CN104696084A - 用于双涡轮系统中的模式转换的涡轮转速控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于双涡轮系统中的模式转换的涡轮转速控制。一种用于控制发动机的系统，该发动机具有第一涡轮增压器、第二涡轮增压器以及截止阀，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的涡轮机的排气流，该系统包括：转速确定模块，其确定第一涡轮增压器的当前转速，确定第二涡轮增压器的当前转速，以及根据第一涡轮增压器的当前转速确定第二涡轮增压器的目标转速；和增压控制模块，其比较第二涡轮增压器的目标转速与第二涡轮增压器的当前转速，并且根据该比较选择性地调整截止阀的位置以调整第二涡轮增压器的当前转速。

Description

用于双涡轮系统中的模式转换的涡轮转速控制

技术领域

本发明涉及双涡轮系统，并且更具体地涉及双涡轮系统中的涡轮转速控制系统和方法。

背景技术

这里提供的背景技术说明的目的是整体上呈现本发明的环境。目前署名的发明人的工作，在背景资料章节做了一定程度的描述，还有那些在申请时不可称作现有技术的方面，这些都既不明显又不隐含地认作相对于本发明的现有技术。

提高燃料经济性是汽车制造商的理想目标。消费者要求高燃料经济性，但不牺牲性能。涡轮增压提供了在要求条件期间提高性能同时降低车辆总燃料经济性的方法，因为能够使用更小排量的发动机。

一种涡轮增压系统是并行式涡轮增压器。在这类系统中，两个涡轮机被并行地设置并且能够同时运行。在一个操作模式中，一个涡轮机自旋（ON），而另一个不自旋（OFF）。这个模式将称作单涡轮增压器模式。在另一工作模式中，两个涡轮机都自旋。这个模式将称作双涡轮增压器模式。提供这些模式之间的平稳转变对车辆的驾驶性能是重要的。

发明内容

给出一种用于控制发动机的系统。该发动机具有第一涡轮增压器、第二涡轮增压器以及截止阀，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的涡轮机的排气流。该系统包括转速确定模块和增压控制模块。该转速确定模块确定第一涡轮增压器的当前转速，确定第二涡轮增压器的当前转速，以及根据第一涡轮增压器的当前转速确定第二涡轮增压器的目标转速。该增压控制模块比较第二涡轮增压器的目标转速与第二涡轮增压器的当前转速，并且根据该比较选择性地调整截止阀的位置以调整第二涡轮增压器的当前转速。

本发明提供下列技术方案。

1.一种用于控制发动机的系统，该发动机具有第一涡轮增压器、第二涡轮增压器以及截止阀，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的涡轮机的排气流，该系统包括：

转速确定模块，其

确定第一涡轮增压器的当前转速，

确定第二涡轮增压器的当前转速，以及

根据第一涡轮增压器的当前转速确定第二涡轮增压器的目标转速；和

增压控制模块，其比较第二涡轮增压器的目标转速与第二涡轮增压器的当前转速，并且根据该比较选择性地调整截止阀的位置以调整第二涡轮增压器的当前转速。

2.如技术方案1所述的系统，其中，转速确定模块通过下述确定第二涡轮增压器的目标转速：

确定双涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速；

计算双涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速与单涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速之间的第一差值；以及

选择目标转速从而使得双涡轮增压器模式中的第二涡轮增压器的目标转速与第一涡轮增压器的转速之间的第二差值等于双涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速与单涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速之间的第一差值。

