經由機械增壓器供應真空的方法
2023-04-28 02:53:36 2
經由機械增壓器供應真空的方法
【專利摘要】本發明公開一種用於在發動機中供應真空的方法。該方法包括控制位於機械增壓器的上遊的節流閥，以便從位於節流閥和機械增壓器入口中間的真空管路抽吸流體，該機械增壓器與渦輪增壓器串聯並且位於渦輪增壓器的上遊。
【專利說明】經由機械增壓器供應真空的方法
【背景技術】
[0001]可以在發動機中產生真空以便建立輔助車輛運行的各種作用。在一個示例中，可以利用真空為例如用於制動輔助的裝置提供驅動力。在另一個示例中，可以利用真空循環各種流體，例如用於排氣再循環(EGR)、燃料蒸汽抽取、曲軸箱通風等。
[0002]在一個示例中，車輛包括具有節流閥的發動機，該節流閥位於渦輪增壓器的壓縮機入口上遊。節流閥可操作以使進入壓縮機入口的流體(例如，進氣)節流以產生真空。這種真空可以用於在發動機運行期間操作驅動器或者循環其它流體。
[0003]然而，發明人在此已經意識到了這種方法的潛在問題。典型的壓縮機前的節氣門可以控制發動機載荷或者控制壓縮機前的真空，但它不能完全獨立地兩者兼顧。例如，節流渦輪增壓器的壓縮機入口減少了經過壓縮機的流動循環，經過壓縮機的流動循環可能引起阻塞或失速。而且，通過調節節流閥產生的瞬態流動狀態可以引起壓縮機喘振。無論哪種情況，當這種狀態出現時，車輛的駕駛性能可能降低並且可能被車輛操作人員負面地感知。
【發明內容】
[0004]因此，在一個示例中，通過在發動機中提供真空的方法可以解決一些上述問題。該方法包括控制位於機械增壓器上遊的節流閥以便從位於節流閥和機械增壓器入口中間的真空管路抽吸流體，所述機械增壓器與渦輪增壓器串聯布置並且位於渦輪增壓器的上遊。
[0005]通過使機械增壓器節流，可以在整個發動機運行期間產生真空用於各種用途，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失速/喘振。
[0006]此外，在一些實施方式中，可利用機械增壓器補償渦輪增壓器遲滯。具體而言，當渦輪增壓器起轉加速至運行速度時，機械增壓器可操作以提供進氣的壓縮。在一個示例中，該方法可以包括在車輛啟動狀態期間，調節節流閥以便增加通過機械增壓器入口的流量並且降低來自真空管路的流量。以此方式，更有效的機械增壓器運行可以優先於真空產生，以便加速車輛啟動。
[0007]在另一個實施例中，發動機包括:渦輪增壓器；與渦輪增壓器串列布置並且位於渦輪增壓器上遊的機械增壓器；位於機械增壓器上遊的節流閥；位於節流閥和機械增壓器入口中間的真空管路；以及具有控制節流閥從真空管路抽吸流體的指令的控制器。
[0008]在另一個實施例中，控制器具有指令，當由處理器執行時該指令:在車輛啟動狀態期間，調節節流閥以便增加通過機械增壓器入口的流量並且降低來自真空管路的流量。
[0009]在另一個實施例中，控制器具有指令，該指令響應於渦輪增壓器速度大於閾值，調節節流閥以便相對於在車輛啟動狀態期間通過真空管路的流量增加通過真空管路的流量。
[0010]在另一個實施例中，控制器具有指令，該指令響應於渦輪增壓器速度大於閾值，調節機械增壓器旁通閥以便引導至少一些流體到機械增壓器的下遊。
[0011]在另一個實施例中，發動機進一步包括:與真空管路流體相連的真空消耗裝置，並且其中計算機可讀介質具有指令，當由處理器執行時，該指令供應真空至真空消耗裝置。
[0012]在另一個實施例中，真空消耗裝置包括制動助力器、曲軸箱通風系統和燃料蒸汽抽取罐中的至少一個。
[0013]在另一個實施例中，發動機不包括與真空管路流體相連的真空泵裝置。
[0014]在另一個實施例中，流體包括驅動器真空、再循環的排氣、抽取的燃料蒸汽和排放的曲軸箱氣體中的一種或多種。
[0015]在另一個實施例中，在發動機中供應真空的方法包括:當發動機載荷在不使用機械增壓器的情況下滿足時，控制機械增壓器為真空泵以便供應真空至真空消耗裝置。
