具有独立的节气门歧管体容积的歧管直接增压辅助装置制造方法

具有独立的节气门歧管体容积的歧管直接增压辅助装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种调节通过两个进气通道的进气气流的方法和系统。响应于扭矩需求增加，可以引导进气气流通过包括排气驱动的涡轮增压器压缩器的第一进气通道和包括电动压缩器的第二进气通道。此外，涡轮增压器的压缩器增加转速之后，可以再次引导进气气流通过第一进气通道以进一步增加增压。
【专利说明】具有独立的节气门歧管体容积的歧管直接增压辅助装置 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及具有独立的节气门歧管体容积的歧管直接增压辅助装置。 【【背景技术】】
[0002] 涡轮增压发动机利用涡轮增压器来压缩进气并增加发动机的功率输出。涡轮增压 器可以使用排气驱动的涡轮来驱动压缩进气的压缩器。随着压缩器转速的增加，向发动机 提供的增压增加。一旦接收到增加扭矩的需求，涡轮和压缩器可能需要花费一定量的时间 来加速并提供需要的增压。这种涡轮增压器响应的延迟（称为涡轮迟滞）可能导致延迟地 提供需要的发动机功率。发动机进气系统的容积（volume)也可能使得压缩该容积的空气 时间延迟。这样，涡轮迟滞以及进气系统容积的增加可能导致发动机扭矩响应延迟。
[0003] 解决涡轮迟滞和发动机扭矩响应延迟的其它尝试包括在主进气通道上设置电动 辅助压缩器。虽然电动压缩器可以提供额外的增压，但是电动压缩器仍然需要压缩整个进 气系统内容纳的空气，从而延迟扭矩响应。减小发动机扭矩响应延迟的另一种方法包括利 用其中沿进气路线并联或串联设置两个涡轮的双涡轮增压器设置。虽然增加第二涡轮增压 器可以减小涡轮迟滞，但是这可能也会增加发动机系统的尺寸和成本。 【
【发明内容】
】
[0004] 在一个示例中，可以通过控制通过发动机的两个进气流动通道的进气流的方法处 理上述问题。第一流动通道可以包括涡轮驱动的压缩器而第二流动通道可以包括电动压缩 器。一旦接收到增加的扭矩请求，第二流动通道中的电动压缩器可以向发动机进气歧管提 供增加的增压。
[0005] 在一个示例中，响应于驾驶员踩加速器踏板，可以暂时打开排气驱动的涡轮增压 器压缩器下游的第一进气流动通道中的节气门。同时，还可以驱动电动压缩器以通过第二 进气流动通道输送气流进入进气歧管，第二流动通道连接在充气冷却器下游的第一流动通 道和进气歧管之间。特别地，响应于踩加速器踏板或增加的扭矩需求可以全开节气门并开 启电动压缩器。一旦歧管压力增加至大气压，可以关闭节气门并且可以打开压缩器再循环 阀同时继续驱动电动压缩器以向进气歧管提供增压空气。这段时间期间，涡轮驱动的压缩 器可以增加转速，从而增加第一进气通道中的增压压力。响应于增压压力增加到歧管压力 以上，可以打开节气门并且可以关闭压缩器再循环阀以提供需要的增压。这样，可以减小涡 轮迟滞，从而减小发动机扭矩响应的延迟。
[0006] 根据本发明的一方面，提供一种发动机方法，包含：在第一状况期间，引导进气气 流通过包括节气门和涡轮驱动的压缩器的第一流动通道；以及在第二状况期间，引导进气 气流通过包括电动压缩器的第二流动通道，第二流动通道连接在充气冷却器下游的第一流 动通道和进气歧管之间。
[0007] 根据本发明的一个实施例，引导进气气流通过第一流动通道包括增加节气门的开 度。
[0008] 根据本发明的一个实施例，第一状况包括当扭矩需求小于阈值时。
[0009] 根据本发明的一个实施例，引导进气气流通过第二流动通道包括驱动电动压缩器 并且当歧管压力处于或高于阈值压力时关闭节气门并且打开压缩器再循环阀。
[0010] 根据本发明的一个实施例，第二状况包括当扭矩需求高于阈值时。
[0011] 根据本发明的一个实施例，进一步包含，在第三状况期间，在驱动进气气流通过第 二流动通道期间当增压压力高于歧管压力时，打开节气门以引导进气气流通过第一流动通 道、停止驱动电动压缩器并关闭压缩器再循环阀。
[0012] 根据本发明的另一方面，提供一种发动机方法，包含：打开压缩器旁通阀引导进气 气流通过包括涡轮驱动的压缩器和下游的充气冷却器的流动通道；同时通过电动驱动的压 缩器压缩经由充气冷却器冷却的空气并引导其至进气歧管。
[0013] 根据本发明的一个实施例，该引导响应于驾驶员踩加速器踏板，并且其中在涡轮 驱动的压缩器加速至阈值水平之后减小电动驱动的压缩器的压缩同时关闭压缩器旁通阀。
[0014] 根据本发明的一个实施例，将通过电动驱动的压缩器压缩的空气输送至进气歧管 同时旁通并联通道中的节气门。
[0015] 根据本发明的一个实施例，当引导进气气流通过流动通道并压缩经由充气冷却器 冷却的空气时排气再循环阀完全关闭。
[0016] 应理解，提供上文的概述用于以简化形式引入一系列原理，其将在【具体实施方式】 中进一步进行描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或实质特征，所要求保护 的主题的范围唯一地由权利要求书确定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或 本说明书中任意部分所提到的缺点的实施方式。 【【专利附图】

【附图说明】】
[0017] 图1A是示例发动机系统的示意图，该发动机系统包括第一进气流动通道和第二 进气流通通道的第一实施例；
[0018] 图1B是示例发动机系统的示意图，该发动机系统包括第一进气流动通道和第二 进气流动通道的第二实施例；
[0019] 图2、3和5是用于响应于发动机工况调节通过第一和第二进气流动通道的进气流 的方法的示例流程图；
[0020] 图4是响应于发动机工况调节节气门和电动压缩器的图表示例；
[0021] 图6是响应于发动机工况调节节气门、电动压缩器和压缩器再循环阀的图表示 例。 【【具体实施方式】】
[0022] 下文的描述涉及用于调节通过两个进气流动通道的进气流的系统和方法。发动机 系统（比如图1A-1B中显示的发动机系统）可以包括具有涡轮驱动的压缩器的第一进气流 动通道和具有电动压缩器的第二进气流动通道。在一个示例中，如图1A所示，第二进气流 动通道可以与第一进气流动通道并联，第二流动通道连接在涡轮驱动的压缩器上游的进气 通道和进气歧管之间。在另一个示例中，如图1B所示，第二进气流动通道可以连接在空气 充气冷却器下游和节气门上游的第一进气流动通道和进气歧管之间。可以通过调节第一进 气通道中节气门的位置和电动压缩器的运转来控制通过第一和第二进气通道的气流。图2、 3和5说明响应于驱动和发动机工况调节节气门、压缩器再循环阀和电动压缩器以驱动气 流通过第一和第二进气流动通道的方法。图4和6显示了响应于扭矩需求、歧管压力和增 压压力的示例电动压缩器和节气门调节。
