經(jīng)由機(jī)械增壓器供應(yīng)真空的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于在發(fā)動(dòng)機(jī)中供應(yīng)真空的方法。該方法包括控制位于機(jī)械增壓器的上游的節(jié)流閥，以便從位于節(jié)流閥和機(jī)械增壓器入口中間的真空管路抽吸流體，該機(jī)械增壓器與渦輪增壓器串聯(lián)并且位于渦輪增壓器的上游。
【專利說(shuō)明】經(jīng)由機(jī)械增壓器供應(yīng)真空的方法
【背景技術(shù)】
[0001]可以在發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生真空以便建立輔助車輛運(yùn)行的各種作用。在一個(gè)示例中，可以利用真空為例如用于制動(dòng)輔助的裝置提供驅(qū)動(dòng)力。在另一個(gè)示例中，可以利用真空循環(huán)各種流體，例如用于排氣再循環(huán)(EGR)、燃料蒸汽抽取、曲軸箱通風(fēng)等。
[0002]在一個(gè)示例中，車輛包括具有節(jié)流閥的發(fā)動(dòng)機(jī)，該節(jié)流閥位于渦輪增壓器的壓縮機(jī)入口上游。節(jié)流閥可操作以使進(jìn)入壓縮機(jī)入口的流體(例如，進(jìn)氣)節(jié)流以產(chǎn)生真空。這種真空可以用于在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間操作驅(qū)動(dòng)器或者循環(huán)其它流體。
[0003]然而，發(fā)明人在此已經(jīng)意識(shí)到了這種方法的潛在問題。典型的壓縮機(jī)前的節(jié)氣門可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)載荷或者控制壓縮機(jī)前的真空，但它不能完全獨(dú)立地兩者兼顧。例如，節(jié)流渦輪增壓器的壓縮機(jī)入口減少了經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)的流動(dòng)循環(huán)，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)的流動(dòng)循環(huán)可能引起阻塞或失速。而且，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥產(chǎn)生的瞬態(tài)流動(dòng)狀態(tài)可以引起壓縮機(jī)喘振。無(wú)論哪種情況，當(dāng)這種狀態(tài)出現(xiàn)時(shí)，車輛的駕駛性能可能降低并且可能被車輛操作人員負(fù)面地感知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，在一個(gè)示例中，通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)中提供真空的方法可以解決一些上述問題。該方法包括控制位于機(jī)械增壓器上游的節(jié)流閥以便從位于節(jié)流閥和機(jī)械增壓器入口中間的真空管路抽吸流體，所述機(jī)械增壓器與渦輪增壓器串聯(lián)布置并且位于渦輪增壓器的上游。
[0005]通過(guò)使機(jī)械增壓器節(jié)流，可以在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間產(chǎn)生真空用于各種用途，而不限制渦輪增壓器的流量。以此方式，可以降低或消除渦輪增壓器的壓縮機(jī)失速/喘振。
[0006]此外，在一些實(shí)施方式中，可利用機(jī)械增壓器補(bǔ)償渦輪增壓器遲滯。具體而言，當(dāng)渦輪增壓器起轉(zhuǎn)加速至運(yùn)行速度時(shí)，機(jī)械增壓器可操作以提供進(jìn)氣的壓縮。在一個(gè)示例中，該方法可以包括在車輛啟動(dòng)狀態(tài)期間，調(diào)節(jié)節(jié)流閥以便增加通過(guò)機(jī)械增壓器入口的流量并且降低來(lái)自真空管路的流量。以此方式，更有效的機(jī)械增壓器運(yùn)行可以優(yōu)先于真空產(chǎn)生，以便加速車輛啟動(dòng)。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)包括:渦輪增壓器；與渦輪增壓器串列布置并且位于渦輪增壓器上游的機(jī)械增壓器；位于機(jī)械增壓器上游的節(jié)流閥；位于節(jié)流閥和機(jī)械增壓器入口中間的真空管路；以及具有控制節(jié)流閥從真空管路抽吸流體的指令的控制器。
[0008]在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器具有指令，當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)該指令:在車輛啟動(dòng)狀態(tài)期間，調(diào)節(jié)節(jié)流閥以便增加通過(guò)機(jī)械增壓器入口的流量并且降低來(lái)自真空管路的流量。
[0009]在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器具有指令，該指令響應(yīng)于渦輪增壓器速度大于閾值，調(diào)節(jié)節(jié)流閥以便相對(duì)于在車輛啟動(dòng)狀態(tài)期間通過(guò)真空管路的流量增加通過(guò)真空管路的流量。
[0010]在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器具有指令，該指令響應(yīng)于渦輪增壓器速度大于閾值，調(diào)節(jié)機(jī)械增壓器旁通閥以便引導(dǎo)至少一些流體到機(jī)械增壓器的下游。
[0011]在另一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步包括:與真空管路流體相連的真空消耗裝置，并且其中計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有指令，當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)，該指令供應(yīng)真空至真空消耗裝置。
