CN103939242A

CN103939242A - 在压缩机旁通阀操作期间的低压egr控制

Info

Publication number: CN103939242A
Application number: CN201410026129.XA
Authority: CN
Inventors: J·A·希尔迪奇; G·苏尼拉; D·J·斯泰尔斯
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2034-01-21
Also published as: US20140202435A1; RU150278U1; DE102014200797A1; US9708974B2; CN103939242B

Abstract

本发明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。

Description

在压缩机旁通阀操作期间的低压EGR控制

技术领域

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。

背景技术

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（LP AIS），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LP EGR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。

发明内容

本文的发明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LP EGR。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，提供上面的发明内容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发明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LP EGR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LP EGR。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，而不脱离本发明的范围。

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LP EGR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，并且可以构造成调节进入发动机10的进气流的流量。

如图1所示，压缩机旁通阀（CBV）152可以设置在CBV通道150中，而CBV155可以设置在CBV通道151中。在一个示例中，CBV152和155可以是电子气动的CBV（EPCBV）。CBV152和155可以被控制为当发动机被增压时能够释放进气系统中的压力。CBV通道150的上游端可以与压缩机132上游的进气道144连接，而CBV通道150的下游端可以与压缩机132下游的进气道148连接。同样，CBV通道151的上游端可以与压缩机122上游的进气道142连接，而CBV通道151的下游端可以与压缩机122下游的进气道146连接。根据每个CBV的位置，由对应的压缩机压缩的空气可以被再循环到压缩机上游的进气道中（例如，用于压缩机132的进气道144和用于压缩机122的进气道142）。例如，CBV152可以打开以便再循环压缩机132上游的被压缩的空气，和/或CBV155可以打开以便再循环压缩机122上游的被压缩的空气，从而在选择的状况期间释放进气系统中的压力，以减少压缩机喘振载荷的影响。CBV155和152可以由控制系统主动控制或被动控制。

如图所示，LP AIS压力传感器196设置在进气道140、142和144的接合处，而HP AIS压力传感器169设置在进气道149中。但是在其他预料的实施例中，传感器196和169可以分别设置在LP AIS和HP AIS内的其他位置。连同其他功能，来自LP AIS压力传感器196和HP AIS压力传感器169的测量结果可以用来确定压缩机的压力比，压缩机的压力比可以是用于估计压缩机喘振风险的因素。

发动机10可以包括多个汽缸14。在所示的示例中，发动机10包括V型配置的6汽缸布置。具体说，六个汽缸设置在两组13和15中，每组包括三个汽缸。在可替换的示例中，发动机10可以包括两个或两个以上的汽缸，例如，4个、5个、8个、10个或更多个汽缸。这些各种汽缸可以相等地划分并且以可替换配置排列，诸如V形、直列式、箱形等配置。每个汽缸14可以配置有燃料喷射器166。在所示的示例中，燃料喷射器166是汽缸内直接喷射器（direct in-cylinder injector）。但是，在其他示例中，燃料喷射器166可以构造成基于进气道的燃料喷射器。

经由共用的进气道149供给到每个汽缸14（在本文中，也叫做燃烧室14）的进气空气可以用于燃料燃烧，并且然后燃烧的产物可以经由规定的一组排气道排出。在所示的示例中，发动机10的第一组汽缸13可以经由共用的排气道17排出燃烧的产物，而第二组汽缸15可以经由共用的排气道19排出燃烧的产物。

每个汽缸14的进气门和排气门的位置可以经由连接于气门推杆的液压驱动的挺柱（lifter）来调节，或经由利用凸轮凸角的凸轮廓线转换机构来调节。在这个示例中，可以利用凸轮驱动系统通过凸轮驱动来控制至少每个汽缸14的进气门。具体说，进气门凸轮驱动系统25可以包括一个或多个凸轮并且可以利用可变凸轮正时或进气门和/或排气门的升程。在可替换的实施例中，进气门可以由电动气门驱动来控制。同样，排气门可以通过凸轮驱动系统或电动气门驱动来控制。