3.如技术方案1所述的系统，其中，转速确定模块通过下述确定第二涡轮增压器的目标转速：

确定压缩机进口压力、压缩机出口压力、涡轮机旁通阀位置和截止阀位置中的一个或多个；以及

根据压缩机进口压力、压缩机出口压力、涡轮机旁通阀位置和截止阀位置中的一个或多个选择第二涡轮增压器的目标转速。

4.如技术方案1所述的系统，其中，增压控制模块响应于第二涡轮增压器的当前转速小于第二涡轮增压器的目标转速通过打开截止阀来选择性地调整截止阀的位置。

5.如技术方案1所述的系统，其中，增压控制模块响应于第二涡轮增压器的当前转速大于第二涡轮增压器的目标转速通过关闭截止阀来选择性地调整截止阀的位置。

6.如技术方案1所述的系统，其中，增压控制模块响应于第二涡轮增压器的当前转速等于第二涡轮增压器的目标转速通过维持截止阀的位置来选择性地调整截止阀的位置。

7.如技术方案1所述的系统，其中，增压控制模块进一步地配置成响应于第二涡轮增压器的当前转速小于第二涡轮增压器的目标转速来关闭压缩机旁通阀。

8.如技术方案1所述的系统，其中，增压控制模块进一步地配置成控制涡轮机旁通阀的位置以获得目标增压。

9.如技术方案1所述的系统，其中，发动机从单涡轮增压器工作模式切换到双涡轮增压器工作模式。

10.一种用于控制发动机的方法，该发动机具有第一涡轮增压器和第二涡轮增压器，该方法包括：

确定第一涡轮增压器的当前转速；

根据第一涡轮增压器的当前转速确定第二涡轮增压器的目标转速；

确定第二涡轮增压器的当前转速；

比较第二涡轮增压器的目标转速与第二涡轮增压器的当前转速；以及

根据该比较选择性地调整截止阀的位置以调整第二涡轮增压器的当前转速，其中，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的涡轮机的排气流。

11.如技术方案10所述的方法，其中，确定第二涡轮增压器的目标转速包括：

确定双涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速；

计算双涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速与单涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速之间的第一差值；以及

选择目标转速从而使得双涡轮增压器模式中的第二涡轮增压器的目标转速与第一涡轮增压器的转速之间的第二差值等于双涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速与单涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速之间的第一差值。

12.如技术方案10所述的方法，其中，确定第二涡轮增压器的目标转速包括：

确定压缩机进口压力、压缩机出口压力、涡轮机旁通阀位置和截止阀位置中的一个或多个；以及

根据压缩机进口压力、压缩机出口压力、涡轮机旁通阀位置和截止阀位置中的一个或多个选择第二涡轮增压器的目标转速。

13.如技术方案10所述的方法，其中，选择性地调整截止阀的位置包括响应于第二涡轮增压器的当前转速小于第二涡轮增压器的目标转速而打开截止阀。

14.如技术方案10所述的方法，其中，选择性地调整截止阀的位置包括响应于第二涡轮增压器的当前转速大于第二涡轮增压器的目标转速而关闭截止阀。

15.如技术方案10所述的方法，其中，选择性地调整截止阀的位置包括响应于第二涡轮增压器的当前转速等于第二涡轮增压器的目标转速而维持截止阀的位置。

16.如技术方案10所述的方法，进一步地包括响应于第二涡轮增压器的当前转速小于第二涡轮增压器的目标转速来关闭压缩机旁通阀。

17.如技术方案10所述的方法，进一步地包括控制涡轮机旁通阀的位置以获得目标增压。

18.如技术方案10所述的方法，其中，发动机从单涡轮增压器模式切换到双涡轮增压器模式。

19.一种用于控制发动机的方法，该发动机具有第一涡轮增压器和第二涡轮增压器，该方法包括：

接收负载请求；

根据所请求转矩确定发动机是否要从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式；

响应于发动机正从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式来建立第一涡轮增压器与第二涡轮增压器之间的转速差；以及

在发动机正从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式时，维持与第二涡轮增压器的压缩机相关的压缩机旁通阀在关闭位置。

20.如技术方案19所述的方法，其中，建立转速差包括关闭截止阀以减小第二涡轮增压器的转速，其中，截止阀调节通过第二涡轮增压器的涡轮机的排气流。

21.如技术方案19所述的方法，其中，建立转速差包括关闭第一涡轮增压器的第一涡轮机旁通阀以增大第一涡轮增压器的转速。

22.如技术方案19所述的方法，其中，建立转速差包括打开第二涡轮增压器的第二涡轮机旁通阀以减小第二涡轮增压器的转速。

23.如技术方案19所述的方法，进一步地包括，当发动机已经从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式时，打开与第二涡轮增压器的压缩相关联的压缩机旁通阀。