[0012]在另一個(gè)實(shí)施例中，真空消耗裝置包括制動(dòng)助力器、曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)和燃料蒸汽抽取罐中的至少一個(gè)。
[0013]在另一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)不包括與真空管路流體相連的真空泵裝置。
[0014]在另一個(gè)實(shí)施例中，流體包括驅(qū)動(dòng)器真空、再循環(huán)的排氣、抽取的燃料蒸汽和排放的曲軸箱氣體中的一種或多種。
[0015]在另一個(gè)實(shí)施例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)中供應(yīng)真空的方法包括:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)載荷在不使用機(jī)械增壓器的情況下滿足時(shí)，控制機(jī)械增壓器為真空泵以便供應(yīng)真空至真空消耗裝置。
[0016]在另一個(gè)實(shí)施例中，控制機(jī)械增壓器為真空泵包括供應(yīng)驅(qū)動(dòng)器真空至制動(dòng)助力器。
[0017]在另一個(gè)實(shí)施例中，控制機(jī)械增壓器為真空泵包括供應(yīng)真空以便從燃料蒸汽存儲(chǔ)介質(zhì)抽吸燃料蒸汽到進(jìn)氣通道中。
[0018]在另一個(gè)實(shí)施例中，控制機(jī)械增壓器為真空泵包括供應(yīng)真空以便從曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)抽吸曲軸箱氣體到進(jìn)氣通道中。
[0019]在另一個(gè)實(shí)施例中，控制機(jī)械增壓器為真空泵包括供應(yīng)真空以便從排氣再循環(huán)通道抽吸排氣到進(jìn)氣通道中。
[0020]在另一個(gè)實(shí)施例中，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括:在啟動(dòng)期間，在渦輪增壓器起轉(zhuǎn)加速之前用機(jī)械增壓器壓縮進(jìn)氣；在啟動(dòng)之后，用渦輪增壓器壓縮進(jìn)氣，并且通過(guò)真空將除了進(jìn)氣之外的外部流體抽吸到進(jìn)氣口中，該真空是通過(guò)與啟動(dòng)期間相比減小緊接在機(jī)械增壓器上游的節(jié)氣門開度而產(chǎn)生的。
[0021]將被理解的是，提供上述概述以簡(jiǎn)化的形式介紹在后面的【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的一系列概念。這不意味著指定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，要求保護(hù)的主題的范圍通過(guò)所附權(quán)利要求限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或者在本公開的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]通過(guò)參考附圖閱讀非限制性實(shí)施例的下列詳述，將更好地理解本公開的主題，其中:
[0023]圖1示意性地示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的示例。
[0024]圖2示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于在發(fā)動(dòng)機(jī)中供應(yīng)真空的方法的示例。
[0025]圖3示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于在發(fā)動(dòng)機(jī)中供應(yīng)真空的另一個(gè)方法的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0026]本發(fā)明涉及在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)中提供真空。更具體地，本公開涉及發(fā)動(dòng)機(jī)布置，其中在可被稱作“雙增壓器”的布置中，機(jī)械增壓器與渦輪壓縮機(jī)串聯(lián)布置并且位于渦輪壓縮機(jī)的上游。例如，當(dāng)渦輪增壓器起轉(zhuǎn)加速至運(yùn)行速度時(shí)，機(jī)械增壓器可以提供壓縮，以便降低或消除渦輪遲滯。一旦渦輪增壓器達(dá)到運(yùn)行速度，機(jī)械增壓器可以繼續(xù)將增壓空氣混合到渦輪增壓器入口(產(chǎn)生提高的進(jìn)氣壓力)，或者可以通過(guò)電磁離合器和旁通閥旁通和/或從傳動(dòng)系機(jī)械分離機(jī)械增壓器(提高進(jìn)氣系統(tǒng)的效率)。位于機(jī)械增壓器上游的節(jié)流閥可以被控制以便從位于節(jié)流閥和機(jī)械增壓器入口中間的真空管路中抽吸流體從而提供真空。雖然在雙增壓器系統(tǒng)的實(shí)施方式中描述，但真空節(jié)氣門和機(jī)械增壓器布置也適用于僅包含機(jī)械增壓器并且沒有渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0027]通過(guò)使機(jī)械增壓器節(jié)流以便在雙增壓器發(fā)動(dòng)機(jī)布置中提供真空，渦輪增壓器可以在不被節(jié)流的情況下運(yùn)行，以便更快地達(dá)到運(yùn)行速度并且允許更平穩(wěn)的運(yùn)行。以此方式，可以提供真空而不造成渦輪增壓器壓縮機(jī)失速/喘振。而且，通過(guò)經(jīng)由機(jī)械增壓器提供真空，可以從發(fā)動(dòng)機(jī)去除單獨(dú)的真空泵以及與排氣再循環(huán)(EGR)相關(guān)的其它硬件。以此方式，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)成本。
[0028]現(xiàn)通過(guò)示例的方式并參考某些所示實(shí)施例來(lái)描述本公開的主題。將注意的是，包括在本公開中的附圖是示意性的，并且示意性地標(biāo)示。在示意性附圖中，圖示說(shuō)明的實(shí)施例的視圖通常不是按比例繪制的；長(zhǎng)寬比、特征尺寸以及特征數(shù)量可能被故意失真以便更易于看出所選擇的特征或關(guān)系。
