CN107288742B - 用于汽缸停缸的发动机的升压控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开内容提供了一种用于汽缸停缸的发动机的升压控制方法和系统。该方法包括以下步骤：CDA可操作区确认步骤，由控制器基于发动机的驱动状态来确定在发动机起动之后，CDA是否处于可操作区中；实际升压推导步骤，从控制器推导总目标升压，并且计算期望的实际升压；机械增压器可操作区确认步骤，由控制器确定机械增压器是否处于可操作区内；机械增压器目标转速推导步骤，由控制器推导机械增压器的目标转速；以及机械增压器通道打开步骤，关闭旁通阀以打开机械增压器通道。

Description

用于汽缸停缸的发动机的升压控制方法和系统
技术领域
本公开内容涉及汽缸停缸(汽缸休眠，CDA)用的发动机的升压控制方法，用于控制提供给发动机的升压(boosting，升压加力)。
背景技术
本节中的陈述仅提供涉及本公开内容的背景信息，并且可以不构成现有技术。
柴油发动机使用应用了涡轮增压器或者应用了机械增压器和涡轮增压器两者的发动机系统，以增大进气的升压速率。具体地，可以应用使用电动机的驱动力而非发动机的驱动力来驱动的电动增压器。通常，电动增压器的压缩机具有流量与压缩率之间的反比关系，使得该压缩率在高流量带可以很低，且该压缩率在低流量带可以很高。也就是说，在超出操作区的地方，机械增压器仅可以作为流阻运行。
此外，由于慢性涡轮滞后问题和涡轮增压器的尺寸匹配问题而引起的低效的涡轮操作区，涡轮增压器可具有劣化的排放(EM)、劣化的燃料效率等。
作为相关技术描述的内容仅提供用于帮助理解本公开内容的背景，而不应该被认为是对应于本领域技术人员公知的相关技术。
发明内容
本公开内容提供了一种能够通过适当控制机械增压器来增大发动机系统的效率的用于CDA的发动机升压控制方法。
根据本公开内容的一种形式，一种用于汽缸停缸(CDA)的发动机的升压控制方法包括：CDA可操作区域确认步骤，在发动机起动之后，通过控制器基于发动机的驱动状态来确定CDA是否处于可操作区中；实际升压推导步骤，当CDA可操作区确认步骤确定了CDA处于可操作区中时，实际升压推导步骤从控制器推导总目标升压，并计算期望的实际升压；机械增压器可操作区确认步骤，通过控制器确定机械增压器是否处于可操作区内；机械增压器目标转速推导步骤，当机械增压器可操作区确认步骤确定了机械增压器处于可操作区内时，机械增压器目标转速推导步骤通过控制器推导机械增压器的目标转速；以及机械增压器通道打开步骤，当在机械增压器目标转速推导步骤中推导出的机械增压器的目标转速等于或者大于预先输入给控制器的预定参考值时，机械增压器通道打开步骤关闭旁通阀，以打开机械增压器通道。
在CDA可操作区确认步骤中，如果发动机的驱动状态确定CDA处于非可操作区时，旁通阀可以被打开以关闭机械增压器通道。
在实际升压推导步骤中，控制器可以基于发动机的RPM以及提供给发动机的燃料量来推导总目标升压。
在实际升压推导步骤中，通过从由控制器推导的总目标升压减去当前升压所获得的结果值可以被设定为实际升压。
在机械增压器可操作区确认步骤中，控制器可以基于机械增压器内的空气流量以及机械增压器的最大速度值来确定机械增压器的当前状态。
在机械增压器可操作区确认步骤中，如果确定了机械增压器处于非可操作区中时，则旁通阀可以被打开以关闭机械增压器通道。
在械增压器目标转速推导步骤中，确定期望的实际升压是否等于或大于预先输入给控制器的参考值，并且如果确定了期望的实际升压等于或大于参考值，则控制器可以推导机械增压器的目标转速。
机械增压器目标转速推导步骤确定期望的实际升压是否等于或大于预先输入给控制器的参考值，并且如果确定了期望的实际升压小于参考值，则旁通阀可以被打开以关闭机械增压器通道。
在机械增压器目标转速推导步骤中，基于期望的实际升压、机械增压器的进气侧的压力以及机械增压器的流量来推导机械增压器的目标转速。
如果在机械增压器目标转速推导步骤中推导出的机械增压器的目标转速小于预先输入给控制器的预定参考值时，旁通阀可以被打开以关闭机械增压器通道。
升压控制方法可以进一步包括：机械增压器驱动步骤，在执行机械增压器通道打开步骤之后，机械增压器驱动步骤基于在机械增压器目标转速推导步骤中推导出的机械增压器的目标转速来驱动机械增压器。
在执行机械增压器通道打开步骤之后，CDA可操作区确认步骤可以被重复执行。
