CN109072771B - 多级涡轮增压系统 - Google Patents

多级涡轮增压系统 Download PDF

Info

Publication number
CN109072771B
CN109072771B CN201680085291.6A CN201680085291A CN109072771B CN 109072771 B CN109072771 B CN 109072771B CN 201680085291 A CN201680085291 A CN 201680085291A CN 109072771 B CN109072771 B CN 109072771B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bypass valve
egr
map
valve opening
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680085291.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109072771A (zh
Inventor
弥城祐亮
V.吉瓦里亚维吉
林良洋
安秉一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Engine and Turbocharger Ltd
Publication of CN109072771A publication Critical patent/CN109072771A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109072771B publication Critical patent/CN109072771B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
    • F02B37/162—Control of the pumps by bypassing charging air by bypassing, e.g. partially, intake air from pump inlet to pump outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/06—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding lubricant vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/08—EGR systems specially adapted for supercharged engines for engines having two or more intake charge compressors or exhaust gas turbines, e.g. a turbocharger combined with an additional compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B2037/122—Control of rotational speed of the pump
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种多级涡轮增压系统。在多级涡轮增压系统中，具有：旁通路，其在发动机的进气通路或者排气通路中，绕过多个涡轮增压器之中的任意涡轮增压器；旁通阀，其设置于旁通路；运行模式选择部；旁通阀开度图选择部，其从分别表示发动机的多个控制参数与旁通阀开度的关系的多个旁通阀开度图中，根据由运行模式选择部选择的运行模式，选择至少一个旁通阀开度图；旁通阀开度决定部，其基于旁通阀开度图与表示多个控制参数的控制参数信息，决定旁通阀的开度指令值；旁通阀开度控制部，其基于旁通阀的开度指令值，控制旁通阀的开度。

Description

多级涡轮增压系统
技术领域
本公开涉及多级涡轮增压系统。
背景技术
涡轮增压器构成为，利用发动机的排气来旋转驱动涡轮机，通过与涡轮机同轴设置的压缩机的旋转，对空气进行压缩，并向发动机供给，能够使发动机的输出升高，或使相同输出的燃料消耗量减少。
涡轮增压器的工作依赖于涡轮机从排气中得到的能量，所以在排气较少的发动机低旋转区域，增压的效果较小。
作为能够解决上述问题的结构之一，已知一种具有多个涡轮增压器的多级涡轮增压系统，例如正在销售一种组合了大小两种类型的涡轮增压器的二级涡轮增压器。
二级涡轮增压器具有：大小两种类型的涡轮增压器、绕过小型涡轮增压器的旁通路、以及设置于旁通路的旁通阀。
在上述结构中，在发动机以低旋转且低负载运转、排气的流量较小时，涡轮机侧、压缩机侧双方的旁通阀关闭，向小型涡轮增压器送入排气，由此，即使排气流量较小，也能够有效地进行增压。另一方面，在发动机以高旋转运转、排气的流量充足时，涡轮机侧、压缩机侧双方的旁通阀打开，绕过小型涡轮增压器，而向大型涡轮增压器送入排气，由此，能够对应于大流量的排气。
专利文献1公开了一种多级涡轮增压系统，其具有：转子直径较小的高压级、转子直径较大的低压级、以及在发动机的排气通路中绕过高压级涡轮机的旁通路。
专利文献2公开了一种多级增压系统，其具有：转子直径较小的高压级、转子直径较大的低压级、在发动机的进气通路中绕过高压级压缩机的旁通路、在发动机的排气通路中绕过高压级涡轮机的旁通路、以及在发动机的排气通路中绕过低压级涡轮机的旁通路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特表2002-512337号公报
专利文献2：美国专利第8635869号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
可是，在专利文献1及专利文献2中，基于设置于多级增压系统内的压力传感器的压力测量结果来控制旁通阀，谋求增压性能的提高。
在上述结构的情况下，当为了实现期望的增压性能而追求压力传感器的高性能化时，将使传感器结构复杂化，导致成本增大。
本发明是鉴于如上所述的现有问题而提出的，其目的在于，提供一种能够以简单的结构实现期望的增压性能的多级涡轮增压系统、以及其控制装置及运行控制程序。
用于解决技术问题的技术方案
(1)本发明的至少一个实施方式的多级涡轮增压系统为具有由发动机的排气来进行驱动的多个涡轮增压器的多级涡轮增压系统，具有：旁通路，其在所述发动机的进气通路或者排气通路中，绕过所述多个涡轮增压器之中的任意涡轮增压器；旁通阀，其设置于所述旁通路；运行模式选择部，其从所述发动机的多个运行模式中，选择任意一个运行模式；旁通阀开度图选择部，其从分别表示所述发动机的多个控制参数与所述旁通阀的开度的关系的多个旁通阀开度图中，根据由所述运行模式取得部取得的所述运行模式信息，选择至少一个旁通阀开度图；旁通阀开度决定部，其基于由所述旁通阀开度图选择部选择的所述旁通阀开度图、以及表示所述多个控制参数的控制参数信息，决定所述旁通阀的开度指令值；旁通阀开度控制部，其基于由所述旁通阀开度决定部决定的所述旁通阀的开度指令值，控制所述旁通阀的开度
