CN107401450B - 用于升压压力控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于升压压力控制的方法和系统，提供了用于控制包含涡轮增压器和上游电动机械增压器的分级发动机系统中的升压压力的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括，使电动机械增压器加速以在涡轮增压器超调的情况下扼止到发动机的空气的流动。

Description

用于升压压力控制的方法和系统

技术领域

本发明大体涉及用于调节分级(staged)升压发动机系统中的发动机升压压力的方法和系统。

背景技术

发动机可以利用升压装置(诸如涡轮增压器或机械增压器)进行运转，以增加进入燃烧室的质量空气流量。涡轮增压器和机械增压器利用进气压缩机压缩进入发动机的进气。另外，一个或更多个进气增压装置可以被串联地或并联地分级以改善发动机升压响应。

Stewart等人在美国专利7,958,730中示出了多级升压发动机的一个示例。在其中，多级串联涡轮增压器设备包含低压涡轮增压器和高压涡轮增压器，所述低压涡轮增压器和高压涡轮增压器被协调以通超调整涡轮增压器速度来维持至少一个运转参数。低压涡轮增压器允许迅速加速以补偿高压涡轮增压器的缓慢加速(也被称为涡轮迟滞)。整个涡轮增压器的压缩机速度可以通过打开和关闭对应的废气门来调节。

然而，发明人在此已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，通过废气门致动调节涡轮增压器升压压力和涡轮增压器速度会是缓慢的，导致升压误差。在一个示例中，如果涡轮增压器的压缩机超过期望的压缩机速度，被耦接至对应涡轮的废气门可以被打开以减少通过涡轮的排气流。然而，由于废气门的相对缓慢的涡轮增压器动态，期望的升压压力可以比压缩机能够被减速更快地降低。因此，当涡轮正在减速时，压缩机下游的升压压力会超过期望的节气门入口压力，导致过多的发动机扭矩递送。在一些示例中，发动机节气门可以被用来解决升压压力，因为节气门调整对升压压力有几乎立即的影响。然而，节气门的更快动态可以混淆废气门控制循环。

发明内容

发明人在此已经认识到，由电动马达驱动的机械增压器压缩机提供的电动升压能够对分级发动机系统中的升压压力具有基本上即时的影响。具体地，在较低的发动机气流(诸如怠速气流)下，瞬时正升压压力能够通过经由电动马达旋转机械增压器压缩机来提供。这能够使得下游涡轮增压器压缩机的涡轮迟滞减少。此外，在较高的发动机气流(诸如当进气空气充气由下游涡轮增压器压缩机升压时)下，进入下游涡轮增压器压缩机的气流能够通过经由电动马达旋转机械增压器压缩机来限制或扼止(choke)，扼止的流量通过机械增压器压缩机的旋转速度来确定。因此在一个示例中，上述的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：绕过第一上游压缩机，并且经由第二下游压缩机为活塞发动机提供压缩空气流；以及响应于升压压力超调(overshoot)，调整第一压缩机的速度。以此方式，下游涡轮增压器压缩机处经历的升压压力超调可以通过使上游机械增压器压缩机作为流动限制器运转来降低。

作为一个示例，包括由电动马达驱动的压缩机的电动机械增压器可以被分级在包括由排气涡轮驱动的压缩机的涡轮增压器的上游。为了减少涡轮迟滞，当涡轮增压器压缩机加速自旋(spin up)时，电动机械增压器可以被瞬间运转以提供正压力。然后，当涡轮增压器压缩机正在自旋并提供升压的空气充气时，响应于升压压力超调，电动机械增压器可以被加速以扼止进入涡轮增压器压缩机并且由此进入发动机的空气流。因此，对于给定的机械增压器压缩机速度，可以存在允许特定量的气流的对应的有效扼止线。因此，发动机控制器可以使电动机械增压器以为下游涡轮增压器提供降低升压压力超调的气流的速度运转。

以此方式，进入涡轮增压器压缩机的气流能够被基本上即时限制，从而允许加快的升压超调控制。利用上游电动机械增压器扼止到下游涡轮增压器的进气气流的技术效果是，到涡轮增压器的气流能够被更精确地调节至基于驾驶员要求而被期望的水平。这使得升压的空气压力能够被更快地调节，并且使得过多的发动机扭矩递送能够被减少。另外，基于机械增压器扼止气流可以与节气门调整协调地并且以与废气门调整互补的频带被提供，从而允许升压压力的更快且更准确的调节。另外，废气门控制循环可以被更积极地调节，因为电动机械增压器的快速动态将会能够阻尼任何振荡并且降低升压压力超调。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了具有多级充气升压装置的升压发动机系统的示例实施例。

图2示出了图示可以被实施以调节包含电动机械增压器和涡轮增压器的发动机系统中的发动机升压压力的程序的高水平流程图。

图3示出了图示可以被实施以调节电动机械增压器或涡轮增压器的升压超调的程序的流程图。

图4示出了压缩机压力比随着质量空气流量的压缩机映射图。

图5示出了可以被用来降低ES超调和TC超调的示例调整。

具体实施方式

以下描述涉及用于改善具有分级升压装置(诸如图1的升压发动机系统)的发动机系统中的升压控制的系统和方法，其中涡轮增压器分级在电动机械增压器的下游。控制器可以被配置为执行程序(诸如图2-3的示例程序)，以利用电动机械增压器来减少涡轮迟滞，同时利用对机械增压器马达的旋转速度和在机械增压器两端耦接的旁通阀的开度的调整来调节升压压力超调。这些调整可以以与升压压力控制废气门阀调整互补的频率使用。在涡轮增压器下游的升压压力超调的状况下，电动机械增压器压缩机速度可以被控制以扼止通过涡轮增压器的气流，所述机械增压器速度基于压缩机映射图(诸如图4的映射图)来调整。参照图5示出了协调跨过机械增压器和涡轮增压器的调整的示例升压控制运转。以此方式，升压压力超调可以被更有效地控制。

图1示意地示出了包括发动机10的示例发动机系统100的多个方面。在所描绘的实施例中，发动机10是包括多级升压装置的升压发动机。具体地，发动机10包括被分级在第二升压装置13上游的第一升压装置15。该构造导致(第二升压装置的)第二压缩机114被设置在第一压缩机110的下游的发动机进气通道42中。在本示例中，第二升压装置是涡轮增压器13，而第一升压装置是电动机械增压器15。下游涡轮增压器13可以能够产生比机械增压器15更高的升压压力。在本文中，下游压缩机大于上游压缩机(例如，下游涡轮增压器压缩机可以具有更大的惯性、更大的流动面积等)，并且因此相比于上游的机械增压器压缩机，可以能够在更长的持续时间内提供更大量的升压压力。

电动机械增压器15包括由电动马达108驱动的第一压缩机110。电动马达108以基于期望升压压力的马达速度进行运转。第一压缩机110可以通过降低电动马达108的马达速度来减速。马达108由车载能量存储装置(诸如系统电池106)提供电力。第二压缩机114由排气涡轮116来驱动。新鲜空气沿着进气通道42经由空气净化器112被引入发动机10，并且流至第一压缩机110。被第一压缩机110压缩的空气然后被递送到第二压缩机114。在选择的状况下，如在下面详述的，空气可以借助于调整电动机械增压器旁通阀(ESBPV)62的开度而通过第一压缩机旁路60绕过机械增压器15，并且被引导到涡轮增压器13。

涡轮增压器13包括由排气涡轮116驱动的第二压缩机114。第二压缩机114被示为经由轴19被机械地耦接至涡轮116的涡轮增压器压缩机，所述涡轮116通过膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，涡轮增压器可以是双涡形装置。在另一实施例中，涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT)，其中涡轮几何形状根据发动机工况主动地改变。在第二压缩机114的压缩机入口处接收的新鲜空气被引入发动机10。被涡轮增压器13压缩的空气可以借助于调整压缩机再循环阀(CRV)72的开度通过第二压缩机旁路70从压缩机114的出口被再循环至入口。CRV72可以是连续可变阀，并且增加再循环阀的开度可以包括致动(或激励)阀的螺线管。