[0029]圖1示意性地示出可以包含在車輛100的推進(jìn)系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)102的示例。發(fā)動(dòng)機(jī)102可以至少部分地由包括控制器104的控制系統(tǒng)以及由來(lái)自車輛操作人員的輸入控制。發(fā)動(dòng)機(jī)102的燃燒室106 (例如，汽缸)每個(gè)都可以包含位于其中的活塞，該活塞可以連接至曲軸108，使得活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸108可以經(jīng)由中間傳動(dòng)系統(tǒng)連接至車輛的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪以便推進(jìn)車輛。
[0030]汽缸106可以經(jīng)由進(jìn)氣通道112從進(jìn)氣歧管110接收進(jìn)氣，并且可以經(jīng)由排氣歧管114將燃燒氣體排出到排氣通道116。進(jìn)氣歧管110和排氣歧管114可以分別經(jīng)由進(jìn)氣閥118和排氣閥120選擇性地與汽缸106連通。進(jìn)氣閥和排氣閥可以由例如凸輪軸、電動(dòng)氣門驅(qū)動(dòng)(EVA)等的合適的氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，并且可以利用凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(shí)(VCT)、可變氣門正時(shí)(VVT)和/或可變閥門升程(VVL)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)以改變氣門運(yùn)行。
[0031]燃料噴射器122被示為直接連接至燃燒室106，用于以通常所稱的直接噴射的方式直接在其中噴射燃料。燃料噴射器122可以與經(jīng)由電子驅(qū)動(dòng)器從控制器104接收的信號(hào)FPff的脈沖寬度成比例地噴射燃料。燃料可以通過(guò)包含燃料箱、燃料泵和燃料導(dǎo)軌的燃料系統(tǒng)輸送至燃料噴射器。在一些實(shí)施例中，汽缸106可以可替代地或額外地包括燃料噴射器，該燃料噴射器布置提供所謂的將燃料直接噴射到燃燒室上游的進(jìn)氣口中的構(gòu)造中的進(jìn)氣歧管110中。在選定運(yùn)行模式下,點(diǎn)火系統(tǒng)可以響應(yīng)于來(lái)自控制器104的點(diǎn)火提前信號(hào)SA經(jīng)由火花塞提供點(diǎn)火火花至燃燒室106。
[0032]機(jī)械增壓器124和渦輪增壓器126可以以雙增壓器構(gòu)造布置在發(fā)動(dòng)機(jī)中。換言之，機(jī)械增壓器124可以與渦輪增壓器126的壓縮機(jī)128串聯(lián)布置在進(jìn)氣通道112中，并且位于壓縮機(jī)128的上游。機(jī)械增壓器124和渦輪增壓器126可以操作以便增加進(jìn)氣歧管110中的充氣密度和壓力。在某些狀態(tài)下，機(jī)械增壓器可以提供壓縮，而渦輪增壓器提供很少的壓縮或者不提供壓縮，例如在渦輪增壓器起轉(zhuǎn)加速至運(yùn)行速度時(shí)的啟動(dòng)狀態(tài)期間。在某些狀態(tài)下，渦輪增壓器可以提供壓縮，而機(jī)械增壓器提供很少的壓縮或者不提供壓縮，例如在渦輪增壓器已達(dá)到運(yùn)行速度時(shí)的中等載荷狀態(tài)期間。在某些狀態(tài)下，機(jī)械增壓器和渦輪增壓器可以都提供壓縮，例如在高載荷狀態(tài)時(shí)。
[0033]在一些實(shí)施例中，機(jī)械增壓器124可以被可操作地連接到曲軸108，使得機(jī)械增壓器124可以至少部分地由曲軸108的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，機(jī)械增壓器124可以選擇性地經(jīng)由電磁離合器132通過(guò)曲軸108驅(qū)動(dòng)。在某些狀態(tài)下，離合器132可以由控制器104控制，以便允許機(jī)械增壓器憑慣性轉(zhuǎn)動(dòng)或者不由曲軸驅(qū)動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，離合器可以省略。對(duì)于渦輪增壓器126，壓縮機(jī)128可以至少部分地通過(guò)沿排氣通道116布置的渦輪130 (例如,經(jīng)由軸)驅(qū)動(dòng)。
[0034]車輛100可以包括多個(gè)閥以便控制各種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，例如充氣密度、歧管壓力、真空等。真空節(jié)流閥134可以沿進(jìn)氣通道112設(shè)置在機(jī)械增壓器124的上游和沿進(jìn)氣通道112設(shè)置的空氣濾清器144的下游。真空節(jié)流閥134可以經(jīng)由控制器104控制以便從位于真空節(jié)流閥134和機(jī)械增壓器124入口中間的真空管路136抽吸流體。
[0035]真空消耗裝置138可以與真空管路136流體相連。真空節(jié)流閥134可以經(jīng)由控制器104控制以便供應(yīng)真空至真空消耗裝置138。真空可被供應(yīng)到真空消耗裝置以便促進(jìn)裝置驅(qū)動(dòng)、提供抽吸/促進(jìn)流體流動(dòng)等。例如，真空消耗裝置138可以包括制動(dòng)助力器、曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)和燃料蒸汽抽取罐中的至少一個(gè)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，除驅(qū)動(dòng)器真空、再循環(huán)的排氣、抽取的燃料蒸汽和排放的曲軸箱氣體中的一種或多種之外，抽吸到機(jī)械增壓器入口中以便提供真空至真空消耗裝置的流體可以包括進(jìn)氣。