根据上述(1)所述的多级涡轮增压系统，如果基于预先模拟及发动机试验等作成表示发动机在各运行点的多个控制参数(例如发动机的转速及目标扭矩)与用来实现期望的增压性能的旁通阀开度的关系的旁通阀开度图，通过适时选择适合于运行模式的旁通阀开度图，而能够实现适合于运行模式的期望的增压性能。
另外，作为多个控制参数，利用发动机中通常测量的控制参数(例如发动机的转速及目标扭矩)作成上述旁通阀开度图，和由旁通阀开度决定部决定旁通阀开度，由此能够以简单的结构，实现上述期望的增压性能。例如，不必设置专利文献1及专利文献2那样的压力传感器，能够实现期望的增压性能，能够实现低成本化、以及避免压力传感器的故障风险。或者，如果在进气通路及排气通路设置压力传感器在决定旁通阀的开度时考量压力传感器的测量结果，则与专利文献1及专利文献2相比，能够以更简单的压力传感器实现期望的增压性能，或者能够以同等性能的压力传感器实现更良好的增压性能。
(2)在几种实施方式中，基于上述(1)所述的多级涡轮增压系统，还具有：EGR通路，其连通所述排气通路与所述进气通路；EGR阀，其设置于所述EGR通路；所述多个运行模式包括：低EGR运行模式；高EGR运行模式，其EGR率大于所述低EGR运行模式，所述EGR率表示经由所述EGR通路的所述排气向所述进气通路的再循环流量相对于所述发动机的进气量的比例；所述多个旁通阀开度图包括：对应于所述低EGR运行模式的低EGR图、以及对应于所述高EGR运行模式的高EGR图，所述旁通阀开度图选择部在由所述运行模式选择部选择了所述低EGR运行模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述低EGR图，在由所述运行模式选择部选择了所述高EGR运行模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述高EGR图。
根据上述(2)所述的多级涡轮增压系统，通过使发动机的排气的一部分经由EGR通路，向进气通路进行再循环，能够使发动机进气的氧浓度降低，使发动机的燃烧温度降低，并抑制产生NOx。
另外，在选择了低EGR运行模式的情况下，旁通阀开度图选择部选择适合于低EGR率的旁通阀开度图，在选择了高EGR运行模式的情况下，旁通阀开度图选择部选择适合于高EGR率的旁通阀开度图。由此，即使EGR率变化，也能够以简单的结构实现期望的增压性能。
(3)在几种实施方式中，基于上述(1)或(2)所述的多级涡轮增压系统，还具有：EGR通路，其连通所述排气通路与所述进气通路；EGR阀，其设置于所述EGR通路；所述多个运行模式包括使所述排气的净化优先的排气净化模式，所述多个旁通阀开度图包括使EGR率优先的EGR优先图，所述EGR率表示经由所述EGR通路的所述排气向所述进气通路的再循环流量相对于所述发动机的进气量的比例，所述旁通阀开度图选择部在由所述运行模式选择部选择了所述排气净化模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述EGR优先图。
根据上述(3)所述的多级涡轮增压系统，在选择了使排气的净化优先的排气净化模式的情况下，利用使EGR率优先的EGR优先图，控制旁通阀的开度，所以能够抑制产生NOx，获得期望的增压性能。
(4)在几种实施方式中，基于上述(1)至(3)中任一项所述的多级涡轮增压系统，所述多个运行模式包括经济运行模式、以及加速重视模式，所述多个旁通阀开度图包括：使所述发动机的燃油性优先的燃油性优先图、以及使所述发动机的输出优先的输出优先图，所述旁通阀开度图选择部在由所述运行模式选择部取得了所述经济运行模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述燃油性优先图，在由所述运行模式选择部选择了所述加速重视模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述输出优先图。
根据上述(4)所述的多级涡轮增压系统，在选择了经济运行模式的情况下，利用使发动机的燃油性优先的燃油性优先图，控制旁通阀的开度，所以能够获得使发动机的燃油性优先的期望的增压性能。另外，在选择了加速重视模式的情况下，利用使发动机的输出优先的输出优先图，控制旁通阀的开度，所以能够获得使发动机的输出优先的期望的增压性能。
(5)在几种实施方式中，基于上述(1)至(4)中任一项所述的多级涡轮增压系统，还具有：EGR通路，其连通所述排气通路与所述进气通路；EGR阀，其设置于所述EGR通路；EGR率传感器，其用来测量表示经由所述EGR通路的所述排气向所述进气通路的再循环流量相对于所述发动机的进气量的比例的EGR率；EGR率图选择部，其从分别表示所述发动机的多个控制参数与目标EGR率的关系的多个EGR率图中，根据由所述运行模式选择部选择的所述运行模式，选择至少一个EGR率图；EGR率决定部，其基于由所述EGR率图选择部选择的所述EGR率图、以及表示所述多个控制参数的控制参数信息，决定所述目标EGR率；EGR阀开度决定部，其基于由所述EGR率传感器测量的所述EGR率、以及由所述EGR率决定部决定的所述目标EGR率，决定所述EGR阀的开度指令值；EGR阀开度控制部，其基于由所述EGR阀开度决定部决定的所述EGR阀的开度指令值，控制所述EGR阀的开度。
根据上述(5)所述的多级涡轮增压系统，如果基于预先模拟及发动机试验等作成表示发动机在各运行点的多个控制参数(例如发动机的转速及目标扭矩)与用来实现期望的增压性能的目标EGR率的关系的EGR率图，通过适时选择适合于运行模式的EGR阀开度图，而能够实现适合于运行模式的期望的增压性能。
另外，作为多个控制参数，利用发动机中通常测量的控制参数(例如发动机的转速及目标扭矩)作成上述EGR阀开度图，并通过EGR阀开度决定部决定EGR阀开度，由此能够以简单的结构实现上述期望的增压性能。
(6)在几种实施方式中，基于上述(1)至(5)中任一项所述的多级涡轮增压系统，所述发动机为机动车用发动机，所述多个控制参数包括所述发动机的目标扭矩，所述多级涡轮增压系统包括基于驾驶员的油门操作量而决定所述目标扭矩的目标扭矩决定部。
根据上述(6)所述的多级涡轮增压系统，因为根据基于驾驶员的油门操作量而决定的目标扭矩而控制旁通阀的开度，所以能够以简单的结构实现反映了驾驶员意愿的期望的增压性能。
(7)在几种实施方式中，基于上述(1)至(6)中任一项所述的多级涡轮增压系统，还具有旋转传感器，其测量所述多个涡轮增压器之中被所述旁通路绕过的涡轮增压器的转速，所述旁通阀开度控制部在由所述旋转传感器测量的所述涡轮增压器的转速超过了阈值的情况下，控制所述旁通阀，使所述旁通阀的开度大于从由所述旁通阀开度图选择部选择的所述旁通阀开度图中得到的所述旁通阀的所述开度指令值。
在上述(1)至(6)的多级涡轮增压系统中，因为根据基于模拟及发动机试验等而作成的旁通阀开度图来控制旁通阀的开度，所以当模拟及发动机试验等的条件与实际的发动机的工作条件具有较大不同时，涡轮增压器的转速可能暂时超过设计允许值。
关于这一点，根据上述(7)所述的多级涡轮增压系统，在被旁通路绕过的涡轮增压器的转速超过了阈值的情况下，控制旁通阀，使旁通阀的开度大于从旁通阀开度图中得到的旁通阀的开度指令值，所以能够抑制该涡轮增压器的转速过度增大。由此能够抑制涡轮增压器破损。