根据本公开内容的另一方式，提供了一种用于CDA的发动机的系统。该系统包括：涡轮增压器，设置在发动机的排气侧、被设置为操作CDA；机械增压器，连接到涡轮增压器的压缩机；机械增压器通道，连接到机械增压器，并且被配置为使用旁通阀选择性地旁通从空气滤清器提供的空气；以及控制器，被配置为根据发动机的状态计算目标升压，并且如果确定机械增压器处于可操作区内时，被配置为推导机械增压器的目标转速。
进一步的应用领域将从文中提供的描述变得显而易见。但是应当理解的是，说明书和具体示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
为了可以更好地理解本公开内容，现将对其参考附图通过示例的方式给出的各种形式进行描述，其中：
图1是示出根据本公开内容的一种形式的用于CDA的发动机的升压控制方法的流程图；
图2是示出其中在图1所示的机械增压器通道被打开的状态的示图；以及
图3是示出其中在图1中所示的机械增压通道被关闭的状态的示图；
这里描述的附图仅用于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本公开内容的范围。
具体实施方式
以下描述在本质上仅是示例性的，而不是旨在限制本公开内容、应用或用途。应当理解的是，贯穿整个附图，相应的参考标记指示相同或相应的部件和特征。
在下文中，将参考附图对本根据公开内容的一种形式的用于汽缸停缸(CDA)的发动机的升压控制方法进行说明。
图1是示出用于CDA的发动机的升压控制方法的流程图，图2是示出其中在图1中所示的机械增压器通道500(supercharger passage)被打开的状态的示图，并且图3是示出其中在图1中所示的机械增压器通道500被关闭的状态的示图。将对应用了用于CDA的发动机的升压控制方法的情况，具体地，将对用于CDA的发动机100中的其中设置了机械增压器300和涡轮增压器600的柴油发动机进行说明和描述。
具体地，如在图2和图3中所示，对用于CDA的发动机的系统应用了用于CDA的发动机的升压控制方法，该系统包括：涡轮增压器600，被设置在发动机100的排气侧130以操作CDA；机械增压器300，连接到涡轮增压器600的压缩机610；机械增压器通道500，连接到机械增压器300并且被配置为使用旁通阀400选择性地旁通从空气滤清器700提供的空气；以及控制器200，被配置为根据发动机100的状态计算目标升压，并且如果确定机械增压器300在可操作区内，则推导机械增压器300的目标转速。
用于CDA的发动机的升压控制方法包括以下步骤：CDA可操作区确认步骤(S100)，在发动机100起动后，通过控制器200基于发动机的驱动状态来确定CDA是否处于可操作区中；实际升压推导步骤(S200)，其中，当CDA可操作区确认步骤(S100)确定了CDA处于可操作区中时，实际升压推导步骤(S200)从控制器200推导总目标升压，并计算期望的实际升压；机械增压器可操作区确认步骤(S300)，通过控制器200确定机械增压器300是否处于可操作区内；机械增压器目标转速推导步骤(S400)，其中，当机械增压器可操作区确认步骤(S300)确定了机械增压器300处于可操作区内时，机械增压器目标转速推导步骤(S400)通过控制器200推导机械增压器300的目标转速；以及机械增压器通道打开步骤(S500)，其中，当在机械增压器目标转速推导步骤(S400)中推导出的机械增压器300的目标转速等于或者大于预先输入给控制器200的预定参考值时，机械增压器通道打开步骤(S500)关闭旁通阀400，以打开机械增压器通道500。
如果发动机100起动，则控制器200基于发动机100的驱动状态，执行确定CDA是否处于可操作区中的CDA可操作区确认步骤(S100)。在CDA可操作区确认步骤(S100)中，如果发动机100的运行状态确定CDA处于非可操作区中时，旁通阀400被打开，以关闭机械增压器通道500(S700)。因此，通过空气滤清器700吸入的空气由涡轮增压器600的压缩机610压缩，而不传递到机械增压器300，且随后传递到中间冷却器900以提供给发动机100的进气侧110。