[0036]在一些實(shí)施例中，由于真空節(jié)流閥134可操作以便通過(guò)將流體抽吸到機(jī)械增壓器入口中而供應(yīng)真空至真空管路136，發(fā)動(dòng)機(jī)102可以不包括與真空管路流體相連的真空泵裝置(例如，文氏泵、噴射器、吸出器等)。通過(guò)去除真空泵裝置，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)成本。
[0037]機(jī)械增壓器旁通閥146沿進(jìn)氣通道112設(shè)置在渦輪增壓器126的壓縮機(jī)128的上游。機(jī)械增壓器旁通閥146為進(jìn)氣或其它流體提供路線，以便旁通機(jī)械增壓器并且當(dāng)增壓超過(guò)設(shè)定點(diǎn)時(shí)作為安全閥。例如，在低發(fā)動(dòng)機(jī)載荷狀態(tài)期間，例如在怠速或輕節(jié)流巡航期間，增加的增壓可以增加泵取功從而將空氣推入進(jìn)氣歧管中，并且因此可能增加泵取損失，泵取損失降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率和燃料經(jīng)濟(jì)性。由此，在這樣的情況下，旁通閥146可以由控制器104控制以便允許至少一些空氣旁通機(jī)械增壓器。將理解的是，在旁通閥146打開的某些情況下，至少一些進(jìn)氣可以通過(guò)真空節(jié)流閥134節(jié)流到機(jī)械增壓器入口以便提供真空至真空管路136。
[0038]渦輪增壓器126的壓縮機(jī)128可以設(shè)置在機(jī)械增壓器124和機(jī)械增壓器旁通閥146的下游的進(jìn)氣通道112中。從上游裝置共同流動(dòng)的進(jìn)氣可以在基本上很少節(jié)流或沒有節(jié)流的情況下進(jìn)入壓縮機(jī)128的入口。換言之，上游裝置可以提供經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)的合適的流量，以便減少或阻止壓縮機(jī)中的失速或喘振。此外，壓縮機(jī)旁通閥148沿著與進(jìn)氣通道112流體相連的壓縮機(jī)旁通通道150設(shè)置。壓縮機(jī)旁通閥148為進(jìn)氣提供路線以便旁通渦輪增壓器的壓縮機(jī)128，并且當(dāng)增壓超過(guò)設(shè)定點(diǎn)時(shí)作為安全閥。
[0039]增壓空氣冷卻器152設(shè)置在渦輪增壓器的壓縮機(jī)128下游的進(jìn)氣通道112中。增壓空氣冷卻器152冷卻被壓縮機(jī)128壓縮的進(jìn)氣以便增加提供至汽缸106的充氣的密度。
[0040]節(jié)流閥154設(shè)置在進(jìn)氣冷卻器152和壓縮機(jī)128下游的進(jìn)氣通道112中。在該特定的示例中，節(jié)流閥154的位置可以通過(guò)控制器104經(jīng)由提供至通常被稱作電子節(jié)氣門控制(ETC)的構(gòu)造的包含有節(jié)流閥154的電動(dòng)馬達(dá)或驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)改變。以此方式，節(jié)流閥154可操作以改變提供至汽缸106的進(jìn)氣。
[0041]渦輪增壓器的渦輪130通過(guò)從汽缸106排出的排氣驅(qū)動(dòng)，渦輪130驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)128以提供壓縮。廢氣門或渦輪旁通閥156設(shè)置在與排氣通道116流體相連的渦輪旁通通道158中。當(dāng)增壓超過(guò)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，渦輪旁通閥156為排氣提供路線以旁通渦輪增壓器的渦輪130。將理解，在一些實(shí)施例中可以省略旁通閥/通道中的一個(gè)或多個(gè)。
[0042]排放控制裝置160被示為沿排氣通道116布置。裝置160可以是三元催化器(TWC)、N0x捕集器、各種其它排放控制裝置或其組合。在一些實(shí)施例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)102的運(yùn)行期間，排放控制裝置160可以通過(guò)在特定的空燃比內(nèi)運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)汽缸而定期
地重置。
[0043]控制器104在圖1中被示為微型計(jì)算機(jī)，其包括微處理器單元162和用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)(也稱作計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(CRM)) 164。例如，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可包括只讀存儲(chǔ)芯片106、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和保活存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)。
[0044]控制器104可以從連接至發(fā)動(dòng)機(jī)102和車輛100的傳感器166接收各種信號(hào)。傳感器166可以包括至少一個(gè)增壓或壓力傳感器、真空壓力傳感器、質(zhì)量空氣流量傳感器和歧管空氣壓力傳感器，其中，該至少一個(gè)增壓或壓力傳感器位于機(jī)械增壓器(和/或渦輪增壓器)下游的進(jìn)氣通道中，用于提供增壓指示，該真空壓力傳感器位于真空節(jié)流閥和機(jī)械增壓器中間，質(zhì)量空氣流量傳感器和歧管空氣壓力傳感器分別用于提供信號(hào)MAF和MAP至控制器104。排氣傳感器可以連接到排放控制裝置160上游的排氣通道116。排氣傳感器可以是用于提供排氣空燃比指示的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO (通用或?qū)捰蚺艢庋?傳感器、雙態(tài)氧傳感器或排氣氧(EGO)傳感器、HEGO (加熱型EG0)傳感器、NOx傳感器、HC傳感器或CO傳感器。此外，傳感器166可以提供以下指示:來(lái)自連接至發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻套筒的溫度傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT);來(lái)自連接至曲軸108的霍爾效應(yīng)傳感器(或其它類型)的表面點(diǎn)火感測(cè)信號(hào)(PIP);來(lái)自連接至任意或所有節(jié)流閥的節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)RPM可以通過(guò)控制器12根據(jù)信號(hào)PIP產(chǎn)生。