(8)在几种实施方式中，基于上述(1)至(7)中任一项所述的涡轮增压器，所述多个涡轮增压器包括可变容量式涡轮增压器，该可变容量式涡轮增压器具有用来调节排气向涡轮机叶片的流速的可变喷嘴叶片，所述多级涡轮增压系统还具有：喷嘴叶片开度图选择部，其从分别表示所述发动机的多个控制参数与所述可变喷嘴叶片的开度的关系的多个喷嘴叶片开度图中，根据由所述运行模式选择部选择的所述运行模式，选择至少一个喷嘴叶片开度图；喷嘴叶片开度决定部，其基于由所述喷嘴叶片开度图选择部选择的所述喷嘴叶片开度图、以及表示所述多个控制参数的控制参数信息，决定所述可变喷嘴叶片的开度指令值；喷嘴叶片开度控制部，其基于由所述喷嘴叶片开度决定部决定的所述可变喷嘴叶片的开度指令值，控制所述可变喷嘴叶片的开度。
根据上述(8)所述的多级涡轮增压系统，如果基于预先模拟及发动机试验等作成表示发动机在各运行点的多个控制参数(例如发动机的转速及目标扭矩)与用来实现期望的增压性能的喷嘴叶片开度的关系的喷嘴叶片开度图，通过适时选择适合于运行模式的喷嘴叶片开度图，而能够实现适合于运行模式的期望的增压性能。
另外，作为多个控制参数，利用发动机中通常测量的控制参数(例如发动机的转速及目标扭矩)，作成上述喷嘴叶片开度图，并通过喷嘴叶片开度决定部决定喷嘴叶片开度，由此能够以简单的结构实现上述期望的增压性能。
(9)本发明的至少一个实施方式的多级涡轮增压系统的控制装置具有：多个涡轮增压器，其由发动机的排气进行驱动；旁通路，其在发动机的进气通路或排气通路中，绕过所述多个涡轮增压器之中的任意涡轮增压器；旁通阀，其设置于所述旁通路；所述控制装置具有：运行模式选择部，其从所述发动机的多个运行模式中，选择任意一个运行模式；旁通阀开度图选择部，其从分别表示所述发动机的转速与所述发动机的多个控制参数的关系的多个旁通阀开度图中，根据由所述运行模式选择部选择的所述运行模式，选择至少一个旁通阀开度图；旁通阀开度决定部，其基于由所述旁通阀开度图选择部选择的所述旁通阀开度图、以及表示所述多个控制参数的控制参数信息，决定所述旁通阀的开度指令值；旁通阀开度控制部，其基于由所述旁通阀开度决定部决定的所述旁通阀的开度指令值，控制所述旁通阀的开度。
根据上述(9)所述的多级涡轮增压系统的控制装置，如果基于预先模拟及发动机试验等而作成表示发动机在各运行点的多个控制参数(例如发动机的转速及目标扭矩)与用来实现期望的增压性能的旁通阀开度的关系的旁通阀开度图，通过适时选择适合于运行模式的旁通阀开度图，由此能够实现适合于运行模式的期望的增压性能。
另外，作为多个控制参数，利用在发动机中通常测量的控制参数(例如发动机的转速及目标扭矩)作成上述旁通阀开度图，并通过旁通阀开度决定部决定旁通阀开度，由此能够以简单的结构实现上述期望的增压性能。例如，不必设置专利文献1及专利文献2那样的压力传感器，能够实现期望的增压性能，能够实现低成本化、以及避免压力传感器的故障风险。或者如果在进气通路及排气通路设置压力传感器在决定旁通阀的开度时考量压力传感器的测量结果，则与专利文献1及专利文献2相比，能够以更简单的压力传感器实现期望的增压性能，或者以同等性能的压力传感器实现更良好的增压性能。
(10)本发明的至少一个实施方式的多级涡轮增压系统的运行控制程序是具有由发动机的排气进行驱动的多个涡轮增压器、在所述发动机的进气通路或者排气通路中绕过所述多个涡轮增压器之中的任意涡轮增压器的旁通路、以及设置于所述旁通路的旁通阀的多级涡轮增压系统的运行控制程序，用于在计算机上执行：
从所述发动机的多个运行模式中选择任意一个运行模式的步骤；
从分别表示所述发动机的多个控制参数与所述旁通阀开度的关系的多个旁通阀开度图中，根据所述运行模式，选择至少一个旁通阀开度图的步骤；
基于所述旁通阀开度图和表示所述多个控制参数的控制参数信息，决定所述旁通阀的开度指令值的步骤；
基于所述旁通阀的开度指令值，控制所述旁通阀的开度的步骤。
根据上述(10)所述的多级涡轮增压系统的运行控制程序，如果基于预先模拟及发动机试验等而作成表示发动机在各运行点的多个控制参数(例如发动机的转速及目标扭矩)与用来实现期望的增压性能的旁通阀开度的关系的旁通阀开度图，通过适时选择适合于运行模式的旁通阀开度图，而能够实现适合于运行模式的期望的增压性能。
另外，作为多个控制参数，利用发动机中通常测量的控制参数(例如发动机的转速及目标扭矩)作成上述旁通阀开度图，并通过旁通阀开度决定部决定旁通阀开度，由此能够以简单的结构实现上述期望的增压性能。例如，不必设置专利文献1及专利文献2那样的压力传感器，能够实现期望的增压性能，能够实现低成本化、以及避免压力传感器的故障风险。或者如果在进气通路及排气通路设置压力传感器在决定旁通阀的开度时考量压力传感器的测量结果，则与专利文献1及专利文献2相比，能够以更简单的压力传感器实现期望的增压性能，或者以同等性能的压力传感器实现更良好的增压性能。
发明的效果
根据本发明的至少一个实施方式，提供能够以简单的结构实现期望的增压性能的多级涡轮增压系统、以及其控制装置及运行控制程序。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一个实施方式的多级增压系统100的结构概要的图。
图2是用来说明一个实施方式的控制装置的结构的概要图。
图3是表示旁通阀14的开度控制流程的一个例子的图。
图4是用来说明旁通阀图上的运行点的移动的示意图。
图5是表示旁通阀14的开度控制流程的其它例子的图。
图6是表示EGR阀26的开度控制流程的一个例子的图。
图7是表示可变喷嘴叶片31的开度控制流程的一个例子的图。
图8是示意性地表示多级增压系统100的其它结构例的图。
具体实施方式
下面，参照附图，针对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式而记载的或附图所示的结构部件的尺寸、材质、形状、及其相对的配置等不是将本发明的范围限制于此的主旨，只是单纯的说明例。
例如，表示“某方向”、“沿某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等相对或绝对配置的表达，不只是表示严格意义上那样的配置，也表示以公差、或得到相同功能程度的角度及距离进行相对位移的状态。
例如，表示“一样”、“相同”以及“均匀”等的事物为相同状态的表达不只表示严格意义上相同的状态，也表示公差、或可得到相同功能程度的差别存在的状态。
例如，表示四边形状或圆筒形状等形状的表达，不只表示几何学方面严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状，也表示在可获得相同效果的范围内、包括凹凸部或倒角部等在内的形状。
另一方面，“配置”、“配备”、“具备”、“包括”或“具有”一个构成部件这样的表达不是排除其他构成部件存在的排他性表达。
图1是示意性地表示本发明的一个实施方式的多级增压系统100的结构概要的图。
图1所示的多级增压系统100具有：发动机2、进气通路4、排气通路6、多个涡轮增压器8、旁通路10、旁通路12、旁通阀14、旁通阀16、空气滤清器18、中间冷却器20、消音器22、EGR通路24、EGR阀26、以及控制装置28。
发动机2为机动车用柴油发动机。多级增压系统100是作为利用发动机2的排气进行驱动的多个涡轮增压器8的二级涡轮增压系统，包括配置为高压级的小型涡轮增压器30、以及配置为低压级且比涡轮增压器30大的大型涡轮增压器32。涡轮增压器32在发动机2的排气通路6中串联设置于涡轮增压器30的下游侧。涡轮增压器30是具有用来调节该涡轮增压器30的涡轮机侧流量的可变喷嘴叶片31的可变容量式涡轮增压器。