[0016]在另一個實施例中，控制機械增壓器為真空泵包括供應驅動器真空至制動助力器。
[0017]在另一個實施例中，控制機械增壓器為真空泵包括供應真空以便從燃料蒸汽存儲介質抽吸燃料蒸汽到進氣通道中。
[0018]在另一個實施例中，控制機械增壓器為真空泵包括供應真空以便從曲軸箱通風系統抽吸曲軸箱氣體到進氣通道中。
[0019]在另一個實施例中，控制機械增壓器為真空泵包括供應真空以便從排氣再循環通道抽吸排氣到進氣通道中。
[0020]在另一個實施例中，用於發動機的方法包括:在啟動期間，在渦輪增壓器起轉加速之前用機械增壓器壓縮進氣；在啟動之後，用渦輪增壓器壓縮進氣，並且通過真空將除了進氣之外的外部流體抽吸到進氣口中，該真空是通過與啟動期間相比減小緊接在機械增壓器上遊的節氣門開度而產生的。
[0021]將被理解的是，提供上述概述以簡化的形式介紹在後面的【具體實施方式】中進一步描述的一系列概念。這不意味著指定要求保護的主題的關鍵特徵或必要特徵，要求保護的主題的範圍通過所附權利要求限定。此外，要求保護的主題不限於解決在上面或者在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]通過參考附圖閱讀非限制性實施例的下列詳述，將更好地理解本公開的主題，其中:
[0023]圖1示意性地示出根據本公開的實施例的發動機的示例。
[0024]圖2示出根據本公開的實施例的用於在發動機中供應真空的方法的示例。
[0025]圖3示出根據本公開的實施例的用於在發動機中供應真空的另一個方法的示例。
【具體實施方式】
[0026]本發明涉及在車輛的發動機中提供真空。更具體地，本公開涉及發動機布置，其中在可被稱作「雙增壓器」的布置中，機械增壓器與渦輪壓縮機串聯布置並且位於渦輪壓縮機的上遊。例如，當渦輪增壓器起轉加速至運行速度時，機械增壓器可以提供壓縮，以便降低或消除渦輪遲滯。一旦渦輪增壓器達到運行速度，機械增壓器可以繼續將增壓空氣混合到渦輪增壓器入口(產生提高的進氣壓力)，或者可以通過電磁離合器和旁通閥旁通和/或從傳動系機械分離機械增壓器(提高進氣系統的效率)。位於機械增壓器上遊的節流閥可以被控制以便從位於節流閥和機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的實施方式中描述，但真空節氣門和機械增壓器布置也適用於僅包含機械增壓器並且沒有渦輪增壓器的發動機。
[0027]通過使機械增壓器節流以便在雙增壓器發動機布置中提供真空，渦輪增壓器可以在不被節流的情況下運行，以便更快地達到運行速度並且允許更平穩的運行。以此方式，可以提供真空而不造成渦輪增壓器壓縮機失速/喘振。而且，通過經由機械增壓器提供真空，可以從發動機去除單獨的真空泵以及與排氣再循環(EGR)相關的其它硬體。以此方式，可以降低發動機的生產成本。
[0028]現通過示例的方式並參考某些所示實施例來描述本公開的主題。將注意的是，包括在本公開中的附圖是示意性的，並且示意性地標示。在示意性附圖中，圖示說明的實施例的視圖通常不是按比例繪製的；長寬比、特徵尺寸以及特徵數量可能被故意失真以便更易於看出所選擇的特徵或關係。
[0029]圖1示意性地示出可以包含在車輛100的推進系統中的發動機102的示例。發動機102可以至少部分地由包括控制器104的控制系統以及由來自車輛操作人員的輸入控制。發動機102的燃燒室106 (例如，汽缸)每個都可以包含位於其中的活塞，該活塞可以連接至曲軸108，使得活塞的往復運動被轉換成曲軸的旋轉運動。曲軸108可以經由中間傳動系統連接至車輛的至少一個驅動輪以便推進車輛。
