CN103883388B - 双级涡轮增压器废气门控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及双级涡轮增压器废气门控制。发动机系统包括第一涡轮增压器、第二涡轮增压器和控制器，第一涡轮增压器包括第一废气门、第一废气门驱动器和第一涡轮增压器传感器，第二涡轮增压器包括第二废气门、第二废气门驱动器和第二涡轮增压器传感器，控制器被配置为基于来自第一和第二涡轮增压器传感器的输出而调整第一废气门驱动器，使得第一涡轮增压器的参数匹配第二涡轮增压器的参数。以此方式，两个涡轮增压器之间的涡轮增压器输出可以被平衡。

Description

双级涡轮增压器废气门控制

技术领域

本发明涉及内燃发动机。

背景技术

用于内燃发动机的涡轮增压器可以包括废气门，其用于控制被引导通过涡轮增压器的排气涡轮级的部分排气流。通过改变废气门的位置，由涡轮增压器的压缩机级提供的增压水平可以相应的增加或减少。包括双级涡轮增压器的发动机，例如V型发动机，可以利用废气门控制以平衡由每个涡轮增压器提供的增压水平。通常，对双级涡轮增压器发动机而言，假设系统是对称的，并且每个废气门同时被命令到相同的位置。

然而，发明者在此已经认识到大多数V型发动机系统不是完全对称的。存在于V型发动机系统中的不对称可以包括排气系统路径、排气歧管设计、涡轮壳体铸造设计和/或发动机组之间的废气门通道设计的差异。此外，制造可变性可以将不对称引入废气门通道或者弹簧系统，弹簧系统用于在气动致动的废气门中对抗气动力。此外，驱动器内的迟滞可能导致不对称，其中小移动可以导致每个驱动器处于滞环（hysteresis band）的相对端。

因此，即使废气门被命令到相同的位置，由于系统中存在的不对称，仍然会导致涡轮增压器之间的不平衡。这会导致涡轮增压器运行在不同的运行状态，例如以不同的涡轮功率、涡轮轴转速运行，以及对于气动驱动器而言，运行在不同的废气门位置。在一些发动机工况下，可能需要接近涡轮轴转速限值运行。然而，在不对称的系统中，旋转最快的涡轮将限制系统的性能，并且基于不对称的幅度，系统的性能可能严重降低。

发明内容

因此，提供一种发动机系统，该发动机系统可以允许检测并平衡具有两个涡轮增压器的V型发动机中存在的不对称。该发动机系统包括第一涡轮增压器、第二涡轮增压器和控制器，其中第一涡轮增压器包括第一废气门、第一废气门驱动器和第一涡轮增压器传感器，第二涡轮增压器包括第二废气门、第二废气门驱动器和第二涡轮增压器传感器，控制器被配置为基于来自第一涡轮增压器传感器和第二涡轮增压器传感器的输出调整第一废气门驱动器，使得第一涡轮增压器的参数匹配第二涡轮增压器的参数。

以此方式，来自涡轮增压器传感器的输出可以被用于检测两个涡轮增压器之间的涡轮增压器参数是否失去平衡，涡轮增压器参数例如为涡轮转速或功率。如果涡轮增压器失去平衡，至少第一涡轮增压器的废气门可以被调整，直到涡轮增压器参数达到对准。以此方式，由每个涡轮增压器提供的增压量的小变化可以被平衡。而且，通过检测涡轮增压器是否以比期望低的转速或功率输出运行，并且调整涡轮增压器的废气门以增加涡轮增压器的性能，可以增强发动机性能。

在另一个实施例中，用于发动机的方法包括，在选择的条件下，通过调整第一涡轮增压器的第一废气门驱动器，平衡第一涡轮增压器和第二涡轮增压器，第一废气门驱动器基于第一废气门驱动器的马达电流和第二涡轮增压器的第二废气门驱动器的马达电流而调整。

在另一个实施例中，该方法进一步包括基于期望的增压压力而调整第一涡轮增压器的废气门驱动器和第二涡轮增压器的废气门驱动器。

在另一个实施例中，该方法进一步包括在选择的条件期间，基于第一废气门驱动器的马达电流和第二废气门驱动器的马达电流而调整第二废气门驱动器。

在另一个实施例中，选择的条件包括，第一涡轮增压器的第一废气门和第二涡轮增压器的第二废气门被命令到相同的位置上。

在另一个实施例中，选择的条件包括，第一废气门驱动器的马达电流与第二废气门驱动器的马达电流不同。

在另一个实施例中，选择的条件进一步包括，第一废气门驱动器的期望马达电流与第二废气门驱动器的期望马达电流相等。

在另一个实施例中，第一废气门驱动器的马达电流基于来自第一废气门驱动器马达电流传感器的输出，并且其中第二废气门驱动器的马达电流基于来自第二废气门驱动器马达电流传感器的输出。