旁通路10为了在排气通路6中绕过涡轮增压器30的涡轮机侧，而从涡轮增压器30的涡轮机侧与发动机2之间分支，连接在涡轮增压器30的涡轮机侧与涡轮增压器32的涡轮机侧之间。
旁通路12为了在进气通路4中绕过涡轮增压器30的压缩机侧，而从涡轮增压器30的压缩机侧与涡轮增压器32的压缩机侧之间分支，连接在涡轮增压器30的压缩机侧与中间冷却器20之间。
旁通阀14设置于旁通路10。旁通阀14是能够通过控制装置28控制开度的流量控制阀。
旁通阀16设置于旁通路12。旁通阀16是能够通过控制装置28控制开度的流量控制阀。
EGR通路24连通进气通路4与排气通路6，使在排气通路6流动的发动机2的排气在进气通路4再循环。
EGR阀26设置于EGR通路24。EGR阀26是能够通过控制装置28控制开度的流量控制阀。
另外，在图示的方式中，多级增压系统100具有：用来测量发动机2的转速的发动机旋转传感器64、用来测量被旁通路10绕过的涡轮增压器30的转速的增压器旋转传感器66、用来测量表示经由EGR通路24的排气向进气通路4的再循环流量(在EGR阀26中流动的排气流量)相对于发动机进气量的比例的EGR率的EGR率传感器68、以及用来测量机动车驾驶员的油门操作量的油门传感器70。需要说明的是，EGR率传感器68构成为，测量例如发动机2进气侧的CO2浓度与EGR通路24的CO2浓度，推测EGR率。
图2是用来说明一个实施方式的控制装置的结构的概要图。图3是表示旁通阀14的开度控制流程的一个例子的图。图5是表示旁通阀14的开度控制流程的其它例子的图。图6是表示EGR阀26的开度控制流程的一个例子的图。图7是表示可变喷嘴叶片31的开度控制流程的一个例子的图。
如图2所示，控制装置28包括：ECU34、存储装置36、旁通阀开度控制部38、EGR阀开度控制部39、以及喷嘴叶片开度控制部40。
如图2所示，ECU34具有：目标扭矩决定部42、运行模式选择部41、旁通阀开度图选择部44、旁通阀开度决定部46、EGR率图选择部48、EGR率决定部50、EGR阀开度决定部52、喷嘴叶片开度图选择部53、以及喷嘴叶片开度决定部54。存储装置36具有：运行模式数据库(运行模式DB)56、负载图数据库(负载图DB)57、旁通阀开度图数据库(旁通阀开度图DB)58、EGR阀开度图数据库(EGR阀开度图DB)60、以及喷嘴叶片开度图数据库(喷嘴叶片开度图DB)62。
在运行模式DB56中存储发动机的多个运行模式。负载图DB57中存储表示机动车驾驶员(以下简单记载为驾驶员)的油门操作量与发动机2的目标扭矩的关系的负载图。旁通阀开度图DB58中存储分别表示发动机2的转速、发动机2的目标扭矩、以及旁通阀14的开度的关系(发动机2的多个控制参数与旁通阀14的开度的关系)的多个旁通阀开度图。EGR阀开度图DB60中存储分别表示发动机2的转速、发动机2的目标扭矩、以及目标EGR率的关系(发动机2的多个控制参数与目标EGR率的关系)的多个EGR率图。喷嘴叶片开度图数据库(喷嘴叶片开度图DB)62中存储分别表示发动机2的转速、发动机2的目标扭矩、以及可变喷嘴叶片31的开度的关系(发动机2的多个控制参数与旁通阀14的开度的关系)的多个喷嘴叶片开度图。需要说明的是，各图中的发动机2的目标扭矩也可以替代为节气门开度或燃料喷射量。
在此，利用图2及图3，说明旁通阀14的开度控制流程的一个例子。
首先，在图3的S11中，从存储于运行模式DB56中的发动机2的多个运行模式中，运行模式选择部41基于驾驶员的指示而选择任意一个运行模式。需要说明的是，运行模式选择部41也可以构成为，基于油门传感器70的测量结果等，自动地选择运行模式。
然后，在S12中，基于存储于负载图DB57中的表示驾驶员的油门操作量与发动机2的目标扭矩的关系的负载图、以及由油门传感器70测量的驾驶员的油门操作量，目标扭矩决定部42决定发动机2的目标扭矩。需要说明的是，S12也可以在S11之前或同时进行。
在S13中，从存储于旁通阀开度图DB的分别表示发动机2的转速、发动机2的目标扭矩、以及旁通阀14的开度的关系的多个旁通阀开度图中，旁通阀开度图选择部44根据由运行模式选择部41选择的运行模式，选择任意一个旁通阀开度图。
在S14中，基于由旁通阀开度图选择部44选择的旁通阀14的旁通阀开度图、由发动机旋转传感器64测量的发动机2的转速、以及由目标扭矩决定部42决定的发动机2的目标扭矩，旁通阀开度决定部46决定旁通阀14的开度指令值。
在S15中，旁通阀开度控制部38基于由旁通阀开度决定部46决定的旁通阀14的开度指令值，经由未图示的促动器而控制旁通阀14的开度。
根据上述控制流程，如果基于预先模拟及发动机试验等而作成表示发动机2的转速、发动机2的目标扭矩、以及用来实现期望的增压性能的旁通阀14开度的关系的旁通阀开度图，通过适时选择适合于运行模式的旁通阀开度图，就能够实现适合于运行模式的期望的增压性能。
如图4所示，例如在使机动车加速的情况下，在具有发动机2的转速与发动机2的目标扭矩的两轴座标的旁通阀开度图中，按照“(1)低速低负载(怠速～低速行驶)”、“(2)低速高负载”、“(3)高速低负载”的顺序移动图上的点，由此，进行旁通阀14的开度控制。
另外，如图4所示，例如当在高速道路等上进行加速减速时，既可以将旁通阀开度图上的点从“(3)高速低负载”向“(4)高速高负载”移动，也可以从“(4)高速高负载”向“(3)高速低负载”移动。或者，例如当进入高速爬坡部时等，也可以将旁通阀开度图上的点从“(4)高速高负载”向“(2)低速高负载”移动。这样，相对于机动车的所谓加速减速的状况，能够利用图进行一元控制。
另外，利用发动机2中通常测量的控制参数(上述例子中发动机2的转速及目标扭矩)，作成旁通阀开度图，并通过旁通阀开度决定部46决定旁通阀开度，由此，能够以简单的结构实现上述期望的增压性能。例如，不必设置专利文献1及专利文献2那样的压力传感器，能够实现期望的增压性能，能够实现低成本化、以及避免压力传感器的故障风险。或者，如果在进气通路4及排气通路6设置压力传感器在决定旁通阀14的开度时考量压力传感器的测量结果，则与专利文献1及专利文献2相比，能够以更简单的压力传感器实现期望的增压性能，或者以同等性能的压力传感器实现更良好的增压性能。
在一个实施方式中，存储于运行模式DB56中的多个运行模式包括：低EGR运行模式、以及EGR率大于低EGR运行模式的高EGR运行模式。另外，存储于旁通阀开度图DB58中的多个旁通阀开度图包括：对应于低EGR运行模式的低EGR图、以及对应于高EGR运行模式的高EGR图。另外，旁通阀开度图选择部44构成为，在由运行模式选择部41选择了低EGR运行模式的情况下，从存储于旁通阀开度图DB58中的多个旁通阀开度图中选择低EGR图，在由运行模式选择部41选择了高EGR运行模式的情况下，从存储于旁通阀开度图DB58中的多个旁通阀开度图中选择高EGR图。
根据上述结构，在选择了低EGR运行模式的情况下，旁通阀开度图选择部44选择适合于低EGR率的旁通阀开度图，在选择了高EGR运行模式的情况下，旁通阀开度图选择部44选择适合于高EGR率的旁通阀开度图。由此，即使EGR率变化，也能够以简单的结构实现期望的增压性能。
