用于排氣再循環(huán)控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于排氣再循環(huán)控制的方法和系統(tǒng)，提供了利用經(jīng)由文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流增強(qiáng)低壓EGR流的方法和系統(tǒng)。壓縮機(jī)再循環(huán)閥的開口可以基于排氣再循環(huán)流需求而調(diào)節(jié)，從而通過文氏管再循環(huán)冷卻的壓縮空氣，同時產(chǎn)生用于吸入EGR的真空。該方法允許同時的EGR控制和喘振控制。
【專利說明】用于排氣再循環(huán)控制的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及通過包括文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)路徑而吸入排氣再循環(huán)中的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可配置有增壓設(shè)備，例如渦輪增壓器，以提供增壓的空氣充氣和改善峰值功率輸出。其中，渦輪利用來自排氣流的能量旋轉(zhuǎn)，然后渦輪驅(qū)動將增壓空氣充氣傳送到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的壓縮機(jī)。為了改善排氣排放，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)也可配置有排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，其中至少一部分排氣被再循環(huán)到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道。例如，EGR系統(tǒng)可以是低壓EGR系統(tǒng)(LP-EGR)，該系統(tǒng)將排氣從排氣渦輪的下游再循環(huán)到進(jìn)氣道壓縮機(jī)的上游。EGR的益處包括增加發(fā)動機(jī)稀釋、減少排氣排放和提高燃料經(jīng)濟(jì)性，特別是在發(fā)動機(jī)增壓的更高水平上。
[0003]壓縮機(jī)上游的(低壓)EGR的引入需要降低壓縮機(jī)入口壓力，以使EGR可以從渦輪下游的發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)被引入。壓縮機(jī)入口處的低壓產(chǎn)生橫穿EGR通道的壓差，該壓差能夠吸入期望的EGR流。通過被稱為進(jìn)氣系統(tǒng)(AIS)節(jié)氣門的另外的節(jié)氣門來節(jié)流壓縮機(jī)入口，可實現(xiàn)低壓縮機(jī)入口壓力。Ulrey等人在US 8161746中示出了使用多個節(jié)氣門的這種系統(tǒng)的一個示例。然而，本發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識到了這種方法所存在的潛在問題。作為一個示例，壓縮機(jī)入口處的低壓增加了壓縮機(jī)喘振的可能。另外，如果來自渦輪增壓器軸封的油被進(jìn)入渦輪增壓器，則可能會出現(xiàn)耐用性問題。更進(jìn)一步，對另外的節(jié)氣門的需求增加了組件成本以及在協(xié)調(diào)另外的節(jié)氣門和主進(jìn)氣道節(jié)氣門的控制的復(fù)雜性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個示例中，上述問題中的一些可通過用于發(fā)動機(jī)的方法解決，該方法包括:經(jīng)由文氏管將一定量的壓縮空氣從增壓空氣冷卻器的下游再循環(huán)到壓縮機(jī)入口，并且利用在文氏管處產(chǎn)生的真空將EGR吸入壓縮機(jī)入口中。用這種方式，有利地，通過文氏管的再循環(huán)流可用于產(chǎn)生真空，以便在壓縮機(jī)之前的位置處吸入排氣再循環(huán)中，同時也解決了喘振。
[0005]例如，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可配置有壓縮機(jī)再循環(huán)通道，其經(jīng)由連續(xù)可變壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CRV)將冷卻的壓縮空氣從增壓空氣冷卻器的下游再循環(huán)到壓縮機(jī)入口。文氏管可定位在CRV下游的壓縮機(jī)再循環(huán)通道中，以便在壓縮空氣流經(jīng)文氏管后被再循環(huán)至壓縮機(jī)入口，該流在文氏管處產(chǎn)生真空。EGR通道可連接到文氏管處的壓縮機(jī)再循環(huán)通道，該EGR通道包括連續(xù)可變的EGR閥，其用于將來自發(fā)動機(jī)排氣的排氣殘留物再循環(huán)到壓縮機(jī)入口?？烧{(diào)節(jié)CRV的開口以便提供喘振裕度(margin)。通過喘振減輕壓縮機(jī)再循環(huán)流產(chǎn)生的真空可被有利地用于增強(qiáng)EGR通道中的壓差。然后可基于CRV的開口(或文氏管真空水平)來調(diào)節(jié)EGR閥的開口，以滿足EGR流需求。例如，隨著可從壓縮機(jī)再循環(huán)流獲得的文氏管真空的增加，可需要較小的EGR閥開口來滿足EGR流需求。
[0006]以這種方式，可利用壓縮機(jī)再循環(huán)流所引起的真空來增強(qiáng)EGR流。通過利用文氏管真空的協(xié)助將EGR吸入壓縮機(jī)入口，減少了對壓縮機(jī)之前的節(jié)流的需求，包括減少對專用節(jié)氣門的需求。通過在不降低壓縮機(jī)入口處的壓力的情況下實現(xiàn)EGR的吸入，也提高了喘振裕度。通過利用壓縮機(jī)再循環(huán)流協(xié)助EGR的吸入，同時實現(xiàn)了喘振控制和EGR控制?？赏ㄟ^更大的發(fā)動機(jī)操作窗口提供全部的EGR益處，同時也改善了增壓的發(fā)動機(jī)性能。
[0007]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述
【發(fā)明內(nèi)容】
被提供以簡化的形式介紹所選擇的概念，這些概念將在下面的詳細(xì)說明中被進(jìn)一步描述。本
【發(fā)明內(nèi)容】
并非旨在確認(rèn)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，其范圍由所附權(quán)利要求唯一限定。此外，所要求保護(hù)的主題并不限于解決上述提到的或本公開中的任何部分提到的任何缺點的實施方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1-2示出了增壓的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示例性實施例。
[0009]圖3示出了連接到圖1-2的壓縮機(jī)再循環(huán)系統(tǒng)的文氏管的示例性實施例。
[0010]圖4示出了可在圖1的實施例中實施的示例性程序的高水平流程圖，以便經(jīng)由文氏管來調(diào)節(jié)冷卻的壓縮機(jī)再循環(huán)流，從而吸入所需的EGR流。
[0011]圖5示出了可在圖2的實施例中實施的示例性程序的高水平流程圖，以便經(jīng)由文氏管來調(diào)節(jié)冷卻的壓縮機(jī)再循環(huán)流，從而吸入所需的EGR流。
[0012]圖6示出了根據(jù)本公開的示例性壓縮機(jī)再循環(huán)流調(diào)節(jié)，其可用于提供圖1的實施例中的EGR。
[0013]圖7示出了根據(jù)本公開的示例性壓縮機(jī)再循環(huán)流調(diào)節(jié)，其可用于提供圖2的實施例中的EGR。

【具體實施方式】
[0014]以下說明涉及利用壓縮機(jī)再循環(huán)流將低壓EGR吸入發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法，例如圖1-2的系統(tǒng)?？刂破骺杀慌渲贸蓤?zhí)行控制程序，例如圖4-5的程序，從而調(diào)節(jié)冷卻的壓縮機(jī)再循環(huán)流量，該壓縮機(jī)再循環(huán)流基于所需的EGR速率，經(jīng)由文氏管(圖3)從增壓空氣冷卻器的下游引導(dǎo)至壓縮機(jī)入口。通過使壓縮機(jī)再循環(huán)流流經(jīng)文氏管，可在文氏管頸部產(chǎn)生真空。然后，所產(chǎn)生的真空可用于增強(qiáng)EGR流，該流從連接到文氏管處的壓縮機(jī)再循環(huán)路徑的EGR通道被吸入。參考圖6-7示出了可用于吸入排氣再循環(huán)的示例性壓縮機(jī)再循環(huán)流調(diào)節(jié)。以這種方式，可在提供排氣再循環(huán)的增碳流的同時改善喘振裕度。
[0015]圖1-2描繪了發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的示例性實施例，該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)配置為具有壓縮機(jī)再循環(huán)流系統(tǒng)和排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的每個。應(yīng)當(dāng)理解的是，圖1中引入的組件可在圖2中類似地進(jìn)行編號，而非重新引入。首先轉(zhuǎn)向圖1，其示意性示出了包括發(fā)動機(jī)10的示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的方面。在所描繪的實施例中，發(fā)動機(jī)10是連接到渦輪增壓器13的增壓發(fā)動機(jī)，該渦輪增壓器13包括由渦輪116驅(qū)動的壓縮機(jī)114。具體地，新鮮空氣經(jīng)由空氣濾清器112沿進(jìn)氣通道42引入到發(fā)動機(jī)10，并流動至壓縮機(jī)114。壓縮機(jī)可以是任何合適的進(jìn)氣壓縮機(jī)，例如馬達(dá)驅(qū)動或驅(qū)動軸驅(qū)動的機(jī)械增壓器壓縮機(jī)。然而，在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中，壓縮機(jī)是經(jīng)由軸19機(jī)械地連接到渦輪116的渦輪增壓器壓縮機(jī)，該渦輪116通過擴(kuò)大發(fā)動機(jī)排氣來驅(qū)動。在一個實施例中，壓縮機(jī)和渦輪可在雙渦旋渦輪增壓器內(nèi)連接。在另一個實施例中，渦輪增壓器可以是可變幾何渦輪增壓器(VGT)，其中渦輪幾何依據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速主動變化。
[0016]如圖1中所示，壓縮機(jī)114通過增壓空氣冷卻器(CAC) 18 (本文中也稱為中間冷卻器)連接到節(jié)氣門20。節(jié)氣門20連接到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管22。壓縮的空氣充氣從壓縮機(jī)流經(jīng)增壓空氣冷卻器18和節(jié)氣門到達(dá)進(jìn)氣歧管。例如，增壓空氣冷卻器可為空氣-空氣或空氣-水熱交換器。在圖1所示的實施例中，由歧管空氣壓力(MAP)傳感器124感測進(jìn)氣歧管內(nèi)的空氣充氣的壓力。由于通過壓縮機(jī)的流可以加熱壓縮空氣，所以提供了下游CAC 18，使得增壓進(jìn)氣空氣充氣可在傳送到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道前被冷卻。
[0017]一個或多個傳感器可連接到壓縮機(jī)114的入口。例如，溫度傳感器55可連接到入口，用于估算壓縮機(jī)入口溫度，且壓力傳感器56可連接到入口，用于估算壓縮機(jī)入口壓力。作為另一個示例，濕度傳感器57可連接到入口，以估算進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣充氣的濕度。其他傳感器還可包括，例如，空燃比傳感器等。在其他示例中，一個或多個壓縮機(jī)入口條件(例如濕度、溫度、壓力等)可基于發(fā)動機(jī)工況來推斷。另外，當(dāng)啟用EGR時，傳感器可估算包括新鮮空氣、再循環(huán)的壓縮空氣、和在壓縮機(jī)入口處接收的排氣殘余物的空氣充氣混合物的溫度、壓力、濕度、以及空燃比。