24.如技术方案19所述的方法，进一步地包括，在使发动机从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式之前，建立火花储备。

25.如技术方案24所述的方法，进一步地包括，在从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式期间，使用该火花储备以调整转矩。

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。应当理解，详细描述和特定例子仅仅意图用于说明而不意图限制发明范围。

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3是流程图，描绘根据本发明的控制双涡轮系统中的涡轮增压器的转速的示例方法；以及

图4是流程图，描绘根据本发明的控制双涡轮系统中的涡轮增压器的转速的另一示例方法。

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。一些发动机是涡轮增压发动机，其包括涡轮机，涡轮机迫使比仅仅在大气压力下更多的空气进入燃烧室。一些发动机是双涡轮发动机，具有两个独立的涡轮增压器，要么顺序工作，要么并行工作。在顺序涡轮增压发动机中，在低速时第一涡轮机工作，而在更高转速和负载（例如预定发动机转速和负载）时，第二涡轮机开始工作。

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。

大多数并行涡轮增压发动机具有两种工作模式：单涡轮增压器模式和双涡轮增压器模式。在单涡轮增压器模式中，仅仅启用这两个涡轮增压器中的一个。例如，在单涡轮增压器模式中，位于第二涡轮增压器的涡轮机下游的截止阀可以至少部分地关闭和/或第二压缩机旁通阀可以至少部分地打开。在双涡轮增压器模式中，启用这两个涡轮增压器。

单涡轮增压器模式与双涡轮增压器模式之间的突然切换能够导致发动机提供的转矩的骤增和/或骤降。两种模式之间的突然切换能够导致车辆驾驶性能的明显化，由此提供不良的驾驶体验。例如，转矩的骤增或骤降能引起车辆驾驶员和乘客感受到的抖动。本发明提供方法和系统用于平稳模式之间的转换。因此，这些模式之间的切换不那么引人注意，由此提高车辆的驾驶性能并提供更良好的驾驶体验。

现在参照图1，给出例子发动机和排气系统100的原理框图。系统100包括发动机102和发动机控制模块（ECM）104。发动机控制模块（ECM）104控制发动机102，其燃烧空气/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）中。发动机102可以包括气缸。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。下面描述的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。在曲轴（未示出）的每转期间，在气缸内发生四冲程中的两个。因此，曲轴的两转是气缸经历全部四个冲程所必需的。

喷射的燃料与空气混合并且在气缸中形成空气/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，可以中断至停用气缸的火花。

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排气输出到第二排气管148。连通管152连接在第一和第二排气管144和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。

系统100包括第一和第二涡轮增压器，它们提供加压空气至进气歧管116。第一和第二涡轮增压器可以是单蜗壳涡轮增压器。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。

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180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184可以使空气绕过第二压缩机168。第一和第二压缩机160和168、第一和第二压缩机旁通阀180和184以及相关的管道共同用188表示。在不同的实施中，MAF传感器192可以位于第一和第二压缩机160和168上游。另外，可以为每列气缸设置一个MAF传感器。

截止阀196可致动以改变通过截止阀196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。

ECM 104可以通过增压致动器模块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可以通过增压致动器模块200控制截止阀196、第一和第二涡轮机旁通阀172和176和/或第一和第二压缩机旁通阀180和184。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、第一压缩机旁通阀180、第二压缩机旁通阀184和截止阀196的占空度或位置以控制第一和第二涡轮增压器提供的增压。

系统100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。

可以使用进气歧管绝对压力（MAP）传感器212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。可以使用质量空气流量（MAF）传感器192测量流入进气歧管116的空气的质量流量。在不同的实施中，MAF传感器192可以位于还包含节气门120的壳体中。

可以使用进气温度（IAT）传感器216测量吸入发动机102中的空气的环境温度。可以使用气缸压力传感器测量气缸内压力。可以为每个气缸设置气缸压力传感器。ECM 104可以使用来自这些传感器的信号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。