如在图1中示出的，第二压缩机114通过增压空气冷却器(CAC)18(在本文中也被称为中间冷却器)被耦接至节流阀20。节流阀20被耦接至发动机进气歧管22。压缩的空气充气从第二压缩机流过增压空气冷却器18和节流阀、流至进气歧管。增压空气冷却器可以是例如，空气到空气或空气到水的热交换器。在图1中示出的实施例中，进气歧管内的空气充气的压力通过歧管空气压力(MAP)传感器124来感测。

应认识到，如在本文中使用的，第一压缩机指的是在上游的分级压缩机，而第二压缩机指的是在下游的分级压缩机。在一个非限制性示例中，如所描绘的，第二下游压缩机是涡轮增压器压缩机，而第一上游压缩机是机械增压器压缩机。然而，升压装置的其他组合和构造可以是可能的。

在选择的状况下，诸如在踩加速器踏板期间，当从不具有升压的发动机运转进入具有升压的发动机运转时，涡轮迟滞能够发生。这是由于第二压缩机114的涡轮加速自旋的延迟。为了减少这种涡轮迟滞，在那些选择的状况下，机械增压器15和涡轮增压器13两者都可以被启用。具体地，当涡轮116加速自旋时，升压压力能够通过上游机械增压器压缩机110来提供。启用机械增压器包括从电池106汲取能量以使马达108自旋，从而由此加速第一压缩机110。此外，旁通阀62可以被关闭，以便使得较大部分的空气能够被第一压缩机110压缩。由于其较小尺寸和系统电池的有限电荷，第一压缩机110能够迅速地加速自旋并且旋转短的持续时间，从而能够响应于升压要求的突然增加而提供瞬时的正升压压力。然后，当涡轮已经充分加速自旋并且能够驱动第二压缩机114时，第一压缩机可以通过禁用马达108而被减速。此外，旁通阀62可以被打开，以便使得较大部分的空气能够绕过第一压缩机110。如在本文中详述的，通过协调ESBV62的开度与对马达速度的调整，在第一压缩机下游且在第二压缩机上游的电动升压超调能够被解决。

在选择的状况下，诸如在从升压发动机运转到更高升压发动机运转的踩加速器踏板期间，涡轮增压器压缩机下游的升压压力超调(在本文中也被称为涡轮增压器超调)可以发生。涡轮增压器超调包括由于涡轮增压器压缩机114自旋快于期望而导致高于期望的节气门入口压力，并且可以导致发动机扭矩过度递送。如在本文中详述的，为了减轻涡轮增压器超调，第一压缩机110可以被加速至对应于如基于压缩机映射图(图4)确定的通过第二压缩机的空气充气的期望扼流的速度。此外，ESBPV62可以被关闭。这允许节气门入口压力被基本上立即降至期望的压力。

第二压缩机114也可以通过经由废气门致动器打开废气门阀92来增加废气门90的开度以允许排气绕过涡轮116而被减速。在第一压缩机110的运转期间，涡轮增压器废气门90可以被致动为具有高于缺省的增益调节(default gain tuning)。更快的电动机械增压器速度调整可以比致动涡轮增压器废气门90更快地减小涡轮增压器13升压误差，因此废气门90可以在电动机械增压器15运转期间被更积极地(aggressively)调节。

在一些实施例中，ESBPV62可以在第一压缩机110的运转期间通常部分打开。响应于电动机械增压器的超调，ESBPV62开度可以被增加，从而导致由电动机械增压器提供的升压压力的基本上即时降低。例如，阀可以从缺省的部分打开位置被转变为完全打开位置。阀在那些状况下的打开程度可以基于电动机械增压器升压压力递送的误差。当电动机械增压器被禁用时，ESBPV62可以被保持关闭。

阀62和阀72中的一个或两个可以是连续可变阀，其中阀的位置从完全关闭位置到完全打开位置连续可变。替代地，压缩机再循环阀72可以是连续可变阀，而压缩机旁通阀62是开闭阀。

一个或更多个传感器可以被耦接至第二压缩机114(如图所示)和/或第一压缩机110(未示出)的入口。例如，温度传感器55可以被耦接至入口，用于估计压缩机入口温度。作为另一示例，压力传感器56可以被耦接至入口，用于估计进入压缩机的空气充气的压力。还有其他的传感器可以被包括，例如空燃比传感器、湿度传感器等。在其他示例中，压缩机入口状况(诸如湿度、温度等)中的一个或更多个可以基于发动机工况被推测。传感器可以估计在压缩机入口处从进气通道接收的进气以及从CAC的上游被再循环的空气充气的状况。一个或更多个传感器也可以在压缩机114和压缩机110的上游被耦接至进气通道42，用于确定进入压缩机的空气充气的成分和状况。这些传感器可以包括例如歧管空气流量传感器57。

进气歧管22通过一系列进气门(未示出)被耦接至一系列燃烧室30。燃烧室经由一系列排气门(未示出)被进一步耦接至排气歧管36。在所描绘的实施例中，示出了单个排气歧管36。然而，在其他实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管区段。具有多个排气歧管区段的构造可以使得来自不同燃烧室的排出物能够被引导到发动机系统中的不同位置。

在一个实施例中，排气门和进气门中的每一个可以被电动地致动或控制。在另一实施例中，排气门和进气门中的每一个可以被凸轮致动或控制。不论是被电动致动还是被凸轮致动，排气门和进气门打开和关闭的正时可以根据期望的燃烧和排放控制性能的需要被调整。

燃烧室30可以被供应一种或更多种燃料，诸如汽油、醇燃料混合物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。燃料可以经由直接喷射、进气道喷射、节气门阀体喷射、或其任何组合被供应给燃烧室。在燃烧室中，燃烧可以经由火花点火和/或压缩点火而被开始。

如在图1中示出的，来自一个或更多个排气歧管区段的排气被引导到涡轮116以驱动涡轮。当降低的涡轮扭矩被期望时，一些排气可以被引导转向通过废气门90，从而绕过涡轮。废气门阀92可以被致动为打开，以经由废气门90将至少一些排气压力从涡轮的上游倾到涡轮下游的位置。涡轮速度也可以通过降低涡轮上游的排气压力而被降低。同样地，在涡轮迟滞期间，涡轮速度可以通过增加涡轮上游的排气压力而被增加，如通过启用上游电动机械增压器同时维持涡轮增压器废气门关闭。因此，在涡轮迟滞期间，电动机械增压器可以被用来在涡轮增压器加速时提供期望的升压压力，同时通过增加涡轮上游的排气压力来增加涡轮增压器加速的速率。

来自涡轮和废气门的组合流然后流过排放控制装置170。一般来说，一个或更多个排放控制装置170可以包括一个或更多个排气后处理催化剂，所述排气后处理催化剂被配置为催化处理排气流，并且由此减少排气流中的一种或更多种物质的量。例如，一个排气后处理催化剂可以被配置为当排气流稀时从排气流捕集NOx，并且当排气流富时还原捕集的NOx。在其他示例中，排气后处理催化剂可以被配置为使NOx不成比例或在还原剂的帮助下选择性地还原NOx。在其他示例中，排气后处理催化剂可以被配置为氧化排气流中残余的碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何这种功能性的不同排气后处理催化剂可以被单独或一起布置在涂层中或排气后处理阶段的其他地方。在一些实施例中，排气后处理阶段可以包括被配置为捕集并氧化排气流中的碳烟颗粒的可再生碳烟过滤器。

来自排放控制装置170的经处理的排气的全部或部分可以经由排气管道35被释放到大气。然而，取决于工况，一些排气可以经由包括EGR冷却器和EGR阀的EGR通道(未示出)被替代地转移到进气通道。EGR可以被再循环至第一压缩机110、第二压缩机114、或两者的入口。