[0023] 图1A和图1B显示了示例发动机10的示意图，该发动机可以包括在机动车的推进 系统中。发动机10显示为具有四个汽缸或燃烧室30。然而，本发明中可以使用其它数量的 汽缸。可以至少部分通过包括控制器12的控制系统和来自车辆驾驶员132经由输入装置 130的输入来控制发动机10。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生比例 踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室（例如汽缸）30可以包 括活塞（未显示）位于其中的燃烧室壁。活塞可以连接至曲轴40使得活塞的往复运转转 换为曲轴的旋转运动。曲轴40可以连接至车辆的至少一个驱动轮，并且使用发动机输出扭 矩来推进机动车。曲轴40还可以用于驱动交流发电机152。交流发电机152可以用于充电 和/或驱动电动压缩器150。如此处详细描述的，控制器12可以控制电动压缩器150的运 转。此外可以使用来自交流发电机152存储的电荷或电力驱动电动压缩器150。
[0024] 燃烧室30可以从进气歧管44接收进气并且可以经由排气歧管46将燃烧气体排 放至排气通道48。进气歧管44和排气歧管46可以经由各自的进气门和排气门（未显示） 选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和 /或两个或更多个排气门。
[0025] 燃料喷射器50显示为直接连接至燃烧室30用于与接收自控制器12的脉冲宽度 信号FPW成比例地直接向其中喷射燃料。这样，燃料喷射器50提供了已知的直接喷射将燃 料直接喷射进燃烧室30 ;然而应理解进气道喷射也是可以的。可以通过包括燃料箱、燃料 泵和燃料导轨的燃料系统（未显示）将燃料输送至燃料喷射器50。
[0026] 在称为点火的程序中，通过已知的点火装置（比如火花塞52)点燃喷射的燃料以 产生燃烧。可以控制火花点火正时使得火花出现在生产商指定正时之前（提前）或之后 (延迟）。例如，可以从最大扭矩（MBT，Maximum Brake Torque)正时延迟火花正时以控制 发动机爆震或者在较高湿度状况下提前。特别地，可以提前MBT来处理较慢的燃烧速率。在 一个示例中，可以在踩加速器踏板（tip-in)期间延迟火花。如下文进一步讨论的，当引导 较暖进气通过第二进气流动通道34和进气歧管44时也可以从MBT延迟火花正时以减少爆 振。
[0027] 进气歧管44可以从第一进气流动通道32 (例如第一流动通道）和/或第二进气流 动通道34(例如第二流动通道）接收进气。进气通道42可以向这两个通道提供空气。图 1A显示了第二进气流动通道34的第一实施例而图2A显示了第二进气流动通道34的第二 实施例。将在下文进一步描述第二进气流动通道的这两个实施例。
[0028] 第一流动通道32连接至排气驱动的涡轮增压器压缩器（例如压缩器）60上游的 进气通道42。第一流动通道32连接至节气门21下游的进气歧管44。从而，第一流动通道 32包括具有节流板22的节气门21以调整通过第一流动通道32并进入进气歧管44的流 动。在特定示例中，可以通过控制器12改变节流板22的位置（TP)以实现电动节气门控制 (ETC)。这样，可以运转节气门21以改变从第一流动通道32提供至燃烧室30的进气。例 如，控制12可以调节节流板22以增加节气门21的开度。增加节气门21的开度可以增加 提供至进气歧管44的空气量。在替代示例中，节气门21的开度可以减小或完成关闭以切 断空气从第一流动通道32流向进气歧管44。在一些实施例中，进气通道42中可以设置额 外的节气门，比如压缩器60上游的节气门（未显示）。
[0029] 此外，在所公开的实施例中，排气再循环（EGR)系统可以经由EGR通道（比如高压 EGR通道140)将希望部分的排气从排气通道48输送至第一流动通道32。可以通过控制器 12经由EGR阀（比如高压EGR阀142)改变向进气通道42提供的EGR量。在一些状况下， EGR系统可以用于调整燃烧室内空气和燃料混合物的温度。图1A-1B显示了高压EGR系统， 其中通过EGR通道140将EGR从涡轮增压器涡轮的上游传输至涡轮增压器压缩器的下游。 图1A-1B还显示了低压EGR系统，通过低压EGR通道156将EGR从涡轮增压器涡轮的下游 传输至涡轮增压器压缩器的上游。低压EGR阀154可以控制向进气通道42提供的EGR量。 在一些实施例中，如图1A-1B所示发动机可以包括高压EGR和低压EGR系统两者。在其它 实施例中，发动机可以包括低压EGR系统或高压EGR系统中的一者。如下文更详细描述的， 当运转时，特别是当通过充气冷却器冷却压缩空气时，EGR系统可能导致从压缩空气中形成 冷凝物。
[0030] 发动机10可以进一步包括压缩装置（比如涡轮增压器或机械增压器），该压缩装 置至少包括沿第一流动通道32设置的压缩器60。对于涡轮增压器，可以至少部分地通过 涡轮62经由例如轴或其它的连接装置来驱动压缩器60。可以沿排气通道48设置涡轮62。 可以提供多种设置来驱动压缩器。对于机械增压器，可以至少部分地通过发动机和/或电 机驱动压缩器60,并且可以不包括涡轮。从而，可以通过控制器12改变经由涡轮增压器或 机械增压器提供至一个或多个发动机汽缸的压缩量。
[0031] 在图1A-1B显示的实施例中，可以主要通过涡轮62驱动压缩器60。可以通过流过 排气通道48的排气驱动涡轮62。从而，涡轮62的推动（driving motion)可以驱动压缩器 60。这样，压缩器60的转速可以基于涡轮62的转速。随着压缩器60转速的增加，可以通 过第一流动通道32向进气歧管44提供更多增压。
[0032] 此外，排气通道48可以包括将排气从涡轮62转移开的废气门26。额外地，进气通 道42可以包括配置用于转移压缩器60附近进气的压缩旁通或再循环阀（CRV)27。例如当 需要较低增压时，可以通过控制器12控制废气门26和/或CRV27打开。
[0033] 第一流动通道32可以进一步包括充气冷却器（CAC)80(例如中冷器）以降低涡轮 增压的或机械增压的进气的温度。在一些实施例中，CAC80可以是空气对空气的热交换器。 在其它实施例中，CAC80可以是空气对流体的热交换器。CAC80还可以是可变容积的CAC。 来自压缩器60的热充气（增压过的空气）进入CAC80的入口，它随着流动穿过CAC而冷 却，并且随后流出以进入发动机进气歧管44。来自车辆外部的环境气流可以通过车辆前端 进入发动机10并流动通过CAC以帮助冷却充气。
[0034] 从而，第一流动通道32包括压缩器60、CAC80和节气门21。第一流动通道32具 有第一进气容积（例如第一容积），该第一进气容积包括压缩器的空气容积、CAC80的空气 容积和流动管路的空气容积。第一流动通道32的该进气容积可能会延迟压缩该第一容积 的进气所花费的时间。结果是，可能花费一段时间提供增压空气至进气歧管44。此外，如果 较大的扭矩需求需要增压增加，压缩器可能需要花费额外的时间加速至产生所需增压的转 速。结果是，扭矩输出可能会减小直到涡轮增压器的转速到位（speed up)，从而导致涡轮迟 滞。
[0035] 在图1A显示的实施例中，第二流动通道34连接至压缩器60上游（例如涡轮驱动 的压缩器）的进气通道42并连接至节气门21下游的进气歧管。这样，第二流动通道34与 第一流动通道32并联。在替代实施例中，如图1B所示，第二流动通道34连接在CAC80下游 和节气门21上游的第一流动通道32和节气门21下游的进气歧管44之间。这样，第二流 动通道32的入口在CAC80和压缩器60的下游而不是在图1A中显示的压缩器60的上游。 在图1B显示的实施例中，冷却过的充气可以推进第二流动通道34和进气歧管44。在又一 实施例中，可替代地第二流动通道34连接至CAC80上游的第一流动通道32并且还连接至 节气门21下游的进气歧管44。
