CN104696065B - 涡轮增压器压缩机温度控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涡轮增压器压缩机温度控制系统和方法。一种用于车辆的控制系统包括目标增压模块和涡轮增压器控制模块。该目标增压模块根据发动机转矩请求确定第一和第二涡轮增压器的目标增压。根据第二涡轮增压器的压缩机的温度，该涡轮增压器控制模块：选择性地打开第一旁通阀，该第一旁通阀调节绕过第一涡轮增压器的第一涡轮机的排气；以及，选择性地关闭截止阀，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的第二涡轮机和第二旁通阀的排气流。该第二旁通阀调节绕过第二涡轮增压器的第二涡轮机的排气。

Description

涡轮增压器压缩机温度控制系统和方法
技术领域
本发明涉及内燃机，并且尤其涉及涡轮增压器温度控制系统和方法。
背景技术
这里的背景描述是为了大概介绍本发明的背景。在背景技术部分描述的目前署名的发明人的工作，以及那些在申请时不可称作现有技术的方面，都既不明示又不暗示地被认作是相对于本发明的现有技术。
内燃机在气缸内燃烧空气和燃料混合物以产生驱动转矩。发动机输出排气到排气系统。在一些发动机中，气缸可以布置成两列气缸。一列气缸输出排气到第一排气管，另一列气缸输出排气到第二排气管。
一些发动机包括一个或多个涡轮增压器。每个涡轮增压器包括涡轮机和压缩机。排气驱动涡轮机，并且涡轮机驱动压缩机。压缩机泵送空气到发动机内用于燃烧。包括一个或多个涡轮增压器的发动机因此能够比同等排量的自然吸气发动机产生更多的功率。
发明内容
一种用于车辆的控制系统包括目标增压模块和涡轮增压器控制模块。该目标增压模块根据发动机转矩请求确定第一和第二涡轮增压器的目标增压。根据第二涡轮增压器的压缩机的温度，该涡轮增压器控制模块：选择性地打开第一旁通阀，该第一旁通阀调节绕过第一涡轮增压器的第一涡轮机的排气；以及，选择性地关闭截止阀，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的第二涡轮机和第二旁通阀的排气流。该第二旁通阀调节绕过第二涡轮增压器的第二涡轮机的排气。
在进一步的特征中，当第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：选择性地打开该第一旁通阀；以及，选择性地关闭该截止阀。
在又进一步的特征中，当第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：使第一旁通阀打开第一预定量；以及，使截止阀关闭第二预定量。
在更进一步的特征中，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：选择性地关闭该第一旁通阀；以及，选择性地打开该截止阀。
在进一步的特征中，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：使第一旁通阀关闭第三预定量；以及，选择性地使该截止阀打开第四预定量。
在又进一步的特征中，当截止阀至少部分打开并且第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：选择性地打开该第一旁通阀；以及，选择性地关闭该截止阀。
在更进一步的特征中，该涡轮增压器控制模块：根据该目标增压产生第一、第二和第三目标开度；根据第二涡轮增压器的压缩机的温度产生第一和第二调整；根据第一目标开度和第一调整产生第四目标开度；根据第二目标开度和第二调整产生第五目标开度；以及，分别根据第四目标开度、第五目标开度和第三目标开度控制第一旁通阀、截止阀和第二旁通阀。
在进一步的特征中，当压缩机的温度大于预定温度时，该涡轮增压器控制模块选择性地增大第一调整和减小第二调整。
在又进一步的特征中，当压缩机的温度小于预定温度时，该涡轮增压器控制模块选择性地减小第一调整和增大第二调整。
在更进一步的特征中，该涡轮增压器控制模块：设定第四目标开度等于第一目标开度与第一调整之积和之和中的一个；以及，设定第五目标开度等于第二目标开度与第二调整之积和之和中的一个。
一种用于车辆的控制方法包括：根据发动机转矩请求确定第一和第二涡轮增压器的目标增压。该控制方法进一步地包括根据第二涡轮增压器的压缩机的温度：选择性地打开第一旁通阀，该第一旁通阀调节绕过第一涡轮增压器的第一涡轮机的排气；以及，选择性地关闭截止阀，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的第二涡轮机和第二旁通阀的排气流。该第二旁通阀调节绕过第二涡轮增压器的第二涡轮机的排气。
在进一步的特征中，该控制方法进一步地包括，当第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时：选择性地打开该第一旁通阀；以及，选择性地关闭该截止阀。
在又进一步的特征中，该控制方法进一步地包括，当第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时：使第一旁通阀打开第一预定量；以及，使截止阀关闭第二预定量。
在更进一步的特征中，该控制方法进一步地包括，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时：选择性地关闭该第一旁通阀；以及，选择性地打开该截止阀。
在进一步的特征中，该控制方法进一步地包括，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时：使第一旁通阀关闭第三预定量；以及，选择性地使该截止阀打开第四预定量。