在一个实施方式中，存储于运行模式DB56中的多个运行模式包括：使排气的净化优先的排气净化模式、使发动机2的燃油性优先的经济运行模式、以及使发动机2的输出优先的加速重视模式。另外，存储于旁通阀开度图DB58中的多个旁通阀开度图包括：使EGR率优先的EGR优先图、使发动机2的燃油性优先的燃油性优先图、以及使发动机2的输出优先的输出优先图。另外，旁通阀开度图选择部44构成为，在由运行模式选择部41选择了排气净化模式的情况下，从上述多个旁通阀开度图中选择EGR优先图，在由运行模式选择部41选择了经济运行模式的情况下，从上述多个旁通阀开度图中选择燃油性优先图，在由运行模式选择部取得了加速重视模式的情况下，从上述多个旁通阀开度图中选择输出优先图。
根据上述结构，在选择了使排气的净化优先的排气净化模式的情况下，因为利用使EGR率优先的EGR优先图来控制旁通阀14的开度，所以能够获得抑制产生NOx的期望的增压性能。另外，在选择了经济运行模式的情况下，因为利用使发动机的燃油性优先的燃油性优先图来控制旁通阀14的开度，所以能够获得使发动机2的燃油性优先的期望的增压性能。另外，在选择了加速重视模式的情况下，因为利用使发动机2的输出优先的输出优先图来控制旁通阀14的开度，所以能够获得使发动机2的输出优先的期望的增压性能。
如图5所示，在一个实施方式中，控制装置28也可以具有抑制涡轮增压器30的转速(旋转速度)的功能。
在图5所示的控制流程中，S21～S24因为与图3所示的S11～S14相同，所以省略说明。在S25中，判定由增压器旋转传感器66测量的涡轮增压器30的转速是否已超过阈值(例如设计限制值×0.9左右的值)。当在S25中判定由增压器旋转传感器66测量的涡轮增压器30的转速未超过阈值时，则在S26中，旁通阀开度控制部38利用由旁通阀开度决定部46决定的旁通阀14的开度指令值(从由旁通阀开度图选择部44选择的旁通阀开度图中得到的开度指令值)，控制旁通阀14。
当在S25中判定由增压器旋转传感器66测量的涡轮增压器30的转速超过阈值时，则在S27中，旁通阀开度控制部38控制旁通阀14，使旁通阀14的开度大于由旁通阀开度决定部46决定的旁通阀14的开度指令值(从由旁通阀开度图选择部44选择的旁通阀开度图中得到的开度指令值)。在该情况下，旁通阀开度控制部38也可以对从旁通阀开度图中得到的开度指令值增加预先确定的固定值，来控制旁通阀14，也可以继续增加旁通阀14的开度，直至涡轮增压器30的转速低于阈值。
在根据基于模拟及发动机试验等作成的旁通阀开度图来控制旁通阀14的开度的结构中，当模拟及发动机试验等的条件与实际的发动机2的工作条件具有较大不同时，除非进行某种设计，否则涡轮增压器30的转速可能暂时超过设计允许值。
关于这一点，根据图5所示的控制流程，在被旁通路10绕过的涡轮增压器30的转速超过了阈值的情况下，控制旁通阀14，使旁通阀14的开度大于从旁通阀开度图中得到的旁通阀14的开度指令值，由此，能够抑制涡轮增压器30的转速过度增大。由此，能够抑制涡轮增压器30破损。
接着，利用图2及图6，说明EGR阀26的开度控制流程的一个例子。
在图6所示的控制流程中，因为S31及S32分别与图3所示的S11及S12相同，所以省略说明。
在S33中，从存储于EGR阀开度图DB58中的分别表示发动机2的转速、发动机2的目标扭矩、以及目标EGR率的关系的多个EGR率图中，根据由运行模式选择部41选择的运行模式，EGR率图选择部48选择任意一个EGR率图。
在S34中，基于由EGR率图选择部48选择的EGR率图、由发动机旋转传感器64测量的发动机2的转速、以及由目标扭矩决定部42决定的发动机2的目标扭矩，EGR率决定部50决定目标EGR率。
在S35中，基于由EGR率决定部50决定的目标EGR率与由EGR率传感器68测量的EGR率的偏差，EGR阀开度决定部52决定EGR阀26的开度指令值，以使EGR率接近目标EGR率。
在S36中，基于由EGR阀开度决定部52决定的EGR阀14的开度指令值，经由未图示的促动器，EGR阀开度控制部39控制EGR阀14的开度。
根据上述控制流程，如果基于预先模拟及发动机试验等针对发动机2的各运行点而作成表示发动机2的转速、发动机2的目标扭矩、以及用来实现期望的增压性能的目标EGR率的关系的EGR阀开度图，通过适时选择适合于运行模式的EGR阀开度图，而能够实现适合于运行模式的期望的增压性能。
另外，利用发动机2中通常测量的多个控制参数(上述例子中发动机的转速及目标扭矩)作成上述EGR阀开度图，和通过EGR阀开度决定部52决定EGR阀开度，由此能够以简单的结构实现上述期望的增压性能。
接着，利用图2及图7，说明可变喷嘴叶片31的开度控制流程的一个例子。
在图7所示的控制流程中，因为S41及S42分别与图3所示的S11及S12相同，所以省略说明。
在S43中，从分别表示发动机2的转速、发动机2的目标扭矩、以及可变喷嘴叶片31的开度的关系的多个喷嘴叶片开度图中，根据由运行模式选择部41选择的运行模式，喷嘴叶片开度图选择部53选择任意一个喷嘴叶片开度图。
在S44中，基于由喷嘴叶片开度图选择部53选择的喷嘴叶片开度图、由发动机旋转传感器64测量的发动机2的转速、以及由目标扭矩决定部42决定的发动机2的目标扭矩，喷嘴叶片开度决定部54决定可变喷嘴叶片31的开度指令值。
在S45中，基于由喷嘴叶片开度决定部54决定的可变喷嘴叶片31的开度指令值，经由未图示的促动器，喷嘴叶片开度控制部40控制可变喷嘴叶片31的开度。
根据上述控制流程，如果基于预先模拟及发动机试验等作成表示发动机2在各运行点的多个控制参数(上述例子中发动机的转速及目标扭矩)与用来实现期望的增压性能的可变喷嘴叶片31开度的关系的喷嘴叶片开度图，通过适时选择适合于运行模式的喷嘴叶片开度图，而能够实现适合于运行模式的期望的增压性能。在一个实施方式中，喷嘴叶片开度图、上述旁通阀开度图、以及EGR率图使用通过模拟等使旁通阀14、EGR阀26、以及可变喷嘴叶片31的各开度变化并导出的最佳旁通阀开度、EGR阀开度、以及喷嘴叶片开度被图形化的各图。
另外，根据上述控制流程，利用发动机中通常测量的控制参数(上述例子中发动机2的转速及目标扭矩)，作成上述喷嘴叶片开度图，并通过喷嘴叶片开度决定部54决定喷嘴叶片开度，由此，能够以简单的结构实现上述期望的增压性能。
本发明不限于上述实施方式，也包括在上述实施方式中增加变形后的方式、以及适当组合上述方式的方式。
例如，在上述方式中，例举了在绕过涡轮增压器30的涡轮机侧的旁通路10设置的旁通阀14的开度控制，但本发明同样也可以适用于在绕过涡轮增压器30的压缩机侧的旁通路12设置的旁通阀16的开度控制中。另外，如图8所示，在排气通路6中设有绕过涡轮增压器32的旁通路72的情况下，也同样能够适用于在旁通路72设置的旁通阀74的开度控制中。另外，如图8所示，在进气通路4设有绕过涡轮增压器32的旁通路76的情况下，也同样能够适用于在旁通路76设置的旁通阀78的开度控制中。在上述情况下，只要基于预先模拟及发动机试验等作成每个旁通阀的旁通阀开度图，并在上述控制中进行使用即可。
另外，在上述方式中，作为旁通阀开度图，例举了表示发动机2的转速、发动机2的目标扭矩、以及旁通阀14开度的关系的图。然而，旁通阀开度图不限于此，只要是表示发动机2的多个控制参数(除了上述转速及扭矩以外，例如还包括负载、EGR率、或者EGR阀26的开度等)与旁通阀开度的关系的图即可。另外，EGR率图同样地只要是表示发动机2的多个控制参数(除了上述转速及扭矩以外，例如还包括负载、EGR率、EGR阀26的开度等)与目标EGR率的关系的图即可，喷嘴叶片开度图同样地只要是表示发动机2的多个控制参数(除了上述转速及扭矩以外，例如还包括负载、EGR率、EGR阀26的开度等)与喷嘴叶片开度的关系的图即可。