在另一个实施例中，用于发动机的方法包括，基于期望的增压压力而调整第一涡轮增压器的第一废气门的位置和第二涡轮增压器的第二废气门的位置；并且如果第一涡轮增压器的涡轮功率不同于第二涡轮增压器的涡轮功率，则通过进一步调整第一废气门和第二废气门的位置来平衡第一涡轮增压器和第二涡轮增压器。

在另一个实施例中，该方法进一步包括基于来自第一废气门驱动器马达电流传感器的输出而确定第一涡轮增压器的涡轮功率，并且基于来自第二废气门驱动器马达电流传感器的输出而确定第二涡轮增压器的涡轮功率。

在另一个实施例中，第一废气门驱动器马达电流传感器的输出与保持第一废气门的位置的第一力成比例，并且其中第二废气门驱动器马达电流传感器的输出与保持第二废气门的位置的第二力成比例，并且其中第一涡轮增压器的涡轮功率基于第一力而计算，并且第二涡轮增压器的涡轮功率基于第二力而计算。

当单独或结合附图时，本说明书的以上优势和其他优势和特征从以下具体实施方式中将显而易见。

应当理解的是，提供以上概述以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着辨别所要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。进一步地，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分提及的缺点的实施方式。

附图说明

图1示出示例发动机系统的原理图描述。

图2示出了流程图，该流程图图示说明根据本公开的实施例的用于平衡涡轮增压器的方法。

图3是图示说明关键的示例运行参数的图形。

具体实施方式

如以上所解释的，不对称可以存在于V型发动机组之间。即使每个涡轮增压器的废气门被命令到相同的位置，这些不对称也可以导致不平衡的涡轮增压器性能。为了平衡不对称的涡轮增压器，每个涡轮增压器可以设有传感器，例如涡轮转速传感器或者废气门位置或者驱动器马达电流传感器。来自涡轮增压器传感器的输出可以被用于计算涡轮增压器性能的参数，例如涡轮功率或涡轮转速。如果两个涡轮增压器之间的涡轮转速或功率不匹配，可以调整涡轮增压器的废气门，直到各自的参数被平衡。图1示出包括两个涡轮增压器、两个废气门和两个涡轮增压器传感器的发动机。图1也包括控制系统，该控制系统可以实现图2中图示说明的方法。在执行图2的方法期间观察的示例运行参数在图3中图示说明。

图1示出示例发动机系统100的原理图描述，示例发动机系统100包括多缸内燃发动机110和双级涡轮增压器120和130。作为一个非限制性示例，发动机系统100可以被包括作为用于客运车辆的推进系统的一部分。发动机系统100可以经由进气道140接收进气。进气道140可以包括空气滤清器156。至少一部分进气（MAF_1）可以经由如142所指示的进气道140的第一支路被引导至涡轮增压器120的压缩机122，并且至少一部分进气（MAF_2）可以经由如144所指示的进气道140的第二支路被引导至涡轮增压器130的压缩机132。

总进气的第一部分（MAF_1）可以经由压缩机122被压缩，其可以经由进气道146被供给至进气歧管160。因此，进气道142和146形成发动机进气系统的第一支路。类似地，总进气的第二部分（MAF_2）可以经由压缩机132被压缩，其可以经由进气道148被供给至进气歧管160。因此，进气道144和148形成发动机进气系统的第二支路。如图1所示，来自进气道146和148的进气可以在到达进气歧管160之前经由共同的进气道149被混合，其中进气可以被提供至发动机。在一些示例中，进气歧管160可以包括进气歧管压力传感器182和/或进气歧管温度传感器183，均与控制系统190通信。进气道149可以包括空气冷却器154和/或节气门158。节气门的位置可以通过控制系统经由节气门驱动器157被调整，节气门驱动器157通信地连接至控制系统190。如图1所示，可以提供第一压缩机再循环阀（CRV1）152和第二压缩机再循环阀（CRV2）153，以选择性地经由再循环道150、151围绕涡轮增压器120和130的压缩机级再循环进气。