[0018]在選擇的條件期間，例如在松加速器踏板期間，當(dāng)從增壓的發(fā)動機(jī)操作進(jìn)行到不增壓的發(fā)動機(jī)操作時，可出現(xiàn)壓縮機(jī)喘振。這是由于節(jié)氣門在松加速器踏板時閉合而在壓縮機(jī)兩端產(chǎn)生的增加的壓差所致。增加的壓差減少了通過壓縮機(jī)的前向流動，從而導(dǎo)致喘振以及渦輪增壓器性能的衰退。另外，喘振可導(dǎo)致NVH問題，例如來自發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的不期望的噪聲。為了減輕增壓壓力和減少壓縮機(jī)喘振，可將由壓縮機(jī)114壓縮的至少一部分空氣充氣再循環(huán)至壓縮機(jī)進(jìn)氣道。這允許多余的增壓壓力被充分立刻減輕。壓縮機(jī)再循環(huán)系統(tǒng)可包括壓縮機(jī)再循環(huán)通道70，用于將冷卻的壓縮空氣從增壓空氣冷卻器18下游的壓縮機(jī)出口再循環(huán)至壓縮機(jī)入口。
[0019]在一些實施例中，可提供另外的壓縮機(jī)再循環(huán)通道(未示出)，用于將未冷卻的(或溫的)壓縮空氣從增壓空氣冷卻器18上游的壓縮機(jī)出口再循環(huán)至壓縮機(jī)入口。更進(jìn)一步地，如下面參考圖2所討論的，除了(第一)壓縮機(jī)再循環(huán)通道70外，可提供第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道，同樣用于將冷卻的壓縮空氣從CAC 18的下游再循環(huán)至壓縮機(jī)入口。當(dāng)提供兩個冷壓縮空氣再循環(huán)路徑時，一個可用于排氣再循環(huán)控制，而另一個用于增壓或喘振控制，如下面所詳細(xì)闡述的。
[0020]壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CRV) 72可連接到壓縮機(jī)再循環(huán)通道70，以控制再循環(huán)至壓縮機(jī)入口的冷卻的壓縮機(jī)流量。在所描繪的示例中，CRV72可被配置為連續(xù)可變閥，其中該閥的位置可連續(xù)變化到從完全關(guān)閉位置到完全打開位置以及它們之間的任何位置。CRV 72可定位于通道70中、CAC 18的下游和文氏管74入口的上游(例如，在通道70和CAC 18出口的接合處)。可在增壓發(fā)動機(jī)操作期間調(diào)節(jié)CRV 72的位置，從而提高峰值性能和提供喘振裕度。在一個示例中，CRV可在增壓發(fā)動機(jī)操作期間保持關(guān)閉，以提高增壓響應(yīng)和峰值性能。在另一示例中，在增壓發(fā)動機(jī)操作期間，CRV可保持部分打開，以提供一些喘振裕度，特別地，提供提高的軟喘振裕度。在任一種情況下，閥的開口可響應(yīng)于喘振(例如，硬喘振)的指示而增大。CRV開口的程度可基于喘振的指示(例如，壓縮機(jī)比、壓縮機(jī)流率、穿過壓縮機(jī)的壓差等)。作為一個示例，CRV的開口可響應(yīng)于喘振的指示而增大(例如，閥可從完全關(guān)閉位置或部分打開位置移至完全打開位置)。
[0021]文氏管74可連接到壓縮機(jī)再循環(huán)通道70、增壓空氣冷卻器出口的下游和壓縮機(jī)再循環(huán)閥72的下游。因此，壓縮機(jī)再循環(huán)流可經(jīng)引導(dǎo)通過文氏管。通過調(diào)節(jié)CRV 72的開口，可變量的壓縮機(jī)再循環(huán)流可經(jīng)由文氏管74從增壓空氣冷卻器被引導(dǎo)至壓縮機(jī)入口。在可替代的實施例中，可使用抽吸器或排出器。圖3提供了文氏管74的詳細(xì)實施例。因此，由于文氏管的特定錐形，在文氏管的頸部處提供了流動限制，其造成“文丘里效應(yīng)”(或“伯努利效應(yīng)”)。因此，經(jīng)過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流可在文氏管的頸部處產(chǎn)生低壓區(qū)(或真空)。這種真空可被有利地用于將排氣再循環(huán)吸入壓縮機(jī)入口，然后進(jìn)入發(fā)動機(jī)，從而增強(qiáng)排氣再循環(huán)流，如下文所討論的。
[0022]也可以通過降低渦輪116處的排氣壓力來減輕喘振。例如，廢氣門致動器92可經(jīng)致動打開，從而經(jīng)由廢氣門90從渦輪的上游傾泄至少一些排氣壓力到渦輪下游的位置。通過減少渦輪上游的排氣壓力，可降低渦輪速度，這反過來又有助于減小壓縮機(jī)喘振。然而，由于廢氣門的增壓動力，對減小喘振的壓縮機(jī)再循環(huán)閥調(diào)節(jié)的效果可比廢氣門調(diào)節(jié)的效果要快。
[0023]進(jìn)氣歧管22通過一系列進(jìn)氣門(未示出)連接到一系列燃燒室30。燃燒室進(jìn)一步經(jīng)由一系列排氣門(未示出)連接到排氣歧管36。在所描繪的實施例中，示出了單個排氣歧管36。然而，在其它實施例中，排氣岐管可包括多個排氣歧管區(qū)段。具有多個排氣歧管區(qū)段的配置可使來自不同的燃燒室的流出物被引導(dǎo)至發(fā)動機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的不同位置。
[0024]在一個實施例中，可電子致動或控制每個排氣門和進(jìn)氣門。在另一個實施例中，可凸輪致動或控制每個排氣門和進(jìn)氣門。無論是電子致動或凸輪致動，排氣門和進(jìn)氣門打開和關(guān)閉的正時可根據(jù)期望的燃燒和排放控制性能的需要來調(diào)節(jié)。
[0025]燃燒室30可經(jīng)由噴射器66提供一種或多種燃料，例如汽油、乙醇燃料混合物、柴油、生物柴油、壓縮的天然氣等。燃料可經(jīng)由直接噴射、進(jìn)氣道噴射、節(jié)氣門體噴射或它們的任意組合被供給到燃料室。在燃燒室中，可經(jīng)由火花點火和/或壓縮點火開始燃燒。
[0026]如圖1所示，來自一個或多個排氣歧管區(qū)段的排氣被引導(dǎo)至渦輪116以驅(qū)動該渦輪。當(dāng)期望降低的渦輪扭矩時，一些排氣可以被引導(dǎo)并不通過廢氣門90，而是繞過渦輪。然后，來自渦輪和廢氣門的混合流流經(jīng)排放控制設(shè)備170。通常，一個或多個排放控制設(shè)備170可包括一個或多個排氣后處理催化劑，該催化劑被配置用于催化處理排氣流，從而減少排氣流中的一種或多種物質(zhì)的量。例如，一種排氣后處理催化劑可被配置用于在排氣流為稀時，捕集來自排氣流的N0X，以及在排氣流為富時，減少所捕集的N0X。在其它的示例中，排氣后處理催化劑可經(jīng)配置歧化NOx或者在還原劑的幫助下選擇性地還原N0X。此外在其它示例中，排氣后處理催化劑可經(jīng)配置氧化排氣流中殘留的碳?xì)浠衔锖?或一氧化碳。具有任何這種功能的不同的排氣后處理催化劑可被單獨或一起設(shè)置在中間層(wash coat)或在排氣后處理階段中的其他位置。在一些實施例中，排氣后處理階段可包括經(jīng)配置用于捕集和氧化排氣流中的碳煙顆粒的可再生碳煙過濾器。
[0027]來自排放控制設(shè)備170的所有或部分處理過的排氣可經(jīng)由排氣管道35被釋放到大氣中。然而，根據(jù)工況，部分排氣殘留物可通過排氣再循環(huán)冷卻器51和排氣再循環(huán)閥52轉(zhuǎn)向到壓縮機(jī)114的入口，而非轉(zhuǎn)向到排氣再循環(huán)通道50?？纱蜷_排氣再循環(huán)閥52以允許受控量的冷卻排氣進(jìn)入壓縮機(jī)入口，以獲得期望的燃燒和排放控制性能。以這種方式，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10適于通過捕集來自渦輪116下游的排氣來提供外部的低壓(LP)EGR。在圖1的實施例中，可將排氣再循環(huán)閥52配置為連續(xù)可變閥。在可替代的示例中，例如在圖2中的排氣再循環(huán)閥52的實施例中，該閥可被配置為開/關(guān)閥。除了發(fā)動機(jī)系統(tǒng)10中的相對長的LP-EGR流動路徑之外，壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)將極好的排氣均質(zhì)化提供到進(jìn)氣空氣充氣中。進(jìn)一步地，排氣再循環(huán)關(guān)閉(take-off)和混合點的布置為增加的可用EGR質(zhì)量提供了非常有效的冷卻和改善的性能。在進(jìn)一步實施例中，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可還包括聞壓EGR流動路徑，其中排氣從渦輪116的上游吸入并再循環(huán)到壓縮機(jī)114的下游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管。
[0028]EGR冷卻器51可連接到EGR通道50，以冷卻傳送到壓縮機(jī)的EGR。另外，一個或多個傳感器可連接到EGR通道50，以提供關(guān)于EGR的組分和條件的詳細(xì)信息。例如，可提供溫度傳感器用于確定EGR的溫度，可提供壓力傳感器用于確定EGR的溫度，可提供濕度傳感器用于確定濕度或EGR的水含量，以及可提供空燃比傳感器54用于估算EGR的空燃比?？蛇x地，可通過連接到壓縮機(jī)入口的一個多個溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器和空氣-燃料比傳感器55-57來推斷EGR條件?？梢曰诎l(fā)動機(jī)工況和EGR條件來調(diào)節(jié)EGR閥的開口，以便提供期望量的發(fā)動機(jī)的稀釋。在一個示例中，還可將EGR閥52配置為連續(xù)可變閥?？蛇x地，如圖所描繪的，EGR閥52可以是開/關(guān)閥。
[0029]在所描繪的實施例中，EGR通道50連接到(或合并)在文氏管74上游位置處的壓縮機(jī)再循環(huán)通道70。具體地，EGR通道50的出口直接連接到文氏管74入口的上游。在一個示例中，EGR閥52可安裝在文氏管74上。這提供了多個優(yōu)點。首先，通過文氏管74的壓縮機(jī)再循環(huán)流可用于吸入文氏管74的頸部處的真空，并且所吸入的真空可用于增強(qiáng)從EGR通道向壓縮機(jī)入口的EGR的吸入。通過使用文氏管處(經(jīng)由壓縮機(jī)再循環(huán)流)產(chǎn)生的真空吸入EGR，減少了對主動減少壓縮機(jī)入口壓力(例如，經(jīng)由壓縮機(jī)入口節(jié)流)的需求。這不僅減少了對另外組件的需求，例如另外的壓縮機(jī)之前的節(jié)氣門，而且還協(xié)同地降低了壓縮機(jī)喘振(這可由壓縮機(jī)入口壓力的突然下降導(dǎo)致)的發(fā)生。
[0030]此外，通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)再循環(huán)流量，可改變文氏管處產(chǎn)生的真空，從而改變吸入到壓縮機(jī)再循環(huán)通道以及傳送到壓縮機(jī)入口的EGR的量。通過協(xié)調(diào)EGR閥的開口與CRV的開口，可提供期望的EGR速率。換言之，可實現(xiàn)EGR速率的計量控制。
[0031]因此，文氏管的頸部處的壓力變化可按關(guān)系⑴確定:
[0032]ΔΡ = V2/2，其中V為通過文氏管頸部的壓縮機(jī)再循環(huán)流的流動速度。
[0033]抽吸的流體(本文為低壓EGR)的流阻(F)涉及如關(guān)系式(2)所述的壓力變化:
[0034]ΔΡ = Ic1F2
[0035]基于關(guān)系式(I)和關(guān)系式(2)，因此得出V2/2 = ^F20換言之，隨著被引導(dǎo)通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流的增加，EGR的抽吸率增加。因此，通過調(diào)節(jié)通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流，以及調(diào)節(jié)EGR閥的位置，可改變傳送至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的EGR量。另外，通過在壓縮機(jī)入口上游的壓縮機(jī)再循環(huán)通道內(nèi)混合EGR和壓縮機(jī)再循環(huán)流，可確?；旌衔锍浞值木|(zhì)化。另外，如果需要的話，也可提供充分的EGR稀釋。
