CN107587947A - 控制车辆增压器的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制车辆增压器的方法包括：在第一确定步骤处确定发动机是否以气缸停缸(CDA)模式运行；在第二确定步骤处计算涡轮增压器的目标增压压力与由涡轮增压器增加的进气的当前增压压力之间的差值，并且确定的差值是否等于或大于参考差值；在第三确定步骤处基于发动机的当前运行状态确定增压器是否被允许运行；在第四确定步骤处确定增压器的目标rpm，并且确定目标rpm是否等于或大于参考rpm；以及在运行步骤处运行增压器。

Description

控制车辆增压器的方法和系统
技术领域
本公开涉及车辆增压器(supercharger)，更具体地，涉及对流入发动机的进气的压力进行增压的电动增压器。
背景技术
通常，气缸停缸(CDA：cylinder de-activation)技术被应用于车辆发动机，以提高其燃料效率。当发动机以CDA模式运行时，向设置在发动机中的一些气缸中的燃料喷射停止，因此，仅剩余的气缸用于运行发动机。
CDA技术在车辆的轻负载运行(如高速行驶)等期间使用。因此，与发动机的正常运行状况相比，在CDA模式中，燃料消耗降低，使得燃料效率增加。然而，废气的量或压力降低，使得有可能对涡轮增压器(turbocharger)的驱动条件或对通过废气再循环(EGR)系统的再循环废气量等产生影响。因此，正常情况下，即使发动机以CDA模式运行，通过涡轮增压器等来提高进气压力也是重要的。
前述并不仅仅旨在帮助理解本公开的背景技术，并且并不旨在意指本发明落入本领域技术人员已知的相关领域的范围内。
发明内容
已经考虑到现有技术中出现的上述问题，做出本公开，并且本公开旨在提出一种控制车辆增压器的方法和系统，即使发动机以CDA模式运行，该方法也能用涡轮增压器来有效增加进气压力，从而有效地防止再循环废气量减少。
根据本公开中的一个实施例，一种控制车辆增压器的方法包括：由控制器在第一确定步骤处确定发动机是否以气缸停缸(CDA)模式运行；当发动机以CDA模式运行时，由控制器在第二确定步骤处计算基于车辆的当前运行状态的涡轮增压器(turbocharger)的目标增压压力与由涡轮增压器增加的进气的当前增压压力之间的差值，并且确定差值是否等于或大于参考差值；当差值等于或大于参考差值时，由控制器在第三确定步骤处基于发动机的当前运行状态确定增压器是否被允许运行；当确定增压器被允许运行时，由控制器在第四确定步骤处确定增压器的目标rpm，并且确定目标rpm是否等于或大于参考rpm；以及当目标rpm等于或大于参考rpm时，基于目标rpm运行增压器。
在第二确定步骤中，控制器可基于期望发动机rpm和期望进气量确定目标增压压力。
在第三确定步骤中，控制器可通过使用增压器的当前进气量和限制rpm基于发动机的当前运行状态来确定增压器是否被允许运行。
在第四确定步骤中，控制器可基于增压器的进气压力和当前进气量以及目标增压压力与由涡轮增压器增加的进气的当前增压压力之间的差值确定增压器的所述目标rpm。
在第一确定步骤后，该方法可包括当发动机以CDA模式运行时，由控制器从设定值增加废气再循环(EGR)阀的开度。
根据本公开中的另一实施例，一种控制车辆增压器的系统包括：涡轮增压器，其设置在发动机的进气流动管线上并且增加流入发动机的进气的压力；增压器，其在涡轮增压器的下游的位置处设置在进气流动管线上并且作为选项增加流入发动机的进气的压力；以及控制器，其确定发动机是否以气缸停缸(CDA)模式运行；当发动机以CDA模式运行时计算基于车辆的当前运行状态的涡轮增压器的目标增压压力与由涡轮增压器增加的进气的当前增压压力之间的差值，并且确定差值是否等于或大于参考差值；当差值等于或大于参考差值时，基于发动机的当前运行状态确定增压器是否被允许运行；当确定增压器被允许运行时，确定增压器的目标rpm，并且确定目标rpm是否等于或大于参考rpm；以及当目标rpm等于或大于参考rpm时，基于目标rpm运行增压器。
根据如上所述控制发动机增压器的方法和系统，即使发动机以CDA模式运行也能利用涡轮增压器来有效增加进气压力，从而有效地防止再循环废气量减少。
具体地，在发动机的CDA模式中，当涡轮增压器的目标增压压力与由涡轮增压器增加的进气的当前增压压力之间的差值等于或大于参考差值时，控制器运行增压器。因此，避免废气压力的降低，从而防止进气的增压压力降低。
