運(yùn)行配備氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛的方法
【專利摘要】一種用于改進(jìn)車輛性能的設(shè)備和方法，其通過(guò)以在在最大可行程度上使超過(guò)不同運(yùn)行限值的可能性最小化的同時(shí)增大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的方式施加氣動(dòng)增壓至車輛發(fā)動(dòng)機(jī)（包括具有供應(yīng)空氣至發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）而進(jìn)行。所述車輛的氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器通過(guò)以下項(xiàng)而實(shí)施用于在增壓事件期間使空氣噴射的速率成形、定制空氣噴射以在遵守運(yùn)行限值的同時(shí)獲得最大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的策略：在增壓事件期間控制定時(shí)、持續(xù)時(shí)間、數(shù)量和/或噴射型式以在增壓事件過(guò)程中實(shí)現(xiàn)壓縮空氣噴射的精細(xì)化分布以提供所要發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出和燃料效率，同時(shí)使超過(guò)多種運(yùn)行限值、法定、工程和乘客舒適度限值的可能性最小化。
【專利說(shuō)明】運(yùn)行配備氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于改進(jìn)許多領(lǐng)域的車輛性能(包括加速、燃料經(jīng)濟(jì)性和減排)的設(shè)備和方法。尤其，本發(fā)明涉及以增大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出(以滿足設(shè)計(jì)、法定和其它要求的方式)的方式施加氣動(dòng)增壓至車輛發(fā)動(dòng)機(jī)(包括具有供應(yīng)空氣至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管的至少一個(gè)渦輪增壓器的商用車輛柴油發(fā)動(dòng)機(jī))的設(shè)備和方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(諸如，例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī))通常配有廢氣渦輪增壓器。例如，圖1示出具有耦接至廢氣渦輪增壓器2的排氣管路10的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)I的示意圖。廢氣渦輪增壓器具有由來(lái)自排氣管路10的廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪4。渦輪4耦接至壓縮機(jī)3 (這些組件一起形成渦輪增壓器葉輪單元)，其壓縮來(lái)自進(jìn)氣進(jìn)口 11的進(jìn)氣。從壓縮機(jī)3排出的壓縮空氣被饋送至發(fā)動(dòng)機(jī)I的進(jìn)氣管路9’以增大發(fā)動(dòng)機(jī)I中的氣壓，并且由此在汽缸的各自進(jìn)氣閥打開時(shí)將比發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣情況下可能饋送至汽缸中的空氣更多的空氣饋送至發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中。因渦輪增壓器將額外空氣供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中，連同來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的相關(guān)額外燃料，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出增大且發(fā)動(dòng)機(jī)以更高效率運(yùn)行。具體地，當(dāng)汽缸的進(jìn)氣閥閉合時(shí)，由渦輪增壓器輸送至進(jìn)氣歧管的額外壓力在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中形成更大壓力。當(dāng)組合額外燃料且被點(diǎn)燃時(shí)，存在于汽缸中的更大空氣質(zhì)量形成更高燃料壓力，且因此更高活塞力通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)化為更高發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。此外，增大的燃燒質(zhì)量和壓力產(chǎn)生更高壓力和體積的廢氣，其接著在廢氣中提供額外能量以驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器的渦輪。增大的廢氣能量進(jìn)一步增大渦輪增壓器壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，并且由此進(jìn)一步增大被供應(yīng)至汽缸的空氣量以按更快速率增大發(fā)動(dòng)機(jī)速度和扭矩輸出。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)了解雖然上文和下文討論燃燒空氣經(jīng)由進(jìn)氣歧管到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸，但是本發(fā)明的原理和概念同樣適用于具有替代供氣體積的發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如其中進(jìn)氣配置使得每個(gè)汽缸具有相關(guān)進(jìn)氣“室”而非接收來(lái)自共同進(jìn)氣歧管的進(jìn)氣的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0004]使用廢氣渦輪增壓器的一個(gè)眾所周知的問(wèn)題是其無(wú)法在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的所有運(yùn)行狀態(tài)中輸送足夠的空氣量，最明顯的是在響應(yīng)低發(fā)動(dòng)機(jī)速度下的突然加速需求時(shí)。例如，在諸如具有廢氣渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在大的加速需求期間，渦輪增壓器通常由于低發(fā)動(dòng)機(jī)速度和進(jìn)氣和廢氣輸出的相應(yīng)低質(zhì)量流速而無(wú)法供應(yīng)充足的空氣流量以在進(jìn)氣歧管中產(chǎn)生所需的氣壓量以驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器。因此，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)反應(yīng)慢，明顯的扭矩輸出和轉(zhuǎn)速增大僅在油門踏板被按壓后的顯著延遲之后發(fā)生(被稱作“渦輪延時(shí)”的效應(yīng))。
[0005]已提出不同解決方案來(lái)改善“渦輪延時(shí)”效應(yīng)，包括其中將壓縮空氣供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管的配置。這樣一種“氣動(dòng)增壓”系統(tǒng)的實(shí)例圖示在圖1中。在本實(shí)例中，儲(chǔ)存器13儲(chǔ)存空氣壓縮機(jī)14產(chǎn)生的壓縮空氣。在加速需求開始與渦輪增壓器已積聚足夠壓力以與進(jìn)氣歧管壓力相等并且開始自行滿足扭矩輸出需求之時(shí)之間的瞬態(tài)期期間，響應(yīng)增大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的需求而將壓縮空氣引入發(fā)動(dòng)機(jī)I的進(jìn)氣管路9’中。
[0006]從儲(chǔ)存器13供應(yīng)至進(jìn)氣管路9’中的額外空氣具有至少兩種主要作用。饋送至發(fā)動(dòng)機(jī)I的汽缸的額外燃燒空氣提供發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的即刻增大。額外空氣還導(dǎo)致來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣流的更快速增大，其接著幫助渦輪增壓器渦輪4更快速地增大其轉(zhuǎn)速，因此使渦輪增壓器壓縮機(jī)3能在進(jìn)氣管路9’中更快地積聚壓力。此外，渦輪增壓器壓縮機(jī)可越快供應(yīng)足夠壓力以支持扭矩輸出需求，供應(yīng)自儲(chǔ)存器13的額外空氣流量可越快停止，節(jié)省壓縮空氣用于其它用途及減小車輛空氣壓縮機(jī)的占空比。
[0007]圖1實(shí)例中從儲(chǔ)存器13噴射壓縮空氣經(jīng)由進(jìn)氣控制裝置7發(fā)生。進(jìn)氣控制裝置7配置在進(jìn)氣管路9’與渦輪增壓器的壓縮機(jī)3或如圖1中所示壓縮機(jī)3下游的增壓空氣冷卻器5之間。圖2中示意圖示的進(jìn)氣控制裝置7與增壓空氣冷卻器5的進(jìn)口 6連接且與進(jìn)氣管路9’的出口 9連接。
[0008]擋板元件16位于進(jìn)氣控制裝置7內(nèi)，介于進(jìn)口 6與出口 9之間?？赏ㄟ^(guò)調(diào)整電機(jī)17調(diào)整擋板元件16以在壓縮空氣被噴射至進(jìn)氣管路時(shí)關(guān)閉從進(jìn)口 6至出口 9的連接。閉合擋板防止噴射的壓縮空氣朝向渦輪增壓器回流以幫助更快速地增大發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的壓力，其接著增大排氣管路壓力和所得的渦輪增壓器排氣壓力增大的速率。此外，閉合擋板還提供渦輪增壓器下游的閉合體積以進(jìn)一步協(xié)助積聚渦輪增壓器排氣壓力。
[0009]壓縮空氣進(jìn)口 8經(jīng)由流量調(diào)節(jié)裝置20連接至儲(chǔ)存器13的出口 9?？刂破?5用于控制流量調(diào)節(jié)裝置20和調(diào)整電機(jī)17。控制裝置15從壓力傳感器18和19接收輸入，所述壓力傳感器18和19分別測(cè)量出口 9上的出口壓力和增壓空氣進(jìn)口 6上的進(jìn)口壓力。
[0010]在運(yùn)行時(shí)，流量調(diào)節(jié)裝置20通過(guò)打開從壓縮空氣進(jìn)口 8至出口 9的連接而將壓縮空氣供應(yīng)至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管。大致同時(shí)，擋板元件16閉合以防止噴射的壓縮空氣從儲(chǔ)存器13流回至廢氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)3中。當(dāng)來(lái)自儲(chǔ)存器13的壓縮空氣噴射結(jié)束時(shí)，擋板元件16再次打開以允許現(xiàn)在充足的來(lái)自渦輪增壓器壓縮機(jī)3的排放的壓縮空氣供應(yīng)流至進(jìn)氣管路9’中。
[0011]雖然先前已知將壓縮空氣噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中以減小“渦輪延時(shí)”，但是本領(lǐng)域中工作的重點(diǎn)主要是使可用于流至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管中的壓縮空氣量最大化及使從氣動(dòng)增壓事件發(fā)起至壓縮空氣實(shí)際噴射的響應(yīng)時(shí)間最小化以即刻開始增大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出及在來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳輸中避免非所要的駕駛員感知的延遲。
[0012]現(xiàn)有氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題是有時(shí)在氣動(dòng)增壓事件開始時(shí)由非常快的壓縮空氣噴射導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的非常陡然的增大。還可能在隨后壓縮空氣噴射終止時(shí)及在進(jìn)氣擋板切換打開以恢復(fù)至發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器輸出時(shí)經(jīng)歷這種急劇的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出瞬態(tài)。這些瞬態(tài)可能對(duì)車輛駕駛員和乘客造成明顯的不舒適。
[0013]先前氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的另一個(gè)問(wèn)題是在急于快速增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出直到渦輪增壓器已積聚充足壓力過(guò)程中，可能超過(guò)法定限值，諸如污染排放限值。突然施加過(guò)量氣動(dòng)增壓還具有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)組件造成突加負(fù)載的可能。例如，突然施加過(guò)量氣動(dòng)增壓可能施加大量扭矩至車輛傳動(dòng)系，其可能接近發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器和/或傳動(dòng)軸應(yīng)力限值。過(guò)量氣動(dòng)增壓還可能產(chǎn)生來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的突發(fā)高體積、高壓廢氣流，其可能導(dǎo)致渦輪增壓器渦輪壓縮機(jī)總成的速度上升至高水平。類似地，突發(fā)的壓縮空氣噴射和伴隨的增大的廢氣流可能造成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣中間冷卻器和其相關(guān)管道的過(guò)度施壓的可能。
[0014]先前氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的另一個(gè)問(wèn)題是過(guò)量噴射壓縮空氣及結(jié)果耗用車輛的壓縮空氣儲(chǔ)備至低于確保關(guān)鍵車輛安全系統(tǒng)(諸如空氣制動(dòng)器)以及其它車輛系統(tǒng)的可操作性所需的最小數(shù)量的可能。一種使這種問(wèn)題最小化的方法是獲得和安裝較大空氣壓縮機(jī)和壓縮空氣儲(chǔ)存容器，其能夠滿足關(guān)鍵空氣消耗系統(tǒng)的需要和氣動(dòng)增壓噴射系統(tǒng)的預(yù)期額外需求。但是，這種方法具有其自身的問(wèn)題，包括對(duì)于更大和更多數(shù)空氣處理組件的增加成本和重量的代價(jià)、由于增大的車輛重量及消耗更多發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出以驅(qū)動(dòng)較大壓縮機(jī)的需要而增大的燃料消耗和阻礙設(shè)計(jì)者增加額外儲(chǔ)存器的能力的空間限制。
發(fā)明概要
[0015]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的這些和其它問(wèn)題，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種氣動(dòng)增壓系統(tǒng)和運(yùn)行方法，其改進(jìn)車輛操作性能同時(shí)確保在氣動(dòng)增壓事件期間滿足設(shè)計(jì)、運(yùn)行和法定限制。通過(guò)一種氣動(dòng)增壓系統(tǒng)解決這個(gè)目標(biāo)，所述氣動(dòng)增壓系統(tǒng)被控制來(lái)實(shí)施用于在氣動(dòng)增壓事件期間通過(guò)在增壓事件期間控制噴射以改變空氣噴射對(duì)時(shí)間曲線圖上的壓縮空氣噴射的“形狀”而使壓縮空氣噴射的速率成形的不同策略。氣動(dòng)增壓事件期間的這種壓縮空氣噴射“速率成形”法以與現(xiàn)有技術(shù)的盡可能快地噴射盡可能多的空氣的典型方法正好相反的方式管控氣動(dòng)增壓系統(tǒng)運(yùn)行。而是，本發(fā)明的方法是定制壓縮空氣噴射的發(fā)起時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、流速等以在氣動(dòng)增壓事件過(guò)程中實(shí)現(xiàn)壓縮空氣噴射的高度精細(xì)化分布以改進(jìn)與多種運(yùn)行、法定、工程和乘客舒適度限值的相符性。
[0016]應(yīng)了解，本發(fā)明中的“速率成形”不僅僅減慢氣動(dòng)增壓事件期間壓縮空氣噴射的速率，而且包括多種壓縮空氣噴射型式，其中壓縮空氣輸送速率“成形”以提供盡可能多的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出同時(shí)在最大可行程度內(nèi)避免超過(guò)適用限值。(或者，速率成形空氣噴射可用于控制扭矩輸出變化的速率)。因此，速率成形涉及提供隨時(shí)間分布的可變量的壓縮空氣，例如，在壓縮空氣噴射事件中使壓縮空氣噴射速率曲線的“峰值”移至更早或更遲，提供分布期限內(nèi)輸送的壓縮空氣噴射的多個(gè)“峰值”及/或使壓縮空氣噴射速率符合由車輛參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)定義的限值。
[0017]還可為本發(fā)明的速率成形壓縮空氣噴射提供多個(gè)開始/停止事件。提供對(duì)壓縮空氣噴射曲線的形狀的所要可變控制的優(yōu)選方法是使用在多級(jí)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)中使用超過(guò)一個(gè)高速螺線管控制的空氣閥。特別優(yōu)選的方法是提供具有不同空氣流量額定值且在氣動(dòng)增壓事件期間通過(guò)個(gè)別閥門的控制電路的脈沖寬度調(diào)制(“PWM”)而在任何時(shí)刻控制壓縮空氣噴射量的多個(gè)壓縮空氣噴射閥。
[0018]本發(fā)明監(jiān)測(cè)車輛參數(shù)及/或在系統(tǒng)組件之間交換這些參數(shù)以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)進(jìn)行壓縮空氣噴射調(diào)整的能力提供將壓縮空氣噴射量與實(shí)際需求匹配的先前未知精度水平并且賦予實(shí)現(xiàn)多種好處的機(jī)會(huì)。
[0019]配備速率成形氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛系統(tǒng)的第一個(gè)好處是可獲得明顯的燃料效率增大。由使用速率成形壓縮空氣噴射以改進(jìn)燃燒和廢氣產(chǎn)生以更快速地使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)以其最高效燃料效率運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍(通常被稱作發(fā)動(dòng)機(jī)的“最有效點(diǎn)”)并且由此使車輛在最小時(shí)間量?jī)?nèi)及以可能的最小燃料消耗量進(jìn)入所要行駛速度同時(shí)仍避免運(yùn)行、排放和/或設(shè)備工程限值而得到的燃料節(jié)省。
[0020]本發(fā)明的速率成形的額外好處是車輛設(shè)計(jì)者可避免不必要的壓縮空氣使用并且因此減小車輛的所安裝壓縮空氣產(chǎn)生和儲(chǔ)存設(shè)備的大小和成本。具體地，通過(guò)僅噴射獲得所要車輛加速所需的壓縮空氣的實(shí)際量同時(shí)仍維持與運(yùn)行限值的相符性且僅在氣動(dòng)增壓事件期間實(shí)際需要壓縮空氣時(shí)如此噴射，本發(fā)明可以比先前氣動(dòng)增壓系統(tǒng)通常消耗的少的壓縮空氣獲得所要水平的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。壓縮空氣噴射的增大精度減小車輛運(yùn)行期間所需的壓縮空氣體積，允許車輛設(shè)計(jì)者減小壓縮空氣產(chǎn)生和儲(chǔ)存組件的大小以匹配較低壓縮空氣需求。由于減小的車輛重量及由于來(lái)自車輛空氣壓縮機(jī)的減小的寄生能量損失，組件大小和容量的這些減小提供其它燃料經(jīng)濟(jì)性好處。
[0021]本發(fā)明的壓縮空氣噴射的數(shù)量、持續(xù)時(shí)間和/或時(shí)點(diǎn)的“成形”的另一個(gè)好處是氣動(dòng)增壓事件期間這些參數(shù)的直接控制可提供不同車輛系統(tǒng)的響應(yīng)的間接控制。通過(guò)選擇性地定制壓縮空氣噴射速率曲線(例如，通過(guò)使空氣噴射質(zhì)量流速對(duì)時(shí)間曲線化而形成的曲線)的形狀，可使不同車輛組件和系統(tǒng)在所要范圍內(nèi)運(yùn)行和/或避免運(yùn)行限值同時(shí)仍輸送增大的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出以補(bǔ)償至少一些(若非所有)渦輪延時(shí)。例如，現(xiàn)有技術(shù)的顆粒排放管理注重低發(fā)動(dòng)機(jī)速度(廢氣壓力低時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn))和/或在高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載條件下開始的高加速需求期間空氣燃料比的精確控制。當(dāng)不足量的空氣可用于防止空氣燃料比變得過(guò)度富余時(shí)，所得燃燒過(guò)程在廢氣流中留下顆粒物質(zhì)的形式的未燃碳?xì)浠衔?如果是足夠高的數(shù)量，那么顆粒物質(zhì)以“煙”的形式可見)。這些未燃碳?xì)浠衔锟稍趶U氣流中呈現(xiàn)煙和/或固體顆粒的形式。本發(fā)明的速率成形允許所要數(shù)量的新鮮空氣噴射以在所要運(yùn)行范圍下增大過(guò)量空氣比以實(shí)現(xiàn)對(duì)于在燃燒過(guò)程期間減小顆粒物質(zhì)形成有利的所要空氣燃料比。使用速率成形壓縮空氣噴射以改進(jìn)與限值的相符性的另一個(gè)實(shí)例是使用定制的空氣噴射以在高加速需求期間控制NOx形成。傳統(tǒng)上，燃燒過(guò)程期間的NOx形成的氣缸內(nèi)減小通過(guò)廢氣再循環(huán)(“EGR”)(一種使廢氣流的一部分再循環(huán)回進(jìn)氣口以與汽缸中的輸入新鮮空氣混合的過(guò)程)而處理。再循環(huán)廢氣中的惰性成分導(dǎo)致較低溫燃燒，使汽缸內(nèi)溫度降至遠(yuǎn)離與NOx形成相關(guān)的高溫范圍。當(dāng)廢氣流中的壓力高于進(jìn)氣供應(yīng)體積中的壓力(或，更概括地說(shuō)，高于EGR流噴射的任意點(diǎn)上的壓力)時(shí)，促進(jìn)至進(jìn)氣供應(yīng)體積的EGR流。在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中的氣動(dòng)增壓事件期間，噴射的增壓空氣可能導(dǎo)致進(jìn)氣中的壓力高于廢氣流中的壓力，并且由此抑制EGR流。使用本發(fā)明的速率成形噴射，進(jìn)氣管氣壓增加、衰減和/或持續(xù)的速率可被定制來(lái)允許EGR流比現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)更快地進(jìn)入進(jìn)氣管以更快速地使顆粒物質(zhì)產(chǎn)生最小化并且改進(jìn)排放相符性。此外，計(jì)算和測(cè)試表明這樣一種速率成形噴射導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)更快地達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)選運(yùn)行速度范圍(其為“最有效點(diǎn)”)并且在所述范圍內(nèi)保持更長(zhǎng)時(shí)間。這導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在對(duì)于典型排放測(cè)試循環(huán)期間的廢氣流和較低NOx形成有利的條件中運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間。
[0022]排放限值偏移預(yù)計(jì)在接下來(lái)幾年將在歐洲和全球其它地區(qū)生效的日益嚴(yán)厲的政府法規(guī)下變得更成問(wèn)題。預(yù)計(jì)為了滿足即將出臺(tái)的減排要求，配備傳統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛將需要求借助通常非所要的廢氣后處理系統(tǒng)，諸如選擇性催化還原(“SCR”)催化劑和相關(guān)尿素噴射系統(tǒng)。這種額外設(shè)備預(yù)計(jì)給配備現(xiàn)有氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛帶來(lái)非所要的重量、成本、復(fù)雜性和維護(hù)要求(例如，尿素補(bǔ)充)代價(jià)。
[0023]本發(fā)明對(duì)壓縮空氣噴射的時(shí)點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間和數(shù)量的精確速率成形控制提供使與即將出臺(tái)的更嚴(yán)厲排放限值的相符性最大化而無(wú)需借助額外后處理設(shè)備的機(jī)會(huì)。例如，可調(diào)整壓縮空氣噴射的數(shù)量和時(shí)點(diǎn)以減小燃燒過(guò)程期間形成的顆粒物質(zhì)量。在典型的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程中顆粒物質(zhì)與NOx排放的產(chǎn)生成反比。由于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者采用方法減小NOx排放以滿足更為嚴(yán)厲的法定限值，所以顆粒物質(zhì)通常增加。但是，由于顆粒物質(zhì)產(chǎn)生也必須滿足法定限值，所以還需要減少顆粒物質(zhì)的方法。一種減少顆粒物質(zhì)的方法是提供過(guò)量空氣至燃燒室中。過(guò)量空氣比，λ (lambda)可隨經(jīng)仔細(xì)定時(shí)和定大小的壓縮空氣噴射而增大。有關(guān)配備本發(fā)明的速率成形氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功機(jī)的計(jì)算和測(cè)試測(cè)量顯示典型法定排放測(cè)試循環(huán)期間顆粒物質(zhì)15%至25%數(shù)量級(jí)的減小。此外，由于壓縮空氣噴射導(dǎo)致更長(zhǎng)時(shí)間處于發(fā)動(dòng)機(jī)以其最大效率運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍中，所以廢氣壓力處于比在沒(méi)有壓縮空氣噴射的情況下高的壓力。這導(dǎo)致廢氣歧管與進(jìn)氣歧管之間的有利壓力比，其在法定排放測(cè)試循環(huán)期間促進(jìn)更常提供令人滿意的廢氣再循環(huán)量的能力(其幫助進(jìn)一步抑制NOx形成)。發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)模擬和測(cè)試測(cè)量顯示廢氣再循環(huán)流可在加速瞬態(tài)之后更快速地重建至進(jìn)氣歧管，比先前可實(shí)現(xiàn)的快3秒至4秒的數(shù)量級(jí)。
[0024]速率成形氣動(dòng)增壓所賦予的對(duì)排放的精確得多的控制的相關(guān)好處是減小燃燒后排放控制設(shè)備的容量的可能。例如，氣動(dòng)增壓事件瞬態(tài)期間觀測(cè)到的顆粒材料排放的明顯減小可允許組件(諸如柴油機(jī)顆粒過(guò)濾器)縮小規(guī)模。減小的組件體積方便車輛組件包裝，并且通過(guò)使昂貴的廢氣處理材料(諸如鉬)的數(shù)量最小化而減小成本。
[0025]本發(fā)明的速率成形法的另一個(gè)好處是提供提高的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)能力，其允許使用更小、更高效的發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)仍在相當(dāng)于較大發(fā)動(dòng)機(jī)所提供等級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。減壓制動(dòng)廣泛用于商用車輛柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以改進(jìn)制動(dòng)性能。在減壓制動(dòng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)用于對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)形成明顯阻力以在長(zhǎng)下坡駕駛設(shè)定檔期間使車輛組合保持合理速度。為了保持合理速度，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)限制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)及對(duì)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的壓力釋放仔細(xì)定時(shí)而本質(zhì)上以空氣壓縮機(jī)形式運(yùn)行(即，在活塞已通過(guò)壓縮進(jìn)氣而將從傳動(dòng)系取得的能量轉(zhuǎn)化為功后，通過(guò)在活塞接近TDC (上死點(diǎn))時(shí)，通過(guò)打開泄壓閥而釋放壓縮空氣)。TDC附近汽缸中壓力的釋放防止壓縮空氣在活塞下沖程期間將其能量返回至活塞。
[0026]在推動(dòng)取得發(fā)動(dòng)機(jī)的更好燃料經(jīng)濟(jì)性時(shí)，一個(gè)解決方案是用較小、更有力的發(fā)動(dòng)機(jī)完成先前發(fā)動(dòng)機(jī)的職責(zé)。但是，雖然較小發(fā)動(dòng)機(jī)可被設(shè)計(jì)來(lái)提供所需高水平的馬力和扭矩，但是其無(wú)法提供與先前較大排量發(fā)動(dòng)機(jī)一樣大的減壓制動(dòng)量(減壓制動(dòng)性能與發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的活塞排量相關(guān))。因此，在沒(méi)有進(jìn)一步措施的情況下，使用較小發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)主制動(dòng)系統(tǒng)(即，車輪制動(dòng)器)形成相關(guān)的更高負(fù)擔(dān)，這是因?yàn)楸仨氂芍髦苿?dòng)器執(zhí)行更多制動(dòng)來(lái)補(bǔ)償較小發(fā)動(dòng)機(jī)減小的減壓制動(dòng)能力。
[0027]來(lái)自氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的壓縮空氣的速率成形噴射提供對(duì)與使用較小發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的不足減壓制動(dòng)問(wèn)題的潛在解決方案。具體地，氣動(dòng)增壓系統(tǒng)可用于至少在減壓制動(dòng)需求事件的特定部分期間用于將額外空氣噴射至進(jìn)氣歧管中以在活塞在汽缸中下降時(shí)增加載入汽缸中的進(jìn)氣量。在活塞后續(xù)壓縮這個(gè)增大的進(jìn)氣質(zhì)量期間，當(dāng)活塞移動(dòng)至TDC時(shí)，必須執(zhí)行更多功，其從傳動(dòng)系提取類似于由較大排量發(fā)動(dòng)機(jī)從傳動(dòng)系取得的能量數(shù)量的額外能量。這有效地允許較小發(fā)動(dòng)機(jī)增大其“制動(dòng)輸出”達(dá)50%的數(shù)量級(jí)，幫助滿足最終用戶對(duì)(用較小發(fā)動(dòng)機(jī))改進(jìn)燃料效率同時(shí)仍維持主制動(dòng)器性能和壽命的需求。
[0028]使用氣動(dòng)增壓系統(tǒng)運(yùn)行以增強(qiáng)減壓制動(dòng)的其它好處包括使氣動(dòng)增壓系統(tǒng)和相關(guān)渦輪增壓器配置最佳化，例如以使用速率成形壓縮空氣噴射的選項(xiàng)，其僅保守地在使“過(guò)大”渦輪增壓器旋轉(zhuǎn)而足以允許渦輪增壓器產(chǎn)生將提供至發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸以增強(qiáng)減壓制動(dòng)的絕大多數(shù)額外空氣所需的程度內(nèi)使用。
[0029]提供額外減壓制動(dòng)的替代方法是在制動(dòng)事件期間接合發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)的離合器以使用將供應(yīng)至氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的空氣的產(chǎn)生以改進(jìn)減壓制動(dòng)性能(優(yōu)選地，使用比在減壓制動(dòng)期間對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)正常形成額外阻力大的尺寸的壓縮機(jī))。
[0030]本發(fā)明可利用結(jié)合高速電子控制單元實(shí)時(shí)感測(cè)諸如排氣含氧傳感器輸出、廢氣壓力、燃料噴射速率等的參數(shù)以監(jiān)測(cè)和控制排放相關(guān)參數(shù)并且將這些參數(shù)與所儲(chǔ)存的不同車輛傳動(dòng)系運(yùn)行點(diǎn)上的預(yù)期和先前測(cè)量排放的“圖”對(duì)比。使用這種實(shí)時(shí)信息，本發(fā)明的氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器隨后可進(jìn)一步“按比例調(diào)整”或另外使壓縮空氣噴射流量、持續(xù)時(shí)間和/或定時(shí)重新成形以提供在相關(guān)排放或車輛運(yùn)行限值(例如，NOx和/或顆粒排放限值和/或最大設(shè)備應(yīng)力水平)內(nèi)賦予最大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的精細(xì)化空氣噴射型式。使用這種速率成形精細(xì)化，初步計(jì)算和測(cè)試表明配備本發(fā)明的速率成形氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛將提供與配備傳統(tǒng)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛幾乎相同的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出和車輛加速性能，而且提供車輛排放的充分控制以避免對(duì)額外排放控制設(shè)備的需要和其相關(guān)成本、重量和維護(hù)代價(jià)。
[0031]本發(fā)明的額外目標(biāo)是提供一種具有速率成形的氣動(dòng)增壓系統(tǒng)，其允許在定制車輛傳動(dòng)系性能和排放性能方面的靈活性以適應(yīng)個(gè)別客戶的需要和/或需求。例如，與本發(fā)明的速率成形被最佳化以在無(wú)需借助額外后處理設(shè)備的情況下使排放最小化的車輛相比，如果車輛系統(tǒng)采用后處理裝置來(lái)滿足NOx要求，那么可以其它方式使本發(fā)明的速率成形壓縮空氣噴射最佳化，諸如通過(guò)使燃料經(jīng)濟(jì)性最大化、使顆粒排放最小化和/或輸送較大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出(通過(guò)放寬對(duì)在無(wú)SCR轉(zhuǎn)化器的情況下需維持的顆粒物質(zhì)和NOx排放限值而變得可能)。
[0032]本發(fā)明的其它目標(biāo)包括提供氣動(dòng)增壓系統(tǒng)組件和運(yùn)行策略，其允許氣動(dòng)增壓系統(tǒng)與其它車輛組件一起協(xié)調(diào)其運(yùn)行。這種協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)多種潛在好處，包括通過(guò)協(xié)調(diào)空氣噴射和燃料噴射而使額外發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出更快獲得及通過(guò)結(jié)合使用變速器控制器(其控制對(duì)可通過(guò)速率成形壓縮空氣噴射獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩進(jìn)行最佳使用的換檔策略)協(xié)調(diào)氣動(dòng)增壓而實(shí)現(xiàn)較小、燃料效率更高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用。對(duì)于前者，先前排放控制主要依賴基于輸入空氣量的反應(yīng)測(cè)量對(duì)噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料量和/或提供至燃燒室的廢氣再循環(huán)量的控制。因此，在配備先前氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛中，獲得增大的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的延遲可能在氣動(dòng)增壓事件開始時(shí)發(fā)生，這是因?yàn)闊o(wú)論增大的空氣噴射量，燃料噴射系統(tǒng)無(wú)法足夠快地將額外燃料添加至發(fā)動(dòng)機(jī)以匹配增大的空氣噴射。在沒(méi)有需匹配額外空氣的燃料的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出無(wú)明顯增大且變得難以維持適當(dāng)?shù)目諝馊剂媳群脱h(huán)廢氣量以避免排放偏移。
[0033]相比之下，當(dāng)配備本發(fā)明的車輛的駕駛員要求氣動(dòng)增壓事件時(shí)，氣動(dòng)增壓控制器可被編程來(lái)例如通過(guò)發(fā)送信號(hào)至燃料噴射控制器以提供輸入壓縮空氣噴射量的實(shí)時(shí)指示而與發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制器協(xié)調(diào)其運(yùn)行。在這種“預(yù)先加燃料”方法中，燃料噴射控制器可立即開始定制燃料噴射以精準(zhǔn)匹配到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的空氣量，而無(wú)需等待其它車輛傳感器的響應(yīng)以告知燃料噴射控制器需要額外燃料。
[0034]來(lái)自本發(fā)明的氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器與其它車輛組件的類似通信可提供其它好處。例如，當(dāng)速率成形氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器告知燃料噴射控制器將執(zhí)行速率成形壓縮空氣噴射策略時(shí)，氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器可為變速器的電子換檔控制器提供有關(guān)空氣噴射事件的信息及/或提供信號(hào)給變速器控制器，告知控制器變速器可以不同方式換檔。通信可包括有關(guān)計(jì)劃和/或?qū)嶋H壓縮空氣噴射速率設(shè)定檔本身的信息，變速器控制器可從所述信息確定是否應(yīng)及應(yīng)如何改變變速器的換檔?；蛘撸瑲鈩?dòng)增壓系統(tǒng)的控制器可為變速器控制器提供特定方向，例如以比正常更快地?fù)Q檔至更高檔位或使用不同換檔設(shè)定檔，諸如以“跳過(guò)”一或多個(gè)中間檔位的方式換檔(例如，從第二檔換檔至第五檔)。這些更快升檔通過(guò)由速率成形壓縮空氣噴射和更快、更精確的燃料噴射而獲得的增大的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出而變得可能。通過(guò)比無(wú)增壓事件中另外完成的情況更快地?fù)Q檔至更高檔位，允許發(fā)動(dòng)機(jī)在其最高效運(yùn)行范圍內(nèi)運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間，其減小燃料消耗。初步計(jì)算和測(cè)試表明快速換檔和跳檔提供顯著的燃料經(jīng)濟(jì)性增大，同時(shí)得到僅稍微比用先前氣動(dòng)增壓系統(tǒng)可獲得的慢的車輛時(shí)間速度比性倉(cāng)泛。
[0035]本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是在氣動(dòng)增壓事件瞬態(tài)期間提供改進(jìn)的駕駛員和/或乘客舒適度。通過(guò)監(jiān)測(cè)車輛的運(yùn)行參數(shù)(諸如，從輪速傳感器獲得的輪速(可從其中計(jì)算加速度))，氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的控制器可確定所要最大加速速率已被超過(guò)或?qū)⒈怀^(guò)并且調(diào)整壓縮空氣噴射以使車輛加速度處于或低于預(yù)定加速度閾值。
[0036]這些事件還可用于供氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器自適應(yīng)學(xué)習(xí)。例如，通過(guò)在氣動(dòng)增壓事件期間觀測(cè)車輛對(duì)壓縮空氣噴射的反應(yīng)，控制器可在相同和/或后續(xù)氣動(dòng)增壓事件中按比例調(diào)整壓縮空氣噴射或使其另外成形以使超過(guò)運(yùn)行限值的可能性最小化。例如，觀測(cè)車輛對(duì)壓縮空氣噴射的反應(yīng)可用于推斷車輛處于負(fù)載或空載狀態(tài)及/或檢測(cè)拖車。作為響應(yīng)，氣動(dòng)增壓控制器可自動(dòng)采用更適于當(dāng)前車輛運(yùn)行條件的不同壓縮空氣噴射設(shè)定檔或或者可提供指示給駕駛?cè)?，其隨后可例如操作手動(dòng)選擇開關(guān)以啟動(dòng)不同噴射設(shè)定檔。
[0037]本發(fā)明使壓縮空氣噴射參數(shù)成形的能力為駕駛員提供“定制”車輛對(duì)駕駛員的加速需求的響應(yīng)的能力。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可為駕駛員提供控制裝置，諸如開關(guān)或系統(tǒng)編程裝置，其可允許駕駛員設(shè)定個(gè)人偏好，諸如強(qiáng)化加速或強(qiáng)化燃料經(jīng)濟(jì)性以適應(yīng)駕駛員的需求和/或要求。本速率成形法因此在本質(zhì)上允許一套車輛設(shè)備調(diào)適變成“針對(duì)不同用戶的不同東西”。本發(fā)明還可為駕駛員提供有關(guān)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)運(yùn)行的指示和/或有關(guān)如何改進(jìn)車輛性能的指導(dǎo)，例如提供指示氣動(dòng)增壓系統(tǒng)何時(shí)使快速升檔變得可能的信號(hào)(視覺(jué)、聲音和/或其它信號(hào)，諸如觸覺(jué)信號(hào))。
[0038]本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種估計(jì)車輛負(fù)載和車輛質(zhì)量用于例如供電子穩(wěn)定和防傾翻系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)適應(yīng)車輛構(gòu)造的變化，諸如貨物或乘客負(fù)載的變化的方法。氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器可例如通過(guò)監(jiān)測(cè)車輛的CAN (控制器局域網(wǎng))總線而接收來(lái)自不同車輛傳感器的信息和/或車輛參數(shù)信號(hào)?；诋?dāng)前氣動(dòng)增壓事件期間觀測(cè)到的監(jiān)測(cè)到的信號(hào)(例如，監(jiān)測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出和/或車輛加速信號(hào))，氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器可將車輛的當(dāng)前響應(yīng)與針對(duì)先前氣動(dòng)增壓事件中的車輛響應(yīng)的當(dāng)前壓縮空氣噴射對(duì)比。這種對(duì)比可提供從先前負(fù)載狀態(tài)得出車輛當(dāng)前質(zhì)量的估計(jì)值或至少車輛質(zhì)量的相對(duì)變化的估計(jì)值的依據(jù)，其隨后可被傳送至其它車輛控制器。得出的質(zhì)量信息不僅可用于其它車輛系統(tǒng)(諸如穩(wěn)定或ABS系統(tǒng))，其還可供氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器本身用于自適應(yīng)學(xué)習(xí)車輛的當(dāng)前質(zhì)量使得在后續(xù)氣動(dòng)增壓事件中，壓縮空氣噴射可被進(jìn)一步精細(xì)化來(lái)維持所要的車輛性能水平同時(shí)盡可能靠近但不超過(guò)適用的運(yùn)行限值。
[0039]或者，如果添加質(zhì)量或從車輛移除質(zhì)量的效應(yīng)在達(dá)到法定或其它運(yùn)行限值之前提供額外安全邊際，那么自適應(yīng)學(xué)習(xí)的氣動(dòng)增壓控制器可按比例調(diào)整或另外調(diào)整下一氣動(dòng)增壓事件中的壓縮空氣噴射以補(bǔ)償車輛質(zhì)量的變化，即消耗最新可用的安全邊際以使車輛性能的另一個(gè)方面最佳化。例如，如果在一個(gè)車輛重量上，壓縮空氣噴射受限于給定壓縮空氣噴射曲線形狀以使超過(guò)排放限值(NOx、顆粒物質(zhì)、一氧化碳、二氧化碳和/或其它物質(zhì))的可能性最小化且在排放限值被超過(guò)前，車輛重量的變化增大可用邊際，那么氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器可允許增大的壓縮空氣噴射以增大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出以使車輛加速性能最佳化，至少高至可再次接近排放限值的點(diǎn)。
[0040]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，自適應(yīng)學(xué)習(xí)可用于識(shí)別車輛上不同組件的存在或不存在。氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器隨后可改變其壓縮空氣噴射速率成形以適當(dāng)所識(shí)別組件的存在(或不存在)。例如，通過(guò)經(jīng)由車輛的CAN總線監(jiān)測(cè)不同車輛參數(shù)的響應(yīng)(諸如如通過(guò)測(cè)量進(jìn)氣中的氣壓的壓力傳感器而測(cè)量的渦輪增壓器壓縮機(jī)下游的氣壓增加速率)，氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器可從車輛對(duì)一個(gè)或更多個(gè)氣動(dòng)增壓事件的響應(yīng)中確定渦輪增壓器葉輪是輕金屬葉輪(諸如由鈦制成的葉輪)或具有較高慣性動(dòng)量的較重葉輪，諸如鋼葉輪。類似地，先前氣動(dòng)增壓事件與當(dāng)前氣動(dòng)增壓事件中車輛和其組件響應(yīng)的對(duì)比可用于評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)和其它車輛傳動(dòng)系組件的當(dāng)前磨損狀態(tài)。此外，氣動(dòng)增壓系統(tǒng)可被編程來(lái)解釋從氣動(dòng)增壓系統(tǒng)本身和/或其它車輛系統(tǒng)接收的故障指示且相應(yīng)地調(diào)適其氣動(dòng)增壓噴射設(shè)定檔以適應(yīng)故障同時(shí)仍在故障限制內(nèi)提供盡可能多的額外發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出(例如，當(dāng)傳感器未提供所需信息時(shí)，增大或延遲增壓噴射設(shè)定檔至“故障安全”水平。)
[0041]本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是通過(guò)協(xié)調(diào)變速器換檔提供速率成形壓縮空氣噴射而提供改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)性和車輛加速響應(yīng)。當(dāng)變速器升檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度可降至較低每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)水平，其通常大大低于發(fā)動(dòng)機(jī)最高效運(yùn)行并且產(chǎn)生最大扭矩的rpm。響應(yīng)于升檔或響應(yīng)于緊隨升檔之前氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器與變速器控制器之間的通信，本發(fā)明的氣動(dòng)增壓控制器可發(fā)起簡(jiǎn)要的氣動(dòng)增壓事件以使發(fā)動(dòng)機(jī)速度更快速地返回至發(fā)動(dòng)機(jī)的最大效率運(yùn)行范圍。
[0042]本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是為氣動(dòng)增壓系統(tǒng)提供速率成形，其具有足夠精確的壓縮空氣噴射控制以允許氣動(dòng)增壓系統(tǒng)協(xié)助排放處理組件再生同時(shí)繼續(xù)在再生瞬態(tài)期間維持車輛和排放性能。在這樣一種實(shí)施方案中，當(dāng)諸如顆粒過(guò)濾器或NOx捕集器的組件需要再生時(shí)，可執(zhí)行速率成形壓縮空氣噴射以在再生過(guò)程期間在排放處理組件內(nèi)提供所需環(huán)境條件。通過(guò)本發(fā)明的速率成形方法實(shí)現(xiàn)的壓縮空氣噴射的精度結(jié)合氣動(dòng)增壓控制器與其它車輛控制器(諸如燃料噴射控制器)的密切協(xié)調(diào)允許處理組件再生在無(wú)車輛性能的明顯下降且不超過(guò)排放限值的情況下進(jìn)行。
[0043]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的速率成形可基于預(yù)期駕駛需要而改變。例如，使用來(lái)自全球定位系統(tǒng)(GPS)傳感器的輸入，氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器可基于即將出現(xiàn)的路線和海拔變化確定可能的傳動(dòng)系性能需求并且，在預(yù)期更大或更小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出需求的情況下，改變壓縮空氣噴射速率設(shè)定檔以及換檔策略。
[0044]本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種氣動(dòng)增壓系統(tǒng)，其中速率成形用于主動(dòng)保護(hù)車輛組件。例如，除針對(duì)使中間冷卻器過(guò)度受壓的上述保護(hù)外，壓縮空氣噴射速率的速率成形結(jié)合氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的節(jié)流閥可用于產(chǎn)生渦輪增壓器壓縮機(jī)下游使渦輪增壓器喘振最小化的壓力條件。進(jìn)一步通過(guò)僅噴射給定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)所需的速率成形量的壓縮空氣，渦輪增壓器較不易受超速的影響。因此，移至喘振狀態(tài)的可能性大大減小。在另一個(gè)實(shí)例中，相對(duì)較冷壓縮空氣的速率成形噴射可用于降低發(fā)動(dòng)機(jī)和/或排氣組件運(yùn)行溫度。此外，可監(jiān)測(cè)運(yùn)行參數(shù)以保護(hù)設(shè)備和使非所要的排放最小化。例如，通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度，氣動(dòng)增壓控制器可選擇速率成形氣動(dòng)增壓設(shè)定檔，其被定制來(lái)適應(yīng)對(duì)尚未達(dá)到正常運(yùn)行溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行限制(限制包括冷設(shè)備應(yīng)力限值及在低于正常燃燒室溫度期間產(chǎn)生的過(guò)量排放)。
[0045]本發(fā)明可以分立組件形式提供，諸如單獨(dú)的氣動(dòng)增壓系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器控制器或可提供為一體化電子裝置套裝。此外，氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的實(shí)體組件可能是單獨(dú)的、獨(dú)立組件或可一體化為氣動(dòng)增壓系統(tǒng)模塊并且可優(yōu)選地一體化為含有所有進(jìn)氣流量控制元件的模塊，其包括例如，壓縮空氣噴射控制螺線管、進(jìn)氣通道流量控制擋板、節(jié)流閥、壓力傳感器、EGR噴射口和一體化電子裝置和相關(guān)CAN總線連接。
[0046]在結(jié)合附圖考慮時(shí)，可從下文對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中了解本發(fā)明的其它目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征。
[0047]附圖簡(jiǎn)述
[0048]圖1是具有氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。
[0049]圖2是圖1現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的進(jìn)氣控制裝置的示意圖。
[0050]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的發(fā)動(dòng)機(jī)和相關(guān)車輛組件的示意圖。
[0051]圖4是圖3中所示的實(shí)施方案的空氣控制裝置的示意圖。
[0052]圖5是識(shí)別根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的氣動(dòng)增壓事件的發(fā)起和取消的控制相關(guān)性的圖。
[0053]圖6是圖示用于發(fā)起和取消根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的氣動(dòng)增壓事件的控制決策和相關(guān)性的第一部分的流程圖。
[0054]圖7是圖示用于發(fā)起和取消根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的氣動(dòng)增壓事件的控制決策和相關(guān)性的第二部分的流程圖。
[0055]圖8是圖示用于發(fā)起和取消根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的氣動(dòng)增壓事件的控制決策和相關(guān)性的第三部分的流程圖。
[0056]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的速率成形壓縮空氣噴射事件的曲線圖。
[0057]圖10是圖示與現(xiàn)有技術(shù)的車輛響應(yīng)相比，車輛對(duì)根據(jù)本發(fā)明的氣動(dòng)增壓事件的響應(yīng)的曲線圖。
[0058]圖11是圖示現(xiàn)有技術(shù)PBS系統(tǒng)對(duì)氣動(dòng)增壓事件的NOx排放響應(yīng)的曲線圖。
[0059]圖12是圖示對(duì)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的氣動(dòng)增壓事件的NOx排放響應(yīng)的曲線圖。
[0060]圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的駕駛員可選擇車輛性能設(shè)定檔的曲線圖。
[0061]圖14是升檔事件期間現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的曲線圖。
[0062]圖15是對(duì)比配備具有及不具有氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的性能的時(shí)間對(duì)速度比性能的曲線圖。
[0063]圖16a和圖16b是識(shí)別與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的變速器控制器與速率成形氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器之間的通信相關(guān)的控制輸入和輸出的圖。
[0064]圖17是圖示配備無(wú)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)和配備根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的速率成形氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的性能的時(shí)間對(duì)速度比性能的曲線圖。
[0065]圖18至圖20是車輛加速事件期間不同運(yùn)行參數(shù)和響應(yīng)的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0066]圖3示出本發(fā)明的實(shí)施方案的組件，其包括從進(jìn)氣歧管302接收燃燒空氣并且釋放廢氣至排氣歧管303的發(fā)動(dòng)機(jī)301。廢氣從排氣歧管303流動(dòng)至廢氣渦輪增壓機(jī)的渦輪304。廢氣導(dǎo)致渦輪增壓器渦輪304驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的進(jìn)氣壓縮機(jī)葉輪305 (統(tǒng)稱渦輪增壓器葉輪)以壓縮經(jīng)由進(jìn)氣外殼306 (在本實(shí)施方案中，空氣凈化器外殼)進(jìn)入進(jìn)氣口的空氣。從渦輪增壓器排放的壓縮空氣穿過(guò)中間冷卻器307以降低壓縮空氣的溫度且隨后穿過(guò)空氣控制裝置308至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管302。廢氣還經(jīng)由EGR控制閥310和EGR冷卻器311從排氣歧管303流動(dòng)穿過(guò)廢氣再循環(huán)管路309至進(jìn)氣歧管302。EGR控制閥310根據(jù)需要運(yùn)行以提供廢氣流至進(jìn)氣口以使燃燒期間NOx的形成最小化。
[0067]本實(shí)施方案還包括空氣壓縮機(jī)312，其由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)由來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)301曲軸的皮帶和滑輪配置驅(qū)動(dòng)。但是，本發(fā)明不限于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮空氣源，且可被提供來(lái)自任意適當(dāng)源的壓縮空氣。在本實(shí)施方案中，由空氣壓縮機(jī)312產(chǎn)生的壓縮空氣被發(fā)送至空氣控制閥和干燥器313。經(jīng)干燥空氣隨后被引導(dǎo)至下游壓縮空氣消耗裝置，包括壓縮空儲(chǔ)存器314。雖然在本實(shí)施方案中使用經(jīng)干燥空氣，但是本發(fā)明中無(wú)需經(jīng)干燥空氣。
[0068]通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器315管理對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)301運(yùn)行的控制，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器315監(jiān)測(cè)來(lái)自不同傳感器(包括油門踏板316)的信號(hào)并且發(fā)出燃料噴射命令至燃料噴射器317以提供適當(dāng)數(shù)量的燃料至發(fā)動(dòng)機(jī)。除發(fā)動(dòng)機(jī)控制器315所接收的傳感器輸入外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器315可與其它車輛控制模塊交換數(shù)據(jù)，包括通過(guò)車輛的CAN總線網(wǎng)絡(luò)連接的模塊，諸如變速器控制器319和氣動(dòng)增壓噴射控制器318 (在此示作一體化至空氣控制裝置308中)。
[0069]圖4是空氣控制裝置308的主要部件的示意圖。這些部件包括裝置進(jìn)口 401、出口 402和其間的空氣通道403。將進(jìn)氣阻斷元件(空氣通道阻斷擋板404)配置在空氣通道403中以透過(guò)空氣控制裝置308阻斷來(lái)自渦輪增壓器壓縮機(jī)305的空氣流量。通過(guò)致動(dòng)器405驅(qū)動(dòng)擋板404，所述致動(dòng)器405能夠產(chǎn)生非常高的擋板閉合和打開速率以及能夠?qū)醢?04定位在其完全打開和完全閉合位置之間的任意位置上。通過(guò)氣動(dòng)增壓噴射控制器318控制致動(dòng)器405的運(yùn)行，所述氣動(dòng)增壓噴射控制器318在本實(shí)施方案中一體化至空氣控制裝置308的外殼406中。除擋板404外，空氣控制裝置308還含有兩個(gè)螺線管操作的壓縮空氣控制閥407、408，其控制從空氣儲(chǔ)存器314至空氣通道403和進(jìn)氣歧管302的壓縮空氣流量。(在本實(shí)施方案中使用兩個(gè)控制閥，但是本發(fā)明不限于兩個(gè)閥門。)優(yōu)選地，出于下文進(jìn)一步討論的原因，空氣控制閥407、408被定大小為具有不同壓縮空氣流速。任選地，空氣控制裝置308可被構(gòu)造來(lái)接收EGR管路309的進(jìn)氣端。壓縮空氣閥407、408和EGR管路309的出口位于擋板404下游，使得來(lái)自這些空氣和廢氣通道的氣體可被引入進(jìn)氣歧管302而不被擋板404阻擋。
[0070]氣動(dòng)增壓事件發(fā)起和取消。
[0071]下文參考圖5至圖8描述發(fā)起本發(fā)明的實(shí)施方案中的氣動(dòng)增壓事件的標(biāo)準(zhǔn)和邏輯流程。如圖5中所示，由氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器從CAN總線連接或單獨(dú)通信鏈路接收許多輸入。這些輸入包括例如:(i)從例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和/或直接從發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)傳感器接收的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)和參數(shù)信息；(i i )來(lái)自例如進(jìn)氣管中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和/或壓力傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)增壓狀態(tài)的信息；(iii)例如，直接從廢氣傳感器和/或其它控制模塊獲得的車輛排放性能信息；(iv)來(lái)自例如傳感器(諸如壓縮空氣儲(chǔ)存器壓力傳感器、制動(dòng)踏板位置傳感器和/或輪速傳感器)；車輛制動(dòng)控制器和/或車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)控制器的空氣制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)信息；和(V)其它車輛設(shè)備狀態(tài)信息(諸如空氣壓縮機(jī)接合/分離狀態(tài)和/或其它動(dòng)力輸出設(shè)備運(yùn)行狀態(tài))。[0072]優(yōu)選地，將在氣動(dòng)增壓事件啟動(dòng)和取消的評(píng)估中考慮的輸入?yún)?shù)包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度、中間冷卻器壓力(空氣增壓狀態(tài)的量度)、氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的壓縮空氣供應(yīng)中存在的壓力、油門踏板位置和位置變化速率(和/或或者超過(guò)預(yù)定位置的加速位置的頻率)和變速器檔位、離合器狀態(tài)和當(dāng)前換檔狀態(tài)(即，升檔或降檔)。至少需要了解進(jìn)氣歧管壓力和油門踏板位置，但是替代和/或補(bǔ)充輸入包括:對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)信息，渦輪增壓器rpm發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、冷卻劑溫度和廢氣質(zhì)量流速；對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)空氣增壓相關(guān)信息，進(jìn)氣歧管壓力、進(jìn)氣歧管上游的進(jìn)氣管中測(cè)量的進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣質(zhì)量流速；對(duì)于排放相關(guān)信息，EGR質(zhì)量流速、DPF (柴油機(jī)顆粒過(guò)濾器)再生狀態(tài)和NOx后處理系統(tǒng)可用性(例如，排氣管路SCR和/或NOx吸收劑組件的狀態(tài));對(duì)于空氣制動(dòng)系統(tǒng)信息，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)的狀態(tài)(在帶掛車的牽引車的情況中，優(yōu)選地牽引車和掛車制動(dòng)器的ABS狀態(tài))、制動(dòng)踏板位置、停車制動(dòng)器狀態(tài)和掛車穩(wěn)定性狀態(tài)；對(duì)于其它車輛系統(tǒng)，車輛點(diǎn)火狀態(tài)和行駛控制狀態(tài)。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員易于了解上述內(nèi)容是可被視作用于確定啟動(dòng)或停用氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器的輸入的參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)指示的說(shuō)明性的而非詳盡列表且在本發(fā)明的實(shí)施方案的實(shí)施過(guò)程中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者將從每個(gè)車輛的不同可獲得參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)源中確定哪些輸入將被提供給氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器。
[0073]應(yīng)用圖6至圖8中所示的實(shí)施方案中的控制邏輯，氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器輸出控制信號(hào)以經(jīng)由空氣控制裝置308中的電磁閥407、408的控制啟動(dòng)或取消氣動(dòng)增壓事件。在圖6中所示的控制邏輯的第一部分中，控制邏輯從步驟601中開始，駕駛員打開車輛點(diǎn)火而啟動(dòng)氣動(dòng)增壓控制器318。氣動(dòng)增壓控制器318接下來(lái)在步驟602中確定油門踏板的位置和當(dāng)前檔位選擇狀態(tài)。在步驟603中，控制器從在步驟602中獲得的信息中確定油門踏板位置的變化速率是否超過(guò)預(yù)定變化速率限值或檔位是否已變化為更高檔位。如果這些條件的任一個(gè)已被滿足，那么控制邏輯返回步驟602。另一方面，如果已檢測(cè)到這些條件之一，那么控制邏輯移至步驟604。
[0074]在步驟604中，控制器從其接收的輸入，例如從經(jīng)由車輛的CAN總線系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中確定下列項(xiàng)目的狀態(tài):傳動(dòng)系統(tǒng)、油門踏板位置、氣動(dòng)增壓系統(tǒng)壓縮空氣供應(yīng)儲(chǔ)存器、車輛中間冷卻器中的壓力、離合器的狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0075]在步驟605中，控制邏輯從在步驟604中收集的信息中確定條件是否適于發(fā)起實(shí)際壓縮空氣噴射。具體地，控制器確定所有下列標(biāo)準(zhǔn)是否被滿足:傳動(dòng)系統(tǒng)接合；油門踏板位置大于預(yù)定位置；氣動(dòng)增壓系統(tǒng)壓縮空氣供應(yīng)儲(chǔ)存器壓力大于預(yù)定最小壓力限值；離合器閉合；和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。在本實(shí)施方案中，這些是在通過(guò)氣動(dòng)增壓控制器318發(fā)起氣動(dòng)增壓事件之前必須滿足的所有“閾值”標(biāo)準(zhǔn)。如果這些條件之一未滿足(即，條件是“假(FALSE)”，那么控制邏輯返回步驟602。另一方面，如果所有這些條件已滿足(即，所有標(biāo)準(zhǔn)被評(píng)估為“真(TRUE)”)，那么控制邏輯移至圖7中所示的控制邏輯的部分B。
[0076]在圖7中的步驟701中，氣動(dòng)增壓控制器318開啟觀測(cè)定時(shí)器并且例如通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)控制器和變速器控制器監(jiān)測(cè)CAN總線網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)而觀測(cè)傳動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)(例如，接合/分離)、離合器(例如，打開/閉合)和發(fā)動(dòng)機(jī)速度(例如，rpm)。在步驟702中，氣動(dòng)增壓控制器318檢查定時(shí)器是否已達(dá)到預(yù)定時(shí)間限值。如果尚未達(dá)到時(shí)間限值，那么氣動(dòng)增壓控制器318接下來(lái)在步驟703中針對(duì)下列項(xiàng)目的至少一個(gè)確定“真”狀態(tài)是否存在:發(fā)動(dòng)機(jī)速度大于預(yù)定限值；離合器打開；和傳動(dòng)系統(tǒng)分離。如果這些條件均未發(fā)生，那么控制邏輯返回步驟701以繼續(xù)進(jìn)行定時(shí)和狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
[0077]但是，如果在步驟702中，氣動(dòng)增壓控制器318確定已達(dá)到預(yù)定時(shí)間限值，那么在發(fā)起壓縮空氣噴射之前在本實(shí)施方案的最終測(cè)試中，控制器318驗(yàn)證車輛中間冷卻器中的壓力并不太高(以確保中間冷卻器不被氣動(dòng)增壓事件中的壓縮空氣噴射破壞)。這通過(guò)在步驟704中確定車輛中間冷卻器內(nèi)的壓力及隨后在步驟705中評(píng)估中間冷卻器壓力是否大于其初始值的預(yù)定百分比(在步驟705中，“X”％)而完成。如果中間冷卻器壓力太高，那么控制邏輯通過(guò)使控制返回至部分A上的控制邏輯的開始(B卩，至步驟602)而重啟氣動(dòng)增壓事件評(píng)估過(guò)程。如果取而代之，圖7中的所有事件前條件都已滿足，那么氣動(dòng)增壓控制器318將控制轉(zhuǎn)移至圖8中所示的控制邏輯的壓縮空氣噴射部分C的第一步驟。
[0078]在已確定用于發(fā)起氣動(dòng)增壓事件的所有前置條件都已滿足的情況下，在步驟801中，氣動(dòng)增壓控制器318開啟氣動(dòng)增壓事件定時(shí)器并且命令空氣控制裝置308中的壓縮空氣流量控制電磁閥中的一個(gè)或兩個(gè)打開以發(fā)起空氣噴射。如下文中更詳細(xì)描述，控制器318以使空氣噴射有效成形以符合在氣動(dòng)增壓事件期間維持與排放和/或其它設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的相符性的空氣噴射曲線的方式命令空氣噴射電磁閥的打開和閉合。
[0079]在步驟802中，控制器確定增壓事件定時(shí)器是否已達(dá)到預(yù)定經(jīng)過(guò)時(shí)間。一旦已達(dá)到時(shí)間限值，氣動(dòng)增壓控制器318就確定下列項(xiàng)目的狀態(tài):中間冷卻器壓力、進(jìn)氣歧管壓力、離合器、傳動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)增壓系統(tǒng)壓縮空氣供應(yīng)壓力和油門踏板位置?？刂破?18隨后評(píng)估所獲得的狀態(tài)信息以確定任意下列氣動(dòng)增壓事件終止標(biāo)準(zhǔn)是否是真:中間冷卻器壓力大于預(yù)定限值；進(jìn)氣歧管壓力大于預(yù)定限值；中間冷卻器壓力等于進(jìn)氣歧管壓力；離合器打開；傳動(dòng)系統(tǒng)分離、氣動(dòng)增壓系統(tǒng)壓縮空氣供應(yīng)壓力低于預(yù)定限值；和油門踏板位置低于預(yù)定限值。如果這些事件終止標(biāo)準(zhǔn)均未被超過(guò)，那么控制轉(zhuǎn)移至步驟805，此時(shí)控制器318確定增壓事件定時(shí)器是否已達(dá)到預(yù)定時(shí)間限值。如果尚未達(dá)到時(shí)間限值，那么當(dāng)前壓縮空氣噴射設(shè)定檔繼續(xù)(步驟806)，控制轉(zhuǎn)移回到步驟803。如果已達(dá)到時(shí)間限值或步驟804中的終止標(biāo)準(zhǔn)之一已滿足，那么氣動(dòng)增壓控制器318移至步驟807并且命令壓縮空氣噴射電磁閥停用，其終止氣動(dòng)增壓事件。隨后，控制轉(zhuǎn)移回圖6中部分A上控制邏輯的開始處。
[0080]本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)了解上述終止標(biāo)準(zhǔn)列表并非詳盡的并且也可利用其它標(biāo)準(zhǔn)，諸如檢測(cè)到排放成分處于或接近法定限值或組件(諸如廢氣處理裝置(例如，催化轉(zhuǎn)化器))達(dá)到溫度限值。此外，如下文進(jìn)一步討論，控制邏輯的部分C中的壓縮空氣噴射可包括恒定壓縮空氣噴射或可使用電磁閥407、408的連續(xù)或脈沖狀態(tài)運(yùn)行而遵循速率成形壓縮空氣噴射曲線。
[0081 ] 氣動(dòng)增壓事件速率成形。
[0082]在本實(shí)施方案中，如圖4中所示，使用兩個(gè)螺線管控制空氣噴射閥(閥門407、408)執(zhí)行氣動(dòng)增壓事件期間的壓縮空氣噴射。這些閥門被有意定大小以使壓縮空氣按不同流速流動(dòng)且極快地行動(dòng)。這些閥門因此通過(guò)改變總空氣流速(通過(guò)單獨(dú)或一起操作空氣噴射閥407和408和/或通過(guò)在壓縮空氣噴射脈沖持續(xù)時(shí)間和/或脈沖發(fā)起定時(shí)變化的情況下以脈沖方式操作閥門407和408)而為氣動(dòng)增壓系統(tǒng)控制器318提供控制壓縮空氣噴射速率的能力。
[0083]圖9圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的氣動(dòng)增壓事件中的示例性速率成形壓縮空氣噴射設(shè)定檔。在這個(gè)增壓事件中，空氣噴射速率隨時(shí)間而“成形”以通過(guò)改變空氣噴射源(閥門407和/或閥門408)和空氣噴射的持續(xù)時(shí)間和定時(shí)而實(shí)現(xiàn)所要所得空氣噴射設(shè)定檔。
[0084]基于氣動(dòng)增壓控制器318已直接或經(jīng)由車輛CAN總線接收的傳感器和其它控制器輸入和進(jìn)一步基于所儲(chǔ)存的來(lái)自先前氣動(dòng)增壓事件(如果可獲得)的“學(xué)習(xí)到的”車輛響應(yīng)設(shè)定檔，氣動(dòng)增壓控制器318根據(jù)預(yù)定壓縮空氣噴射計(jì)劃發(fā)起氣動(dòng)增壓事件，所述計(jì)劃以被設(shè)計(jì)來(lái)滿足一個(gè)或更多個(gè)所要目標(biāo)(諸如排放相符性和乘客舒適度的維護(hù))的方式使空氣和空氣噴射定時(shí)成形。在本示例性實(shí)施方案中，在時(shí)間tl處，第一壓縮空氣噴射901由具有較大空氣流速的壓縮空氣噴射閥(在本實(shí)施方案中，閥門407)制作。來(lái)自閥門407的噴射在時(shí)間t2處由氣動(dòng)增壓控制器318終止，已提供足夠的壓縮空氣初始噴射以增大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出并且增大廢氣流，但空氣體積并未多至使得例如超過(guò)排放限值的可能增大。
[0085]遵循壓縮空氣噴射的初始脈沖，在大致對(duì)應(yīng)于由初始?jí)嚎s空氣噴射產(chǎn)生的廢氣到達(dá)排氣歧管并且作用于渦輪增壓器和/或使足夠的EGR流到達(dá)進(jìn)氣口所需的時(shí)間的短延遲后，氣動(dòng)增壓控制器318在時(shí)間t3處命令兩個(gè)閥門407和408 —起打開以在更高流速下提供進(jìn)一步的壓縮空氣噴射(組合的來(lái)自較大流速閥門407的噴射902和來(lái)自較小流速閥門408的噴射408)。通過(guò)氣動(dòng)增壓控制器318基于例如預(yù)定速率成形噴射設(shè)定檔、精細(xì)化速率成形噴射設(shè)定檔(例如，基于對(duì)初始?jí)嚎s空氣噴射脈沖的車輛參數(shù)響應(yīng)的經(jīng)修改噴射設(shè)定檔)和/或圖8中標(biāo)注的終止標(biāo)準(zhǔn)確定時(shí)間t4處的這種聯(lián)合壓縮空氣噴射的終止定時(shí)。根據(jù)需要，使用較小流速閥門408在時(shí)間t5、t6、t7、t8處提供其它壓縮空氣噴射905、906、907以維持所要發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出而在最大可能程度內(nèi)不超過(guò)適用的設(shè)計(jì)和法定限值。除短的、小體積空氣噴射905和906外，一旦車輛運(yùn)行參數(shù)已在初始?jí)嚎s空氣噴射后穩(wěn)定，那么可能跟進(jìn)較長(zhǎng)的低流速噴射907，其響應(yīng)于壓縮空氣添加和切斷事件而產(chǎn)生較少非所要的急劇的“開/關(guān)”車輛反應(yīng)瞬態(tài)。
[0086]如圖9中所示，取代現(xiàn)有技術(shù)的即刻、完全壓縮空氣噴射，在本實(shí)例中的壓縮空氣噴射速率遵循一個(gè)曲線(近似為可變寬度噴射脈沖)，其以中間速率(噴射901)開始，隨后不久升至較高速率(噴射902、903)且朝向氣動(dòng)增壓事件結(jié)束而降至較低速率、較低體積水平(噴射904至907)。這種速率形成法對(duì)壓縮空氣噴射的實(shí)用效果圖示在圖10中。
[0087]圖10在無(wú)氣動(dòng)增壓事件、使用現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的“盡可能多、盡可能快的”壓縮空氣噴射的氣動(dòng)增壓事件和用根據(jù)本發(fā)明的氣動(dòng)增壓系統(tǒng)執(zhí)行的氣動(dòng)增壓事件的情況之間對(duì)比加速需求情況下的車輛速度時(shí)間比反應(yīng)。曲線A圖示未配備氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛預(yù)期可隨時(shí)間加速的速率。如圖中顯而易見，非PBS輔助車輛的加速速率(曲線A的速度對(duì)時(shí)間斜率)遠(yuǎn)低于用于維持車輛內(nèi)的乘客舒適度的最大加速速率(最大乘客舒適度曲線B的斜率)。
[0088]與非配備氣動(dòng)增壓器的車輛相比，配備先前氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛(其在氣動(dòng)增壓事件期間以其“盡可能多、盡可能快的”方法噴射壓縮空氣)按圖10中由曲線C所示的高速率加速。雖然這樣一種配備現(xiàn)有技術(shù)的車輛在非常短的時(shí)間內(nèi)加速，但是其按遠(yuǎn)超乘客舒適度的可接受水平的加速速率加速。
[0089]曲線D圖示本發(fā)明的方法對(duì)氣動(dòng)增壓的影響。通過(guò)提供被成形來(lái)確保車輛不超過(guò)超過(guò)最大乘客舒適度水平的加速度的壓縮空氣噴射的可變速率和體積，連續(xù)調(diào)整的空氣噴射使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出維持在允許車輛相對(duì)較快地加速同時(shí)仍維持乘客舒適度的水平。初始?jí)嚎s空氣噴射設(shè)定檔(即，打開和閉合空氣噴射閥407、408的型式，包括選擇哪個(gè)閥門打開、閥門打開的持續(xù)時(shí)間和閥門打開的定時(shí))可從例如存儲(chǔ)在車輛存儲(chǔ)器中(諸如氣動(dòng)增壓控制器的存儲(chǔ)器中)的噴射設(shè)定檔獲得或可緊接在發(fā)起氣動(dòng)增壓事件之前基于車輛的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)(諸如剩余可用壓縮空氣供應(yīng)、車輛負(fù)載、進(jìn)氣歧管壓力等)設(shè)定。可在多脈沖氣動(dòng)增壓事件中的第一空氣噴射脈沖后、在氣動(dòng)增壓控制器命令第二空氣噴射脈沖之前盡快調(diào)整這種初始?jí)嚎s空氣噴射設(shè)定檔。
[0090]圖11和圖12圖示可在本發(fā)明的實(shí)施方案中獲得的好處，其如與先前氣動(dòng)增壓系統(tǒng)對(duì)比使用速率成形以使NOx排放水平超過(guò)法定限值的可能最小化。圖11示出以氣動(dòng)增壓事件期間壓縮空氣噴射的數(shù)量和定時(shí)為函數(shù)的瞬態(tài)NOx排放響應(yīng)的曲線圖。圖11左側(cè)的軸表示壓縮空氣噴射的狀態(tài)。這個(gè)圖右側(cè)的軸表示EGR速率(可用于噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口中以抑制發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的NOx形成的廢氣量的量度)。在這個(gè)現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，用兩個(gè)噴射流徑執(zhí)行壓縮空氣噴射，最大可用壓縮空氣流量從氣動(dòng)增壓事件開始時(shí)開始且?guī)缀蹙S持達(dá)事件的整個(gè)持續(xù)時(shí)間(曲線A，從時(shí)間t0至tl)。接近這種“最大努力”壓縮空氣噴射結(jié)束時(shí)，較低流量空氣噴射路徑在時(shí)間tl處閉合且隨后不久在時(shí)間t2處，其余空氣噴射路徑閉合。
[0091]作為大的、即刻壓縮空氣噴射的結(jié)果，存在被引入發(fā)動(dòng)機(jī)的大量氧氣，其未匹配用于NOx形成抑制的再循環(huán)廢氣的相應(yīng)增大，即，增大的空氣噴射與額外廢氣形成之間存在延時(shí)以形成額外壓力來(lái)推動(dòng)額外廢氣穿過(guò)EGR系統(tǒng)以到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口。因此，燃燒溫度降低的再循環(huán)廢氣未即刻充足量用于充分抑制燃燒溫度和相關(guān)NOx形成。在缺少足夠再循環(huán)廢氣的情況下，如曲線B所示，在較高溫度燃燒室環(huán)境中產(chǎn)生的NOx量迅速升高。NOx產(chǎn)生的快速升高可導(dǎo)致NOx水平易于超過(guò)法定限值(曲線C)，尤其是實(shí)質(zhì)上較低的NOx限值，其變得適用于歐洲和其它地區(qū)的新車。
[0092]最后，隨著廢氣壓力積聚，可用于再循環(huán)的廢氣量增大且在燃燒室中EGR比率升高(曲線D所示)且NOx形成再次被抑制。但是，由于現(xiàn)有技術(shù)的完全即刻壓縮空氣噴射固有的廢氣再循環(huán)延遲，這樣一種現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)無(wú)法排除NOx限值偏移。
[0093]圖12圖示使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的速率成形壓縮空氣噴射的NOx水平響應(yīng)。在本實(shí)施方案中，取代現(xiàn)有技術(shù)的“最大努力”壓縮空氣噴射，在兩個(gè)步驟中進(jìn)行壓縮空氣噴射，其有效延伸及降低空氣噴射曲線的形狀以控制NOx形成。在本實(shí)施方案中，使用空氣控制裝置308中的兩個(gè)壓縮空氣噴射閥407、408 (或者，如果將實(shí)現(xiàn)所要流量，則可僅使單個(gè)閥門打開)而在時(shí)間t0與tl之間制作第一、短壓縮空氣噴射脈沖Al。因?yàn)槌跏級(jí)嚎s空氣噴射脈沖是短的，所以在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中維持過(guò)剩氧狀態(tài)達(dá)長(zhǎng)至足以導(dǎo)致燃燒溫度升高至足以產(chǎn)生過(guò)量NOx排放的周期。因此，如曲線B所示，雖然NOx量響應(yīng)于額外氧氣噴射而增大，但是增量小至足以使NOx水平維持低于NOx排放限值(曲線C)直至額外EGR流變得可用。
[0094]在初始?jí)嚎s空氣噴射脈沖Al被輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)后不久所要額外EGR流傳播穿過(guò)排氣歧管和EGR系統(tǒng)。如圖10中EGR比率曲線D所示，在大致相同時(shí)間D處，額外EGR流還到達(dá)進(jìn)氣口且額外壓縮空氣噴射A2在時(shí)間t2處發(fā)起以提供發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的所要增大。在本實(shí)例中，速率成形壓縮空氣噴射設(shè)定檔因此使NOx水平維持低于曲線C NOx法定限值。
[0095]在本實(shí)施方案中，通過(guò)僅打開兩個(gè)壓縮空氣噴射閥407、408的一個(gè)而產(chǎn)生減小的壓縮空氣流速。僅來(lái)自一個(gè)壓縮空氣回路的減小的壓縮空氣流量幫助氣動(dòng)增壓控制器318更準(zhǔn)確地將壓縮空氣噴射速率與可用于抑制NOx形成的EGR流量匹配，并且通過(guò)避免過(guò)量噴射而使壓縮空氣使用最小化。因?yàn)楸景l(fā)明使壓縮空氣噴射速率成形的方法允許EGR流在進(jìn)行進(jìn)一步壓縮空氣噴射之前增至可接受水平，所以如曲線B所示，NOx水平從大致時(shí)間t2貫穿氣動(dòng)增壓事件的剩余時(shí)間維持在相對(duì)恒定的水平。
[0096]本發(fā)明的壓縮空氣噴射管理方法還用改進(jìn)的變速器換檔策略提供車輛性能和效率好處。
[0097]在本領(lǐng)域中眾所周知的是在車輛變速器升檔期間及緊隨其后，發(fā)動(dòng)機(jī)速度(由于傳動(dòng)比的變化)降至較低rpm。在較低發(fā)動(dòng)機(jī)速度下，產(chǎn)生減少?gòu)U氣且因此較少?gòu)U氣流可用于驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器渦輪及維持渦輪增壓器壓縮機(jī)速度。因此，渦輪增壓器無(wú)法維持進(jìn)氣壓力的換檔前水平且發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出降低。這圖示在例如圖14中。
[0098]圖14是在檔位升檔期間以時(shí)間為函數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出(單位:牛頓-米)的曲線圖。曲線圖左側(cè)上的兩個(gè)扭矩輸出列是未配備氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)車輛中的升檔，而曲線圖右側(cè)上的兩列是配備現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛中的升檔。在未增壓車輛中，當(dāng)在前一升檔之后離合器使引擎重新接合傳動(dòng)系時(shí)，點(diǎn)I處的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)在因升檔引起的較低發(fā)動(dòng)機(jī)速度下不產(chǎn)生同樣多的廢氣流，所以渦輪增壓器產(chǎn)生的進(jìn)氣壓力降低，導(dǎo)致點(diǎn)I與點(diǎn)2之間發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出下降。點(diǎn)2表示發(fā)動(dòng)機(jī)速度和廢氣流已充分增大以導(dǎo)致渦輪增壓器壓縮機(jī)速度恢復(fù)至足以停止發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出下降并且開始增大扭矩輸出的點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)速度隨后繼續(xù)增大，使渦輪增壓器速度及進(jìn)氣壓力進(jìn)一步增大至需要升檔以避免發(fā)動(dòng)機(jī)超速的點(diǎn)。
[0099]在下一次換檔操作期間，針對(duì)短周期，離合器分離且發(fā)動(dòng)機(jī)燃料受限使得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出有效降至零(點(diǎn)4)。一旦選擇下一較高檔位，當(dāng)離合器再次重新接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出就升至點(diǎn)5。當(dāng)扭矩輸出降至點(diǎn)6時(shí)，由于較低發(fā)動(dòng)機(jī)速度和伴隨的較低進(jìn)氣壓力的下降發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的效應(yīng)重復(fù)，隨后當(dāng)渦輪增壓器速度恢復(fù)時(shí)增大扭矩輸出。
[0100]在配備現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛中，由于升檔的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出下降可通過(guò)壓縮空氣噴射結(jié)合升檔而稍微改善。再次參考圖14，點(diǎn)7標(biāo)注在升檔完成時(shí)即刻在配備氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛中產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。通過(guò)即刻應(yīng)用氣動(dòng)增壓，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輸出即刻高于未配備PBS車輛的情況(在本實(shí)例中，與點(diǎn)I上相比幾乎使扭矩輸出翻倍)?，F(xiàn)有技術(shù)的即刻、全強(qiáng)度壓縮空氣噴射確保在升檔期間，在進(jìn)氣歧管中保留足夠的氣壓以維持扭矩輸出和廢氣流。因此，在現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的增壓事件期間，渦輪增壓器渦輪速度幾乎不減小且當(dāng)渦輪增壓器輸出取代發(fā)動(dòng)機(jī)增壓至點(diǎn)8上的下一升檔操作點(diǎn)時(shí)僅存在發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的有限減小。
[0101]意外地，即使具有由現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)產(chǎn)生的、與未配備這樣一種系統(tǒng)的車輛相比實(shí)質(zhì)較高的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出，貫穿數(shù)個(gè)升檔以達(dá)到所要行駛速度所需的總時(shí)間仍未明顯縮短。圖15圖示未配備PBS和配備先前PBS的車輛的時(shí)間對(duì)速度比性能。在本圖中，兩個(gè)曲線圖示來(lái)自(i)未提供氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)(曲線A，兩個(gè)曲線的較低曲線)和(ii)來(lái)自配備現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)(曲線B，兩個(gè)曲線的較高曲線)的隨時(shí)間的典型發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。在換檔至最高檔的過(guò)程中(在本實(shí)例中，第十檔)，雖然可用配備PBS的發(fā)動(dòng)機(jī)獲得額外發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出，但是，實(shí)際情況是在配備先前PBS的車輛中的各檔中施加這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的相對(duì)較短期限導(dǎo)致車輛僅在未配備PBS的車輛達(dá)到行駛速度(點(diǎn)D)之前五秒達(dá)到其最高檔的行駛速度(由點(diǎn)C上的相應(yīng)行駛扭矩輸出標(biāo)注)。
[0102]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供一種氣動(dòng)增壓噴射策略，其實(shí)現(xiàn)比由現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)所提供的明顯更大的時(shí)間速度比性能。在這種方法中，氣動(dòng)增壓控制器和變速器控制器可彼此通信以確定條件是否足以在響應(yīng)駕駛員加速需求期間提供壓縮空氣噴射。如果條件滿足，那么壓縮空氣噴射速率曲線被速率成形以維持與設(shè)計(jì)和法定限制的相符性的氣動(dòng)增壓事件可結(jié)合替代換檔設(shè)定檔的實(shí)施而發(fā)起。
[0103]如圖16a至圖16b中所示，變速器控制器可為氣動(dòng)增壓事件請(qǐng)求源(圖16a)或變速器可響應(yīng)車輛其它位置發(fā)起的氣動(dòng)增壓事件，諸如通過(guò)氣動(dòng)增壓控制器(圖16b)。圖16a圖示變速器控制器接收駕駛員的加速需求或或者例如基于GPS位置信號(hào)和當(dāng)前路線安排，車輛電子裝置產(chǎn)生預(yù)期扭矩輸出需求以針對(duì)即將出現(xiàn)的路況維持車速(諸如正在接近的陡峭道路坡度)的情況。響應(yīng)于增大的扭矩需求，變速器控制器可將發(fā)起氣動(dòng)增壓事件的請(qǐng)求傳達(dá)至氣動(dòng)增壓控制器。至氣動(dòng)增壓控制器的請(qǐng)求還可包括當(dāng)前檔位選擇和其它車輛參數(shù)以促進(jìn)增壓控制器發(fā)出速率成形壓縮空氣噴射以在適用的設(shè)計(jì)和/或法定限值內(nèi)提供盡可能多的氣動(dòng)增壓。
[0104]圖16b圖示取而代之為變速器控制器提供有關(guān)由氣動(dòng)增壓控制器發(fā)起的氣動(dòng)增壓事件的信息，且還為其提供有關(guān)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的當(dāng)前能力的信息(例如，有關(guān)可能限制在氣動(dòng)增壓事件期間變速器控制器可預(yù)期由發(fā)動(dòng)機(jī)輸送的扭矩輸出量的系統(tǒng)故障的信息)以及其它車輛狀態(tài)信息(諸如車輛是靜止或移動(dòng)、車速等)的情況?；谧兯倨骺刂破鹘邮盏男畔ⅲ刂破麟S后可從多種替代換檔設(shè)定檔中選擇將產(chǎn)生所要性能(諸如短的時(shí)間速度比、最高燃料經(jīng)濟(jì)性或最低變速器應(yīng)力水平)的換檔設(shè)定檔。
[0105]優(yōu)選的變速器換檔策略的實(shí)例圖示在圖17中。在本實(shí)施方案中，取代在變速器貫穿每個(gè)前進(jìn)檔升檔的同時(shí)施加氣動(dòng)增壓(如現(xiàn)有技術(shù)中通常所見)，可通過(guò)氣動(dòng)增壓控制器以速率成形方式命令壓縮空氣噴射以允許在加速至所要行駛速度期間允許特定傳動(dòng)比“被跳過(guò)”。在圖17中所示的實(shí)例中，氣動(dòng)增壓控制器定制壓縮空氣噴射的速率和定時(shí)以允許比正常情況更快地使用比正常情況更高的傳動(dòng)比，使得在本實(shí)例中在加速期間僅接合檔位
3、4、7、8 和 10。
[0106]在傳動(dòng)比被省略的換檔情況中，當(dāng)傳動(dòng)比變化時(shí)存在比正常情況更大的發(fā)動(dòng)機(jī)速度減小且伴隨比正常情況更大的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。在現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)中，“盡可能多、盡可能快”的已知空氣噴射法至少將在壓縮空氣噴射期間由于從換檔型式中省略一個(gè)或多個(gè)檔位而經(jīng)歷的比正常情況低得多的rpm下的極低EGR流而形成嚴(yán)重的排放偏移?，F(xiàn)有技術(shù)在非常低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度下施加非常大的壓縮空氣噴射還可能因過(guò)量的低速扭矩輸出而破壞車輛傳動(dòng)系，或形成來(lái)自渦輪增壓器超速事件發(fā)生的發(fā)動(dòng)機(jī)的大的、突發(fā)廢氣流。由于車輛破壞的這種重大風(fēng)險(xiǎn)和/或未滿足排放要求，現(xiàn)有技術(shù)的氣動(dòng)增壓方法在本技術(shù)中被視為不適于在車輛加速期間支持跳檔。
[0107]相比之下，本發(fā)明的速率成形能力允許針對(duì)與跳檔相關(guān)的異常大的rpm下降定制壓縮空氣噴射速率、持續(xù)時(shí)間和定時(shí)，同時(shí)仍在設(shè)計(jì)和法定限值內(nèi)提供盡可能多的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出。具體地，當(dāng)換檔發(fā)生時(shí)，氣動(dòng)增壓控制器可將壓縮空氣噴射量控制為遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)的“所有現(xiàn)有”噴射法的水平同時(shí)監(jiān)測(cè)車輛參數(shù)以確定壓縮空氣噴射是否、何時(shí)可隨發(fā)動(dòng)機(jī)速度增大而增大及增大多少。[0108]應(yīng)用本發(fā)明的速率成形以獲得明顯改進(jìn)的車輛加速性能的結(jié)果的實(shí)例示于圖17中。與圖15中所示的實(shí)例中的現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)間速度比性能相比(非PBS車輛的大約39秒速度比，也在圖17中示作點(diǎn)B)，在本實(shí)例中，使用速率成形壓縮空氣噴射和僅使用檔位3、
4、7、8和10的變速器換檔設(shè)定檔導(dǎo)致在大約21秒內(nèi)(點(diǎn)A)或未配備PBS車輛時(shí)間的大約1/2達(dá)到行駛速度。此外，這種極大提高的時(shí)間速度比意外地改進(jìn)受限于依序換檔設(shè)定檔的現(xiàn)有技術(shù)PBS系統(tǒng)的性能，速率成形、跳檔車輛的時(shí)間速度比僅花費(fèi)配備先前氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛所需時(shí)間的大約60% (與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的36秒相比完全快15秒的21秒)。換句話說(shuō)，本發(fā)明在氣動(dòng)增壓事件中使用速率成形的壓縮空氣噴射允許變速器使用替代的換檔設(shè)定檔，其實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)相比近40%的車輛時(shí)間速度比性能改進(jìn)，同時(shí)仍維持與適用設(shè)計(jì)和法定限值的相符性。
[0109]除使用替代變速器換檔設(shè)定檔以獲得改進(jìn)的車輛加速性能外，使用速率成形壓縮空氣噴射還使得跳檔換檔設(shè)定檔的使用能改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)了解當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(尤其是柴油發(fā)動(dòng)機(jī))在遠(yuǎn)離其最佳燃料效率范圍(即，遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)的“最有效點(diǎn)”)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)固有地使用更多燃料。在本發(fā)明使用速率成形以允許更快換檔至較高檔位的情況下，車輛被允許比無(wú)法支持非依序換檔的現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)可行的情況更快地達(dá)到較高檔位(及因此使發(fā)動(dòng)機(jī)處于其最佳燃料效率范圍內(nèi))。
[0110]使用速率成形還具有在車輛在現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)無(wú)法在不超過(guò)適用限值的情況下執(zhí)行其“盡可能多、盡可能快的”噴射的運(yùn)行條件下處于較高檔位(及因此處于低發(fā)動(dòng)機(jī)速度)時(shí)允許施加速率成形氣動(dòng)增壓的可能。例如，在現(xiàn)有技術(shù)PBS系統(tǒng)可能需要變速器在氣動(dòng)增壓事件發(fā)起之前降檔的情況下，本發(fā)明的速率成形壓縮空氣噴射允許車輛保持在燃料效率更大的較高檔位并且免除可能導(dǎo)致乘客不舒適的非所要檔位。
[0111]壓縮空氣噴射的速率成形還提供改進(jìn)緊隨升檔之后的乘客舒適度和燃料經(jīng)濟(jì)性。例如，當(dāng)變速器控制器了解升檔得到保證時(shí)，其可傳輸氣動(dòng)增壓事件請(qǐng)求至氣動(dòng)增壓控制器，所述氣動(dòng)增壓控制器專用于使用氣動(dòng)增壓以補(bǔ)償與伴隨升檔至較高傳動(dòng)比的發(fā)動(dòng)機(jī)rpm下降一起觀測(cè)到的扭矩下降。氣動(dòng)增壓控制器隨后可發(fā)起速率成形壓縮空氣噴射設(shè)定檔，其提供足夠量的空氣(且通過(guò)將匹配額外空氣噴射的相應(yīng)燃料量告知發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制器)以補(bǔ)償緊隨升檔之后的扭矩降，其僅限于避免超過(guò)法定和/或設(shè)計(jì)限值的需要。當(dāng)這種升檔補(bǔ)償氣動(dòng)增壓事件繼續(xù)且發(fā)動(dòng)機(jī)速度攀升回先前水平時(shí)，可調(diào)整壓縮空氣噴射以隨發(fā)動(dòng)機(jī)速度升高至足以使發(fā)動(dòng)機(jī)再次自行產(chǎn)生足夠的扭矩而逐漸下降。這種速率成形升檔扭矩補(bǔ)償換檔允許本發(fā)明通過(guò)提供來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)質(zhì)無(wú)縫的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出供應(yīng)而提供更平穩(wěn)的動(dòng)力輸送，其實(shí)質(zhì)上限制乘客所能感知的當(dāng)扭矩輸出在升檔后下降時(shí)由加速度的突然損失而導(dǎo)致的“顛簸”。與未配備氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛相比，這種升檔后速率成形扭矩補(bǔ)償法還提供更快的時(shí)間速度比(即使氣動(dòng)增壓量在一定程度上受限于設(shè)計(jì)或法定限值)，且進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)由于發(fā)動(dòng)機(jī)速度更快地返回其最佳動(dòng)力產(chǎn)生rpm范圍的更佳燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0112]還可用本發(fā)明的速率成形通過(guò)使壓縮空氣使用最小化而實(shí)現(xiàn)額外燃料節(jié)省和其它好處。如上文所討論，在現(xiàn)有技術(shù)氣動(dòng)增壓系統(tǒng)中，最大量的壓縮空氣被盡可能快地噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管中以使發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出量最大化。這種方法高度浪費(fèi)壓縮空氣，需要產(chǎn)生大體積的壓縮空氣并且將其儲(chǔ)存在車輛上。通過(guò)按運(yùn)行限值或接近運(yùn)行限值運(yùn)行的同時(shí)使壓縮空氣噴射重點(diǎn)僅利用獲得可實(shí)現(xiàn)的最大扭矩輸出所需的精確量的壓縮空氣，本發(fā)明的速率成形空氣噴射將壓縮空氣使用限制為最小可能水平。這種壓縮空氣節(jié)省具有許多好處，包括:使壓縮空氣儲(chǔ)存器耗用最小化(在達(dá)到確保關(guān)鍵系統(tǒng)(諸如制動(dòng)器)具有充足壓縮空氣儲(chǔ)備所需的最小儲(chǔ)存器壓力水平之前，使從壓縮空氣儲(chǔ)存器提取的壓縮空氣最小化而形成額外容量邊際；減小發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)的占空比)；通過(guò)減小驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)所需的寄生功率損失而減小磨損和增大燃料經(jīng)濟(jì)性，其先前需較大以服務(wù)先前氣動(dòng)增壓系統(tǒng)壓縮空氣需求；及允許車輛設(shè)計(jì)者縮小壓縮空氣產(chǎn)生和儲(chǔ)存設(shè)備的規(guī)模，減小車輛重量和組件成本并且緩解車輛設(shè)備包裝問(wèn)題。此外，減小壓縮空氣噴射量還通過(guò)免除對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的需要以在壓縮空氣噴射期間提供增大的燃料噴射量，以確保維持適當(dāng)?shù)娜剂匣旌衔锒苯庸?jié)省燃料。
[0113]本發(fā)明的另一個(gè)特征是使用速率成形以為駕駛員提供可選擇的替代車輛性能設(shè)定檔選擇的能力。例如，可為駕駛員提供選擇可交換特征的車輛性能選項(xiàng)的選項(xiàng)。實(shí)例示于圖13中。在本實(shí)例中，駕駛員可(使用，例如安裝在儀表板上的開關(guān)或電子觸屏控制器)選擇性能設(shè)定檔，其以車輛加速性能為代價(jià)使燃料經(jīng)濟(jì)性最大化(曲線A)，以燃料經(jīng)濟(jì)性為代價(jià)使車輛對(duì)加速需求的動(dòng)態(tài)響應(yīng)最大化(曲線C)或提供折中的車輛性能，其在本實(shí)例中注重乘客舒適度(曲線B)。取決于駕駛員所選擇的性能設(shè)定檔，氣動(dòng)增壓控制器318應(yīng)用與所選曲線A、B或C相關(guān)的適當(dāng)目標(biāo)氣動(dòng)增壓水平限值。
[0114]下文提供配備速率成形PBS的車輛對(duì)涉及配備自動(dòng)或自動(dòng)化手動(dòng)變速器的車輛從停車位置開始的加速的增壓事件的響應(yīng)的定量實(shí)例。如圖18至圖20中所示，PBS控制器執(zhí)行PBS控制算法，其監(jiān)測(cè)不同車輛運(yùn)行參數(shù)信號(hào)。例如，監(jiān)測(cè)到油門踏板位置AP，從油門踏板位置值(圖18中的線AP)中確定駕駛?cè)说募铀傩枨?。在本?shí)例中，油門踏板位置從時(shí)間0.54秒處的0%值改變?yōu)闀r(shí)間0.81秒處的78%。因?yàn)樘ぐ逦恢煤吞ぐ逦恢米兓俾实男轮党^(guò)針對(duì)各自設(shè)定的閾值，所以PBS控制器接下來(lái)確定用于執(zhí)行氣動(dòng)增壓事件的車輛空氣供應(yīng)系統(tǒng)是否具有足夠氣壓(圖18中的線P)以支持發(fā)起噴射事件，即是否存在足夠的可用容量以提供所要噴射空氣質(zhì)量。如果可用氣壓的當(dāng)前值低于預(yù)定閾值，那么PBS控制器將不發(fā)起噴射事件。在圖18實(shí)例中，可用壓力是129psig，其大于本實(shí)例的預(yù)定閾值。
[0115]本實(shí)例中的PBS控制器接下來(lái)將不同的其它信號(hào)的狀態(tài)(包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度、進(jìn)氣歧管壓力和傳動(dòng)系統(tǒng)和離合器狀態(tài))對(duì)比并且使用這種車輛運(yùn)行信息以確定氣動(dòng)增壓噴射事件是否應(yīng)發(fā)生。在時(shí)間0.80秒處，PBS控制器監(jiān)測(cè)的條件已被確定為被滿足且PBS控制器發(fā)出控制信號(hào)以發(fā)起增壓噴射事件。控制器發(fā)出信號(hào)以閉合擋板元件(圖18中的擋板位置線F)并且監(jiān)測(cè)其位置作為硬件完整性的檢查。
[0116]當(dāng)節(jié)流擋板開始閉合時(shí)，PBS控制器發(fā)送另一個(gè)信號(hào)至一個(gè)或更多個(gè)高速電磁空氣閥以發(fā)起壓縮空氣噴射，其允許空氣從空氣供應(yīng)儲(chǔ)存器流動(dòng)至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口。PBS控制器可命令空氣閥的任意組合啟動(dòng)，由此使噴射的空氣質(zhì)量流成形以匹配PBS控制器算法設(shè)定的目標(biāo)壓縮空氣添加設(shè)定檔。這種活動(dòng)在本實(shí)例中表示為‘吹入請(qǐng)求’(圖18中的線BIR)，其通過(guò)壓縮空氣閥的適當(dāng)致動(dòng)予以滿足，例如，發(fā)出‘0’命令(無(wú)螺線管)、‘1’(螺線管#1)、‘2’(螺線管#2)或‘3’(螺線管#1和螺線管#2)。在噴射期間，擋板元件與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)(圖19中的線IM)之間的進(jìn)氣歧管壓力快速增大，而由車輛渦輪增壓器輸送的壓力隨渦輪增壓器壓縮機(jī)出口與擋板之間的壓力增大而更漸進(jìn)增大(圖19中的線1C)。[0117]在本實(shí)例中，PBS控制器通過(guò)監(jiān)測(cè)渦輪增壓器壓縮機(jī)出口與節(jié)流擋板之間的氣壓以及節(jié)流擋板與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)之間的壓力而暫停氣動(dòng)增壓噴射事件。當(dāng)壓力差達(dá)到PBS控制器中的目標(biāo)值時(shí)，控制器確定渦輪增壓器的輸出可取代發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的空氣輸送并且因此發(fā)出信號(hào)以暫停增壓空氣噴射。在本實(shí)例中，在時(shí)間1.53秒處，PBS控制器發(fā)送信號(hào)以使啟動(dòng)的空氣噴射閥螺線管斷電。PBS控制器還發(fā)送信號(hào)以在時(shí)間1.57秒處打開擋板元件且這種快速活動(dòng)擋板在時(shí)間1.59秒處到達(dá)其完全打開位置。
