Система наддува

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к системе наддува. Система наддува содержит первый нагнетатель (30), который включает в себя первую турбину (32), приводимую в действие выхлопным газом, и первый механизм (35) регулируемого сопла, регулирующий скорость потока выхлопного газа посредством степени открытия первого регулируемого сопла, и который нагнетает воздух, втягиваемый в двигатель (1). Второй нагнетатель (40) включает в себя вторую турбину (42), приводимую в действие выхлопным газом, и второй механизм (45) регулируемого сопла, регулирующий скорость потока выхлопного газа, втекающего во вторую турбину (42), посредством степени открытия второго регулируемого сопла, и который нагнетает воздух, втягиваемый в двигатель (1). Устройство (200) управления выполняет переключение режимов наддува и выполнено с возможностью выполнения операции пуска, которая подает к первому нагнетателю (31) воздух, нагнетаемый вторым нагнетателем (41), в то же время подавая выхлопной газ ко второму нагнетателю (41) перед переключением из первого режима наддува во второй режим наддува, выполнения переключения во второй режим наддува, когда давление наддува второго нагнетателя (41) достигает давления наддува первого нагнетателя (31) во время операции пуска. Кроме того, устройство (200) управляет вторым механизмом (45) регулируемого сопла таким образом, что степень открытия второго механизма (45) регулируемого сопла становится меньше степени открытия первого механизма (35) регулируемого сопла при начале операции пуска. Технический результат заключается в уменьшении неравномерности давления наддува. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к системе наддува и, в частности к системе наддува, имеющей множество нагнетателей, соединенных параллельно.

Уровень техники

В качестве системы наддува, которая нагнетает всасываемый воздух двигателя, например, является известной конфигурация, имеющая множество нагнетателей, соединенных параллельно. Например, система наддува, имеющая два нагнетателя, соединенных параллельно, выполняет управление переключением для переключения между режимом наддува (далее в данном документе называемым режимом одиночного наддува), в котором один из двух нагнетателей используется для нагнетания всасываемого воздуха двигателя, и режимом наддува (далее в данном документе называемым режимом двойного наддува), в котором оба нагнетателя используются для нагнетания всасываемого воздуха двигателя.

В случае выполнения такого управления переключением, может возникать неравномерность в давлении наддува. Для того, чтобы уменьшать эту неравномерность в давлении наддува, существует система наддува, которая включает в себя электромотор для помощи в запуске второго нагнетателя (например, см. публикацию заявки на патент Японии № 2008-255902).

Техническая проблема

Однако, система наддува согласно публикации заявки на патент Японии № 2008-255902 несет издержки на установку мотора, требует обеспечения пространства для установки мотора и увеличивает вес транспортного средства вследствие установки мотора.

Настоящее изобретение было выполнено для того, чтобы решать проблемы, описанные выше, и его целью является предоставление системы наддува, приспособленной для снижения неравномерности в давлении наддува без добавления устройства, помогающего в запуске нагнетателя.

Решение проблемы

Система наддува согласно этому изобретению включает в себя: первый нагнетатель, который включает в себя первую турбину, приводимую в действие выхлопным газом, выпущенным из двигателя, и первый механизм регулируемого сопла, регулирующий скорость потока выхлопного газа, протекающего в первую турбину, посредством степени открытия, и нагнетает воздух, втягиваемый в двигатель; второй нагнетатель, который включает в себя вторую турбину, приводимую в действие выхлопным газом, выпущенным из двигателя, и второй механизм регулируемого сопла, регулирующий скорость потока выхлопного газа, протекающего во вторую турбину, посредством степени открытия, и нагнетает воздух, втягиваемый в двигатель; и устройство управления, которое выполняет переключение из первого режима наддува, в котором воздух, нагнетаемый в первом нагнетателе, подается к двигателю, во второй режим наддува, в котором воздух, нагнетаемый в первом нагнетателе, и воздух, нагнетаемый во втором нагнетателе, подаются к двигателю. Устройство управления выполняет операцию пуска, которая подает, к первому нагнетателю, воздух, нагнетаемый посредством второго нагнетателя, в то же время подавая выхлопной газ ко второму нагнетателю перед переключением из первого режима наддува во второй режим наддува, переключается во второй режим наддува, когда давление наддува второго нагнетателя достигает давления наддува первого нагнетателя во время операции пуска, и управляет вторым механизмом регулируемого сопл так, что степень открытия второго механизма регулируемого сопла становится меньше степени открытия первого механизма регулируемого сопла в начале операции пуска.

