[发明专利]用于二元流涡轮控制的方法和系统

说明书

本发明涉及用于二元流涡轮控制的方法和系统。提供用于调节二元流涡轮的涡旋阀的开度的方法和系统。涡旋阀调节用在不同的发动机工况以改善发动机性能和升压响应。涡旋阀调节与废气门和EGR阀调节相配合用于改善发动机控制。

相关申请的交叉参考

本申请要求2013年6月10日提交的美国专利申请号61/833,377的优先权，为了所有的目的其整个内容通过参考结合于此。

技术领域

本申请涉及控制联接到升压发动机系统中的二元流涡轮的涡旋阀(scrollvalve)。

背景技术

升压控制可以用在各种发动机工况下以改善发动机性能。例如，可以在改变的工况下利用各种方法控制涡轮速度和排气歧管压力以控制升压。

一种示范性的方法由Styles等人在US2011/0302917中示出，其中升压发动机系统包括双涡壳(twin-scroll)涡轮增压器。其中流过涡轮增压器的不同涡壳的流基于工况经由阀调节被分开或结合，以提供升压和发动机速度控制。

但是，发明人在此已经认识到用这种方法的潜在问题。具体地，用来提供发动机控制的涡轮增压器致动器调节可以具有对发动机的转矩冲击。例如，组合通过不同蜗壳的流的致动器调节导致涡轮入口(多个入口)上游的排气歧管压力降低。这种排气歧管压力降低导致额外的新鲜空气在后续发动机循环被吸入到发动机汽缸中，并被收集在汽缸内。当气流的增加与燃料相当以保持不变的空气-燃料比和不变的点火正时时，产生瞬时的转矩扰动，这引起不良的发动机运行性能。同样，分开通过不同蜗壳的流的致动器调节导致涡轮入口(多个入口)上游的排气歧管压力升高。排气歧管压力的这种升高减少在随后发生的发动机循环被吸入发动机汽缸中的新鲜空气。当气流的减少与减少的燃料相当以保持不变的空气-燃料比和不变的点火正时时，引起转矩降，这也引起不良的发动机运行性能。在两种情况下，转矩扰动可以使车辆驾驶员的驾驶体验劣化。

发明内容

发明人在此已经认识到上述问题并且提供一种通过操作具有二元流涡轮的升压发动机系统来克服转矩扰动的方法。在一个示例中，转矩冲击可以通过一种用于发动机的方法而减少，该方法包括：基于工况转变(transition)多涡壳排气涡轮的第一蜗壳上游的排气的限制，同时在转变期间调节发动机致动器以保持发动机转矩。此外，基于变速器事件可以调节转变的正时。以这种方式，可以较好地屏蔽(mask)转矩冲击。

在一个示例中，对只联接到多涡壳排气涡轮的外部蜗壳的涡旋阀的调节可以基于发动机工况确定。例如，在需要涡轮加速(spool-up)的状况期间，涡旋阀可以预定关闭一段时间。可以确定与涡旋阀有关的转矩冲击。然后，对可以补偿转矩冲击的一个或多个发动机致动器的调节可以同时预定。例如，在涡旋阀被关闭以增加排气歧管压力的状况期间，到发动机汽缸的气流的下降(以及引起的转矩降)可以通过瞬时增加进气节气门开度来抵消。作为另一个示例，在涡旋阀被打开以减小排气歧管压力的状况期间，到发动机汽缸的气流的增加(以及引起的转矩扰动)可以通过瞬时减小节气门开度来抵消。可以调节其他的发动机致动器包括，例如，VCT、气门正时、气门重叠、燃料喷射、火花正时、废气门开度和EGR阀开度。因此，这有助于克服至少一部分的涡旋阀调节的转矩冲击。

此外，涡旋阀转变的正时可以基于联接到发动机的变速器的换挡规律来调节。例如，如果即将到来的变速器事件是预期的(例如，变速器升档或降档)，则涡旋阀转变可以被定时以至少部分地重叠(如果可能)变速器事件。例如，涡旋阀可以在变速器升档期间或紧接升档之后转变。通过基于变速器事件定时涡旋阀转变，可以较好地屏蔽转矩冲击。此外，在涡旋阀转变期间可以滑动一个或更多个变速器离合器，以进一步减少涡旋阀调节的转矩冲击。