[0036] 第二流动通道34包括增压元件。在图1A-1B中显示的实施例中，增压元件是电动 压缩器150。在替代实施例中，增压元件可以是另一种类型的驱动元件，比如发动机驱动的 气压、液压、齿轮或带元件。电动压缩器150可以用于增压进气并提供增压空气至进气歧管 44。如上文描述的，可以通过由交流发电机或其它电力源提供而存储下的能量来驱动电动 压缩器。控制器12可以控制电动压缩器150的运转，包括开启、关闭电动压缩器以及调节 电动压缩器的转速。电动压缩器150的转速可以基于扭矩请求。如此处详细说明的，可以 响应于发动机工况（比如增压、进气歧管压力（MAP)和扭矩需求）而运转电动压缩器150 以控制通过第二流动通道34的增压气流。
[0037] 在一个示例中，电动压缩器150可以用于增加或减小通过第二流动通道34的流 动。例如，当电动压缩器150关闭（例如不旋转时）时，可以没有进气进入并流动通过第二 流动通道34至进气歧管44。从而，在电动压缩器150开启并通过控制器12驱动时空气可 以仅流动通过第二流动通道34。随着电动压缩器150的转速增加，通过第二流动通道34输 送至进气歧管的气流和增压量可以增加。在一些实施例中，第二流动通道可以包括具有节 流板25的可选的节气门24以调整通过第二流动通道34并进入进气歧管44的气流。在该 特定示例中，可以通过控制器12改变节流板25的位置。这样，可以运转节气门24以改变 从第二流动通道34提供至进气歧管44的进气量。例如，控制器12可以调节节流板25以 增加节气门24的开度。增加节气门24的开度可以增加提供至进气歧管44的空气量。在 替代示例中，节气门24的开度可以减小或完全关闭以切断从第二流动通道34流向进气歧 管44的气流。可替代地，可以用单向阀代替节气门24,该单向阀允许最大流量进入进气歧 管44但是当电动压缩器150不运转时不允许第一流动通道32中的进气通过第二流动通道 34逃离至上游。
[0038] 在替代实施例中，第二流动通道34可以包括位于电动压缩器150下游的充气冷却 元件（比如充气冷却器）。第二流动通道34中的充气冷却器可以将电动增压过的充气在进 入进气歧管44之前冷却。充气冷却器可以是空气对空气的充气冷却机或水对空气的充气 冷却器。
[0039] 第二流动通道34具有第二进气容积（例如第二容积），该第二进气容积包括电动 压缩器150的空气容积和流动管路的空气容积。与图1中显示的实施例相比，图1B中显示 的实施例中第二进气容积可以更小。此外，图1A-1B可以不按比例绘制。这样，第二流动通 道34可以比图1A-1B中显示的它相对于第一流动通道32更短。此外，电动压缩器150可 以设置为接近进气歧管44以进一步减小空气充气和进气容积。
[0040] 第二流动通道34的第二容积可以小于第一流动通道32的第一容积。这样，第二 流动通道34可以比第一流动通道32更快地向进气歧管44提供增压空气。如下文参考图 2-3描述的，控制器可以调节节气门21的位置和电动压缩器150的运转以控制通过第一和 第二流动通道的气流。这样，响应于扭矩需求增加可以更快地提供增大的增压，从而减小涡 轮迟滞。
[0041] 图1A-1B中控制器12显示为微型计算机，包括：微处理器单元102、输入/输出端 口 104、用于可以执行程序和校准值的在该特定示例中显示为只读存储芯片106、随机存取 存储器108、保活（keep alive)存储器110和数据总线。控制器12可以接收来自和发动 机10相连的传感器的各种信号以执行多种功能来运转发动机10。除了上文讨论的那些信 号，还可以包括这些信号：来自气流质量流量（MAF)传感器122的进入气流质量的测量值； 来自温度传感器112(示例显示在发动机10内的一个位置处）的发动机冷却剂温度（ECT); 来自和曲轴40连接的霍尔效应传感器118 (或其它类型）的表面点火感测（PIP)信号；如 讨论的来自节气门位置传感器的节气门位置（TP);以及如讨论的来自传感器122的绝对歧 管压力（MAP)信号。可以通过控制器12从信号PIP产生发动机转速信号（RPM)。来自歧 管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管44中真空或压力的指示。注意 可以使用上述传感器的各种组合，比如有MAF传感器而没有MAP传感器（反之亦然）。在 化学计量运转期间，MAP传感器能给出发动机扭矩的指示。此外，该传感器与探测到的发动 机转速一起能提供吸进汽缸的（包括空气的）充气的估算。在一个示例中，霍尔效应传感 器118 (该传感器也用作发动机转速传感器）对曲轴40的每转可以产生预定数量的等距脉 冲。
[0042] 可以向控制器12发送信号的其它传感器包括充气冷却器80出口处的温度传感器 124以及增压压力传感器126。还可以包括没有描述的其它传感器，比如在充气冷却器入口 处确定进气速度的传感器以及其它传感器。在一些示例中，存储媒介只读存储芯片106可 以编程有代表微处理器单元102可执行的用于执行下文描述的方法以及可预期但没有明 确列出的其它变型方法的指令的计算机可读数据。本说明书中在图2-3中描述了示例程 序。
[0043] 图1A中系统提供了一种包括具有至发动机进气歧管的两个并联流动通道的进气 系统的发动机系统。第一流动通道可以包括节气门和涡轮驱动的压缩器。与第一流动通道 并联的第二流动通道可以包括电动压缩器。特别地，第二流动通道可以连接在涡轮驱动的 压缩器上游的进气通道和进气歧管之间。发动机系统可以进一步包括具有响应于驱动状况 (driving condition)而调节通过第一流动通道和第二流动通道的进气的计算机可读指令 的控制器。在一个示例中，驱动状况可以包括踩加速器踏板和/或扭矩需求高于或低于阈 值。
[0044] 图1B中的系统提供了一种包括具有至发动机进气歧管的两个流动通道的进气系 统的发动机系统。第一流动通道可以包括节气门、充气冷却机、涡轮驱动的压缩器以及可运 转用于引导气流绕过涡轮驱动的压缩器的压缩器再循环阀。连接在充气冷却机下游的第一 流动通道和进气歧管之间的第二流动通道可以包括电动压缩器。发动机系统可以进一步包 括具有响应于驱动状况而调节通过第一流动通道和第二流动通道的进气的计算机可读指 令的控制器。在一个示例中，驱动状况可以包括踩加速器踏板和/或扭矩需求高于或低于 阈值。
[0045] 如上文所描述的，发动机的进气歧管可以接收通过两个进气通道的进气。第一流 动路径或通道可以包括排气驱动的（例如通过涡轮驱动的）涡轮增压器压缩器和进气节气 门。第二流动路径或通道可以包括电动压缩器。控制器可以调节进气节气门的位置以及电 动压缩器的运转以调节通过第一和第二流动通道的气流。例如，控制器可以增加进气节气 门的开度以增加通过第一流动通道的气流量。可替代地，控制器可以减小进气节气门的开 度、增加压缩器再循环阀（CRV)的开度和/或驱动电动压缩器的运转以增加通过第二流动 通道的气流量。在一个示例中，控制器可以关闭节气门并驱动电动压缩器的运转使得所有 进气流动通过第二流动通道。在另一个示例中，控制器可以打开节气门并停止电动压缩器 的运转使得所有进气流动通过第一流动通道。在又一个示例中，控制器可以部分地打开节 气门同时运转电动压缩器，从而允许进气流动通过第一流动通道和第二流动通道两者。