[0045]注意，可以使用上述傳感器的各種組合，例如使用MAF傳感器而不使用MAP傳感器，或者反之亦然。在化學(xué)計(jì)量運(yùn)行期間，MAP傳感器可以給出發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的指示。而且，該傳感器連同檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以提供被引入汽缸中的充氣(包含空氣)的估計(jì)。
[0046]控制器104基于接收的指示車輛工況的傳感器信號(hào)控制各種發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器168。例如，控制器104可以基于各種工況調(diào)節(jié)或控制包括閥的各種驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)，該閥例如為真空節(jié)流閥134、機(jī)械增壓器旁通閥146、壓縮機(jī)旁通閥148、節(jié)流閥154、潤(rùn)輪旁通閥156、EGR閥142、進(jìn)氣閥118和排氣閥120。此外，可以由控制器104控制的驅(qū)動(dòng)器168可以包括真空消耗裝置138、離合器132以及與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行相關(guān)的其它合適的驅(qū)動(dòng)器。
[0047]計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)只讀存儲(chǔ)器164可以用計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)編程，該計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)表示可由處理器162執(zhí)行用于執(zhí)行下述方法以及其它預(yù)期的但未具體列舉的變體的指令。
[0048]在一個(gè)示例中，控制器104可以被配置成控制真空節(jié)流閥134以便從真空管路136抽吸流體到機(jī)械增壓器124的入口中，從而供應(yīng)真空至真空消耗裝置138。例如，真空節(jié)流閥可以被部分地關(guān)閉以便在機(jī)械增壓器入口和進(jìn)氣通道之間產(chǎn)生壓力差，其經(jīng)由真空管路供應(yīng)真空至真空消耗裝置。在制動(dòng)助力器的情況中，可以供應(yīng)真空以便增加制動(dòng)助力器的制動(dòng)力。在曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的情況中，可以供應(yīng)真空以便從發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸箱抽吸燃料蒸汽到進(jìn)氣通道中。在燃料蒸汽抽取罐的情況中，可以供應(yīng)真空以便從濾罐抽吸燃料蒸汽到進(jìn)氣通道中。
[0049]在一些實(shí)施方式中，機(jī)械增壓器可以間歇地用于壓縮，例如以便當(dāng)渦輪增壓器起轉(zhuǎn)加速至運(yùn)行速度時(shí)提供壓縮。例如，一旦渦輪增壓器起轉(zhuǎn)加速至能夠滿足發(fā)動(dòng)機(jī)載荷的運(yùn)行速度，則機(jī)械增壓器可以被閑置(Sit idle)或者可以被旁通。而且，在某些狀態(tài)下，在包含機(jī)械增壓器但不包含渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造中，機(jī)械增壓器可以操作以便滿足發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。在其它情況中，發(fā)動(dòng)機(jī)載荷可以在不使用機(jī)械增壓器的情況下滿足，并且機(jī)械增壓器可以被閑置或者可以被旁通。在機(jī)械增壓器將閑置的這種狀態(tài)期間，可以結(jié)合真空節(jié)流閥操作機(jī)械增壓器，以便提供真空至真空消耗裝置。在一個(gè)示例中，控制器104可配置為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)載荷在不使用機(jī)械增壓器的情況下被滿足時(shí)，使用機(jī)械增壓器作為真空泵以便為制動(dòng)助力器提供驅(qū)動(dòng)器真空。在另一個(gè)示例中，控制器104可以被配置為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)載荷在不使用機(jī)械增壓器的情況下被滿足時(shí)，使用機(jī)械增壓器作為真空泵以便從燃料蒸汽存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，燃料蒸汽濾罐)吸收燃料蒸汽。在另一個(gè)示例中，控制器104可以被配置為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)載荷在不使用機(jī)械增壓器的情況下被滿足時(shí)，使用機(jī)械增壓器作為真空泵以便將曲軸箱氣體吸收到發(fā)動(dòng)機(jī)中。在另一個(gè)示例中，控制器104可以被配置為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)載荷在不使用機(jī)械增壓器的情況下被滿足時(shí)，使用機(jī)械增壓器作為泵以便將排氣吸收到發(fā)動(dòng)機(jī)中。