[0036]控制器可在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)期間基于發(fā)動機(jī)工況來調(diào)節(jié)CRV 72的位置，以提供期望的壓縮機(jī)再循環(huán)流量，該壓縮機(jī)再循環(huán)流提供了期望的節(jié)氣門入口壓力，并且也限制了喘振。如果EGR是期望的，則控制器可基于發(fā)動機(jī)工況來確定期望的EGR流(例如，EGR的量和/或速率)。因此，可通過改變排氣壓力(其將EGR推入EGR通道)提供期望的EGR流。EGR通道兩端的壓差(本文也稱為差值(delta) P)，即在靠近EGR通道入口的排氣壓力和靠近EGR通道出口的進(jìn)氣壓力之間的壓差可確定可以提供多少EGR，其中EGR流隨差值P的增加而增加(對于給定的EGR閥開口)。本發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識到，通過使現(xiàn)有壓縮機(jī)再循環(huán)流流經(jīng)文氏管，可產(chǎn)生額外的真空，從而增大差值P，并因此有助于EGR的吸入。具體地，通過利用來自現(xiàn)有發(fā)動機(jī)流的排氣壓力和由壓縮機(jī)再循環(huán)流產(chǎn)生的真空，并通過同時調(diào)節(jié)EGR閥52的開口以及CRV 72，EGR可以期望的EGR速率流入發(fā)動機(jī)中。吸入的EGR可在被傳送至壓縮機(jī)入口前與壓縮機(jī)再循環(huán)流混合。以這種方式，利用由壓縮機(jī)再循環(huán)流產(chǎn)生的有利的真空協(xié)助，LP-EGR可以被吸入到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道中。
[0037]在圖1的實施例中，CRV 72的開口響應(yīng)于喘振的指示而增大(例如，移動到完全打開位置)，以迅速地傾泄壓縮機(jī)上游的過量的增壓壓力，從而大體上立刻提高通過壓縮機(jī)的前向流動。另外，可相應(yīng)地減小EGR閥52的開口，從而能夠保持EGR流。
[0038]在一些發(fā)動機(jī)工況期間，EGR需求和壓縮機(jī)再循環(huán)流需求可以基本上不同。例如，可能需要比EGR流要多的壓縮機(jī)再循環(huán)流(例如，以解決喘振)。如果壓縮機(jī)再循環(huán)流以所需的速率被吸入通過文氏管來解決喘振，則可將比所需更多的EGR傳送至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道，從而降低了發(fā)動機(jī)的燃燒穩(wěn)定性。另一方面，如果壓縮機(jī)再循環(huán)流以所需的速率被吸入通過文氏管以提供EGR，則可減小喘振裕度，從而降低了增壓性能。
[0039]為了解決這些矛盾要求，可使用發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的可替代的實施例200，如圖2所示。其中，提供兩個不同的壓縮機(jī)再循環(huán)通道70和80。第一和第二通道可各自連接CAC出口到壓縮機(jī)入口，并且進(jìn)一步地，該通道可被定位成彼此平行。第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道70可包括文氏管74，并且可以連接到EGR通道50，如先前圖1中所描述的，以便提供EGR控制。相比之下，第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道80可以不包括文氏管，并且可以不連接到EGR通道50，以便提供獨立的喘振控制。在圖2的實施例中，EGR閥52可配置為開/關(guān)閥?？烧{(diào)節(jié)第一通道70內(nèi)的第一壓縮機(jī)再循環(huán)閥72的開口，以使冷卻的壓縮空氣以產(chǎn)生足夠真空的速度流經(jīng)文氏管，其中所述真空用于在EGR被傳送至發(fā)動機(jī)的過程中以期望的EGR速率吸入EGR和協(xié)助排氣壓力。相比之下，可基于發(fā)動機(jī)的增壓需求以及壓縮機(jī)的喘振極限來調(diào)節(jié)第二通道80中的第二閥82的開口。這允許在壓縮機(jī)喘振發(fā)生的情況下獨立地控制EGR和壓縮機(jī)。
[0040]控制器可基于發(fā)動機(jī)工況來確定EGR的期望量和/或速率。如果EGR是期望的，則EGR閥52可移動到開啟位置(S卩，完全打開位置)?；诳捎玫呐艢鈮毫?，可確定提供期望的EGR流所需的差值P。然后，可以基于期望的壓差調(diào)節(jié)CRV 72的開口，以使文氏管處產(chǎn)生足夠的真空。然后，該真空用于吸入EGR，該EGR然后在被傳送到壓縮機(jī)入口之前與壓縮機(jī)再循環(huán)流混合。同時，可以基于增壓需求和喘振裕度調(diào)節(jié)CRV 82的開口，以便可提供期望的增壓響應(yīng)。例如，可增加CRV 82的開口，以提高壓縮機(jī)喘振的裕度，同時保持CRV 72的開口，以提供確定的EGR流。以這種方式，可利用通過兩個平行的壓縮機(jī)再循環(huán)通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流同時提供EGR控制和增壓控制。
[0041]應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些實施例中，可基于LP-EGR的水含量或濕度進(jìn)一步調(diào)節(jié)引導(dǎo)通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流量。這是因為EGR具有相對大的水含量以及相對高的露點，從而使提供給壓縮機(jī)之前位置處的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的LP-EGR易于冷凝。特別地，基于EGR條件、發(fā)動機(jī)工況以及接收EGR時的壓縮機(jī)入口溫度，冷凝可發(fā)生于壓縮機(jī)入口以及增壓空氣冷卻器出口處。例如，在冷環(huán)境條件下，當(dāng)濕潤的EGR與冷環(huán)境進(jìn)氣混合時，可形成水滴。影響正以高速旋轉(zhuǎn)(例如，200000rpm或以上)的壓縮機(jī)葉片的水滴可引起對葉片的損壞。另外，由于吸收的水降低了燃燒速率，將水引入至發(fā)動機(jī)中可增加熄火事件的可能性。在這樣的條件下，控制器可基于冷凝風(fēng)險而調(diào)節(jié)(例如，增加或減小)期望的EGR速率。例如，可增加壓縮機(jī)再循環(huán)流和/或增大EGR閥開口，以滿足減少的EGR需求。本文中，由于EGR流比環(huán)境空氣流暖(由于CAC處的無效率)，所以通過再循環(huán)增強(qiáng)EGR流可提高在CAC處接收的空氣與EGR混合物的壓縮機(jī)入口溫度，從而降低冷凝。在另一個示例中，可減少壓縮機(jī)再循環(huán)流和/或可減小EGR閥開口。這是因為提高EGR速率可增加水蒸汽濃度以及溫度，并且在EGR速率的一些范圍內(nèi)(通常汽油發(fā)動機(jī)為15-30% )，甚至可導(dǎo)致更多冷凝。因此，可響應(yīng)于冷凝風(fēng)險水平對EGR速率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0042]發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的實施例100和200可進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)14。示出的控制系統(tǒng)14接收來自多個傳感器16 (本文描述了其各種示例)的信息并且將控制信號發(fā)送到多個致動器81 (本文描述了其各種不例)。作為一個不例，傳感器16可包括位于排放控制設(shè)備上游的排氣傳感器126、MAP傳感器126、排氣溫度傳感器128、排氣壓力傳感器129、壓縮機(jī)入口溫度傳感器55、壓縮機(jī)入口壓力傳感器56、壓縮機(jī)入口濕度傳感器57和EGR傳感器54。其他的傳感器，例如另外的壓力傳感器、溫度傳感器、空燃比傳感器和組分傳感器可連接到發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100中的不同位置。致動器81可包括例如節(jié)氣門20、EGR閥52、壓縮機(jī)再循環(huán)閥72，82、廢氣門致動器92以及燃料噴射器66?？刂葡到y(tǒng)14可包括控制器12?？刂破骺蓮牟煌膫鞲衅鹘邮蛰斎霐?shù)據(jù)，處理輸入數(shù)據(jù)，并基于其中的指令或編碼響應(yīng)于處理過的輸入數(shù)據(jù)來觸發(fā)各種致動器，其中對應(yīng)于一個或多個程序?qū)υ撝噶罨蚓幋a進(jìn)行編程。圖4-5是關(guān)于本文所描述的示例性控制程序。
[0043]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖3，其中示出了圖1-2的文氏管74的示例性實施例300。因此，所描繪的實施例是典型的文氏管/排出器，其通常用于加速流體(減小壓力)、混合兩種流體流(運動的再循環(huán)流和作為EGR的輔助流)以及對流體減速以便恢復(fù)動態(tài)壓力。應(yīng)當(dāng)理解的是，比例和角度可隨主要和輔助流的壓力和流率而改變。
[0044]文氏管300包括具有收斂入口 302的水平通道301，該收斂入口 302連接到進(jìn)氣通道，并配置為接收來自增壓空氣冷卻器下游的冷卻的壓縮機(jī)再循環(huán)流。水平通道301可連接到壓縮機(jī)再循環(huán)通道，例如圖1-2的通道70。水平通道301還包括發(fā)散出口 305，其連接到進(jìn)氣通道，并經(jīng)配置將冷卻的壓縮機(jī)再循環(huán)流和EGR的混合物引導(dǎo)至壓縮機(jī)入口。出口305可以是逐漸發(fā)散的圓錐截面。在一個示例中，出口 305可以在5°到15°范圍內(nèi)的角度發(fā)散。流通過入口 302接收并經(jīng)由文氏管的頸部區(qū)304內(nèi)的流動限制303被引導(dǎo)至出口305。出口 305的直徑可等于(如圖所示)或略大于進(jìn)口 302的直徑。應(yīng)當(dāng)理解的是，文氏管的比例和角度可隨主流和輔助流的壓力和流率而改變。
[0045]當(dāng)經(jīng)過流動限制時，壓縮機(jī)再循環(huán)流的流速發(fā)生變化，導(dǎo)致壓力的相應(yīng)變化。具體地，壓縮機(jī)再循環(huán)流的流速可以在經(jīng)過頸部區(qū)時增加(相比于經(jīng)過頸部區(qū)之前或之后的流速)，導(dǎo)致壓力的相應(yīng)下降，其用作產(chǎn)生文氏管真空。因此，限制的大小和限制上游的流速決定所產(chǎn)生的真空的量。真空然后沿吸氣入口 306被吸入。在具體應(yīng)用中，吸入的真空用于將低壓EGR拉入壓縮機(jī)再循環(huán)通道并且繼續(xù)至壓縮機(jī)入口。然后，EGR流被傳送至壓縮機(jī)入口，其可至少部分基于吸入的真空的量。以這種方式，通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流的流速可確定EGR的抽吸流。通過使用通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流來增強(qiáng)或驅(qū)動EGR流至壓縮機(jī)入口，實現(xiàn)了 EGR控制。另外，可調(diào)節(jié)真空，從而能夠傳送增碳的EGR。