在又进一步的特征中，该控制方法进一步地包括，当截止阀至少部分打开并且第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时：选择性地打开该第一旁通阀；以及，选择性地关闭该截止阀。
在进一步的特征中，该控制方法进一步地包括：根据该目标增压产生第一、第二和第三目标开度；根据第二涡轮增压器的压缩机的温度产生第一和第二调整；根据第一目标开度和第一调整产生第四目标开度；根据第二目标开度和第二调整产生第五目标开度；以及，分别根据第四目标开度、第五目标开度和第三目标开度控制第一旁通阀、截止阀和第二旁通阀。
在又进一步的特征中，该控制方法进一步地包括，当压缩机的温度大于预定温度时，选择性地增大第一调整和减小第二调整。
在更进一步的特征中，该控制方法进一步地包括，当压缩机的温度小于预定温度时，选择性地减小第一调整和增大第二调整。
在进一步的特征中，该控制方法进一步地包括：设定第四目标开度等于第一目标开度与第一调整之积和之和中的一个；以及，设定第五目标开度等于第二目标开度与第二调整之积和之和中的一个。
本发明提供下列技术方案。
1. 一种用于车辆的控制系统，包括：
目标增压模块，其根据发动机转矩请求确定第一和第二涡轮增压器的目标增压；
涡轮增压器控制模块，其根据第二涡轮增压器的压缩机的温度：
选择性地打开第一旁通阀，该第一旁通阀调节绕过第一涡轮增压器的第一涡轮机的排气；以及
选择性地关闭截止阀，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的第二涡轮机和第二旁通阀两者的排气流，
其中，该第二旁通阀调节绕过第二涡轮增压器的第二涡轮机的排气。
2. 如技术方案1所述的控制系统，其中，当第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：
选择性地打开该第一旁通阀；以及
选择性地关闭该截止阀。
3. 如技术方案2所述的控制系统，其中，当第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：
使第一旁通阀打开第一预定量；以及
使截止阀关闭第二预定量。
4. 如技术方案2所述的控制系统，其中，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：
选择性地关闭该第一旁通阀；以及
选择性地打开该截止阀。
5. 如技术方案4所述的控制系统，其中，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：
使第一旁通阀关闭第三预定量；以及
选择性地使该截止阀打开第四预定量。
6. 如技术方案1所述的控制系统，其中，当截止阀至少部分打开并且第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：
选择性地打开该第一旁通阀；以及
选择性地关闭该截止阀。
7. 如技术方案1所述的控制系统，其中，该涡轮增压器控制模块：
根据该目标增压产生第一、第二和第三目标开度；
根据第二涡轮增压器的压缩机的温度产生第一和第二调整；
根据第一目标开度和第一调整产生第四目标开度；
根据第二目标开度和第二调整产生第五目标开度；以及
分别根据第四目标开度、第五目标开度和第三目标开度控制第一旁通阀、截止阀和第二旁通阀。
8. 如技术方案7所述的控制系统，其中，当压缩机的温度大于预定温度时，该涡轮增压器控制模块选择性地增大第一调整和减小第二调整。
9. 如技术方案8所述的控制系统，其中，当压缩机的温度小于预定温度时，该涡轮增压器控制模块选择性地减小第一调整和增大第二调整。
10. 如技术方案7所述的控制系统，其中，该涡轮增压器控制模块：
设定第四目标开度等于第一目标开度与第一调整之积和之和中的一个；以及
设定第五目标开度等于第二目标开度与第二调整之积和之和中的一个。
11. 一种用于车辆的控制方法，包括：
根据发动机转矩请求确定第一和第二涡轮增压器的目标增压；以及，
根据第二涡轮增压器的压缩机的温度：
选择性地打开第一旁通阀，该第一旁通阀调节绕过第一涡轮增压器的第一涡轮机的排气；以及
选择性地关闭截止阀，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的第二涡轮机和第二旁通阀的排气流，
其中，该第二旁通阀调节绕过第二涡轮增压器的第二涡轮机的排气。
12. 如技术方案11所述的控制方法，进一步地包括，当第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时：
选择性地打开该第一旁通阀；以及
选择性地关闭该截止阀。
13. 如技术方案12所述的控制方法，进一步地包括，当第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时：
使第一旁通阀打开第一预定量；以及
使截止阀关闭第二预定量。
14. 如技术方案12所述的控制方法，进一步地包括，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时：
选择性地关闭该第一旁通阀；以及
选择性地打开该截止阀。
15. 如技术方案14所述的控制方法，进一步地包括，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时：
使第一旁通阀关闭第三预定量；以及
选择性地使该截止阀打开第四预定量。
16. 如技术方案11所述的控制方法，进一步地包括，当截止阀至少部分打开并且第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时：
