環閥調節。該調節降低也在壓縮機入口處接收的EGR的冷凝。
[0072]圖500示出在曲線502處在壓縮機入口處接收的低壓EGR，在曲線504處的第二壓縮機再循環閥的位置的變化，所述第二壓縮機再循環閥經配置再循環經由第二通道(這里也稱為熱CRV)到壓縮機入口的在冷卻器之前的暖壓縮增壓空氣，在曲線506處的第一壓縮機再循環閥的位置的變化，所述第一壓縮機再循環閥經配置再循環經由第一通道(這里也稱為冷CRV)到壓縮機入口的在冷卻器之后的冷壓縮增壓空氣，在曲線508處的壓縮機入口溫度，以及在曲線510處的環境濕度。所有曲線在沿X軸線的發動機運轉時間上被示出。
[0073]在tl之前，發動機可以以升壓運轉，其中熱和冷閥中的每個閥被調節到允許壓縮機入口溫度處在期望的溫度509 (虛線)或其附近的位置。例如，熱和冷再循環閥中的每個再循環閥可以是部分打開的(曲線504-506)。此外，在tl之前，更少量的EGR可以輸送到發動機進氣裝置。環境濕度(曲線510)可以是相對高的。在tl處，由于發動機工況的變化，以及更多發動機稀釋的需求，EGR閥可以被打開以提供更多的EGR(曲線502)。因此，在tl處，當EGR(其自身具有水含量)被接收時，在相對高的環境濕度，冷凝的可能性會更高。因此，在tl處，期望的溫度509上升。同樣在tl處，當請求的EGR被提供時，經由熱和冷閥輸送的壓縮機再循環流的相對量被調節，以保持壓縮機入口溫度在調節后期望的溫度(或在不用擔心組件退化的范圍內)。如圖所示，在tl與t2之間，在增加的EGR被提供時，熱CRV的開度增加的同時冷CRV的開度減小，以增加輸送到壓縮機入口的在冷卻器之前的升溫的再循環流的比例。接著，在混合物輸送到壓縮機入口之前，較暖再循環流與壓縮機上游的EGR混合。如此做時，壓縮機入口被升溫，并且吸入到壓縮機的EGR的冷凝的可能性被降低。
[0074]在t2處，需要的EGR量減少并且減小相應的EGR閥開度。進一步地，壓縮機入口的期望的溫度返回到初始的較低值。同樣在t2處，熱和冷壓縮機再循環流閥返回到他們初始(例如，默認的半打開)位置，或可替代的能夠使壓縮機入口溫度保持在恢復的閥值溫度的標稱位置。
[0075]在t2與t3之間，由于環境條件的變化，環境濕度會下降。在t3處，由于發動機工況的變化，以及更多的發動機稀釋需求，EGR請求可以被接收以及EGR閥可以被再次打開，以提供更多的EGR。在這個示例中，在t3處請求的EGR量可以小于在tl處請求的量。在替代的示例中，當環境濕度較低時，在t3處請求的EGR量可以更大。在t3處，當EGR請求被接收時，環境濕度(曲線510)可以更低。由于較低的環境濕度和更小的EGR請求，冷凝的可能性可以更低。因此，在t3處，閥值溫度509可以不需要上升。因此，在t3處，在請求的EGR被提供時，經由熱和冷閥輸送的壓縮機再循環流的相對量被保持，以保持壓縮機入口溫度處在未經調節的期望的溫度。如圖所示，在t3與t4之間，在增加的EGR被提供時，保持熱CRV的開度和冷CRV的開度。接著，在混合物輸送到壓縮機入口之前，再循環流與壓縮機上游的EGR混合，以及吸入到壓縮機的EGR的冷凝的可能性降低。
[0076]通過這種方式，發動機控制器可以調節在壓縮機入口處從中間冷卻器下游的第一位置和中間冷卻器上游的第二位置接收的壓縮機再循環流的比例。在壓縮機入口處從排氣渦輪下游接收的EGR在輸送混合物到壓縮機之前，與再循環流混合。在這里，第二位置的壓縮機再循環流比第一位置的壓縮機再循環流處在更高的溫度，以及該調節基于第一位置與第二位置的壓縮機再循環流之間的溫度差。該調節進一步基于壓縮機入口溫度、EGR溫度、EGR量、EGR濕度、環境濕度和進氣空氣溫度中的一個或更多個，通過調節相對于第二位置的第一位置的壓縮機流的比例，使壓縮機入口溫度上升到在期望的溫度之上。