[0046]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖4，示出了示例性程序400，該程序用于調(diào)節(jié)壓縮機(jī)再循環(huán)閥的位置，從而經(jīng)由文氏管從增壓空氣冷卻器的下游將冷卻的壓縮機(jī)再循環(huán)流傳送至壓縮機(jī)入口，以及利用文氏管處產(chǎn)生的真空，將EGR吸入壓縮機(jī)入口。在這種情況下，可使用文氏管真空增強(qiáng)EGR流動控制。因此，圖4的程序可用于圖1的實施例中描繪的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。
[0047]在402處，程序包括估算和/或測量發(fā)動機(jī)工況。評估的工況可包括，例如，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩需求、增壓水平、MAP、MAF、發(fā)動機(jī)溫度、排氣催化劑溫度、環(huán)境條件(MAT、BP、環(huán)境濕度等)等。在404處，基于估算的發(fā)動機(jī)工況確定所要求的壓縮機(jī)再循環(huán)流。例如，可以確定被要求用于控制節(jié)氣門入口壓力和限制壓縮機(jī)喘振的壓縮機(jī)再循環(huán)流。因此，被要求用于限制壓縮機(jī)喘振的壓縮的空氣再循環(huán)量可以基于喘振裕度，其中所述量隨著喘振裕度的減少而增加。在406處，可根據(jù)期望的壓縮機(jī)再循環(huán)流調(diào)節(jié)壓縮機(jī)再循環(huán)閥(例如圖1的CRV 72)的開口。例如，CRV 72的開口可隨著限制喘振所期望的壓縮機(jī)再循環(huán)流的增加而增加。如圖1所詳述的，CRV可定位在將增壓空氣冷卻器的出口連接至壓縮機(jī)入口的壓縮機(jī)再循環(huán)通道內(nèi)。因此，通過改變CRV 72的開口，可改變再循環(huán)至壓縮機(jī)入口的冷卻的壓縮機(jī)再循環(huán)流量。進(jìn)一步地，由于CRV位于文氏管入口上游的壓縮機(jī)再循環(huán)通道中，所以CRV開口的改變、以及經(jīng)過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流中的隨之改變可影響產(chǎn)生的文氏管真空的量。
[0048]在408處，可確定是否存在EGR條件。即，可確定條件是否有助于實現(xiàn)EGR。在一個示例中，EGR可在特定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)荷條件下實現(xiàn)，例如，在高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)荷條件以及在高增壓水平運轉(zhuǎn)時實現(xiàn)。
[0049]如果不滿足EGR實現(xiàn)條件，那么在409處，該程序包括保持EGR閥(例如圖1中的EGR閥52)關(guān)閉。另外，如果發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)上游的AIS節(jié)氣門，則可保持該節(jié)氣門打開，使得不限制氣流到達(dá)發(fā)動機(jī)。
[0050]如果滿足EGR實現(xiàn)條件，那么在410處，該程序包括基于發(fā)動機(jī)工況確定期望的EGR流。這包括確定期望的EGR量，以及EGR流(S卩，EGR被傳送到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的速率，該EGR流被確定為由總EGR量除以總空氣流量)。EGR流可基于發(fā)動機(jī)工況，如排氣排放、發(fā)動機(jī)溫度等。因此，EGR可包括低壓EGR，該低壓EGR從排氣渦輪的下游吸入，通過包含EGR閥的EGR通道進(jìn)入進(jìn)氣壓縮機(jī)(例如，壓縮機(jī)入口處)上游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道。如圖1所示，EGR通道可連接到文氏管處的壓縮機(jī)再循環(huán)通道，其中每個EGR閥和CRV定位(在其各自的通道內(nèi))于文氏管入口的上游。如下面所討論的，通過調(diào)節(jié)EGR閥的開口，并基于EGR通道兩端的壓差，可改變可傳送到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的EGR的量。另外，通過使用至少一些文氏管真空，可提高吸入的EGR流。例如，對于給定的EGR閥開口，可使用文氏管真空的協(xié)助將較高的EGR流傳送至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道。可替換地，可通過使用文氏管真空的協(xié)助，在EGR閥的較小開口處傳送給定量的EGR。
[0051 ] 在412處，程序包括估算來自發(fā)動機(jī)流的排氣壓力。另外，可根據(jù)壓縮機(jī)再循環(huán)流估算文氏管真空水平。具體地，基于發(fā)動機(jī)氣流條件，可確定EGR通道入口上游的排氣壓力，同時基于經(jīng)過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流，確定在文氏管處吸入的真空。因此，部分通過排氣壓力確定的EGR通道兩端的壓差(差值P)影響了可用的EGR流，其中可用的EGR流隨壓力差的增加而增加(當(dāng)排氣壓力增加時)?？墒褂梦氖瞎苷婵者M(jìn)一步增強(qiáng)EGR流。SP，在出現(xiàn)較小的差值P時，可使用來自文氏管真空的協(xié)助而非其它的可能來實現(xiàn)較高的EGR流。由于文氏管真空與經(jīng)過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流量直接成比例，所以控制器可基于在404-406處確定的壓縮機(jī)再循環(huán)流來估算可用的文氏管真空(以及相應(yīng)增強(qiáng)EGR流可用性)。
[0052]在414處，控制器可確定用于在當(dāng)前條件下控制EGR流所要求的EGR閥開口。具體地，可基于排氣壓力和可用的文氏管真空來確定用于在期望的EGR流下提供EGR的EGR閥開口。因此，對于給定的期望的EGR流，如果排氣壓力和/或可用的文氏管真空較低，則可能需要較大的EGR閥開口，而如果排氣壓力和/或可用的文氏管真空較高，則可能需要較小的EGR閥開口。因此，基于排氣壓力和可用的文氏管真空，控制器可確定以期望的EGR流率將EGR傳送至發(fā)動機(jī)所要求的EGR閥開口。在本示例中，EGR閥也可以是連續(xù)可變閥，其位置可變化到從完全打開位置到完全關(guān)閉位置以及它們之間的任何位置。
[0053]在416處，可以確定所需的EGR閥的位置是否在閥位置極限內(nèi)。即，可以確定以可用的差值P和文氏管真空是否可達(dá)到期望的EGR流。例如，如果用于提供期望EGR流動水平所要求的EGR閥開口為90% (即，在EGR閥的最大開口極限(100%)內(nèi))，則可確定以當(dāng)前的排氣壓力和當(dāng)前的文氏管真空可達(dá)到期望的EGR流動水平。相反地，如果用于提供期望的EGR流動水平所要求的EGR閥開口為110% (即，在EGR閥的最大開口極限之外)，則可確定以當(dāng)前的排氣壓力和當(dāng)前的文氏管真空不可達(dá)到期望的EGR流動水平，并且需要另外的協(xié)助從而以期望的流率提供EGR。
[0054]如果被要求用于提供期望的EGR流率的EGR閥位置在閥位置極限之內(nèi)，那么在418處，程序包括將EGR閥設(shè)置到確定的位置。這可包括，例如，調(diào)節(jié)EGR閥的占空比，從而將EGR閥設(shè)置成期望設(shè)置。如果要求的EGR閥位置在閥位置極限之外，那么在420處，該程序包括，如果進(jìn)氣系統(tǒng)(AIS)節(jié)氣門在壓縮機(jī)的上游可用，則關(guān)閉AIS節(jié)氣門(或減小AIS節(jié)氣門的開口)。通過關(guān)閉AIS節(jié)氣門，在EGR閥兩端提供另外的差值P，以滿足期望的EGR流率。一旦關(guān)閉了 AIS節(jié)氣門，程序便可選地返回到412，以重新評估可用的排氣壓力和文氏管真空(和差值P)，并且重新計算用于控制EGR流到達(dá)期望的EGR速率所要求的EGR閥位置。因此，鑒于因關(guān)閉AIS節(jié)氣門而提高差值P，修正后的EGR閥位置可在EGR閥位置極限之內(nèi)。
[0055]如果確定的EGR閥位置在位置極限之外，并且AIS節(jié)氣門在系統(tǒng)中不可用，則在420處，控制器可將EGR閥設(shè)置成最大流位置。例如，可以完全打開EGR閥。盡管這能夠?qū)崿F(xiàn)提供在當(dāng)前條件下可能的最高EGR流，但所提供的EGR流可能小于期望的EGR流。
[0056]一旦將EGR閥設(shè)置到418或420處的確定位置，該程序便進(jìn)入到422，其中該程序包括經(jīng)由定位在壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的文氏管，將一定量的(冷卻的)壓縮空氣從CAC的下游再循環(huán)至壓縮機(jī)入口。因此，CRV可連接到CAC的下游和文氏管入口的上游，基本上接近壓縮機(jī)再循環(huán)通道和CAC出口的接合處。通過經(jīng)由文氏管流動壓縮機(jī)再循環(huán)流，通過文氏管的流速變化可有利地用作在文氏管頸部產(chǎn)生真空。傳送通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流量可基于CRV的開口，并且可以對應(yīng)于控制節(jié)氣門入口壓力以及限制壓縮機(jī)喘振所要求的壓縮機(jī)再循環(huán)流量，如先前在404-406處所確定的。程序還包括，在422，利用在文氏管頸部處產(chǎn)生的真空，將EGR從EGR通道吸入壓縮機(jī)再循環(huán)通道，并從那里進(jìn)入壓縮機(jī)入口。因此，EGR通道可在文氏管處或者恰好在文氏管上游位置處(例如，在文氏管的入口處)連接到壓縮機(jī)再循環(huán)通道。
[0057]在424處，該程序包括在文氏管處和壓縮機(jī)入口的上游處混合吸入的EGR和壓縮機(jī)再循環(huán)流。然后，該混合物可經(jīng)由壓縮機(jī)入口被傳送至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道。在本示例中，EGR可隨壓縮機(jī)再循環(huán)流經(jīng)過文氏管而被吸入文氏管中，隨著EGR和壓縮機(jī)再循環(huán)流移動接近壓縮機(jī)入口，允許EGR和壓縮機(jī)再循環(huán)流的充分的混合和均質(zhì)化。
[0058]在426處，可確定是否存在喘振的指示。因此，如果沒有喘振的指示，則可結(jié)束程序。在一個示例中，在由于響應(yīng)于發(fā)動機(jī)氣流驟降需求而突然關(guān)閉主(后置壓縮機(jī))進(jìn)氣節(jié)氣門而使操作員松加速器踏板期間，可發(fā)生喘振。這導(dǎo)致在壓縮機(jī)兩端的小的壓差?？刂破骺墒褂脡嚎s機(jī)壓力比映射圖來確定壓縮機(jī)流率是否在壓縮機(jī)的喘振極限(例如，硬喘振極限或軟喘振極限)內(nèi)或超出該喘振極限。響應(yīng)于喘振的指示，可調(diào)節(jié)每個CRV和EGR閥的開口。在本示例中，參考具有單個CRV的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)實施例(例如,見圖1),這可包括增加CRV的開口，以立即降低壓縮機(jī)出口下游的增壓壓力。在一個示例中，可將CRV移動到完全打開位置，以實現(xiàn)通過通道的最大壓縮機(jī)再循環(huán)流。通過在完全打開CRV的情況下，將增壓壓力從壓縮機(jī)出口立即傾泄到壓縮機(jī)進(jìn)口，可增加壓縮機(jī)兩端的壓差，從而提高通過壓縮機(jī)的前向流動。另外，當(dāng)完全打開CRV時，EGR閥的開口可相應(yīng)地減小(鑒于可用的另外的文氏管真空)以保持EGR流率?？商鎿Q地，當(dāng)增加CRV的開口時，可關(guān)閉EGR閥，從而暫時停止提供EGR，直到喘振條件結(jié)束。