[0046] 额外地，在图1B所示的实施例中，当关闭节气门并通过第二流动通道引导气流时 控制器可以增加 CRV的开度。在一个示例中，增加 CRV的开度可以包括完全打开CRV。在另 一个示例中，增加 CRV的开度可以包括如果CRV是关闭的则打开CRV。一旦关闭节气门打 开CRV允许气流从进气通道（例如图1B中显示的进气通道42)流动通过CRV进入第二流 动通道上游的第一流动通道并进入第二流动通道。当CRV打开并且进气流动通过第二流动 通道时，涡轮可以驱动第一流动通道中的压缩器。一旦再次打开节气门那么控制器可以减 小CRV的开度。
[0047] 可以响应于发动机工况来控制通过第一和/或第二流动通道的进气流。在一个示 例中，通常关闭电动压缩器并且一点或者没有（little to no)进气可以流动通过第二流动 通道。从而，从而，进气可以流动通过第一流动通道至进气歧管。控制器可以调节节气门的 位置以增加或减小节气门开度从而增加或减小进入发动机的质量空气流量。此外，增加压 缩器的转速可以增加增压压力和进入发动机进气歧管的空气的MAP。这样，随着涡轮和压缩 器转速的增加，传输至进气歧管的增压量也可以增加。发动机扭矩需求较高时，可能请求增 加的质量空气流量和增压。从而，可以响应于扭矩请求来控制节气门以提供扭矩需求所需 的质量空气流量。在一些情况下，压缩器可能旋转地不够快来立刻提供给定的扭矩请求所 需的增压压力。从而，可能在接收到扭矩请求时和发动机输出所请求的扭矩时之间存在延 迟。该延迟（在本说明书中称为涡轮迟滞）可能是压缩器增加转速并提供所需增压所花费 的时间量导致的。
[0048] 在一些实施例中，第二流动通道中的电动压缩器可以用于向发动机提供增压。例 如，响应于扭矩需求超过阈值水平，可以运转电动压缩器以提供增压进气至进气歧管。阈值 水平可以基于涡轮驱动的压缩器的当前转速和扭矩需求所需要的增压量。针对较低的压缩 器转速和较高的请求增压水平，阈值水平可以减小。在另一个示例中，阈值水平可以是基于 涡轮增压器的预设水平。在一些示例中，扭矩需求超过阈值水平可以包括如通过踏板位置 和/或节气门位置增加所指示的踩加速器踏板。
[0049] 控制器可以调节通过第一和第二流动通道的流动以尽可能快地提供请求的增压。 特别地，一旦接收的扭矩需求高于阈值水平，控制器可以增加节气门（例如图1A-1B中显示 的节气门21)的开度以引导增加的气流通过第一流动通道。同时，控制器可以开启并驱动 电动压缩器以引导进气通过第二流动通道。电动压缩器可以向发动机进气提供增压，从而 允许扭矩输出增加。一旦歧管压力（例如MAP)处于或高于大气压，可以关闭节气门，从而 切断通过第一流动通道的气流。电动压缩器可以继续向发动机进气提供增压。同时，涡轮 驱动的压缩器可以随着涡轮转速的增加而增加转速。随着压缩器旋转得更快，增压压力可 以增加。当增压压力增加到MAP以上，控制器可以再次打开节气门以引导气流通过第一流 动通道并传输扭矩需求所需要的增压。可以控制的速率打开节气门（例如图1A-1B中显示 的节气门21)以向进气歧管提供相对恒定的质量空气流量过渡。同时，控制器可以停止电 动压缩器的运转，从而减小通过第二流动通道的气流。这样引导气流通过两个流动通道可 以减小用于增加的扭矩请求所传输的增压花费的时间，从而减小涡轮迟滞。下文关于图2-3 描述了这些调节的更多细节。
[0050] 在第二流动通道连接在CAC下游的第一流动通道和进气歧管之间（如图1B所示） 的实施例中，控制器可以额外地调节CRV的开度。例如，当响应于MAP当前高于大气压而关 闭节气门时，控制器也可以打开CRV。这允许增加的气流流入第二流动通道和电动压缩器。 当第二流动通道向发动机进气提供增压时，涡轮驱动的压缩器可以随着涡轮转速的增加而 增加转速。涡轮驱动的压缩器上可以有一点或没有负荷，从而允许涡轮驱动的压缩器的转 速以更快的速率增加。这样，在这段时间内与如果CRV保持关闭相比可以更早地再次打开 节气门。当控制器响应于增压压力增加到MAP以上而再次打开节气门时，控制器也可以关 闭CRV。图2-5显示了这些调节的更多细节。
[0051] 当从通过第一流动通道转变为通过第二流动通道以及从通过第二流动通道转变 为通过第一流动通道提供进气气流时，控制器可以调节节气门和电动压缩器使得进入进气 流的质量空气流量保持恒定和平衡。例如，如上所述，为了从通过第一流动通道提供气流转 变为通过第二流动通道提供气流，控制器可以关闭第一流动通道中的节气门并驱动第二流 动通道中的电动压缩器。可以协调节气门的关闭和电动压缩器的驱动使得以需要的水平向 进气歧管提供相对恒定的质量空气流量。例如，控制器可以立刻开启电动压缩器或者缓慢 增加其转速同时逐渐关闭第一流动通道中的节气门。此外，可以在关闭节气门时、之前或之 后开启电动压缩器以平稳过渡质量空气流量。这样，质量空气流量水平可以保持处于需求 的水平。
[0052] 取决于哪个进气流动通道向进气歧管输送进气，可以调节额外的发动机工况。例 如，如果节气门关闭并且没有气流流动通过第一流动通道，可以关闭高压EGR阀使得没有 EGR流进第一流动通道。如果发动机包括低压EGR系统，当第一流动通道中的节气门关闭时 可以打开低压EGR阀以增加 EGR流动通过低压EGR系统。从而，可以从低压EGR系统向第 二流动通道提供EGR。
[0053] 此处，可以基于当前哪个进气流动通道提供进气气流以及产生的进气温度而作出 火花正时调节。例如，第一进气流动通道包括CAC以在压缩空气进入进气歧管之前对它进 行冷却。这降低了进入发动机汽缸的空气的温度，从而减少发动机爆振。然而，第二流动通 道可以不包括冷却元件（比如CAC)。此外，如图1A显示的实施例中，第二流动通道可以引 导没有冷却过的进气至进气歧管。从而，离开第二流动通道并进入进气歧管的进气比排出 第一流动通道的进气较热。进入发动机汽缸的较热的进气可能导致爆振。所以，在第二进气 流动通道向发动机汽缸提供进气气流的状况下，可以延迟火花正时以减少爆振。可替代地， 当通过第一进气流动通道引导进气气流时，可以保持火花正时或者与引导进气气流通过第 二进气流动通道时相比更少地延迟火花正时。
[0054] 如上文讨论的以及图1B显示的，第二流动通道的入口可以连接至CAC下游的第一 流动通道。在该实施例中，由于可能已经部分地冷却了充气，可以更少地延迟或保持火花正 时。在替代实施例中，第二流动通道还可以包括在空气流动通过电动压缩器之后冷却充气 的充气冷却器或其它装置。在该示例中，火花正时调节不是必需的。从而，火花正时调节可 以取决于第二流动通道的配置以及随后向充气提供的冷却量。
[0055] 延迟火花正时可以导致一定量的扭矩损失。随着火花延迟地更多，扭矩损失量可 能增加。由于为了避免爆振而延迟火花，通过第二流动通道引导气流可能导致扭矩损失。然 而，引导气流通过第一流动通道也可能产生由于涡轮迟滞导致的扭矩损失。例如，扭矩损失 可能是涡轮驱动的压缩器加速以输出需要的增压所花费的时间量导致的。在一些情况下， 延迟火花产生的扭矩损失可能高于涡轮迟滞产生的扭矩损失。在这些状况下，即使扭矩需 求高于阈值水平，可以通过第一流动通道而不是第二流动通道来引导气流。下文参考图2-3 和5将进一步描述基于扭矩损失来调节通过第一和第二流动通道的进气气流的方法。