[0050]在一個(gè)示例中，控制器104可以被配置為響應(yīng)于渦輪增壓器速度大于閾值，調(diào)節(jié)機(jī)械增壓器旁通閥以便引導(dǎo)至少一些流體到機(jī)械增壓器的下游。換言之，當(dāng)渦輪增壓器以運(yùn)行速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械增壓器可以在機(jī)械增壓器旁通閥至少部分地打開的情況下運(yùn)行，以便減少由機(jī)械增壓器添加的壓縮從而不會(huì)使增壓增加到超過(guò)指定的閾值。
[0051]在另一個(gè)示例中，機(jī)械增壓器和渦輪增壓器可以都提供壓縮，并且機(jī)械增壓器可以被真空節(jié)流閥節(jié)流以便提供真空至真空消耗裝置。在任何一個(gè)示例中，結(jié)合真空節(jié)流閥操作機(jī)械增壓器以供應(yīng)真空消除了對(duì)單獨(dú)的真空泵裝置以及與低壓EGR系統(tǒng)相關(guān)的其它硬件的需求。
[0052]一般而言，可以控制真空節(jié)流閥以提供盡可能多到發(fā)動(dòng)機(jī)工況所允許的限制的真空。然而，在某些情況下，真空節(jié)流閥不需要被控制為總提供最大真空。
[0053]在一個(gè)示例中，控制器104可以被配置為在車輛啟動(dòng)狀態(tài)期間，調(diào)節(jié)真空節(jié)流閥以增加通過(guò)機(jī)械增壓器入口的流量并且減少來(lái)自真空管路的流量。例如，在車輛啟動(dòng)狀態(tài)期間，真空節(jié)流閥可以被調(diào)節(jié)成大敞開以便對(duì)機(jī)械增壓器提供基本上很少的節(jié)流或不提供節(jié)流，從而使得機(jī)械增壓器快速地提供壓縮。在一個(gè)示例中，車輛啟動(dòng)狀態(tài)可包括其中當(dāng)渦輪增壓器低于運(yùn)行速度時(shí)車輛是踩加速器踏板狀態(tài)。在一些情況中，車輛可以停止或處于怠速，并且機(jī)械增壓器的控制可以集中于相對(duì)于其它狀態(tài)增加進(jìn)氣壓縮。通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)械增壓器的控制以使增加增壓優(yōu)先于供應(yīng)真空，可以減少渦輪增壓器遲滯和車輛啟動(dòng)時(shí)間。
[0054]此外，在一個(gè)示例中，控制器104可以被配置為響應(yīng)于渦輪增壓器速度大于閾值，調(diào)節(jié)節(jié)流閥以便相對(duì)于在車輛啟動(dòng)狀態(tài)期間通過(guò)真空管路的流量增加通過(guò)真空管路的流量。例如，真空節(jié)流閥可以被調(diào)節(jié)為具有比車輛啟動(dòng)狀態(tài)期間更小的開口。一旦渦輪增壓器已經(jīng)達(dá)到提供合適壓縮的運(yùn)行速度(例如，沒有遲滯)，則機(jī)械增壓器的控制可以優(yōu)先為供應(yīng)真空。
[0055]上述構(gòu)造使在機(jī)動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)中供應(yīng)真空的各種方法成為可能。因此，現(xiàn)在通過(guò)示例的方式繼續(xù)參考以上構(gòu)造描述一些這類方法。然而，將理解，這些方法以及完全在本公開內(nèi)容范圍內(nèi)的其它方法同樣可以通過(guò)其它構(gòu)造而成為可能。
[0056]圖2示出根據(jù)本公開的實(shí)施例在發(fā)動(dòng)機(jī)中供應(yīng)真空的方法200的示例。在一個(gè)示例中，方法200可以由圖1的控制器104執(zhí)行。將理解，該方法可以在雙增壓發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造中或者在包含機(jī)械增壓器但不包含渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造中執(zhí)行。
[0057]在步驟202，方法200包括確定工況。確定工況可以包括接收傳感器信號(hào)和確定連接到車輛的驅(qū)動(dòng)器的狀況。
[0058]在步驟204，方法200包括確定在不使用機(jī)械增壓器的情況下是否滿足發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。例如，當(dāng)對(duì)于不使用機(jī)械增壓器的情況發(fā)動(dòng)機(jī)載荷適當(dāng)?shù)?歧管壓力適當(dāng)高時(shí)，可以在不使用機(jī)械增壓器的情況下滿足發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。作為另一個(gè)示例，當(dāng)在雙增壓器構(gòu)造中渦輪增壓器起轉(zhuǎn)加速以提供合適的壓縮以便滿足發(fā)動(dòng)機(jī)載荷時(shí)，可以在不使用機(jī)械增壓器的情況下滿足發(fā)動(dòng)機(jī)載荷。如果在不使用機(jī)械增壓器的情況下滿足發(fā)動(dòng)機(jī)載荷，則方法200移至步驟206。否則，方法200返回其它操作。
[0059]在步驟206，方法200包括控制真空節(jié)流閥以便將來(lái)自位于真空節(jié)流閥和機(jī)械增壓器中間的真空管路的流體抽吸到機(jī)械增壓器入口中。例如，真空節(jié)流閥可以部分地關(guān)閉以便在真空管路和機(jī)械增壓器入口之間產(chǎn)生壓力差，其引起流體從真空管路被抽出。例如，從真空管路抽吸的流體可以包括驅(qū)動(dòng)器真空、再循環(huán)的排氣、抽取的燃料蒸汽和排放的曲軸箱氣體中的一種或多種。
[0060]在步驟208，方法200包括使用機(jī)械增壓器作為真空泵以提供真空至真空消耗裝置。在一些實(shí)施方式中，機(jī)械增壓器可用于將除了進(jìn)氣以外的外部流體抽吸到進(jìn)氣通道中。