选择性地打开该第一旁通阀；以及
选择性地关闭该截止阀。
17. 如技术方案11所述的控制方法，进一步地包括：
根据该目标增压产生第一、第二和第三目标开度；
根据第二涡轮增压器的压缩机的温度产生第一和第二调整；
根据第一目标开度和第一调整产生第四目标开度；
根据第二目标开度和第二调整产生第五目标开度；以及
分别根据第四目标开度、第五目标开度和第三目标开度控制第一旁通阀、截止阀和第二旁通阀。
18. 如技术方案17所述的控制方法，进一步地包括，当压缩机的温度大于预定温度时，选择性地增大第一调整和减小第二调整。
19. 如技术方案18所述的控制方法，进一步地包括，当压缩机的温度小于预定温度时，选择性地减小第一调整和增大第二调整。
20. 如技术方案17所述的控制方法，进一步地包括：
设定第四目标开度等于第一目标开度与第一调整之积和之和中的一个；以及
以及，设定第五目标开度等于第二目标开度与第二调整之积和之和中的一个。
通过详细说明、权利要求和附图，本发明的更多适用领域将变得显而易见。详细描述和特定例子仅仅用于说明之目的而并非意图限制发明范围。
附图说明
通过详细描述和附图将更完整地理解本发明，其中：
图1是根据本发明的示例发动机和排气系统的原理框图；
图2是根据本发明的示例发动机控制模块的原理框图；
图3A和图3B是根据本发明的示例涡轮增压器控制模块的原理框图；以及
图4和图5是流程图，其描绘根据本发明的控制涡轮增压器压缩机温度的示例方法。
在这些图中，附图标记可以再用于表明类似和/或相同元件。
具体实施方式
发动机在气缸内燃烧空气和燃料以产生驱动转矩。气缸的第一子集输出排气到第一排气管，气缸的第二子集输出排气到第二排气管。第一涡轮增压器的第一涡轮机连接到第一排气管，第二涡轮增压器的第二涡轮机连接到第二排气管。第一和第二涡轮增压器的压缩机提供压缩空气给发动机。
连通管连接在第一和第二涡轮机的上游。第一旁通阀调节绕过第一涡轮机的排气，第二旁通阀调节绕过第二涡轮机的排气。截止阀连接在第二涡轮机的下游并且调节通过第二涡轮机和第二旁通阀的排气流。
一种发动机控制模块（ECM）控制第一和第二旁通阀以及截止阀以顺序地控制第一和第二涡轮增压器。更具体地说，在较低发动机转速的情况下，可以仅仅使用第一涡轮增压器来提供增压，在较高发动机转速和负载的情况下，可以使用第一和第二涡轮增压器这两者来提供增压。
然而，当仅仅是第一涡轮增压器提供增压时，ECM 控制第一和第二旁通阀以及截止阀从而使得第二涡轮增压器自转，为第二涡轮增压器开始提供增压做准备。这可以减少第二涡轮增压器开始提供增压所需的时段。
然而，第二涡轮增压器的压缩机的温度可以随着第二涡轮增压器自转准备提供增压而升高。因此，当第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时，本发明的ECM 打开第一旁通阀并关闭截止阀。关闭截止阀使通过第二涡轮机的排气流减小并且使压缩机温度降低以保护第二涡轮增压器。关闭截止阀还迫使排气流从第二排气管通过连通管到第一排气管。打开第一旁通阀使绕过第一涡轮机的排气流增大。
现在参照图1，给出示例发动机和排气系统的原理框图。该系统包括发动机102和发动机控制模块（ECM ）104。发动机102燃烧空气/燃料混合物以产生用于车辆的驱动转矩。ECM 104根据从驾驶员输入模块108得到的驾驶员输入来控制发动机102。经由进气系统112把空气吸入发动机102中。仅仅举例来说，进气系统112可以包括进气歧管116和节气门120。仅仅举例来说，节气门120可以包括具有可旋转阀片的蝶形阀。ECM 104控制节气门120的开度以控制吸入进气歧管116的空气量。
从进气歧管116把空气吸入发动机102的气缸（未示出）。发动机102可以包括一个或多个气缸。仅仅举例来说，发动机102可以包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个气缸。在一些情况下，ECM 104可以选择性地停用一个或多个气缸，这可以在某些发动机运转状态下提高燃料经济性。
发动机102可以使用四冲程循环运转。这四冲程是以进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程命名的。曲轴（未示出）每转一圈，在气缸内发生四冲程中的两个。因此，曲轴必须转两圈才能让气缸经历全部四个冲程。
喷射的燃料与空气混合并且在气缸中生成空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，气缸内的活塞（未示出）压缩空气/燃料混合物。发动机102可以是压缩点火式发动机，在这种情况下，气缸中的压缩引燃空气/燃料混合物。替代地，发动机102可以是火花点火式发动机，在这种情况下，来自ECM 104的信号使气缸中的火花塞通电，这引燃空气/燃料混合物。可以相对于活塞处于其称作上止点（TDC）的最高位置时的时间规定火花正时。
可以由规定TDC前或后多久产生火花的正时信号来控制火花的正时。因为活塞位置与曲轴旋转直接相关，所以火花正时可以与曲轴角同步。在不同的实施中，可以中断向停用气缸的火花。
发动机102可以具有两列气缸。发动机102的第一列气缸124输出排气到第一排气歧管136。发动机102的第二列气缸128输出排气到第二排气歧管140。
第一排气歧管136把来自第一列气缸124的排气输出到第一排气管144。第二排气歧管140把来自第二列气缸128的排气输出到第二排气管148。连通管152连接在第一排气管144和第二排气管148之间。排气能够从第一排气管144通过连通管152流至第二排气管148，反之亦然。