[0030]汽缸106可以經由進氣通道112從進氣歧管110接收進氣，並且可以經由排氣歧管114將燃燒氣體排出到排氣通道116。進氣歧管110和排氣歧管114可以分別經由進氣閥118和排氣閥120選擇性地與汽缸106連通。進氣閥和排氣閥可以由例如凸輪軸、電動氣門驅動(EVA)等的合適的氣門驅動系統進行控制，並且可以利用凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變閥門升程(VVL)系統中的一個或多個以改變氣門運行。
[0031]燃料噴射器122被示為直接連接至燃燒室106，用於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可以與經由電子驅動器從控制器104接收的信號FPff的脈衝寬度成比例地噴射燃料。燃料可以通過包含燃料箱、燃料泵和燃料導軌的燃料系統輸送至燃料噴射器。在一些實施例中，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遊的進氣口中的構造中的進氣歧管110中。在選定運行模式下,點火系統可以響應於來自控制器104的點火提前信號SA經由火花塞提供點火火花至燃燒室106。
[0032]機械增壓器124和渦輪增壓器126可以以雙增壓器構造布置在發動機中。換言之，機械增壓器124可以與渦輪增壓器126的壓縮機128串聯布置在進氣通道112中，並且位於壓縮機128的上遊。機械增壓器124和渦輪增壓器126可以操作以便增加進氣歧管110中的充氣密度和壓力。在某些狀態下，機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加速至運行速度時的啟動狀態期間。在某些狀態下，渦輪增壓器可以提供壓縮，而機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到運行速度時的中等載荷狀態期間。在某些狀態下，機械增壓器和渦輪增壓器可以都提供壓縮，例如在高載荷狀態時。
[0033]在一些實施例中，機械增壓器124可以被可操作地連接到曲軸108，使得機械增壓器124可以至少部分地由曲軸108的旋轉驅動。在一些實施例中，機械增壓器124可以選擇性地經由電磁離合器132通過曲軸108驅動。在某些狀態下，離合器132可以由控制器104控制，以便允許機械增壓器憑慣性轉動或者不由曲軸驅動。在一些實施方式中，離合器可以省略。對於渦輪增壓器126，壓縮機128可以至少部分地通過沿排氣通道116布置的渦輪130 (例如,經由軸)驅動。
[0034]車輛100可以包括多個閥以便控制各種發動機運行參數，例如充氣密度、歧管壓力、真空等。真空節流閥134可以沿進氣通道112設置在機械增壓器124的上遊和沿進氣通道112設置的空氣濾清器144的下遊。真空節流閥134可以經由控制器104控制以便從位於真空節流閥134和機械增壓器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。真空節流閥134可以經由控制器104控制以便供應真空至真空消耗裝置138。真空可被供應到真空消耗裝置以便促進裝置驅動、提供抽吸/促進流體流動等。例如，真空消耗裝置138可以包括制動助力器、曲軸箱通風系統、EGR系統和燃料蒸汽抽取罐中的至少一個。根據發動機的工況，除驅動器真空、再循環的排氣、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氣。
[0036]在一些實施例中，由於真空節流閥134可操作以便通過將流體抽吸到機械增壓器入口中而供應真空至真空管路136，發動機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)。通過去除真空泵裝置，可以降低發動機的生產成本。