[0056] 这样，响应于驾驶员踩加速器踏板，可以暂时打开通过排气驱动的涡轮增压器压 缩器下游的第一进气流动通道中的节气门。在一个示例中，可以通过踏板位置的增加来指 示驾驶员踩加速器踏板。额外地，响应于驾驶员踩加速器踏板，可以电动驱动电动压缩器以 驱动气流通过第二进气流动通道进入进气歧管。在一个示例中，第二进气流动通道可以与 第一进气流动通道并联。在另一个示例中，第二进气流动通道可以连接在充气冷却器下游 的第一进气流动通道和进气歧管之间。
[0057] 在一个示例中，暂时打开节气门包括打开节气门至阈值开度并保持该阈值开度以 将歧管压力从阈值压力以下增加至阈值压力。随后控制器可以响应于歧管压力增加至阈值 压力而关闭节气门。在一个示例中，额外地，控制器响应于歧管压力增加至阈值压力而可以 开启压缩器再循环阀。阈值压力可以是大气压。
[0058] 电动驱动电动压缩器包括以基于踩加速器踏板期间扭矩需求所需增压水平的转 速来驱动电动压缩器。可以响应于增压压力当前高于歧管压力而再次打开节气门。一旦再 次打开节气门，控制器可以停止电动驱动电动压缩器。在一个实施例中，额外地，一旦再次 打开节气门则控制器可以关闭压缩器再循环阀。在另一个示例中，再次打开节气门可以响 应于电动压缩器的电力水平减小到阈值水平以下。此外，在驱动电动压缩器以驱动气流通 过第二进气流动通道进入进气歧管期间可以增加火花延迟。
[0059] 图2显示了确定哪个进气流动通道用于引导进气通过并进入进气歧管的方法 200。方法在202处开始于估算和/或测量发动机工况。发动机工况可以包括发动机转速 和负荷、踏板位置（PP)、扭矩需求、火花正时、节气门位置、MAP、增压压力、质量空气流量等。 在204处，方法包括确定扭矩需求是否高于阈值水平。在一个示例中，可以通过节气门位置 和/或踏板位置的增加来指示扭矩需求的增加。在另一个示例中，驾驶员踩加速器踏板可 能导致扭矩需求高于阈值水平。可以通过踏板位置突然增加来指示驾驶员踩加速器。此外， 阈值水平可以基于可能产生涡轮迟滞的扭矩需求。例如，涡轮驱动的压缩器可能需要花费 一段时间来产生扭矩需求阈值水平所需要的增压。这段时间可能导致发动机扭矩输出的延 迟。那么，阈值水平可以进一步基于当前的压缩器转速和/或增压压力。
[0060] 返回至204,如果扭矩需求不高于阈值，那么在206处控制器可以引导进气通过第 一流动通道。引导气流通过第一流动通道可以包括基于扭矩需求来调节节气门位置。此 夕卜，在206处控制器可以保持电动压缩器关闭使得通过第一流动通道传输大部分或所有进 气。在一个示例中，第二流动通道可以包括节气门或单向阀，关闭该节气门或单向阀以阻止 通过第二流动通道传输空气。可替代地，在204处如果扭矩需求高于阈值水平，方法前进至 208以增加节气门（例如第一流动通道中的节气门）的开度。在一个示例中，这可以包括将 节气门打开至阈值开度。阈值开度可以是使节气门全开的最大量开度。在208处增加节气 门的开度可以使质量空气流量和MAP增加。
[0061] 在212处，如果满足第二流动路径条件则控制器引导进气通过第二流动通道。如 图3中进一步描述的，这些条件可以包括火花延迟产生的扭矩损失当前小于涡轮迟滞产生 的扭矩损失。在第一示例中，如图3进一步显示的，引导进气通过第二流动通道可以包括关 闭第一流动通道中的进气节气门并驱动电动压缩器。在第二示例中，如图5中进一步显示 的，引导进气通过第二流动通道可以包括关闭进气节气门并打开第一流动通道中的CRV并 驱动电动压缩机。
[0062] 图3显示了响应于发动机工况而调节通过第一和第二流动通道（如图1A中分别 显示的第一和第二流动通道32和34)的进气气流的方法300。特别地，方法300从方法200 继续而引导气流通过第二流动通道的第一实施例（如图1A所示）。在该实施例中，引导气 流通过第二流动通道包括将进气从涡轮驱动的压缩器上游流动通过第二流动通道并进入 进气歧管。
[0063] 当扭矩需求增加到阈值水平以上（如方法200中204处描述的）并且满足第二流 动路径条件时可引导气流通过第二流动通道。如上文所述，第二流动路径条件可以包括当 火花延迟产生的预期扭矩损失小于涡轮迟滞产生的预期扭矩损失时。这样，在301处方法 包括确定火花延迟产生的扭矩损失是否小于涡轮迟滞产生的扭矩损失。火花延迟产生的扭 矩损失可能是当引导较热的空气通过第二流动通道时延迟火花以减小爆振而导致的扭矩 损失。涡轮迟滞产生的扭矩损失可能是由于引导气流通过第一流动通道并等待涡轮驱动的 压缩器产生扭矩需求所需要的增压而导致的扭矩损失。如果延迟火花产生的扭矩损失不 小于涡轮迟滞产生的扭矩损失（例如火花延迟产生的扭矩损失高于涡轮迟滞产生扭矩损 失），方法前进至302以引导气流通过第一流动通道。从而，即使扭矩需求高于阈值，也引导 进气气流通过第一流动通道以减小发动机扭矩输出的损失。然而，在301处如果火花延迟 产生的扭矩损失小于涡轮迟滞产生的扭矩损失，在303处控制器引导进气通过第二流动通 道。从而，在一些示例中，控制器可以同时打开第一流动通道中的进气节气门并引导气流通 过第二流动通道以增加增压。
[0064] 特别地，在303处，控制器驱动电动压缩器并引导进气通过第二流动通道。在303 处驱动压缩器可以包括开启电动压缩器并以基于扭矩需求所需增压水平的转速运转电动 压缩器。例如，电动压缩器可以保持关闭直到扭矩需求和/或踏板位置增加到阈值以上。那 时，电动压缩器的转速可以随着扭矩需求的增加而增加。在另一个示例中，仅可以开启或关 闭电动压缩器。这样，当开启时电动压缩器可以仅以一个转速运转。在又一示例中，电动压 缩器的运转转速可以基于电动压缩器处存储的电力量（例如可用电力）。例如，如果较少的 电力可用于电动压缩器运转，可能以低于增压水平所需要的转速驱动电动压缩器。
[0065] 开启电动压缩器之后，在304处控制器可以调节火花正时。火花正时调节可以基 于通过第二流动通道并进入发动机进气歧管的充气的温度。例如，响应于驱动电动压缩器 引导较热的进气通过第二流动通道，在304处控制器可以延迟火花正时。火花延迟量可以 基于通过第二流动通道传输的空气的温度和/或电动压缩器的驱动转速。例如，对于较大 的扭矩需求，电动压缩器可以更快地旋转以提供增加的增压。这可能增加进入发动机汽缸 的进气的温度，从而增加爆振的风险。结果是，可以将火花延迟较大量。在引导进气通过第 二流动通道期间控制器可以继续调节火花。例如，关闭节气门（如下面在312处描述的） 之后，由于输送至进气歧管的较热空气的量增加，控制器可以增加火花延迟量。
[0066] 在308处，方法包括确定MAP是否大于等于阈值压力。在一个示例中，阈值压力是 大气压。在另一个示例中，阈值压力可以是高于或低于大气压的压力。在308处如果MAP仍 然在阈值压力以下，在310处控制器可以保持当前的节气门开度。一旦MAP达到阈值压力/ 或增加到阈值压力以上，在312处控制器关闭第一流动通道中的节气门。在312处关闭节 气门可以包括缓慢地减小节气门的开度以向发动机进气提供相对平稳的质量空气流量。这 样，可以向进气歧管提供连续的质量空气流量。