[0118]在氣動(dòng)增壓噴射事件過(guò)程期間，PBS供氣儲(chǔ)存器中的壓力(圖18中的線P)開始在噴射期間隨空氣被消耗而減小。如從圖18中可見,供應(yīng)系統(tǒng)壓力(在時(shí)間0.81秒處從129psi開始)降至?xí)r間1.54秒處的114psig,此時(shí)空氣噴射停止。
[0119]在本示例性氣動(dòng)增壓噴射事件中，發(fā)動(dòng)機(jī)比不存在氣動(dòng)增壓噴射時(shí)更快地達(dá)到所要扭矩和/或發(fā)動(dòng)機(jī)速度。本領(lǐng)域中用于對(duì)比車輛時(shí)間對(duì)速度比性能的通用度量是“T-90時(shí)間”，發(fā)動(dòng)機(jī)從經(jīng)由油門踏板位置變化而發(fā)起扭矩需求時(shí)開始至達(dá)到其最大扭矩輸出的90%所需的時(shí)間。如圖20中所示，使用氣動(dòng)增壓噴射的T-90時(shí)間是1.10秒，如扭矩輸出曲線(圖20中的線T)所示。氣動(dòng)增壓噴射空氣還允許車輛變速器比氣動(dòng)增壓噴射不存在時(shí)更快速地到達(dá)其下一換檔點(diǎn)。在本實(shí)例中，車輛在第二檔開始?xì)鈩?dòng)增壓噴射事件且變速器控制器(圖20中的線TRANS)在時(shí)間1.59秒處接近噴射結(jié)束時(shí)要求下一換檔(圖20中的線TRANS)。
[0120]上述公開僅被陳述來(lái)說(shuō)明本發(fā)明且不旨在限制。例如，雖然上述公開涉及車輛發(fā)動(dòng)機(jī)配備至少一個(gè)渦輪增壓器的實(shí)施方案，但是本發(fā)明不限于配備渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)，而是可適用于需要受控壓縮空氣噴射以至少提供臨時(shí)增大的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的任意其它內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造。這些發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造包括自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)、配備增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)和以除柴油機(jī)燃料外的燃料運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)，包括汽油、氫氣和丙烷燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，以可通過(guò)使用壓縮空氣噴射的速率成形而避免NOx排放偏移的相同方式，本發(fā)明氣動(dòng)增壓系統(tǒng)中的氣動(dòng)增壓控制器還可用有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛特性的信息編程以允許壓縮空氣噴射的速率成形以使得其它污染物(諸如CO2和/或顆粒排放物)維持低于所要限值。其它實(shí)施方案可包括以開路方式運(yùn)行氣動(dòng)增壓系統(tǒng)，例如根據(jù)預(yù)定固定速率成形壓縮空氣噴射設(shè)定檔，根據(jù)從“查找表”中選擇的壓縮空氣噴射設(shè)定檔(即，存儲(chǔ)在例如氣動(dòng)增壓控制器的存儲(chǔ)器中的壓縮空氣噴射設(shè)定檔的預(yù)定編輯)和/或根據(jù)響應(yīng)于監(jiān)測(cè)到的車輛運(yùn)行參數(shù)選擇的預(yù)定速率成形壓縮空氣噴射設(shè)定檔。因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員可能想到并入本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的所公開實(shí)施方案的這些修改例，所以本發(fā)明應(yīng)被解釋為包括隨附權(quán)利要求和其等效物的范圍內(nèi)的所有事項(xiàng)。
【權(quán)利要求】
1.一種運(yùn)行配備氣動(dòng)增壓系統(tǒng)的車輛的方法，所述氣動(dòng)增壓系統(tǒng)被構(gòu)造來(lái)在氣動(dòng)增壓事件期間將壓縮空氣噴射至所述車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口中，并且被構(gòu)造來(lái)在所述氣動(dòng)增壓事件內(nèi)調(diào)整至少兩個(gè)空氣噴射脈沖的壓縮空氣噴射速率、持續(xù)時(shí)間和定時(shí)的至少兩項(xiàng)，所述方法包括下列行動(dòng): 發(fā)起所述氣動(dòng)增壓事件以將壓縮空氣噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)中； 監(jiān)測(cè)所述車輛的至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)； 基于所監(jiān)測(cè)的至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)確定所述車輛的組件的至少一個(gè)特征，其中所述至少一個(gè)特征為以下項(xiàng)中的至少一個(gè): 所述車輛組件是存在于或不存在于所述車輛中； 所述車輛組件的容量水平或性能水平；及 所述車輛組件的身份； 基于所述確定的至少一個(gè)車輛組件特征確定是否需要調(diào)整初始?xì)鈩?dòng)增壓噴射型式以使所述氣動(dòng)增壓噴射型式適應(yīng)所述車輛組件；及 調(diào)整所述壓縮空氣噴射速率、噴射持續(xù)時(shí)間和噴射定時(shí)的至少一項(xiàng)以使所述氣動(dòng)增壓噴射型式適應(yīng)所述車輛組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括下列行動(dòng): 在調(diào)整所述壓縮空氣噴射速率、噴射持續(xù)時(shí)間和噴射定時(shí)中的至少一項(xiàng)以使所述氣動(dòng)增壓噴射型式適應(yīng)所述車輛組件之后，監(jiān)測(cè)所述車輛的所述至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)；及 進(jìn)一步調(diào)整所述壓縮空氣噴射速率、噴射持續(xù)時(shí)間和噴射定時(shí)中的至少一項(xiàng)以使所述車輛的所述至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)維持在預(yù)定范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中: 所述車輛的所述至少一個(gè)組件包括具有葉輪的渦輪增壓器；且所述至少一個(gè)組件特征包括渦輪增壓器葉輪的運(yùn)行特征，所述運(yùn)行特征對(duì)于由剛材料形成的葉輪和由比剛更不密實(shí)的材料形成的葉輪是不同的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中: 所述運(yùn)行特征是響應(yīng)來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)定廢氣流的葉輪旋轉(zhuǎn)加速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中: 調(diào)整所述壓縮空氣噴射速率、噴射持續(xù)時(shí)間和噴射定時(shí)中的至少一項(xiàng)包括在識(shí)別渦輪增壓器存在剛?cè)~輪后增大壓縮空氣噴射量。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中: 所述車輛的所述至少一個(gè)組件包括具有呈第一葉輪幾何形狀的葉輪的渦輪增壓器；及所述至少一個(gè)組件特征包括渦輪增壓器葉輪的運(yùn)行特征，所述運(yùn)行特征對(duì)于具有所述第一葉輪幾何形狀的葉輪和具有不同于所述第一葉輪幾何形狀的葉輪幾何形狀的葉輪是不同的。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中: 所述車輛的至少一個(gè)組件是變速器、傳動(dòng)軸和輪胎中的一個(gè)；及 所述變速器、所述傳動(dòng)軸和所述輪胎之一的至少一個(gè)組件特征包括以下運(yùn)行特征: 對(duì)于所述變速器，自動(dòng)變速器、半自動(dòng)變速器和手動(dòng)變速器中的至少一個(gè)； 對(duì)于傳動(dòng)軸，傳動(dòng)齒輪減小比率；及對(duì)于輪胎，輪胎高度。
8.一種用于使用氣動(dòng)增壓增大車輛性能的系統(tǒng)，其包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有進(jìn)氣口、排氣口和用于將來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣的一部分從所述排氣口再循環(huán)至所述進(jìn)氣口的廢氣再循環(huán)通道； 空氣控制裝置，其位于所述進(jìn)氣口中，所述空氣控制裝置包括: 進(jìn)氣阻斷元件，其位于所述空氣控制裝置的進(jìn)氣通道中，所述進(jìn)氣阻斷元件被配置來(lái)至少在打開位置與閉合位置之間移動(dòng)以選擇性地阻擋或允許氣流朝向所述發(fā)動(dòng)機(jī)穿過(guò)所述空氣控制裝置， 至少一個(gè)壓縮空氣噴射通道，其開放至所述進(jìn)氣阻斷元件的發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)上的所述進(jìn)氣口，所述壓縮空氣通道具有被配置來(lái)調(diào)制提供至所述空氣控制裝置的壓縮空氣流進(jìn)入所述進(jìn)氣口的至少一個(gè)壓縮空氣流量控制閥，和 通道，其開放至所述進(jìn)氣阻斷元件的所述發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)上的所述進(jìn)氣口，透過(guò)所述通道，穿過(guò)所述廢氣再循環(huán)通道的廢氣被引入所述進(jìn)氣口； 壓縮空氣源，其被配置來(lái)將壓縮空氣流提供至所述空氣控制裝置；和 氣動(dòng)增壓噴射控制器，其中: 所述氣動(dòng)增壓控制器被編程來(lái)通過(guò)協(xié)調(diào)所述至少一個(gè)壓縮空氣流量控制閥和所述進(jìn)氣阻斷元件的運(yùn)行以經(jīng)由所述進(jìn)氣口供應(yīng)壓縮空氣至所述發(fā)動(dòng)機(jī)而基于所述車輛的至少一個(gè)所監(jiān)測(cè)的運(yùn)行參數(shù)而控制氣動(dòng)增壓事件， 所述氣動(dòng)增壓控制器被編程來(lái)通過(guò)在所述氣動(dòng)增壓事件期間調(diào)整至少兩個(gè)空氣噴射脈沖的壓縮空氣噴射速率、持續(xù)時(shí)間和定時(shí)的至少兩項(xiàng)而控制所述至少一個(gè)壓縮空氣流量控制閥以提供所述壓縮空氣噴射，以使所述氣動(dòng)增壓噴射基于以下項(xiàng)而適應(yīng)車輛組件: 基于所述車輛組件的至少一個(gè)特征的所監(jiān)測(cè)的至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)的確定，其中所述至少一個(gè)特征為以下項(xiàng)中的至少一個(gè): 所述車輛組件是存在于或不存在于所述車輛中； 所述車輛組件的容量水平或性能水平；及 所述車輛組件的身份 '及 基于所述確定的至少一個(gè)車輛組件特征是否需要調(diào)整初始?xì)鈩?dòng)增壓噴射型式以使所述氣動(dòng)增壓噴射適應(yīng)所述車輛組件的確定；及 所述氣動(dòng)增壓控制器被編程來(lái)調(diào)整所述壓縮空氣噴射速率、噴射持續(xù)時(shí)間和噴射定時(shí)的至少一項(xiàng)以使所述氣動(dòng)增壓噴射型式適應(yīng)所述車輛組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中: 所述氣動(dòng)增壓控制器被編程來(lái)在調(diào)整所述壓縮空氣噴射速率、噴射持續(xù)時(shí)間和噴射定時(shí)中的至少一項(xiàng)以使所述氣動(dòng)增壓噴射型式適應(yīng)所述車輛組件后進(jìn)一步監(jiān)測(cè)所述車輛的所述至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)，且進(jìn)一步調(diào)整所述壓縮空氣噴射速率、噴射持續(xù)時(shí)間和噴射定時(shí)中至少一項(xiàng)以使所述車輛的所述至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)維持在預(yù)定范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中: 所述車輛的所述至少一個(gè)組件包括具有葉輪的渦輪增壓器，且所述至少一個(gè)組件特征包括渦輪增壓器葉輪的運(yùn)行特征，所述運(yùn)行特征對(duì)于由剛材料形成的葉輪和由比剛更不密實(shí)的材料形成的葉輪是不同的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中: 所述運(yùn)行特征是響應(yīng)來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)定廢氣流的葉輪旋轉(zhuǎn)加速度變化率。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中: 所述氣動(dòng)增壓控制器被編程來(lái)調(diào)整所述壓縮空氣噴射速率、噴射持續(xù)時(shí)間和噴射定時(shí)中的至少一項(xiàng)以在識(shí)別渦輪增壓器存在剛?cè)~輪后增大壓縮空氣噴射量。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中: 所述車輛的所述至少一個(gè)組件包括具有呈第一葉輪幾何形狀的葉輪的渦輪增壓器；及所述至少一個(gè)組件特征包括渦輪增壓器葉輪的運(yùn)行特征，所述運(yùn)行特征對(duì)于具有所述第一葉輪幾何形狀的葉輪和具有不同于所述第一葉輪幾何形狀的葉輪幾何形狀的葉輪是不同的。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中: 所述車輛的至少一個(gè)組件是變速器、傳動(dòng)軸和輪胎中的一個(gè)；及 所述變速器、所述傳動(dòng)軸和所述輪胎之一的至少一個(gè)組件特征包括以下運(yùn)行特征: 對(duì)于所述變速器，自動(dòng)變速器、半自動(dòng)變速器和手動(dòng)變速器中的至少一個(gè)； 對(duì)于傳動(dòng)軸，傳動(dòng)齒輪減小比率；及 對(duì)于輪胎，輪胎高 度。
【文檔編號(hào)】F02B33/44GK103477047SQ201280018607
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月25日
【發(fā)明者】威廉·J·沙菲爾德, 尼古拉斯·阿斯密斯, 馬克·W·麥克隆格, 理查德·貝爾 申請(qǐng)人:邦迪克斯商用車系統(tǒng)有限責(zé)任公司