经由排气道17由发动机10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，该排气涡轮124又经由轴126为压缩机122提供机械功，以便为进气空气提供压缩。可替换地，流经排气道17的一些或全部排气可以在废气门128控制下经由涡轮旁通通道123旁通涡轮124。废气门128的位置可以在控制器12引导下由驱动器（未示出）来控制。作为一个非限制性的示例，控制器12可以经由电磁阀调节废气门128的位置。在这个具体的示例中，电磁阀可以接收用于经由驱动器促进废气门128的驱动的压力差，该压力差来自设置在压缩机122上游的进气道142和设置在压缩机122下游的进气道149之间的空气压力之差。在其他示例中，不同于电磁阀的其他合适的方法可以用来驱动废气门128。

同样，经由排气道19由发动机10排出的燃烧产物可以被引导通过涡轮增压器130的排气涡轮134，该排气涡轮134又经由轴136为压缩机132提供机械功，以便为流过发动机的进气系统的第二分支的进气空气提供压缩。可替换地，流过排气道19的一些或全部排气可以在废气门138控制下经由涡轮旁通通道133旁通涡轮134。废气门138的位置可以在控制器12引导下由驱动器（未示出）控制。作为一个非限制性的示例，控制器12可以经由电磁阀调节废气门138的位置。在这个具体的示例中，电磁阀可以接收用于经由驱动器促进废气门128的驱动的压力差，该压力差来自设置在压缩机132上游的进气道144和设置在压缩机132下游的进气道149之间的空气压力之差。在其他示例中，不同于电磁阀的其他合适的方法可以用来驱动废气门138。

在一些示例中，排气涡轮124和134可以被配置成可变几何形状涡轮，其中控制器12可以调节涡轮叶轮叶片（或轮叶）的位置，以改变从排气流中获得并赋予其相应的压缩机的能量水平。可替换地，排气涡轮124和134可以被配置成可变喷嘴涡轮，其中控制器12可以调节涡轮喷嘴的位置，以改变从排气流中获得并赋予其相应的压缩机的能量水平。例如，控制系统可以被配置成经由相应的驱动器独立地改变排气涡轮124和134的轮叶或喷嘴位置。

经由排气道19由汽缸排出的燃烧产物可以经由涡轮134下游的排气道180被引导到大气中，同时，经由排气道19排出的燃烧产物可以经由涡轮124下游的排气道170被引导到大气中。排气道170和180可以包括一个或多个诸如催化剂的排气后处理装置，和一个或多个排气传感器。例如，如图1所示，排气道170可以包括设置在涡轮124下游的排放控制装置129，而排气道180可以包括设置在涡轮134下游的排放控制装置127。排放控制装置127和129可以是选择性催化还原（SCR）装置、三元催化剂（TWC）、NOx捕集器、各种其他的排放控制装置或其组合。而且，在一些实施例中，在发动机10的操作期间，例如，排放控制装置127和129可以通过用特定的空气/燃料比操作发动机的至少一个汽缸而被周期性地重置。

发动机系统100还包括低压（LP）EGR系统106和108。LP EGR系统106将期望的部分排气从排气道180传送到进气道144，而LP EGR系统108将期望的部分排气从排气道170传送到进气道142。在所述的实施例中，EGR在EGR通道195中从涡轮134的下游传送到位于压缩机132上游的混合点的进气道144。同样，EGR在EGR通道197中从涡轮124的下游传送到位于压缩机122上游的混合点的进气道142。提供给进气道144和142的EGR的量可以由控制器12分别经由连接于LP EGR系统106和108的EGR阀119和121来改变。在图1所示的示例性实施例中，LP EGR系统106包括位于EGR阀119上游的EGR冷却器111，而LP EGR系统108包括位于EGR阀121上游的EGR冷却器113。例如，EGR冷却器111和113可以将来自再循环的排气的热排出到发动机冷却剂。