[0059]應(yīng)當(dāng)理解的是，在圖4的程序中執(zhí)行的CRV和EGR閥調(diào)節(jié)期間，可基于CRV和EGR閥調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)進(jìn)氣節(jié)氣門位置(位于壓縮機(jī)的下游)，以保持期望的發(fā)動機(jī)氣流。例如，可設(shè)置主發(fā)動機(jī)節(jié)氣門，以達(dá)到期望的發(fā)動機(jī)流。節(jié)氣門入口壓力和溫度的變化可導(dǎo)致節(jié)氣門角度的相應(yīng)調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)期望的流。
[0060]以這種方式，控制器可通過基于EGR通道兩端的壓差來調(diào)節(jié)EGR閥開口而提供所需的EGR流，該壓差基于由發(fā)動機(jī)流產(chǎn)生的排氣壓力以及由通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流產(chǎn)生的文氏管真空中的每個。EGR通道和壓縮機(jī)再循環(huán)通道可在文氏管處連接，其中每個EGR閥和壓縮機(jī)再循環(huán)閥均連接在文氏管入口的上游。調(diào)節(jié)可包括，隨著通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流產(chǎn)生的文氏管真空的增加而減小EGR閥開口，從而提供需要的EGR流，或者隨著由發(fā)動機(jī)流產(chǎn)生的排氣壓力的增加而減小EGR閥開口，從而提供所需的EGR流。
[0061]調(diào)節(jié)可還基于EGR閥的開口極限。因此，控制器可估算EGR閥開口，該開口被要求用于基于由發(fā)動機(jī)流產(chǎn)生的排氣壓力和由通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流產(chǎn)生的文氏管真空中的每個來提供所需的EGR流，其中發(fā)動機(jī)流基于包括扭矩需求的發(fā)動機(jī)工況，并且其中通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流基于包括喘振裕度的發(fā)動機(jī)工況。在第一條件期間，其中所需的估算的EGR閥開口在EGR閥開口極限內(nèi)，可將EGR閥打開至估算的位置，并且可使用排氣壓力和文氏管真空來將低壓EGR吸入壓縮機(jī)入口。相比之下，在第二條件期間，其中所需的估算的EGR閥開口在EGR閥開口極限之外，可將EGR閥打開至并且保持在EGR閥開口極限，并且可使用可用的排氣壓力和文氏管真空將低壓EGR吸入壓縮機(jī)入口中。另外，如果可行，可關(guān)閉定位于壓縮機(jī)入口上游處的進(jìn)氣節(jié)氣門，以增加EGR通道兩端的壓差。
[0062]在另一個示例中，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括包含進(jìn)氣道和排氣道的發(fā)動機(jī)、包含通過進(jìn)氣壓縮機(jī)驅(qū)動的排氣渦輪的渦輪增壓器、連接到壓縮機(jī)下游的增壓空氣冷卻器，以及包括第一閥和文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)通道，該通道將增壓空氣冷卻器的出口連接至壓縮機(jī)的入口，文氏管定位于通道中的第一閥的下游。系統(tǒng)還可包括含有第二閥的EGR通道，該第二閥用于將排氣殘留物再循環(huán)至文氏管下游的壓縮機(jī)再循環(huán)通道。控制器可配置有計算機(jī)可讀指令，用于基于壓縮機(jī)的喘振極限調(diào)節(jié)第一閥的開口，并且基于第一閥的開口來調(diào)節(jié)第二閥的開口，以提供期望的EGR流。本文中，第一閥和第二閥中的每個均可以是連續(xù)可變閥，并且第二閥的開口可還基于EGR通道入口上游的排氣壓力。調(diào)節(jié)可包括隨壓縮機(jī)移動更靠近喘振極限而增加第一閥的開口，其中增加第一閥的開口產(chǎn)生了文氏管處的增加的真空，并且基于文氏管真空的量來增加第二閥的開口，從而從朝向壓縮機(jī)入口的EGR通道吸入EGR, EGR與壓縮機(jī)再循環(huán)流在壓縮機(jī)入口上游混合。
[0063]以這種方式，可調(diào)節(jié)壓縮機(jī)再循環(huán)流以限制喘振，同時將壓縮機(jī)再循環(huán)流傳送通過文氏管可被有利地用作產(chǎn)生真空，以便吸入EGR。通過基于由可用的真空引起的壓縮機(jī)再循環(huán)流量來調(diào)節(jié)EGR閥的開口，在對壓縮機(jī)入口壓力無需附加調(diào)節(jié)的情況下，可提供期望的EGR流。例如，當(dāng)更多壓縮機(jī)再循環(huán)流可用時，可通過較小的EGR閥開口提供期望的EGR流量。同樣，通過基于EGR流需求和可用的文氏管真空來調(diào)節(jié)進(jìn)氣節(jié)氣門，可進(jìn)一步提高EGR流。通過利用壓縮機(jī)再循環(huán)流限制喘振和增強(qiáng)EGR流，可以協(xié)同加強(qiáng)增壓控制和EGR控制。參考圖6詳細(xì)闡述了用于實現(xiàn)增壓控制和EGR控制的示例性CRV和EGR閥調(diào)節(jié)。
[0064]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖6，圖600中示出了用于增強(qiáng)LP-EGR的流的壓縮機(jī)再循環(huán)流的示例性使用。具體地，圖600描述了在圖示602處的CRV的開口、在圖示604處的EGR閥的開口、在圖示606處的EGR流、在圖示608處的喘振裕度以及在圖示610處由于壓縮機(jī)再循環(huán)流而吸入的文氏管真空。
[0065]在tl之前，在CRV部分打開(圖示602)的情況下，可增壓運轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)?？苫诎l(fā)動機(jī)工況來調(diào)節(jié)CRV的開口(例如，調(diào)節(jié)到部分打開位置)，以提供期望的節(jié)氣門入口壓力和喘振裕度(圖示608)?？山?jīng)由文氏管將壓縮機(jī)再循環(huán)流從增壓空氣冷卻器的下游傳送至壓縮機(jī)入口。因此，可在文氏管處產(chǎn)生對應(yīng)于壓縮機(jī)再循環(huán)流的真空量。因此，在tl之前，可能無法滿足EGR條件，并且可能不需要EGR流(圖示606)。因此，可保持EGR閥閉合(圖示604)。在圖6的示例中，每個CRV和EGR閥可以是連續(xù)可變閥，其位置可變化到在完全打開位置到完全關(guān)閉位置之間的任何位置。
[0066]在tl，可滿足EGR條件。進(jìn)一步，可基于發(fā)動機(jī)工況確定期望的EGR流(由虛線605描繪)?；诳捎玫呐艢鈮毫?如根據(jù)發(fā)動機(jī)流量狀況確定)以及可用的文氏管真空(圖示610)，可確定提供期望的EGR流率所要求的EGR閥開口。特別地，可用的EGR流可受到EGR通道兩端的壓差的影響，其中EGR流隨著在EGR通道的入口處排氣壓力的增加以及EGR通道的出口處進(jìn)氣壓力的減小而增加。另外，引起文氏管真空的壓縮機(jī)再循環(huán)流的存在可增強(qiáng)EGR流容量。因此，對于給定的排氣壓力，隨可用的文氏管真空的增加，可要求較小的EGR閥開口來傳送相同的EGR流。在所描繪的示例中，要求的EGR閥開口在EGR閥開口極限603內(nèi)。因此，在tl，EGR閥可被打開至確定的閥開口(圖示604)，從而提供期望的EGR流(圖示606)。
[0067]在tl和t2之間，壓縮機(jī)喘振裕度可降低，并且壓縮機(jī)可移動靠近軟喘振極限。因此，為了提高喘振裕度，可增加CRV的開口。因此，這導(dǎo)致可用于吸入EGR的文氏管真空量的相應(yīng)增加，而排氣壓力保持基本上相同。因此，為了提供相同的期望的EGR流水平，可基于壓縮機(jī)再循環(huán)流和文氏管真空的增加來減小EGR閥的開口，以保持EGR流水平。
[0068]在t3，由于發(fā)動機(jī)工況的變化，期望的EGR流可增加。由于較高的可用文氏管真空，可在t3時增加EGR閥的開口(例如，輕微地)以滿足修正的EGR流水平。然后，發(fā)動機(jī)可繼續(xù)以壓縮機(jī)再循環(huán)流運轉(zhuǎn)，其中調(diào)節(jié)CRV開口以用于喘振控制，并且基于壓縮機(jī)再循環(huán)流調(diào)節(jié)EGR閥開口以用于EGR控制。
[0069]在t4，可接收喘振的指示。在一個示例中，t4處的喘振的指示可響應(yīng)于操作員松加速器踏板事件。喘振的指示可包括喘振裕度的下降以及壓縮機(jī)壓力比到硬喘振區(qū)域(由硬喘振極限以下的區(qū)域限定，被描繪為虛線和點線)的暫時過渡。響應(yīng)于喘振的指示，可進(jìn)一步增加CRV開口。例如，CRV可暫時過渡到完全打開位置。然后，CRV可被保持在完全打開位置，至少直到喘振的指示消退(例如，在t5)。例如，可保持閥打開，直到壓縮機(jī)壓力比至少已經(jīng)移出硬喘振區(qū)域并且進(jìn)入軟喘振區(qū)域(由硬喘振極限和軟喘振極限之間的區(qū)域限定，后者被描繪為虛線)。
[0070]在t4和t5之間，由于CRV開口和壓縮機(jī)再循環(huán)流的隨之增加，所產(chǎn)生的文氏管真空量可增加。因此，為了將EGR流水平保持在期望水平，可相應(yīng)地減小EGR閥開口。這允許同時的喘振和EGR控制。在t5，可結(jié)束EGR條件并且可關(guān)閉EGR閥。另外，隨著喘振裕度的提高，可降低壓縮機(jī)再循環(huán)流(通過減小CRV的開口)。
[0071]應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些實施例中，由于在喘振條件期間無需進(jìn)一步的EGR，因此響應(yīng)于喘振的指示可關(guān)閉EGR閥。
[0072]以這種方式，提供用于通過以下方式實現(xiàn)喘振控制和EGR控制的方法，即通過基于喘振極限調(diào)節(jié)第一閥(CRV)的開口，從而經(jīng)由文氏管將來自增壓空氣冷卻器下游的壓縮機(jī)再循環(huán)流吸入至壓縮機(jī)入口 ；以及基于文氏管處吸入的真空來調(diào)節(jié)第二閥(EGR閥)的開口，從而將EGR吸入壓縮機(jī)入口。本文中，第一閥和第二閥均為連續(xù)可變閥，第一閥連接在壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的文氏管的入口上游，第二閥連接在EGR通道中的文氏管的入口上游，該EGR通道連接至文氏管處的壓縮機(jī)再循環(huán)通道。該方法還經(jīng)由壓縮機(jī)再循環(huán)流在文氏管處吸入真空，其中在文氏管處吸入的真空量基于第一閥的開口。調(diào)節(jié)第二閥的開口包括基于真空需求調(diào)節(jié)第二閥的開口，從而以基于發(fā)動機(jī)工況確定的流率將EGR吸入壓縮機(jī)入口。還基于排氣壓力調(diào)節(jié)第二閥的開口。例如，調(diào)節(jié)第一閥的開口包括隨喘振極限裕度的減小而增加第一閥的開口，而調(diào)節(jié)第二閥的開口包括隨文氏管處吸入的真空量的增加而減小EGR閥的開口，從而以確定的流率將EGR吸入壓縮機(jī)入口。通過在將混合物傳送至壓縮機(jī)入口之前，在文氏管處混合壓縮機(jī)再循環(huán)流和吸入的EGR，文氏管真空被有利地用來增強(qiáng)EGR流。
[0073]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖5，示出了示例程序500，用于調(diào)節(jié)第一壓縮機(jī)再循環(huán)閥的位置，以改變經(jīng)由文氏管被傳送至壓縮機(jī)入口的壓縮機(jī)再循環(huán)流量。在這種情況下，可實現(xiàn)EGR控制。然后，可調(diào)節(jié)第二壓縮機(jī)再循環(huán)閥的位置以實現(xiàn)壓縮機(jī)的喘振控制。因此，圖5的程序可用于圖2的實施例中所描繪的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。該方法能夠基于EGR需求來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)再循環(huán)流量，該壓縮機(jī)再循環(huán)流經(jīng)由文氏管從增壓空氣冷卻器的下游被傳送至壓縮機(jī)入口。