另外，在上述方式中，例举了旁通阀开度图选择部44从旁通阀开度图DB58中选择任意一个旁通阀开度图的方式。然而，旁通阀开度图选择部44也可以从旁通阀开度图DB58中选择多个旁通阀开度图，只要选择至少一个旁通阀开度图即可。同样地，EGR率图选择部48选择至少一个旁通阀开度图即可，喷嘴叶片开度图选择部选择至少一个喷嘴叶片开度图即可。
另外，在图1中，虽然例举了在发动机2的入口侧(进气通路4的增压器30与发动机2之间)连接EGR通路24的所谓高压EGR，但本申请发明也同样适用于具有在增压器30的压缩机入口侧(进气通路4的增压器30与增压器32之间)连接EGR通路24的所谓低压EGR的结构中。
附图标记说明
2发动机；4进气通路；6排气通路；8，30，32增压器；10，12，72，76旁通路；14，16，74，78旁通阀；18空气滤清器；20中间冷却器；22消音器；24EGR通路；26EGR阀；28控制装置；31可变喷嘴叶片；36存储装置；38旁通阀开度控制部；39EGR阀开度控制部；40喷嘴叶片开度控制部；41运行模式选择部；42目标扭矩决定部；44旁通阀开度图选择部；46旁通阀开度决定部；48EGR率图选择部；50EGR率决定部；52EGR阀开度决定部；53喷嘴叶片开度图选择部；54喷嘴叶片开度决定部；56运行模式DB；57负载图DB；58旁通阀开度图DB；60EGR率图DB；62喷嘴叶片开度图DB；64发动机旋转传感器；66增压器旋转传感器；68EGR率传感器；70油门传感器；100多级涡轮增压系统。

Claims (9)

1.一种多级涡轮增压系统，具有由发动机的排气进行驱动的多个涡轮增压器，其特征在于，具有：
旁通路，其在所述发动机的进气通路或者排气通路中，绕过所述多个涡轮增压器之中的任意涡轮增压器；
旁通阀，其设置于所述旁通路；
运行模式选择部，其从所述发动机的多个运行模式中，选择任意一个运行模式；
旁通阀开度图选择部，其从分别表示所述发动机的多个控制参数与所述旁通阀的开度的关系的多个旁通阀开度图中，根据由所述运行模式选择部选择的所述运行模式，选择至少一个旁通阀开度图；
旁通阀开度决定部，其基于由所述旁通阀开度图选择部选择的所述旁通阀开度图、以及表示所述多个控制参数的控制参数信息，决定所述旁通阀的开度指令值；
旁通阀开度控制部，其基于由所述旁通阀开度决定部决定的所述旁通阀的开度指令值，控制所述旁通阀的开度；
EGR通路，其连通所述排气通路与所述进气通路；
EGR阀，其设置于所述EGR通路；
所述多个运行模式包括：
低EGR运行模式；
高EGR运行模式，其EGR率大于所述低EGR运行模式，所述EGR率表示经由所述EGR通路的所述排气向所述进气通路的再循环流量相对于所述发动机的进气量的比例；
所述多个旁通阀开度图包括：对应于所述低EGR运行模式的低EGR图、以及对应于所述高EGR运行模式的高EGR图，
所述旁通阀开度图选择部在由所述运行模式选择部选择了所述低EGR运行模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述低EGR图，在由所述运行模式选择部选择了所述高EGR运行模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述高EGR图。
2.如权利要求1所述的多级涡轮增压系统，其特征在于，还具有：
EGR通路，其连通所述排气通路与所述进气通路；
EGR阀，其设置于所述EGR通路；
所述多个运行模式包括使所述排气的净化优先的排气净化模式，
所述多个旁通阀开度图包括使EGR率优先的EGR优先图，所述EGR率表示经由所述EGR通路的所述排气向所述进气通路的再循环流量相对于所述发动机的进气量的比例，
所述旁通阀开度图选择部在由所述运行模式选择部选择了所述排气净化模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述EGR优先图。
3.如权利要求1所述的多级涡轮增压系统，其特征在于，
所述多个运行模式包括经济运行模式、以及加速重视模式，
所述多个旁通阀开度图包括：使所述发动机的燃油性优先的燃油性优先图、以及使所述发动机的输出优先的输出优先图，
所述旁通阀开度图选择部在由所述运行模式选择部选择了所述经济运行模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述燃油性优先图，在由所述运行模式选择部取得了所述加速重视模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述输出优先图。
4.如权利要求1所述的多级涡轮增压系统，其特征在于，还具有：
EGR通路，其连通所述排气通路与所述进气通路；
EGR阀，其设置于所述EGR通路；
EGR率传感器，其用来测量表示经由所述EGR通路的所述排气向所述进气通路的再循环流量相对于所述发动机的进气量的比例的EGR率；
EGR率图选择部，其从分别表示所述发动机的多个控制参数与目标EGR率的关系的多个EGR率图中，根据由所述运行模式选择部选择的所述运行模式，选择至少一个EGR率图；
EGR率决定部，其基于由所述EGR率图选择部选择的所述EGR率图、以及表示所述多个控制参数的控制参数信息，决定所述目标EGR率；
EGR阀开度决定部，其基于由所述EGR率传感器测量的所述EGR率、以及由所述EGR率决定部决定的所述目标EGR率，决定所述EGR阀的开度指令值；
EGR阀开度控制部，其基于由所述EGR阀开度决定部决定的所述EGR阀的开度指令值，控制所述EGR阀的开度。
5.如权利要求1所述的多级涡轮增压系统，其特征在于，
所述发动机为机动车用发动机，
所述多个控制参数包括所述发动机的目标扭矩，
所述多级涡轮增压系统包括基于驾驶员的油门操作量而决定所述目标扭矩的目标扭矩决定部。
6.如权利要求1所述的多级涡轮增压系统，其特征在于，
还具有旋转传感器，其测量所述多个涡轮增压器之中被所述旁通路绕过的涡轮增压器的转速，
所述旁通阀开度控制部在由所述旋转传感器测量的所述涡轮增压器的转速超过了阈值的情况下，控制所述旁通阀，使所述旁通阀的开度大于从由所述旁通阀开度图选择部选择的所述旁通阀开度图中得到的所述旁通阀的所述开度指令值。
7.如权利要求1所述的多级涡轮增压系统，其特征在于，
所述多个涡轮增压器包括可变容量式涡轮增压器，该可变容量式涡轮增压器具有用来调节排气向涡轮机叶片的流速的可变喷嘴叶片，
所述多级涡轮增压系统还具有：
喷嘴叶片开度图选择部，其从分别表示所述发动机的多个控制参数与所述可变喷嘴叶片的开度的关系的多个喷嘴叶片开度图中，根据由所述运行模式选择部选择的所述运行模式，选择至少一个喷嘴叶片开度图；
喷嘴叶片开度决定部，其基于由所述喷嘴叶片开度图选择部选择的所述喷嘴叶片开度图、以及表示所述多个控制参数的控制参数信息，决定所述可变喷嘴叶片的开度指令值；
喷嘴叶片开度控制部，其基于由所述喷嘴叶片开度决定部决定的所述可变喷嘴叶片的开度指令值，控制所述可变喷嘴叶片的开度。
8.一种多级涡轮增压系统的控制装置，其特征在于，
所述多级涡轮增压系统具有：
多个涡轮增压器，其由发动机的排气进行驱动；
旁通路，其在发动机的进气通路或排气通路中，绕过所述多个涡轮增压器之中的任意涡轮增压器；
旁通阀，其设置于所述旁通路；
EGR通路，其连通所述排气通路与所述进气通路；
EGR阀，其设置于所述EGR通路；
所述控制装置具有：
运行模式选择部，其从所述发动机的多个运行模式中，选择任意一个运行模式；
