CN111197527A - 用于校正涡轮滞后的系统和方法以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于校正涡轮滞后的系统和方法以及车辆，根据本公开的用于校正配备有涡轮增压器和真空泵的柴油发动机车辆的涡轮滞后的系统可包括：腔室，提供有从真空泵排出的空气/油混合物，将混合物分离成空气和油并进行储存，并包括用于喷射空气的第一阀和用于排出油的第二阀；加速器踏板传感器，用于感测车辆的加速器踏板的下压范围；第一压力传感器，感测腔室中压缩的空气的压力；以及控制器，根据加速器踏板传感器检测到的加速器踏板的下压范围来控制第一阀。

Description

用于校正涡轮滞后的系统和方法以及车辆
技术领域
本公开涉及一种用于校正涡轮滞后的系统。
背景技术
大多数柴油发动机车辆都配备了涡轮增压器。涡轮增压器系统是使用连接到进气歧管和排气歧管的涡轮增压器增加要被吸入进气歧管的空气量的系统。详细地，涡轮增压器的涡轮机被流过排气歧管的废气强制旋转，连接到涡轮机的压缩机运行，由此空气被强制吸入进气歧管。换句话说，根据涡轮增压器系统，高温高压废气在通过涡轮机时变为低温低压废气，因此废气的能量被传递到涡轮机，从而旋转涡轮机。
同时，在配备有涡轮增压器系统的车辆中不可避免地产生涡轮滞后。涡轮滞后是指在车辆加速时，直到涡轮增压器的涡轮达到期望速度也不能获得期望的加速性能的现象。这种涡轮滞后通常发生在车辆以低速行驶时。具体而言，当涡轮增压器应用于具有小发动机排量的发动机时，燃料效率得到改善，但是在低速时会发生涡轮滞后，因此驾驶员感到不便。因此，需要开发一种减少配备有涡轮增压器的柴油发动机车辆的涡轮滞后的技术。
发明内容
本公开涉及用于校正涡轮滞后的系统。具体实例涉及用于校正涡轮滞后的系统，该系统能够减少涡轮滞后，通过在单独的腔室中压缩和保持从安装在柴油发动机上的真空泵排出的空气，然后当车辆加速时通过将空气喷射到涡轮增压器或者进气歧管。
本公开的实施方式可解决现有技术中的上述问题。
鉴于上述方面，一种用于校正柴油发动机车辆的涡轮滞后的系统，该车辆配备有涡轮增压器和真空泵，该系统可包括：腔室，被配置为提供有从所述真空泵排出的空气/油混合物，将所述空气/油混合物分离为空气和油并进行储存，并且包括用于喷射所述空气的第一阀和用于排出所述油的第二阀。加速器踏板传感器感测车辆的加速器踏板的下压范围(depression extent)。第一压力传感器感测腔室中压缩的空气的压力。控制器根据由加速器踏板传感器感测的加速器踏板的下压范围来控制第一阀。
腔室还可包括空气/油分离器，将从真空泵排出的空气/油混合物分离成空气和油。
腔室的底部可从两侧向下倾斜到底部的固定点。
第二阀可形成在腔室底部的固定点处，并且由空气/油分离器分离的油可收集在腔室的底部。
第一阀可形成在涡轮增压器处。
当加速器踏板的下压范围是预定的下压范围或更大时，控制器可打开第一阀，使得在腔室中压缩并储存的空气通过第一阀喷射到涡轮增压器。
第一阀可连接到柴油发动机的进气歧管的入口。
当加速器踏板的下压范围是预定的下压范围或更大时，控制器可打开第一阀，使得在腔室中压缩并储存的空气通过第一阀喷射到进气歧管的入口。
该系统还可包括第二压力传感器，该第二压力传感器感测进气歧管中的压力，其中，控制器可将由第二压力传感器感测的压力与由第一压力传感器感测的腔室中压缩的空气的压力进行比较，并且当进气歧管中的压力较高时，可控制第一阀不打开。
第二阀可以是电子控制阀或减压阀。
当第二阀是电子控制阀时，控制器可根据由第一压力传感器感测的腔室中压缩的空气的压力来控制第二阀。
单向阀可设置在第一阀和进气歧管之间。
根据本公开，能够减少涡轮滞后，通过在腔室中压缩和储存从安装在柴油发动机上的真空泵排出的空气，然后当车辆加速时将空气喷射到涡轮增压器或者进气歧管。
此外，根据本公开，通过使用在现有技术中用于减少涡轮滞后的空气再循环到漏气线来减少发动机的漏气量，从而能够减少油耗。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他方面、特征和优点将更加明显，其中：
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的用于校正涡轮滞后的系统的配置的图。
图2是示出根据本发明的一个实施方式的用于校正涡轮滞后的系统中在真空泵中流动的空气和油的流动的图。
图3是示出根据本公开的实施方式的用于校正涡轮滞后的系统的真空泵的视图；
图4是示出根据本公开的实施方式的用于校正涡轮滞后的系统的腔室的配置的视图；
图5是示出根据本公开的实施方式的在用于校正涡轮滞后的系统中当加速器踏板的下压范围超过预定的下压范围时，在第一阀打开的腔室中压缩的空气喷射到涡轮增压器的涡轮机壳体涡卷的视图；
图6是示出根据本公开另一实施方式的在用于校正涡轮滞后的系统中当加速器踏板的下压范围超过预定的下压范围时，在第一阀打开的腔室中压缩的空气喷射到涡轮增压器的压缩机的入口的前端的视图；和
图7是示出根据本公开另一实施方式的在用于校正涡轮滞后的系统中当加速器踏板的下压范围超过预定的下压范围时，在第一阀打开的腔室中压缩的空气喷射到进气歧管的入口的视图。
具体实施方式
下面参考附图详细描述根据本公开另一实施方式的用于校正涡轮滞后的系统。
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的用于校正涡轮滞后的系统的配置的图，图2是示出在真空泵中流动的空气和油的流动的图，图3是示出根据本公开的实施方式的用于校正涡轮滞后的系统的真空泵的视图，图4是示出根据本公开的实施方式的用于校正涡轮滞后的系统的腔室的配置的视图，图5是示出根据本公开的实施方式的在用于校正涡轮滞后的系统中当加速器踏板的下压范围超过预定的下压范围时，在第一阀打开的腔室中压缩的空气喷射到涡轮增压器的涡轮机壳体涡卷的视图，图6是示出根据本公开另一实施方式的在用于校正涡轮滞后的系统中当加速器踏板的下压范围超过预定的下压范围时，在第一阀打开的腔室中压缩的空气喷射到涡轮增压器的压缩机的入口的前端的视图，并且图7是示出根据本公开另一实施方式的在用于校正涡轮滞后的系统中当加速器踏板的下压范围超过预定的下压范围时，在第一阀打开的腔室中压缩的空气喷射到进气歧管的入口的视图。
如图1所示，用于校正配备有涡轮增压器和真空泵的柴油发动机车辆的涡轮滞后的系统可包括腔室200、加速器踏板传感器300、第一压力传感器400和控制器500。
详细地，腔室200可供应有从真空泵100排出的空气/油混合物，并且可将混合物分离成空气和油并进行储存。可考虑制动助力器的容量和真空泵100的压缩性能来设定腔室200的容量。图4示出的腔室的形状是实施方式并且可根据腔室的安装位置等以各种方式改变。
具体而言，腔室200可包括：空气/油分离器210，该空气/油分离器210将从真空泵100排出的空气/油混合物分离成空气和油；第一阀220，通过第一阀220将由空气/油分离器210分离并且被压缩和储存的空气进行喷射；以及第二阀230，通过第二阀230将分离的油进行排出。根据实施方式，第一阀220可形成在涡轮增压器700处。
具体而言，如图4所示，腔室200的底部可形成为从两侧向下倾斜到底部的固定点。由于腔室200的底部朝向固定点向下倾斜，因此可收集由空气/油分离器210分离的油。第二阀230可形成在腔室200的底部上的固定点处，油在该处被收集。由于在通过空气/油分离器210分离的油被收集的点处形成第二阀230，所以当第二阀230打开时，储存在腔室200中的油可被排放到油盘600中。第二阀230连接到下面将描述的控制器500，并且可通过控制器500控制以打开和关闭。本公开的第二阀230可以是电子控制阀或减压阀(relief valve)。根据实施方式，当第二阀230是电子控制阀时，可通过下面将描述的控制器500控制第二阀230打开和关闭。根据另一实施方式，当第二阀230是减压阀时，当腔室中的压力变为预定压力或更高时，可在没有控制器500控制的情况下打开第二阀230。
加速器踏板传感器300感测车辆的加速器踏板的下压范围。根据实施方式，加速器踏板传感器300可以是加速器位置传感器(APS)。加速器踏板传感器300连接到控制器500并且可感测车辆的加速器踏板的下压范围并且将感测的信息发送到控制器500。控制器500根据由加速器踏板传感器300传递的驾驶员对加速器踏板的下压范围，可确定是否打开和关闭第一阀220。
第一压力传感器400感测在腔室200中压缩的空气的压力。第一压力传感器400连接到控制器500并且可感测在腔室200中压缩的空气的压力并且将感测的信息传输到控制器500。
控制器500可根据由加速器踏板传感器300感测的加速器踏板的下压范围来控制第一阀220，并且可根据由第一压力传感器400感测的腔室中压缩的空气的压力来控制第二阀230。控制器500可以是发动机控制单元(ECU)。