[0074]在502處，如同在402處，該程序包括估算和/或測量發(fā)動機(jī)工況。估算的發(fā)動機(jī)工況可包括，例如，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩需求、增壓水平、MAP、MAF、發(fā)動機(jī)溫度、排氣催化劑溫度、環(huán)境條件(MAT，BP，環(huán)境濕度等)等等。
[0075]在504處，如同在408處，基于發(fā)動機(jī)工況，可確定是否存在EGR條件。如果不滿足EGR實現(xiàn)條件，那么在506處，該程序包括關(guān)閉EGR閥。在所描繪的實施例中，EGR閥可以是開/關(guān)閥并且關(guān)閉該閥可包括將閥移動到關(guān)閉位置。一旦關(guān)閉EGR閥后，在508處，程序包括基于所估算的發(fā)動機(jī)工況來確定所需的壓縮機(jī)再循環(huán)流量。例如，可確定用于控制節(jié)氣門入口壓力以及限制壓縮機(jī)喘振所要求的壓縮機(jī)再循環(huán)流。在一個示例中，隨喘振裕度的減小，可增加喘振控制所需的壓縮機(jī)再循環(huán)流量。
[0076]在510處，可基于期望的壓縮機(jī)再循環(huán)流調(diào)節(jié)連接在第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道(例如圖2的通道70中的CRV 72)中的第一壓縮機(jī)再循環(huán)閥的開口。例如，隨著期望的壓縮機(jī)再循環(huán)流的增加，可增加CRV72的開口。在其它示例中，可調(diào)節(jié)第一壓縮機(jī)再循環(huán)閥72和第二壓縮機(jī)再循環(huán)閥中的每個的開口以提供期望的壓縮機(jī)再循環(huán)流，其中第二壓縮機(jī)再循環(huán)閥連接在與第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道平行的第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道(例如圖2的通道80中的CRV 82)中。例如，可稍微打開CRV 72和82中的每個，以提供期望的壓縮機(jī)再循環(huán)流(在當(dāng)EGR流需求低于喘振流需求的條件期間)。本文中，CRV 72主要用于管理EGR流，而CRV 82針對用于管理喘振所需的任何附加流。第一和第二壓縮機(jī)再循環(huán)閥均可以是連續(xù)可變閥，其位置可變化到從完全打開位置到完全閉合位置以及它們之間的任何位置。
[0077]在512處，可確定是否存在喘振的指示。因此，即使壓縮機(jī)再循環(huán)流被調(diào)節(jié)以限制喘振，也可發(fā)生實際的壓縮機(jī)喘振，例如，由于在操作員松加速器踏板期間突然降低氣流需求。在514處，可響應(yīng)于喘振的指示來增加第一和/或第二 CRV的開口。例如，可將一個或多個CRV 72和CRV 82移動到完全打開位置。因此，如果沒有喘振的指示，可結(jié)束該程序，其中EGR閥保持關(guān)閉，并且第一和第二 CRV保持在適當(dāng)位置以實現(xiàn)期望的壓縮機(jī)再循環(huán)流量。
[0078]返回到504，如果滿足EGR條件，那么在516處，程序包括基于發(fā)動機(jī)工況確定期望的EGR流。這包括確定期望的EGR量，以及EGR流量(即，EGR被傳送到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的速率，EGR流量被確定為由總EGR量除以總空氣流量)。EGR流量可以基于發(fā)動機(jī)工況，例如排氣排放，發(fā)動機(jī)溫度等。同樣地，EGR可包括低壓EGR，該低壓EGR從排氣渦輪的下游通過包含EGR閥的EGR通道被吸入至進(jìn)氣道壓縮機(jī)上游(例如，壓縮機(jī)入口處)的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道中。如圖2所示，EGR通道可連接到文氏管處的第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道，該EGR通道不連接到不包含文氏管的第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道。
[0079]在518處，該程序包括估算來自發(fā)動機(jī)流的排氣壓力。在520處，該程序包括確定EGR閥兩端所需的壓差(或差值P)，從而將期望的EGR流提供到發(fā)動機(jī)。因此，部分由排氣壓力確定的EGR通道兩端的壓差(差值P)影響了可用的EGR流，其中可用的EGR流隨壓差的增加而增加。
[0080]在522處，該程序包括確定用于達(dá)到期望的壓差或差值P所需的壓縮機(jī)再循環(huán)流。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流可用于產(chǎn)生文氏管真空，該真空可用于增強(qiáng)EGR通道兩端可獲得的差值P，以驅(qū)動EGR流。因此，在存在較小的排氣壓力的情況下，可通過增加通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流實現(xiàn)較高的差值P。在這種情況下，可以使用文氏管真空來提高差值P并且因此增強(qiáng)EGR流。由于文氏管真空恰好和經(jīng)過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流量成比例，所以除排氣壓力外，控制器可估算所要求的文氏管真空，以實現(xiàn)期望的差值P，然后計算用于產(chǎn)生文氏管真空所需的壓縮機(jī)再循環(huán)流量。因此，控制器可調(diào)節(jié)通過第一再循環(huán)通道中的文氏管被傳送的壓縮機(jī)再循環(huán)流量，從而提供足夠的文氏管真空以便吸入期望的EGR流。
[0081]在524處，該程序包括打開EGR閥，以使EGR從EGR通道抽出。在所描繪的實施例中，EGR閥可以是開/關(guān)閥，并且打開閥可包括將閥移動到打開位置。通過打開EGR閥，可實現(xiàn)EGR，然后通過改變第一 CRV開口來調(diào)節(jié)EGR流。同樣地，在524處，該程序包括調(diào)節(jié)第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道(在通道70中的CRV 70)中的第一 CRV的開口，以提供所確定的壓縮機(jī)再循環(huán)流。換句話說，調(diào)節(jié)第一 CRV的開口(基于可用的排氣壓力和期望的差值P)，以提供壓縮機(jī)再循環(huán)流，其產(chǎn)生足夠的文氏管真空，從而能夠?qū)崿F(xiàn)期望的EGR流。例如，在給定的排氣壓力下，隨著期望的EGR流的增大，當(dāng)EGR閥保持打開時，可增加第一 CRV的開口，以便增加可用于吸入EGR的文氏管真空的量。
[0082]在526處，程序包括經(jīng)由定位于第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的文氏管，將確定的(冷卻的)壓縮空氣量從CAC的下游再循環(huán)至壓縮機(jī)入口。因此，第一 CRV可連接CAC的下游和文氏管入口的上游，基本上接近壓縮機(jī)再循環(huán)通道和第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道內(nèi)的CAC出口的接合處。通過經(jīng)由文氏管流動確定量的壓縮機(jī)再循環(huán)流，通過文氏管的流速的變化可被有利地用作在文氏管頸部處產(chǎn)生真空。基于可用的排氣壓力，可調(diào)節(jié)CRV的開口以及通過文氏管傳送的壓縮機(jī)再循環(huán)流量，從而提供期望的EGR流。程序還包括，在526處，利用在文氏管頸部處產(chǎn)生的真空，將EGR從EGR通道吸入到壓縮機(jī)再循環(huán)通道，然后從那里進(jìn)入壓縮機(jī)入口。因此，EGR通道可連接到文氏管處的第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道，或恰好位于文氏管上游(例如，文氏管的入口處)的位置。具體地，EGR閥可定位于EGR通道和第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道的接合處。
[0083]在528處，程序包括在第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道內(nèi)的文氏管處和壓縮機(jī)入口上游混合所吸入的EGR和壓縮機(jī)再循環(huán)流。然后，混合物可經(jīng)由壓縮機(jī)入口被傳送至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道。在本示例中，低壓EGR可以隨壓縮機(jī)再循環(huán)流經(jīng)過文氏管而被吸入到文氏管中，從而在EGR和壓縮機(jī)再循環(huán)流移向壓縮機(jī)入口時，允許它們充分混合和均質(zhì)化。
[0084]在530處，可確定是否需要任何附加的壓縮機(jī)再循環(huán)流來限制喘振。例如，基于當(dāng)前的條件，可將壓縮機(jī)喘振的裕度繪制成圖，并且可確定是否要求附加的壓縮機(jī)再循環(huán)流以移動進(jìn)一步遠(yuǎn)離喘振極限。如果是，那么在534處，可增加第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的第二壓縮機(jī)再循環(huán)閥的開口(同時保持第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的第一壓縮機(jī)再循環(huán)閥的開口，以提供實現(xiàn)期望的EGR流所要求的壓縮機(jī)再循環(huán)流)。例如，在保持第一 CRV(如圖2的CRV 72)的開口以用于EGR流量控制時，增加第二 CRV(如圖2的CRV 82)的開口，以用于喘振控制。在一個示例中，喘振可以通過完全打開第二 CRV而被限制。因此，如果不要求附加的壓縮機(jī)再循環(huán)流來解決喘振問題，那么在532處，保持第二 CRV關(guān)閉。在本文中，當(dāng)EGR閥開啟時，調(diào)制CRV 72以控制EGR。如果這樣未產(chǎn)生通過壓縮機(jī)的足夠的流來限制喘振，那么CRV 82提供該差值。換句話說，閥控制可被認(rèn)為是CRV的順序控制。因此，利用第一 CRV來提供EGR控制(通過調(diào)節(jié)通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流量)，而利用第二 CRV來增壓和進(jìn)行喘振控制(通過調(diào)節(jié)從CAC的下游傾泄至壓縮機(jī)入口的增壓壓力的量)。一旦喘振的指示下降，便可恢復(fù)第二 CRV的標(biāo)稱的閥位置。
[0085]應(yīng)當(dāng)理解的是，在圖5的程序中執(zhí)行的CRV和EGR閥調(diào)節(jié)期間，可基于CRV和EGR閥調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)進(jìn)氣節(jié)氣門位置，從而保持期望的發(fā)動機(jī)氣流。例如，主發(fā)動機(jī)節(jié)氣門可經(jīng)設(shè)置達(dá)到期望的發(fā)動機(jī)流量。節(jié)氣門入口壓力和溫度的改變可導(dǎo)致對節(jié)氣門角度的相應(yīng)調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)期望流量。