此外，当差值等于或大于参考差值时，控制器基于发动机的当前运行状态确定增压器是否被允许运行。因此，控制方法和系统可有效运行增压器。
基于发动机的当前运行状态，当确定增压器被允许运行时，控制器确定增压器的目标rpm，并且确定目标rpm是否等于或大于参考rpm。因此，通过确定增压器是否可以有效增加进气压力可以有效控制增压器。
附图说明
本公开的上述和其它目的、特征和其它有益效果将通过下面参照附图的详细描述而被更加清晰地理解，其中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例控制车辆的增压器的方法的流程图。
图2是示出根据本公开的示例性实施例控制车辆的增压器的系统的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述示例性实施例。
如图1和图2所示，根据本公开中的实施例控制车辆增压器的方法包括：由控制器300在第一确定步骤S100处确定发动机10是否以气缸停缸(CDA)模式运行；当发动机10以CDA模式运行时，由控制器300在第二确定步骤S200处计算基于车辆的当前运行状态的涡轮增压器150的目标增压压力与由涡轮增压器150增加的进气的当前增压压力之间的差值，并且确定差值是否等于或大于参考差值；当差值等于或大于参考差值时，由控制器300在第三确定步骤S300处基于发动机10的当前运行状态确定增压器200是否被允许运行；当确定增压器200被允许运行时，由控制器300在第四确定步骤S400处确定增压器200的目标rpm，并且确定目标rpm是否等于或大于参考rpm；以及当目标rpm等于或大于参考rpm时，在步骤S500处基于目标rpm运行增压器200。
具体地，在第一确定步骤S100中，控制器300确定发动机10是否以CDA模式运行。控制器300可为控制发动机10的发动机控制单元(ECU)，或可为控制增压器200的独立控制器300。
控制器300确定发动机10是否以CDA模式运行。当发动机10以CDA模式运行时，设置在发动机10中的若干气缸中的一部分处于空闲状态。因此，停止注射燃料并且燃料效率提高。
然而，在CDA模式中，空闲状态气缸不产生具有高压力和温度的废气。然而，与发动机10的正常运行状态相比，全部废气的量和压力降低。
在第二确定步骤S200中，当发动机10以CDA模式运行时，控制器300计算基于车辆的当前运行状态的涡轮增压器150的目标增压压力与由涡轮增压器增加的进气的当前增压压力之间的差值。接下来，控制器300确定差值是否等于或大于参考差值。
如上所述，当发动机10以CDA模式运行时，与发动机10的正常运行状态相比，全部废气的量和压力可降低。在正常运行状况下，燃烧在设置在发动机10中的所有气缸中产生。因此，由于发动机10的CDA模式，难以增加通过使用废气的动能而驱动的涡轮增压器150的进气压力。
具体地，涡轮增压器150通过在涡轮中流动的废气的动能获得旋转力，并且通过使用随着涡轮旋转的压缩机增加进气压力。此外，为了满足控制器300所期望的进气的增压压力，控制流动到涡轮等中的废气量的废气门可设置在涡轮增压器150中。
当发动机10以CDA模式运行时，涡轮增压器150的旋转速度由于减少的废气量而降低。尽管是相同的发动机RPM，但是在CDA模式中减少的废气量小于在正常运行状态中的废气量。因此，尽管发动机10在相同的控制状态(发动机RPM等)，但是在CDA模式下增加进气压力比在正常运行条件下更难。即使在发动机10的CDA模式期间若干气缸中的一部分处于空闲状态，进气也流入发动机10并进入空闲状态气缸中。也就是说，发动机10的CDA模式下的进气量希望与在正常运行状态下在所有气缸中流动的进气量相同。
因此，该方法包括确定涡轮增压器150的目标增压压力与由涡轮增压器150增加的进气的当前增压压力之间的差值是否等于或大于参考差值。涡轮增压器150由于发动机10的CDA模式而难以增加进气压力。此外，该方法包括当差值等于或大于参考差值时，增加进气压力。
如上所述，涡轮增压器150的目标增压压力可根据发动机10的期望RPM和期望进气量来确定。涡轮增压器150的rpm通过基于目标增压压力控制废气门等的开度来确定。
此外，如下所述，参考差值为用于确定是否需要增压器200以增加进气压的标准。即，该标准用于确定使用增压器200有利于增加进气压力而不是控制涡轮增压器150。参考差值可根据策略性地控制车辆不同地确定。