[0067] 在驱动电动压缩器期间，涡轮驱动的压缩器可以增加转速。结果是，可以增加涡轮 驱动的压缩器下游的增压压力。在314处，方法确定增压压力是否高于MAP。如果增压压力 不高于MAP，在316处控制器继续驱动电动压缩器并保持节气门关闭。然而，如果增压压力 高于MAP，方法前进至318以打开节气门来传输扭矩需求所需要的增压。一旦打开节气门， 在320处控制器停止驱动电动增压器。这可以包括停止气流通过第二流动通道。此外，方 法在320处可以包括将火花正时恢复至初始的或当前请求的水平。在一些实施例中，步骤 318和320可以同时发生以提供平稳和连续的质量空气流量。在一个示例中，这可以包括增 加节气门的开度同时减速压缩器减速并最终停止压缩器。
[0068] 可替代地，如果在增压压力增加到MAP以上之前电动压缩器电力耗尽，无论如何 都可以打开节气门。例如，方法300可以具有在314之后和316之前的检查电动压缩器电 力水平的额外步骤。如果电动压缩器的电力水平低于阈值水平，即使增压压力不高于MAP， 方法可以前进至318以再次打开节气门。随后可以在320处关闭电动压缩器使得可以向它 再充电用于后面的踩加速器踏板。
[0069] 这样，控制器可以响应于驱动状况而调节通过第一流动通道和第二流动通道的进 气气流。在一个示例中，调节进气气流包括响应于扭矩需求小于阈值而增加节气门的开度 以引导气流通过第一流动通道。在另一个示例中，调节进气气流包括响应于扭矩需求高于 阈值而初始地增加节气门的开度并驱动电动压缩器以同时引导气流通过第一流动通道和 第二流动通道。然后可以在初始增加开度之后响应于歧管压力高于大气压而关闭节气门。 调节进气气流可以进一步包括响应于扭矩需求高于阈值并且增压压力高于歧管压力而增 加节气门的开度并停止驱动电动压缩器以引导气流通过第一流动通道。
[0070] 图5显示了响应于发动机工况而调节通过第一和第二流动通道（比如图1B中分 别显示的第一和第二流动通道32和34)的进气气流的方法500。特别地，方法500从方法 200继续而引导气流通过第二流动通道的第二实施例（如图1B所示）。在该实施例中，弓丨 导气流通过第二流动通道包括将进气从第一流动通道中充气冷却器下游流动通过第二流 动通道并进入进气歧管。
[0071] 当扭矩需求增加到阈值水平以上（如方法200中204处描述的）时可以引导气 流通过第二流动通道。从而，在增加节气门的开度（如方法200中208处描述的）之后， 在502处控制器可以驱动电动压缩器并引导进气通过第二流动通道。如上文所讨论的，在 502处驱动压缩器可以包括开启电动压缩器并且以基于扭矩需求所需增压水平的转速运转 电动压缩器。例如，电动增压器可以保持关闭直到扭矩需求和/或踏板位置增加到阈值以 上。那时，电动压缩器的转速可以随着扭矩需求的增加而增加。在另一个示例中，可以仅开 启或关闭电动压缩器。这样，当开启时电动压缩器可以仅以一个转速运转。在又一个示例 中，电动压缩器的运转转速可以基于电动压缩器处存储的电力量（例如可用电力）。例如， 如果较少的电力可用于电动压缩器运转，可能以低于增压水平所需要的转速驱动电动压缩 器。
[0072] 开启电动压缩器之后，在504处控制器可以调节火花正时。火花正时可以基于流 动通过第二流动通道并进入发动机进气歧管的充气的温度。由于在该实施例中第二流动通 道连接在CAC之后的第一流动通道和进气歧管之间，可以需要更少的火花延迟。例如，可以 部分地冷却（例如通过第一流动通道中的CAC冷却）流过第二流动通道的空气。在一些实 施例中，如果第二流动通道包括充气冷却元件，在504处可以需要一点或不需要火花调节。
[0073] 在508处，方法包括确定MAP是否大于等于阈值压力。在一个示例中，阈值压力是 大气压。在另一个示例中，阈值压力可以是高于或低于大气压的压力。在508处如果MAP 仍然在阈值压力以下，在510处控制器可以保持当前的节气门开度。一旦MAP达到阈值压 力/或增加到阈值压力以上，在512处控制器关闭第一流动通道中的节气门并打开CRV。在 512处关闭节气门并打开CRV可以包括较慢地减小节气门的开度并增加 CRV的开度以向发 动机进气提供相对平稳的质量空气流量。这样，可以向进气歧管提供连续的质量空气流量。
[0074] 在驱动电动压缩器期间，涡轮驱动的压缩器可以增加转速。结果是，可以增加涡轮 驱动的压缩器下游的增压压力。在514处，方法确定增压压力是否高于MAP。如果增压压力 不高于MAP，在516处控制器继续驱动电动压缩器并保持节气门关闭。然而，如果增压压力 高于MAP，方法前进至518以打开节气门来传输扭矩需求所需要的增压。一旦打开节气门， 在520处控制器停止驱动电动增压器并关闭CRV。这可以包括停止气流通过第二流动通道。 此外，方法在520处可以包括将火花正时恢复至初始的或当前请求的水平。在一些实施例 中，步骤518和520可以同时发生以提供平稳和连续的质量空气流量。在一个示例中，这可 以包括增加节气门的开度同时压缩器减速并在最后停止。
[0075] 可替代地，如果在增压压力增加到MAP以上之前电动压缩器电力耗尽，无论如何 都可以打开节气门。例如，方法500可以具有514之后和516之前的检查电动压缩器电力 水平的额外步骤。如果电动压缩器的电力水平低于阈值水平，即使增压压力不高于MAP，方 法可以前进至518以再次打开节气门。随后在520处可以关闭电动压缩器使得可以向它再 充电用于后面的踩加速器踏板。
[0076] 这样，控制器可以响应于驱动状况而调节通过第一流动通道和第二流动通道的进 气气流。在一个示例中，调节进气气流包括响应于扭矩需求小于阈值而增加节气门的开度 以引导气流通过第一流动通道。在另一个示例中，调节进气气流包括响应于扭矩需求高于 阈值而在初期增加节气门的开度并驱动电动压缩器以通过第一流动通道和第二流动通道 同时引导气流。然后可以在初始增加开度之后响应于歧管压力高于大气压而关闭节气门并 且可以打开压缩器再循环阀。调节进气气流可以进一步包括响应于扭矩需求高于阈值并且 增压压力高于歧管压力而增加节气门的开度、关闭压缩器再循环阀并停止驱动电动压缩器 以通过第一流动通道引导气流。
[0077] 图4通过图表说明响应于发动机工况的节气门和电动压缩器调节的示例。图4中 的调节是针对图1A中说明的第二流动通道的第一实施例。具体地，图表400显示了图表 402处的踏板位置的变化、图表404处的扭矩需求变化、图表406处的节气门位置（TP)的变 化、图表408处MAP (例如歧管压力）的变化、图表410处的增压压力的变化、图表412处的 电动压缩器运转的变化以及图表418处的火花正时的变化。在图表402中可以通过踏板位 置的突然增加而指示踩加速器踏板。如图表406所示，节气门位置可以在关闭和全开位置 之间。在一个示例中，电动压缩器的基准运转（base operation)可以是关闭。图表412处 指示电动压缩器的运转和电动压缩器转速的增加。此外，如图表418所示，可以从MBT延迟 或提前火花正时。
[0078] 在时间tl之前，踏板位置处于稳定位置（图表402)、扭矩需求低于阈值水平 414 (图表404)并且火花正时接近MBT (图表418)。此外，节气门部分打开（406)、MAP和增 压压力低于阈值压力（例如大气压）416并且电动压缩器是关闭的。这样，进气气流可以流 动通过第一流动通道而不通过第二流动通道。
[0079] 在时间tl处，踏板位置逐渐增加（图表402)。这导致扭矩需求增加；然而，它仍然 低于阈值水平414 (图表404)。结果是，节气门位置增加（图表406)，从而增加进入进气歧 管的质量空气流量。增压压力增加、MAP增加到阈值压力416以上（图表408和410)。由 于扭矩需求小于阈值水平414,电动压缩器保持关闭。火花正时响应于踏板位置增加可以 从MBT稍微延迟。在时间t2处，踏板位置减小（图表402)并返回至稳定的较低水平。响 应于此，扭矩需求和节气门位置减小，从而减小MAP和增压压力。
[0080] 在时间t3处，如踏板位置突然增加所指示的（图表402)，出现踩加速器踏板，从而 扭矩需求增加到阈值水平414以上。响应于踩加速器踏板，控制器增加节气门开度使它完 全打开（图表406)并开启电动压缩器。这样，在时间t3和时间t4之间可以通过第一流动 通道和第二流动通道向进气歧管提供充气。MAP和增压压力增加，并且在时间t4处MAP达 到阈值压力416。结果是，节气门开度减小并且最终关闭，切断通过第一流动通道的气流。 控制器继续驱动电动压缩器以向进气歧管提供增压。此外，控制器可以在时间t4处进一步 延迟火花并在电动压缩器开启并驱动气流通过第二流动通道期间继续延迟火花。在时间t4 和时间t5之间，随着进气流动通过电动压缩器并进入进气歧管，MAP继续增加。同时，随着 涡轮驱动的压缩器转速上升并继续运行，增压压力增加（图表410)。在时间t5处，增压压 力增加到MAP以上。结果是，控制器增加节气门的开度以传输扭矩需求所请求的增压。控 制器还停止驱动压缩器、关闭压缩器并切断通过第二流动通道的气流（图表412)。在时间 t6处，踩加速器踏板结束，扭矩需求和节气门开度减小。
[0081] 在时间t7,出现另一个踩加速器踏板（图表402)。扭矩需求增加到阈值水平414 以上。然而，由于当引导气流通过第二流动通道时延迟火花产生的扭矩损失可能高于由于 当引导气流通过第一流动通道时涡轮迟滞产生的扭矩损失。从而，即使扭矩需求高于阈值 水平414,控制器打开节气门以引导气流通过第一流动通道（图表406)并保持电动压缩器 关闭（图表412)。在时间t8处，踩加速器踏板结束并且节气门开度返回至当前需要的水 平。
[0082] 如图表400显示的，可以引导进气气流通过第一和并联的第二流动通道。在一个 示例中，在第一状况期间（如时间tl和时间t7所显示的），引导进气气流通过包括节气门 和涡轮驱动的压缩器的第一流动通道。引导进气气流通过第一流动通道包括增加节气门的 开度。在第一示例中，如时间tl所显示的，第一状况包括当扭矩需求小于阈值时。在第二 示例中，如时间t7所显示的，第一状况包括当扭矩需求高于阈值并且由于引导进气气流通 过第二流动通道导致延迟火花所产生的扭矩损失高于涡轮迟滞产生的扭矩损失。
[0083] 在另一个示例中，在第二状况期间（如时间t4处显示的），引导进气气流通过包括 电动压缩器的第二流动通道，第二流动通道与第一流动通道并联。引导进气气流通过第二 流动通道包括驱动电动压缩器并且当歧管压力处于或高于阈值压力时关闭节气门。如时间 t4显示的，第二状况包括当扭矩需求高于阈值并且在引导进气气流通过第二流动通道期间 延迟火花产生的扭矩损失小于涡轮迟滞产生的扭矩损失。
[0084] 在第三状况期间，如时间t5处显示的，在驱动进气气流通过第二流动通道期间当 增压压力高于歧管压力时，打开节气门以引导进气气流通过第一流动通道。此外，在第三状 况期间，控制器停止驱动电动压缩器以停止气流流过第二流动通道。
[0085] 图6通过图表说明响应于发动机工况的节气门、压缩器再循环阀（CRV)和电动压 缩器调节的示例。图6中的调节是针对图1B显示的第二流动通道的第二实施例。具体地， 图表600显示了图表602处的踏板位置的变化、图表604处的扭矩需求的变化、图表606处 的节气门位置（TP)的变化、图表608处的MAP (例如歧管压力）的变化、图表610处增压压 力的变化、图表612处的电动压缩器运转的变化、图表618处的火花正时的变化以及图表 620处的CRV位置的变化。在图表602中可以通过踏板位置的突然增加而指示踩加速器踏 板。如图表606所示，节气门位置可以在关闭和全开位置之间。在一个示例中，电动压缩器 的基准运转可以是关闭。图表612处指示电动压缩器的运转和电动压缩器转速的增加。此 夕卜，如图表620所示，CRV位置可以在关闭和完全打开位置之间。然而，在替代示例中，CRV 位置可以处于关闭或完全打开位置。最后，如图表618所示，可以从MBT延迟或提前火花正 时。
[0086] 在时间tl之前，踏板位置处于稳定位置（图表602)、扭矩需求低于阈值水平 614 (图表604)并且火花正时接近MBT (图表618)。此外，节气门部分打开（606)、MAP和增 压压力低于阈值压力（例如大气压）616、电动压缩器是关闭的（图表612)并且CRV是关闭 的（图表620)。这样，进气气流可以流动通过第一流动通道而不通过第二流动通道。
[0087] 在时间tl处，踏板位置逐渐增加（图表602)。这导致扭矩需求增加；然而，它仍然 低于阈值水平614 (图表604)。结果是，节气门位置增加（图表606)，从而增加进入进气歧 管的质量空气流量。增压压力增加、MAP增加到阈值压力616以上（图表608和610)。由 于扭矩需求小于阈值水平614,电动压缩器保持关闭并且CRV保持关闭。火花正时响应于踏 板位置增加可以从MBT稍微延迟。在时间t2处，踏板位置减小（图表602)并返回至稳定 的较低水平。响应于此，扭矩需求和节气门位置减小，从而减小MAP和增压压力。
[0088] 在时间t3处，如踏板位置突然增加所指示的（图表602)，出现踩加速器踏板，从而 扭矩需求增加到阈值水平614以上。响应于踩加速器踏板，控制器增加节气门开度使它完 全打开（图表606)并开启电动压缩器。这样，在时间t3和时间t4之间可以通过第一流动 通道和第二流动通道向进气歧管提供充气。MAP和增压压力增加，并且在时间t4处MAP达 到阈值压力616。结果是，节气门开度减小并且最终关闭，切断通过第一流动通道的气流。 此时，控制器打开CRV (图表620)。在替代实施例中，在时间t4处打开CRV可以包括部分打 开CRV。控制器继续驱动电动压缩器以向进气歧管提供增压。此外，控制器可以在时间t4 处进一步延迟火花并在电动压缩器开启并驱动气流通过第二流动通道期间继续延迟火花。 然而，在第二流动通道的第二实施例中可以比图4中显示的第二流动通道的第一实施例需 要更小的火花延迟。在时间t4和时间t5之间，随着进气流动通过电动压缩器并进入进气 歧管，MAP继续增加。同时，随着涡轮驱动的压缩器转速上升并继续运行，增压压力增加（图 表610)。在时间t5处，增压压力增加到MAP以上。结果是，控制器关闭CRV并增加节气门 的开度以传输扭矩需求所请求的增压。控制器还停止驱动压缩器、关闭压缩器并切断通过 第二流动通道的气流（图表612)。在时间t6处，踩加速器踏板结束，扭矩需求和节气门开 度减小。
[0089] 如图表600显示的，可以引导进气气流通过第一和第二流动通道。在一个示例中， 在第一状况期间（如时间tl所显示的），引导进气气流通过包括节气门和涡轮驱动的压缩 器的第一流动通道。引导进气气流通过第一流动通道包括增加节气门的开度。如时间tl 所显示的，第一状况包括当扭矩需求小于阈值时。