[0037]機械增壓器旁通閥146沿進氣通道112設置在渦輪增壓器126的壓縮機128的上遊。機械增壓器旁通閥146為進氣或其它流體提供路線，以便旁通機械增壓器並且當增壓超過設定點時作為安全閥。例如，在低發動機載荷狀態期間，例如在怠速或輕節流巡航期間，增加的增壓可以增加泵取功從而將空氣推入進氣歧管中，並且因此可能增加泵取損失，泵取損失降低發動機效率和燃料經濟性。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，至少一些進氣可以通過真空節流閥134節流到機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128可以設置在機械增壓器124和機械增壓器旁通閥146的下遊的進氣通道112中。從上遊裝置共同流動的進氣可以在基本上很少節流或沒有節流的情況下進入壓縮機128的入口。換言之，上遊裝置可以提供經過壓縮機的合適的流量，以便減少或阻止壓縮機中的失速或喘振。此外，壓縮機旁通閥148沿著與進氣通道112流體相連的壓縮機旁通通道150設置。壓縮機旁通閥148為進氣提供路線以便旁通渦輪增壓器的壓縮機128，並且當增壓超過設定點時作為安全閥。
[0039]增壓空氣冷卻器152設置在渦輪增壓器的壓縮機128下遊的進氣通道112中。增壓空氣冷卻器152冷卻被壓縮機128壓縮的進氣以便增加提供至汽缸106的充氣的密度。
[0040]節流閥154設置在進氣冷卻器152和壓縮機128下遊的進氣通道112中。在該特定的示例中，節流閥154的位置可以通過控制器104經由提供至通常被稱作電子節氣門控制(ETC)的構造的包含有節流閥154的電動馬達或驅動器的信號改變。以此方式，節流閥154可操作以改變提供至汽缸106的進氣。
[0041]渦輪增壓器的渦輪130通過從汽缸106排出的排氣驅動，渦輪130驅動壓縮機128以提供壓縮。廢氣門或渦輪旁通閥156設置在與排氣通道116流體相連的渦輪旁通通道158中。當增壓超過設定點時，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，在一些實施例中可以省略旁通閥/通道中的一個或多個。
[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。在一些實施例中，在發動機102的運行期間，排放控制裝置160可以通過在特定的空燃比內運行發動機的至少一個汽缸而定期
地重置。
[0043]控制器104在圖1中被示為微型計算機，其包括微處理器單元162和用於可執行程序和校準值的電子存儲介質(也稱作計算機可讀存儲介質(CRM)) 164。例如，計算機可讀存儲介質可包括只讀存儲晶片106、隨機存取存儲器和保活存儲器中的一個或多個。
[0044]控制器104可以從連接至發動機102和車輛100的傳感器166接收各種信號。傳感器166可以包括至少一個增壓或壓力傳感器、真空壓力傳感器、質量空氣流量傳感器和歧管空氣壓力傳感器，其中，該至少一個增壓或壓力傳感器位於機械增壓器(和/或渦輪增壓器)下遊的進氣通道中，用於提供增壓指示，該真空壓力傳感器位於真空節流閥和機械增壓器中間，質量空氣流量傳感器和歧管空氣壓力傳感器分別用於提供信號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上遊的排氣通道116。排氣傳感器可以是用於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 (通用或寬域排氣氧)傳感器、雙態氧傳感器或排氣氧(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:來自連接至發動機冷卻套筒的溫度傳感器的發動機冷卻劑溫度(ECT);來自連接至曲軸108的霍爾效應傳感器(或其它類型)的表面點火感測信號(PIP);來自連接至任意或所有節流閥的節氣門位置傳感器的節氣門位置(TP)。發動機轉速信號RPM可以通過控制器12根據信號PIP產生。