发动机110可以包括多个汽缸，其中两个汽缸在图1中被示作20A和20B。注意在一些示例中，发动机110可以包括多于两个汽缸，例如3、4、5、6、8、10或更多汽缸。这些不同汽缸可以以V形配置对等的分布和设置，与汽缸20A和20B中的一个串联。汽缸20A和20B和发动机的其他汽缸可以在一些示例中相同并且包括相同的部件。因此，将仅详细描述汽缸20A。汽缸20A包括由燃烧室壁24A限定的燃烧室22A。活塞30A被设置在燃烧室22A内，并且经由曲轴臂32A连接至曲轴34。曲轴34可以包括发动机转速传感器181，发动机转速传感器181可以确定曲轴34的旋转速度。发动机转速传感器181可以与控制系统190通信，以能够确定发动机转速。汽缸20A可以包括火花塞70A，用于向燃烧室22A输送点火火花。然而，在一些示例中，火花塞70A可以被省略，例如其中发动机110被配置为经由压缩点火提供燃烧。燃烧室22A可以包括燃料喷射器60A，在该示例中燃料喷射器60A被配置为基于进气道的燃料喷射器。然而，在其他示例中，燃料喷射器60A可以被配置为缸内直喷喷射器。

汽缸20A可以进一步包括经由进气门驱动器42A致动的至少一个进气门40A和经由排气门驱动器52A致动的至少一个排气门50A。汽缸20A可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门，以及相关的气门驱动器。在这个具体的示例中，驱动器42A和52A被配置为凸轮驱动器，然而，在其他示例中，可以利用电磁气门驱动器（EVA）。进气门驱动器42A可以被操作以打开和关闭进气门40A，以允许进气经由与进气歧管160连通的进气道162进入燃烧室22A。类似地，排气门驱动器52A可以被操作以打开和关闭排气门50A，以将燃烧产物从燃烧室22A排放到排气道166中。以此方式，进气可以经由进气道162被供给至燃烧室22A，并且燃烧产物可以经由排气道166从燃烧室22A被排放。

应当理解的是，发动机110的汽缸20B或者其他汽缸可以包括与以上所述的汽缸20A相同或类似的部件。因此，进气可以经由进气道164被供给至燃烧室22B，并且燃烧产物可以经由排气道168从燃烧室22B被排放。注意在一些示例中，发动机110的第一组汽缸可以经由共同的排气道166排放燃烧产物，该第一组汽缸包括汽缸20A和其他汽缸，并且包括汽缸20B和其他汽缸的第二组汽缸可以经由共同的排气道168排放燃烧产物。

由发动机110经由排气道166排放的燃烧产物可以被引导通过涡轮增压器120的排气涡轮124，其进而可以经由轴126向压缩机122提供机械功，以便如以上所描述的向进气提供压缩。可替换地，流过排气道166的排气的一些或者全部可以经由涡轮旁通道123旁通涡轮124，涡轮旁通道123通过废气门128控制。废气门128的位置可以由驱动器129依据控制系统190的指示而控制。作为一个非限制性示例，控制系统190可以经由电磁阀121调整驱动器129的位置。在这个具体的示例中，电磁阀121调整设置在压缩机122上游的进气道142中的空气和设置在压缩机122下游的进气道149中的空气之间的压力。如图1所示，控制系统190经由电磁阀121与驱动器129通信。然而，可以理解的是，在其他示例中可以使用用于驱动废气门128的其他合适的方法。例如，驱动器129可以由马达电动地致动。

传感器194可以被设置在涡轮增压器120上或者靠近涡轮增压器120。在一个示例中，传感器194可以检测涡轮转速。在另一个示例中，传感器194可以检测废气门128的位置。例如，废气门杆、连杆或气门位置中的一个或更多个可以通过传感器194检测。在进一步的示例中，传感器194可以检测驱动器129的一个或更多个特性。传感器194可以通过测量来自驱动器129的马达的输出而测量废气门位置，例如，如果驱动器129是电子驱动器，或者可以测量来自电子驱动器马达的电流。来自传感器194的输出可以被用于计算涡轮转速或者涡轮功率，如以下所解释的。

类似地，由发动机110经由排气道168排放的燃烧产物可以被引导通过涡轮增压器130的排气涡轮134，其进而可以经由轴136向压缩机132提供机械功，以便向流过发动机进气系统的第二支路的进气提供压缩。可替换地，流过排气道168的排气的一些或者全部可以经由涡轮旁通道133旁通涡轮134，涡轮旁通道133由废气门138控制。废气门138的位置可以由驱动器139依据控制系统190的指示而控制。作为一个非限制性示例，控制系统190可以经由电磁阀131调整驱动器139的位置。在这个具体的示例中，电磁阀131调整设置在压缩机132上游的进气道144中的空气和设置在压缩机132下游的进气道149中的空气之间的压力。如图1所示，控制系统190经由电磁阀131与驱动器139通信。然而，可以理解的是，在其他示例中可以使用用于驱动废气门138的其他合适的方法，例如，电动驱动的废气门。