该系统包括第一和第二涡轮增压器，它们提供压缩空气至进气歧管116。第一和第二涡轮增压器可以是单蜗壳涡轮增压器或另一合适类型的涡轮增压器。第一涡轮增压器包括第一涡轮机156和第一压缩机160。第二涡轮增压器包括第二涡轮机164和第二压缩机168。
通过第一涡轮机156的排气流驱动第一涡轮机156，通过第二涡轮机164的排气流驱动第二涡轮机164。第一涡轮机旁通阀172（或废气门）可以使排气能够绕过第一涡轮机156。第二涡轮机旁通阀176（或废气门）可以使排气能够绕过第二涡轮机164。虽然示出的第一和第二涡轮机旁通阀172和176在第一和第二涡轮机156和164的外部，但是，第一和第二涡轮机旁通阀172和176可以分别在第一和第二涡轮机156和164的壳体内部实施。
第一和第二涡轮机156和164位于连通管152连接第一和第二排气管144和148的位置的下游。换句话说，连通管152在第一和第二涡轮机156和164的上游连接在第一和第二排气管144和148之间。
第一涡轮机156机械地连接到第一压缩机160，并且第一涡轮机156驱动第一压缩机160的旋转。第一压缩机160提供压缩空气至节气门120。第一压缩机旁通阀158可以使空气绕过第一压缩机160。第二涡轮机164机械地连接到第二压缩机168，并且第二涡轮机164驱动第二压缩机168的旋转。第二压缩机168也提供压缩空气至节气门120。第二压缩机旁通阀166可以使空气绕过第二压缩机168。
当单向阀184的输入（即第二压缩机168的输出）处的压力大于单向阀184的输出处的压力时，单向阀184可以使空气流从第二压缩机168流到节气门120。当单向阀184的输入（即第二压缩机168的输出）处的压力小于单向阀184的输出处的压力时，单向阀184可以阻止空气流从第二压缩机168流到节气门120。仅仅举例来说，单向阀184可以是簧片阀或另一合适类型的单向阀。
截止阀196改变通过截止阀196的排气流。截止阀196也改变通过第二涡轮机旁通阀176、第二涡轮机164和连通管152的排气流。当截止阀196被致动以截止排气流时，来自第二列气缸的排气被导向通过连通管152到第一排气管144。截止阀196可以被致动以截止排气流，例如，以减少或阻止通过第二涡轮机164的排气流。减少通过第二涡轮机164的排气流降低了第二压缩机168的输出，反之亦然。
ECM 104可以经由增压致动器模块200控制第一和/或第二涡轮增压器提供的增压（例如进气压缩量）。更具体地说，ECM 104可以经由增压致动器模块200控制截止阀196和第一和第二涡轮机旁通阀172和176。例如，增压致动器模块200可以控制第一涡轮机旁通阀172、第二涡轮机旁通阀176和截止阀196的开度以控制第一和第二涡轮增压器。增压致动器模块200还可以控制第一和第二压缩机旁通阀158和166的开度。
系统还可以包括排气再循环（EGR）阀204，其选择性地使排气改道回至进气歧管116。EGR致动器模块208可以根据来自ECM 104的信号控制EGR阀204。
可以使用歧管绝对压力（MAP）传感器212来测量进气歧管116内的压力。在不同的实施中，可以测量发动机真空，发动机真空可以指的是环境空气压力与进气歧管116内压力之间的差值。质量空气流量（MAF）传感器214测量进入进气歧管116的质量空气流量。在不同的实施中，可以为每列气缸设置一个MAF传感器。
可以使用进气温度（IAT）传感器216来测量流入发动机102内的空气的环境温度。可以使用气缸压力传感器来测量气缸内压力。可以为每个气缸设置气缸压力传感器。ECM104可以使用来自这些传感器的信号以便为发动机系统作出控制决策。
ECM 104可以与变速器控制模块220通信以协调变速器（未示出）中的换档。例如，ECM 104可以在换档期间减小发动机转矩。ECM 104可以与混合控制模块通信以协调发动机102和电动机的运转。
现在参照图2，给出ECM 104的一种示例实施的原理框图。负载请求模块224可以根据一个或多个驾驶员输入232例如加速器踏板位置、制动踏板位置、巡航控制输入、和/或一个或多个其它合适的驾驶员输入来确定负载请求228。附加地或替代地，负载请求模块224可以根据一个或多个其它请求例如ECM 104产生的转矩请求和/或从车辆其它模块例如变速器控制模块220、混合控制模块、底盘控制模块等等得到的转矩请求来确定负载请求228。可以根据负载请求228和/或一个或多个其它车辆操作参数来控制一个或多个发动机致动器。仅仅举例来说，负载请求228可以对应于每缸空气量（APC）、转矩请求或另一合适的参数。
例如，节气门控制模块236可以根据负载请求228确定目标节气门开度240。节气门致动器模块244可以根据目标节气门开度240调整节气门120的开度。火花控制模块248可以根据负载请求228确定目标火花正时252。火花致动器模块256可以根据目标火花正时252产生火花。
燃料控制模块260可以根据负载请求228确定一个或多个目标加燃料参数264。例如，目标加燃料参数264可以包括燃料喷射脉冲数量（每燃烧事件）、每个脉冲的正时和每个脉冲的量。燃料致动器模块268可以根据目标加燃料参数264喷射燃料。
气缸控制模块272可以根据负载请求228确定停用和/或启用气缸的目标数量276。气缸致动器模块280可以根据目标数量276启用和停用发动机102的气缸。EGR控制模块284可以根据负载请求228确定EGR阀204的目标EGR开度288。EGR致动器模块208可以根据目标EGR开度288控制EGR阀204。
相位器控制模块292可以确定进气和排气凸轮轴的目标相位器位置296。相位器致动器模块300根据目标相位器位置296经由进气和排气凸轮相位器控制进气和排气凸轮轴的定相。在不同的实施中，可以使用无凸轮气门致动器。