例如，参考差值可为用于定义以下状况的标准：尽管控制了涡轮增压器150的rpm，例如控制了涡轮增压器150的废气门的开度等，也不能满足发动机10利用当前废气压力所期望的进气的增压压力。或者，参考差值可为用于定义另一状况的标准：有利的是通过运行增压器200而不是控制涡轮增压器150来增加进气压力。
在第三确定步骤S300中，当差值等于或大于参考差值时，控制器300基于发动机10的当前运行状态确定增压器200是否被允许运行。
当差值等于或大于参考差值时，控制器300基于发动机10的当前运行状态确定增压器200是否被允许运行。
为了确定增压器200是否被允许运行，如下所述，控制器300可以使用增压器200的当前进气量和限制rpm。即，控制器300在第三确定步骤S300处确定增压器200是否被允许运行。
在第四确定步骤S400中，当基于发动机10的当前运行状况，确定增压器200被允许运行时，控制器300确定增压器200的目标rpm。此外，控制器300确定目标rpm是否等于或大于参考rpm。
当基于发动机10的当前运行状况，确定增压器200被允许运行时，控制器300计算增压器200的目标rpm。此外，控制器300确定目标rpm是否等于或大于参考rpm，从而确定是否需要运行增压器200。
当增压器200的目标rpm小于参考rpm时，运行增压器200不足以满足发动机10的期望进气量。
即，参考rpm为用于定义以下状况的标准：通过允许增压器200来增加进气压力是有利的。
可通过使用实验或理论方法不同地确定参考rpm。例如，参考rpm可为用于限定以下状况的标准：由于通过增压器200的进气压力的轻微增加而不足以通过运行增压器200来增加进气压力。
增压器200的目标rpm可通过使用各种因素来确定。例如，如下所述，目标rpm可通过使用涡轮增压器150的目标增压压力与由涡轮增压器150增加的进气的当前增压压力之间的差值来确定。
即，在第四确定步骤S400中，确定运行增压器200是否对增加进气压力有效。
在运行步骤S500中，当目标rpm等于或大于参考rpm时，基于目标rpm运行增压器200。
为了运行增压器200，控制器300运行设置在增压器200中的驱动源。此外，可以在增压器200中设置旁通通道40，并且控制器300可以通过打开/关闭其阀来控制旁通通道。
增压器200的旁通通道40是用于旁通流入发动机10的进气以防止在增压器200的空闲状态期间旁通增压器200的进气所引起的流动阻力的通道。
当增压器200的目标rpm等于或大于参考rpm时，控制器300以目标rpm旋转增压器200。因此，进气压力通过涡轮增压器150和增压器200增加，并且满足由发动机10期望的进气的增压压力。
也就是说，当发动机10以CDA模式运行时，基于涡轮增压器150的目标增压压力(由发动机10所期望的进气压力)与由涡轮增压器150增加的进气的当前增压压力之间的差值，控制器300确定是否需要运行涡轮增压器200以增加进气压力。控制器300基于发动机10的当前运行状态确定增压器200是否被允许运行。当确定增压器200被允许运行时，控制器300确定增压器200的目标rpm是否等于或大于参考rpm，并且确定其是否对运行增压器200有利。当确定其对运行增压器200有利时，控制器运行涡轮增压器150和增压器200以增加进气压力。因此，无论发动机10的CDA模式如何，都能够通过满足期望进气量来有效地运行发动机10。
同时，如图1和图2所示，根据本公开的示例性实施例，控制车辆增压器的方法包括：由控制器300在第二确定步骤S200处基于期望的发动机rpm和期望进气量来确定目标增压压力。
涡轮增压器150的目标增压压力可以基于发动机10的期望进气量来确定。为此，控制器300通过使用预期发动机rpm和当前进气量确定涡轮增压器150的目标增压压力。
目标增压压力可以基于由发动机10喷射的燃料量和发动机rpm两者来确定。然而，该方法涉及在发动机10的CDA模式中的目标增压压力的计算。因此，根据本公开，考虑到空闲状态气缸，基于进气流动管线20的进气量而不是基于由发动机10喷射的燃料量来计算目标增压压力。
具体地，控制器300通过使用节气门的开度或使用传感器等来确定流向发动机10的进气量。考虑到发动机10的当前rpm和当前燃料消耗，控制器300确定在发动机10的CDA模式中的发动机10的期望进气量。为了满足发动机10的期望进气量，确定涡轮增压器150在进气量处的目标增压压力。