传感器192可以被设置在涡轮增压器130上或者靠近涡轮增压器130。在一个示例中，传感器192可以检测涡轮转速。在另一个示例中，传感器192可以检测废气门138的位置。例如，废气门杆、连杆或气门位置中的一个或更多个可以通过传感器192检测。在进一步的示例中，传感器192可以检测驱动器139的一个或更多个特性。传感器192可以通过测量来自驱动器139的马达的输出来测量废气门位置（例如，如果驱动器139是电子驱动器），或者可以测量来自电子驱动器马达的电流。来自传感器192的输出可以被用于计算涡轮转速或者涡轮功率，如以下所解释的。

在一些示例中，排气涡轮124和134可以被配置为可变几何结构涡轮，由此相关的驱动器125和135可以被用于调整涡轮叶轮叶片的位置以改变从排气流获得并给予它们各自的压缩机的能量水平。例如，控制系统可以被配置为经由各自的驱动器125和135独立地改变排气涡轮124和134的几何结构。如之前所解释的，涡轮增压器120和130可以变得不平衡，例如，以不同的涡轮转速或者不同的涡轮功率运行。为了平衡涡轮增压器，可以调整驱动器125和135。例如，每个涡轮增压器的转速可以使用涡轮增压器转速传感器确定，并且如果转速不匹配，驱动器125和驱动器135中的一个或更多个可以被调整，直到涡轮增压器的转速匹配。在另一个示例中，可以确定每个驱动器125、135的参数，例如位置、力等等，并且如果参数不相等，则可以调整驱动器。

由一个或更多个汽缸经由排气道166排放的燃烧产物可以经由排气道170被引导至外部环境。排气道170可以包括例如催化剂174的排气后处理装置，以及在例如184和185处所指示的一个或更多个排气传感器。类似地，由一个或更多个汽缸经由排气道168排放的燃烧产物可以经由排气道172被引导至外部环境。排气道172可以包括例如催化剂176的排气后处理装置，以及例如在186和187处所指示的一个或更多个排气传感器。排气传感器184、185、186和/或187可以与控制系统190通信。

发动机系统100可以包括各种其他传感器。例如，进气道142和144中的至少一个可以包括质量空气流量传感器180。在一些示例中，进气道142和144中只有一个可以包括质量空气流量传感器。在另一个示例中，进气道142和144两者均可以包括质量空气流量传感器。作为一个示例，质量空气流量传感器可以包括用于测量进气的质量流量速率的热线式风速计或者其他合适装置。质量空气流量传感器180可以与图1中所示的控制系统190通信。

控制系统190可以包括一个或更多个控制器，该一个或更多个控制器被配置为与本文所描述的各种传感器和驱动器通信。作为一个示例，控制系统190可以包括至少一个电子控制器，该至少一个电子控制器包括以下中的一个或更多个：用于通过各个传感器和驱动器发送和接收电子信号的输入/输出接口、中央处理单元、存储器，存储器例如为随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、保活存储器（KAM），均通过数据总线通信。在一些示例中，控制系统190可以包括比例-积分-微分（PID）控制器。然而，应当意识到的是，如本领域的技术人员根据本公开可以意识到的，可以使用其他合适的控制器。控制器可以存储指令，该指令可以被执行以便实施一个或更多个控制程序，例如根据图2所描述的控制程序。

控制系统190可以被配置为以个别汽缸为基础改变发动机的一个或更多个运行参数。例如，控制系统可以通过利用可变凸轮正时（VCT）驱动器而调整气门正时，通过改变提供点火信号至火花塞的时间而调整点火正时，和/或通过改变通过控制系统提供至燃料喷射器的燃料喷射信号的脉冲宽度而调整燃料喷射正时和数量。因此，至少点火正时、气门正时和燃料喷射正时可以通过控制系统被致动。

因此，图1的系统提供一种发动机系统，其包括：第一涡轮增压器，该第一涡轮增压器包括第一废气门、第一废气门驱动器和第一涡轮增压器传感器；第二涡轮增压器，该第二涡轮增压器包括第二废气门、第二废气门驱动器和第二涡轮增压器传感器；和控制器，该控制器被配置为基于来自第一和第二涡轮增压器传感器的输出而调整第一废气门驱动器，直到第一涡轮增压器的参数等于第二涡轮增压器的参数。

在一个示例中，第一涡轮增压器传感器和第二涡轮增压器传感器可以均包括涡轮转速传感器。控制器可以进一步被配置为基于来自第一和第二涡轮转速传感器的输出，计算第一涡轮增压器的转速和第二涡轮增压器的转速。控制器可以配置为调整第一废气门驱动器，直到第一涡轮的转速匹配第二涡轮的转速。

在一个示例中，第一涡轮增压器传感器和第二涡轮增压器传感器可以均包括废气门位置传感器。每个废气门位置传感器测量废气门杆、连杆和气门中的一个或更多个以测量废气门位置。控制器可以被配置为调整第一废气门驱动器，直到第一废气门的位置匹配第二废气门的位置。

在另一个示例中，第一涡轮增压器传感器和第二涡轮增压器传感器可以均包括废气门驱动器马达电流传感器。控制器可以进一步被配置为基于来自第一和第二废气门驱动器马达电流传感器的输出，计算第一涡轮增压器的第一涡轮的压力比和第二涡轮增压器的第二涡轮的压力比。控制器可以被配置为基于所计算的第一涡轮的压力比而计算第一涡轮增压器的涡轮功率，并且基于所计算的第二涡轮的压力比而计算第二涡轮增压器的涡轮功率。控制器可以进一步被配置为调整第一废气门驱动器和第二废气门驱动器，直到第一涡轮增压器的涡轮功率匹配第二涡轮增压器的涡轮功率。

所述系统可以包括发动机，该发动机具有第一汽缸组和第二汽缸组，并且第一涡轮增压器可以被配置为从第一汽缸组接收排气，而第二涡轮增压器可以被配置为从第二汽缸组接收排气。

现在转向图2，其图示说明用于基于来自废气门传感器的反馈而平衡双级涡轮增压器的方法200。方法200可以由控制器根据储存在其上的指令实施，控制器例如为控制系统190的控制器。方法200可以调整安装在V型发动机或其他双发动机组构造中的双级涡轮增压器的废气门驱动器，以便从两个涡轮增压器提供相等的涡轮输出。

在202，方法200包括确定发动机运行参数。在202处确定的发动机运行参数包括但不限于，发动机转速、发动机负载、（例如，基于来自增压压力传感器的反馈确定的）当前增压压力和废气门位置。在204，方法200包括基于期望的增压压力调整第一废气门位置和第二废气门位置。

例如废气门128的第一废气门可以被配置为调节通过例如涡轮增压器120的第一涡轮增压器的排气流。例如废气门138的第二废气门可以被配置为调节通过例如涡轮增压器130的第二涡轮增压器的排气流。如图1所示，涡轮增压器可以被配置成使得路经每个压缩机的被压缩的进气在被分到两个单独的发动机组之前，被引导至共同的进气道和歧管。因此，发动机增压压力的单个测量值可以基于歧管压力确定。为了提供期望的增压水平，涡轮增压器的废气门可以被调整以控制通过每个涡轮的排气流，并且因此控制由涡轮增压器提供的压缩水平。期望的增压压力可以根据例如发动机转速和负载而变化。

因为每个发动机组被假设为是对称的，对涡轮增压器的每个废气门的相同的调整可以被假设为影响增压压力的程度相同。因此，在大多数情况下，单个废气门命令可以被发送到两个废气门驱动器，导致每个涡轮增压器的废气门处于相同的位置。然而，发动机组之间可能存在轻微的不对称，导致通过涡轮的不同的排气流。而且，废气门迟滞可以导致废气门处于不同的位置。因此，即使废气门被命令到相同的位置，由每个涡轮提供的涡轮转速和/或功率可以不同。涡轮转速和功率的这种不同可以降低发动机输出。

为了保持涡轮增压器处在相同的运行参数，废气门位置可以基于来自例如废气门传感器的涡轮增压器传感器的反馈而被调整。然而，在一些条件下，废气门可以不被命令到相同的位置。例如，如果发动机在可变排量模式下运行，其中一个发动机组经历燃烧，并且一个发动机组仅泵送空气（并且不燃烧燃料），则两个涡轮增压器之间的废气门位置可以被命令到不同位置。在另一个示例中，如果检测到涡轮增压器或者废气门的性能退化，则发动机可以运行在退化模式，其中废气门可以被不同地控制，并且因此可以处在不同的位置。

因此，在平衡涡轮增压器之前，方法200在206处判断废气门是否已经被命令到相同的位置。例如，程序可以确定气门是否被命令到彼此的阈值位置内，例如被命令到与另一个气门的位置区别不超过5%的位置。如果废气门没有被命令到相同位置，则方法200返回。然而，如果废气门被命令到相同位置，则方法200进行到208，以基于来自第一涡轮增压器传感器的输出确定第一涡轮增压器的第一参数。类似地，在210，基于来自第二涡轮增压器传感器的输出，确定第二涡轮增压器的第二参数。