Предпочтительно, устройство управления управляет вторым механизмом регулируемого сопла таким образом, что степень открытия второго механизма регулируемого сопла становится равной степени открытия первого механизма регулируемого сопла, когда увеличение в давлении наддува второго нагнетателя стагнирует во время операции пуска.

Предпочтительно, устройство управления управляет первым механизмом регулируемого сопла таким образом, что степень открытия первого механизма регулируемого сопла становится заданной степенью открытия между степенью открытия, которая максимизирует эффективность турбины первого нагнетателя, и степенью открытия, которая максимизирует работу турбины первого нагнетателя во время операции пуска.

Более предпочтительно, устройство управления вычисляет предельную степень открытия первого механизма регулируемого сопла в случае, когда давление выхлопного газа, выпускаемого из двигателя, достигает предельного давления, и управляет первым механизмом регулируемого сопла таким образом, что степень открытия первого механизма регулируемого сопла становится предельной степенью открытия в случае, когда заданная степень открытия превышает предельную степень открытия, которая была вычислена.

Полезные результаты изобретения

Согласно этому изобретению, может быть предоставлена система наддува, приспособленная для снижения неравномерности в давлении наддува без добавления устройства, помогающего в запуске нагнетателя.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид, показывающий пример схематичной конфигурации двигателя согласно этому варианту осуществления;

Фиг. 2 - вид для объяснения работы системы наддува в режиме одиночного наддува;

Фиг. 3 - вид для объяснения работы системы наддува в пусковом режиме;

Фиг. 4 - вид для объяснения работы системы наддува в режиме двойного наддува;

Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций, показывающая пример обработки, выполняемой посредством устройства управления;

Фиг. 6 - вид для объяснения вычисления предельной степени открытия с помощью оценочной модели;

Фиг. 7 - вид для объяснения вычисления базовой степени открытия механизма регулируемого сопла первичного нагнетателя;

Фиг. 8 - вид, показывающий изменение в давлении внутри выпускного коллектора и командную степень открытия, указанную посредством управляющего сигнала VN1;

Фиг. 9 - вид для объяснения случая, когда второе давление наддува вторичного нагнетателя стагнирует;

Фиг. 10 - вид для объяснения изменения в давлении наддува в этом варианте осуществления; и

Фиг. 11 - вид для объяснения изменения в традиционном давлении наддува.

Описание вариантов осуществления изобретения

Последующее опишет вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. В последующем описании идентичным компонентам предоставлены идентичные номера ссылок. Их наименования и функции также являются одинаковыми. Следовательно, их подробные описания не повторяются.

Рассмотрение конфигурации системы наддува

Фиг. 1 представляет собой вид, показывающий пример схематичной конфигурации двигателя 1 согласно настоящему варианту осуществления. Обращаясь к фиг. 1, двигатель 1, например, устанавливается на транспортном средстве в качестве источника мощности привода для движения. В этом варианте осуществления случай, когда двигатель 1 является дизельным двигателем, будет описан в качестве примера, но он может быть бензиновым двигателем.

Двигатель 1 включает в себя ряды 10A и 10B цилиндров, воздушный фильтр 20, промежуточный охладитель 25, впускные коллекторы 28A и 28B, первичный нагнетатель 30, вторичный нагнетатель 40, выпускные коллекторы 50A и 50B (далее в данном документе называемые "выпускным коллектором"), устройство 81 обработки выхлопного газа и устройство 200 управления.

Множество цилиндров 12A формируются в ряд 10A цилиндров. Множество цилиндров 12B формируются в ряд 10B цилиндров. В каждом из цилиндров 12A и 12B размещается поршень (не иллюстрирован), и камера сгорания (пространство, где топливо сжигается) формируется верхней стороной поршня и внутренней стенкой цилиндра. Объем камеры сгорания изменяется посредством скольжения поршня в каждом из цилиндров 12A и 12B. Каждый из цилиндров 12A и 12B снабжается инжектором (не иллюстрирован), который впрыскивает объем топлива и в момент времени, заданные устройством 200 управления во время работы двигателя 1, топливо впрыскивается в каждый из цилиндров 12A и 12B в объеме и в момент времени, заданные устройством 200 управления. Объем впрыска и момент времени впрыска топлива из каждого инжектора устанавливаются устройством 200 управления, например, на основе скорости NE двигателя, объема Qin всасываемого воздуха, величины нажатия педали акселератора, скорости транспортного средства или т.п.

