本公開(kāi)內(nèi)容涉及在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的增壓裝置(boosting apparatus)的控制方法。

背景技術(shù)：

本節(jié)中的陳述僅提供與本公開(kāi)內(nèi)容相關(guān)的背景信息并且可不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

在包括增壓裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，已開(kāi)發(fā)出其中廢氣的一部分被再循環(huán)到進(jìn)氣側(cè)(intake side)的廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，并且該廢氣再循環(huán)系統(tǒng)被商業(yè)化為用于減少?gòu)陌l(fā)動(dòng)機(jī)排出的NOx或用于提高燃料效率的技術(shù)。

在上面描述的EGR系統(tǒng)中，控制器以流速的形式相對(duì)于進(jìn)氣量控制EGR氣體。更詳細(xì)地，基于進(jìn)氣壓力與排氣壓力之間的壓力差以及EGR閥的開(kāi)度(open degree)調(diào)節(jié)EGR氣體的供應(yīng)，控制EGR的氣體的供應(yīng)量以便滿(mǎn)足預(yù)先輸入到控制器的EGR速率。

此外，渦輪增壓器(turbocharger)被設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管與進(jìn)氣管之間，并且通過(guò)排氣的壓力使渦輪以高速旋轉(zhuǎn)，以使用壓縮機(jī)壓縮進(jìn)氣并將經(jīng)壓縮的空氣提供至進(jìn)氣側(cè)從而提高進(jìn)氣的填充效率。因此，在設(shè)置有渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)中，基于由渦輪增壓器所壓縮的增壓與排氣壓力的壓力差以及EGR閥的開(kāi)度，通過(guò)調(diào)節(jié)EGR的氣體的供應(yīng)量來(lái)控制EGR速率。

然而，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)被過(guò)度驅(qū)動(dòng)(突然加速等)時(shí)，通過(guò)操作渦輪增壓器使增壓壓力和排氣壓力被大大改變，并且因此可能無(wú)法適當(dāng)?shù)乜刂艵GR速率。如果EGR速率沒(méi)有被適當(dāng)?shù)乜刂?，則EGR氣體可能過(guò)度增加并且因此產(chǎn)生煙霧或EGR氣體可能過(guò)度減少并且因此增加了NOx或噪聲并且使廢氣凈化性能劣化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)內(nèi)容提供了一種增壓裝置的控制方法，其中，可通過(guò)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)(driving condition，驅(qū)動(dòng)條件)來(lái)控制渦輪增壓器和機(jī)械增壓器(supercharger)以控制EGR的氣體的供應(yīng)量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)效率。

本公開(kāi)內(nèi)容提供了一種增壓裝置的控制方法，該方法包括以下步驟：根據(jù)預(yù)先輸入到控制器的驅(qū)動(dòng)圖(driving map)驅(qū)動(dòng)增壓裝置；通過(guò)所述控制器判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)、選擇預(yù)先輸入到控制器的驅(qū)動(dòng)圖并且在所選擇的驅(qū)動(dòng)圖中反映驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；通過(guò)控制器基于發(fā)動(dòng)機(jī)的反映了驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的所選擇的驅(qū)動(dòng)圖來(lái)校正增壓裝置的驅(qū)動(dòng)圖并且基于經(jīng)校正的驅(qū)動(dòng)圖驅(qū)動(dòng)增壓裝置；并且通過(guò)控制器確認(rèn)增壓裝置的操作量(operating amount，運(yùn)算量)是否產(chǎn)生變化，并且當(dāng)確認(rèn)操作量產(chǎn)生變化時(shí)，校正增壓裝置的操作量并且在驅(qū)動(dòng)圖中反映經(jīng)校正的操作量。具體地，控制器被配置為通過(guò)增壓裝置的操作，根據(jù)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)來(lái)控制EGR閥，并且由此控制提供給發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR氣體的量。

增壓裝置可以包括機(jī)械增壓器和渦輪增壓器，并且機(jī)械增壓器和渦輪增壓器可以被同時(shí)控制。

在校正增壓裝置的操作量時(shí)，渦輪增壓器的操作量的校正值可反映在機(jī)械增壓器的驅(qū)動(dòng)圖中，并且由此可以控制機(jī)械增壓器的操作量。

控制器可基于由檢測(cè)單元所檢測(cè)出的廢氣中的氧氣量，通過(guò)對(duì)EGR氣體的量執(zhí)行逆向操作(inverse operation，逆向運(yùn)算)來(lái)校正機(jī)械增壓器的操作量，并且由此控制EGR閥的開(kāi)度。