第一和第二参数可以是指示涡轮增压器性能的参数。在一个示例中，第一和第二参数可以包括涡轮转速。为了测量涡轮转速，每个涡轮可以包括转速传感器。在示例中，第一和第二参数可以是废气门位置。因此，如果第一和第二参数是废气门位置，则来自第一和第二涡轮增压器传感器的输出可以包括废气门位置的指示。为了确定废气门位置，废气门杆或连杆的位置或者废气门气门的位置可以被确定。基于废气门杆或气门位置，电子和气动地致动的废气门位置都可以被确定。

在另一个示例中，第一和第二参数可以包括涡轮功率。涡轮功率可以描述通过涡轮输出的功率，并且在一个示例中可以基于施加至涡轮增压器的轴的扭矩和轴的角速度。涡轮功率可以基于电子致动的废气门的马达电流计算。废气门驱动器的马达电流与用于将废气门保持在命令的位置的力成比例。该力根据涡轮两端的压力差而变化。涡轮两端的压力差连同在涡轮出口处测量或估计的压力可以被用于计算涡轮压力比。涡轮两端的压力比可以被用于计算通过涡轮施加至轴的扭矩，并且因此计算涡轮功率。然而，用于计算涡轮功率的其他机构是可能的。因此，第一和第二涡轮增压器传感器可以分别测量各自的废气门驱动器的马达电流，并且来自传感器的输出可以被用于确定每个涡轮增压器的涡轮功率。

在212，方法200可选择地包括确定作用在每个废气门气门上的流体力。在一个示例中，流体力基于模型确定。可替换地，每个废气门两端的压力差被计算并且用于确定流体力。在另一个示例中，通过包括废气门位置的输入生成查询表，以确定流体力。这种方法可以采用设置在发动机中的一个或更多个传感器或传感器信号的使用，包括质量空气流量、歧管空气压力、节气门位置、增压压力、前涡轮压力、后涡轮压力、前涡轮温度、后涡轮温度和涡轮增压器旋转速度信号。

作用在每个气门上的流体力可以被用于计算每个废气门驱动器的期望的马达电流。例如，如以上所描述的，废气门可以被命令到基于期望的增压压力的位置。为了将废气门保持在命令的位置，给定大小的力可以被施加到废气门气门上。该力可以根据作用在废气门上的流体力而变化。因此，给定作用在废气门上的流体力和命令的位置，可以确定废气门驱动器的期望的马达电流。

在213，期望的马达电流可以基于废气门温度或其他参数而调整。在一些示例中，由废气门驱动器马达产生的磁场可以根据废气门周围的温度而变化。例如，磁场可以随着温度的改变而改变。如果一个废气门驱动器马达的磁场不同于其他废气门驱动器马达的磁场，则每个马达消耗的电流可能不同，并且废气门可以仍然处于相同的位置。废气门的温度可以基于排气温度和例如流速的其他参数确定。

如果调整后的马达电流彼此仍然不同（例如，如果第一涡轮增压器的马达电流传感器的输出与第二涡轮增压器的马达电流传感器的输出不同超出5%），则马达电流的不同可以归因于涡轮增压器不平衡。

在214，方法200确定是否指示废气门平衡。如果在上面的208和210处确定的参数不相等，则废气门平衡可以被执行。例如，如果第一涡轮增压器的涡轮转速不同于第二涡轮增压器的涡轮转速，则废气门可以被调整，使得每个涡轮增压器的涡轮转速被带到匹配速度。在另一个示例中，如果废气门位置不同，则废气门可以被调整，直到它们处于相同的位置。同样地，如果第一涡轮增压器的涡轮功率与第二涡轮增压器的涡轮功率不同，则废气门可以被调整，使得涡轮功率匹配。而且，如果期望传感器输出相同，但实际输出不同，则可以指示废气门平衡。基于以上所描述的流体力和温度调整，当废气门被命令到相同位置和/或期望传感器输出相似时，这可以发生。