EGR阀119和121可以被配置成调节通过对应的EGR通道转移的排气的量和/或速率，以达到进入发动机的进气充气的期望的EGR稀释百分比，其中相比于具有较低EGR稀释百分比的进气充气，具有较高EGR稀释百分比的进气充气包括再循环排气与空气的较高的比例。应当明白，除了EGR阀的位置之外，CBV的位置、AIS节气门的位置以及废气门的位置也能够影响进气充气的EGR稀释百分比。例如，当CBV改变状态时（例如，从关闭转换到打开，或从部分关闭转换到打开更多）可能存在进气空气的过稀释的风险。当CBV打开时，EGR和新鲜空气的混合物可以被再循环回到压缩机上游的进气道，如果EGR阀保持打开以添加额外的EGR到压缩机上游的进气充气中，这可以增加EGR稀释百分比。相反，当CBV保持在固定的位置时——或者打开、关闭，或者部分地打开——EGR控制可以不受影响。作为另一个示例，AIS节气门位置可以影响进入到进气系统的新鲜空气流；进入进气系统中的更多新鲜空气流可以减少EGR稀释百分比，而进入进气系统中的更少的新鲜空气流可以增加EGR稀释百分比。作为又一个示例，废气门的位置可以影响排气背压；如果EGR阀不完全关闭，排气背压可以影响到进气系统的EGR流。因此，正如在下面详细描述的，进气充气的EGR稀释可以通过控制除其他参数之外的EGR阀的位置、CBV的位置、AIS节气门的位置和废气门的位置中的一个或多个来控制。

在给定的时间处的进气充气的EGR稀释百分比（例如，在发动机的进气道中，燃烧过的气体与空气的比例）可以从进气氧传感器168的输出推断。在所述的实施例中，进气氧传感器设置在进气道146、148和149的接合处并且在空气冷却器154的上游。但是在其他实施例中，传感器168可以设置在空气冷却器154的下游，或沿着进气道149的其他位置处。进气氧传感器168可以是用于提供进气充气的氧浓度指示的任何合适的传感器，例如，线性氧传感器、进气UEGO（通用或宽域排气氧）传感器、双态氧传感器等。控制器12可以根据来自进气氧传感器168的反馈估计EGR流的百分比稀释。在一些示例中，控制器然后可以调节EGR阀119、EGR阀121、AIS节气门115、CBV152、CBV155、废气门138以及废气门128中的一个或多个，以达到进气充气的期望的EGR稀释百分比。

应当明白，在可替换实施例中，发动机10可以包括高压（HP）EGR系统以及LP EGR系统的一个或多个，以将至少一些排气从涡轮上游的发动机排气道转移到压缩机下游的发动机进气道。

除了上面提到的传感器之外，发动机系统100可以包括各种传感器165。如图1所示，共用的进气道149可以包括用于估计节气门进口压力（TIP）的节气门进口压力（TIP）传感器172和/或用于估计节气门空气温度的节气门进口温度传感器173，每个传感器与控制器12通信。而且，虽然本文中没有说明，但是进气道142和144每个可以包括质量空气流量传感器。

图2示出图示说明用于在松加速器踏板期间控制发动机系统（诸如图1的发动机系统100）的程序200的流程图。在EGR被启用时当发生松加速器踏板时，程序200根据进气空气稀释（例如，由设置在HP AIS系统中的进气氧传感器的测量结果）协调减少喘振的CBV打开与EGR阀调节。当新鲜空气/EGR混合物从压缩机的下游再循环到压缩机的上游时，这种控制可以在打开CBV状况期间减少进气空气的过分稀释。

应当明白在具有双涡轮增压器的发动机系统中，诸如在图1的发动机系统100中，在进气系统的两个分支中，或者只在一个分支中执行程序200。

在202，确定工况。作为非限制性的示例，该工况可以包括环境温度和压力、增压、EGR阀位置、LP AIS系统中的进气氧浓度、踏板位置（PP）、发动机转速、发动机负荷、发动机温度等。

在工况被确定之后，该程序继续到204，在204，可以确定期望的气流/扭矩和增压。例如，期望的气流/扭矩可以根据踏板位置（例如，图1的信号PP）来确定。而且，在一个示例中，期望的增压可以通过参考储存在存储器中的查表中的对应于当前发动机工况（例如，在202确定的工况）的增压值来确定。