发动机系统100可以进一步包括控制系统14。控制系统14被示为从多个传感器16(其各种示例在本文中被描述)接收信息，并向多个致动器81(其各种示例在本文中被描述)发送控制信号。作为一个示例，传感器16可以包括位于排放控制装置上游的排气传感器126、MAP传感器124、排气温度传感器128、排气压力传感器129、压缩机入口温度传感器55、压缩机入口压力传感器56和MAF传感器57。诸如额外的压力、温度、空燃比和成分传感器的其他传感器可以被耦接至发动机系统100中的各个位置。致动器81可以包括例如用于节气门20的致动器、压缩机再循环阀72、ESBPV62、电动马达108、废气门阀92和燃料喷射器66。控制系统14可以包括控制器12。控制器可以从各种传感器接收输入数据，处理输入数据，并且基于接收到的信号和存储在控制器的存储器上的指令以运用各种致动器。控制器可以基于对应于一个或更多个程序(诸如在本文中关于图2-3描述的示例控制程序)被编程在其中的指令或代码，响应于已处理的输入数据而运用致动器。

作为一个示例，控制器12可以包含被存储在非临时性存储器上用于以下的计算机可读指令：响应于操作者踩加速器踏板，通过使第一压缩机110运转并且使旁通阀62和废气门阀90中的每一个关闭而使压缩空气流至发动机直至涡轮116d的速度高于阈值涡轮速度，并且响应于当使第一压缩机110运转时升压压力超调，间歇打开旁通阀62同时维持废气门阀90关闭。控制器12还可以包含被存储在非临时性存储器上用于以下的计算机可读指令：响应于当第二压缩机114正在自旋时来自升压发动机运转的操作者踩加速器踏板，关闭废气门阀90以调整第二压缩机114的速度，并且调整第一压缩机110的速度以限制进入第二压缩机114的气流。

以此方式，图1的部件实现了一种示例发动机系统，所述发动机系统包含：发动机，其具有进气装置；第一进气压缩机，其由电动马达驱动，所述马达由电池提供动力；第二进气压缩机，其由排气涡轮驱动，所述第二压缩机沿着所述进气装置被设置在所述第一压缩机的下游；旁路，其包括被耦接在第一压缩机两端的旁通阀；废气门，其包括耦接在排气涡轮两端的废气门阀；压缩机再循环阀，其耦接在下游压缩机的两端；以及控制器。所述控制器可以被配置为具有被存储在非临时性存储器上用于以下操作的计算机可读指令：响应于操作者踩加速器踏板，通过使第一压缩机运转并且使旁通阀和废气门阀中的每一个关闭(以及再循环阀关闭)而使压缩空气流至发动机，直至涡轮速度高于阈值涡轮速度；以及响应于当使第一压缩机运转时升压压力超调，间歇打开旁通阀同时维持废气门阀(和再循环阀)关闭。控制器可以进一步包括用于以下的指令：在涡轮速度高于阈值涡轮速度之后通过使第二压缩机运转而使压缩空气流至所述发动机，同时绕过第二压缩机，其中旁通阀被关闭并且废气门阀部分打开；以及响应于当第二压缩机运转时升压压力超调，间歇增加废气门阀(和/或再循环阀)的开度同时维持旁通阀被关闭。所述控制器可以进一步包括用于以下的指令：当旁通阀未退化时用高于缺省的调节致动废气门阀，并且响应于旁通阀退化的指示，用缺省的调节致动废气门阀。

图1的部件还可以实现另一示例发动机系统，其中所述控制器被配置为具有被存储在非临时性存储器上用于以下的计算机可读指令：响应于当所述第二压缩机正在自旋时操作者踩加速器踏板，关闭废气门阀以调整第二压缩机的速度；以及同时调整第一压缩机的速度以限制进入第二压缩机的气流。废气门阀的关闭的程度和第一压缩机的旋转速度可以被调整以在第二压缩机处提供目标压力比，所述目标压力比基于驾驶员要求。所述控制器可以进一步包括用于以下的指令：在到达目标压力比之后，使第一压缩机减速同时增加废气门阀(和/或再循环阀)的开度。控制器可以进一步包括用于以下的指令：响应于当第二压缩机未正在自旋时操作者踩加速器踏板，关闭废气门阀(和/或再循环阀)以增加第二压缩机的所述速度；以及同时增加第一压缩机的速度以增加通过第二压缩机的气流，同时基于升压误差增加旁通阀的开度。

图2示出了用于响应于发动机升压要求的改变而使上游升压装置(例如，机械增压器)和下游升压装置(例如，涡轮增压器)的压缩机运转的示例程序200。用于执行方法200和本文中包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如在上面参照图1描述的传感器)接收的信号来执行。控制器可以根据在下面描述的方法采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机运转。在本文中，发动机系统包含沿着进气通道被分级在第二压缩机上游的第一压缩机。另外，第一压缩机由电动马达驱动，而第二压缩机由排气涡轮驱动。在一个示例中，如参照图1示出的，第一压缩机是机械增压器压缩机，而第二压缩机是涡轮增压器压缩机。

在202处，该方法包括确定发动机工况，诸如发动机转速、踏板位置、操作者扭矩要求、环境状况(环境温度、压力、湿度)、发动机温度等。在204处，运转参数基于发动机工况来确定。这些参数可以包括例如EGR水平、期望的升压压力、火花点火正时、废气门开度、节气门开度等。在206处，该方法包括，确定升压是否被需要。在一个示例中，升压可能在中-高发动机负荷时被需要。在另一示例中，升压可以响应于操作者踩加速器踏板或响应于驾驶员扭矩要求的增加而被需要。

如果升压不被需要，诸如当发动机负荷低或驾驶员扭矩要求低时，该方法移动到208，其中发动机在自然吸气的情况下被运转，并且该方法结束。

如果升压被需要，那么在210处，该方法包括，启用第一上游压缩机，并且关闭耦接在第一上游压缩机两端的旁路的旁通阀(电动机械增压器旁通阀、或ESBV)。电动机械增压器被用来在踩加速器踏板时提供瞬时升压压力，以减少由涡轮增压器压缩机的缓慢加速引起的涡轮迟滞。由于其尺寸较小，电动机械增压器可以被迅速地加速以提供期望的升压压力，直至涡轮增压器能够提供期望的升压压力。电动机械增压器的使用可以受到被用来使电动机械增压器的电动马达自旋的电池的容量限制。因此，电动机械增压器可以被用来在涡轮增压器涡轮加速自旋且能够驱动较大的涡轮增压器压缩机时提供快速且瞬时的正升压压力量。

因此，响应于驾驶员要求的扭矩的增加，第一压缩机被加速，并且到发动机的压缩空气流增加。在本文中，使第一压缩机加速包括经由电动马达利用从电池汲取的功率使第一压缩机自旋。例如，第一压缩机可以通过将来自控制器的控制信号发送至致动器以调整被耦接至机械增压器的电动马达的机电致动器以使马达以较高速度旋转而被自旋。第一压缩机响应于升压要求的增加而以一速度被加速，并且耦接在电动机械增压器两端的ESBPV被保持关闭以使所有进气都流过第一压缩机。因此，压缩空气经由第一压缩机被提供给发动机。此时，升压要求可以单独经由机械增压器压缩机来满足。

在212处，确定是否存在电动机械增压器升压超调。即，确定电动机械增压器下游且在涡轮增压器压缩机上游的升压压力是否高于期望的升压压力。如果否，则在216处继续经由电动机械增压器提供升压，耦接在涡轮增压器的排气涡轮两端的废气门被关闭(或开度被减小)以驱动较大部分的排气通过涡轮增压器涡轮，由此加快涡轮加速自旋。

发明人在此已经认识到电动机械增压器的积极使用能够被有利地用来减少到达扭矩的时间和涡轮迟滞。然而，相同的积极使用还能够引起实际的升压压力超过期望的升压压力。这种超调能够利用对ESBV开度的调整来解决。如果电动机械增压器升压压力高于期望的压力并且存在电动机械增压器升压超调，在214处，电动机械增压器升压压力通过调整电动机械增压器的速度(例如，减速)并且同时增加ESBV的开度来进行控制，在图3中进一步描述。在一个示例中，ESBV被瞬间移动到完全打开位置以减小升压超调。在替代示例中，ESBV被部分地打开。因此，由于硬件限制，制动被耦接至机械增压器的电动马达会是不可能的。因此，响应于升压压力超调通过增加ESBPV开度，通过电动机械增压器压缩机的气流能够被迅速地减少，从而使得由电动机械增压器提供的升压压力能够被基本上即时地降低。当ESBPV被打开以将电动机械增压器升压压力降至期望的升压压力时，电动机械增压器也可以被减速，例如减速至能够提供期望的升压压力而没有少量超调的压缩机速度。以此方式，利用对电动机械增压器压缩机速度和ESBV开度的调整的组合，目标升压压力能够被更快地到达并且具有更少的升压误差。