具体而言，当由加速器踏板传感器300感测的驾驶员的加速器踏板的下压范围超过预定的下压范围时，控制器500可打开第一阀220，使得腔室200中压缩并储存的空气通过第一阀220喷射到涡轮增压器700。预定的下压范围可以是用于确定车辆的加速时刻的加速器踏板的参考下压范围信息。换句话说，当由加速器踏板传感器300感测的用户对加速器踏板的下压范围是预定的下压范围或更大时，控制器500可确定车辆正在加速。
更具体地，当由加速器踏板传感器300感测的用户的加速器踏板的下压范围是预定的下压范围或更大时，即，当车辆正在加速时，控制器500可打开第一阀220，使得在腔室中压缩的空气通过第一阀220喷射到涡轮增压器700的涡轮机壳体涡卷(turbine housingscroll)，如图5所示。如上所述，根据本公开，当由于在车辆的加速时刻不充分地产生的排气压力而使涡轮增压器轮的扭矩不足时，控制器500打开第一阀220，使得在腔室200中压缩并储存的空气通过第一阀220喷射到涡轮增压器700的涡轮机壳体涡卷上，从而有助于车轮的旋转，以快速生成助力器(booster)并相应地减少涡轮滞后。
此外，当由加速器踏板传感器300感测的用户对加速器踏板的下压范围是预定的下压范围或更大时，即，当车辆正在加速时，控制器500可打开第一阀220，如图6所示，使得在腔室中压缩的空气通过第一阀220喷射到涡轮增压器的压缩机叶轮前方。如上所述，根据本公开，当由于在车辆的加速时刻不充分地产生的排气压力而使涡轮增压器轮的扭矩不足时，控制器500打开第一阀220，以使得在腔室200中压缩和储存的空气通过第一阀220喷射在涡轮增压器的压缩机叶轮前方，从而有助于车轮的旋转以快速生成助力器并相应地减少涡轮滞后。
另一方面，根据另一实施方式，第一阀220可连接到柴油发动机的进气歧管800的入口。此外，当由加速器踏板传感器300感测的用户对加速器踏板的下压范围是预定的下压范围或更大时，即，当车辆正在加速时，控制器500可打开第一阀220，使得在腔室200中压缩并储存的空气通过第一阀220喷射到进气歧管800的入口，如图7所示。如上所述，根据本公开，当涡轮增压器700的车轮的扭矩由于在车辆的加速时刻不充分地产生的排气压力而不足时，并且因此新的空气不足以供应到气缸(未示出)时，控制器500打开第一阀220，使得在腔室200中压缩并储存的空气通过第一阀220喷射到进气歧管800的入口，从而可将空气充分地供应到气缸中。
用于校正本公开的涡轮滞后的系统还可包括第二压力传感器810，第二压力传感器810感测进气歧管800中的压力。第二压力传感器810可感测进气歧管800中的压力并且可将感测的信息传输到控制器500。控制器500可将从第二压力传感器810传输的进气歧管800的压力信息与从第一压力传感器400传输的腔室中压缩的空气的压力进行比较，并且当进气歧管800的内部压力较高时可控制第一阀220不打开。也就是说，当进气歧管800的内部压力高时，控制器500控制第一阀220不打开，从而能够防止在进气歧管800的内部压力高于当车辆在高负荷时段加速时腔室200的内部压力时，可能发生的空气回流。根据实施方式，可通过将单向阀安装在接头(nipple)上来防止空气回流，该接头将第一阀220连接到进气歧管800。
此外，当基于从第一压力传感器400传输的腔室200中压缩的压力信息，确定在腔室200中超过真空泵100的性能的空气已经被压缩时，控制器500可通过打开第二阀230减少腔室200的内部压力，并且在这种状态下，在腔室200中分离并储存的油等可通过第二阀230排出到油盘600，如图2所示。如上所述，由于当腔室200中超过真空泵100的性能的空气已经被压缩时，控制器500通过打开第二阀230来减小腔室200中的压力，因此可防止以下问题：由于在腔室200中超过真空泵100的性能的空气已经被压缩，不能再吸入用于操作车辆制动器的空气并且不操作制动器。

Claims (17)

1.一种用于校正柴油发动机车辆的涡轮滞后的系统，该车辆配备有涡轮增压器和真空泵，该系统包括：
腔室，被配置为提供有从所述真空泵排出的空气/油混合物，所述腔室被配置为将所述空气/油混合物分离为空气和油并进行储存，其中，所述腔室包括用于喷射所述空气的第一阀和用于排出所述油的第二阀；
加速器踏板传感器，被配置为感测所述车辆的加速器踏板的下压范围；
第一压力传感器，被配置为感测在所述腔室中压缩的空气的压力；以及