进气歧管绝对压力（MAP）传感器或质量空气流量（MAF）传感器可以安置在第一压缩机160和/或第二压缩机168的进口处以分别测量第一压缩机160和/或第二压缩机168的进口压力。另一MAP或MAF传感器可以安置在第一压缩机160和/或第二压缩机168的出口处以分别测量第一压缩机160和/或第二压缩机168的出口压力。MAF传感器可以用来测量第一涡轮增压器和/或第二涡轮增压器提供的质量空气流的量。

根据本发明的原理，ECM 104配置成促使单涡轮增压器模式与双涡轮增压器模式之间的平稳过渡，如下文描述的。

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负载请求例如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控制一个或多个发动机致动器。

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）、用于每个脉冲的正时和用于每个脉冲的量。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。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通过进气和排气凸轮相位器控制进气和排气凸轮轴的定相。

增压控制模块304可以根据负载请求228确定目标增压308。增压致动器模块200可以根据目标增压308控制截止阀196。增压致动器模块200可以例如根据目标增压308确定截止阀196的目标位置并且根据该目标位置控制截止阀196。附加或替代地，增压致动器模块200可以根据目标增压308确定目标占空度并且根据该目标占空度向截止阀196应用脉宽调制（PWM）信号。附加或替代地，增压致动器模块200可以根据目标增压308确定第一和第二涡轮机旁通阀172和176的目标位置并且根据这些目标位置分别控制第一和第二涡轮机旁通阀172和176。当截止阀196关闭时，增压致动器模块200可以打开第二压缩机旁通阀184。

在不同的实施中，截止阀196可以是双位装置，增压致动器模块200可以根据目标增压308确定是否打开截止阀196到预定打开位置或关闭截止阀196到预定关闭位置。增压致动器模块200可以根据这个确定来打开截止阀196到预定打开位置或关闭截止阀196到预定关闭位置。

目标转速确定模块312可以使用发动机参数320确定第二涡轮机164（即第二涡轮增压器）的目标转速316。在双涡轮增压器模式中，发动机参数320可以包括代表第一涡轮机156的第一当前转速的第一值以及第一涡轮机156和第二涡轮机164的估计转速。发动机参数320可以包括代表第一压缩机160的进口压力、第一压缩机160的出口压力、第二压缩机168的进口压力和第二压缩机168的出口压力中的一个或多个的值。发动机参数320还可以包括代表第一涡轮机旁通阀172、第一压缩机旁通阀180、第二涡轮机旁通阀176、第二压缩机旁通阀184和截止阀196中的一个或多个的位置的值。发动机参数320还可以包括发动机转速，例如单位为转/分钟（RPM），这可以根据曲轴位置产生。

在替代实施例中，目标转速确定模块312可以计算双涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的估计转速与单涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速（即第一涡轮机156的转速）之间的第一差值。然后，目标转速确定模块312可以选择第二涡轮增压器的目标转速316从而使得目标转速316与双涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的估计转速之间的第二差值等于第一差值。

在另一替代实施例中，目标转速确定模块312可以选择第二涡轮增压器的目标转速316从而使得第一压缩机160和/或第二压缩机168的压缩机进口压力和/或压缩机出口压力的值保持在某预定范围内并且不会低于这个范围的下限值或高于这个范围的上限值。目标转速确定模块312可以根据压缩机进口和/或压缩机出口压力使用查询表确定第二涡轮增压器的目标转速316，这个查询表规定了特定目标转速。

在另一替代实施例中，目标转速确定模块312可以根据第一涡轮增压器的转速（即第一涡轮机156的转速）、双涡轮增压器模式中的第一和第二涡轮增压器的估计转速（即第一涡轮机156和第二涡轮机164的估计转速）和/或任何其它发动机参数320使用规定了目标转速316的查询表确定目标转速316。