旁通阀开度图选择部，其从分别表示所述发动机的转速与所述发动机的多个控制参数的关系的多个旁通阀开度图中，根据由所述运行模式选择部选择的所述运行模式，选择至少一个旁通阀开度图；
旁通阀开度决定部，其基于由所述旁通阀开度图选择部选择的所述旁通阀开度图、以及表示所述多个控制参数的控制参数信息，决定所述旁通阀的开度指令值；
旁通阀开度控制部，其基于由所述旁通阀开度决定部决定的所述旁通阀的开度指令值，控制所述旁通阀的开度；
所述多个运行模式包括：
低EGR运行模式；
高EGR运行模式，其EGR率大于所述低EGR运行模式，所述EGR率表示经由所述EGR通路的所述排气向所述进气通路的再循环流量相对于所述发动机的进气量的比例；
所述多个旁通阀开度图包括：对应于所述低EGR运行模式的低EGR图、以及对应于所述高EGR运行模式的高EGR图，
所述旁通阀开度图选择部在由所述运行模式选择部选择了所述低EGR运行模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述低EGR图，在由所述运行模式选择部选择了所述高EGR运行模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述高EGR图。
9.一种多级涡轮增压系统的运行控制程序，是具有由发动机的排气进行驱动的多个涡轮增压器、在所述发动机的进气通路或排气通路中绕过所述多个涡轮增压器之中的任意涡轮增压器的旁通路、设置于所述旁通路的旁通阀、连通所述排气通路与所述进气通路的EGR通路以及设置于所述EGR通路的EGR阀的多级涡轮增压系统的运行控制程序，其特征在于，用于在计算机上执行：
运行模式选择步骤，从所述发动机的多个运行模式中选择任意一个运行模式；
旁通阀开度图选择步骤，从分别表示所述发动机的多个控制参数与所述旁通阀开度的关系的多个旁通阀开度图中，根据所述运行模式，选择至少一个旁通阀开度图；
开度指令值决定步骤，基于所述旁通阀开度图和表示所述多个控制参数的控制参数信息，决定所述旁通阀的开度指令值；
开度控制步骤，基于所述旁通阀的开度指令值，控制所述旁通阀的开度；
所述多个运行模式包括：
低EGR运行模式；
高EGR运行模式，其EGR率大于所述低EGR运行模式，所述EGR率表示经由所述EGR通路的所述排气向所述进气通路的再循环流量相对于所述发动机的进气量的比例；
所述多个旁通阀开度图包括：对应于所述低EGR运行模式的低EGR图、以及对应于所述高EGR运行模式的高EGR图，
在所述旁通阀开度图选择步骤中，在由所述运行模式选择步骤选择了所述低EGR运行模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述低EGR图，在由所述运行模式选择步骤选择了所述高EGR运行模式的情况下，从所述多个旁通阀开度图中选择所述高EGR图。
CN201680085291.6A 2016-05-18 2016-05-18 多级涡轮增压系统 Active CN109072771B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/064720 WO2017199363A1 (ja) 2016-05-18 2016-05-18 多段式ターボ過給システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109072771A CN109072771A (zh) 2018-12-21
CN109072771B true CN109072771B (zh) 2021-05-25

Family

ID=60325091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680085291.6A Active CN109072771B (zh) 2016-05-18 2016-05-18 多级涡轮增压系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10760478B2 (zh)
EP (1) EP3441589A4 (zh)
JP (1) JP6588157B2 (zh)
CN (1) CN109072771B (zh)
WO (1) WO2017199363A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020012431A (ja) * 2018-07-19 2020-01-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP7329190B2 (ja) * 2019-12-23 2023-08-18 マツダ株式会社 ターボ過給機付エンジンの制御装置
CN114810384B (zh) * 2022-05-10 2023-05-23 潍柴动力股份有限公司 后处理入口温度的控制方法以及装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000170580A (ja) * 1998-09-30 2000-06-20 Mazda Motor Corp 過給機付エンジンの制御装置
JP2005180404A (ja) * 2003-12-24 2005-07-07 Toyota Motor Corp バリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置
EP1936147A2 (en) * 2006-12-20 2008-06-25 International Engine Intellectual Property Company, LLC Model-based turbocharger control
JP2010163915A (ja) * 2009-01-14 2010-07-29 Nissan Motor Co Ltd 過給式エンジンのトルク制御装置
WO2010128227A1 (fr) * 2009-05-06 2010-11-11 Renault Sas Systeme et procede de commande de la suralimentation d'un moteur a combustion interne
JP2012127205A (ja) * 2010-12-13 2012-07-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス再循環システム
JP2014169648A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の過給機制御装置
JP2016003614A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 いすゞ自動車株式会社 エンジンの排気再循環方法及び排気再循環装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06219188A (ja) * 1992-10-23 1994-08-09 Mazda Motor Corp パワートレインの制御装置
JPH08182382A (ja) * 1994-12-22 1996-07-12 Isuzu Motors Ltd 電動・発電機付ターボチャージャの制御装置