在CDA可操作区确认步骤(S100)中，如果确定CDA处于可操作区中，则控制器200执行推导总目标升压并且计算期望的实际升压的实际升压推导步骤(S200)。在实际升压推导步骤(S200)中，控制器200可以基于发动机100的每分钟转数(RPM)“N”和提供给发动机100的燃料量“Q”来推导总目标升压。此外，在实际升压推导步骤(S200)中，通过从由控制器200推导的总目标升压减去当前升压所获得的结果值被设定为实际升压。
此外，控制器200执行确定机械增压器300是否处于可操作区内的机械增压器可操作区确认步骤(S300)。在机械增压器可操作区确认步骤(S300)中，控制器200基于在机械增压器300内的空气流量(flow)以及机械增压器300的最大速度值SC_SpeedMax来确定机械增压器300的当前状态。
在机械增压器可操作区确认步骤(S300)中，如果确定机械增压器300处于非可操作区中，则旁通阀400被打开，以关闭机械增压器通道500(S700)。因此，通过空气滤清器700吸入的空气由涡轮增压器600的压缩机610压缩，而不传递到机械增压器300，且随后传递到中间冷却器900以提供给发动机100的进气侧110。
相反，在机械增压器可操作区确认步骤(S300)中，如果确定机械增压器300处于可操作区中，则控制器200执行推导机械增压器300的目标转速的机械增压器目标转速推导步骤(S400)。
在机械增压器目标转速推导步骤(S400)中，首先，控制器200确定所推导的实际升压是否等于或者大于预先输入给控制器200的参考值S1。如果确定所推导的实际升压小于参考值S1，则打开旁通阀400，以关闭机械增压器通道500。因此，通过空气滤清器700吸入的空气由涡轮增压器600的压缩机610压缩，而不传递到机械增压器300，且随后传递到中间冷却器900以提供给发动机100的进气侧110。
相反，当机械增压器目标转速推导步骤(S400)确定实际升压等于或大于参考值S1时，控制器200推导机械增压器300的目标转速。可以基于实际升压、机械增压器300的进气侧的压力P_SC_IN、以及机械增压器300的空气流量来推导机械增压器300的目标转速。
即使在这种情况下，如果在机械增压器目标转速推导步骤(S400)中推导的机械增压器300的目标转速小于预先输入到控制器200的预定参考值S2，则打开旁通阀400，以关闭机械增压器通道500(S700)。因此，通过空气滤清器700吸入的空气由涡轮增压器600的压缩机610压缩，而不传递到机械增压器300，且随后传递到中间冷却器900以提供给发动机100的进气侧110。
相反，如果在机械增压器目标转速推导步骤(S400)中推导的机械增压器300的目标转速等于或者大于预先输入到控制器200的预定参考值S2，则执行关闭旁通阀400以打开机械增压器通道500的机械增压器通道打开步骤(S500)。此外，用于CDA的发动机的升压控制方法还包括在执行机械增压器通道打开步骤(S500)之后，基于在机械增压器目标转速推导步骤(S400)中推导的机械增压器300的目标转速来驱动机械增压器300的机械增压器驱动步骤(S600)。因此，在通过空气滤清器700吸入的空气通过LP-EGR阀800之后，通过机械增压器通道500的空气被机械增压器300压缩，在空气被提供给发动机100的进气侧110之前，空气再次被涡轮增压器600的压缩机610和中间冷却器900压缩。此处，机械增压器300可以是电动增压器。在执行机械增压器通道打开步骤(S500)之后，CDA可操作区确认步骤(S100)被重复执行。
根据如上所述的按照本公开内容的一种形式的用于CDA的发动机的升压控制方法，可以抑制或防止排放气体，如烟雾、一氧化碳(CO)以及碳氢化合物(THC)的恶化，这些是当在发动机的低负载区操作CDA时，由于在涡轮增压器的同一叶片开口处排气流量不足导致的升压压力的不足产生的。此外能够避免由于通过关闭涡轮增压器的叶片引起的燃料效率的减小，从而确保当在发动机的高负载区操作CDA时，在由不足的排气流量导致的不足的升压压力的情况下的升压压力。
也就是说，根据本公开内容，通过经由机械增压器补充在可以驱动机械增压器的区域中由驱动涡轮增压器所提供的增压压力的不足，来增大升压压力，可以减少排气内的污染物质并提高燃料效率。
根据具有前述结构的用于CDA的发动机的升压控制方法，可以抑制或防止在排气中的有害物质，如烟雾、一氧化碳(CO)、以及碳氢氧化物(THC)，这些有害物质是当在发动机的低负载区域操作CDA时，在涡轮增压器的同一叶片开口处由于不足的排气流量导致的不足的升压压力产生的。此外能够避免通过关闭涡轮增压器的叶片引起的燃料效率的减小，从而当在发动机的高负载区域操作CDA时，确保由于通过不足的排气流量导致的不足的升压压力的升压压力。