控制器，被配置为根据由所述加速器踏板传感器感测的所述加速器踏板的下压范围来控制所述第一阀。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述腔室还包括空气/油分离器，所述空气/油分离器被配置为将从所述真空泵排出的所述空气/油混合物分离成空气和油。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述腔室具有底部，所述底部从所述腔室的两侧向下倾斜到所述底部上的固定点。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第二阀形成在所述腔室的底部上的所述固定点处，并且其中，通过所述腔室的所述空气/油分离器分离的所述油被收集在所述腔室的底部上。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一阀形成在所述涡轮增压器处。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，当所述加速器踏板的下压范围是预定的下压范围或更大时，所述控制器被配置为打开所述第一阀，使得压缩并储存在所述腔室中的所述空气通过所述第一阀喷射到所述涡轮增压器。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一阀连接到所述柴油发动机车辆的柴油发动机的进气歧管的入口。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，当所述加速器踏板的所述下压范围是预定的下压范围或更大时，所述控制器被配置为打开所述第一阀，使得压缩并储存在所述腔室中的所述空气通过所述第一阀喷射到所述进气歧管的入口。
9.根据权利要求7所述的系统，还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器被配置为感测所述进气歧管中的压力，其中，所述控制器被配置为将由所述第二压力传感器感测的所述进气歧管的压力与由所述第一压力传感器感测的在所述腔室中压缩的所述空气的压力进行比较，并且当所述进气歧管中的压力高时，控制所述第一阀不打开。
10.根据权利要求7所述的系统，还包括单向阀，所述单向阀设置在所述第一阀和所述进气歧管之间。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二阀是电子控制阀。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述控制器被配置为根据由所述第一压力传感器感测的所述腔室中压缩的所述空气的压力来控制所述第二阀。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二阀是减压阀。
14.一种柴油发动机车辆，包括：
涡轮增压器；
真空泵；
腔室，被配置为提供有从所述真空泵排出的空气/油混合物，所述腔室被配置为将所述空气/油混合物分离为空气和油并进行储存，其中，所述腔室包括用于喷射所述空气的第一阀和用于排出所述油的第二阀；
加速器踏板传感器，被配置为感测所述车辆的加速器踏板的下压范围；
第一压力传感器，被配置为感测在所述腔室中压缩的空气的压力；以及
控制器，被配置为根据由所述加速器踏板传感器感测的加速器踏板的下压范围来控制所述第一阀。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述腔室具有底部，所述底部从所述腔室的两侧向下倾斜到所述底部上的固定点，并且其中，所述第二阀形成在所述腔室的底部上的所述固定点处，并且其中，通过所述腔室的所述空气/油分离器分离的所述油被收集在所述腔室的底部上。
16.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述第一阀形成在所述涡轮增压器处，并且其中，当所述加速器踏板的下压范围是预定的下压范围或更大时，所述控制器被配置为打开所述第一阀，使得压缩并储存在所述腔室中的空气通过所述第一阀喷射到所述涡轮增压器。
17.一种用于校正柴油发动机车辆的涡轮滞后的方法，该柴油发动机车辆配备有涡轮增压器和真空泵，该方法包括以下步骤：
向腔室供应从所述真空泵排出的空气/油混合物；
将所述空气/油混合物分离成空气和油；
在所述腔室中储存所述空气和所述油；
感测所述车辆的加速器踏板的下压范围；
感测储存在所述腔室中的空气的压力；以及
喷射储存在所述腔室中的空气，根据所述加速器踏板的下压范围控制喷射。
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