[0061]在一些實(shí)施例中，使用機(jī)械增壓器作為真空泵包括，在步驟210，將來(lái)自機(jī)械增壓器的驅(qū)動(dòng)器真空供應(yīng)到制動(dòng)助力器。供應(yīng)的真空可以被用作驅(qū)動(dòng)器真空，以便增加由制動(dòng)助力器提供的制動(dòng)力。在一些實(shí)施例中，使用機(jī)械增壓器作為真空泵包括，在步驟212，供應(yīng)真空以便吸收來(lái)自燃料蒸汽存儲(chǔ)介質(zhì)的燃料蒸汽。例如，機(jī)械增壓器可以供應(yīng)真空以便將來(lái)自燃料蒸汽濾罐的燃料蒸汽抽取到進(jìn)氣歧管中，使得燃料蒸汽可以在燃燒期間被消耗。在一些實(shí)施例中，使用機(jī)械增壓器作為真空泵包括，在步驟214，供應(yīng)真空以便將曲軸箱氣體吸收到發(fā)動(dòng)機(jī)中。例如,機(jī)械增壓器可以供應(yīng)真空以便將來(lái)自曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的曲軸箱氣體抽吸到進(jìn)氣歧管中，使得曲軸箱氣體可以在燃燒期間被消耗。在一些實(shí)施例中，使用機(jī)械增壓器作為真空泵包括，在步驟216，供應(yīng)真空以便將排氣吸收到發(fā)動(dòng)機(jī)中。例如，機(jī)械增壓器可以供應(yīng)真空以便將來(lái)自EGR系統(tǒng)的排氣抽吸到進(jìn)氣歧管中，使得排氣可以在燃燒期間被消耗。這些流體(驅(qū)動(dòng)器真空、再循環(huán)的排氣、抽取的燃料蒸汽和排放的曲軸箱氣體)已經(jīng)預(yù)先經(jīng)由進(jìn)氣歧管真空被抽吸到發(fā)動(dòng)機(jī)中。但是當(dāng)進(jìn)氣歧管真空不可得時(shí)，機(jī)械增壓器“泵”可用于在不合適的狀態(tài)期間吸入這些氣體。
[0062]通過(guò)使機(jī)械增壓器節(jié)流，可以在不使用單獨(dú)的真空泵裝置的情況下，提供真空用于發(fā)動(dòng)機(jī)中的各種操作。更具體地，在雙增壓發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造中，由于機(jī)械增壓器被節(jié)流以提供真空，渦輪增壓器可以在不被節(jié)流的情況下運(yùn)行，這可以減少或消除壓縮機(jī)失速/喘振。在雙增壓器系統(tǒng)中，可以短暫地使用機(jī)械增壓器，并且因此機(jī)械增壓器可以用于驅(qū)動(dòng)器真空產(chǎn)生和各種氣體的吸收。在只有機(jī)械增壓器的系統(tǒng)中，機(jī)械增壓器可以用于在低發(fā)動(dòng)機(jī)載荷下的真空產(chǎn)生。制動(dòng)和車輛加速傾向于互斥地發(fā)生，并且因此機(jī)械增壓器用作用于制動(dòng)增壓的真空泵是偶然的(serendipitous)。
[0063]圖3示出這種偶然性的示例，其中當(dāng)機(jī)械增壓器沒有被使用時(shí)，其可用于真空產(chǎn)生或各種氣體的吸收。圖3示出根據(jù)本公開的實(shí)施例的在發(fā)動(dòng)機(jī)中供應(yīng)真空的另一個(gè)方法300的示例。在一個(gè)示例中，方法300可以由圖1的控制器104執(zhí)行。在步驟302，方法300包括確定工況。確定工況包括接收傳感器信號(hào)和確定連接到車輛的驅(qū)動(dòng)器的狀況。
[0064]在步驟304，方法300包括確定是否存在車輛啟動(dòng)狀態(tài)。在一個(gè)示例中，車輛啟動(dòng)狀態(tài)可以基于通過(guò)渦輪增壓器的增壓指示的渦輪增壓器速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車輛速度、加速器踏板位置等。如果存在車輛啟動(dòng)狀態(tài)，則方法300移至步驟306。否則，方法300返回其它操作。
[0065]在步驟306，方法300包括控制真空節(jié)流閥以增加通過(guò)機(jī)械增壓器入口的流量并且減少來(lái)自真空管路的流量。例如，真空節(jié)流閥可以被調(diào)節(jié)成大敞開以便增加到機(jī)械增壓器入口的流體流量。打開真空節(jié)流閥降低進(jìn)氣通道和真空管路之間的壓力差，并且因此來(lái)自真空管路的流量相對(duì)于其它工況被減少。
[0066]在步驟308，方法300包括在渦輪增壓器起轉(zhuǎn)加速至運(yùn)行速度之前用機(jī)械增壓器壓縮進(jìn)氣。機(jī)械增壓器的運(yùn)行可以被控制為在啟動(dòng)狀態(tài)期間使控制發(fā)動(dòng)機(jī)載荷/增加增壓優(yōu)先于供應(yīng)真空，以便補(bǔ)償渦輪增壓器遲滯。
[0067]在步驟310，方法300包括確定渦輪增壓器速度是否大于閾值。例如，閾值可以是提供合適的增壓的渦輪增壓器的運(yùn)行速度。如果渦輪增壓器速度大于閾值，則方法300移至步驟312。否則，方法300返回308。
[0068]將理解，在不偏離本公開的范圍的情況下，可以以任何合適的方式確定車輛啟動(dòng)狀態(tài)何時(shí)結(jié)束。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)載荷/車輛速度可以用來(lái)代替渦輪增壓器速度來(lái)確定車輛啟動(dòng)狀態(tài)何時(shí)結(jié)束。
[0069]在步驟312，方法300包括調(diào)節(jié)真空節(jié)流閥以便相對(duì)于啟動(dòng)狀態(tài)期間增加來(lái)自真空管路的流量。換言之，如果在啟動(dòng)狀態(tài)期間以第一速率從真空管路抽取流體，則可以響應(yīng)于渦輪增壓器速度大于閾值，將流動(dòng)速率調(diào)節(jié)至大于第一流動(dòng)速率的第二流動(dòng)速率。一旦渦輪增壓器能夠提供適合于滿足發(fā)動(dòng)機(jī)載荷的增壓，則機(jī)械增壓器可以被控制以便優(yōu)先供應(yīng)真空。例如，在車輛啟動(dòng)之后，當(dāng)渦輪增壓器已經(jīng)起轉(zhuǎn)加速時(shí)，調(diào)節(jié)真空節(jié)流閥可以包括相比于啟動(dòng)期間減小開口以便將除進(jìn)氣之外的外部流體經(jīng)由真空抽吸到進(jìn)氣通道中。在一個(gè)示例中，除進(jìn)氣之外的外部流體可以包括曲軸箱氣體、燃料蒸汽抽取氣體、再循環(huán)的排氣
坐寸ο
[0070]在一些實(shí)施方式中，一旦渦輪增壓器速度大于閾值，則可降低通過(guò)機(jī)械增壓器提供的增壓，并且在步驟314，方法300可包括響應(yīng)于渦輪增壓器速度大于閾值，調(diào)節(jié)機(jī)械增壓器旁通閥以便引導(dǎo)至少一些流體到機(jī)械增壓器的下游。一旦渦輪增壓器能夠提供增壓，則可至少部分地旁通機(jī)械增壓器，使得發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)過(guò)度增壓(over-boosted)，同時(shí)保持機(jī)械增壓器的運(yùn)行以便供應(yīng)真空。