[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。在化學計量運行期間，MAP傳感器可以給出發動機扭矩的指示。而且，該傳感器連同檢測的發動機轉速可以提供被引入汽缸中的充氣(包含空氣)的估計。
[0046]控制器104基於接收的指示車輛工況的傳感器信號控制各種發動機驅動器168。例如，控制器104可以基於各種工況調節或控制包括閥的各種驅動器的狀態，該閥例如為真空節流閥134、機械增壓器旁通閥146、壓縮機旁通閥148、節流閥154、潤輪旁通閥156、EGR閥142、進氣閥118和排氣閥120。此外，可以由控制器104控制的驅動器168可以包括真空消耗裝置138、離合器132以及與發動機運行相關的其它合適的驅動器。
[0047]計算機可讀介質只讀存儲器164可以用計算機可讀數據編程，該計算機可讀數據表示可由處理器162執行用於執行下述方法以及其它預期的但未具體列舉的變體的指令。
[0048]在一個示例中，控制器104可以被配置成控制真空節流閥134以便從真空管路136抽吸流體到機械增壓器124的入口中，從而供應真空至真空消耗裝置138。例如，真空節流閥可以被部分地關閉以便在機械增壓器入口和進氣通道之間產生壓力差，其經由真空管路供應真空至真空消耗裝置。在制動助力器的情況中，可以供應真空以便增加制動助力器的制動力。在曲軸箱通風系統的情況中，可以供應真空以便從發動機的曲軸箱抽吸燃料蒸汽到進氣通道中。在燃料蒸汽抽取罐的情況中，可以供應真空以便從濾罐抽吸燃料蒸汽到進氣通道中。
[0049]在一些實施方式中，機械增壓器可以間歇地用於壓縮，例如以便當渦輪增壓器起轉加速至運行速度時提供壓縮。例如，一旦渦輪增壓器起轉加速至能夠滿足發動機載荷的運行速度，則機械增壓器可以被閒置(Sit idle)或者可以被旁通。而且，在某些狀態下，在包含機械增壓器但不包含渦輪增壓器的發動機構造中，機械增壓器可以操作以便滿足發動機載荷。在其它情況中，發動機載荷可以在不使用機械增壓器的情況下滿足，並且機械增壓器可以被閒置或者可以被旁通。在機械增壓器將閒置的這種狀態期間，可以結合真空節流閥操作機械增壓器，以便提供真空至真空消耗裝置。在一個示例中，控制器104可配置為當發動機載荷在不使用機械增壓器的情況下被滿足時，使用機械增壓器作為真空泵以便為制動助力器提供驅動器真空。在另一個示例中，控制器104可以被配置為當發動機載荷在不使用機械增壓器的情況下被滿足時，使用機械增壓器作為真空泵以便從燃料蒸汽存儲介質(例如，燃料蒸汽濾罐)吸收燃料蒸汽。在另一個示例中，控制器104可以被配置為當發動機載荷在不使用機械增壓器的情況下被滿足時，使用機械增壓器作為真空泵以便將曲軸箱氣體吸收到發動機中。在另一個示例中，控制器104可以被配置為當發動機載荷在不使用機械增壓器的情況下被滿足時，使用機械增壓器作為泵以便將排氣吸收到發動機中。
[0050]在一個示例中，控制器104可以被配置為響應於渦輪增壓器速度大於閾值，調節機械增壓器旁通閥以便引導至少一些流體到機械增壓器的下遊。換言之，當渦輪增壓器以運行速度轉動時，機械增壓器可以在機械增壓器旁通閥至少部分地打開的情況下運行，以便減少由機械增壓器添加的壓縮從而不會使增壓增加到超過指定的閾值。
[0051]在另一個示例中，機械增壓器和渦輪增壓器可以都提供壓縮，並且機械增壓器可以被真空節流閥節流以便提供真空至真空消耗裝置。在任何一個示例中，結合真空節流閥操作機械增壓器以供應真空消除了對單獨的真空泵裝置以及與低壓EGR系統相關的其它硬體的需求。
[0052]一般而言，可以控制真空節流閥以提供儘可能多到發動機工況所允許的限制的真空。然而，在某些情況下，真空節流閥不需要被控制為總提供最大真空。