在校正增壓裝置的操作量時(shí)，控制器被配置為接收渦輪增壓器的增壓壓力(boost pressure)，將增壓壓力與預(yù)先輸入到控制器的參考值進(jìn)行比較并且校正渦輪增壓器的壓縮機(jī)的操作量。

在驅(qū)動(dòng)增壓裝置時(shí)，控制器可基于由檢測(cè)單元所檢測(cè)出的氣體量控制機(jī)械增壓器。

在驅(qū)動(dòng)增壓裝置時(shí)，控制器可確認(rèn)機(jī)械增壓器是否被驅(qū)動(dòng)，并且當(dāng)確認(rèn)機(jī)械增壓器被驅(qū)動(dòng)時(shí)，根據(jù)預(yù)先輸入到控制器的驅(qū)動(dòng)圖來(lái)控制機(jī)械增壓器。

可以從再生設(shè)備(regenerative device)的一端通過(guò)廢氣循環(huán)管、穿過(guò)機(jī)械增壓器供應(yīng)被引入至發(fā)動(dòng)機(jī)中的EGR氣體。

在校正增壓裝置的操作量時(shí)，如果通過(guò)控制EGR閥而產(chǎn)生EGR氣體量的差異時(shí)，控制器可校正增壓裝置的操作量。

從本文中提供的描述中，另外的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見(jiàn)。但是應(yīng)當(dāng)理解的是，說(shuō)明書(shū)和具體示例僅用于說(shuō)明的目的，而并不旨在限制本公開(kāi)被容的范圍。

附圖說(shuō)明

為了可以更好地理解本公開(kāi)的內(nèi)容，現(xiàn)將參考附圖通過(guò)示例的方式描述本公開(kāi)內(nèi)容的各種形式，在附圖中：

圖1是示出增壓裝置的控制方法的框圖；

圖2是圖1的控制方法的流程圖；以及

圖3是示出用于實(shí)施圖1的控制方法的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的配置的示意圖。

在本文中所描述的附圖僅用于說(shuō)明的目的，而不旨在以任何方式限制本公開(kāi)內(nèi)容的范圍。

具體實(shí)施方式

下面的描述在本質(zhì)上僅是示例性的，而不旨在限制本公開(kāi)的內(nèi)容、應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解，貫穿整個(gè)附圖，對(duì)應(yīng)的參考標(biāo)記指示相同或相應(yīng)的部件和特征。

如在圖3中示例性示出的，配置了執(zhí)行根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一種形式的增壓裝置的控制方法的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。也就是說(shuō)，廢氣通過(guò)排氣歧管900排出并傳遞到渦輪增壓器230，并且廢氣通過(guò)渦輪增壓器230傳遞到再生設(shè)備600，沿著排氣循環(huán)管700被引入機(jī)械增壓器210，由機(jī)械增壓器210的壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮并隨后通過(guò)EGR閥400被提供給進(jìn)氣歧管800。再生設(shè)備600可包括柴油微粒過(guò)濾器(DPF)和選擇性催化還原(SCR)-催化劑。

具體地，在本公開(kāi)內(nèi)容中，將具有緩慢響應(yīng)度并且因此難以控制的低壓到低壓廢氣再循環(huán)(LP到LP EGR)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成低壓到高壓廢氣再循環(huán)(LP到HP EGR)系統(tǒng)，并且為了根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)300的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)通過(guò)EGR閥400調(diào)節(jié)提供給發(fā)動(dòng)機(jī)300的EGR氣體的供應(yīng)量，機(jī)械增壓器210被控制為保持適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)度。此外，根據(jù)與機(jī)械增壓器210相連接的發(fā)動(dòng)機(jī)300的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)控制渦輪增壓器230來(lái)調(diào)節(jié)EGR閥400的葉片的開(kāi)度和風(fēng)扇的速度，從而控制EGR的氣體的供應(yīng)量。此外，渦輪增壓器230可以是可通過(guò)控制器100控制引入到渦輪的廢氣的流速的可變幾何結(jié)構(gòu)渦輪機(jī)(VGT)的渦輪增壓器。

因此，增壓裝置的控制方法包括以下步驟：根據(jù)預(yù)先輸入到控制器100的驅(qū)動(dòng)圖來(lái)驅(qū)動(dòng)增壓裝置210、230(操作S110和S130)；通過(guò)控制器判斷發(fā)動(dòng)機(jī)300的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，選擇預(yù)先輸入到控制器100的驅(qū)動(dòng)圖并且在所選擇的驅(qū)動(dòng)圖中反映驅(qū)動(dòng)狀態(tài)(操作S300)；基于在操作S300中反映驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)300的驅(qū)動(dòng)圖來(lái)校正增壓裝置210、230的驅(qū)動(dòng)圖，并且基于由控制器100所校正的驅(qū)動(dòng)圖驅(qū)動(dòng)增壓裝置210、230(操作S500)；并且確認(rèn)增壓裝置210、230操作量是否產(chǎn)生變化，并且在確認(rèn)操作量產(chǎn)生變化時(shí)，通過(guò)控制器校正增壓裝置210、230的操作量并且在驅(qū)動(dòng)圖中反映經(jīng)校正的操作量(操作S710和S730)。由此，控制器100通過(guò)增壓裝置210和230的操作根據(jù)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)控制EGR閥400，從而控制提供給發(fā)動(dòng)機(jī)300的EGR的氣體量。

在上述的控制方法中，增壓裝置210、230包括機(jī)械增壓器210和渦輪增壓器230。由控制器100同時(shí)控制機(jī)械增壓器210和渦輪增壓器230。在此，通過(guò)根據(jù)與機(jī)械增壓器210相連接的發(fā)動(dòng)機(jī)300的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)適當(dāng)?shù)乜刂茩C(jī)械增壓器210和渦輪增壓器230，可更精確地控制提供給發(fā)動(dòng)機(jī)300的EGR的氣體量，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)300可以在改進(jìn)的狀態(tài)下被驅(qū)動(dòng)。

在驅(qū)動(dòng)增壓裝置210、230(操作S110和S130)時(shí)，根據(jù)預(yù)先輸入到控制器100的驅(qū)動(dòng)圖驅(qū)動(dòng)增壓裝置210、230。驅(qū)動(dòng)增壓裝置210、230(操作S110和S130)可被分成驅(qū)動(dòng)機(jī)械增壓器210(操作S110)和驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器230(操作S130)。

在驅(qū)動(dòng)機(jī)械增壓器210(操作S110)時(shí)，控制器100可以基于由檢測(cè)單元500所檢測(cè)出的氣體量控制機(jī)械增壓器210。檢測(cè)單元500可以是空氣流量傳感器，并且具體地，可以是熱膜式空氣流量傳感器(hot film type air flow sensor)?？刂破?00基于由空氣流量傳感器所檢測(cè)出的氣體量計(jì)算提供至進(jìn)氣側(cè)的EGR的氣體的供應(yīng)量，從而控制EGR的氣體的供應(yīng)量。

當(dāng)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)300時(shí)，控制器100可通過(guò)檢測(cè)單元500檢測(cè)被引入進(jìn)氣側(cè)的氣體量。在驅(qū)動(dòng)機(jī)械增壓器210(操作S110)時(shí)，控制器100確認(rèn)機(jī)械增壓器210是否被驅(qū)動(dòng)，并且在確認(rèn)機(jī)械增壓器210被驅(qū)動(dòng)時(shí)，基于發(fā)動(dòng)機(jī)300的RPM(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，最大功率轉(zhuǎn)速)和轉(zhuǎn)矩，根據(jù)預(yù)先輸入到控制器100的機(jī)械增壓器210的驅(qū)動(dòng)圖控制機(jī)械增壓器210。

以類(lèi)似的方式，在驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器230時(shí)(操作S130)，控制器100基于發(fā)動(dòng)機(jī)300的RPM和轉(zhuǎn)矩，根據(jù)預(yù)先輸入到控制器100的渦輪增壓器230的驅(qū)動(dòng)圖控制渦輪增壓器230。

在執(zhí)行了驅(qū)動(dòng)增壓裝置S210、S230(操作S110和S130)之后，控制器判斷發(fā)動(dòng)機(jī)300的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，選擇預(yù)先輸入到控制器100的驅(qū)動(dòng)圖并且在所選擇的驅(qū)動(dòng)圖中反映驅(qū)動(dòng)狀態(tài)(操作S300)。這里，控制器100通過(guò)檢查隨時(shí)間的變化來(lái)確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)300是否進(jìn)入過(guò)度區(qū)間(transient section)，或者判斷可以在發(fā)動(dòng)機(jī)300中生成的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，例如，在環(huán)保模式、正常模式或者運(yùn)動(dòng)模式下，或者在柴油機(jī)微粒過(guò)濾器(DPF)的再生過(guò)程的富NOx捕集的狀態(tài)下進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)。

因此，控制器100基于在操作S300中反映發(fā)動(dòng)機(jī)300的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)300的驅(qū)動(dòng)圖校正增壓裝置210、230的驅(qū)動(dòng)圖，并且控制器100基于經(jīng)校正的驅(qū)動(dòng)圖來(lái)驅(qū)動(dòng)增壓裝置210、230(操作S500)。

