CN105781717A - 用于喘振控制的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于喘振控制的方法和系统,提供了用于校准压缩机喘振线的方法和系统。在一个示例中,方法包括除基于压缩机压力比之外还基于车辆速度而调整压缩机喘振线。例如,在高于阈值车辆速度的较高的车辆速度下,较不积极的喘振线校准可以被利用,以便提高驾驶性能,而在低于阈值车辆速度的较低的车辆速度下,较积极的喘振线校准可以用于NVH减轻。

Description

用于喘振控制的方法和系统
技术领域
本申请涉及适于发动机系统中的喘振线校准的方法和系统,该发动机系统配置有连续可变的压缩机再循环阀以改善喘振控制。
背景技术
发动机系统可以配置有升压设备(诸如涡轮增压器或机械增压器),用于提供升压空气充气并提高峰值功率输出。压缩机的使用允许较小排量的发动机提供与较大排量的发动机一样多的功率,但具有额外的燃料经济益处。然而,压缩机易于喘振。例如,当操作者松开加速器踏板时,发动机进气节气门闭合,从而导致减小的前向流量通过压缩机和喘振的可能。因此,喘振除了引起驾驶性能和特性问题之外,还能够导致NVH问题,诸如来自发动机进气系统的不期望的噪声。例如,在硬喘振期间,压缩机允许空气通过压缩机暂时回流,这导致快速的高振幅振荡,而在软喘振期间,经历较小的压力振荡。
导致硬喘振的压缩机工作点能够在压缩机映射图上被识别,压缩机映射图按压缩机压力比对压缩机流率而绘制。如果压缩机的工作点移动至“喘振线”的左侧,则发生硬喘振。因此,发动机控制器旨在调整压缩机操作以避开喘振线的左侧的硬喘振区域。当压缩机映射图上的恒定的压缩机转速线具有正斜率时,软喘振经常发生。虽然软喘振表征为稳态状况期间压力和流量的小振幅振荡,但是当振幅足够大时,软喘振振荡也能够导致听得见的NVH和/或驾驶性能问题。另一个压缩机NVH问题被称为“踩加速器踏板啸叫”,通常在踩加速器踏板期间发生。
为了解决任一形式的压缩机喘振以及踩加速器踏板啸叫,发动机系统可以包括压缩机再循环阀(CRV),诸如在压缩机两端耦接的连续可变的压缩机再循环阀(CCRV)。这种阀的一个示例由Narayanan等人在专利申请US20120328410中示出。响应于任何喘振指示,阀的开度可以增加,从而将一部分空气从压缩机出口再循环至压缩机入口并使升压压力快速衰减。产生的压缩机流量的增加和压缩机压力比的减小使压缩机的工作点移动远离喘振线。CCRV还能够用于避开在踩加速器踏板期间通过有区别地校准喘振线而导致不期望的噪声水平的啸叫映射图上的区域。
发明内容
然而,本发明人在此已经认识到在喘振线校准期间可以发生的潜在问题。具体地,被校准以减少软喘振和踩加速器踏板啸叫的喘振线可以导致扭矩损失。作为一个示例,被校准以避开软喘振区域和/或踩加速器踏板啸叫区域的喘振线可以导致其中存在不充分的可用于产生升压的涡轮功率的压缩机工作点。因此,这可以导致扭矩损失。例如,如果CCRV被打开以阻止压缩机的工作点横跨至积极校准(aggressivelycalibrated)的喘振线的左侧,则升压压力和发动机扭矩输出可以在踩加速器踏板的情况下达不到需求的扭矩。这能够降低车辆特性并劣化车辆驾驶性能。
在一个示例中,上述问题可以通过一种用于升压发动机的方法来解决,该方法包含:依据车辆速度的函数来适应(adapting)车辆操作期间压缩机映射图的喘振线。以此方式,踩加速器踏板啸叫能够被解决,而不会在踩加速器踏板的情况下降低升压发动机性能。
作为一个示例,发动机系统可以包括压缩机,其具有使压缩机的出口(例如,耦接到压缩机的增压空气冷却器的上游或下游)耦接至压缩机的入口的压缩机再循环路径。通过再循环路径的流量可以经由连续可变阀控制。发动机控制器可以在稳态和瞬态发动机工况期间基于进气流量的变化而连续地调整阀的位置,以便维持压缩机流率处于或高于喘振抑制的流率(即,压缩机的喘振极限(例如,硬喘振线)处的压缩机流率)。此外,控制器可以基于包括车辆速度以及压缩机压力比的车辆工况而连续地适应压缩机映射图上的喘振线。具体地,当车辆以较低的车辆速度操作时,喘振线可以被更积极地校准,而当车辆以较高的车辆速度操作时,喘振线可以被较不积极地(lessaggressively)校准。在高于阈值车辆速度的较高的车辆速度下,道路和风噪声可以掩盖涡轮啸叫噪声。因而,在较高的车辆速度下,以较不积极的校准适应的第一喘振线可以被利用,以便比NVH减少更优先地考虑驾驶性能。在低于阈值车辆速度的较低的车辆速度下,道路和风噪声可能不足以掩盖涡轮啸叫噪声。因而,在较低的车辆速度下,当驾驶性能问题较低时,具有较积极(moreaggressive)的校准的第二喘振线可以被利用,以便减轻NVH问题。因此,响应于在低于阈值车辆速度的车辆速度到高于阈值的车辆速度下发生踩加速器踏板,踩加速器踏板啸叫可以通过调整CCRV的开度以在以较积极的校准适应的第一喘振线(例如,以较高的压缩机流率)外操作压缩机而被减少。相比之下,在高于阈值车辆速度的车辆速度到低于阈值车辆速度的较低的车辆速度下发生松加速器踏板期间,松加速器踏板喘振可以通过调整CCRV的开度以在以较不积极的校准适应的不同的第二喘振线(例如,以较高的压缩机流率)外操作压缩机而被减少。在一个示例中,压缩机可以在CCRV调整之后被操作至对应的喘振线的右侧。在每个驱动循环下,喘振线的适应和实际喘振(或啸叫)的发生可以被学习,以便更新喘振线校准表。在一些示例中,喘振线可以基于发动机转速被进一步适应。
以此方式,压缩机喘振线可以被依据车辆速度的函数校准,以便在较高的车辆速度状况下利用车辆噪声以掩盖啸叫噪声,同时在较低的车辆速度下优先执行NVH减轻。因此,可以提供在驾驶性能和NVH减少之间实现平衡折中的技术效果,从而在宽范围的工况下提高消费者满意度。
附图说明
图1示出包括压缩机再循环阀的示例升压发动机系统。
图2示出包括基于压缩机再循环流量的车辆响应的示例压缩机映射图。
图3示出响应于积极的喘振线校准的示例踩加速器踏板性能。
图4A示出包括以不同的积极程度校准的多条喘振线的示例压缩机映射图。
图4B示出包括在图4A的每条喘振线处的发动机性能的示例制动扭矩曲线。
图5A示出描述了根据本公开的基于车辆速度、发动机转速和压缩机压力比而调整喘振线的第一示例方法的框图。
图5B示出描述了根据本公开的基于车辆速度、发动机转速和压缩机压力比而调整喘振线的第二示例方法的框图。
图5C示出描述了根据本公开的基于车辆速度、发动机转速和压缩机压力比而调整喘振线的第三示例方法的框图。
图6A示出说明了根据本公开的用于校准喘振线和基于校准的喘振线调整压缩机再循环阀的示例方法的高水平流程图。
图6B示出说明了根据本公开的用于确定图6A中示出的喘振线的校准期间被应用的校准类型的示例方法的高水平流程图。
图7示出根据本公开的在瞬态发动机工况期间用于调整压缩机再循环阀的高水平流程图。
图8示出根据本公开的包括喘振线调整、发动机性能和NVH响应的示例顺序。
具体实施方式
下面的描述涉及用于校准包括在升压发动机系统(诸如图1的系统)中的压缩机的压缩机映射图(诸如图2中示出的映射图)的喘振线的系统和方法。例如,当喘振线被积极地校准以避免压缩机在如图3-4B所图示说明的噪声、振动和粗糙性(NVH)减少的软喘振区域中操作时,驾驶性能可以被降低。为了在驾驶性能和NVH减轻之间实现平衡折中,控制器可以经配置以执行控制程序,诸如图6A-7的程序,以便除了压缩机压力比之外还基于车辆速度和/或发动机转速来调整喘振线的校准。另外,控制器可以根据图5A-5C的方法调整校准以基于车辆速度和/或发动机转速而确定压缩机的最终喘振线。图8示出了基于车辆速度和/或发动机转速的喘振线的示例校准。
图1示出了包括多汽缸内燃发动机10以及双涡轮增压器120和130的示例涡轮增压发动机系统100的示意性描述。作为一个非限制性示例,发动机系统100能够被包括为载客车辆的推进系统的一部分。发动机系统100能够经由进气通道140接收进气。进气通道140能够包括空气滤清器156。发动机系统100可以是分离式发动机系统,其中进气通道140在空气滤清器156的下游分支成第一分支进气通道和第二分支进气通道,每个进气通道均包括涡轮增压器压缩机。在生成的配置中,至少一部分进气经由第一分支进气通道142被引导至涡轮增压器120的压缩机122,并且至少另一部分进气经由进气通道140的第二分支进气通道144被引导至涡轮增压器130的压缩机132。
由压缩机122压缩的总进气的第一部分可以经由第一平行分支进气通道146被供应至进气歧管160。以此方式,进气通道142和146形成发动机的进气系统的第一组合分支。类似地,总进气的第二部分可以由压缩机132压缩,并且可以经由第二平行分支进气通道148被供应至进气歧管160。因此,进气通道144和148形成发动机的进气系统的第二组合分支。如图1所示,来自进气通道146和148的进气在到达进气歧管160之前能够经由共用进气通道149重新组合,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(MCT)的进气歧管温度传感器183,每个传感器均与控制器12通信。共用进气通道149可以包括增压空气冷却器154和进气节气门158。进气节气门158的位置能够经由通信地耦接至控制器12的节气门致动器(未示出)来调整。节气门入口压力(TIP)传感器173可以在进气节气门158上游和空气冷却器154下游的位置处耦接至共用进气通道149。另外,TIP传感器173可以位于压缩机122和132的下游。节气门入口压力也被称为升压压力或充气压力,其可以由TIP传感器173估计。在一个示例中,TIP传感器可以被利用以基于来自TIP传感器的信号的频率和/或振幅来确定压缩机喘振状况。因此,TIP传感器可以具有大于100赫兹的带宽,该带宽可以适于检测压缩机喘振。
压缩机再循环通道150可以被提供用于压缩机喘振控制。具体地,为了减少压缩机喘振,诸如在驾驶员松加速器踏板时,升压压力可以从空气冷却器154下游和进气节气门158上游的进气歧管被释放至进气通道140(特别地,在空气滤清器156下游以及进气通道142和144的接合点上游)。通过使升压空气从进气节气门入口的上游流动到压缩机入口的上游,能够避开喘振区域。
通过压缩机再循环通道150的流量可以通过调整定位在其中的压缩机再循环阀152(CRV152)的位置来调节。CRV152也可以被称为压缩机喘振阀、压缩机旁通阀(CBV)、导流阀等。在所描述的示例中,压缩机再循环阀152可以是连续可变阀,其位置能够被调整至完全打开的位置、完全闭合的位置或其间的任何位置。因此,压缩机再循环阀152在本文中也可以被称为连续可变的压缩机再循环阀或CCRV。在所描述的示例中,CCRV152被配置为节流阀,但是在其它实施例中,CCRV可以被有区别地配置(例如,配置为提升阀)。因此,CCRV152可以包括节气门(例如,作为节流板)以及用于向控制器12传递CCRV的节气门的位置变化的位置传感器。用于CCRV(或简单的CRV)的节气门的位置传感器也可以被称为节气门位置传感器(TPS)或CCRV节气门位置传感器。应当认识到,虽然CCRV被示出配置用于图1中的V-6双涡轮增压发动机,但是CCRV也可以类似地用于其它发动机配置,诸如用于I-3、I-4、V-8和具有一个或多个涡轮增压器的其它发动机配置。
在可替代配置中,压缩机再循环通道可以被定位为使得压缩空气从空气冷却器154的上游流动到压缩机122和132上游的位置。在另一种配置中,存在两条再循环路径,每条路径均具有再循环阀,每条路径均被定位为使得压缩空气从压缩机出口行进到压缩机入口。还应当认识到,本文描述的方法可以用于非连续可变的压缩机再循环阀。
在额定发动机工况期间,连续可变的压缩机再循环阀152可以保持常闭或接近常闭。在这种位置,阀可以以已知或可忽略的泄漏操作。然后,响应于喘振,CCRV152的开度可以增加。在一些实施例中,一个或多个传感器可以耦接在压缩机再循环通道150中以确定从节气门入口传送至进气通道的再循环流的质量。各种传感器可以包括例如压力、温度和/或流量传感器。
在可替代的实施例中,压缩机再循环阀可以被配置为可调整到完全闭合的位置和完全打开的位置中的一个的双位置阀。然而,可以通过使用CCRV提高升压调节。此外,通过协调CCRV的操作和废气门的操作,升压响应和喘振裕度能够提高。因此,CCRV152的打开或闭合对升压压力的影响可以基本是即时的。这允许快速的升压和喘振控制。
发动机10可以包括多个汽缸14。在所描述的示例中,发动机10包括以V型配置布置的六个汽缸。具体地,六个汽缸被布置在两排上,即第一排13和第二排18,其中每排均包括三个汽缸。在可替代示例中,发动机10能够包括两个或更多个汽缸,诸如4、5、8、10或更多个汽缸。这些不同的汽缸能够被均等地划分并布置为可替代配置,诸如V型、直线型、箱型配置等。每个汽缸14均可以配置有燃料喷射器166。在所描述的示例中,燃料喷射器166是直接汽缸内喷射器。然而,在其它示例中,燃料喷射器166能够被配置为基于进气道的燃料喷射器。
经由共用进气通道149被供应到每个汽缸14(在本文中也被称为燃烧室14)的进气可以用于燃料燃烧且燃烧产物然后可以经由特定排的平行的排气通道排出。在所描述的示例中,发动机10的第一排汽缸13能够经由第一平行排气通道17排出燃烧产物,且第二排汽缸18能够经由第二平行排气通道19排出燃烧产物。第一平行排气通道17和第二平行排气通道19中的每个均可以进一步包括涡轮增压器涡轮。具体地,经由排气通道17排出的燃烧产物能够被引导通过涡轮增压器120的排气涡轮124,涡轮增压器120转而能够经由轴126向压缩机122提供机械功,以便对进气提供压缩。可替代地,流过排气通道17的排气中的一些或全部能够经由涡轮旁通通道123绕过排气涡轮124,其中涡轮旁通通道123由废气门128控制。类似地,经由排气通道19排出的燃烧产物能够被引导通过涡轮增压器130的排气涡轮134,涡轮增压器130转而能够经由轴136对压缩机132提供机械功,以便对流过发动机的进气系统的进气通道144的第二分支的进气提供压缩。可替代地,流过排气通道19的排气的一些或全部能够经由涡轮旁通通道133绕过排气涡轮134,其中涡轮旁通通道133由废气门138控制。
在一些示例中,排气涡轮124和134可以被配置为可变几何形状涡轮,其中控制器12可以调整涡轮叶轮叶片(或轮叶)的位置以改变从排气流获取并被传递至其相应压缩机的能量的水平。可替代地,排气涡轮124和134可以被配置为可变喷嘴涡轮,其中控制器12可以调整涡轮喷嘴的位置以改变从排气流获取并被传递至其相应压缩机的能量的水平。例如,控制系统可以经配置以经由相应的致动器独立地改变排气涡轮124和134的轮叶或喷嘴位置。
在第一平行排气通道17中的排气可以经由分支平行排气通道170被引导至大气,同时在第二平行排气通道19中的排气可以经由分支平行排气通道180被引导至大气。排气通道170和180可以包括一个或多个排气后处理设备(诸如催化剂)和一个或多个排气传感器(未示出)。
每个汽缸14的进气门和排气门的位置可以经由耦接到气门推杆的液压致动的挺柱或经由其中使用凸轮凸角的凸轮廓线变换机构来调节。在该示例中,每个汽缸14的至少进气门可以使用凸轮致动系统通过凸轮致动来控制。具体地,进气门凸轮致动系统25可以包括一个或多个凸轮,并且可以对进气门和/或排气门利用可变凸轮正时或升程。在可替代实施例中,进气门可以通过电动气门致动来控制。类似地,排气门可以通过凸轮致动系统或电动气门致动来控制。凸轮致动系统可以包括安装在一个或多个凸轮轴上的一个或多个凸轮,且可以利用可以由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。
发动机系统100可以至少部分地由包括控制器12的控制系统15控制,并且由车辆操作者190经由输入设备192的输入控制。在该示例中,输入设备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。
控制系统15被示为接收来自多个传感器16(本文描述的传感器的各种示例)的信息并向多个致动器81发送控制信号。作为一个示例,传感器16可以包括TIP传感器173、湿度传感器、MAP传感器182和MCT传感器183。在一些示例中,用于估计节气门空气温度(TCT)的节气门入口温度传感器可以位于进气节气门158的上游。作为另一个示例,致动器81可以包括CCRV152、燃料喷射器166、进气节气门158和废气门128、138。其它致动器(诸如各种附加气门和节气门)可以耦接到发动机系统100中的各个位置。控制器12可以接收来自各种传感器的输入数据、处理输入数据,并且响应于处理的输入数据而基于对应于一个或多个程序的编程在其中的指令或代码来触发致动器。本文关于图5A-5C和图6-7描述了示例控制程序。
发动机控制器12可以利用映射图(诸如图2的映射图)以识别压缩机是否正在喘振区域中或喘振区域周围操作。特别地,图2的映射图200示出了在不同的压缩机流率(沿X轴线)下压缩机压力比(沿Y轴线)的变化。映射图包括表示恒定的压缩机转速的轮廓线205。线202表示喘振线。在喘振线202的左侧的压缩机操作导致在硬喘振区域204(阴影区域)中的操作。因此,在硬喘振区域204中的压缩机操作导致令人反感的NVH和发动机性能的潜在劣化。硬喘振能够在发动机气流要求突然减小时的瞬态状况期间发生,诸如在操作者松加速器踏板期间。这种状况通常需要压缩机出口压力的快速减小和/或充足的压缩机流率以避免喘振。当期望进入该区域时,压缩机再循环阀可以被打开以保持远离喘振线202的压缩机操作。即,压缩机工作点可以保持在喘振线202的右侧。例如,通过打开压缩机再循环阀,压缩机流率可以增加且压缩机出口压力可以减小。因此,压缩机工作点可以保持在喘振线202的右侧。
软喘振能够发生在压缩机映射图的软喘振区域206中,其中在该示例中,压缩机转速线具有正斜率。软喘振表征为在稳态状况期间压力和流量的小振幅振荡。当振荡的振幅和频率增加超过阈值时,听得见的NVH和驾驶性能问题增加。为了避免软喘振区域中的压缩机操作,喘振线可以被更积极地校准。因此,CRV可以打开以增加流量,以便将压缩机操作移动至喘振线的右侧。
在喘振线的右侧操作压缩机(即,在比喘振线更高的流率下操作压缩机)所需要的期望的压缩机再循环阀流量(即,通过压缩机再循环阀的期望的再循环流量)可以通过利用以下等式来确定:
m · c r v = m · S L - m · t h r
其中是期望的压缩机再循环阀流量,是估计的发动机节气门流量,且是在喘振线的右侧操作压缩机所需要的最小压缩机流量。因此,可以被限定为包括考虑零件到零件变化和/或可以影响可发生硬喘振或软喘振的压缩机状态的其它噪声因素的合适裕度。
另外,CRV可以被利用以避免在踩加速器踏板期间可以发生的踩加速器踏板啸叫状况。踩加速器踏板啸叫状况与软喘振密切相关,且可以导致不期望的噪声,从而在踩加速器踏板期间导致增加的NVH和驾驶性能问题。为了避免可以导致踩加速器踏板啸叫的映射图上的区域中的压缩机操作,喘振线可以被更积极地校准,以便在易于踩加速器踏板啸叫的区域中打开CRV,该区域可以包括软喘振区域206。即,喘振线可以更大程度地移动到压缩机映射图的右侧。在一个示例中,积极地校准喘振线可以包括移动喘振线202越过软喘振区域(即,到软喘振区域的右侧)。通过打开CRV,压缩机流量可以增加。因此,压缩机操作可以移动到积极地校准的喘振线的右侧。当CRV闭合时,在踩加速器踏板期间的示例压缩机操作由线208描述。当不存在压缩机再循环时(即,当CRV闭合时),压缩机在踩加速器踏板期间在导致踩加速器踏板啸叫的软喘振区域中操作。当CRV打开时,在踩加速器踏板期间的示例压缩机操作由线207描述。当再循环流量增加时(例如,通过打开CRV),压缩机在软喘振区域的右侧操作。因此,压缩机操作移动远离软喘振区域,且踩加速器踏板啸叫减少。例如,为了减轻硬喘振、软喘振和踩加速器踏板啸叫状况,可能期望的是无论在何时均可以将压缩机操作保持在硬喘振区域204和软喘振区域206两者之外(即,处于无喘振区域209中),包括在稳态和瞬态发动机工况期间。因而,喘振线可以被更积极地校准。换言之,喘振线可以被校准,使得喘振线在压缩机映射图上被定位成更朝向右侧。例如,在给定的压缩机压力比下,更积极校准的喘振线上的第一对应工作点的第一压缩机流率可以大于较不积极校准的喘振线上的第二对应工作点的第二压缩机流率。然而,如果喘振线被更积极地校准,则不充足的涡轮功率可以用于产生期望的升压,从而导致扭矩损失。
图3示出了响应于积极的喘振线校准的踩加速器踏板性能的示例性降低。具体地,图3示出了描述在喘振线被积极校准时的踩加速器踏板状况期间的示例发动机性能的操作顺序300。图3在曲线302处图示说明了期望的升压压力、在曲线304处图示说明了实际的升压压力、在曲线306处图示说明了期望的制动扭矩、在曲线308处图示说明了实际的制动扭矩和在曲线310处图示说明了CCRV打开量。竖直标记t0-t2表示在该顺序期间感兴趣的时间。在下面讨论的所有曲线中,X轴线表示时间且时间从每条曲线的左侧到每条曲线的右侧增加。
从图3的顶部的第一曲线表示升压压力对时间,其中Y轴线表示升压压力且升压压力沿Y轴线的箭头方向增加。
从图3的顶部的第二曲线表示制动扭矩对时间,其中Y轴线表示沿Y轴线的箭头方向增加的制动扭矩。
从图3的顶部的第三曲线表示CCRV开度对时间,其中CCRV开度沿Y轴线的箭头方向增加。
在时间t1处,响应于踩加速器踏板事件,期望的升压压力和期望的扭矩可以增加。然而,由于积极的喘振线校准,这些请求可以引起压缩机工作点移动到喘振线的左侧。为了保持压缩机操作远离喘振线的左侧区域,CCRV可以被命令打开(在t2处)。通过打开CCRV,压缩机流量可以增加。因此,压缩机的工作点可以移动到积极校准的喘振线的右侧并进入非喘振区域。然而,由于响应于踩加速器踏板而增加CCRV开度(作为积极的喘振线校准的结果),实现期望的升压压力所需要的涡轮能量增加且可以超过可用能量。因此,实际的升压和扭矩可以未达到期望值,从而导致降低的发动机性能。本发明人在此已经认识到随着喘振线校准的积极程度的增加,发动机扭矩输出可以减小。
图4A和图4B示出了随着喘振线校准积极性的变化的扭矩的示例性变化。具体地,图4A示出了指示在不同的压缩机流率(沿X轴线)下压缩机压力比(沿Y轴线)的变化的映射图400a。映射图400a包括表示不同的压缩机转速的轮廓线205以及喘振线402、404和406,每条喘振线具有不同程度的积极性。例如,喘振线406比喘振线404更积极地校准,且喘振线404比喘振线402更积极地校准。
图4B示出了指示在基于喘振线校准的不同发动机转速下发动机制动扭矩(沿Y轴线)的变化的映射图400b。例如,曲线408示出当利用喘振线402时发动机制动扭矩相对于发动机转速的变化,曲线410示出当利用喘振线404时发动机制动扭矩相对于发动机转速的变化,而曲线412示出了当利用喘振线406时发动机制动扭矩相对于发动机转速的变化。如本文在图4A和图4B中所描述的,随着喘振线校准的积极程度的增加,特别是在发动机操作处于低到中等发动机转速期间,发动机扭矩输出可以减小。例如,当在工作点403处操作压缩机时,如果较不积极的喘振线(例如,喘振线402)被利用,则工作点403被定位在较不积极的喘振线402的右侧。因此,可能不需要喘振减轻操作,诸如打开压缩机再循环阀以便将工作点移动到喘振线的右侧。
然而,如果较积极校准的喘振线(例如,喘振线404或喘振线406)被利用(例如,以便避开软喘振区域和避免踩加速器踏板啸叫状况),则压缩机工作点403被定位在喘振线404和406的左侧。因而,压缩机可以被确定为在喘振区域中操作,且因此压缩机再循环阀可以被打开,以便增加压缩机流量,从而将工作点移动到喘振线404和406的右侧,进而减轻喘振状况。然而,通过打开压缩机再循环阀,升压压力可以减小并且因此扭矩输出可以被减小。
本发明人在此已经认识到在车辆速度大于阈值车辆速度的车辆工况期间,道路和风噪声可以掩盖涡轮啸叫噪声。因而,为了提高发动机扭矩输出并优先考虑驾驶性能而不是NVH,在大于阈值车辆速度的高车辆速度状况期间,喘振线可以被较不积极地校准。即,压缩机喘振线校准可以基于车辆速度,使得较不积极的校准可以在高于阈值车辆速度的高车辆速度下执行。通过较不积极地校准喘振线,可以不需要打开压缩机再循环阀以将流再循环穿过压缩机,以便在喘振线的右侧操作压缩机。因此,升压压力和扭矩输出可以满足需求,且因此驾驶性能和踩加速器踏板性能可以被提高。在一些示例中,在高于阈值车辆速度的车辆速度下,当较不积极地校准的喘振线被使用时,压缩机再循环阀可以被打开以在较不积极校准的喘振线的右侧操作压缩机。然而,在较不积极校准的喘振线的右侧操作压缩机所要求的压缩机再循环阀的开度可以小于在较积极校准的喘振线的右侧操作压缩机所要求的压缩机再循环阀的开度。然而,当以低车辆速度操作时,充足的道路和风噪声可能不可用于掩盖啸叫噪声。因而,在低车辆速度下,扭矩输出可以被交换以改善NVH,且因此较积极的喘振线校准可以被利用。
类似地,当发动机转速大于阈值发动机转速时,发动机噪声可以掩盖涡轮啸叫噪声。因而,在大于阈值发动机转速的高发动机转速状况期间,喘振线可以被较不积极地校准。即,压缩机喘振线校准可以基于发动机转速,使得较不积极的校准可以在高发动机转速下执行。因此,扭矩输出和驾驶性能可以在高发动机转速下被提高。
另外,本发明人已经认识到踩加速器踏板啸叫噪声可以不在非常低的发动机转速下发生,且啸叫噪声在以低到中等发动机转速操作时的踩加速器踏板期间被观察到。因此,如果喘振线被较积极地校准,则低端扭矩(low-endtorque)(即,在非常低的发动机转速下的扭矩)可能是不必要的损失。因而,由于啸叫噪声可以不在非常低的发动机转速下开始的踩加速器踏板期间发生,因此当发动机正在非常低的发动机转速下操作时,较不积极的喘振线校准可以被执行,以便提高驾驶性能。然而,啸叫噪声可以在低到中等发动机转速下发生的踩加速器踏板期间被增加。因而,当在低到中等发动机转速区域中操作时,较积极的喘振线校准可以被利用,以便减少由于踩加速器踏板啸叫状况而发生的NVH问题。
综合考虑,本发明人已经认识到喘振线可以依据除了压缩机压力比的函数之外的车辆速度和/或发动机转速的函数而被校准。即,当以高车辆速度、高发动机转速和非常低的发动机转速操作车辆时,较不积极的喘振线校准可以被利用。当以低车辆速度和低到中等发动机转速操作车辆时,较积极的校准可以被利用。另外,喘振线校准可以基于压缩机压力比。将关于图5A-5C的机构、图6A-7的程序和图8的示例进一步详述基于除了压缩机压力比之外的车辆速度和/或发动机转速校准喘振线的细节。
噪声到驾驶室的传输是非常依赖车辆的。在一些应用中,喘振线可以仅基于车辆速度被校准。在另一些应用中,喘振线可以仅基于发动机转速被校准。在又一些应用中,喘振线可以基于车辆速度和发动机转速两者被校准。实施的方法将取决于各种噪声的水平,例如啸叫、发动机噪声、风噪声等。
以此方式,通过依据车辆速度和/或发动机转速的函数校准喘振线以便在高车辆速度和发动机转速状况下利用车辆噪声和发动机噪声来掩盖啸叫噪声,驾驶性能可以被提高。另外,通过在车辆和发动机噪声不足以掩盖啸叫噪声时优先考虑NVH减少,可以在驾驶性能和NVH减少之间实现平衡的折中,从而在宽范围的工况下提高消费者满意度。
图5A、图5B和图5C示出了图示说明基于车辆速度、发动机转速和压缩机压力比获得期望的最终喘振线的示例方法的框图。具体地,图5A示出了通过利用一个或多个查询表而获得期望的最终喘振线的方法500a,图5B示出了通过经由查询表混合一个或多个喘振线校准而获得期望的喘振线的方法500b;和图5C示出了通过对两个查询表的输出求和而获得期望的最终喘振线的方法500c。
现转至图5A,方法500a可以包括使用第一查询表502,其依据发动机转速和压力比的函数。第一查询表502的输出503可以被用作到第二查询表504的输入,第二查询表504依据车辆速度的函数。第二查询表504可以将车辆速度接收作为另一个输入。对于给定的压力比、发动机转速和车辆速度,期望的最终喘振线可以被获得以作为第二查询表504的输出。
在一些示例中,压力比和车辆速度可以被用作到第一查询表502的输入,且第一查询表的输出和车辆速度可以被用作到第二查询表504的输入。
现转至图5B,方法500b可以包括利用包括积极的喘振线校准和非积极的喘振线校准的两种喘振线校准,其中积极的喘振线校准和非积极的喘振线校准两者均基于压缩机压力比。例如,第一查询表506可以被利用以产生基线喘振线(SL1)而不用积极的校准,且第二查询表510可以被利用以产生积极的喘振线(SL2)而不用积极的校准。随后,基线喘振线(SL1)和积极的喘振线(SL2)可以经由查询表依据发动机转速和车辆速度的加权函数被混合以获得期望的最终喘振线。例如,混合变量α可以依据发动机转速和车辆速度的函数被确定,且混合函数可以被定义为SL1α+SL2(1-α)。另外,混合变量的值可以在0和1之间变化。
在一个示例中,最终喘振线校准的积极程度可以基于混合变量α的值而变化。例如,随着混合变量α的值减小,积极程度可以增加。作为一个示例,当混合变量相对于当混合变量的值为1时的校准具有数值0时,最终喘振线可以被更积极地校准。
转至图5C,方法500c可以包括利用包括发动机转速和压力比作为输入的查询表514,以及利用包括车辆速度和压力比作为输入的查询表518。可以对表514的输出515和表518的输出517求和以获得最终喘振线。
应当认识到,虽然本文图示说明的示例示出了基于车辆速度和发动机转速的喘振线的校准,但是在一些示例中,喘振线可以仅依据车辆速度的函数被校准。在又一些示例中,喘振线可以仅依据发动机转速的函数被校准。
在一个示例中,获得期望的最终喘振线所要求的校准的积极程度可以基于压力比、发动机转速和车辆速度。因此,图5A、图5B和图5C的方法可以利用压力比、发动机转速和车辆速度以确定获得期望的最终喘振线所要求的校准的积极程度。例如,在大于阈值车辆速度的较高的车辆速度下和/或在大于第一阈值发动机转速的较高的发动机转速下,较不积极的校准可以被实施以获得最终喘振线。另外,在小于第二阈值发动机转速的非常低的发动机转速下,较不积极的校准可以被实施以获得最终喘振线。然而,在小于阈值车辆速度的低车辆速度下以及在第一阈值发动机转速和第二阈值发动机转速之间的发动机转速下,较积极的校准可以被实施以获得最终喘振线。将关于图6A和图6B进一步详述确定用于获得基于车辆速度和/或发动机转速的最终喘振线的校准类型(较积极或较不积极)的细节。
在一个示例中,图5A-5C的方法提供了用于升压发动机的方法,该方法包含:依据车辆速度的函数适应车辆操作期间压缩机映射图的喘振线,其中喘振线被进一步依据发动机转速和压缩机压力比的函数而适应。该方法进一步包括:其中所述适应包括在低于阈值车辆速度的车辆速度下,以较积极的校准适应喘振线,并且在高于阈值车辆速度的车辆速度下,以较不积极的校准适应喘振线;以及其中通过一个或多个车辆驱动循环学习喘振线适应。此外,该方法包括:其中适应喘振线包括适应压缩机映射图的硬喘振区域和软喘振区域中每个的边界。
另外,该方法包括:其中所述适应包括连续使用第一查询表和第二查询表,其中发动机转速、压力比和车辆速度中的两个被输入到第一查询表内,并且第一查询表的输出以及发动机转速、压力比和车辆速度中剩余的部分作为到第二查询表的输入,并且其中第二查询表的输出被用于适应喘振线。
此外,该方法包括:其中所述适应包括依据压缩机压力比的函数确定第一较积极的喘振线校准,依据压缩机压力比的函数确定第二较不积极的喘振线校准;和依据车辆速度和发动机转速的加权函数混合第一和第二喘振线校准。
此外,该方法包括:其中所述适应包括基于第一查询表的第一输出和第二查询表的第二输出的和来确定最终喘振线,并且其中第一查询表依据发动机转速和压缩机压力比的函数而获得,而第二查询表依据车辆速度和压缩机压力比的函数而获得。
该方法可以进一步包含:在车辆操作期间调整连续可变的压缩机再循环阀的开度以维持压缩机操作处于比适应的喘振线的压缩机流率更高的压缩机流率,其中所述调整包括基于发动机工况而估计期望的节气门质量流量、基于适应的喘振线而估计阈值压缩机流率和基于期望的节气门质量流量和阈值流率之间的差而调整CCRV的开度。
另外,该方法包括:其中依据车辆速度的函数适应喘振线包括在低于阈值车辆速度的较低的车辆速度到高于阈值车辆速度的较高的车辆速度下发生踩加速器踏板期间以较积极的校准适应喘振线和在从较高的车辆速度到较低的车辆速度的松加速器踏板期间以较不积极的校准适应喘振线。
在另一个示例中,用于升压发动机的方法可以包含在车辆操作期间仅依据发动机转速的函数适应压缩机映射图的喘振线。
在又一个示例中,用于升压发动机的方法可以包含在车辆操作期间依据车辆速度和发动机转速两者的函数适应压缩机映射图的喘振线。
现转至图6A,其示出了基于校准的喘振线调整压缩机再循环阀(例如,图1中的再循环阀152)的开度的示例方法600。图6的方法可以作为存储在非临时性存储器中的可执行指令包括在图1的系统中。
在602处,方法600包括估计和/或测量发动机工况。估计的状况可以包括例如发动机转速(Ne)、车辆速度(Vs)、扭矩需求、升压压力、MAP、MAF、发动机温度、燃烧空燃比(AFR)、排气催化剂温度、环境状况等。
在604处,方法600包括基于车辆速度、发动机转速和压缩机压力比中的每个而适应压缩机喘振线。具体地,喘振线可以基于车辆速度、发动机转速和压缩机压力比而被调整。图5A、图5B和图5C已经提供了适应喘振线的细节。将关于图6B进一步详述另一种方法。
在适应喘振线后,方法600可以前进到606。在606处,方法600包括基于工况而估计节气门质量流量。例如,节气门质量流量可以基于传感器输出(例如,MAP传感器输出)或期望的节气门质量流量而被估计。另外,在606处,方法600可以包括基于节气门质量流率和压缩机喘振极限而估计期望的压缩机流率(或阈值流率)。因此,期望的压缩机流率(或阈值流率)可以是喘振抑制的压缩机流率,该喘振抑制的压缩机流率基于压缩机的喘振极限并考虑噪声因素(诸如可以影响发生硬喘振或软喘振的压缩机状态的零件到零件的变化)。
接着,在608处,方法600包括基于节气门质量流率而调整压缩机再循环阀的开度以提供在喘振线的右侧操作压缩机的期望的压缩机流率。应当认识到,节气门质量流量和期望的压缩机流率的估计可以在所有发动机工况期间包括在稳态和瞬态状况期间被执行。通过根据维持压缩机流率处于或高于期望的压缩机流率而连续地估计节气门质量流量并调整压缩机再循环流量,压缩机状态可以被维持在硬喘振区域和软喘振区域之外(具体地,在硬喘振区域和软喘振区域的右侧)。
在一个示例中,控制器可以基于歧管压力传感器或期望的节气门流率而估计节气门质量流率并基于压缩机的(硬)喘振极限而计算喘振抑制的压缩机流率。控制器然后可以基于喘振抑制的压缩机流率和节气门质量流率之间的差而确定期望的压缩机再循环率(即,经由第一再循环路径和第二再循环路径的任何组合穿过压缩机的净再循环流率)。
图6B示出了用于基于车辆速度和/或发动机转速来适应压缩机喘振线(例如,图2中的喘振线202)的示例方法。适应压缩机喘振线可以包括基于车辆速度和/或发动机转速而确定积极性的水平(在本文中也被称为积极程度)。例如,喘振线可以基于车辆速度和/或发动机转速状况而较积极或较不积极。通过实施较不积极的校准,可以优先于NVH考虑驾驶性能。通过实施较积极的校准,NVH减少可以被优先考虑。图6B的方法可以作为存储在非临时性存储器中的可执行指令包括在图1的系统中。
在612处,方法600包括估计和/或测量发动机工况。估计的状况可以包括例如发动机转速(Ns)、车辆速度(Vs)、扭矩需求、升压压力、MAP、MAF、发动机温度、燃烧空燃比(AFR)、排气催化剂温度、环境状况(例如,BP)等。
接着,在614处,方法600包括确定车辆速度是否大于阈值车辆速度。如果答案为是,则方法600可以前进到620。在620处,方法600可以包括应用较不积极的校准来调整喘振线。例如,在较高的车辆速度下(例如,在大于阈值车辆速度的车辆速度下),道路和风噪声可以掩盖涡轮啸叫噪声。因而,较不积极的校准可以被使用,以便优先于NVH考虑驾驶性能。较不积极的校准可以包括将喘振线调整到压缩机映射图上的基线喘振线的左侧。即,德尔塔(delta)调整可以在基线喘振线上执行,使得整个喘振线可以移动到压缩机映射图的左侧,从而导致与基线喘振线的左侧区域相比,适应的喘振线的左侧区域的减小。在一个示例中,基线喘振线可以是基于组件基准数据的制造商校准的喘振线。在一些示例中,基线喘振线可以是在阈值车辆速度下被校准的喘振线。
另外,在一个示例中,德尔塔调整可以是可校准的常数。在另一个示例中,德尔塔调整可以基于当前车辆速度和阈值车辆速度之间的差,其中德尔塔调整可以随所述差的增加而增加。虽然本文讨论的示例示出了在车辆速度大于阈值时基于车辆速度的德尔塔调整,但是在一些示例中,德尔塔调整可以基于车辆速度和发动机转速。
返回至614,如果确定车辆速度小于阈值速度,则方法600可以前进到616。在616处,方法600包括确定发动机转速是否大于第一阈值发动机转速。如果在616处答案为是,则方法600可以前进到620。在620处,用于调整喘振线的较不积极的校准可以被应用。例如,在较高的发动机转速下(例如,在大于第一阈值的发动机转速下),发动机噪声可以掩盖涡轮啸叫噪声。因而,较不积极的校准可以被使用,以便优先于NVH考虑驾驶性能。较不积极的校准可以包括应用德尔塔调整以将喘振线移动到压缩机映射图上的基线喘振线的左侧。如上所述,在一个示例中,基线喘振线可以是制造商校准的喘振线。在另一个示例中,基线喘振线可以是在阈值发动机转速下被校准的喘振线。
另外,在一个示例中,德尔塔调整可以是校准常数。在一些示例中,德尔塔调整可以基于当前发动机转速和第一阈值发动机转速之间的差,其中德尔塔调整可以随所述差的增加而增加。虽然本文讨论的示例示出了在发动机转速大于第一阈值时基于发动机转速的德尔塔调整,但是在一些示例中,德尔塔调整可以基于车辆速度和发动机转速。
返回至616,如果确定发动机转速小于第一阈值,则方法600可以前进到618。在618处,方法600包括确定发动机转速是否小于第二阈值转速。第二阈值发动机转速可以小于第一阈值发动机转速。如果在618处答案为是,则方法600可以前进到620。在620处,用于调整喘振线的较不积极的校准可以被应用。例如,在非常低的发动机转速下(例如,在小于第二阈值的发动机转速下),压缩机喘振相关的噪声可能不会显著促成NVH。因而,较不积极的校准可以被使用,以便优先于NVH考虑驾驶性能。较不积极的校准可以包括应用德尔塔调整以将喘振线移动到压缩机映射图上的基线喘振线的左侧。如上所述,在一个示例中,基线喘振线可以是制造商校准的喘振线。在另一个示例中,基线喘振线可以是在第二阈值发动机转速下被校准的喘振线。
另外,在一个示例中,德尔塔调整可以是可校准的常数。在一些示例中,德尔塔调整可以基于当前发动机转速和第二阈值发动机转速之间的差,其中德尔塔调整可以随所述差的增加而增加。虽然本文讨论的示例示出了在发动机转速小于第二阈值时基于发动机转速的德尔塔调整,但是在一些示例中,德尔塔调整可以基于车辆速度和发动机转速。
返回至618,如果确定发动机转速大于第二阈值且小于第一阈值,则方法600可以前进到622。在622处,方法600包括应用较积极的喘振线校准。在低到中等发动机转速下(例如,在发动机转速在第一阈值发动机转速和第二阈值发动机转速之间的情况下)和在低车辆速度下(例如,在低于阈值车辆速度的车辆速度下),车辆和/或发动机噪声可能不足以掩盖涡轮啸叫噪声。因而,在低到中等发动机转速下和在低车辆速度下,较积极的喘振线校准可以被应用,以便减轻在瞬态状况期间(例如,在踩加速器踏板期间)可以产生的NVH问题。较积极的喘振线校准可以包括应用德尔塔调整以将喘振线移动到压缩机映射图上的基线喘振线的右侧。在一个示例中,基线喘振线可以是在阈值车辆速度下被校准的喘振线。在另一个示例中,基线喘振线可以是在第一阈值发动机转速下被校准的喘振线。在又一个示例中,基线喘振线可以是在第二阈值发动机转速下被校准的喘振线。
另外,在一个示例中,德尔塔调整可以是可校准的常数。在一些示例中,德尔塔调整可以基于车辆速度和发动机转速。
在基于车辆速度和/或发动机转速校准喘振线后,方法600可以返回至图6A中的步骤606。
在一些示例中,改变积极程度包括最积极的校准、最不积极的校准,和上述两者之间的一个或多个积极程度可以基于车辆速度状况和发动机转速状况而被实施。例如,校准的积极程度可以随车辆速度降低到阈值车辆速度之下而增加,且积极程度可以随车辆速度增加超过阈值车辆速度而减小。另外,校准的积极程度可以随发动机转速减小到第一阈值发动机转速和第二阈值发动机转速之间的发动机转速范围中而增加,且积极程度可以随发动机转速增加超过第一阈值发动机转速和发动机转速降低至第二阈值发动机转速之下而减小。
以此方式,通过在高车辆速度、高发动机转速和/或非常低的发动机转速状况期间利用较不积极的喘振线校准,损失的扭矩可以被恢复,且因此驾驶性能可以被提高。另外,通过在低车辆速度状况和低到中等发动机转速状况期间利用较积极的校准,NVH问题可以被减轻。
图7示出了图示说明用于基于利用较不积极校准的喘振线或较积极校准的喘振线而响应于踩加速器踏板状况来调整压缩机再循环阀的开度的示例方法700的流程图,其中所述利用基于车辆速度和/或发动机转速。图7的方法可以作为存储在非临时性存储器中的可执行指令包括在图1的系统中。
在702处,方法700包括估计和/或测量发动机工况。估计的工况可以包括例如发动机转速、车辆速度、扭矩需求、升压压力、MAP、MAF、发动机温度、燃烧空燃比(AFR)、排气催化剂温度、环境状况(例如,BP)等。