尽管本公开内容已经示出并描述了特定的形式，但显然对本领域技术人员来说，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可以对本公开内容进行各种修改和改变。

Claims (12)

1.一种用于汽缸停缸的发动机的升压控制方法，所述升压控制方法包括以下步骤：
汽缸停缸可操作区确认步骤，由控制器并且基于所述发动机的驱动状态，来确定在所述发动机起动后所述汽缸停缸是否处于可操作区中；
实际升压推导步骤，当所述汽缸停缸可操作区确认步骤确定出所述汽缸停缸处于所述可操作区中时，从所述控制器中推导总目标升压并且计算期望的实际升压；
机械增压器可操作区确认步骤，由所述控制器确定机械增压器是否处于所述可操作区中；
机械增压器目标转速推导步骤，当所述机械增压器可操作区确认步骤确定出所述机械增压器处于所述可操作区中时，由所述控制器推导所述机械增压器的目标转速；以及
机械增压器通道打开步骤，当在所述机械增压器目标转速推导步骤中推导出的所述机械增压器的目标转速等于或者大于预先输入到所述控制器的预定参考值时，关闭旁通阀以打开机械增压器通道，
其中，当所述汽缸停缸可操作区确认步骤确定出所述汽缸停缸处于非可操作区中时，打开所述旁通阀以关闭所述机械增压器通道。
2.根据权利要求1所述的升压控制方法，其中，在所述实际升压推导步骤中，所述控制器基于所述发动机的每分钟转数和提供到所述发动机的燃料量来推导所述总目标升压。
3.根据权利要求1所述的升压控制方法，其中，在所述实际升压推导步骤中，通过从由所述控制器推导出的所述总目标升压减去当前升压而获得的结果值被设定为实际升压。
4.根据权利要求1所述的升压控制方法，其中，在所述机械增压器可操作区确认步骤中，所述控制器基于所述机械增压器内的空气流量和所述机械增压器的最大速度值来确认所述机械增压器的当前状态。
5.根据权利要求1所述的升压控制方法，其中，当所述机械增压器可操作区确认步骤确定出所述机械增压器处于非可操作区中时，打开所述旁通阀以关闭所述机械增压器通道。
6.根据权利要求1所述的升压控制方法，其中，所述机械增压器目标转速推导步骤确定所述期望的实际升压是否等于或大于预先输入到所述控制器的参考值，并且当所述期望的实际升压等于或大于所述参考值时，所述控制器推导所述机械增压器的目标转速。
7.根据权利要求1所述的升压控制方法，其中，所述机械增压器目标转速推导步骤确定所述期望的实际升压是否等于或大于预先输入到所述控制器的参考值，并且当所述期望的实际升压小于所述参考值时，打开所述旁通阀以关闭所述机械增压器通道。
8.根据权利要求1所述的升压控制方法，其中，在所述机械增压器目标转速推导步骤中，基于所述期望的实际升压、所述机械增压器的进气侧的压力和所述机械增压器的流量来推导所述机械增压器的目标转速。
9.根据权利要求1所述的升压控制方法，其中，当所述机械增压器的目标转速小于预先输入到所述控制器的所述预定参考值时，打开所述旁通阀以关闭所述机械增压器通道。
10.根据权利要求1所述的升压控制方法，进一步包括：
机械增压器驱动步骤，在执行所述机械增压器通道打开步骤之后，基于所述机械增压器的目标转速来驱动所述机械增压器。
11.根据权利要求1所述的升压控制方法，其中，在执行所述机械增压器通道打开步骤之后，重复地执行所述汽缸停缸可操作区确认步骤。
12.一种用于汽缸停缸的发动机的系统，所述系统包括：
涡轮增压器，被配置为设置在所述发动机的排气侧，所述涡轮增压器被设置为在所述汽缸停缸中操作；
机械增压器，被配置为连接到所述涡轮增压器的压缩机；
机械增压器通道，连接到所述机械增压器并且被配置为使用旁通阀选择性地旁通从空气滤清器提供的空气；以及
控制器，被配置为根据所述发动机的状态来确定所述汽缸停缸是否处于可操作区中和计算目标升压，并且在所述机械增压器处于可操作区中时，所述控制器被配置为推导所述机械增压器的目标转速，
其中，当确定出所述汽缸停缸处于非可操作区中时，打开所述旁通阀以关闭所述机械增压器通道。
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