[0086]以這種方式，控制器可以基于EGR流需求經(jīng)由文氏管來調(diào)節(jié)通過第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流，同時基于喘振調(diào)節(jié)通過第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流。然后，控制器可打開EGR閥，并且利用文氏管處產(chǎn)生的真空將EGR從EGR通道吸入壓縮機(jī)入口中。本文中，EGR閥可以是安裝在文氏管上的開/關(guān)閥，并且打開EGR閥可包括將EGR閥移動到打開位置。EGR通道可連接到文氏管處的第一通道，該EGR通道不連接到第二通道，并且通過第二通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流不經(jīng)由文氏管。為了調(diào)節(jié)通過第一通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流，控制器可基于EGR流需求調(diào)節(jié)第一連續(xù)可變壓縮機(jī)再循環(huán)閥的開口，同時基于喘振調(diào)節(jié)第二連續(xù)可變壓縮機(jī)再循環(huán)閥的開口，從而調(diào)節(jié)通過第二通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流。例如，隨喘振指示的增加，可增大第二閥的開口，以及隨EGR流需求的增加，可增大第一閥的開口。然后，控制器可混合吸入的EGR和第一通道內(nèi)壓縮機(jī)入口上游的壓縮機(jī)再循環(huán)流。
[0087]例如，控制器可以通過打開EGR通道中的EGR閥，以及調(diào)節(jié)第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的第一壓縮機(jī)再循環(huán)閥的開口而提供所需的EGR流，其中第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道連接至EGR通道，以便提供EGR通道兩端的期望的壓差。具體地，可基于EGR通道兩端的可用壓差(其根據(jù)排氣壓力或發(fā)動機(jī)流量來估算)和提供所需EGR流所期望的壓差之間的差值，來調(diào)節(jié)第一 CRV的開口。通過基于期望的壓差(或期望的EGR流)來調(diào)節(jié)CRV開口，可經(jīng)由文氏管傳送壓縮機(jī)再循環(huán)流，并且可利用通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流產(chǎn)生用于提高可用壓差以及滿足EGR流需求所需的文氏管真空量。因此，對于給定的排氣壓力，隨著EGR流需求的增加，通過增加通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流，并因此產(chǎn)生更多的文氏管真空，可滿足對EGR通道兩端的更高壓差的需求。
[0088]因此，在第一 EGR條件期間，當(dāng)排氣壓力較低時(并且因此在EGR通道兩端的壓差較低時)，通過將通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流增加到較高水平，以及通過將第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道內(nèi)的第一 CRV移動到相對較大程度的開口，可滿足EGR流需求。對比之下，在第二EGR條件期間，當(dāng)排氣壓力較高時(并且因此在EGR通道兩端的壓差較高時)，通過將經(jīng)過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流量增加到較低水平，以及通過將第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道內(nèi)的第一CRV移動到相對較小程度的開口，可滿足給定的EGR流需求。
[0089]同樣地，在第一條件期間，當(dāng)喘振裕度較高時，可以基于EGR流需求，調(diào)節(jié)在包括文氏管的第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的第一 CRV的開口，同時不包含文氏管的第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的第二 CRV保持關(guān)閉。然后，在第二條件期間，當(dāng)喘振裕度較小時，可以基于EGR流需求而保持第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的第一 CRV的開口，同時打開第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的第二 CRV，第二 CRV的開口隨喘振極限的裕度的減小而增加。
[0090]以這種方式，基于EGR需求，可調(diào)節(jié)通過第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流，以便實現(xiàn)EGR控制，該第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道包括文氏管并且連接到EGR通道。具體地，基于EGR流需求以及還基于可用的排氣壓力，可調(diào)節(jié)通過連接到EGR通道的壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流，從而提供EGR通道兩端的期望的壓差。通過壓縮機(jī)再循環(huán)流流經(jīng)文氏管，可提高用于吸入EGR的壓差。因此，這允許了在較低的排氣壓力處實現(xiàn)較高的EGR流率。此外，可基于喘振極限調(diào)節(jié)通過第二不同的壓縮機(jī)再循環(huán)通道(該通道不包括文氏管并且不連接到EGR通道)的壓縮機(jī)再循環(huán)流，從而實現(xiàn)喘振控制。
[0091]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖7，圖700處示出了利用壓縮機(jī)再循環(huán)流來提高LP-EGR的流的可替代的實施例。具體地，圖7描繪了利用通過第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流，以便EGR控制，同時利用通過第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流，以便增壓和喘振控制。圖700描繪了圖示701處的第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的第一 CRV(CRVl)的開口，圖示702處的第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的第二 CRV (CRV2)的開口，圖示704處的EGR閥的開口，和圖示706處的EGR流，圖示708處的喘振裕度，以及圖示710處的因壓縮機(jī)再循環(huán)流而被吸入的文氏管真空。
[0092]在tl之前，通過使第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的第一 CRV(CRVl)部分打開(圖示701)，而使第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道內(nèi)的第二 CRV (CRV2)保持關(guān)閉(圖示702)，發(fā)動機(jī)可進(jìn)行增壓操作。因此，第一和第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道可被定位為彼此平行，并且兩者都可配置為將冷卻的壓縮空氣從CAC的下游傳送至壓縮機(jī)入口，其中通過第一通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流行進(jìn)經(jīng)過文氏管，而通過第二通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流不行進(jìn)經(jīng)過文氏管。
[0093]在tl之前，可以基于發(fā)動機(jī)工況調(diào)節(jié)(例如，調(diào)節(jié)到部分打開位置)CRVl的開口，從而提供期望的節(jié)氣門入口壓力和喘振裕度(圖示708)。因此，因為壓縮機(jī)再循環(huán)流經(jīng)由文氏管沿第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道傳送，所以在文氏管處可產(chǎn)生對應(yīng)于壓縮機(jī)再循環(huán)流的真空量(圖示710)。在tl之前，可能不滿足EGR條件，并且可能無需EGR流(圖示705，虛線)。因此，可保持EGR閥關(guān)閉(圖示704)。在圖7的示例中，第一和第二 CRV均可以是連續(xù)可變閥，其位置可變化到在完全打開位置到完全閉合位置間的任何位置。相比之下，EGR閥可以是開/關(guān)閥。因此，在tl之前，EGR閥可以處于關(guān)閉位置。
[0094]在tl處，可滿足EGR條件。進(jìn)一步，可以基于發(fā)動機(jī)工況確定期望的EGR流(由虛線705描繪)。為了能夠傳送EGR，可以通過將閥移動到打開位置而打開EGR閥(本文中為開/關(guān)閥)?？纱_定用于提供期望的EGR流(圖示705)所需的EGR通道兩端的壓差。然后，基于可用的排氣壓力的量，可確定用于提供期望的EGR流所要求的文氏管真空的量。然后，CRVl的開口被調(diào)節(jié)成提供足夠的文氏管真空，從而提供期望的EGR流。在所描繪的示例中，響應(yīng)于tl處EGR需求的增加而增加CRVl的開口。在同一時間，CRV2保持關(guān)閉。通過第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道的壓縮機(jī)再循環(huán)流的隨之增加導(dǎo)致文氏管真空的增加，然后，所述文氏管真空以期望的EGR流率吸入EGR。
[0095]在t2處，由于發(fā)動機(jī)工況的變化，可增加期望的EGR流。為了滿足較高的EGR流，可能需要較高的文氏管真空水平。因此，為了滿足較高的EGR流需求，在t2處，增加CRVl的開口，以增加通過第一通道內(nèi)的文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流，其中隨后用于吸入EGR流的文氏管真空相應(yīng)上升。然后，可繼續(xù)運轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，其中調(diào)節(jié)壓縮機(jī)再循環(huán)流和第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的CRV開口，以用于EGR控制。
[0096]在t3處，可接收喘振的指示。在一個示例中，t3處的喘振的指示可響應(yīng)于操作員松加速器踏板事件。喘振指示可包括喘振裕度的下降以及壓縮機(jī)壓力比到硬喘振區(qū)域的暫時過渡(由硬喘振極限以下的區(qū)域限定，被描繪為虛線和點線)。響應(yīng)于喘振指示，可增加CRV2的開口。例如，CRV2可過渡到完全打開位置。然后，CRV2可保持在完全打開位置，至少直到喘振指示下降(恰好在t4之前)。例如，可保持閥打開，直到壓縮機(jī)壓力比至少離開硬喘振區(qū)域并且移動進(jìn)入軟喘振區(qū)域(如通過硬喘振極限和軟喘振極限間的區(qū)域所限定的，后者被描繪為虛線)。
[0097]在t3和t4之間，當(dāng)增加CRV2的開口以實現(xiàn)喘振控制時，可保持CRVl的開口，從而能夠繼續(xù)EGR控制。這允許同時的喘振和EGR控制。在t4處，可結(jié)束EGR條件，并且可關(guān)閉EGR閥。另外，鑒于文氏管真空所引起的壓縮機(jī)再循環(huán)流需求的減小，可減小CRVl的開口。
[0098]應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些示例中，在通過打開CRV2解決了喘振的同時，在t3處，響應(yīng)于在喘振條件期間進(jìn)一步被要求的EGR，可關(guān)閉EGR閥和CRVl。
[0099]以這種方式，通過文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)流可有利地用于產(chǎn)生足夠的真空，從而在壓縮機(jī)之前的位置將LP-EGR吸入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道。通過利用真空協(xié)助吸入EGR，降低了對增加的壓縮機(jī)之前的節(jié)流(用于充分減小壓縮機(jī)入口壓力，以便吸入LP-EGR)的需求。另夕卜，該方法使協(xié)同的EGR和喘振控制成為可能。