JP2002512337A (ja) 1998-04-16 2002-04-23 ３カー−ヴァルナー・トゥルボズュステームズ・ゲーエムベーハー ターボチャージ付内燃機関
JP4254612B2 (ja) * 2004-05-18 2009-04-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関用多段過給システム及びその設定方法
US7000393B1 (en) * 2005-04-14 2006-02-21 International Engine Intellectual Property Company, Llc System and method for relieving engine back-pressure by selectively bypassing a stage of a two-stage turbocharger during non-use of EGR
JP4579097B2 (ja) * 2005-08-26 2010-11-10 トヨタ自動車株式会社 過給器の異常判定装置
JP4434176B2 (ja) * 2006-05-24 2010-03-17 株式会社デンソー 過給機付き内燃機関の制御装置
JP5324961B2 (ja) 2009-02-27 2013-10-23 三菱重工業株式会社 内燃機関の過給システム
US9822694B2 (en) * 2012-08-09 2017-11-21 General Electric Company Methods and system for controlling surge in a two-stage turbocharger
US9422896B2 (en) * 2013-01-29 2016-08-23 General Electric Company Method and system for charge air system valve diagnosis

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000170580A (ja) * 1998-09-30 2000-06-20 Mazda Motor Corp 過給機付エンジンの制御装置
JP2005180404A (ja) * 2003-12-24 2005-07-07 Toyota Motor Corp バリアブルノズル式ターボチャージャ制御装置
EP1936147A2 (en) * 2006-12-20 2008-06-25 International Engine Intellectual Property Company, LLC Model-based turbocharger control
JP2010163915A (ja) * 2009-01-14 2010-07-29 Nissan Motor Co Ltd 過給式エンジンのトルク制御装置
WO2010128227A1 (fr) * 2009-05-06 2010-11-11 Renault Sas Systeme et procede de commande de la suralimentation d'un moteur a combustion interne
JP2012127205A (ja) * 2010-12-13 2012-07-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排ガス再循環システム
JP2014169648A (ja) * 2013-03-01 2014-09-18 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の過給機制御装置
JP2016003614A (ja) * 2014-06-17 2016-01-12 いすゞ自動車株式会社 エンジンの排気再循環方法及び排気再循環装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3441589A1 (en) 2019-02-13
WO2017199363A1 (ja) 2017-11-23
EP3441589A4 (en) 2019-04-03
JP6588157B2 (ja) 2019-10-09
US20190120127A1 (en) 2019-04-25
US10760478B2 (en) 2020-09-01
JPWO2017199363A1 (ja) 2018-09-13
CN109072771A (zh) 2018-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3918855B1 (ja) 内燃機関の２段式過給システム
US8640459B2 (en) Turbocharger control systems and methods for improved transient performance
JP4067025B2 (ja) 多段ターボチャージャの制御装置
US9228504B2 (en) Diesel engine
CN102758687B (zh) 内燃机控制装置
JP4492406B2 (ja) ディーゼルエンジンの吸排気装置
EP2634392A1 (en) Turbocharge system
JP5187123B2 (ja) 内燃機関の制御装置
CN103256129A (zh) 具有涡轮增压装置的内燃机的操作方法及其控制单元
US9926867B1 (en) Maintaining EGR flow in a uniflow-scavenged, two-stroke cycle, opposed-piston engine
CN109072771B (zh) 多级涡轮增压系统
CN102108896B (zh) 调节排气涡轮增压器的方法和装置
CN107587947B (zh) 控制车辆增压器的方法和系统
JP5596709B2 (ja) タービン効率をコントロールするための方法および装置
JP4935094B2 (ja) ディーゼルエンジンの２段式過給システム
CN111911300A (zh) 变海拔柴油机瞬态工况下二级可调增压系统vgt叶片控制路径优化方法
JP2006299892A (ja) 過給機付き内燃機関
JP2010180782A (ja) 内燃機関の多段過給システム及びその制御方法
CN110691900B (zh) 一种方法和使用这种方法的车辆系统
Giftson et al. Evaluation and Selection of Turbocharger Meeting BS6 Emission Norms for 1.99 l Engine
CN110719992B (zh) 用于控制发动机降额的方法和系统
JP2009002278A (ja) 過給機を有する内燃機関の制御装置
CN111911301A (zh) 变海拔柴油机瞬态工况下双vgt二级可调增压系统vgt叶片路径优化方法
KR20210064637A (ko) 터보차저 엔진의 서지 저감장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant