相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2015年1月21日提交的美國臨時(shí)專利申請?zhí)杗o.62/105,880的優(yōu)先權(quán)。

本發(fā)明主要涉及的領(lǐng)域包括帶渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)可包括渦輪增壓器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

各種變型可包括一種方法，該方法包括：在車輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗最少的操作模式期間或者在加速事件之前，選擇性地致動(dòng)進(jìn)氣渦流裝置以使壓縮機(jī)以較高的速度進(jìn)行風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)。

各種變型可包括用于車輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)中進(jìn)氣渦流裝置的控制方法，該控制方法包括：確定是否在第一模式、第二模式或第三模式的至少一種中操作車輛；在第一模式中，基于至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制操作來致動(dòng)進(jìn)氣渦流裝置中的多個(gè)葉片以移動(dòng)至少一個(gè)第一角度；在第二模式中，致動(dòng)進(jìn)氣渦流裝置中的多個(gè)葉片以移動(dòng)至少一個(gè)第二角度，從而引起離開該進(jìn)氣渦流裝置的流體流的高水平渦流；以及在第三模式中，致動(dòng)進(jìn)氣渦流裝置中的多個(gè)葉片以移動(dòng)至少一個(gè)第三角度，從而引起離開該進(jìn)氣渦流裝置的流體流的高水平渦流。

各種變型可包括進(jìn)氣渦流裝置的控制方法，該控制方法包括：提供進(jìn)氣渦流裝置，該進(jìn)氣渦流裝置具有致動(dòng)器和可操作地連接于該致動(dòng)器的多個(gè)葉片；將進(jìn)氣渦流裝置附接至壓縮機(jī)上游的內(nèi)燃機(jī)；以及在第一模式中，利用電子控制單元來控制多個(gè)葉片與進(jìn)氣渦流裝置中的致動(dòng)器的角度，以使得多個(gè)葉片的角度基于至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式；在第二模式中，利用電子控制單元來控制多個(gè)葉片與進(jìn)氣渦流裝置中的致動(dòng)器的角度，以使得多個(gè)葉片的角度引起離開進(jìn)氣渦流裝置流體流的渦流運(yùn)動(dòng)；以及在第三模式中，利用電子控制單元來控制多個(gè)葉片與進(jìn)氣渦流裝置中的致動(dòng)器的角度，以使得多個(gè)葉片的角度引起離開進(jìn)氣渦流裝置流體流的渦流運(yùn)動(dòng)。

從之后提供的詳細(xì)描述中，本發(fā)明范圍內(nèi)的其它說明性變型將變得顯而易見。應(yīng)理解的是，詳細(xì)描述和特定示例雖然公開了本發(fā)明范圍內(nèi)的變型，但僅僅旨在說明的目的并且并不旨在限制本發(fā)明的范圍。

附圖說明

本發(fā)明范圍內(nèi)的變型的選擇示例將從以下描述和附圖中變得更易于理解，其中：

圖1說明根據(jù)各種變型的內(nèi)燃機(jī)的示意圖。

圖2說明根據(jù)各種變型的進(jìn)氣渦流裝置的立體圖。

圖3說明根據(jù)各種變型的用于進(jìn)氣渦流裝置的控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

變型的以下描述在本質(zhì)上僅僅是說明性的并且并不以任何方式旨在限制本發(fā)明的范圍、其應(yīng)用或用途。

圖1說明可包括內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)20的各種變型。在各種變型中，內(nèi)燃機(jī)22可燃燒燃料并且可將呈廢氣形式的流體排放至發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)24。發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)24可管理供給至內(nèi)燃機(jī)22以及從該內(nèi)燃機(jī)排出的流體流。發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)24可具有各種布置和各種發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)的部件。

在各種變型中，發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)24可包括排氣歧管26，該排氣歧管可裝配在內(nèi)燃機(jī)22的排氣側(cè)上，以將從內(nèi)燃機(jī)22呼出的諸如廢氣的流體流引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)24。進(jìn)氣歧管28可裝配在內(nèi)燃機(jī)22的進(jìn)氣側(cè)上，以將空氣和/或空氣燃料混合物引導(dǎo)并且供給至內(nèi)燃機(jī)22。