在204之后，程序进行到206，以便根据在204确定的期望的气流/扭矩和增压来调节节气门和涡轮增压器涡轮废气门。例如，这可以包括：如果期望的气流/扭矩大于当前的气流/扭矩，则增加图1的节气门158的打开，并且如果提供期望增压的废气门位置是比当前的废气门位置打开更少的位置，则减小废气门（例如图1的废气门138和128其中之一或两者）的打开。作为另一个示例，根据期望的气流/扭矩和增压来调节节气门和涡轮增压器涡轮废气门可以包括：如果期望的气流/扭矩比当前的气流/扭矩更小，则减少图1的节气门158的打开，并且如果提供期望增压的废气门位置是比当前的废气门位置打开更多的位置，则增加废气门（例如，图1的废气门138和128中的一个或两者）的打开。

在206之后，程序继续到208，在208确定EGR是否被启用。例如，在诸如图1的发动机系统100的双涡轮增压的系统中，当给定的进气分支的EGR阀被打开时，EGR在这个分支处被启用，而当对应的EGR阀被关闭时，这个分支处的EGR不被启用。

如果在208处的答案为“是”，表示EGR被启用，则程序继续到210，以根据工况（例如，在202确定的工况）确定期望的EGR。例如，这可以包括确定用于再循环到进气系统的排气的量，以达到期望的进气空气稀释，该期望的进气空气稀释基于发动机转速、发动机负荷、发动机温度以及其他发动机工况。而且，这可以包括确定将会实现期望EGR的EGR阀的位置。

在210之后，程序继续进行到212，以调节EGR阀和AIS节气门，以在满足要求的气流/扭矩的同时，提供期望的EGR（如在210确定的）和期望增压（如在204确定的）。调节EGR阀可以包括增加或减少来自排气道的排气流。例如，控制器可以发送信号以在对应于要求的气流/扭矩的范围内根据期望的EGR改变图1的EGR阀119和121的其中之一或两者的打开量。而且，控制器可以发送信号，以在对应于该要求的气流/扭矩的范围内根据期望的EGR和期望的增压，调节图1的AIS节气门15的位置（例如，增加或减少进入进气系统的新鲜空气流）。因此，在期望增加通过AIS节气门的空气流以增加增压的状况期间，同样可以通过增加EGR阀的打开量而使EGR增加，以达到期望的进气空气稀释。这种控制可以通过在保持期望的进气空气稀释的同时实现增压，来改善发动机性能并减少排放物。

在212之后，程序继续到214，以确定CBV是否打开。这种确定可以由控制系统进行，例如，根据来自CBV位置传感器的信号或根据在主动CBV控制的情况下由控制系统进行的在先的CBV控制。正如在下面详细描述的，在压缩机喘振风险高于阈值的状况期间，CBV可以打开，其中压缩机喘振风险除其他因素外还基于通过压缩机的体积气流和压缩机压力比。

如果在214答案为“是”，则程序继续到216，以关闭EGR阀。例如，控制器可以发送信号给EGR阀119和121中的一个或多个，以至少部分地关闭EGR阀。当EGR被启用并且CBV打开时，关闭EGR阀是有利的，因为这个动作可以通过减少进入到进气系统中的排气再循环来减少进气系统中EGR/空气混合物的过稀释的可能性。而且，在CBV打开时关闭EGR阀可以有利地减少通过EGR通道的不期望的回流（例如，当进气系统压力超过排气系统压力时从进气系统到排气系统的流）。

在216之后，在步骤218，程序200进行到程序300。如图3所示，并且如在下面所描述的，程序300是在EGR被启用时在松加速器踏板期间进行的控制策略，这种控制策略可以通过监控HP AIS中的进气空气/EGR混合物的氧浓度来减少发动机进气充气的过稀释。在218之后，程序200结束。