目标转速确定模块312提供目标转速316给增压控制模块304。增压控制模块304比较第二涡轮增压器的目标转速316与第二涡轮增压器的当前转速。如果第二涡轮增压器的当前转速等于目标转速316，那么，增压控制模块304维持截止阀196、第一涡轮机旁通阀172和第二涡轮机旁通阀176的当前位置。

如果第二涡轮增压器的当前转速小于目标转速316，那么，增压控制模块304打开截止阀196以增大第二涡轮增压器的转速。打开截止阀196允许更多的排气流过第二涡轮机164，这增大了第二涡轮增压器的转速。增压控制模块304可以关闭第一涡轮机旁通阀172和/或第二涡轮机旁通阀176以保持流过第一涡轮机156的排气流不变。当通过第一涡轮机156的排气流不变时，第一涡轮机156的转速保持不变并且第一压缩机160压缩并供给相同量的空气到发动机102中，得到不变的增压。

如果第二涡轮增压器的当前转速大于目标转速316，那么，增压控制模块304关闭截止阀196以减小第二涡轮增压器的转速。关闭截止阀196减少了流过第二涡轮机164的排气量，这减小第二涡轮增压器的转速。增压控制模块304可以打开第一涡轮机旁通阀172和/或第二涡轮机旁通阀176以保持流过第一涡轮机156的排气流不变。当通过第一涡轮机156的排气流不变时，第一涡轮机156的转速保持不变并且第一压缩机160压缩并供给相同量的空气到发动机102中，得到不变的增压。

当第二涡轮增压器的当前转速小于目标转速316时，增压控制模块304可以关闭第二压缩机旁通阀184以增大第二涡轮增压器的转速。关闭第二压缩机旁通阀184减小了第二压缩机168上的负载。

增压控制模块304可以控制第一涡轮机旁通阀172和/或第二涡轮机旁通阀176的位置以获得目标增压。增压控制模块304比较当前增压与目标增压。

如果当前增压小于目标增压，那么，增压控制模块304关闭第一涡轮机旁通阀172。关闭第一涡轮机旁通阀172迫使更多的排气穿过第一涡轮机156，促使第一涡轮机156更快自转。更快自转的第一涡轮机156促使第一压缩机160压缩更多的空气并且输送更多的压缩空气到发动机102中。更多的压缩空气被输入发动机102中，引起更多增压。增压控制模块304可以关闭第二涡轮机旁通阀176和/或截止阀196以进一步提高增压。

如果当前增压大于目标增压，那么，增压控制模块304打开第一涡轮机旁通阀172。打开第一涡轮机旁通阀172允许排气绕过第一涡轮机156，导致第一涡轮机156更慢自转。更慢自转的第一涡轮机156促使第一压缩机160压缩更少的空气并且供给更少的压缩空气到发动机102中。更少的压缩空气被输入发动机102中，引起更少增压。增压控制模块304可以打开第二涡轮机旁通阀176和/或截止阀196以进一步减小增压。

现在参照图3，一种用于控制双涡轮系统中的涡轮增压器的转速的示例方法350开始于352。

在354，方法350确定第一涡轮增压器的第一当前转速。可以通过使用传感器测量第一涡轮机156正旋转的当前转速确定第一涡轮增压器的第一当前转速。替代地，传感器可以测量第一压缩机160正旋转的当前转速或与第一涡轮机156相连的轴正旋转的速度。替代地，可以例如根据第一压缩机160前后的压力和空气流量和/或任何其它发动机参数320估计第一涡轮增压器的第一当前转速。查询表可以用于根据第一压缩机160前后的已知压力和空气流量和/或任何其它发动机参数320确定第一涡轮增压器的当前转速。

在358，方法350根据第一涡轮增压器的第一当前转速确定第二涡轮增压器的目标转速316。目标转速316可以以上述任何方式得以确定。

在362，方法350确定第二涡轮增压器的第二当前转速。类似于确定第一涡轮增压器的第一当前转速的方式，可以测量或估计第二涡轮增压器的第二当前转速，如上所述。

在366，方法350比较第二涡轮增压器的目标转速316与第二涡轮增压器的第二当前转速。例如，增压控制模块304确定第二当前转速是否小于第二涡轮增压器的目标转速316。