根據(jù)基于經(jīng)校正的驅(qū)動(dòng)圖執(zhí)行的對(duì)增壓裝置210、230的驅(qū)動(dòng)，基于經(jīng)校正的圖驅(qū)動(dòng)增壓裝置210、230(操作S500)，并且控制器100控制EGR閥400以便將EGR氣體提供至進(jìn)氣側(cè)。

此外，控制器100確認(rèn)增壓裝置210、230的操作量是否發(fā)生變化，并且在確認(rèn)了操作量發(fā)生變化時(shí)，校正增壓裝置210、230的操作量并且在該驅(qū)動(dòng)圖中反映經(jīng)校正的操作量(操作S710和S730)。在校正操作量(操作S710和S730)時(shí)，如果通過(guò)控制EGR閥400而出現(xiàn)EGR的氣體的供應(yīng)量上的差異，則控制器100校正增壓裝置210和230的操作量以控制提供至發(fā)動(dòng)機(jī)300的進(jìn)氣側(cè)的EGR的氣體的供應(yīng)量。

將更加詳細(xì)地描述操作量的校正(操作S710和S730)。操作量的校正(操作S710和S730)可以被分為校正機(jī)械增壓器210的操作量(操作S710)以及校正渦輪增壓器230的操作量(操作S730)。

為了校正機(jī)械增壓器210(操作S710)，控制器100基于由檢測(cè)單元500'所檢測(cè)出的廢氣中的氧氣量，通過(guò)執(zhí)行對(duì)EGR的氣體的供應(yīng)量的逆向操作來(lái)校正機(jī)械增壓器210的操作量，并且相應(yīng)地控制EGR閥400的開(kāi)度。這里，檢測(cè)單元500'可以是氧氣傳感器(拉姆達(dá)傳感器或氧氣傳感器)。該檢測(cè)單元500'可檢測(cè)廢氣中的氧氣量并且將所檢測(cè)出的氧氣量傳輸給控制器100，并且因此，控制器100可以對(duì)適當(dāng)供應(yīng)量的EGR氣體執(zhí)行逆向操作并且將EGR氣體提供至進(jìn)氣側(cè)。在校正機(jī)械增壓器210的步驟中(操作S710)，如果沒(méi)有產(chǎn)生機(jī)械增壓器210的控制量的變化，則控制器將通過(guò)檢測(cè)單元500'由逆向操作所獲得的該供應(yīng)量的EGR氣體提供至發(fā)動(dòng)機(jī)300的進(jìn)氣側(cè)。

在校正渦輪增壓器230的步驟中(操作S730)，控制器100接收渦輪增壓器230的增壓壓力，將增壓壓力與預(yù)先輸入到控制器100的參考值進(jìn)行比較并且校正渦輪增壓器230的壓縮機(jī)的操作量以校正渦輪增壓器230的操作量。此外，當(dāng)渦輪增壓器230被校正時(shí)(操作S730)，渦輪增壓器230的操作量的校正值被反映在機(jī)械增壓器210的驅(qū)動(dòng)圖中，并且因此相應(yīng)地控制機(jī)械增壓器210的操作量，并由此通過(guò)控制EGR閥400來(lái)控制提供至發(fā)動(dòng)機(jī)300的進(jìn)氣側(cè)的EGR的氣體的供應(yīng)量。在校正渦輪增壓器230的步驟中(操作S730)，如果不需要校正渦輪增壓器230，則以相同的RPM持續(xù)驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器230。

從上述描述中明顯看出，可用LP到HP EGR系統(tǒng)取代具有慢響應(yīng)度的LP到LP EGR系統(tǒng)，并且因此通過(guò)控制電驅(qū)動(dòng)的機(jī)械增壓器可保持EGR的氣體的供應(yīng)量的適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)度。

此外，根據(jù)其中的發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)控制機(jī)械增壓器和渦輪增壓器，可控制EGR閥葉片的開(kāi)度或者風(fēng)扇的速度以準(zhǔn)確地將EGR的氣體量提供至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)。

也就是說(shuō)，通過(guò)控制機(jī)械增壓器(更具體地，電驅(qū)動(dòng)的機(jī)械增壓器)的壓縮機(jī)，可根據(jù)與該機(jī)械增壓器相連接的發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)控制渦輪增壓器，從而提高對(duì)提供至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的EGR的氣體的量的控制。

雖然出于說(shuō)明的目的公開(kāi)了本公開(kāi)內(nèi)容的各種形式，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不背離本公開(kāi)內(nèi)容的范圍和精神的情況下可以進(jìn)行各種修改、增加和替換。