Поршень каждого из цилиндров 12A и 12B соединяется с общим коленчатым валом (не иллюстрирован) через соединительный шток. Сгорание топлива, имеющее место в цилиндрах 12A и 12B в заданном порядке, вынуждает поршень скользить в цилиндрах 12A и 12B, и вертикальное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала через соединительный шток.

Первичный нагнетатель 30 является турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 31 и турбину 32. Компрессор 31 первичного нагнетателя 30 размещается во впускном канале (то есть, канале от воздушного фильтра 20 до впускных коллекторов 28A и 28B) двигателя 1. Турбина 32 первичного нагнетателя 30 предусматривается в выхлопном канале (то есть, канале от выпускных коллекторов 50A и 50B до устройства 81 обработки выхлопного газа) двигателя 1.

Компрессорное колесо 33 размещается с возможностью вращения в компрессоре 31. Турбинное колесо 34 и механизм 35 регулируемого сопла размещаются в турбине 32. Турбинное колесо 34 размещается с возможностью вращения в турбине 32. Компрессорное колесо 33 и турбинное колесо 34 соединяются вращающимся валом 36 и вращаются как одно целое. Компрессорное колесо 33 приводится во вращение энергией выхлопного газа (энергией выхлопного газа), подаваемого к турбинному колесу 34. Первичный нагнетатель 30, турбина 32 и механизм 35 регулируемого сопла соответствуют первому нагнетателю, первой турбине и первому механизму регулируемого сопла настоящего изобретения, соответственно.

Механизм 35 регулируемого сопла изменяет скорость потока выхлопного газа, который вынуждает турбину 32 работать. Механизм 35 регулируемого сопла размещается на внешней периферийной стороне турбинного колеса 34 и включает в себя множество сопловых лопаток (не иллюстрированы), которые направляют выхлопной газ, подаваемый из впускного отверстия на стороне выхлопа, к турбинному колесу 34, и устройство привода (не иллюстрировано), которое изменяет зазор (этот зазор называется степенью открытия VN в последующем описании) между соседними сопловыми лопатками, поворачивая каждую из множества сопловых лопаток. Механизм 35 регулируемого сопла изменяет степень открытия VN, например, вращая сопловую лопатку с помощью устройства привода в ответ на управляющий сигнал VN1 от устройства 200 управления.

Вторичный нагнетатель 40 является турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 41 и турбину 42. В этом варианте осуществления вторичный нагнетатель 40 имеет ту же конструкцию и размер, что и первичный нагнетатель 30. Компрессор 40 вторичного нагнетателя 41 предусматривается параллельно компрессору 31 во впускном канале двигателя 1, чтобы нагнетать всасываемый воздух двигателя 1. Турбина 42 вторичного нагнетателя 40 предусматривается параллельно турбине 32 в выхлопном канале двигателя 1.

Компрессорное колесо 43 размещается с возможностью вращения в компрессоре 41. Турбинное колесо 44 и механизм 45 регулируемого сопла размещаются в турбине 42. Турбинное колесо 44 размещается с возможностью вращения в турбине 42. Компрессорное колесо 43 и турбинное колесо 44 соединяются вращающимся валом 46 и вращаются как одно целое. Компрессорное колесо 43 приводится во вращение энергией выхлопного газа, подаваемого к турбинному колесу 44. Вторичный нагнетатель 40, турбина 42 и механизм 45 регулируемого сопла соответствуют второму нагнетателю, второй турбине и второму механизму регулируемого сопла настоящего изобретения, соответственно.

Поскольку механизм 45 регулируемого сопла имеет ту же конструкцию, что и конструкция механизма 35 регулируемого сопла, его подробно описание не будет повторяться. Механизм 45 регулируемого сопла изменяет степень открытия VN, например, вращая сопловую лопатку с помощью устройства привода в ответ на управляющий сигнал VN2 от устройства 200 управления.