如果第二当前转速小于第二涡轮增压器的目标转速316，那么，在370，方法350打开截止阀196以增大第二涡轮增压器的转速。在374，方法350关闭第二压缩机旁通阀184以进一步增大第二涡轮增压器转速。

然而，如果第二当前转速没有小于第二涡轮增压器的目标转速316，那么，在378，方法350确定第二当前转速是否大于第二涡轮增压器的目标转速316。

如果第二当前转速大于第二涡轮增压器的目标转速316，那么，在382，方法350关闭截止阀196以减小第二涡轮增压器的第二当前转速。

如果第二涡轮增压器的第二当前转速既不大于又不小于第二涡轮增压器的目标转速316，那么，第二涡轮增压器的当前转速必然等于第二涡轮增压器的目标转速316。在这个情形中，在386，方法350维持截止阀196的位置从而维持第二涡轮增压器的转速。

在390，方法350控制第一涡轮机旁通阀172和/或第二涡轮机旁通阀176的位置以获得目标增压。方法350在394处结束。

现在参照图4，用于控制双涡轮系统中的涡轮增压器的转速的另一例子方法400开始于402。

在404，方法400接收负载请求228，例如从负载请求模块224。负载请求228规定了表明根据驾驶员输入的所请求转矩量的值。

在408，方法400确定发动机102是要工作在双涡轮增压器模式还是单涡轮增压器模式中以便产生所请求转矩。如果所请求转矩超过单涡轮增压器模式中的发动机转矩容量，那么，发动机102要工作在双涡轮增压器模式中。然而，如果所请求转矩能够通过发动机在仅启用第一涡轮增压器的情况下而产生，那么，发动机102将工作在单涡轮增压器模式中。

在412，方法400确定发动机102是否正从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式。方法400可以通过确定第二涡轮增压器是否启用来确定发动机102的当前工作模式。如果第二涡轮增压器是启用的，则发动机102是工作在双涡轮增压器模式中。

如果发动机102要从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式，那么，在416，方法400建立第一和第二涡轮增压器的转速之间的差异。

方法400可以通过增大第一涡轮增压器的转速来建立第一和第二涡轮增压器之间的转速差。方法400增大第一涡轮增压器的转速，以使第一涡轮增压器接近第一涡轮增压器将在单涡轮增压器模式中工作的转速。方法400可以通过关闭截止阀196来增大第一涡轮增压器的转速。

在替代实施例中，方法400可以通过减小第二涡轮增压器的转速来建立第一和第二涡轮增压器之间的转速差。方法400减小第二涡轮增压器的转速，使得第二涡轮增压器接近零转速。方法400可以通过关闭截止阀196来减小第二涡轮增压器的转速。

在发动机102正从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式时，在420，方法400维持第二压缩机旁通阀184在关闭位置。第二压缩机旁通阀184维持在关闭位置，使得第二压缩机168能够继续供应空气给发动机102。有利地，通过保持第二压缩机旁通阀184关闭，在第一涡轮增压器向上变速时，从第二涡轮增压器提取更多能量。

方法400确定在从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式期间，是否需要火花来调整转矩。如果在切换期间需要火花，则方法400在424提供火花以便实现所请求转矩。方法400提前产生火花储备以补偿由于单涡轮增压器模式中发动机背压增大而引起的潜在的火花提前能力损失。

如果发动机102没有正从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式，那么，方法400在428确定发动机是否正从单涡轮增压器模式切换到双涡轮增压器模式。

如果发动机102正从单涡轮增压器模式切换到双涡轮增压器模式，在切换期间，方法400在432维持第一涡轮机旁通阀172的当前位置或者关闭第一涡轮机旁通阀172并打开截止阀196。第一涡轮机旁通阀172维持在当前位置或者继续关闭直到第二涡轮增压器向上变速（ramp up）。一旦第二涡轮增压器达到转速，方法400可以打开第一涡轮机旁通阀172以维持第一涡轮增压器的转速或减慢第一涡轮增压器。