該期望的溫度還基于EGR濕度、環境濕度和進氣空氣溫度中的一個或更多個，閥值溫度隨著EGR濕度或環境濕度增加或進氣空氣溫度降低而上升。在一個示例中，調節熱和冷壓縮機再循環流的比例包括在壓縮機入口溫度或EGR溫度降低時，增加第二位置的再循環流的比例，同時相應減少第一位置的再循環流的比例。作為另一個示例，該調節包括在EGR濕度或環境濕度增加時，在EGR量增加時和/或進氣空氣溫度降低時，增加第二位置的再循環流的比例，同時減少第一位置的再循環流的比例。通過這種方式，通過調節輸送到壓縮機入口的熱和冷壓縮機再循環流的比例，溫度受控的混合物可以提供給壓縮機入口，以降低在此位置處冷凝的可能性，并且進一步降低壓縮機對水的吸入。這進而降低失火的發生以及其他與冷凝相關的問題。
[0077]現轉向圖6，圖600示出可以用于解決壓縮機喘振的示例壓縮機再循環閥調節。圖600示出在曲線602處的壓縮機流，在曲線606處的單壓縮機再循環閥的位置的變化，其中所述單壓縮機再循環閥經配置調節從在冷卻器之前和冷卻器之后位置再循環到壓縮機入口的壓縮增壓空氣的比例，在曲線604處的對應于冷壓縮機再循環流的量的變化，以及在曲線608處的壓縮機入口溫度。所有曲線在沿X軸線的發動機運轉時間上被示出。
[0078]在tl之前，發動機可以在默認的半打開位置，用CRV以升壓運轉(曲線606)。在這個位置，壓縮機入口溫度被保持處在期望的溫度610 (虛線)或其附近。此外，壓縮機可以以遠離喘振極限601的壓縮機流602運轉。在tl處，會發生松加速器踏板。響應于松加速器踏板，節氣門開度可以減小(例如，節氣門被關閉)并且廢氣門可以打開。然而，由于節氣門關閉，通過壓縮機的流會減少，從而導致壓縮機移動到或超出喘振極限601。
[0079]響應于喘振的指示(或喘振的預期)，CRV開度增加，例如，從在tl之前的部分打開位置增加到在tl之后的完全打開位置。該閥可以被打開，以便增加從增壓空氣冷卻器下游再循環到壓縮機入口的(冷卻的)壓縮增壓空氣的量。可選地，該閥可以被調節到也相應減少從增壓空氣冷卻器上游再循環到壓縮機入口的(升溫的)壓縮增壓空氣的量。通過打開閥，增加再循環到壓縮機入口的冷卻的空氣的比例，壓縮機入口溫度可以降低到期望值610，從而降低在再循環期間熱放大效應的風險。因此，即使發生某些再循環流的再升壓(在流再次穿過壓縮機時)，壓縮機溫度會有較小的增加。作為在tl與t2之間到壓縮機入口的增加的冷卻的壓縮增壓空氣的再循環的結果，壓縮機進一步遠離喘振極限601。因此，如果再循環冷卻的壓縮空氣的比例未增加，在松加速器踏板的初始階段，會發生再循環流的一些再升壓，這會增加壓縮機溫度(參見線段609，虛線)。
[0080]在t2處，一旦壓縮機喘振的指示已經下降，壓縮機再循環閥的開度被再調節并且該閥返回到默認的半打開位置。在t3處，由于發動機工況的變化，升壓發動機運轉可以被中斷，并且該閥的位置可以進一步被調節。具體地，閥開度可以減小并且該閥可以從半打開位置切換到完全關閉位置。
[0081 ] 在一個示例中，發動機系統包括發動機，所述發動機包括進氣裝置和排氣裝置，用于壓縮進氣空氣的壓縮機，該壓縮機通過排氣渦輪驅動，位于壓縮機下游用于冷卻壓縮的進氣空氣的中間冷卻器，用于再循環從中間冷卻器下游到壓縮機入口的壓縮的進氣空氣的第一通道，用于再循環從中間冷卻器上游到壓縮機入口的壓縮的進氣空氣的第二通道，以及用于再循環從渦輪下游到壓縮機上游的排氣的EGR通道。具有計算機可讀指令的控制器可以經配置:在第一條件期間，響應于EGR冷凝，調節沿相對于第二通道的第一通道的第一方向再循環的壓縮空氣的比率；以及在第二條件期間，響應于壓縮機喘振，以第二、相反方向調節所述比率。在這里，在第一條件期間，所述調節包括增加沿第二通道再循環的壓縮空氣的比率，同時減少沿第一通道再循環的壓縮空氣的比率，在所述第一條件期間的增加和減少基于EGR的量、溫度和水含量中的一個或更多個(例如，每個)。相比之下，在第二條件期間，所述調節包括增加沿第一通道再循環的壓縮空氣的比率，同時減少沿第二通道再循環的壓縮空氣的比率，在所述第二條件期間的增加和減少基于相對于喘振極限的壓縮機流量。該系統可以包括聯接到第一通道的第一連續可變閥，和聯接到第二通道的第二連續可變閥，其中在所述第一條件期間的調節包括增加第二閥的開度，并且其中在所述第二條件期間的調節包括增加第一閥的開度。