[0053]在一個示例中，控制器104可以被配置為在車輛啟動狀態期間，調節真空節流閥以增加通過機械增壓器入口的流量並且減少來自真空管路的流量。例如，在車輛啟動狀態期間，真空節流閥可以被調節成大敞開以便對機械增壓器提供基本上很少的節流或不提供節流，從而使得機械增壓器快速地提供壓縮。在一個示例中，車輛啟動狀態可包括其中當渦輪增壓器低於運行速度時車輛是踩加速器踏板狀態。在一些情況中，車輛可以停止或處於怠速，並且機械增壓器的控制可以集中於相對於其它狀態增加進氣壓縮。通過調節機械增壓器的控制以使增加增壓優先於供應真空，可以減少渦輪增壓器遲滯和車輛啟動時間。
[0054]此外，在一個示例中，控制器104可以被配置為響應於渦輪增壓器速度大於閾值，調節節流閥以便相對於在車輛啟動狀態期間通過真空管路的流量增加通過真空管路的流量。例如，真空節流閥可以被調節為具有比車輛啟動狀態期間更小的開口。一旦渦輪增壓器已經達到提供合適壓縮的運行速度(例如，沒有遲滯)，則機械增壓器的控制可以優先為供應真空。
[0055]上述構造使在機動車的發動機中供應真空的各種方法成為可能。因此，現在通過示例的方式繼續參考以上構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容範圍內的其它方法同樣可以通過其它構造而成為可能。
[0056]圖2示出根據本公開的實施例在發動機中供應真空的方法200的示例。在一個示例中，方法200可以由圖1的控制器104執行。將理解，該方法可以在雙增壓發動機構造中或者在包含機械增壓器但不包含渦輪增壓器的發動機構造中執行。
[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和確定連接到車輛的驅動器的狀況。
[0058]在步驟204，方法200包括確定在不使用機械增壓器的情況下是否滿足發動機載荷。例如，當對於不使用機械增壓器的情況發動機載荷適當低/歧管壓力適當高時，可以在不使用機械增壓器的情況下滿足發動機載荷。作為另一個示例，當在雙增壓器構造中渦輪增壓器起轉加速以提供合適的壓縮以便滿足發動機載荷時，可以在不使用機械增壓器的情況下滿足發動機載荷。如果在不使用機械增壓器的情況下滿足發動機載荷，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包括控制真空節流閥以便將來自位於真空節流閥和機械增壓器中間的真空管路的流體抽吸到機械增壓器入口中。例如，真空節流閥可以部分地關閉以便在真空管路和機械增壓器入口之間產生壓力差，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動器真空、再循環的排氣、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。在一些實施方式中，機械增壓器可用於將除了進氣以外的外部流體抽吸到進氣通道中。
[0061]在一些實施例中，使用機械增壓器作為真空泵包括，在步驟210，將來自機械增壓器的驅動器真空供應到制動助力器。供應的真空可以被用作驅動器真空，以便增加由制動助力器提供的制動力。在一些實施例中，使用機械增壓器作為真空泵包括，在步驟212，供應真空以便吸收來自燃料蒸汽存儲介質的燃料蒸汽。例如，機械增壓器可以供應真空以便將來自燃料蒸汽濾罐的燃料蒸汽抽取到進氣歧管中，使得燃料蒸汽可以在燃燒期間被消耗。在一些實施例中，使用機械增壓器作為真空泵包括，在步驟214，供應真空以便將曲軸箱氣體吸收到發動機中。例如,機械增壓器可以供應真空以便將來自曲軸箱通風系統的曲軸箱氣體抽吸到進氣歧管中，使得曲軸箱氣體可以在燃燒期間被消耗。在一些實施例中，使用機械增壓器作為真空泵包括，在步驟216，供應真空以便將排氣吸收到發動機中。例如，機械增壓器可以供應真空以便將來自EGR系統的排氣抽吸到進氣歧管中，使得排氣可以在燃燒期間被消耗。這些流體(驅動器真空、再循環的排氣、抽取的燃料蒸汽和排放的曲軸箱氣體)已經預先經由進氣歧管真空被抽吸到發動機中。但是當進氣歧管真空不可得時，機械增壓器「泵」可用於在不合適的狀態期間吸入這些氣體。