接着,在704处,方法700包括确定是否满足一种或多种速度状况。一种或多种速度状况可以包括车辆速度大于阈值车辆速度、发动机转速大于第一阈值转速和发动机转速小于第二阈值转速。如果满足速度状况中的至少一种,则在704处答案为是,并且方法700前进到706。如果未满足任一速度状况,则在704处答案为否,并且方法700前进到708。
在706处,方法700包括利用较不积极校准的第一喘振线。即,第一喘振线可以被利用以确定使压缩机工作点保持在第一喘振线的右侧所需要的最小压缩机流量。
通过利用在高车辆速度和/或发动机转速下较不积极地校准的第一喘振线,可以优先于NVH减少考虑驾驶性能,因为与高车辆速度和/或发动机转速相关的噪声可以掩盖NVH问题(诸如,在踩加速器踏板期间的踩加速器踏板啸叫噪声)。另外,较不积极地校准的喘振线可以在非常低的发动机转速下被利用以在NVH问题低于阈值时优先考虑驾驶性能。作为一个示例,当较不积极地校准的第一喘振线被利用时,为了在第一喘振线的右侧操作压缩机,可以不需要利用压缩机再循环阀以横跨压缩机再循环流。在一些示例中,小量的压缩机再循环阀开度可以被利用以将压缩机工作点移动到(较不积极校准的)第一喘振线的右侧,该小量的开度可以小于将压缩机工作点移动到较积极校准的喘振线(即,第二喘振线)的右侧可能需要的压缩机再循环阀开度量。因此,对于给定的工作点,当较不积极地校准的喘振线被利用时的扭矩损失可以小于当较积极校准的喘振线被利用时的扭矩损失。
在708处,方法700包括利用较积极地校准的第二喘振线。即,第二喘振线可以被利用以确定使压缩机工作点保持在第二喘振线的右侧所需要的最小压缩机流量。
通过利用较积极地校准的第二喘振线,可以优先于驾驶性能考虑NVH减小,因为与低发动机转速和/或车辆速度相关的噪声可能不足以掩盖由踩加速器踏板啸叫状况导致的NVH。因而,较积极的校准可以用于移动压缩机工作点远离喘振区域进入非喘振区域,从而减少踩加速器踏板啸叫状况。例如,当较积极校准的第二喘振线被利用时,压缩机再循环阀可以被利用以横跨压缩机再循环流,以便在较积极校准的喘振线的右侧操作压缩机。因此,由于增加的压缩机流量,需要的升压压力可能未达到,且因此扭矩输出可以减少。然而,通过利用较积极校准的喘振线,压缩机操作可以被移动远离喘振区域(例如,通过增加压缩机流量)。因此,踩加速器踏板啸叫噪声可以被减少。
返回至706,在实施第一(较不积极校准的)喘振线后,方法700前进到710。在710处,方法700包括确定是否开始踩加速器踏板状况。踩加速器踏板状况可以基于踏板位置变化、扭矩需求增加等中的一个或多个而被确定。在确认踩加速器踏板状况后,方法700可以前进到714。在714处,方法700可以包括调整压缩机再循环阀的开度量,以便在较不积极校准的第一喘振线的右侧操作压缩机。换言之,压缩机再循环阀可以被调整以在比第一喘振线更高的流率下操作压缩机。在一个示例中,开度量可以为零。在另一个示例中,开度量可以小于使压缩机在较积极校准的第二喘振线的右侧操作(即,在比第二喘振线更高的流率下操作压缩机)的开度量。
返回至708,在实施第二(较积极校准的)喘振线后,方法700前进到712。在712处,方法700包括确定是否开始踩加速器踏板状况。踩加速器踏板状况可以基于踏板位置变化、扭矩需求增加等中的一个或多个而被确定。在确认踩加速器踏板状况后,方法700可以前进到716。
在716处,方法700可以包括调整压缩机再循环阀的开度,以便在较积极地校准的第二喘振线的右侧操作压缩机。换言之,压缩机再循环阀可以被调整以在比第二喘振线更高的流率下操作压缩机。如上所述,对于给定的发动机工况,将压缩机工作点移动到较不积极校准的喘振线的右侧所利用的压缩机再循环阀的开度量可以小于将压缩机工作点移动到较积极校准的喘振线的右侧所利用的压缩机再循环阀的开度量。
虽然本文中的示例图示说明了响应于踩加速器踏板而调整压缩机再循环阀,但是在一个示例中,响应于在大于阈值车辆速度的车辆速度下检测到松加速器踏板,压缩机再循环阀可以被调整以在较不积极校准的喘振线的右侧(即,在比较不积极校准的喘振线更高的压缩机流率下)操作压缩机,并且响应于在小于阈值的车辆速度下松加速器踏板,压缩机再循环阀可以被调整以在较积极校准的喘振线的右侧(即,在比较积极校准的喘振线更高的压缩机流率下)操作压缩机。
以此方式,压缩机再循环阀可以基于使用的喘振线的类型(较不积极校准的喘振线或较积极校准的喘振线)而被调整,其中使用的喘振线的类型除了基于压缩机压力比之外还基于车辆速度和/或发动机转速。
在一个示例中,图7的方法可以提供用于升压发动机的方法,该方法包含:响应于在高于阈值车辆速度的较高的车辆速度下踩加速器踏板,调整CCRV的位置以在第一喘振线的右侧操作压缩机,并且响应于在低于阈值车辆速度的较低的车辆速度下踩加速器踏板,调整CCRV的位置以在第二喘振线的右侧操作发动机压缩机,其中在给定的压缩机压力比下,第二喘振线上的第一压缩机工作点具有相对于第一喘振线上的第二压缩机工作点的较高的压缩机流率。
在另一个示例中,图7的方法可以提供用于升压发动机的方法,该方法包含:响应于在高于阈值车辆速度的较高的车辆速度下踩加速器踏板,调整CCRV的位置以在比第一喘振线更高的第一压缩机流率下操作压缩机,并且响应于在低于阈值车辆速度的较低的车辆速度下踩加速器踏板,调整CCRV的位置以在比第二喘振线更高的第二压缩机流率下操作发动机压缩机。
该方法可以进一步包括:其中第一喘振线相对于车辆速度被较不积极地校准,并且其中第二校准线相对于车辆速度被较积极地校准。
该方法可以进一步包括:其中响应于在较高的车辆速度下踩加速器踏板,CCRV开度增加第一较小的量,且其中响应于在较低的车辆速度下踩加速器踏板,CCRV开度增加第二较大的量。
该方法可以进一步包含:响应于在较高的车辆速度下松加速器踏板,调整CCRV的位置以在第一喘振线的右侧操作压缩机,且响应于在较低的车辆速度下松加速器踏板,调整CCRV的位置以在第二喘振线的右侧操作压缩机。
在另一个示例中,该方法可以进一步包含:响应于在较高的车辆速度下松加速器踏板,调整CCRV的位置以在比第一喘振线更高的第三压缩机流率下操作压缩机,并且响应于在较低的车辆速度下松加速器踏板,调整CCRV的位置以在比第二喘振线更高的第四压缩机流率下操作压缩机。
在一些示例中,响应于从低于阈值车辆速度的较低的车辆速度到高于阈值车辆速度的较高的车辆速度的踩加速器踏板,调整喘振线可以包括将在较低的车辆速度下较积极校准的喘振线转变为在较高的车辆速度下较不积极校准的喘振线。另外,响应于从较高的车辆速度到较低的车辆速度的松加速器踏板,将在较高的车辆速度下较不积极校准的喘振线转变为在较低的车辆速度下较积极校准的喘振线,其中较积极校准的喘振线关于较不积极校准的喘振线被延迟。换言之,在压缩机映射图上,较积极校准的喘振线在较不积极校准的喘振线的右侧。例如,在压缩机映射图上的任何给定的压缩机压力比下,较积极校准的喘振线上对应的压缩机流率大于较不积极校准的喘振线上对应的压缩机压力比(给定的压缩机压力比)。
图8示出了将示例喘振线调整描述为车辆速度和发动机转速的函数的操作顺序800。图8在曲线802处图示说明了示例踏板位置、在曲线806处图示说明了车辆速度、在曲线806处图示说明了发动机转速、在曲线808处图示说明了升压压力、在曲线810处图示说明了实际的发动机扭矩、在曲线809处图示说明了期望的发动机扭矩、在曲线812处图示说明了压缩机再循环阀(CCRV)位置、在曲线813处图示说明了具有较不积极的喘振线校准的NVH、在曲线814处图示说明了具有较积极的喘振线校准的NVH和在曲线816处图示说明了喘振线校准类型。图8中的事件顺序可以根据图6A-6B的方法通过执行图1-2的系统中的指令来提供。在时间t0-t5处的竖直标记表示在该顺序期间感兴趣的时间。在下面讨论的所有曲线中,X轴线表示时间且时间从每条曲线的左侧到每条曲线的右侧增加。
从图8的顶部的第一曲线表示加速器踏板位置对时间。Y轴线表示加速器踏板位置且加速器踏板的踩压沿Y轴线的箭头方向增加。
从图8的顶部的第二曲线表示车辆速度对时间。Y轴线表示车辆速度且车辆速度沿Y轴线的箭头方向增加。水平线803表示阈值车辆速度。阈值车辆速度可以基于车辆系统的零件到零件变化和环境状况中的一个或多个。