[0090] 在另一个示例中，在第二状况期间（如时间t4处显示的），引导进气气流通过包括 电动压缩器的第二流动通道，第二流动通道连接在充气冷却器下游的第一流动通道和进气 歧管之间。引导进气气流通过第二流动通道包括驱动电动压缩器并且当歧管压力处于或高 于阈值压力时关闭节气门并打开压缩器再循环阀。如时间t4显示的，第二状况包括当扭矩 需求高于阈值时。
[0091] 在第三状况期间，如时间t5处显示的，在通过第二流动通道驱动进气气流期间当 增压压力高于歧管压力时，打开节气门以引导进气气流通过第一流动通道。此外，在第三 状况期间，控制器停止驱动电动压缩器以停止气流流过第二流动通道并关闭压缩器再循环 阀。
[0092] 这样，响应于扭矩需求和发动机工况，可以通过调节流通过第一和第二进气流动 通道的气流来提供扭矩需求所需要的增压。第一流动通道可以包括节气门和涡轮驱动的压 缩器。在一个示例中，响应于踩加速器踏板，控制器通过增加位于第一流动通道中的节气门 的开度并驱动位于第二流动通道中的电动压缩器而可以同时引导进气气流通过第一流动 通道和第二流动通道。当歧管压力达到大气压力时，控制器可以关闭节气门并继续驱动电 动压缩器。在一些实施例中，额外地，控制器可以打开压缩器再循环阀。当涡轮驱动的压缩 器下游的增压压力增加时电动压缩器可以向进气歧管提供需要的增压。当第二流动通道中 的增压压力增加至歧管压力以上时，控制器可以再次打开节气门以提供额外的增压并停止 驱动压缩器。这样，可以减少涡轮迟滞并且可以向发动机提供扭矩需求所需要的增压。 [0093] 一个实施例涉及一种发动机系统，该发动机系统包含具有至发动机进气歧管的两 个并联流动通道的进气系统（第一流动通道包括节气门和涡轮驱动的压缩器；与第一流动 通道并联的第二流动通道包括电动压缩器）以及具有响应于驱动状况而调节通过第一流 动通道和第二流动通道的进气气流的计算机可读指令的控制器。在一个示例中，调节进气 气流包括响应于扭矩需求小于阈值而增加节气门的开度以引导气流通过第一流动通道。在 另一个示例中，调节进气气流包括响应于扭矩需求高于阈值而初始地增加节气门的开度以 引导气流通过第一流动通道并驱动电动压缩器以引导气流通过第二流动通道并且在初始 增加开度之后响应于歧管压力高于大气压而关闭节气门。调节进气气流进一步包括响应于 扭矩需求高于阈值并且增压压力高于歧管压力而增加节气门的开度以引导气流通过第一 流动通道。
[0094] 另一个实施例涉及一种发动机系统，该发动机系统包含至发动机进气歧管的具有 两个流动通道的进气系统（第一流动通道包括节气门、充气冷却器、涡轮驱动的压缩器以 及可运转用于引导气流绕过涡轮驱动的压缩器的压缩器再循环阀；连接在充气冷却器下游 的第一流动通道和进气歧管之间的第二流动通道包括电动压缩器）以及具有响应于驱动 状况而调节通过第一流动通道和第二流动通道的进气气流的计算机可读指令的控制器。在 一个示例中，调节进气气流包括响应于扭矩需求小于阈值而增加节气门的开度以引导气流 通过第一流动通道。在另一个示例中，调节进气气流包括响应于扭矩需求高于阈值而初始 地增加节气门的开度以引导气流通过第一流动通道并驱动电动压缩器以引导气流通过第 二流动通道并且在初始增加开度之后响应于歧管压力高于大气压而关闭节气门并打开压 缩器再循环阀。调节进气气流进一步包括响应于扭矩需求高于阈值并且增压压力高于歧管 压力而增加节气门的开度以引导气流通过第一流动通道。
[0095] 又一个实施例涉及一种发动机方法，该方法包含打开压缩器旁通阀引导进气气流 通过包括涡轮驱动的压缩器以及下游的充气冷却器的流动通道，同时通过电动驱动的压 缩器压缩经由充气冷却器冷却的空气并引导至进气歧管。该引导响应于驾驶员踩加速器 踏板，并且在涡轮驱动的压缩器加速至阈值水平之后减小电动驱动的压缩器的压缩同时 关闭压缩器旁通阀。此外，通过电动驱动的压缩器压缩的空气输送至进气歧管同时旁通 (bypass)并联通道中的节气门。此外，排气再循环阀完全关闭同时引导进气气流通过该流 动通道并压缩经由充气冷却器冷却的空气。
[0096] 注意，各种发动机和/或车辆系统配置可以使用本发明包括的示例控制程序。本 发明描述的特定程序可以代表任意数量处理策略中的一者或多者，比如事件驱动、中断驱 动、多任务、多线程等。这样，所说明的多个动作、运转或功能可以说明的序列、并行执行，或 在某些情况下有所省略。同样，由于便于说明和描述，处理顺序并非达到本文描述的示例实 施例的特征和优点所必需的，而提供用于说明和描述的方便。取决于使用的特定策略，可以 重复执行一个或多个说明的动作或功能。此外，描述的动作可以形象地代表编程在发动机 控制系统中计算机可读存储媒介中的代码。
[〇〇97] 应理解，本说明书公开的配置和程序实际是示例性的，并且那些具体的实施例不 应当认为是限制，因为可能有多种变型。例如，上述技术可以应用到V6、14、16、V12、对置4 缸和其它类型的发动机。此外，各种系统配置中的一者或多者可以与描述的一个或多个诊 断程序组合使用。本公开的主题包括所有在此公开的多种系统和配置（以及其它特征、功 能和/或属性）的新颖的和非显而易见的组合和子组合。
【权利要求】
1. 一种发动机方法，包含： 响应于驾驶员踩加速器踏板，暂时打开排气驱动的涡轮增压器的压缩器下游的第一进 气流动通道中的节气门，以及 电动驱动电动压缩器以驱动气流通过第二进气流动通道进入进气歧管，所述第二进气 流动通道连接在充气冷却器下游的所述第一进气流动通道和所述进气歧管之间。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，暂时打开所述节气门包括将所述节气门 打开至阈值开度并保持所述阈值开度以将歧管压力从阈值压力以下增加至所述阈值压力。
3. 根据权利要求2所述的方法，进一步包含响应于所述歧管压力增加至所述阈值压力 而关闭所述节气门并打开压缩器再循环阀。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述阈值压力是大气压。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电动驱动所述电动压缩器包括以基于所 述踩加速器踏板期间扭矩需求所需增压水平的转速驱动所述电动压缩器。
6. 根据权利要求1所述的方法，进一步包含响应于增压压力当前高于歧管压力而再次 打开所述节气门。
7. 根据权利要求6所述的方法，进一步包含一旦再次打开所述节气门就停止电动驱动 所述电动压缩器并关闭压缩器再循环阀。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述再次打开所述节气门进一步响应于 所述电动压缩器的电力水平减小到阈值水平以下。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过踏板位置的增加来指示所述驾驶员 踩加速器踏板。
10. 根据权利要求1所述的方法，进一步包含在驱动所述电动压缩器期间基于所述进 气歧管处的温度调节火花正时。
【文档编号】F02B37/22GK104110301SQ201410154124
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2013年4月15日
【发明者】C·C·阿伦斯 申请人:福特环球技术公司