否则，如果在214答案为“否”，表示CBV未打开，则方法200结束。

返回到208，如果答案为“否”，表示EGR未被启用，则方法200结束。

继续参考图3，图3示出图示说明用于根据进气空气稀释（例如，如通过HP AIS中的进气氧传感器所测量的）来协调CBV打开与EGR阀调节的程序300的流程图。程序300可以在EGR被启用（例如，在程序200的步骤218处）时在驾驶员松加速器踏板期间执行。

应当明白，在具有双涡轮增压器的发动机系统中，诸如在图1的发动机系统100中，程序300可以在进气系统的两个分支处执行，或者仅仅在一个分支处执行。

在302，程序300包括确定HP AIS中的进气空气稀释。例如，进气空气稀释可以根据HP AIS中的氧浓度的测量结果（例如来自图1的背景下的进气氧传感器168的测量结果）估计或推断。应当明白，在一些实施例中，来自进气氧传感器的测量结果可以根据其他的发动机运行参数，诸如进气系统内的测量的压力来校正，并且经校正的测量结果可以提供更准确的进气空气稀释测量结果。

在302之后，程序300继续到304，以估计压缩机喘振风险。压缩机喘振风险可以基于各种因素，包括通过压缩机的体积气流和压缩机压力比（例如，压缩机122和/或压缩机132两侧的压力比，其可以根据由LP AIS压力传感器196和HP AIS压力传感器169感测的压力值来确定）。

在304之后，程序300继续到306以确定压缩机喘振风险估计是否小于阈值。例如，该阈值可以是风险水平，高于该风险水平时不期望的压缩机喘振是可能的（例如，由于诸如体积气流和压缩机压力比的各种因素）。例如，当压缩机喘振风险估计从高于阈值减小到低于该阈值时，控制器12可以产生中断，并且由该中断起动的程序可以包括关闭CBV（例如，下面描述的步骤308）。可替换地，压缩机喘振风险估计可以储存在控制器12的存储器中并且根据诸如体积气流和压缩机压力比的各种参数的测量和/或估计值以预定的时间间隔更新。在这种情况下，控制器12可以以预定的时间间隔轮询（poll）储存的压缩机喘振风险估计，或继续确定所述估计何时减少到低于阈值。

如果在306答案为“否”，表示压缩机喘振风险估计不低于阈值，则程序300结束（例如，CBV保持打开以抵消喘振）。否则，如果在306答案为“是”，则程序300进行到308以关闭CBV。在关闭CBV之后，取决于CBV完全还是部分地关闭，HP AIS中的进气空气/EGR混合物（其可以仍包括或可以不包括EGR）可以不再从压缩机的下游流向压缩机的上游。应当明白，在一些示例中，即便当压缩机喘振风险不存在时，CBV也可以保持至少部分地打开，以减少喘振的可能性。在这样的示例中，“关闭CBV”可以是指部分关闭CBV。而且，可以根据不同于压缩机喘振风险的因素来控制CBV而不脱离本发明的范围。

在308之后，程序300进行到310，以确定HP AIS中的进气空气稀释是否小于阈值。例如，在步骤302确定的进气空气稀释可以与阈值进行比较。该阈值可以是进气空气稀释，其（例如，根据来自HP AIS中的进气氧传感器诸如图1中的传感器168的测量结果）表示只有很少量的EGR保持在HP AIS中，或没有EGR保持在HP AIS中。正如在下面关于图4的时序图所描述的，HP AIS中的进气空气稀释下降到低于阈值可以表示EGR“缓动（slug）”的尾端已经进入发动机（该EGR缓动是空气和EGR的混合物，其中通过EGR的空气稀释超过阈值）。在这一点，在关闭EGR阀之后并且在关闭CBV之前，与进气空气混合并且经由CBV再循环回到LP AIS的EGR已经通过压缩机进入到HP AIS并且然后进入发动机用于燃烧。