Воздушный фильтр 20 удаляет посторонние вещества из воздуха, втягиваемого из воздухозаборного отверстия (не иллюстрировано). Один конец всасывающей трубы 23 соединяется с воздушным фильтром 20. Другой конец всасывающей трубы 23 разветвляется и соединяется с одним концом всасывающей трубы 21 и одним концом всасывающей трубы 22.

Другой конец всасывающей трубы 21 соединяется с впускным отверстием на стороне всасывания компрессора 31 первичного нагнетателя 30. Один конец всасывающей трубы 37 соединяется с выпускным отверстием на стороне всасывания компрессора 31 первичного нагнетателя 30. Другой конец всасывающей трубы 37 соединяется с промежуточным охладителем 25. Компрессор 31 нагнетает воздух, втягиваемый через всасывающую трубу 21, посредством вращения компрессорного колеса 33 и подает его во всасывающую трубу 37.

Другой конец всасывающей трубы 22 соединяется с впускным отверстием на стороне всасывания компрессора 41 вторичного нагнетателя 40. Один конец всасывающей трубы 47 соединяется с выпускным отверстием на стороне всасывания компрессора 41 вторичного нагнетателя 40. Другой конец всасывающей трубы 47 соединяется с соединительной частью J3 на полпути во всасывающей трубе 37. Компрессор 41 нагнетает воздух, втягиваемый через всасывающую трубу 22, посредством вращения компрессорного колеса 43 и подает его во всасывающую трубу 47.

Первый регулирующий клапан 62 предусматривается на полпути во всасывающей трубе 47. Первый регулирующий клапан 62 является обычно выключенным вакуумным переключающим клапаном (VSV), управляемым, чтобы быть включенным (открытым) / выключенным (закрытым) в ответ на управляющий сигнал CV1 от устройства 200 управления, например.

Один конец рециркуляционной трубы 48 соединяется с соединительной частью J4, расположенной на стороне выше по потоку (стороне компрессора 41) относительно первого регулирующего клапана 62 во всасывающей трубе 47. Другой конец рециркуляционной трубы 48 соединяется с всасывающей трубой 21. Рециркуляционная труба 48 является каналом для рециркуляции, по меньшей мере, части воздуха, протекающего через всасывающую трубу 47, в место выше по потоку от компрессора 31 первичного нагнетателя 30. Воздух, рециркулировавший во всасывающую трубу 21 через рециркуляционную трубу 48, подается к компрессору 31.

Второй регулирующий клапан 64 предусматривается на полпути в рециркуляционной трубе 48. Второй регулирующий клапан 64 является обычно выключенным электромагнитным клапаном (соленоидным клапаном), управляемым, чтобы быть включенным (открытым) / выключенным (закрытым) в ответ на управляющий сигнал CV2 от устройства 200 управления, например.

Воздух, нагнетаемый компрессором 31, и воздух, нагнетаемый компрессором 41 и прошедший через первый регулирующий клапан 62, подается в соединительную часть J3. Этот воздух объединяется в соединительной части J3 и протекает в промежуточный охладитель 25.

Промежуточный охладитель 25 конфигурируется, чтобы охлаждать всасываемый воздух. Промежуточный охладитель 25 является, например, охлаждаемым воздухом или охлаждаемым водой теплообменником. Промежуточный охладитель 25 снабжается двумя выпускными отверстиями на стороне всасывания. Один конец всасывающей трубы 27A соединяется с одним выпускным отверстием промежуточного охладителя 25. Другой конец всасывающей трубы 27A соединяется с впускным коллектором 28A. Один конец всасывающей трубы 27B соединяется с другим выпускным отверстием промежуточного охладителя 25. Другой конец всасывающей трубы 27B соединяется с впускным коллектором 28B.

Впускные коллекторы 28A и 28B соединяются с впускными отверстиями (не иллюстрированы) цилиндров 12A и 12B в рядах 10A и 10B, соответственно. С другой стороны, выпускные коллекторы 50A и 50B соединяются с выпускными отверстиями (не иллюстрированы) цилиндров 12A и 12B в рядах 10A и 10B, соответственно.