[0062]通過使機械增壓器節流，可以在不使用單獨的真空泵裝置的情況下，提供真空用於發動機中的各種操作。更具體地，在雙增壓發動機構造中，由於機械增壓器被節流以提供真空，渦輪增壓器可以在不被節流的情況下運行，這可以減少或消除壓縮機失速/喘振。在雙增壓器系統中，可以短暫地使用機械增壓器，並且因此機械增壓器可以用於驅動器真空產生和各種氣體的吸收。在只有機械增壓器的系統中，機械增壓器可以用於在低發動機載荷下的真空產生。制動和車輛加速傾向於互斥地發生，並且因此機械增壓器用作用於制動增壓的真空泵是偶然的(serendipitous)。
[0063]圖3示出這種偶然性的示例，其中當機械增壓器沒有被使用時，其可用於真空產生或各種氣體的吸收。圖3示出根據本公開的實施例的在發動機中供應真空的另一個方法300的示例。在一個示例中，方法300可以由圖1的控制器104執行。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和確定連接到車輛的驅動器的狀況。
[0064]在步驟304，方法300包括確定是否存在車輛啟動狀態。在一個示例中，車輛啟動狀態可以基於通過渦輪增壓器的增壓指示的渦輪增壓器速度、發動機轉速、車輛速度、加速器踏板位置等。如果存在車輛啟動狀態，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包括控制真空節流閥以增加通過機械增壓器入口的流量並且減少來自真空管路的流量。例如，真空節流閥可以被調節成大敞開以便增加到機械增壓器入口的流體流量。打開真空節流閥降低進氣通道和真空管路之間的壓力差，並且因此來自真空管路的流量相對於其它工況被減少。
[0066]在步驟308，方法300包括在渦輪增壓器起轉加速至運行速度之前用機械增壓器壓縮進氣。機械增壓器的運行可以被控制為在啟動狀態期間使控制發動機載荷/增加增壓優先於供應真空，以便補償渦輪增壓器遲滯。
[0067]在步驟310，方法300包括確定渦輪增壓器速度是否大於閾值。例如，閾值可以是提供合適的增壓的渦輪增壓器的運行速度。如果渦輪增壓器速度大於閾值，則方法300移至步驟312。否則，方法300返回308。
[0068]將理解，在不偏離本公開的範圍的情況下，可以以任何合適的方式確定車輛啟動狀態何時結束。例如，發動機載荷/車輛速度可以用來代替渦輪增壓器速度來確定車輛啟動狀態何時結束。
[0069]在步驟312，方法300包括調節真空節流閥以便相對於啟動狀態期間增加來自真空管路的流量。換言之，如果在啟動狀態期間以第一速率從真空管路抽取流體，則可以響應於渦輪增壓器速度大於閾值，將流動速率調節至大於第一流動速率的第二流動速率。一旦渦輪增壓器能夠提供適合於滿足發動機載荷的增壓，則機械增壓器可以被控制以便優先供應真空。例如，在車輛啟動之後，當渦輪增壓器已經起轉加速時，調節真空節流閥可以包括相比於啟動期間減小開口以便將除進氣之外的外部流體經由真空抽吸到進氣通道中。在一個示例中，除進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、再循環的排氣
坐寸ο
[0070]在一些實施方式中，一旦渦輪增壓器速度大於閾值，則可降低通過機械增壓器提供的增壓，並且在步驟314，方法300可包括響應於渦輪增壓器速度大於閾值，調節機械增壓器旁通閥以便引導至少一些流體到機械增壓器的下遊。一旦渦輪增壓器能夠提供增壓，則可至少部分地旁通機械增壓器，使得發動機不會過度增壓(over-boosted)，同時保持機械增壓器的運行以便供應真空。