如果在310答案为“否”，例如，表示EGR缓动的尾端还没有进入发动机，则程序300进行到314，以保持EGR阀的关闭。以这种方式，从排气系统到进气系统的排气再循环可以被停止，直到经由打开的CBV而从压缩机的下游再循环到压缩机的上游的EGR/空气混合物仅保持含有很少的EGR（或没有EGR），以便减少发动机进气充气的过稀释。在这时，由于CBV和EGR阀两者均被关闭，因此LP AIS系统可以包括未稀释的进气空气（例如未与EGR混合的空气）。在314之后，方法300结束。应当明白，在由控制器进行的程序300的后续执行中，一旦未稀释的进气空气行进通过压缩机进入HP AIS，在310的答案可以为“是”，因为HP AIS中的进气氧传感器将测量到进气空气中微量的EGR或无EGR，因此将可能测量到低于阈值的进气空气稀释。

否则，如果在310答案为“是”，则程序继续到312，以便调节EGR阀和AIS节气门，从而提供期望的进气空气稀释和增压（例如，分别在程序200的步骤210和204确定的）同时仍然满足期望的气流/扭矩（例如，在程序200的步骤204确定的）。例如，正如在上面对程序200的步骤212所描述的，控制器可以发送信号以根据期望的进气空气稀释，在对应于所要求的气流/扭矩范围内，改变图1的EGR阀119和121其中之一或两者。而且，控制器可以发送信号以根据期望的进气空气稀释和期望的增压，在对应于所要求的气流/扭矩范围内调节图1的AIS节气门15的位置。因此，一旦CBV已经关闭，并且一旦EGR缓动的尾端已经通过HP AIS并且进入发动机，那么EGR阀和AIS节气门可以再一次被调节以实现期望的进气空气稀释。在312之后，方法300结束。

图4是图示说明根据本发明的一个示例性实施例的踏板位置、EGR阀位置、进气空气稀释以及CBV位置的示意图400。时间示出在水平轴线上，而踏板位置（PP）、EGR阀位置、进气空气稀释以及CBV位置示出在竖直轴线上。曲线402示出踏板位置，曲线404示出EGR阀位置，曲线406示出HP AIS中的进气空气稀释（例如，如由进气氧传感器168测量的），曲线408示出LPAIS中的进气空气稀释，而曲线410示出CBV位置。

参考曲线402，示出驾驶员驱动的加速器踏板（例如，图1的输入装置192）的位置。如图所示，在时刻T1之前，踏板可以相对于其初始位置被进一步压下（通过由车辆驾驶员“踩加速器踏板”，例如以便增加车辆速度或在上山行驶时保持当前车辆速度），并且然后部分地松开（通过由车辆驾驶员部分地“松加速器踏板”，例如以便减慢车辆速度或在下山行驶时保持当前速度）。在时刻T1，当车辆驾驶员进一步松开踏板时，发生进一步驾驶员“松加速器踏板”，如在时刻T1开始的曲线402的比较陡的负斜率所示。在这个松加速器踏板之后，踏板位置保持不变，直到在时刻T3之后发生驾驶员“踩加速器踏板”。

现在参考曲线404，示出EGR阀（诸如图1的EGR阀119或121）的位置。如图所示，在时刻T₁之前和时刻T₃之后，EGR阀的打开量可以大致追随踏板位置，并且因此，EGR阀可以根据发动机扭矩、气流和由控制系统根据踏板位置发出的EGR速率命令而打开和关闭。但是，在时刻T₁和时刻T₃之间，EGR阀可以根据CBV位置和进气空气稀释而被控制，正如在下面详细描述的。

曲线406示出在HP AIS中的（以及在EGR通道和进气道的接合处下游的LP AIS中的）进气空气稀释，而曲线408示出在LP AIS中的进气空气稀释。例如，在图1的背景下，由曲线406表示的进气空气稀释由进气氧传感器168测量。