涡轮增压器控制模块304（还参见图3A至图3B）根据负载请求228确定第一目标旁通阀（BPV）开度（目标BPV1）308、第二目标旁通阀开度（目标BPV2）312和目标截止阀开度（目标截止）316。增压致动器模块200根据第一目标BPV开度308控制第一涡轮机旁通阀172。增压致动器模块200根据第二目标BPV开度312控制第二涡轮机旁通阀176。增压致动器模块200根据目标截止阀开度316控制截止阀196。例如，增压致动器模块200可以使用脉宽调制（PWM）或以另一合适的方式控制第一涡轮机旁通阀172、第二涡轮机旁通阀176和截止阀196。
涡轮增压器控制模块304可以根据压缩机温度320选择性地调整第一目标BPV开度308、第二目标BPV开度312和/或目标截止阀开度316。压缩机温度320对应于第二压缩机168的温度。
温度模块324可以根据一个或多个发动机运转参数328确定压缩机温度320。仅仅举例来说，温度模块324可以根据发动机转速、第二压缩机168的进口处的压力、第二压缩机168的出口处的压力、第二涡轮机旁通阀176的开度和/或截止阀196的开度确定压缩机温度。温度模块324可以使用一个或多个函数或映射来确定压缩机温度320。可以使用传感器测量或根据一个或多个其它测定参数确定发动机运转参数328。在不同的实施中，第二目标BPV开度312和该目标截止阀开度316可以分别用作第二涡轮机旁通阀176的开度和截止阀196的开度。在不同的实施中，压缩机温度320可以替代地使用传感器测量。还可以确定压缩机温度320的变化率。
现在参照图3A，给出涡轮增压器控制模块304的一种示例实施的原理框图。涡轮增压器控制模块304包括增压控制模块408、第一调整模块412和第二调整模块416。
ECM 104的目标增压模块404根据负载请求228确定目标增压424。目标增压模块404可以例如使用一个或多个使负载请求228与目标增压424关联的函数或映射来确定目标增压424。目标增压模块404可以根据一个或多个其它参数来确定目标增压424。
根据目标增压424一起设置第一目标BPV开度308、第二目标BPV开度312和目标截止阀开度316从而使得第一和第二涡轮增压器一起获得目标增压424。设置第一目标BPV开度308、第二目标BPV开度312和目标截止阀开度316以顺序地控制第一和第二涡轮增压器。顺序地控制第一和第二涡轮增压器可以指的是，当发动机负载小于预定负载时，仅仅使用第一涡轮增压器来提供增压，当发动机负载大于预定负载时，使用第一和第二涡轮增压器两者来提供增压。
能够通过调整第一涡轮机旁通阀172和/或通过调整截止阀196来调整第一压缩机160的输出。例如，可以减小第一目标BPV开度308以增大第一压缩机160的输出，反之亦然。附加地或替代地，可以减小目标截止阀开度316以增大第一压缩机160的输出，反之亦然。
当第一目标BPV开度308减小时，增压致动器模块200关闭第一涡轮机旁通阀172，反之亦然。关闭第一涡轮机旁通阀172迫使更多排气流过第一涡轮机156，由此增大第一涡轮机156和第一压缩机160的旋转速度并且增大第一压缩机160的输出。
当目标截止阀开度316减小时，增压致动器模块200关闭截止阀196，反之亦然。关闭截止阀196迫使更多排气流过第一涡轮机156，由此增大第一涡轮机156和第一压缩机160的旋转速度并且增大第一压缩机160的输出。关闭截止阀196还减少通过第二涡轮机164的排气流，由此减小第二涡轮机164和第二压缩机168的旋转速度并减小第二压缩机168的输出。
当正使用第一涡轮增压器提供增压时，可以将第二涡轮增压器控制为最大可能转速。如上所述，直到第二压缩机168的输出处的压力大于单向阀184的输出处的压力时单向阀184才打开。控制第二涡轮增压器为最大可能转速使第二涡轮增压器准备好以提供增压并且最小化与提供增压的第二涡轮增压器相关的滞后。
能够通过调整第二涡轮机旁通阀176和/或通过调整截止阀196来调整第二压缩机168的输出。例如，可以减小第二目标BPV开度312以增大第二压缩机168的输出，反之亦然。附加地或替代地，可以减小目标截止阀开度316以减小第二压缩机168的输出，反之亦然。
当第二目标BPV开度312减小时，增压致动器模块200关闭第二涡轮机旁通阀176，反之亦然。关闭第二涡轮机旁通阀176迫使更多排气流过第二涡轮机164，由此增大第二涡轮机164和第二压缩机168的旋转速度并增大第二压缩机168的输出。
当第二压缩机168自旋（由截止阀196打开至某一程度而产生的流过第二涡轮机164的排气引起）并且单向阀184完全关闭时，来自第二压缩机168的输出的空气再循环回到第二压缩机168的输入。然而，在某些情况下，当第二压缩机168自旋并且单向阀184关闭时，压缩机温度320可以接近或变得大于预定温度。当压缩机温度320大于预定温度时，第二涡轮增压器可能受到损坏。
因此，当第二压缩机168自旋并且单向阀184关闭时，涡轮增压器控制模块304在压缩机温度320大于预定温度的时候打开第一涡轮机旁通阀172并关闭截止阀196。打开第一涡轮机旁通阀172并关闭截止阀196减小压缩机温度320。附加地或替代地，如下结合图3B所述，当第二压缩机168自旋并且单向阀184关闭时，涡轮增压器控制模块304可以在压缩机温度320大于预定温度时调整第二涡轮机旁通阀176。
增压控制模块408可以根据目标增压424一起确定第二目标BPV开度312、第一初始目标开度428和第二初始目标开度432。例如，增压控制模块408可以使用一个或多个使目标增压424与第二目标BPV开度312、第一初始目标开度428和第二初始目标开度432关联的函数或映射来确定第二目标BPV开度312、第一初始目标开度428和第二初始目标开度432。如下文论述的，第一初始目标开度428和第二初始目标开度432分别用来确定第一目标BPV开度308和目标截止阀开度316。校准一个或多个函数或映射从而顺序地控制第一和第二涡轮增压器。