从图8的顶部的第三曲线表示发动机转速对时间。Y轴线表示发动机转速且发动机转速沿Y轴线的箭头方向增加。水平线805表示第一阈值发动机转速。水平线803表示第二阈值发动机转速。第一和第二阈值发动机转速可以基于发动机系统的零件到零件变化。
从图8的顶部的第四曲线表示升压压力对时间。Y轴线表示升压压力且升压压力沿Y轴线的箭头方向增加。水平线809表示期望的升压压力。
从图8的顶部的第五曲线表示发动机扭矩对时间。Y轴线表示发动机扭矩且发动机扭矩沿Y轴线的箭头方向增加。
从图8的顶部的第六曲线表示压缩机再循环阀位置对时间。Y轴线表示压缩机再循环阀位置且阀开度量沿Y轴线的箭头方向增加。
从图8的顶部的第七曲线表示NVH量对时间。Y轴线表示NVH量且NVH量沿Y轴线的箭头方向增加。
从图8的顶部的第八曲线表示混合变量α(用于确定喘振线校准的积极程度)对时间。Y轴线表示混合变量α且混合变量的值沿Y轴线的箭头方向增加。因此,积极程度沿Y轴线的箭头方向减小。本文关于图5B详述利用混合变量确定喘振线校准的细节。
在t0和t1之间的时间处,车辆可以高于阈值车辆速度(803)并高于第一阈值发动机转速(805)操作。因此,由于高车辆速度导致的车辆噪声和道路噪声以及由于高发动机转速导致的发动机噪声可以掩盖可以在瞬态事件期间发生的涡轮啸叫噪声,所述瞬态事件诸如在高车辆速度和/或发动机转速下开始的踩加速器踏板。因而,喘振线可以被较不积极地校准(816),以便优先于NVH减轻考虑驾驶性能。作为较不积极的喘振线校准的结果,压缩机可以在较不积极校准的喘振线的右侧操作。因此,CCRV可以闭合、期望的升压压力可以被维持且期望的发动机扭矩可以是可得到的。
正好在t1之前的时间处,车辆操作者可以踩压加速器踏板以开始踩加速器踏板事件。在踩加速器踏板期间,踩加速器踏板啸叫噪声可以产生(如在t1处NVH的增加(814)所示)。然而,由于在踩加速器踏板的时刻高车辆速度下的车辆和道路噪声以及高发动机速度下的发动机噪声,踩加速器踏板啸叫噪声被掩盖。另外,压缩机可以继续在较不积极地校准的喘振线的右侧操作。因此,CCRV可以保持闭合,期望的升压压力和期望的发动机扭矩可以是可得到的。因此,驾驶性能可以提高。
在时间t1处以及在t1和t2之间,发动机转速和车辆速度可以增加(响应于踩加速器踏板)。另外,车辆速度可以保持高于阈值车辆速度,且发动机转速可以保持高于第一阈值发动机转速。因此,较不积极校准的喘振线可以被利用。在一些示例中,喘振线可以被校准,使得校准的积极程度随车辆速度和/或发动机转速增加超过各自的阈值速度而减小。另外,压缩机可以继续在较不积极校准的喘振线的右侧操作。因此,CCRV可以保持闭合,从而允许升压压力增加到期望量。因此,期望的扭矩可以被提供。以此方式,通过在高发动机转速和车辆速度下利用较不积极的喘振线校准,可以优先于NVH减轻考虑驾驶性能(提高的扭矩输出),因为可以在踩加速器踏板期间产生的涡轮啸叫噪声可以被外部噪声掩盖。诸如道路、车辆和/或发动机噪声。
正好在t2之前的时间处,车辆操作者可以通过释放加速器踏板而开始松加速器踏板事件。响应于松加速器踏板,在时间t2处以及在t2和t3之间,发动机转速可以减小到低于第一阈值同时保持高于第二阈值。即,发动机可以在低到中等转速范围内操作。另外,车辆速度可以减小到低于阈值车辆速度。在低到中等发动机转速操作范围内,踩加速器踏板啸叫噪声可以增加,从而导致增加的NVH问题。因而,喘振线可以被较积极地校准,以便减轻可以由涡轮啸叫噪声引起的NVH问题(例如,在踩加速器踏板期间),因为来自车辆、道路和/或发动机的噪声可能不足以掩盖涡轮啸叫噪声。因此,混合变量可以被利用以促进从较不积极的校准切换到较积极的校准的转变(反之亦然)并从而避免了不同积极程度的喘振线校准之间的突然转变。通过较积极地校准喘振线,其中涡轮啸叫噪声可以高于阈值的区域(例如,软喘振区域)中的压缩机操作可以被避免。例如,当较积极校准的喘振线被利用时,CCRV可以被打开,以便避免在喘振线的左侧的压缩机操作。在喘振线的右侧操作压缩机所需要的期望的CCRV流量(即,通过压缩机再循环阀的期望的再循环流量)可以基于估计的发动机节气门流量和在喘振线的右侧操作压缩机所需要的最小压缩机流量而被确定。作为(打开CCRV的)结果,压缩机流量可以增加且压缩机出口压力可以减小,从而将压缩机工作点移动到压缩机映射图上较积极校准的喘振线的右侧。然而,通过打开CCRV,升压压力可以减小且扭矩输出(810)可以低于期望的扭矩输出(809)。以此方式,当在低和中等发动机转速状况以及低车辆速度状况中操作时,可以通过更积极地校准喘振线而优先于驾驶性能考虑NVH减轻。
正好在t3之前的时间处,第二踩加速器踏板可以开始。响应于第二踩加速器踏板,在时间t3处以及在t3和t4之间,车辆速度可以增加高于阈值且发动机转速可以增加高于第一阈值。因而,较不积极的校准可以用于校准喘振线,该喘振线可以允许压缩机在较不积极校准的喘振线的右侧操作,而不用打开CCRV。在一些示例中,CCRV可以打开少量,该打开量可以小于使用较积极校准时的CCRV打开量。因此,踩加速器踏板性能和驾驶性能可以提高。
正好在t4之前的时间处,车辆操作者可以释放加速器踏板,从而开始第二松加速器踏板事件。响应于第二松加速器踏板事件,在时间t4处以及在t4和t5之间,发动机转速可以减小低于第二阈值。即,发动机可以以非常低的发动机转速操作。另外,车辆速度可以减小低于阈值。在非常低的发动机转速下(低于第二阈值),可以减少由踩加速器踏板啸叫引起的NVH问题。因此,可以优先于NVH减轻考虑驾驶性能。因而,喘振线可以被较不积极地校准。另外,压缩机可以在较不积极校准的喘振线的右侧操作。因而,CCRV可以不打开。因此,期望的扭矩可以是可得到的,且驾驶性能在非常低的发动机转速下可以提高。
正好在t5之前的时间处,车辆操作者可以开始第三踩加速器踏板。响应于踩加速器踏板,在时间t5处及其之后,发动机转速可以增加高于第二阈值但可以保持低于第一阈值。另外,车辆速度可以增加但可以保持低于阈值。由于在低到中等发动机转速范围内的发动机操作和车辆速度低于阈值速度,踩加速器踏板啸叫状况的可能性可以为高且发动机噪声和/或车辆噪声可以不足以掩盖由踩加速器踏板啸叫状况引起的NVH问题。因而,喘振线可以被较积极地校准,以便减轻NVH问题。
以此方式,通过不仅依据压缩机压力比的函数还依据车辆速度和/或发动机转速的函数来校准喘振线,可以实现限定驾驶性能和NVH减轻之间的折中的额外的灵活性。因此,顾客满意度可以在宽范围的工况下实现。
在一个示例中,图8的顺序可以由车辆系统提供,该车辆系统包括:发动机;压缩机,其用于向发动机提供升压空气充气;压缩机再循环阀,其定位在使压缩机的出口耦接至压缩机的入口的通道内,其中阀的位置在完全打开的位置和完全闭合的位置之间连续地可变;速度传感器,其用于估计车辆速度;以及控制器,其具有存储在非临时性存储器上的计算机可读指令,该指令用于:在车辆操作期间,以基于发动机转速和车辆速度中的一个或两个的校准因数连续地调整默认的压缩机映射图喘振线,以及基于进气气流而调整压缩机再循环阀的开度以维持压缩机操作在调整后的喘振线的喘振极限的右侧,其中默认的压缩机映射图喘振线是基于绿色车辆状况而确定的车辆制造商提供的压缩机映射图喘振线。
在另一个示例中,图8的顺序可以由车辆系统提供,该车辆系统包括:发动机;压缩机,其用于向发动机提供升压空气充气;压缩机再循环阀,其定位在使压缩机的出口耦接至压缩机的入口的通道内,其中阀的位置在完全打开位置和完全闭合位置之间连续地可变;速度传感器,其用于估计车辆速度;以及控制器,其具有存储在非临时性存储器上的计算机可读指令,该指令用于:在车辆操作期间,以基于发动机转速和车辆速度中的一个或两个的校准因数连续地调整默认的压缩机映射图喘振线;以及基于进气气流而调整压缩机再循环阀的开度以维持压缩机操作处于比调整后的喘振线的喘振极限更高的流率;其中默认的压缩机映射图喘振线是基于绿色车辆状况而确定的车辆制造商提供的压缩机映射图喘振线,并且其中调整喘振线包括在大于阈值车辆速度的较高的车辆速度下较不积极地校准喘振线,和在低于阈值的较低的车辆速度下较积极地校准喘振线。
该系统进一步包括:其中控制器包括进一步的指令,该指令用于在大于第一阈值发动机转速的发动机转速下较不积极地校准喘振线、在小于第二阈值发动机转速的发动机转速下较不积极地校准喘振线,和在小于第一阈值并大于第二阈值的发动机转速下较积极地校准喘振线。