继续参考曲线410，示出诸如图1的CBV152或155的CBV的位置。正如在下面详细地描述的，CBV位置的变化可以引起EGR阀位置的变化。

现在将描述在所示的持续时间期间，CBV位置、进气空气稀释和EGR阀位置的相互作用。如图所示，在时刻T₁之前，如曲线410所示，CBV处在关闭位置。由于压缩机喘振风险估计低于阈值或由于其他原因，可以关闭CBV。而且，在时刻T₁之前，由于EGR阀追随踏板位置，EGR阀被打开到可变的程度。在时刻T₁之前当CBV关闭时，新鲜空气可以单独进入EGR通道和进气道的接合处上游的进气道；由于CBV关闭，空气/EGR混合物不经由CBV通道从压缩机的下游再循环到压缩机的上游。因此，如曲线408所示，EGR通道进口上游的LP AIS中的进气空气在时刻T1之前可以不被排气稀释。相反，如曲线406所示，由于在时刻T₁之前EGR阀被打开到可变程度，因此HP AIS中的进气空气（以及EGR通道和进气道的接合处下游的LP AIS中的进气空气）可以被EGR稀释。

在时刻T₁处，CBV打开。由于压缩机喘振风险估计增加到高于阈值，或由于其他原因，CBV可以在时刻T₁处打开。如图所示，当CBV打开时，EGR阀被触发以关闭，尽管在时刻T₁处EGR阀关闭，但是由于EGR进口和进气空气稀释测量位置（例如，图1的传感器168）之间的传输延迟，在HP AIS中的进气空气稀释在时刻T₁之后的一段持续时间内保持不变。在这段持续时间之后，尽管在时刻T₁之后EGR进口上游的进气空气稀释增加，但EGR阀的关闭还是会导致HP AIS中的进气空气稀释减少（如时刻T₂之前曲线406的负斜率所示）。这可以是由于EGR和CBV通道的有关尺寸（例如，直径）所致；如图1所示，CBV通道可以小于EGR通道，并且因此，经由CBV通道而进入进气道中的空气/EGR混合物的加入对进气空气稀释的增加可能不足以补偿由关闭EGR阀引起的进气空气稀释的减少。

同时，如曲线408所示，当来自HP AIS的被稀释的空气经由打开的CBV再循环到LP AIS时，LP AIS中的进气空气稀释在时刻T₁之后增加。在一些实施例中，LP AIS中的进气空气稀释可以达到与CBV打开之前HP AIS中的进气空气稀释的幅度一样高的幅度。当HP AIS中的进气空气稀释开始减小（在传输延迟之后）时，由于较少稀释的空气从HP AIS再循环到LP AIS，并且新鲜空气通过图1中的进气道140进入LP AIS，因此LP AIS中的进气空气稀释也可以开始减小。

在时刻T₂，CBV关闭（例如，由于压缩机喘振风险估计下降到低于阈值，或由于其他原因），并且它在所示持续时间的剩余时间内保持关闭。但是，EGR阀保持关闭，直到HP AIS稀释水平下降到低于阈值（例如，如在上面方法300的步骤310所描述的）。在时刻T₂之后，由于传输延迟，当剩余的稀释的空气通过进气系统并进入发动机时，HP AIS以及LP AIS中的进气空气稀释继续减小。在时刻T₃之前，由于最终的很少的EGR稀释的进气空气已经通过压缩机进入HP AIS，LP AIS中的进气空气稀释减小到最小值（例如，0%稀释）。由于在所示时间的剩余时间内CBV保持关闭，EGR进口上游的LP AIS中的进气空气稀释减小到基线水平并且停留在该水平。应当明白，由于传输延迟，HP AIS中的进气空气稀释在时刻T₃之前还未达到最小值。

由于在时刻T₂处CBV阀关闭，在时刻T₃，存在于进气系统中的所有的EGR已经通过HP AIS并进入发动机用于燃烧，并且因此HP AIS中的进气空气稀释减小到最小值。例如，在时刻T₃可以只有很少的排气量或没有排气存在于HP AIS中。在时刻T₃，曲线406的进气空气稀释值可以是在方法300的步骤310中参考的阈值。因此，在时刻T₃，EGR阀的打开量可以增加，如曲线404所示。例如，EGR阀打开量可以被控制成大致追随踏板位置，如上面在时刻T₁之前的时间间隔所讨论的。如曲线406所示，在时刻T₃之后，由于传输延迟，在HP AIS中的进气空气稀释保持在最小值（例如，当EGR阀在时刻T₃打开时，由于引入进气道中的EGR从LP AIS行进到HP AIS）。如图所示，在传输延迟之后，HP AIS中的进气空气稀释增加到时刻T1之前期望的进气空气稀释的相同水平。