调整模块436根据压缩机温度320确定第一调整440和第二调整444。下面进一步论述第一和第二调整440和444的确定。
第一调整模块412根据第一调整440调整第一初始目标开度428以产生第一目标BPV开度308。仅仅举例来说，第一调整模块412可以设定第一目标BPV开度308等于第一初始目标开度428与第一调整440之积或等于第一初始目标开度428与第一调整440之和。
第二调整模块416根据第二调整444调整第二初始目标开度432以产生目标截止阀开度316。仅仅举例来说，第二调整模块412可以设定目标截止阀开度316等于第二初始目标开度432与第二调整444之积或等于第二初始目标开度432与第二调整444之和。
当压缩机温度320小于预定温度时，调整模块436可以减小第一和第二调整440和444。例如，调整模块436可以朝着预定值调整第一和第二调整440和444或调整为预定值，这些预定值不会引起相应的初始目标开度的调整。仅仅举例来说，当使用初始目标开度和调整之积时，预定值可以是1.0。当使用初始目标开度和调整之和时，预定值可以是0.0。预定温度可以是例如近似180摄氏度（℃）至近似200℃或另一合适温度，高于该温度可能会损坏涡轮增压器。
当压缩机温度320大于预定温度时，调整模块436设定第一调整440以增大第一目标BPV开度308并且设定第二调整444以减小目标截止阀开度316。例如，当使用初始目标开度和调整之积时，调整模块436可以设定调整大于1.0以引起增大并且设定调整小于1.0以引起减小。当使用初始目标开度和调整之和时，调整模块436可以设定调整大于0.0以引起增大并且设定调整小于0.0以引起减小。
当压缩机温度320大于预定温度时，调整模块436可以增大第一调整440并减小第二调整444。当压缩机温度320保持大于预定温度时，调整模块436可以随着时间的消逝进一步增大第一调整440并减小第二调整444。增大第一调整440并减小第二调整444引起第一涡轮机旁通阀172的打开和截止阀196的关闭。这减小通过第二涡轮机164的排气流并增大绕过第一涡轮机156的排气以减小压缩机温度320。
附加地或替代地，为了调整第一和第二初始目标开度428和432，可以根据压缩机温度320调整第二目标BPV开度312。现在参照图3B，增压控制模块408可以根据目标增压424一起确定第一初始目标开度428、第二初始目标开度432和第三初始目标开度450。例如，增压控制模块408可以使用一个或多个使目标增压424与第一初始目标开度428、第二初始目标开度432和第三初始目标开度450关联的函数或映射确定第一初始目标开度428、第二初始目标开度432和第三初始目标开度450。如下文论述的，第三初始目标开度450可以用来确定第二目标BPV开度312。校准一个或多个函数或映射从而顺序地控制第一和第二涡轮增压器。
调整模块436可以根据压缩机温度320确定第三调整454。下面进一步论述第三调整454的确定。
第三调整模块458根据第三调整454调整第三初始目标开度450以产生第二目标BPV开度312。仅仅举例来说，第三调整模块458可以设定第二目标BPV开度312等于第三初始目标开度450与第三调整454之积或等于第三初始目标开度450与第三调整454之和。
当压缩机温度320小于预定温度时，调整模块436可以减小第三调整454。例如，调整模块436可以朝着预定值调整第三调整454或调整为预定值，该预定值不会引起第三初始目标开度450的调整。仅仅举例来说，当使用第三初始目标开度450和第三调整454之积时，预定值可以是1.0。当使用第三初始目标开度450和第三调整454之和时，预定值可以是0.0。如上所述，预定温度可以是例如近似180摄氏度（℃）至近似200℃或另一合适温度，高于该温度可能会损坏涡轮增压器。
当压缩机温度320大于预定温度时，调整模块436可以设定第三调整454以增大第二目标BPV开度312。例如，当使用第三初始目标开度450和第三调整454之积时，调整模块436可以设定第三调整454大于1.0以增大第二目标BPV开度312并且设定第三调整454小于1.0以减小第二目标BPV开度312。当使用第三初始目标开度450和第三调整454之和时，调整模块436可以设定第三调整454大于0.0以增大第二目标BPV开度312并且设定第三调整454小于0.0以减小第二目标BPV开度312。
当压缩机温度320大于预定温度时，调整模块436可以增大第三调整454。当压缩机温度320保持大于预定温度时，调整模块436可以随着时间的消逝进一步增大第三调整454。打开第二涡轮机旁通阀176使得更多排气绕过第二涡轮机164以减小压缩机温度320。
现在参照图3A和图3B，在不同的实施中，当压缩机温度320朝着预定温度增大时，调整模块436可以开始增大第一调整440，减小第二调整444，和/或增大第三调整454。例如当压缩机温度320将在预定时段内大于或等于预定温度时，调整模块436可以增大第一调整440，减小第二调整444，和/或增大第三调整454。
现在参照图4，给出描述控制第二压缩机168的温度的一种示例方法的流程图。如上所述，涡轮增压器控制模块304顺序地控制第一和第二涡轮增压器。控制可以从504开始，在此，关闭单向阀184，并且截止阀196至少部分打开。第二涡轮机164和第二压缩机168因此自旋，并且第二压缩机168的出口处的空气正再循环回到第二压缩机168的进口。