此外,该系统包括:其中校准因数的积极程度随车辆速度减小低于阈值车辆速度而增加,且其中积极程度随车辆速度增加超过阈值车辆速度而减小。
注意,包括在本文中的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。本文公开的控制方法和程序可以存储为非临时性存储器中的可执行指令,并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其它发动机硬件的组合的控制系统实施。本文描述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或更多个,诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此,所示的各种行为、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行或在一些情况下省略。同样,处理的顺序不是实现本文描述的实施例的特征和优点所必需的,而是为了便于说明和描述提供。根据使用的特定策略,所示的行为、操作和/或功能中的一个或更多个可以被重复地执行。此外,所述的行为、操作和/或功能可以图形化地表示为被编程到发动机控制系统的计算机可读存储介质的非临时性存储器内的代码,其中所述行为通过执行包括各种发动机硬件组件与电子控制器结合的系统中的指令而被实施。
应当认识到,本文所公开的构造和程序在本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应被认为具有限制意义,因为许多变体是可能的。例如,上述技术可以使用到V-6、I-3、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和构造和其它特征、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。
下面的权利要求具体指出被当做新颖的和非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应当被理解为包括一个或更多个这样的元件的组合,既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以通过本权利要求书的修改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。这样的权利要求,无论比原权利要求的范围更宽、更窄、等同或不同,均被认为包含在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于升压发动机的方法,其包含:
在车辆操作期间,依据车辆速度的函数适应压缩机映射图的喘振线。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述喘振线被进一步依据发动机转速和压缩机压力比的函数而适应。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述适应包括在低于阈值车辆速度的车辆速度下以较积极的校准适应所述喘振线,而在高于所述阈值车辆速度的所述车辆速度下以较不积极的校准适应所述喘振线。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述喘振线适应通过一个或多个车辆驱动循环被学习。
5.根据权利要求1所述的方法,其中适应所述喘振线包括适应所述压缩机映射图的硬喘振区域和软喘振区域中每个的边界。
6.根据权利要求2所述的方法,其中所述适应包括连续使用第一查询表和第二查询表,其中发动机转速、压力比和车辆速度中的两个被输入到所述第一查询表内,而所述第一查询表的输出以及发动机转速、压力比和车辆速度中剩余的部分被输入到所述第二查询表内,并且其中所述第二查询表的输出被用于适应所述喘振线。
7.根据权利要求2所述的方法,其中所述适应包括依据所述压缩机压力比的函数确定第一较积极的喘振线校准,依据所述压缩机压力比的函数确定第二较不积极的喘振线校准;以及混合所述第一喘振线校准和第二喘振线校准作为车辆速度和/或发动机转速的加权函数。
8.根据权利要求2所述的方法,其中所述适应包括基于第一查询表的第一输出和第二查询表的第二输出的和确定最终喘振线,并且其中所述第一查询表依据发动机转速和压缩机压力比的函数获得,而所述第二查询表依据车辆速度和压缩机压力比的函数获得。
9.根据权利要求1所述的方法,进一步包含:在所述车辆操作期间调整连续可变的压缩机再循环阀的开度,以将压缩机操作维持在比适应的所述喘振线的压缩机流率更高的压缩机流率。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述调整包括基于发动机工况估计期望的节气门质量流量、基于适应的所述喘振线估计阈值压缩机流率;并且基于所述期望的节气门质量流量和所述阈值流率之间的差调整所述压缩机再循环阀即CCRV的开度。
11.根据权利要求1所述的方法,其中依据车辆速度的函数适应所述喘振线包括在低于阈值车辆速度的较低的车辆速度到高于阈值车辆速度的较高的车辆速度下发生踩加速器踏板期间,以较积极的校准适应所述喘振线,并且在从所述较高的车辆速度到所述较低的车辆速度的松加速器踏板期间以较不积极的校准适应所述喘振线。
12.一种用于升压发动机的方法,其包含:
响应于在高于阈值车辆速度的较高的车辆速度下踩加速器踏板,调整CCRV的位置以在比第一喘振线更高的第一压缩机流率下操作压缩机;以及
响应于在低于所述阈值车辆速度的较低的车辆速度下踩加速器踏板,调整所述CCRV的位置以在比第二喘振线更高的第二压缩机流率下操作所述发动机压缩机;
其中在给定的压缩机压力比下,所述第二喘振线上的第一压缩机工作点相对于所述第一喘振线上的第二压缩机工作点具有更高的压缩机流率。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述第一喘振线相对于车辆速度被较不积极地校准,并且其中所述第二喘振线相对于车辆速度被较积极地校准。
14.根据权利要求12所述的方法,其中响应于在较高的车辆速度下所述踩加速器踏板,所述CCRV开度增加第一较小量,并且其中响应于在较低的车辆速度下所述踩加速器踏板,所述CCRV开度增加第二较大量。
15.根据权利要求13所述的方法,进一步包含:响应于在所述较高的车辆速度下松加速器踏板,调整CCRV的位置以在比所述第一喘振线更高的第三压缩机流率下操作压缩机,并且响应于在较低的车辆速度下松加速器踏板,调整所述CCRV的位置以在比所述第二喘振线更高的第四压缩机流率下操作所述压缩机。
16.一种车辆系统,其包含:
发动机;
压缩机,其用于向所述发动机提供升压空气充气;
压缩机再循环阀,其定位在使所述压缩机的出口耦接至所述压缩机的入口的通道内,其中所述阀的位置在完全打开位置和完全闭合位置之间连续地可变;以及
控制器,其具有存储在非临时性存储器中的计算机可读指令,该指令用于:
在车辆操作期间,以基于发动机转速和车辆速度中的一个或两个的校准因数连续地调整默认的压缩机映射图喘振线;以及
基于进气气流而调整所述压缩机再循环阀的开度,以将压缩机操作维持在比调整后的所述喘振线的喘振极限更高的压缩机流率下。
17.根据权利要求16所述的系统,其中所述默认的压缩机映射图喘振线是车辆制造商提供的基于组件试验台测试而确定的压缩机映射图喘振线。
18.根据权利要求16所述的系统,其中调整所述喘振线包括在大于阈值车辆速度的较高的车辆速度下较不积极地校准所述喘振线,并且在低于所述阈值的较低的车辆速度下较积极地校准所述喘振线。
19.根据权利要求18所述的系统,其中所述控制器包括进一步的指令,该指令用于在大于第一阈值发动机转速的发动机转速下较不积极地校准所述喘振线,在小于第二阈值发动机转速的所述发动机转速下较不积极地校准所述喘振线,并且在小于所述第一阈值并大于所述第二阈值的所述发动机转速下较积极地校准所述喘振线。
20.根据权利要求16所述的系统,其中所述校准因数的积极程度随车辆速度减小到低于阈值车辆速度而增加,并且其中所述积极程度随所述车辆速度增加到超过所述阈值车辆速度而减小。
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