在436，方法400确定在切换期间是否需要火花以调整转矩。如果需要火花，那么，方法400使用火花来调整转矩，以使输出转矩等于所请求转矩。

方法400比较发动机102的输出转矩与所请求转矩。如果输出转矩小于所请求转矩，那么方法400使用火花提前以增大发动机102的输出转矩。如果输出转矩大于所请求转矩，那么方法400使用火花延迟以减小发动机102的输出转矩。方法400在440处结束。

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，只要不改变本发明的原理。

在本应用中，包括下面的定义，措词"模块"可以用措词"电路"代替。本文所用的术语"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 (10)

1.一种用于控制发动机的系统，该发动机具有第一涡轮增压器、第二涡轮增压器以及截止阀，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的涡轮机的排气流，该系统包括：

转速确定模块，其

　　确定第一涡轮增压器的当前转速，

　　确定第二涡轮增压器的当前转速，以及

　　根据第一涡轮增压器的当前转速确定第二涡轮增压器的目标转速；和

增压控制模块，其比较第二涡轮增压器的目标转速与第二涡轮增压器的当前转速，并且根据该比较选择性地调整截止阀的位置以调整第二涡轮增压器的当前转速。

2.如权利要求1所述的系统，其中，转速确定模块通过下述确定第二涡轮增压器的目标转速：

确定双涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速；

计算双涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速与单涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速之间的第一差值；以及

选择目标转速从而使得双涡轮增压器模式中的第二涡轮增压器的目标转速与第一涡轮增压器的转速之间的第二差值等于双涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速与单涡轮增压器模式中的第一涡轮增压器的转速之间的第一差值。

3.如权利要求1所述的系统，其中，转速确定模块通过下述确定第二涡轮增压器的目标转速：

确定压缩机进口压力、压缩机出口压力、涡轮机旁通阀位置和截止阀位置中的一个或多个；以及

根据压缩机进口压力、压缩机出口压力、涡轮机旁通阀位置和截止阀位置中的一个或多个选择第二涡轮增压器的目标转速。

4.如权利要求1所述的系统，其中，增压控制模块响应于第二涡轮增压器的当前转速小于第二涡轮增压器的目标转速通过打开截止阀来选择性地调整截止阀的位置。

5.如权利要求1所述的系统，其中，增压控制模块响应于第二涡轮增压器的当前转速大于第二涡轮增压器的目标转速通过关闭截止阀来选择性地调整截止阀的位置。

6.如权利要求1所述的系统，其中，增压控制模块响应于第二涡轮增压器的当前转速等于第二涡轮增压器的目标转速通过维持截止阀的位置来选择性地调整截止阀的位置。

7.如权利要求1所述的系统，其中，增压控制模块进一步地配置成响应于第二涡轮增压器的当前转速小于第二涡轮增压器的目标转速来关闭压缩机旁通阀。

8.如权利要求1所述的系统，其中，增压控制模块进一步地配置成控制涡轮机旁通阀的位置以获得目标增压。

9.一种用于控制发动机的方法，该发动机具有第一涡轮增压器和第二涡轮增压器，该方法包括：

确定第一涡轮增压器的当前转速；

根据第一涡轮增压器的当前转速确定第二涡轮增压器的目标转速；

确定第二涡轮增压器的当前转速；

比较第二涡轮增压器的目标转速与第二涡轮增压器的当前转速；以及

根据该比较选择性地调整截止阀的位置以调整第二涡轮增压器的当前转速，其中，该截止阀调节通过第二涡轮增压器的涡轮机的排气流。

10.一种用于控制发动机的方法，该发动机具有第一涡轮增压器和第二涡轮增压器，该方法包括：

接收负载请求；

根据所请求转矩确定发动机是否要从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式；

响应于发动机正从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式来建立第一涡轮增压器与第二涡轮增压器之间的转速差；以及

在发动机正从双涡轮增压器模式切换到单涡轮增压器模式时，维持与第二涡轮增压器的压缩机相关的压缩机旁通阀在关闭位置。