[0071]在步驟316，方法300包括通過(guò)渦輪增壓器壓縮進(jìn)氣。一旦渦輪增壓器已經(jīng)達(dá)到運(yùn)行速度，則可以通過(guò)渦輪增壓器處理壓縮，同時(shí)機(jī)械增壓器保持運(yùn)行以便供應(yīng)真空用于其它操作。在一些實(shí)施例中，機(jī)械增壓器可繼續(xù)將加壓空氣混合到渦輪增壓器入口以便產(chǎn)生升高的進(jìn)氣壓力，而不是被旁通。
[0072]將被理解的是，本文公開的示例性控制和評(píng)估程序可以被用于各種系統(tǒng)構(gòu)造。這些程序可以表示一個(gè)或更多個(gè)不同的處理策略，例如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等等。由此，所公開的過(guò)程步驟(操作、功能和/或動(dòng)作)可以表示被編程到電控系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的代碼。
[0073]將被理解的是，此處描述和/或說(shuō)明的過(guò)程步驟中的一些在一些實(shí)施方式中可以被省略，而不脫離本公開的范圍。同樣，可以不總是要求過(guò)程步驟的所標(biāo)示的順序以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果，提供該順序是為了易于說(shuō)明和描述。說(shuō)明的動(dòng)作、功能或操作中一個(gè)或更多個(gè)可以被重復(fù)執(zhí)行，取決于所使用的具體策略。
[0074]最后，將被理解的是，本文描述的物體、系統(tǒng)和方法實(shí)質(zhì)上是示例性的，并且這些特定的實(shí)施例或示例不被認(rèn)為具有限制意義，因?yàn)楹芏嘧兓强深A(yù)期的。因此，本公開包括本文公開的各種系統(tǒng)和方法的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合及其任何和所有等價(jià)物。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在發(fā)動(dòng)機(jī)中供應(yīng)真空的方法，其包括: 控制位于機(jī)械增壓器的上游的節(jié)流閥，以便從位于所述節(jié)流閥和機(jī)械增壓器入口中間的真空管路抽吸流體，所述機(jī)械增壓器與渦輪增壓器串聯(lián)布置并且位于所述渦輪增壓器上游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括: 在車輛啟動(dòng)狀態(tài)期間，調(diào)節(jié)所述節(jié)流閥以便增加通過(guò)所述機(jī)械增壓器入口的流量并且減少來(lái)自所述真空管路的流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括: 響應(yīng)于渦輪增壓器速度大于閾值，調(diào)節(jié)所述節(jié)流閥，以便相對(duì)于所述車輛啟動(dòng)狀態(tài)期間通過(guò)所述真空管路的流量增加通過(guò)所述真空管路的流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)一步包括: 調(diào)節(jié)機(jī)械增壓器旁通閥以便引導(dǎo)至少一些流體到所述機(jī)械增壓器的下游，同時(shí)所述機(jī)械增壓器充當(dāng)真空泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括: 供應(yīng)真空至與所述真空管路流體相連的真空消耗裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述真空消耗裝置包括制動(dòng)助力器、曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)、排氣再循環(huán)系統(tǒng)和燃料蒸汽抽取罐中的至少一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述流體包括驅(qū)動(dòng)器真空、再循環(huán)的排氣、抽取的燃料蒸汽和排放的曲軸箱氣體中的一種或多種。
8.一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括: 渦輪增壓器； 機(jī)械增壓器，其與所述渦輪增壓器串聯(lián)布置，并且位于所述渦輪增壓器的上游； 節(jié)流閥，其位于所述機(jī)械增壓器的上游； 真空管路，其位于所述節(jié)流閥和機(jī)械增壓器入口中間；以及 控制器，其包含處理器和指令，當(dāng)所述指令被所述處理器執(zhí)行時(shí): 控制所述節(jié)流閥以便從所述真空管路抽吸流體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)所述指令被所述處理器執(zhí)行時(shí): 在車輛啟動(dòng)狀態(tài)期間，調(diào)節(jié)所述節(jié)流閥以便增加通過(guò)所述機(jī)械增壓器入口的流量并且減少來(lái)自所述真空管路的流量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)所述指令被所述處理器執(zhí)行時(shí): 響應(yīng)于渦輪增壓器速度大于閾值，調(diào)節(jié)所述節(jié)流閥，以便相對(duì)于在所述車輛啟動(dòng)狀態(tài)期間通過(guò)所述真空管路的流量增加通過(guò)所述真空管路的流量。
【文檔編號(hào)】F02B37/12GK103511357SQ201310224998
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月14日
【發(fā)明者】R·D·珀西富爾 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司