因此，根据本公开，不管发动机10的CDA模式(其中一些气缸处于空闲状态)，计算涡轮增压器150的目标增压压力，使得完全满足流入剩余气缸的期望进气量。
参考图1和图2，根据本公开，控制车辆增压器的方法包括：在第三确定步骤S300中，控制器300通过使用增压器200的当前进气量和限制rpm基于发动机10的当前运行状态来确定增压器200是否被允许运行。
具体地，如上所述，在第二确定步骤S200中，确定增压器200是否被允许运行。即，确定当在超过当前进气量的情况下运行增压器200时，由于超过增压器200的限制rpm危险状况是否会发生，如增压器200损坏等。
增压器200的限制rpm是能够对增压器200造成损伤的rpm。限制rpm是预设的。也就是说，根据本公开，基于通过增压器200的当前进气量和限制rpm两者，确定增压器200是否被允许稳定运行。
如图1和图2所示，根据本公开，控制车辆增压器的方法包括在第四确定步骤S400中，控制器300基于当前进气量、增压器200的进气压力以及目标增压压力与当前增压压力之间的差值来确定增压器200的目标rpm。
具体地，控制器300确定流入增压器200的进气量，并且确定增压器200的进气压力。进气压力由传感器或由控制器300基于涡轮增压器150的驱动条件来测量。
可以通过将涡轮增压器150的目标增压压力与当前增压压力的差值应用于增压器200的进气压力来确定增压器200的目标rpm。增压器200增加当前进气量的进气压力以完全满足目标增压压力。
也就是说，进气压力通过经过涡轮增压器150而增加，并且通过经过以目标rpm运行的增压器200来满足发动机10的期望进气压力。因此，涡轮增压器150的目标增压压力通过运行涡轮增压器150和增压器200两者来满足。
如在图1和图2中，根据本公开，控制车辆增压器的方法还包括：在第一确定步骤S100之后，在增加步骤S110，当发动机10以CDA模式处运行时，由控制器300从EGR阀170的设定开度增加废气再循环(EGR)阀170的开度。
如上所述，当发动机10以CDA模式操作时，废气的量或压力减小。因此，有可能对EGR系统再循环朝向进气的一些废气有影响。
具体地，EGR系统可以以各种方式设置。根据本公开，EGR系统通过使用废气压力与进气压力之间的差值再循环引起废气流动的朝向进气的一些废气。
这里，当废气压力由于发动机10的CDA模式而降低时，废气压力与进气压力之间的差值也降低，使得再循环废气量减少。如上所述，在发动机10的CDA模式中，停止向若干气缸中的一些中喷射燃料；然而，进气仍然流入空闲状态气缸。因此，希望CDA模式中的进气条状况与发动机10的正常运行状况下的进气状相同。
也就是说，不管发动机10的CDA模式，期望在CDA模式中的再循环废气量与在所有气缸都用燃料喷射的正常运行状态下的相同。为此，根据本公开，当发动机10以CDA模式运行时，控制器将EGR阀170的开度从预设值增加，从而防止再循环废气量减少。
预设值是EGR阀170的开度，其表示在发动机10的所有气缸用燃料喷射的正常运行状态下的再循环废气量。如上所述，在发动机10的CDA模式中，当通过施加预设值来运行EGR系统时，再循环废气量减少。根据本公开，当发动机10以CDA模式运行时，控制器将EGR阀170的开度从预设值增加，从而不管发动机10的CDA模式防止再循环的废气量减少。
可以理论上和实验上预确定EGR阀170的增大的开度。另外，考虑到发动机rpm、进气量等，增加的开度可以作为数据图预存储在控制器300中。
同时，如图2所示，根据本发明中的示例性实施例，一种控制车辆增压器的系统包括：涡轮增压器150，其设置在发动机10的进气流动管线20上并且增加流入发动机10的进气的压力；增压器200，其在涡轮增压器150的下游的位置处设置在进气流动管线20上并且作为选项增加流入发动机10的进气的压力；以及控制器300，其确定发动机10是否以气缸停缸(CDA)模式运行；当发动机10以CDA模式运行时计算基于车辆的当前运行状态的涡轮增压器150的目标增压压力与由涡轮增压器增加的进气的当前增压压力之间的差值，并且确定差值是否等于或大于参考差值；当差值等于或大于参考差值时，基于发动机10的当前运行状态确定增压器是否被允许运行；当基于发动机10的当前运行状态确定增压器200被允许运行时，确定增压器200的目标rpm，并且，确定目标rpm是否等于或大于参考rpm；以及当目标rpm等于或大于参考rpm时，基于目标rpm运行增压器200。