[0071]在步驟316，方法300包括通過渦輪增壓器壓縮進氣。一旦渦輪增壓器已經達到運行速度，則可以通過渦輪增壓器處理壓縮，同時機械增壓器保持運行以便供應真空用於其它操作。在一些實施例中，機械增壓器可繼續將加壓空氣混合到渦輪增壓器入口以便產生升高的進氣壓力，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估程序可以被用於各種系統構造。這些程序可以表示一個或更多個不同的處理策略，例如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程等等。由此，所公開的過程步驟(操作、功能和/或動作)可以表示被編程到電控系統中的計算機可讀存儲介質中的代碼。
[0073]將被理解的是，此處描述和/或說明的過程步驟中的一些在一些實施方式中可以被省略，而不脫離本公開的範圍。同樣，可以不總是要求過程步驟的所標示的順序以實現期望的結果，提供該順序是為了易於說明和描述。說明的動作、功能或操作中一個或更多個可以被重複執行，取決於所使用的具體策略。
[0074]最後，將被理解的是，本文描述的物體、系統和方法實質上是示例性的，並且這些特定的實施例或示例不被認為具有限制意義，因為很多變化是可預期的。因此，本公開包括本文公開的各種系統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物。
【權利要求】
1.一種用於在發動機中供應真空的方法，其包括: 控制位於機械增壓器的上遊的節流閥，以便從位於所述節流閥和機械增壓器入口中間的真空管路抽吸流體，所述機械增壓器與渦輪增壓器串聯布置並且位於所述渦輪增壓器上遊。
2.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括: 在車輛啟動狀態期間，調節所述節流閥以便增加通過所述機械增壓器入口的流量並且減少來自所述真空管路的流量。
3.根據權利要求2所述的方法，其進一步包括: 響應於渦輪增壓器速度大於閾值，調節所述節流閥，以便相對於所述車輛啟動狀態期間通過所述真空管路的流量增加通過所述真空管路的流量。
4.根據權利要求3所述的方法，其進一步包括: 調節機械增壓器旁通閥以便引導至少一些流體到所述機械增壓器的下遊，同時所述機械增壓器充當真空泵。
5.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括: 供應真空至與所述真空管路流體相連的真空消耗裝置。
6.根據權利要求5所述的方法，其中所述真空消耗裝置包括制動助力器、曲軸箱通風系統、排氣再循環系統和燃料蒸汽抽取罐中的至少一個。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述流體包括驅動器真空、再循環的排氣、抽取的燃料蒸汽和排放的曲軸箱氣體中的一種或多種。
8.一種發動機，其包括: 渦輪增壓器； 機械增壓器，其與所述渦輪增壓器串聯布置，並且位於所述渦輪增壓器的上遊； 節流閥，其位於所述機械增壓器的上遊； 真空管路，其位於所述節流閥和機械增壓器入口中間；以及 控制器，其包含處理器和指令，當所述指令被所述處理器執行時: 控制所述節流閥以便從所述真空管路抽吸流體。
9.根據權利要求8所述的發動機，當所述指令被所述處理器執行時: 在車輛啟動狀態期間，調節所述節流閥以便增加通過所述機械增壓器入口的流量並且減少來自所述真空管路的流量。
10.根據權利要求9所述的發動機，當所述指令被所述處理器執行時: 響應於渦輪增壓器速度大於閾值，調節所述節流閥，以便相對於在所述車輛啟動狀態期間通過所述真空管路的流量增加通過所述真空管路的流量。
【文檔編號】F02B37/12GK103511357SQ201310224998
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月7日 優先權日:2012年6月14日
【發明者】R·D·珀西富爾 申請人:福特環球技術公司