如果废气门平衡没有被指示，例如如果两个涡轮增压器传感器的传感器输出相等，则方法200进行到216以将废气门保持在当前位置，并且然后方法200返回。如果废气门平衡被指示，则方法200进行到218以进一步调整第一废气门和/或第二废气门的位置，直到每个涡轮增压器的参数相等。在一个示例中，如果每个涡轮增压器的涡轮功率不同，例如通过废气门驱动器的马达电流确定的，则一个废气门可以稍微地关闭，而另一个废气门可以稍微地打开，并且涡轮功率可以被监测，直到两个涡轮具有相等的功率。在另一个示例中，如果两个涡轮增压器之间的涡轮功率不同，则一个废气门可以被调整，而另一个废气门被保持在相同的位置。例如，具有较低涡轮功率的涡轮增压器的废气门可以被调整，直到涡轮增压器的涡轮功率匹配另一个涡轮增压器的较高的涡轮功率。调整废气门的其他机构也是可能的。然后方法200返回。

因此，对于双级涡轮增压器系统的每个涡轮增压器，可以确定例如涡轮转速或涡轮功率的涡轮增压器输出的指示。如果每个涡轮增压器的涡轮增压器输出不相等，则涡轮增压器的废气门可以被调整，直到涡轮增压器达到相等输出。涡轮增压器输出可以基于来自废气门传感器的反馈而确定，例如，所述废气门传感器可以测量废气门驱动器的马达电流。

图3是图示说明在为了平衡两个涡轮增压器而调整废气门期间的各个运行参数的图形300。例如，图形300可以图示说明在执行图2的方法200期间的各个运行参数。自图形300顶部的第一图图示说明了增压压力，自顶端的第二图图示说明了（第一和第二涡轮增压器废气门两者的）废气门位置，自顶端的第三图图示说明了第一和第二涡轮增压器的两个涡轮的涡轮功率。对于图形300中描述的每个图来说，时间沿水平轴线图示说明，并且各个运行参数沿竖直轴线图示说明。

首先参考增压压力，其通过曲线302图示说明。在时刻t1之前，增压压力低，并且如曲线304和306图示说明的，每个涡轮增压器的废气门是打开的。在时刻t1，例如响应于加速器踏板踩下事件，期望增加增压压力。为了增加增压压力，每个涡轮增压器的废气门被命令到部分关闭的位置。因此，在时刻t1之后，增压压力增加。

在两个废气门都打开的运行期间，如曲线308和310图示说明的，第一和第二涡轮增压器的涡轮之间的涡轮功率相对相等。然而，在废气门被命令到部分关闭的位置之后，每个涡轮增压器的涡轮功率不相等。例如，通过虚线曲线308图示说明的第一涡轮增压器的功率可以略低于通过实线曲线310图示说明的第二涡轮增压器的涡轮功率。

在确定两个涡轮增压器之间的涡轮功率不相等之后，每个涡轮增压器的废气门可以被调整，直到涡轮功率匹配。如所示，在时刻t2之后，第一废气门驱动器被调整，使得第一废气门位置被移动到更关闭的位置，如虚线曲线304所示。第二废气门驱动器也被调整，使得第二废气门位置被移动到更打开的位置，如实线曲线306所示。结果，在时刻t2之后，每个涡轮增压器的涡轮功率相等。

在一个示例中，用于发动机的方法包括，在选择的条件下，通过调整第一涡轮增压器的第一废气门驱动器而平衡第一涡轮增压器和第二涡轮增压器的涡轮功率，第一废气门驱动器基于第一废气门驱动器的马达电流和第二涡轮增压器的第二废气门驱动器的马达电流而调整。该方法可以进一步包括基于期望的增压压力而调整第一涡轮增压器的废气门驱动器和第二涡轮增压器的废气门驱动器。基于期望的增压压力调整废气门驱动器可以在选择的条件下和/或在非选择的条件下被实现。

该方法可以进一步包括，在选择的条件期间，基于第一废气门驱动器的马达电流和第二废气门驱动器的马达电流，调整第二废气门驱动器。

选择的条件可以包括第一涡轮增压器的第一废气门和第二涡轮增压器的第二废气门被命令到相同的位置。选择的条件可以包括第一废气门驱动器的马达电流与第二废气门驱动器的马达电流不同。选择的条件可以进一步包括第一废气门驱动器的期望马达电流等于第二废气门驱动器的期望马达电流。

如此处所使用的，术语“相同”可以包括彼此完全相同的参数（例如相同的废气门位置）以及相差小于阈值量的参数。例如，如果废气门位置在彼此的一个命令位置内的5%以内，则废气门位置可以被认为相同。类似地，“不同”可以包括相差超过阈值量的参数。例如，如果一个马达电流大于或小于另一个马达电流至少5%，则废气门驱动器的马达电流可以被认为不同。