具体地，涡轮增压器150包括设置在进气流动管线20上并压缩进气的压缩机和设置在废气流动管线30上并通过废气旋转的涡轮。
另外，优选在增压器200中设置压缩机和驱动源，其中压缩机在涡轮增压器150的下游的位置处设置在进气流动管线20上，并且驱动源使压缩机旋转。
同时，控制器300可以是控制发动机10的ECU，或者可以是用ECU收发信息的独立控制器。控制器300确定发动机10是否以CDA模式运行，并且计算基于车辆的当前运行状态的涡轮增压器150的目标增压压力与由涡轮增压器150增加的进气的当前增压压力之间的差值。
此外，当差值等于或大于参考差值时，控制器300基于发动机10的当前运行状态确定增压器200是否被允许运行。控制器300确定增压器200的目标rpm，并且确定目标rpm是否等于或大于参考rpm。
此外，当目标rpm等于或大于参考rpm时，控制器300基于目标rpm运行增压器200。
尽管为了示例性目的已经描述了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离所附的权利要求书中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以对本发明作出各种修改、添加和替换。

Claims (6)

1.一种控制车辆增压器的方法，所述方法包括以下步骤：
由控制器在第一确定步骤处确定发动机是否以气缸停缸(CDA)模式运行；
当所述发动机以所述CDA模式运行时，由所述控制器在第二确定步骤处计算基于所述车辆的当前运行状态的涡轮增压器的目标增压压力与由所述涡轮增压器增加的进气的当前增压压力之间的差值，并且确定所述差值是否等于或大于参考差值；
当所述差值等于或大于所述参考差值时，由所述控制器在第三确定步骤处基于所述发动机的当前运行状态确定增压器是否被允许运行；
当确定所述增压器被允许运行时，由所述控制器在第四确定步骤处确定所述增压器的目标rpm，并且确定所述目标rpm是否等于或大于参考rpm；以及
当所述目标rpm等于或大于所述参考rpm时，基于所述目标rpm运行所述增压器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第二确定步骤中，所述控制器基于期望发动机rpm和期望进气量确定所述目标增压压力。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第三确定步骤中，所述控制器通过使用所述增压器的当前进气量和限制rpm基于所述发动机的所述当前运行状态来确定所述增压器是否被允许运行。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第四确定步骤中，所述控制器基于所述增压器的进气压力和当前进气量以及所述目标增压压力与由所述涡轮增压器增加的进气的所述当前增压压力之间的差值确定所述增压器的所述目标rpm。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述第一确定步骤后，当所述发动机以所述CDA模式运行时，由所述控制器从设定值增加废气再循环(EGR)阀的开度。
6.一种控制车辆增压器的系统，所述系统包括：
涡轮增压器，其设置在发动机的进气流动管线上并且增加流入所述发动机的进气的压力；
所述增压器，其在所述涡轮增压器的下游的位置处设置在所述进气流动管线上并且作为选项增加流入所述发动机的进气的压力；以及
控制器，其配置为：确定所述发动机是否以气缸停缸(CDA)模式运行；当所述发动机以所述CDA模式运行时计算基于所述车辆的当前运行状态的所述涡轮增压器的目标增压压力与由所述涡轮增压器增加的进气的当前增压压力之间的差值，并且确定所述差值是否等于或大于参考差值；当所述差值等于或大于所述参考差值时，基于所述发动机的当前运行状态确定增压器是否被允许运行；当确定所述增压器被允许运行时，确定所述增压器的目标rpm，并且确定所述目标rpm是否等于或大于参考rpm；以及当所述目标rpm等于或大于所述参考rpm时，基于所述目标rpm运行所述增压器。
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