在504处，涡轮增压器控制模块304接收压缩机温度320。压缩机温度320对应于第二压缩机168的温度。可以使用传感器测量或通过例如温度模块324确定压缩机温度320。
在508处，涡轮增压器控制模块304可以确定压缩机温度320是否大于预定温度。如果508为真，控制可以继续进行至512。如果508为假，控制可以继续进行至516。在512，涡轮增压器控制模块304关闭截止阀196并打开第一涡轮机旁通阀172。仅仅举例来说，涡轮增压器控制模块304可以使截止阀196关闭第一预定量并使第一涡轮机旁通阀172打开第二预定量。第一和第二预定量可以相同或不同，这取决于截止阀196和第一涡轮机旁通阀172的特征。关闭截止阀196并打开第一涡轮机旁通阀172减小第二涡轮机164和第二压缩机168的转速并增大绕过第一涡轮机156的排气以冷却第二压缩机168并减小压缩机温度320。
在516处，涡轮增压器控制模块304可以打开截止阀196并关闭第一涡轮机旁通阀172。仅仅举例来说，涡轮增压器控制模块304可以使截止阀196打开第三预定量并使第三涡轮机旁通阀172关闭第四预定量。第三和第四预定量可以相同或不同，这取决于截止阀196和第一涡轮机旁通阀172的特征。打开截止阀196并关闭第一涡轮机旁通阀172增大第二涡轮机164和第二压缩机168的速度，以为第二涡轮增压器开始提供增压做准备。虽然示出的图4在512或516后结束，但是图4示出了一个控制回路，并且可以按照预定速率执行许多控制回路。
现在参照图5，给出描述控制第二压缩机168的温度的一种示例方法的另一流程图。如上所述，涡轮增压器控制模块304顺序地控制第一和第二涡轮增压器。控制可以从504处开始，在此，关闭单向阀184，并且截止阀196至少部分打开。第二涡轮机164和第二压缩机168因此自旋，并且第二压缩机168的出口处的空气正再循环回到第二压缩机168的进口。
在604处，增压控制模块408确定第二目标BPV开度312、第一初始目标开度428和第二初始目标开度432。增压控制模块408根据目标增压424确定第二目标BPV开度312、第一初始目标开度428和第二初始目标开度432。
在608处，调整模块436接收压缩机温度320。压缩机温度320对应于第二压缩机168的温度。可以使用传感器测量或通过例如温度模块324确定压缩机温度320。在612处，调整模块436可以确定压缩机温度320是否大于预定温度。如果612为真，控制可以继续进行至616。如果612为假，控制可以继续进行至620。
在616处，调整模块436可以增大第一调整440并减小第二调整444，并且控制继续进行至624。增大第一调整440并减小第二调整444可以关闭截止阀196并打开第一涡轮机旁通阀172。仅仅举例来说，调整模块436可以使第一调整440增大第一预定量和使第二调整444减小第二预定量。第一和第二预定量可以相同或不同，这取决于截止阀196和第一涡轮机旁通阀172的特征。
在620处，调整模块436可以减小第一调整440并增大第二调整444，并且控制继续进行至624。减小第一调整440并增大第二调整444可以关闭第一涡轮机旁通阀172并打开截止阀196。仅仅举例来说，调整模块436可以使第一调整440减小第三预定量和使第二调整444增大第四预定量。第三和第四预定量可以相同或不同，这取决于截止阀196和第一涡轮机旁通阀172的特征。
在624处，第一调整模块412根据第一调整440调整第一初始目标开度428以产生第一目标BPV开度308，并且第二调整模块416根据第二调整444调整第二初始目标开度432以产生目标截止阀开度316。例如，第一调整模块412可以设定第一目标BPV开度308等于第一初始目标开度428与第一调整440之和或之积。第二调整模块412可以设定目标截止阀开度316等于第二初始目标开度432与第二调整444之和或之积。
在628处，增压致动器模块200根据第一目标BPV开度308控制第一涡轮机旁通阀172，根据第二目标BPV开度312控制第二涡轮机旁通阀176，且根据目标截止阀开度316控制截止阀196。虽然示出的图5在628后结束，但是图5示出了一个控制回路，并且可以按照预定速率执行许多控制回路。
上面的描述本质上仅仅是说明性的，并且决不意图限制本发明、其应用或用途。能够以多种形式实施本发明的宽泛教导。因此，尽管本发明包含特定例子，但是本发明的真实范围不应当受此限制，因为本领域技术人员一旦研读附图、说明书和下列权利要求，其它改型将变得显而易见。本文所用的措词"A、B和C中的至少一个"应当解释成意味着使用非专用逻辑"或"的逻辑（A或B或C）。应当理解，方法内的一个或多个步骤可以以不同顺序（或同时）执行，而不会改变本发明的原理。
在本应用中，包括下面的定义，术语"模块"可以用术语"电路"代替。术语"模块"可以指的是、属于或包括专用集成电路（ASIC）；数字的、模拟的或混合的模拟/数字分立电路；数字的、模拟的或混合的模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器（共用的、专用的或组）；存储由处理器执行的代码的存储器（共用的、专用的或组）；其它的提供所述功能的适当硬件部件；或上述的一些或全部的组合，例如在单片系统中。
上面所用的术语"代码"可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指的是程序、例行程序、函数、类和/或对象。术语"共用处理器"包括执行一些或全部来自多个模块的代码的单处理机。术语"组处理器"包括与更多处理器共同执行一些或全部来自一个或多个模块的代码的处理器。术语"共用存储器"包括储存一些或全部来自多个模块的代码的单存储器。术语"组存储器"包括与更多存储器共同储存一些或全部来自一个或多个模块的代码的存储器。术语"存储器"可以是术语"计算机可读介质"的子集。术语"计算机可读介质"不包括通过介质传递的暂时性电和电磁信号，并且因此可以认为是有形的且非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性例子包括非易失性存储器、易失性存储器、磁存储器和光存储器。