在各種變型中，發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)24還可包括渦輪增壓器30。渦輪增壓器30可包括渦輪機(jī)32，該渦輪機(jī)能經(jīng)由軸36可操作地附接至壓縮機(jī)34。渦輪機(jī)32可由廢氣流體流驅(qū)動(dòng)，該廢氣流體流可致使軸36旋轉(zhuǎn)，這然后可驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)34。壓縮機(jī)34然后可對可進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)22的空氣加壓。

在各種變型中，進(jìn)氣渦流裝置38可位于壓縮機(jī)34之前或上游，并且可操作地與壓縮機(jī)34相關(guān)聯(lián)?？墒褂萌魏螖?shù)量的進(jìn)氣渦流裝置38，包括但不限于這樣的進(jìn)氣渦流裝置38，其可包括可操作以通過引起渦流運(yùn)動(dòng)來選擇性地影響流動(dòng)的元件或多個(gè)元件。渦流裝置38也可操作以限制流動(dòng)和/或基本上防止通過進(jìn)氣渦流裝置38的流動(dòng)。在任何數(shù)量的變型中，渦流裝置38中的元件可移動(dòng)至各種位置，包括但不限于旋轉(zhuǎn)、扭轉(zhuǎn)、變換或延展這些元件。在一種變型中，這些元件可呈多個(gè)葉片40的形式，這些葉片可由致動(dòng)器42移動(dòng)至在大約0至90度之間的任何數(shù)量的角度，這一變型在圖2中進(jìn)行說明。此種類型和配置的進(jìn)氣渦流裝置38在美國專利申請14/508,151中說明并且在此其全文通過引用的方式納入本文。

在各種變型中，進(jìn)氣渦流裝置38的致動(dòng)器42能可操作地連接于電子控制單元(ecu)，該電子控制單元可用于控制進(jìn)氣渦流裝置38的角度。在各種變型中，ecu可包括主控制器和/或控制子系統(tǒng)，其可包括與進(jìn)氣渦流裝置38相通信的一個(gè)或多個(gè)控制器(并未單獨(dú)地說明)，用以接收和處理傳感器輸入以及發(fā)送輸出信號?？刂破骺砂ㄒ粋€(gè)或多個(gè)合適的處理器和存儲裝置(并未單獨(dú)地說明)。存儲器可配置成提供數(shù)據(jù)和指令的存儲，這些數(shù)據(jù)和指令提供發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的至少一些功能性并且可由處理器執(zhí)行。該方法的至少各部分可由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序和各種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)或指令、作為查詢表、公式、算法、圖表、模型而存儲在進(jìn)氣渦流裝置38的操作條件數(shù)據(jù)等等啟用?？刂谱酉到y(tǒng)可通過接收來自傳感器的輸入信號、根據(jù)傳感器輸入信號來執(zhí)行指令或算法以及將合適的輸出信號發(fā)送至致動(dòng)器42來控制進(jìn)氣渦流裝置38的參數(shù)。如這里所使用的，術(shù)語“模型”可包括任何代表使用變量的某種的構(gòu)造，例如查詢表、圖表、公式、算法和/或之類。模型對于任何給定的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)或系統(tǒng)的精確設(shè)計(jì)和性能規(guī)范而言是專用和具體的。

在各種變型中，車輛可在內(nèi)燃機(jī)22的燃料消耗可能增大或者最大的情形下的第一模式中，包括但不限于當(dāng)車輛可能加速或者維持在恒定速度時(shí)操作。當(dāng)車輛在第一模式中操作時(shí)，多個(gè)葉片40的角度和所產(chǎn)生的通過進(jìn)氣渦流裝置38的流體流可通過任何數(shù)量的發(fā)動(dòng)機(jī)控制操作算法、包括但不限于獲得最佳燃料經(jīng)濟(jì)性和/或最佳發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的算法來確定。進(jìn)氣渦流裝置38中多個(gè)葉片40的角度可在車輛于第一模式中的操作期間、基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作范圍而改變，以實(shí)現(xiàn)最佳發(fā)動(dòng)機(jī)效率。在一種說明中，進(jìn)氣渦流裝置38中的多個(gè)葉片40可在發(fā)動(dòng)機(jī)以第一數(shù)量的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)下操作的同時(shí)設(shè)定為第一角度，并且可在發(fā)動(dòng)機(jī)以第二數(shù)量的rpm下操作的同時(shí)設(shè)定為第二角度。應(yīng)注意的是，發(fā)動(dòng)機(jī)可在車輛于第一模式中操作期間以任何數(shù)量的rpm操作，且因此，進(jìn)氣渦流裝置38中多個(gè)葉片40的角度也可與rpm上的變化相關(guān)聯(lián)地改變。

在各種變型中，車輛可在內(nèi)燃機(jī)22的燃料消耗可能最低或者是零的情形下的第二模式中，包括但不限于車輛的減速、車輛的滑行和/或車輛的制動(dòng)中操作。在這些模式中，內(nèi)燃機(jī)可能比在車輛可能加速或維持恒定速度時(shí)所需的燃料消耗需要較少的燃料消耗。在第二操作模式中，多個(gè)葉片40可由致動(dòng)器42移動(dòng)至一個(gè)或多個(gè)角度以引起離開進(jìn)氣渦流裝置38的流體流的渦流運(yùn)動(dòng)，這會致使比起壓縮機(jī)34在沒有來自進(jìn)氣渦流裝置38的渦流運(yùn)動(dòng)情形下旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)34以較高的速度進(jìn)行“風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)”。在另一變型中，多個(gè)葉片40可在第二模式中設(shè)定為固定角度。多個(gè)葉片40的角度可通過壓縮機(jī)34的速度極值來確定。當(dāng)加速器可被壓下時(shí)，壓縮機(jī)34可由于離開進(jìn)氣渦流裝置38的流體的渦流運(yùn)動(dòng)而在高度下進(jìn)行“風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)”，以使得壓縮機(jī)可升至有效地加速車輛所需的速度。這可減小或消除加速器的壓下與渦輪增壓器30增速所需時(shí)間之間的滯后，以使得可更快速地達(dá)到所需的扭矩輸出，這可通過所存儲的慣性能量來回收制動(dòng)和/或滑行能量。當(dāng)進(jìn)氣渦流裝置38可設(shè)定為致使壓縮機(jī)34能在比壓縮機(jī)34在沒有來自進(jìn)氣渦流裝置38的渦流運(yùn)動(dòng)的情形下旋轉(zhuǎn)的速度更高的速度下進(jìn)行“風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)”，這還可通過產(chǎn)生阻力來減小由標(biāo)準(zhǔn)車輛行車制動(dòng)器所需的制動(dòng)量。

在各種變型中，當(dāng)操作者可執(zhí)行手動(dòng)檔位切換并且在預(yù)期即將進(jìn)行的車輛加速事件時(shí)接合/按壓離合器時(shí)，車輛可在第三模式中操作。在第三模式中，進(jìn)氣渦流裝置38中的多個(gè)葉片40移動(dòng)至各種角度以產(chǎn)生離開進(jìn)氣渦流裝置38的流體流的渦流運(yùn)動(dòng)，這會致使比起壓縮機(jī)34在沒有來自進(jìn)氣渦流裝置38的渦流運(yùn)動(dòng)情形下旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)34以較高的速度進(jìn)行“風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)”。在另一變型中，多個(gè)葉片40可在第三模式中設(shè)定為固定角度。多個(gè)葉片40的角度可通過壓縮機(jī)34的速度極值來確定。當(dāng)離合器可釋放時(shí)，可由于來自離開進(jìn)氣渦流裝置38的流體的渦流運(yùn)動(dòng)而在高速下進(jìn)行“風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)”的壓縮機(jī)34可升至有效地加速車輛所需的速度，這可減小或消除檔位切換以及當(dāng)渦輪增壓器30可升至所需的速度之間的滯后，以使得可更快速地達(dá)到所需的扭矩輸出。

圖3說明用于進(jìn)氣渦流裝置38的控制方法的變型。在各種變型中，在第一步驟56中，ecu可確定車輛可執(zhí)行的何種操作模式44、46、48。如果ecu檢測到車輛處于駕駛模式44中，ecu就可將信號發(fā)送至進(jìn)氣渦流裝置致動(dòng)器42，以使得多個(gè)葉片40基于一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作算法50而移動(dòng)至一個(gè)或多個(gè)角度，這些發(fā)動(dòng)機(jī)操作算法包括但不限于最佳燃料經(jīng)濟(jì)性和/或發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。這可允許內(nèi)燃機(jī)22能在最大效率下執(zhí)行。如果ecu檢測到車輛已進(jìn)入制動(dòng)/滑行模式46，ecu可將信號發(fā)送至進(jìn)氣渦流裝置致動(dòng)器42，以使得多個(gè)葉片40移動(dòng)至一個(gè)或多個(gè)角度，從而引起高水平的渦流運(yùn)動(dòng)52，這會致使壓縮機(jī)34能在比壓縮機(jī)34在沒有來自進(jìn)氣渦流裝置38的渦流運(yùn)動(dòng)情形下可旋轉(zhuǎn)的速度更高的速度進(jìn)行風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)。如果ecu檢測到車輛已進(jìn)入換檔模式48，ecu可將信號發(fā)送至進(jìn)氣渦流裝置致動(dòng)器42，以使得多個(gè)葉片40移動(dòng)至一個(gè)或多個(gè)角度，從而引起高水平的渦流運(yùn)動(dòng)54，這會致使壓縮機(jī)34能在比壓縮機(jī)34在沒有來自進(jìn)氣渦流裝置38的渦流運(yùn)動(dòng)情形下可旋轉(zhuǎn)的速度更高的速度進(jìn)行風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)。

以下對變型的描述僅僅是對被認(rèn)為落在本發(fā)明范圍內(nèi)的部件、元件、動(dòng)作、產(chǎn)品以及方法的說明，并且并不以任何方式旨在通過具體公開或未明確闡述的內(nèi)容來限制這種范圍。這里描述的部件、元件、動(dòng)作、產(chǎn)品以及方法可除了這里明確描述的以外相組合并重新布置，并且仍被認(rèn)為落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

變型1可包括一種方法，該方法包括：在車輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗最少的操作模式期間或者在加速事件之前，選擇性地致動(dòng)進(jìn)氣渦流裝置以使壓縮機(jī)以較高的速度進(jìn)行風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)。

變型2可包括根據(jù)變型1中所闡述的方法，其中，操作模式是制動(dòng)模式、減速模式或滑行模式中的至少一種。

變型3可包括根據(jù)變型1-2中任一項(xiàng)所闡述的方法，其中，操作模式是檔位切換。

變型4可包括用于車輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)中進(jìn)氣渦流裝置的控制方法，該控制方法包括：確定是否在第一模式、第二模式或第三模式的至少一種中操作車輛；在第一模式中，基于至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制操作來致動(dòng)進(jìn)氣渦流裝置中的多個(gè)葉片以移動(dòng)至少一個(gè)第一角度；在第二模式中，致動(dòng)進(jìn)氣渦流裝置中的多個(gè)葉片以移動(dòng)至少一個(gè)第二角度，從而引起離開該進(jìn)氣渦流裝置的流體流的高水平渦流；以及在第三模式中，致動(dòng)進(jìn)氣渦流裝置中的多個(gè)葉片以移動(dòng)至少一個(gè)第三角度，從而引起離開該進(jìn)氣渦流裝置的流體流的高水平渦流。

變型5可包括根據(jù)變型4中所闡述的控制方法，其中，在第一模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗高，并且其中在第二模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗最少。

變型6可包括根據(jù)變型4-5中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，在第三模式中，預(yù)期車輛的加速事件。

變型7可包括根據(jù)變型4-6中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，至少一個(gè)第一角度實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大效率，而至少一個(gè)第二角度和至少一個(gè)第三角度致使發(fā)動(dòng)機(jī)中的壓縮機(jī)以高速進(jìn)行風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)。

變型8可包括根據(jù)變型4-7中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，在第一模式中，車輛正加速。

變型9可包括根據(jù)變型4-8中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，在第二模式中，車輛是制動(dòng)、滑行或減速的至少一種。

變型10可包括根據(jù)變型4-9中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，在第三模式中，車輛進(jìn)行換檔。

變型11可包括用于進(jìn)氣渦流裝置的控制方法，該控制方法包括：提供進(jìn)氣渦流裝置，該進(jìn)氣渦流裝置具有致動(dòng)器和可操作地連接于該致動(dòng)器的多個(gè)葉片；將進(jìn)氣渦流裝置附接至壓縮機(jī)上游的內(nèi)燃機(jī)；以及在第一模式中，利用電子控制單元來控制多個(gè)葉片與進(jìn)氣渦流裝置中的致動(dòng)器的角度，以使得多個(gè)葉片的角度基于至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式；在第二模式中，利用電子控制單元來控制多個(gè)葉片與進(jìn)氣渦流裝置中的致動(dòng)器的角度，以使得多個(gè)葉片的角度引起離開進(jìn)氣渦流裝置的流體流的渦流運(yùn)動(dòng)；以及在第三模式中，利用電子控制單元來控制多個(gè)葉片與進(jìn)氣渦流裝置中的致動(dòng)器的角度，以使得多個(gè)葉片的角度引起離開進(jìn)氣渦流裝置的流體流的渦流運(yùn)動(dòng)。

變型12可包括根據(jù)變型11所闡述的控制方法，其中，離開進(jìn)氣渦流裝置的流體流的渦流運(yùn)動(dòng)致使在進(jìn)氣渦流裝置上游的壓縮機(jī)以高速進(jìn)行風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)。

變型13可包括根據(jù)變型11-12中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，在第一模式中，多個(gè)葉片的角度與一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作范圍相關(guān)聯(lián)地改變以獲得最佳發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

變型14可包括根據(jù)變型11-13中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，在第一模式中，內(nèi)燃機(jī)的燃料消耗較高，而在第二模式中，內(nèi)燃機(jī)的燃料消耗最少。

變型15可包括根據(jù)變型11-14中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，內(nèi)燃機(jī)可操作地連接于車輛。

變型16可包括根據(jù)變型15所闡述的控制方法，其中，當(dāng)壓縮機(jī)在高速下進(jìn)行風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)時(shí)，減小車輛中的加速器壓下和車輛中的渦輪增壓器增速所需時(shí)間之間的滯后。

變型17可包括根據(jù)變型15-16中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，當(dāng)壓縮機(jī)在高速下進(jìn)行風(fēng)車式旋轉(zhuǎn)時(shí)，減小車輛中的多個(gè)檔位的切換和車輛中的渦輪增壓器增速所需時(shí)間之間的滯后。

變型18可包括根據(jù)變型15-17中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，在第三模式中，預(yù)期車輛的加速事件。

變型19可包括根據(jù)變型15-18中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，在第一模式中，車輛加速，而在第二模式中，車輛是制動(dòng)、減速或滑行的至少一種。

變型20可包括根據(jù)變型15-19中任一項(xiàng)所闡述的控制方法，其中，在第三模式中，車輛手動(dòng)地?fù)Q檔。

本發(fā)明范圍內(nèi)的選擇性變型的上文描述在本質(zhì)上僅僅是說明性的，因此本發(fā)明的變型或變化并不被認(rèn)為偏離本發(fā)明的精神和范圍。