应当指出，本文所包括的示例性的控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统结构一起使用。本文描述的具体的程序可以表示任何数目的处理策略中的一个或多个，例如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，图示说明的各种动作、操作或功能可以以所示的顺序进行，并行进行，或在一些情况下可以省略。同样，对于实现本文所述的示例性实施例的特征和优点，处理的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述而提供。一个或多个图示说明的动作或功能根据所用的特定策略可以重复地进行。而且，所述的动作可以图表方式表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读的储存介质内的代码。

应当明白，本文所公开的结构和方法实际上是示例性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以用于V-6、L-4、L-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本发明的主题包括本文所公开的各种系统和配置、以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

所附的权利要求具体指出被认为上新颖的和非显而易见的一些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或多个这种元件的结合，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/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要求或在本申请和相关申请中提出新权利要求来主张。

这些权利要求，无论比原权利要求在范围上更宽、更窄、相等或不同，都被认为包含在本发明的主题内。

Claims

1.一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。

2.根据权利要求1所述的方法，还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，其中仅在进气空气稀释降低到低于阈值之后增加排气再循环即EGR包括：

测量所述压缩机的下游的进气空气稀释；和

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EGR系统，其包括将排气道与所述压缩机的上游的进气道相连接的排气再循环通道即EGR通道；

压缩机旁通阀即CBV，其设置在CBV通道中，所述CBV通道将所述压缩机的下游的进气道与所述压缩机的上游的进气道相连接；

进气氧传感器，其设置在所述压缩机的下游的进气道中；

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打开时减少EGR，并且然后仅在所述CBV关闭并且进气空气稀释下降到低于阈值之后增加EGR。

8.根据权利要求7所述的系统，还包括设置在所述EGR通道中的EGR阀，其中减少EGR包括减少所述EGR阀的打开，并且增加EGR包括增加所述EGR阀的打开。

9.根据权利要求8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非暂时的指令，用于协调所述EGR阀的调节和所述进气系统节气门的调节。

10.根据权利要求9所述的系统，还包括设置在所述进气氧传感器下游的节气门和设置在旁通所述涡轮的废气门通道中的废气门。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制系统还包括非暂时的指令，用于根据期望的气流/扭矩和期望的增压来调节所述节气门、废气门、EGR阀和进气系统节气门。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述发动机包括相同的双涡轮增压器，并且其中所述涡轮增压器的压缩机经由所述压缩机的下游的共用进气道连通，所述进气氧传感器设置在所述共用进气道中。

13.一种用于发动机的方法，包括：

在排气再循环即EGR被启用时在松加速器踏板时，打开设置在压缩机旁通阀通道中的压缩机旁通阀并且减少EGR，所述压缩机旁通阀通道旁通涡轮增压器压缩机；

在压缩机喘振风险估计降低到低于阈值之后，关闭所述压缩机旁通阀并根据进气空气稀释来调节EGR。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括根据压缩机压力比和通过所述压缩机的空气流率来确定所述压缩机喘振风险估计。

15.根据权利要求13所述的方法，其中根据进气空气稀释来调节EGR包括当所述压缩机的下游的进气空气稀释降低到低于阈值时增加EGR。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括当进气空气稀释大于所述阈值时保持减少的EGR。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括在进气空气稀释减小到低于所述阈值后，根据期望的进气空气稀释来调节进气系统节气门和EGR阀。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括根据期望的增压调节所述EGR阀和所述进气系统节气门。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括在EGR被启用时在松加速器踏板之前，根据期望的进气空气稀释来控制所述EGR阀和进气系统节气门。

20.根据权利要求13所述的方法，还包括在EGR不被启用时在松加速器踏板时，打开所述压缩机旁通阀直到所述压缩机喘振风险估计降低到低于所述阈值。