本应用中描述的装置和方法可以通过由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序部分地或完全地实现。计算机程序包括存储在至少一个非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括和/或依赖存储数据。

Claims (16)

1.一种用于车辆的控制系统，包括：
目标增压模块，其根据发动机转矩请求确定第一和第二涡轮增压器的目标增压；
涡轮增压器控制模块，其根据第二涡轮增压器的压缩机的温度：
选择性地打开第一旁通阀，该第一旁通阀调节绕过第一涡轮增压器的第一涡轮机的排气；以及
选择性地关闭截止阀，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的第二涡轮机和第二旁通阀两者的排气流，
其中，该第二旁通阀调节绕过第二涡轮增压器的第二涡轮机的排气，
其中，当截止阀至少部分打开并且第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：
选择性地打开该第一旁通阀；以及
选择性地关闭该截止阀。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中，当第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：
使第一旁通阀打开第一预定量；以及
使截止阀关闭第二预定量。
3.如权利要求1所述的控制系统，其中，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：
选择性地关闭该第一旁通阀；以及
选择性地打开该截止阀。
4.如权利要求3所述的控制系统，其中，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时，该涡轮增压器控制模块：
使第一旁通阀关闭第三预定量；以及
选择性地使该截止阀打开第四预定量。
5.如权利要求1所述的控制系统，其中，该涡轮增压器控制模块：
根据该目标增压产生第一、第二和第三目标开度；
根据第二涡轮增压器的压缩机的温度产生第一和第二调整；
根据第一目标开度和第一调整产生第四目标开度；
根据第二目标开度和第二调整产生第五目标开度；以及
分别根据第四目标开度、第五目标开度和第三目标开度控制第一旁通阀、截止阀和第二旁通阀。
6.如权利要求5所述的控制系统，其中，当压缩机的温度大于预定温度时，该涡轮增压器控制模块选择性地增大第一调整和减小第二调整。
7.如权利要求6所述的控制系统，其中，当压缩机的温度小于预定温度时，该涡轮增压器控制模块选择性地减小第一调整和增大第二调整。
8.如权利要求5所述的控制系统，其中，该涡轮增压器控制模块：
设定第四目标开度等于第一目标开度与第一调整之积和之和中的一个；以及
设定第五目标开度等于第二目标开度与第二调整之积和之和中的一个。
9.一种用于车辆的控制方法，包括：
根据发动机转矩请求确定第一和第二涡轮增压器的目标增压；以及
根据第二涡轮增压器的压缩机的温度：
选择性地打开第一旁通阀，该第一旁通阀调节绕过第一涡轮增压器的第一涡轮机的排气；
选择性地关闭截止阀，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的第二涡轮机和第二旁通阀的排气流，
其中，该第二旁通阀调节绕过第二涡轮增压器的第二涡轮机的排气；以及
当截止阀至少部分打开并且第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时：选择性地打开该第一旁通阀以及选择性地关闭该截止阀。
10.如权利要求9所述的控制方法，进一步地包括，当第二涡轮增压器的压缩机的温度大于预定温度时：
使第一旁通阀打开第一预定量；以及
使截止阀关闭第二预定量。
11.如权利要求9所述的控制方法，进一步地包括，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时：
选择性地关闭该第一旁通阀；以及
选择性地打开该截止阀。
12.如权利要求11所述的控制方法，进一步地包括，当第二涡轮增压器的压缩机的温度小于预定温度时：
使第一旁通阀关闭第三预定量；以及
选择性地使该截止阀打开第四预定量。
13.如权利要求9所述的控制方法，进一步地包括：
根据该目标增压产生第一、第二和第三目标开度；
根据第二涡轮增压器的压缩机的温度产生第一和第二调整；
根据第一目标开度和第一调整产生第四目标开度；
根据第二目标开度和第二调整产生第五目标开度；以及
分别根据第四目标开度、第五目标开度和第三目标开度控制第一旁通阀、截止阀和第二旁通阀。
14.如权利要求13所述的控制方法，进一步地包括，当压缩机的温度大于预定温度时，选择性地增大第一调整和减小第二调整。
15.如权利要求14所述的控制方法，进一步地包括，当压缩机的温度小于预定温度时，选择性地减小第一调整和增大第二调整。
16.如权利要求13所述的控制方法，进一步地包括：
设定第四目标开度等于第一目标开度与第一调整之积和之和中的一个；以及
设定第五目标开度等于第二目标开度与第二调整之积和之和中的一个。
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