在电动机械增压器包括用于制动的硬件的替代示例中，响应于升压超调，第一压缩机可以通过对电动马达施加负扭矩(诸如通过使用磁力制动器)而被减速。该方法从214移动到216，其中涡轮增压器废气门被保持关闭，并且涡轮增压器涡轮被加速。

在218处，确定涡轮增压器涡轮速度是否大于涡轮增压器能够维持升压要求的阈值速度(诸如是否在阈值速度之上)。如果否，那么涡轮继续加速自旋，在220处第一压缩机(机械增压器)的运转被维持，其中电动机械增压器压缩机继续满足升压要求。此外，ESBPV被关闭(例如，被完全关闭)，并且该程序结束。

如果涡轮增压器涡轮速度在阈值速度之上，那么在222处，电动机械增压器被减速，并且ESBPV的开度被增加。在一个示例中，ESBV被移动到完全打开位置，使得进气气流能够被引导到涡轮增压器压缩机同时绕过机械增压器压缩机。由于涡轮增压器能够维持升压要求，电动机械增压器可以被禁用，以便避免耗尽电动机械增压器电池。通过打开ESBPV，电动机械增压器可以被绕过，从而允许电动机械增压器减速而不限制气流通过进气路径。

在224处，该方法包括在绕过第一上游压缩机(机械增压器压缩机)时使由第二下游压缩机(涡轮增压器压缩机)压缩的进气流入发动机。此时，升压要求可以单独经由涡轮增压器压缩机来满足。

在226处，确定由涡轮增压器提供的升压压力是否高于要求的升压压力(即，是否存在涡轮增压器升压超调)。如果否，在228处升压致动器设置被维持，并且该方法结束。如果涡轮增压器压缩机的下游存在升压压力超调，在230处升压致动器中的一个或更多个可以根据在图3中进一步概述的方法来调整。致动器可以包括排气废气门232、电动机械增压器234、压缩机再循环阀236和电动机械增压器旁通阀238。如在图3处详述的，升压压力可以经由对(耦接在排气涡轮两端的)废气门阀和(耦接在涡轮增压器压缩机两端的)压缩机再循环阀中的一个或更多个的调整来降低。此外，升压压力超调可以通过经由对耦接在机械增压器压缩机两端的ESBV的调整减小涡轮增压器压缩机流，并且通过(经由对相应电动马达的调整)减小机械增压器压缩机速度来解决。

图3示出了用于解决多级升压发动机系统中的升压压力超调的示例程序300。该方法利用上游压缩机处的调整来降低上游压缩机以及下游压缩机处的升压压力超调。在一个示例中，图3的程序可以作为图2的程序的一部分(诸如在步骤214和/或230处)被执行。

在302处，电动升压超调状况被确认。在此，可以确定由上游电动机械增压器压缩机提供的升压压力是否超过期望的升压压力。因此，电动机械增压器可以被用来当下游涡轮增压器涡轮加速自旋时提供要求的升压压力。在一个示例中，电动机械增压器处的升压压力超调可以基于相对于要求的升压压力在第一压缩机的下游且在第二压缩机的上游估计的升压压力来确定。

如果电动机械增压器处的升压压力超调被确认，那么在304处，电动机械增压器被减速，并且ESBPV开度同时被增加，并且该程序结束。增加ESBV的开度包括基于期望的升压压力从当前旁通阀位置移动ESBV(可以完全打开)。此外，增加旁通阀的打开的程度和持续时间中的每一个可以基于升压误差。在其中，当升压误差(相对于要求的升压压力的超调量)增加时，打开的程度可以被增加和/或打开的持续时间可以被增加。在一个示例中，ESBV被立即转变为完全打开位置(从完全关闭位置)。增加ESBPV开度可以允许气流绕过第一压缩机，从而导致升压压力的基本上即时降低。同时，电动机械增压器可以被减速至如基于期望的升压压力而经修正的压缩机速度。电动机械增压器可以通过将电动马达速度从基于期望的升压压力的第一马达速度调整到基于升压误差的第二马达速度而被减速。然后，当超调状况已经减弱时，ESBV开度可以被减小(例如，ESBV可以恢复完全关闭位置)，并且如果需要，机械增压器压缩机可以被加速。

因此，如果升压压力超调仅通过减速或禁用被耦接至机械增压器的电动马达来解决，电动机械增压器速度将会利用包括摩擦和空气阻力的抵抗效果的自然衰减来降低。然而，同时，实际的升压压力将会继续超调，导致过多的发动机扭矩输出。在该时间期间，发动机进气节气门可能没有对快速的压力堆积作出反应的带宽(bandwidth)。因此，任何节气门调整都将会导致实际的歧管压力超过期望的歧管压力，进一步促进升压超调。为了利用机械增压器速度的自然衰减来解决升压超调，控制器可能需要甚至在达到期望的升压压力或目标扭矩之前就禁用电动机械增压器。然而，这会增加到达扭矩的时间，并且即使在电动机械增压器运转的情况下也会导致升压迟滞。换言之，如果ESBPV不被打开并且仅机械增压器压缩机被减速(通过使对应的马达减速)，因而产生的升压压力的降低将不会足够快，并且升压超调状况将会被延长。以此方式，响应于升压误差而调节ESBPV开度可以允许电动机械增压器升压压力的更准确控制。

额外地或可选地，当打开ESBPV时，发动机节气门角度可以被减小以降低节气门入口压力。然而，在其他示例中，进气节气门可以在升压控制期间被保持完全打开，以避免混淆废气门控制循环。而且在电动升压超调期间，废气门阀和CRV中的每一个可以被维持在关闭或部分打开位置中。

以此方式，当下游压缩机加速自旋时，控制器可以使上游压缩机加速，其中被耦接在跨过第一压缩机的旁路中的旁通阀被关闭，以为活塞发动机提供压缩空气流；以及响应于升压压力超调，打开旁通阀。在本文中，下游压缩机大于上游压缩机(例如，下游涡轮增压器压缩机可以具有更大的惯性、更大的流动面积等)。使上游压缩机加速包括使电动马达以基于期望的升压压力的马达速度运转。响应于升压压力超调而打开旁通阀可以包括从完全关闭位置瞬间打开旁通阀，旁通阀的打开的程度和旁通阀的打开的持续时间中的每一个基于升压压力超调，所述升压压力超调发生在下游压缩机的下游，所述升压压力超调包括实际升压压力超过期望升压压力。此外，当ESBV被打开时，进气节气门打开被维持打开。旁通阀的打开的程度和旁通阀的打开的持续时间中的一个或更多个随着实际的升压压力超过期望的升压压力而被增加，当实际的升压压力处于期望的升压压力时，旁通阀被关闭。当经由上游压缩机使压缩空气流动时并且当下游压缩机加速自旋时响应于升压压力超调，控制器可以通过降低电动马达的马达速度而使上游压缩机减速。响应于排气涡轮的旋转速度高于阈值速度，上游压缩机可以被减速，旁通阀被打开，并且压缩空气可以在绕过上游压缩机时经由下游压缩机流至活塞发动机。返回到图3，如果电动机械增压器处的升压压力超调未被确认，该程序在306处确认下游涡轮增压器处是否存在升压压力超调。因此，应认识到，上游电动机械增压器压缩机和下游涡轮增压器压缩机处在升压发动机运转的截然不同的非重叠时间经历升压压力超调。具体地，可以在当电动机械增压器正在被用来满足驾驶员要求时并且当涡轮增压器压缩机没有压缩进气时的较低气流状况下经历电动机械增压器处的升压压力超调。相比之下，可以在当涡轮增压器正在被用来满足驾驶员要求时并且当机械增压器压缩机没有压缩进气时的较高气流状况下经历涡轮增压器处的升压压力超调。