[0082]通過這種方式，壓縮機再循環流可以用于解決壓縮機處的喘振和冷凝。通過改變從在增壓空氣冷卻器上游位置和在增壓空氣冷卻器下游位置的壓縮機下游再循環到壓縮機入口的壓縮空氣的比例，溫度受控的壓縮機再循環流可以提供給壓縮機入口。通過啟用壓縮機入口溫度控制，各種優點得以實現。在入口處會發生冷凝的條件期間，例如當低壓EGR被接收時，通過增加暖再循環流的比例(并且減少冷再循環流的比例)，降低冷凝的傾向。通過降低冷凝，與冷凝的吸入有關的燃燒問題(例如，失火)可以降低。此外，降低對壓縮機的硬件損壞。在壓縮機喘振條件期間，通過增加冷再循環流的比例(并且減少暖再循環流的比例)，降低再循環流的熱放大效應。基于冷凝，在喘振條件期間，通過調節所述比例，喘振和冷凝中的每個可以同時解決。整體上，改善了升壓發動機性能并且增加壓縮機壽命O
[0083]應當明白，本文公開的配置和方法在本質上是示例性的，這些具體實施例不應被視為是對本公開的限制，這是因為很多變化是可能的。例如，上述技術可以應用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4以及其他的發動機類型。本公開的主題包括本文公開的各個系統和配置以及其他特征、功能和/或屬性的所有新穎和不明顯組合及其子組合。
[0084]附屬權利要求特別指出被視為新穎和不明顯的特定組合和子組合。這些權利要求可以指的是“一個”元件或“第一”元件或其等效元件。應當理解，這樣的權利要求包括一個或更多這樣元件的合并，不需要或排除兩個或更多個這樣的元件。本文公開的特征、功能、元件和/或屬性的其他組合以及子組合可以通過本公開的權利要求的修正或通過本申請或相關申請的新的權利要求陳述來要求。這類權利要求，無論其對于初始權利要求的范圍是更廣、更窄、等同或不同，都應當被視為包括在本公開的主題內。
【權利要求】
1.一種用于升壓發動機的方法，包括: 響應于松加速器踏板期間壓縮機喘振的指示，再循環從增壓空氣冷卻器下游和進氣節氣門上游到壓縮機入口的壓縮空氣。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述再循環包括增加位于將所述壓縮機入口聯接到增壓空氣冷卻器出口的通道中的閥的開度，所述閥的位置從完全打開位置到完全閉位置是連續可變的。
3.根據權利要求2所述的方法，其中當所述發動機以升壓運轉時，所述閥是部分打開的，并且其中增加所述開度包括將所述閥從所述部分打開位置移動到完全打開位置。
4.根據權利要求2所述的方法，其中所述增加基于壓縮機流率、壓縮機入口溫度、壓縮機壓力比和壓縮機喘振極限中的一個或多個。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述閥是第一閥并且其中所述通道是第一通道，其中所述發動機進一步包括位于所述增壓空氣冷卻器上游的將所述壓縮機入口聯接到所述壓縮機出口的第二通道中的第二閥，所述方法進一步包括，在增加所述第一閥的所述開度時，基于所述第一閥的所述開度調節所述第二閥的開度，以保持所述壓縮機入口溫度處在閥值溫度或高于所述閥值溫度。
6.根據權利要求2所述的方法，其進一步包括，響應于喘振的所述指示，調節聯接到驅動所述壓縮機的排氣渦輪的廢氣門。
7.一種用于升壓發動機的方法，包括: 響應于壓縮機喘振的指示， 調節從壓縮機下游和中間冷卻器下游的第一通道以及壓縮機下游和中間冷卻器上游的第二通道再循環到壓縮機入口的壓縮空氣的相對量。