第一废气门驱动器的马达电流可以基于来自第一废气门驱动器马达电流传感器的输出，并且第二废气门驱动器的马达电流可以基于来自第二废气门驱动器马达电流传感器的输出。该方法可以进一步包括，在非选择的条件下，通过将废气门保持在之前命令的位置而不平衡涡轮增压器。非选择条件可以包括除了当废气门的位置相同时的条件，例如当废气门被命令到不同的位置时，和/或当涡轮增压器未不平衡时（例如，涡轮以相同的转速和/或功率运行）。

在另一个示例中，用于发动机的方法包括，基于期望的增压压力而调整第一涡轮增压器的第一废气门的位置以及第二涡轮增压器的第二废气门的位置；并且如果第一涡轮增压器的涡轮功率不同于第二涡轮增压器的涡轮功率，则通过进一步调整第一废气门和第二废气门的位置而平衡第一涡轮增压器和第二涡轮增压器。该方法可以进一步包括基于来自第一废气门驱动器马达电流传感器的输出而确定第一涡轮增压器的涡轮功率，并且基于来自第二废气门驱动器马达电流传感器的输出而确定第二涡轮增压器的涡轮功率。

第一废气门驱动器马达电流传感器的输出可以与保持第一废气门的位置的第一力成比例，并且第二废气门驱动器马达电流传感器的输出可以与保持第二废气门的位置的第二力成比例。该方法可以进一步包括基于第一力计算第一涡轮增压器的涡轮功率，并且基于第二力计算第二涡轮增压器的涡轮功率。

将意识到的是，本文公开的构造和方法本质上是示例性的，并且这些具体实施例并不被认为是限制性的，因为多种变化是可能的。例如，以上技术可以被应用于V-6、L-4、L-6、V-12、对置4缸以及其它发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和构造以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求具体指出被认为新颖和非显而易见的某些组合及子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等价物。这种权利要求应当被理解为包含一个或更多个这种元件的组合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其它组合和子组合可以通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求而被要求保护。这种权利要求，不管在范围上比原权利要求更宽、更窄、相同或不同，都认为被包含在本公开的主题内。

Claims (6)

1.一种发动机系统，包括第一涡轮增压器和第二涡轮增压器，所述第一涡轮增压器包括第一废气门和第一废气门驱动器，所述第二涡轮增压器包括第二废气门和第二废气门驱动器，其特征在于，

所述第一涡轮增压器还包括第一废气门驱动器马达电流传感器，所述第二涡轮增压器还包括第二废气门驱动器马达电流传感器；以及

所述发动机系统还包括控制器，所述控制器被配置为基于来自所述第一废气门驱动器马达电流传感器和所述第二废气门驱动器马达电流传感器的输出，在选择的条件期间调整所述第一废气门驱动器，直到所述第一涡轮增压器的参数等于所述第二涡轮增压器的参数，其中所述选择的条件包括所述第一废气门和所述第二废气门被命令到相同的位置上。

2.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述控制器被进一步配置为基于来自所述第一废气门驱动器马达电流传感器和所述第二废气门驱动器马达电流传感器的输出，计算第一涡轮增压器的第一涡轮的压力比和第二涡轮增压器的第二涡轮的压力比。

3.根据权利要求2所述的发动机系统，其中所述控制器被进一步配置为基于所述第一涡轮的所述计算的压力比而计算所述第一涡轮增压器的涡轮功率，并且基于所述第二涡轮的所述计算的压力比而计算所述第二涡轮增压器的涡轮功率。

4.根据权利要求3所述的发动机系统，其中所述控制器被进一步配置为调整所述第一废气门驱动器和所述第二废气门驱动器，直到所述第一涡轮增压器的涡轮功率匹配所述第二涡轮增压器的涡轮功率。

5.根据权利要求1所述的发动机系统，其进一步包括具有第一汽缸组和第二汽缸组的发动机，并且其中所述第一涡轮增压器被配置为接收来自所述第一汽缸组的排气，而第二涡轮增压器被配置为接收来自所述第二汽缸组的排气。

6.一种用于发动机的方法，其包括：

确定作用在第一涡轮增压器的第一废气门和第二涡轮增压器的第二废气门上的流体力；

计算用于所述第一废气门和所述第二废气门的期望的马达电流；

基于废气门温度调节所述期望的马达电流；以及

在选择的条件下，通过调整所述第一涡轮增压器的第一废气门驱动器而平衡所述第一涡轮增压器和所述第二涡轮增压器，所述第一废气门驱动器基于所述第一废气门驱动器的马达电流和所述第二涡轮增压器的第二废气门驱动器的马达电流而被调整，其中所述选择的条件包括所述第一废气门驱动器的马达电流不同于所述第二废气门驱动器的马达电流。