确认涡轮增压器升压压力超调包括确定由下游涡轮增压器压缩机提供的升压压力是否超过期望的升压压力。在一个示例中，电动机械增压器处的升压压力超调可以基于相对于要求的升压压力在第二压缩机的下游估计的升压压力来确定。如果涡轮增压器涡轮速度在阈值之上并且通过涡轮增压器压缩机的气流在阈值流速之上，升压压力也会超调。如果涡轮增压器未正在提供过多的升压压力，那么在308处，升压致动器设置可以被维持，并且该程序结束。

如果涡轮增压器处的升压压力超调被确认，则在310处，排气废气门和压缩机再循环阀(CRV)中的一个或更多个的开度可以被增加。在一个示例中，废气门和CRV中的一个或两个可以被移动到完全打开位置。通过打开排气废气门，通过涡轮的排气流可以被减少，从而使排气涡轮减速并且随后涡轮增压器压缩机减速。通过打开CRV，由涡轮增压器压缩机压缩的至少一些空气可以被再循环到压缩机的上游，从而导致节气门入口压力的基本上即时的降低。

在一个示例中，打开排气废气门阀包括响应于升压误差用高于缺省的增益调节来调整废气门阀的打开的程度。在本文中，电动机械增压器调整(包括ESBV的开度和基于机械增压器的扼流的使用)可以与节气门调整协调地并且以与废气门调整互补的频带被提供，从而允许升压压力的更快且更准确的调节。这允许废气门控制循环被更积极地调节，因为电动机械增压器的快速动态能够抑制由废气门引起的任何振荡并且降低升压压力超调。

废气门可以在升压控制期间用高于缺省的增益调节运转，并且响应于沿期望升压廓线追踪的实际升压，或低于阈值的升压误差(例如，无升压误差)而恢复缺省的增益调节。替代地，缺省的增益调节可以响应于系统FMEM模式而被恢复，所述系统FMEM模式可以响应于升压发动机部件退化而被触发。在一个示例中，废气门可以响应于ESBV退化的指示而恢复缺省的增益调节。

然而，由于相对缓慢的废气门动态，废气门的打开可以导致实际升压压力的更慢下降，从而延长超调状况。此外，虽然CRV调整可以导致节气门入口压力的迅速下降，但是也会存在升压性能的较大下降。因此，如果升压超调状况是由于操作者释放加速器踏板事件引起，如果不久之后操作者踩加速器踏板(诸如由于改变主意)，单独依赖于废气门和/或CRV调整能够导致到扭矩的更慢时间。因此，如在下面详述的，进一步的发动机升压控制可以利用基于电动机械增压器的调整来执行。

在312处，可以确定基于电动机械增压器的扼流是否被需要。在一个示例中，如果升压超调误差较大，则扼流可以被需要。在另一示例中，如果废气门开度由于其他约束而被限制，节流可以被需要。在又一示例中，控制器可以基于被耦接至机械增压器压缩机的电动马达的电池的荷电状态以确定扼流是否能够被提供。具体地，只要电池荷电状态高于阈值，节流就可以被实现。如果电动机械增压器扼流不被需要，则如在314处一样，电动机械增压器设置被维持，并且该程序结束。

发明人在此已经认识到，使电动机械增压器以给定的机械增压器压缩机速度运转可以影响流过机械增压器压缩机进入下游涡轮增压器压缩机的空气量。该量可以由进气气流水平进一步影响。因此，在较低的(例如，怠速)气流水平期间，使机械增压器压缩机运转能够增加通过机械增压器压缩机进入下游涡轮增压器压缩机的气流。这在当涡轮未充分加速自旋时的状况下被利用以使机械增压器压缩机迅速地加速并向发动机递送升压的气流。然而，在较高气流水平下，诸如当涡轮加速自旋并且发动机经由涡轮增压器压缩机接收升压空气时，使机械增压器压缩机运转能够减少通过机械增压器压缩机进入下游涡轮增压器压缩机的气流。因此，进入涡轮增压器压缩机的气流被限制或被扼止，从而提供升压压力的基本上即时的降低。通过经由对电动马达速度的调整来调整机械增压器压缩机速度，进入涡轮增压器压缩机的气流能够被减少，由此通过涡轮增压器压缩机来控制升压压力输出。换言之，机械增压器压缩机可以作为用于涡轮增压器压缩机的流动限制器进行运转，并且进入涡轮增压器压缩机的扼流可以被用于升压压力超调控制。因此，这可以与废气门调整一起以互补的频带被用来实现更准确的升压控制。

如果扼流被需要，那么在316处，通过电动机械增压器压缩机提供到涡轮增压器压缩机内的气流(扼流)的量可以基于升压压力误差来确定。在一个示例中，当升压误差增加时(其中实际的升压压力超过期望的升压压力)，进入涡轮增压器压缩机的较低气流可以被请求(即，由对气流的扼止的较高的量引起的较低的绝对气流水平)。在另一示例中，气流的量可以被选择以在下游涡轮增压器压缩机两端提供目标压力比。

在318处，对应于期望的扼流量的电动机械增压器压缩机速度可以被确定。因此，期望的扼流所需的机械增压器压缩机速度可以基于包括进气节气门位置和进气气流(例如，歧管气流水平)的工况而改变。例如，在给定的歧管气流水平下，进入涡轮增压器压缩机的气流可以随着机械增压器压缩机速度增加而被增加。因此，机械增压器压缩机速度越高，将会发生的扼流越高。如在图4中描绘的，不同压缩机速度下的扼流是当恒定速度线与X轴相交(或处于1的压力比)时。进入涡轮增压器压缩机的气流被减少，因为ESBV被关闭。此后，机械增压器速度越低，被允许经过的气流越少。作为另一示例，对于给定的机械增压器压缩机速度，随着进气歧管气流水平增加，更小的气流可以被引导到下游涡轮增压器压缩机内。控制器可以参考压缩机映射图(诸如图4的示例映射图)来确定对应于目标扼流的目标机械增压器压缩机速度。

在320处，电动机械增压器可以被加速至在318处确定的目标压缩机速度以将下游压缩机的气流降至目标扼流。同时，ESBPV可以被关闭(例如，被完全关闭)，以引导气流通过电动机械增压器压缩机并且扼止气流进入涡轮增压器压缩机，由此降低升压压力。该程序然后结束。在本文中，上游压缩机被加速同时维持进气节气门打开，直至通过下游压缩机的气流在阈值之下。此后，上游压缩机可以被减速(例如，至零或最小速度)。

以此方式，响应于升压压力超调，第一上游压缩机的速度被调整。在一个示例中，调整电动机械增压器压缩机的速度包括从零速度增加(诸如其中机械增压器被禁用，并且压缩机被重新激活并从零速度自旋至对应于扼流的速度)。在替代示例中，所述调整包括从最小速度的增加，其中增加的量基于超调的程度。在任一情况下，电动机械增压器压缩机的速度都被调整以将通过下游压缩机的气流限制为阈值气流。在本文中，电动机械增压器的速度通过使被耦接至机械增压器压缩机的电动马达以基于气流的马达速度自旋来调整。

在一个示例中，响应于当经由下游压缩机使压缩空气流动时的升压压力超调，控制器可以增加排气涡轮两端的废气门阀和被耦接在跨过下游压缩机的旁路中的压缩机再循环阀中的一个或更多个的开度。相比之下，响应于当经由上游压缩机使压缩空气流动时的升压压力超调，控制器可以维持废气门阀和压缩机再循环阀中的每一个关闭。替代地，废气门阀和CRV的开度可以被维持，如被维持在部分打开位置中。在本文中，当经由上游压缩机使压缩空气流动时，废气门阀可以用高于缺省的增益调节致动，并且当经由下游压缩机使压缩空气流动时，可以用缺省的增益调节致动。

以此方式，上游电动致动的压缩机可以在一些状况下被加速以增加通过下游压缩机的气流，而在其他状况下，电动致动的压缩机可以被加速以减少通过下游压缩机的气流。通过以互补的频带利用机械增压器压缩机速度和旁通阀调整与废气门调整，涡轮增压器压缩机下游的升压压力超调能够被更好地管理并且被迅速地控制。因此，这使得升压压力能够被控制而不使到扭矩的时间退化。

图4示出了用于电动机械增压器压缩机的示例压缩机映射图400。压缩机映射图400可以被存储在控制器的存储器中，并且被用来识别将扼止的气流提供到下游涡轮增压器压缩机内所需的机械增压器压缩机速度。映射图400的竖直轴(y-轴)示出了被定义为电动机械增压器压缩机出口处的空气压力与环境空气压力(大气压力)之比的压缩机压力比。水平轴(x-轴)示出了通过电动机械增压器的质量空气流速，其中电动机械增压器被分级在涡轮增压器的上游。线402(实线)示出了机械增压器压缩机的喘振极限。使机械增压器压缩机在该线左侧的状况下运转可以引起压缩机喘振，其中通过机械增压器压缩机的气流被扼止。实线404(仅2条被标记)描绘了机械增压器压缩机的恒定速度线。增加压缩机速度的方向被描绘。

如参照图3描述的，响应于下游涡轮增压器压缩机处的升压压力超调，上游电动机械增压器压缩机可以被加速至目标压缩机速度，以便扼止气流通过涡轮增压器压缩机。这允许节气门入口压力和升压压力被基本上即时地降低。电动机械增压器运转通过限制在给定的压缩机速度和压力比下可能经过电动机械增压器压缩机的气流而产生有效的扼流。电动机械增压器可以控制流动限制以允许特定体积的空气被涡轮增压器升压，从而导致升压压力的精确且基本上即时的控制。

在一个示例中，基于升压误差，发动机控制器可以确定进入涡轮增压器压缩机的期望气流。然后，基于歧管气流，控制器可以确定上游机械增压器压缩机两端的对应压力比。因此，机械增压器两端的期望压力比可以对应于机械增压器压缩机入口处的压力(其对应于歧管气流)相对于机械增压器压缩机出口处的压力(其对应于期望的扼流)的比。基于期望的压力比和给定的歧管气流，控制器可以识别对应的压缩机速度。控制器然后可以致动电动机械增压器的电动马达以使压缩机以经确定的压缩机速度自旋。在另一示例中，压缩机映射图可以被外推为压力比小于1。当流动处于恒定速度线穿过X轴(或压力比＝1)时，扼流可以开始发生。然后，初始的期望的压缩机速度可以基于期望的空气质量流量而被查找。反馈控制可以基于当前压力比(<1)和期望的空气质量流量而被添加。作为一个示例，压缩机出口压力可以在诸如关闭ESBPV之后不久的时候并且当使电动机械增压器加速自旋时在环境压力之下(进而导致压力比在图4的ECU映射中描绘的压力比的范围之外)。控制器可以将图4的压缩机映射图外推为较低的压力比以估计期望的压缩机速度。随着压缩机速度增加，并且压缩机压力比同样增加，反馈控制能够被用来确定期望的压缩机速度。

图5示出了图示通过与电动机械增压器速度控制协调的废气门(WG)和ESBV致动进行升压压力控制的示例顺序500。水平轴(x-轴)表示时间，并且竖直标记t1-t8识别用于升压压力控制的重要时间。自顶部的第一曲线示出了踏板位置(线502)随着时间的变化。第二曲线(线504)示出了升压压力随着时间的变化。第三曲线(线508)示出了电动机械增压器压缩机速度的变化。第四曲线(线512)示出了涡轮增压器涡轮速度随着时间的变化。第五曲线(线516)示出了废气门开度随着时间的改变。当被打开时，废气门允许排气绕过涡轮增压器的涡轮，因此降低涡轮增压器涡轮的速度。第六曲线(线518)示出了耦接在电动机械增压器两端的电动机械增压器旁通阀(ESBV)的位置的改变。ESBV被打开以允许进气绕过电动机械增压器，或被关闭以引导空气通过电动机械增压器。

在时间t1之间，发动机正在没有升压的情况下以基本上恒定的速度运转。在时间t1处，操作者从关闭的踏板踩加速器踏板，从而将发动机在自然吸气的情况下的发动机运转移动到在升压的情况下的发动机运转，如从线502的增加看出的。发动机升压压力可以响应于踩加速器踏板事件而通过致动电动马达以增加电动机械增压器速度来增加。同时，ESBV被关闭以输送更多空气通过机械增压器压缩机。同时，废气门开度被减小，以使更多排气流过涡轮增压器涡轮并加快涡轮加速自旋。通过响应于踩加速器踏板事件而使较小的电动机械增压器压缩机运转，升压压力能够被迅速地增加以在涡轮加速自旋时满足驾驶员要求。因此，如果电动机械增压器压缩机未进行自旋，由于涡轮加速自旋的延迟，则可以存在涡轮迟滞(实际的升压压力到期望的升压压力的延迟)，如在虚线曲线506处描绘的。具体地，相比于期望的升压压力在t4附近被提供的涡轮迟滞情况，通过使电动机械增压器运转，期望的升压压力到t2的时候被提供。

在时间t2处，当经由电动机械增压器使压缩空气流至发动机时，升压压力可以超调。具体地，减少涡轮迟滞的积极的电动机械增压器运转还可以导致机械增压器压缩机下游的实际的升压压力瞬间超过期望的升压压力。为了解决这种升压压力超调，ESBPV在从t2到t3的持续时间内被打开(在描绘的示例中被完全打开)，以在气流绕过机械增压器时将气流引导到发动机。打开ESBPV可以减少经过机械增压器压缩机并且由机械增压器压缩机压缩的气流的量，由此基本上即时地降低由电动机械增压器提供的升压压力。同时，电动机械增压器速度被降低以更好地匹配期望的升压压力。因为调整ESBV开度可以在机械增压器超调期间导致升压压力的基本上即时的降低，当电动机械增压器被加速时(从时间t1到t2)，ESBV可以用高于缺省的增益调节致动。由于用高于缺省的增益调节致动ESBPV，机械增压器超调的程度和持续时间被减小，如在线508中看出的。因此，在不存在ESBV调整的情况下，更大且更长的升压压力超调可以发生，如在虚线510处示出的。该更长且更大的升压压力超调将会引起过多扭矩被递送，从而导致操控性问题。

在时间t3处，电动机械增压器超调已经通过ESBPV致动被降低，因此ESBPV被关闭。此外，由于涡轮仍然未充分加速自旋，压缩空气经由电动机械增压器到发动机的流动被恢复。

应认识到，虽然ESBV被描绘为在完全打开与完全关闭位置之间可移动的开/闭阀，在替代示例中，ESBV可以是其位置可调整到完全打开与完全关闭位置之间的任何位置并且包括完全打开位置和完全关闭位置的可变阀。在这样的情况下，ESBV开度可以响应于升压压力超调而被增加，使得特定量的气流可以在超调期间绕过电动机械增压器，使得产生的升压压力相等于期望的升压压力。电动机械增压器压缩机速度可以响应于升压误差而被调整到期望的压缩机速度，并且ESBV开度可以被调整以将产生的升压压力维持在期望的升压压力。

在时间t4处，涡轮增压器涡轮速度到达期望的涡轮速度，在期望的涡轮速度下它可以提供期望的升压压力而无需来自电动机械增压器的辅助。一旦涡轮充分加速自旋，废气门开度就可以用较高的增益调节来调整以维持升压压力。为了节省电动机械增压器电池电荷，一旦涡轮加速自旋，ESBPV就被打开，如在线518中看出的，并且电动机械增压器被减速，如在线508中看出的。此后，可以使压缩空气经由涡轮增压器压缩机流入发动机以来满足驾驶员升压要求。

在时间t5处，操作者从部分踏板压低再次踩加速器踏板，导致从较低升压状况到较高升压状况的发动机转变。响应于升压要求的增加，涡轮增压器涡轮速度通过减小废气门开度而被增加，所述废气门以高于缺省的增益调节被致动，如在线516中看出的。由于涡轮此时已经加速自旋，机械增压器压缩机可以被维持禁用。

在时间t6处，当使压缩空气经由涡轮增压器流至发动机时，升压压力可能超调。响应于超调，废气门开度被增加(例如，废气门被完全打开)以使涡轮减速，并且降低涡轮增压器输出，如在线516中看出的。为了进一步加快升压压力降低，电动机械增压器被加速至目标速度以扼止气流通过涡轮增压器压缩机。具体地，电动机械增压器被加速至使得目标压力比能够在下游涡轮增压器压缩机处被提供的速度。当使机械增压器加速时，ESBV被关闭以引导气流通过机械增压器压缩机，所述ESBV被用缺省的增益调节致动。通过扼止到涡轮增压器压缩机的气流，电动机械增压器更快地降低升压压力。因此，在不存在机械增压器引起的扼流的情况下，由于相对较慢的废气门动态，涡轮速度和升压压力可以更慢地降低，如在虚线506和514看出的。因而产生的过度扭矩递送将会导致操控性问题。

在时间t7处，升压误差被减小。因此，在t7处，ESBV被打开，如在线518中看出的，并且电动机械增压器被减速，如在线508中看出的。涡轮增压器压缩机速度通过减小废气门开度来维持，如在线516中看出的。此后，压缩空气经由涡轮增压器压缩机到发动机的递送被恢复。

在时间t8处，操作者释放加速器踏板，如在线502中看出的。通过打开涡轮增压器废气门，如在线516中看出的，涡轮增压器升压压力和涡轮速度被降低以产生期望的升压压力，如在线504和512看出的。当涡轮增压器升压压力等于期望的升压压力时，废气门被关闭，如在线516中看出的。

以此方式，在第一升压压力超调状况下，控制器可以增加被耦接在跨过第一上游压缩机的旁路中的旁通阀的开度；以及在第二升压压力超调状况下，所述控制器可以增加被耦接在跨过排气涡轮中的旁路中的废气门阀的开度，所述涡轮驱动第二下游压缩机，其中在第一状况和第二状况下，升压压力超调都在第二压缩机的下游。在一个示例中，响应于第一升压压力超调状况，压缩空气的流动可以经由第一压缩机被提供给发动机，其中第二压缩机被禁用，所述第一压缩机由电动马达驱动，而在第二升压压力超调状况下，压缩空气的流动可以在绕过所述第一压缩机时经由第二压缩机被提供给发动机，所述第二压缩机由排气涡轮驱动。在第一升压压力超调状况下，涡轮速度可以在阈值速度之下，并且通过第二压缩机的气流可以在阈值流速之下，而在第二升压压力超调状况下，涡轮速度可以在阈值速度之上，通过第二压缩机的气流在阈值流速(诸如怠速空气流速)之上。另外，所述控制器可以在第一升压压力超调状况下维持排气废气门阀的位置，在第二升压压力超调状况下维持旁通阀的位置，并且在所述第一升压压力超调状况和第二升压压力超调状况下都维持进气节气门的开度。在本文中，所述第一升压压力超调状况和第二升压压力超调状况中的每一个可以包括实际的升压压力与期望的升压压力之间的升压误差，其中在所述第一升压压力超调状况下，旁通阀的位置基于期望的升压压力，并且增加旁通阀的打开的程度和持续时间中的每一个基于所述升压误差，而在所述第二状况下，废气门阀的位置基于期望的升压压力，并且增加废气门阀的打开的程度基于升压误差。所述控制器还可以在第一升压压力超调状况下将电动马达的速度从基于期望的升压压力的第一马达速度减小至基于所述升压误差的第二马达速度。在所述第一升压压力超调状况下增加旁通阀的开度包括，增加旁通阀的开度直至所述升压误差被降低，并且然后关闭旁通阀同时继续使第一压缩机加速。

以此方式，升压压力通过协调对电动机械增压器速度和相关联的旁通阀的调整与对废气门阀的调整而被更准确地且更快地控制。

协调对被分级在涡轮增压器上游的电动机械增压器的调整与对排气废气门阀和压缩机再循环阀的调整的技术效果是升压压力可以被更精确地控制。通过依赖于电动机械增压器旁通阀来降低升压压力超调，电动机械增压器可以在下游涡轮增压器加速自旋时被更积极地运转以减少涡轮迟滞。通过在到机械增压器的流动经由旁通阀被绕过时使机械增压器减速，升压压力可以不受机械增压器速度衰减相关联的延迟影响。通过在当涡轮增压器在运转中时的状况下将电动机械增压器用作流动限制器，升压压力超调可以被迅速地控制，从而减少与过多扭矩递送相关联的操控性问题。通过改善到扭矩的时间，发动机升压响应被改善，包括在操作者突然改变主意事件期间。另外，通过协调机械增压器速度和旁通阀调整与节气门调整并且以与废气门调整互补的频带，废气门控制循环可以被更积极地调节而不会劣化升压准确度。

在一个示例中，一种用于升压发动机的方法包含，绕过第一上游压缩机，并且经由第二下游压缩机为活塞发动机提供压缩空气的流动；以及响应于升压压力超调，调整所述第一压缩机的速度。前述示例方法可以额外地或可选地进一步包含，使所述第一压缩机加速同时维持进气节气门打开，直至通过所述第二压缩机的气流在阈值之下，并且然后使所述第一压缩机减速。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，所述第一压缩机由电动马达驱动，并且所述第二压缩机由排气涡轮驱动，并且调整所述第一压缩机的速度包括使所述马达以基于所述气流的马达速度自旋。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，绕过所述第一压缩机是响应于涡轮速度高于阈值速度。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，所述升压压力超调包括期望的升压压力与实际的升压压力之间的升压误差，并且使所述第一压缩机加速包括基于所述升压误差估计所述第二压缩机两端的期望的压力比，基于所述期望的压力比确定进入所述第二压缩机的期望的气流，并且然后使所述第一压缩机以将进入所述第二压缩机的气流降至所述期望的气流的压缩机速度运转。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，所述第一压缩机的压缩机速度基于位于所述第一压缩机上游的进气节气门的位置而被进一步调整。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，所述方法进一步包含，响应于所述升压压力超调，打开设置在耦接在所述排气涡轮两端的废气门中的排气废气门阀和设置在耦接在所述第二压缩机两端的再循环通道中的压缩机再循环阀中的一个或更多个。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，打开所述排气废气门阀包括响应于所述升压误差用高于缺省的增益调节来调整所述废气门阀的打开的程度，并且响应于升压误差小于阈值(即，根据期望的廓线追踪的升压)和响应升压发动机部件退化(诸如由于ESBV的退化)中的一个或更多个而恢复所述缺省的增益调节。

在另一示例中，一种用于升压发动机的方法包含，响应于驾驶员要求的第一增加，使第一上游压缩机加速以增加通过第二下游压缩机的压缩空气的流动；以及响应于驾驶员要求的第二增加，调整所述第一上游压缩机的速度以减少通过所述第二下游压缩机的压缩空气的流动。在前述示例中方法，额外地或可选地，驾驶员要求的所述第一增加包括从关闭的踏板的踩加速器踏板事件，并且驾驶员要求的所述第二增加包括从部分踏板压低的踩加速器踏板事件。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，在驾驶员要求的所述第一增加期间，通过所述第二压缩机的气流在阈值气流之下，并且在驾驶员要求的所述第二增加期间，通过所述第二压缩机的气流在所述阈值气流之上。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，在驾驶员要求的所述第一增加期间，使所述第一压缩机加速包括使所述第一压缩机以基于驾驶员要求的所述第一增加的第一速度自旋，并且在驾驶员要求的所述第二增加期间，使所述第一压缩机加速包括使所述第一压缩机以基于相对于期望的压缩机压力比的进入所述第二压缩机的当前气流的第二速度自旋，所述期望的压缩机压力比基于驾驶员要求的所述第二增加。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，所述第一压缩机是由电动马达驱动的机械增压器压缩机，并且所述第二压缩机是由排气涡轮驱动的涡轮增压器压缩机。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，在驾驶员要求的所述第一增加期间，涡轮速度低于阈值涡轮速度，并且所述第一压缩机未正在自旋，并且在驾驶员要求的所述第二增加期间，所述涡轮速度高于所述阈值涡轮速度，所述第一压缩机正在自旋。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，进一步包含，在驾驶员要求的所述第一增加期间，增加被耦接在跨过所述第一压缩机的旁路中的旁通阀的开度，并且在驾驶员要求的所述第二增加期间，增加被耦接在跨过所述排气涡轮的废气门通道中的废气门阀和被耦接在跨过所述第二压缩机的再循环通道中的再循环阀中的一个或更多个的开度。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，进一步包含，在驾驶员要求的所述第一增加期间，用高于缺省的增益调节运转所述旁通阀并且用缺省的增益调节运转所述废气门阀，并且在驾驶员要求的所述第二增加期间，用所述缺省的增益调节运转所述旁通阀并且用所述高于缺省的增益调节运转所述废气门阀。

在又一示例中，一种发动机系统包含：发动机，其具有进气装置；第一进气压缩机，其由电动马达驱动，所述马达由电池提供动力；第二进气压缩机，其由排气涡轮驱动，所述第二压缩机沿着所述进气装置被设置在所述第一压缩机的下游；旁路，其包括被耦接在所述第一压缩机两端的旁通阀；废气门，其包括耦接在所述排气涡轮两端的废气门阀；以及控制器，其具有被存储在非临时性存储器上用于以下的计算机可读指令：响应于当所述第二压缩机正在自旋时的操作者踩加速器踏板，关闭所述废气门阀以调整所述第二压缩机的速度；以及同时调整所述第一压缩机的速度以限制进入所述第二压缩机的气流。前述示例系统可以额外地或可选地进一步包括具有以下指令的控制器：调整所述废气门阀的关闭的程度和所述第一压缩机的旋转速度以在所述第二压缩机处提供目标压力比，所述目标压力比基于驾驶员要求。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，所述控制器进一步包括用于以下的指令：在到达所述目标压力比之后，使所述第一压缩机减速同时增加所述废气门阀的开度。在前述示例中的一个或全部中，额外地或可选地，所述控制器进一步包括用于以下的指令：响应于当所述第二压缩机未正在自旋时的操作者踩加速器踏板，关闭所述废气门阀以增加所述第二压缩机的速度；以及同时增加所述第一压缩机的速度以增加通过所述第二压缩机的气流，同时基于升压误差增加所述旁通阀的开度。

注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器以及其他发动机硬件来完成。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作或功能可以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码，其中通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令来实现所描述的动作。

应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、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。

以下权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被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多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (17)

1.一种用于升压发动机的方法，其包含：

绕过第一上游压缩机，并且经由第二下游压缩机为活塞发动机提供压缩空气流；

响应于升压压力超调，调整所述第一上游压缩机的速度；以及

使所述第一上游压缩机加速同时维持进气节气门打开，直至通过所述第二下游压缩机的气流在阈值之下，并且然后使所述第一上游压缩机减速。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一上游压缩机由电动马达驱动，并且所述第二下游压缩机由排气涡轮驱动，并且其中调整所述第一上游压缩机的所述速度包括使所述马达以基于所述气流的马达速度自旋。

3.根据权利要求2所述的方法，其中绕过所述第一上游压缩机是响应于涡轮速度高于阈值速度。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述升压压力超调包括期望的升压压力与实际的升压压力之间的升压误差，并且其中使所述第一上游压缩机加速包括基于所述升压误差估计所述第二下游压缩机两端的期望的压力比，基于所述期望的压力比确定进入所述第二下游压缩机的期望的气流，并且然后使所述第一上游压缩机以将进入所述第二下游压缩机的气流降至所述期望的气流的压缩机速度运转。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一上游压缩机的所述压缩机速度基于位于所述第一上游压缩机上游的进气节气门的位置而被进一步调整。

6.根据权利要求4所述的方法，其进一步包含，响应于所述升压压力超调，打开设置在耦接在所述排气涡轮两端的废气门中的排气废气门阀和设置在耦接在所述第二下游压缩机两端的再循环通道中的压缩机再循环阀中的一个或多个。

7.根据权利要求6所述的方法，其中打开所述排气废气门阀包括响应于所述升压误差用高于缺省的增益调节来调整所述废气门阀的打开的程度，并且响应于升压误差小于阈值和升压发动机部件退化中的一个或多个而恢复所述缺省的增益调节。

8.一种用于升压发动机的方法，其包含：

响应于驾驶员要求的第一增加，使第一上游压缩机加速以增加通过第二下游压缩机的压缩空气的流动；以及

响应于驾驶员要求的第二增加，调整所述第一上游压缩机的速度以减少通过所述第二下游压缩机的压缩空气的流动；

其中在驾驶员要求的所述第一增加期间，通过所述第二下游压缩机的气流在阈值气流之下，并且其中在驾驶员要求的所述第二增加期间，通过所述第二下游压缩机的气流在所述阈值气流之上。

9.根据权利要求8所述的方法，其中驾驶员要求的所述第一增加包括从关闭的踏板的踩加速器踏板事件，并且其中驾驶员要求的所述第二增加包括从部分踏板压低的踩加速器踏板事件。

10.根据权利要求8所述的方法，其中在驾驶员要求的所述第一增加期间，使所述第一上游压缩机加速包括使所述第一上游压缩机以基于驾驶员要求的所述第一增加的第一速度自旋，并且其中在驾驶员要求的所述第二增加期间，使所述第一上游压缩机加速包括使所述第一上游压缩机以基于相对于期望的压缩机压力比的进入所述第二下游压缩机的当前气流的第二速度自旋，所述期望的压缩机压力比基于驾驶员要求的所述第二增加。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一上游压缩机是由电动马达驱动的机械增压器压缩机，并且其中所述第二下游压缩机是由排气涡轮驱动的涡轮增压器压缩机。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在驾驶员要求的所述第一增加期间，涡轮速度低于阈值涡轮速度并且所述第一上游压缩机未正在自旋，并且其中在驾驶员要求的所述第二增加期间，所述涡轮速度高于所述阈值涡轮速度并且所述第一上游压缩机正在自旋。

13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含，在驾驶员要求的所述第一增加期间，增加被耦接在跨过所述第一上游压缩机的旁路中的旁通阀的开度，并且在驾驶员要求的所述第二增加期间，增加被耦接在跨过所述排气涡轮的废气门通道中的废气门阀和被耦接在跨过所述第二下游压缩机的再循环通道中的再循环阀中的一个或多个的开度。

14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包含，在驾驶员要求的所述第一增加期间，用高于缺省的增益调节运转所述旁通阀并且用缺省的增益调节运转所述废气门阀，并且在驾驶员要求的所述第二增加期间，用所述缺省的增益调节运转所述旁通阀并且用所述高于缺省的增益调节运转所述废气门阀。

15.一种发动机系统，其包含：

发动机，其具有进气装置；

第一进气压缩机，其由电动马达驱动，所述马达由电池提供动力；

第二进气压缩机，其由排气涡轮驱动，所述第二进气压缩机沿着所述进气装置被设置在所述第一进气压缩机的下游；

包括旁通阀的旁路，其被耦接在所述第一进气压缩机两端；

包括废气门阀的废气门，其耦接在所述排气涡轮两端；以及

控制器，其具有被存储在非临时性存储器上用于以下的计算机可读指令：

响应于当所述第二进气压缩机正在自旋时的操作者踩加速器踏板，关闭所述废气门阀以调整所述第二进气压缩机的速度；以及

同时调整所述第一进气压缩机的速度以限制进入所述第二进气压缩机的气流；

其中所述废气门阀的关闭的程度和所述第一进气压缩机的旋转速度被调整以在所述第二进气压缩机处提供目标压力比，所述目标压力比基于驾驶员要求。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述控制器进一步包括用于以下的指令：

在达到所述目标压力比之后，使所述第一进气压缩机减速同时增加所述废气门阀的开度。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制器进一步包括用于以下的指令：

响应于当所述第二进气压缩机未正在自旋时的操作者踩加速器踏板，

关闭所述废气门阀以增加所述第二进气压缩机的所述速度；以及

同时增加所述第一进气压缩机的所述速度以增加通过所述第二进气压缩机的气流，同时基于升压误差增加所述旁通阀的开度。

Images