[0100]在一個示例中，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括包含進(jìn)氣道和排氣道的發(fā)動機(jī)、包含由進(jìn)氣道壓縮機(jī)驅(qū)動的排氣渦輪的渦輪增壓器、連接到壓縮機(jī)下游的增壓空氣冷卻器、包含第一閥和文氏管的第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道、將增壓空氣冷卻器的出口連接至壓縮機(jī)的入口的第一通道、定位于通道內(nèi)的第一閥下游的文氏管以及包含第二閥的第二壓縮機(jī)再循環(huán)通道，其中第二通道將增壓空氣冷卻器的出口連接至壓縮機(jī)的入口，并且第二通道被定位成與第一通道平行。該發(fā)動機(jī)系統(tǒng)還包括EGR通道，該EGR通道包括用于經(jīng)由第一壓縮機(jī)再循環(huán)通道將排氣殘余物再循環(huán)至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的EGR閥，EGR通道在文氏管處連接至第一通道?？刂破骺膳渲糜杏嬎銠C(jī)可讀指令，其用于響應(yīng)于EGR需求而打開EGR閥、基于EGR需求增加第一閥的開口，以便通過文氏管再循環(huán)壓縮空氣和在文氏管處產(chǎn)生真空；以及利用文氏管處產(chǎn)生的真空將EGR吸入發(fā)動機(jī)?？刂破骺砂ㄟM(jìn)一步的指令，該進(jìn)一步的指令用于響應(yīng)于喘振的指示而增加第二閥的開口，同時保持第一閥的開口。本文中，第一閥的開口可進(jìn)一步基于在EGR通道的入口上游估算的排氣壓力，第一閥的開口隨排氣壓力的增加而減小。第一閥和第二閥均是連續(xù)可變閥，而EGR閥是開/關(guān)閥。
[0101]以這種方式，EGR流可被增強(qiáng)，同時也提高了壓縮機(jī)的喘振裕度。這允許EGR控制和喘振控制能夠同時和協(xié)同執(zhí)行。通過使壓縮機(jī)再循環(huán)流流經(jīng)文氏管或排出器，壓縮機(jī)再循環(huán)流中的壓力/流能量可以有利地用于形成真空，所述真空在文氏管處經(jīng)伯努利效應(yīng)吸AEGR0因此，這減少了壓縮機(jī)入口處用于吸入EGR的低壓需求。例如，需要較少的進(jìn)氣道節(jié)流來吸入EGR。減少的低壓需求也減少了渦輪增壓器軸油被吸入發(fā)動機(jī)而產(chǎn)生的耐用性問題。通過協(xié)調(diào)EGR閥的開口和CRV的開口，可以期望的EGR速率提供EGR。以這種方式，提供了碳化的EGR流，同時也提高了壓縮機(jī)的喘振裕度。
[0102]應(yīng)注意的是，本文所包括的示例性控制和估算程序可用于不同的發(fā)動機(jī)和/或交通工具系統(tǒng)配置。本文所描述的具體程序可代表任何數(shù)量的處理策略中的一個或多個，例如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等。因此，示出的各種動作、操作和/或功能可以所示的順序、并行執(zhí)行、或在某些情況下被省略。同樣地，未必需要按所述處理順序?qū)崿F(xiàn)在此描述的示例性實施例的特征和優(yōu)勢，所述處理順序被提供以便于說明和描述。一個或多個所示的動作、操作和/或功能可根據(jù)所使用的特定策略被重復(fù)執(zhí)行。此外，所描述的動作、操作和/或功能可以圖形方式表示被編程到發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)的非永久性存儲器中的代碼。
[0103]應(yīng)當(dāng)理解的是，因為許多變體是可行的，所以本文公開的配置和程序?qū)嵸|(zhì)上是示例性的，并且這些具體的實施例不應(yīng)視為具有限制意義。例如，上述技術(shù)可應(yīng)用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4缸和其它發(fā)動機(jī)類型。本公開的主題包括不同系統(tǒng)和配置的所有新穎和非顯而易見的組合和子組合、以及本文公開的其他特征、功能和/或特性。
[0104]以下的權(quán)利要求特別地指出被視為新穎和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一個”元件或“第一”元件或其等價物。這些權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個或多個這些元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個或更多個這樣的元件。所公開的特征、功能、元件和/或性質(zhì)的其它組合和子組合可通過本權(quán)利要求的修改或通過在本申請或相關(guān)申請中提出新的權(quán)利要求而加以保護(hù)。這樣的權(quán)利要求，無論比原始權(quán)利要求的范圍更寬、更窄、相同或不同，同樣被視為包括于本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于發(fā)動機(jī)的方法，其包括: 將一定量的壓縮空氣從增壓空氣冷卻器的下游經(jīng)由文氏管再循環(huán)至壓縮機(jī)入口 ；以及 利用所述文氏管處產(chǎn)生的真空將排氣再循環(huán)即EGR吸入所述壓縮機(jī)入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述EGR是通過包含EGR閥的EGR通道從排氣渦輪的下游被吸入所述壓縮機(jī)入口中的低壓EGR。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中再循環(huán)一定量的壓縮空氣包括調(diào)節(jié)連接于所述文氏管的上游的壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的壓縮機(jī)再循環(huán)閥的開口，以便再循環(huán)一定量的冷卻的壓縮空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)一步包括，在所述文氏管處混合吸入的EGR和壓縮機(jī)再循環(huán)流，所述EGR通道連接到所述文氏管處的所述壓縮機(jī)再循環(huán)通道，所述EGR閥定位于所述文氏管的入口上游的EGR通道中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中壓縮空氣再循環(huán)的所述量基于包括喘振裕度的發(fā)動機(jī)工況，所述量隨著所述喘振裕度的減小而增加。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中基于再循環(huán)的壓縮空氣的所述量以及進(jìn)一步基于EGR流需求而調(diào)節(jié)所述EGR閥的開口，對于給定的EGR流需求，所述EGR閥的開口隨著再循環(huán)的壓縮空氣的所述量的增加而減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述壓縮機(jī)再循環(huán)閥和所述EGR閥中的每個均為連接在所述文氏管的入口的上游的連續(xù)可變閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述EGR流需求基于包括排氣排放的發(fā)動機(jī)工況，并且其中所述EGR閥的開口進(jìn)一步基于排氣壓力而調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括，響應(yīng)于喘振的指示，完全打開所述壓縮機(jī)再循環(huán)閥，同時減小所述EGR閥的開口。
10.一種用于發(fā)動機(jī)的方法，其包括: 基于喘振極限調(diào)節(jié)第一閥的開口，從而經(jīng)由文氏管將壓縮機(jī)再循環(huán)流從增壓空氣冷卻器的下游再循環(huán)至壓縮機(jī)入口 ；以及 基于在所述文氏管處吸入的真空調(diào)節(jié)第二閥的開口，從而將EGR吸入所述壓縮機(jī)入□。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一閥和第二閥中的每個均為連續(xù)可變閥，所述第一閥連接在壓縮機(jī)再循環(huán)通道中的所述文氏管的入口上游，所述第二閥連接在EGR通道中的所述文氏管的入口上游，所述EGR通道連接至所述文氏管處的所述壓縮機(jī)再循環(huán)通道。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進(jìn)一步包括，經(jīng)由所述壓縮機(jī)再循環(huán)流在所述文氏管處吸入真空，并且其中在所述文氏管處吸入的真空的量基于所述第一閥的開口。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述第二閥的開口包括基于所述真空需求調(diào)節(jié)所述第二閥的開口，從而以基于發(fā)動機(jī)工況確定的流率將EGR吸入所述壓縮機(jī)入口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第二閥的開口還基于排氣壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述第一閥的開口包括隨著所述喘振極限的裕度的減小而增加所述第一閥的開口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述第二閥的開口包括，隨著所述文氏管處吸入的真空量的增加而減小所述EGR閥的開口，從而以確定的流率將EGR吸入所述壓縮機(jī)入口。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其進(jìn)一步包括，在將混合物傳送至所述壓縮機(jī)入口之前，在所述文氏管處混合所述壓縮機(jī)再循環(huán)流和吸入的EGR。
18.—種發(fā)動機(jī)系統(tǒng),其包括: 包含進(jìn)氣道和排氣道的發(fā)動機(jī)； 包含由進(jìn)氣道壓縮機(jī)驅(qū)動的排氣渦輪的渦輪增壓器； 連接在所述壓縮機(jī)下游的增壓空氣冷卻器； 包含第一閥和文氏管的壓縮機(jī)再循環(huán)通道，所述通道將所述增壓空氣冷卻器的出口連接至所述壓縮機(jī)的入口，所述文氏管定位于所述通道中的所述第一閥的下游； 包含第二閥的EGR通道，所述第二閥將排氣殘余物再循環(huán)至所述文氏管下游的所述壓縮機(jī)再循環(huán)通道；以及 具有計算機(jī)可讀指令的控制器，該指令用于 基于所述壓縮機(jī)的喘振極限調(diào)節(jié)所述第一閥的開口 ；以及 基于所述第一閥的開口調(diào)節(jié)所述第二閥的開口，以便提供期望的EGR流。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述第一閥和第二閥中的每個均為連續(xù)可變閥，并且其中所述第二閥的開口還基于所述EGR通道的入口上游的排氣壓力。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)節(jié)包括隨著所述壓縮機(jī)移動更靠近所述喘振極限而增加所述第一閥的開口，所述第一閥的開口的增大在所述文氏管處產(chǎn)生增加的真空，并且基于所述文氏管真空的量而增加所述第二閥的開口，以便從朝向所述壓縮機(jī)入口的所述EGR通道吸入EGR，所述EGR和所述壓縮機(jī)再循環(huán)流在所述壓縮機(jī)入口上游混合。
【文檔編號】F02D21/08GK104373253SQ201410394807
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】J·N·尤瑞, G·P·麥康威爾, D·J·斯泰爾斯, R·D·普斯福爾, M·H·謝爾比 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司