8.根據權利要求7所述的方法，其中壓縮機喘振的所述指示基于操作者松加速器踏板。
9.根據權利要求7所述的方法，其中所述調節包括，在進氣節氣門關閉時，基于估計的壓縮機入口溫度與期望的壓縮機入口溫度之間的差異，調節所述相對量。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述調節包括，通過增加聯接到所述第一和第二通道中的每個通道的連續可變閥的開度，增加沿所述第一通道的壓縮機空氣再循環和減少沿所述第二通道的壓縮機空氣再循環。
11.根據權利要求9所述的方法，其中所述調節包括，在第一條件期間，增加所述第一通道中第一閥的開度，以增加從所述第一通道再循環的壓縮空氣的量，同時減少所述第二通道中的第二閥的開度，以減少從所述第二通道再循環的所述壓縮空氣的量，以及在第二條件期間，減少所述第一通道中所述第一閥的開度，以減少從所述第一通道再循環的所述壓縮空氣的量，同時增加所述第二通道中的所述第二閥的開度，以增加從所述第二通道再循環的所述壓縮空氣的量。
12.根據權利要求11所述的方法，其中在所述第一條件期間，壓縮機入口冷凝的可能性較低，并且其中在所述第二條件期間，壓縮機入口冷凝的可能性較高。
13.根據權利要求7所述的方法，進一步包括，基于調節的壓縮空氣再循環的相對量，調節從排氣渦輪下游再循環到所述壓縮機入口的排氣量。
14.一種發動機系統,包括: 包括進氣節氣門的發動機； 用于接收操作者轉矩需求的踏板； 包括用于提供升壓增壓空氣的壓縮機和渦輪的渦輪增壓器； 聯接到所述壓縮機下游用于冷卻所述升壓增壓空氣的增壓空氣冷卻器； 將所述增壓空氣冷卻器的出口聯接到壓縮機的第一通道； 在所述增壓空氣冷卻器上游，將壓縮機出口聯接到所述壓縮機入口的第二通道；和 具有計算機可讀指令的控制器，用于: 響應松加速器踏板， 在關閉所述進氣節氣門時，增加從所述壓縮機下游到所述壓縮機入口的壓縮空氣的再循環；以及 基于冷凝，在經由所述第一通道或第二通道增加再循環之間選擇。
15.根據權利要求14所述的系統，其中基于冷凝的選擇包括基于壓縮機入口冷凝的可能性的選擇，并且其中當壓縮機入口冷凝的所述可能性較低時，經由所述第一通道增加再循環被選擇，并且其中當壓縮機入口冷凝的所述可能性較高時，經由所述第二通道增加再循環被選擇。
16.根據權利要求15所述的系統，其中冷凝的所述可能性基于壓縮機入口溫度，和環境溫度和壓力以及環境濕度中的每一個。
17.根據權利要求16所述的系統，進一步包括EGR通道，所述EGR通道用于再循環從所述渦輪下游到所述壓縮機入口的排氣，并且其中冷凝的所述可能性基于經由所述EGR通道再循環的EGR。
18.根據權利要求17所述的系統，其中所述增加從所述空氣冷卻器下游到所述壓縮機入口的壓縮空氣的再循環基于在相對于喘振極限的節氣門減小的壓縮機流量。
19.根據權利要求18所述的系統，其中經由所述第一通道增加再循環包括增加聯接在所述第一通道中的第一閥的開度，以增加到所述壓縮機入口的冷卻的升壓增壓空氣的再循環，并且其中經由所述第二通道增加再循環包括增加聯接在所述第二通道中的第二閥的開度，以增加到所述壓縮機入口的暖升壓增壓空氣的再循環，其中所述第一和第二閥中的一個或多個是連續可變閥。
20.根據權利要求19所述的系統，進一步包括跨接所述渦輪的廢氣門，所述控制器包括進一步指令，以響應于松加速器踏板，增加所述廢氣門的開度，所述廢氣門的所述開度基于從所述冷卻器下游到所述壓縮機入口的增加的壓縮空氣的再循環。
【文檔編號】F04B35/00GK104373195SQ201410366436
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2013年8月13日
【發明者】D·J·斯泰爾斯, J·H·巴克蘭, J·N·尤瑞, J·利比, G·P·麥康威爾 申請人:福特環球技術公司