Выхлопной газ (газ после сгорания), выпущенный из камеры сгорания каждого из цилиндров 12A и 12B наружу из цилиндров через выпускные отверстия, выпускается наружу через выхлопной канал двигателя 1. Выхлопной канал, описанный выше, включает в себя выпускные коллекторы 50A и 50B, выхлопные трубы 51A и 51B, соединительную часть J1, выхлопные трубы 52A, 52B, 53A и 53B, и соединительную часть J2. Один конец выхлопной трубы 51A соединяется с выпускным коллектором 50A. Один конец выхлопной трубы 51B соединяется с выпускным коллектором 50B. Другой конец выхлопной трубы 51A и другой конец выхлопной трубы 51B соединяются однократно в соединительной части J1 и затем разветвляются, чтобы соединяться с одним концом выхлопной трубы 52A и одним концом выхлопной трубы 52B.

Другой конец выхлопной трубы 52A соединяется с впускным отверстием на выхлопной стороне турбины 32. Один конец выхлопной трубы 53A соединяется с выпускным отверстием на выхлопной стороне турбины 32. Другой конец выхлопной трубы 52B соединяется с впускным отверстием на выхлопной стороне турбины 42. Один конец выхлопной трубы 53B соединяется с выпускным отверстием на выхлопной стороне турбины 42.

Третий регулирующий клапан 66 предусматривается на полпути в выхлопной трубе 52B. Третий регулирующий клапан 66 является обычно включенным вакуумным переключающим клапаном (VSV), управляемым, чтобы быть включенным (открытым) / выключенным (закрытым) в ответ на управляющий сигнал CV3 от устройства 200 управления, например.

Другой конец выхлопной трубы 53A и другой конец выхлопной трубы 53B соединяются в соединительной части J2 и соединяются с устройством 81 обработки выхлопного газа. Устройство 81 обработки выхлопного газа включает в себя, например, SCR-каталитический нейтрализатор, окислительный каталитический нейтрализатор и фильтр для удаления PM и очищает выхлопной газ, вытекающий их выхлопной трубы 53A и выхлопной трубы 53B.

Работа двигателя 1 управляется посредством устройства 200 управления. Устройство 200 управления включает в себя центральный процессор (CPU), который выполняет различную обработку, память, включающую в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), которое хранит программу и данные, и оперативное запоминающее устройство (RAM), которое хранит результат обработки CPU и т.п., и порт ввода/вывода (ни один из которых не иллюстрируется) для обмена информацией с внешней средой. Различные датчики (например, расходомер 102 воздуха, первый датчик 106 давления, второй датчик 108 давления и т.п.) соединяются с портом ввода. Различные устройства, которые должны управляться (например, множество инжекторов, механизмы 35 и 45 регулируемого сопла, первый регулирующий клапан 62, второй регулирующий клапан 64, третий регулирующий клапан 66 и т.п.) соединяются с портом вывода.

Устройство 200 управления управляет различными устройствами таким образом, что двигатель 1 находится в желаемом рабочем состоянии на основе сигналов от датчиков и устройств и карты и программы, хранящихся в памяти. Различные управления не ограничиваются обработкой посредством программного обеспечения, но могут быть обработкой посредством специализированных аппаратных средств (электронной схемы). Кроме того, устройство 200 управления объединяет схему таймера (не иллюстрирована) для измерения времени.

Расходомер 102 воздуха обнаруживает объем Qin всасываемого воздуха. Расходомер 102 воздуха передает сигнал, указывающий обнаруженный объем Qin всасываемого воздуха, устройству 200 управления.

Датчик скорости двигателя (не иллюстрирован) обнаруживает скорость NE двигателя. Датчик скорости двигателя передает сигнал, указывающий обнаруженную скорость NE двигателя, устройству 200 управления.

Первый датчик 106 давления обнаруживает давление (далее в данном документе называемое первым давлением Pp наддува) в соединительной части J3 всасывающей трубы 37. Первый датчик 106 давления передает сигнал, указывающий обнаруженное первое давление Pp наддува, устройству 200 управления.

Второй датчик 108 давления обнаруживает давление (далее в данном документе называемое вторым давлением Ps наддува) в соединительной части J4 всасывающей трубы 47. Второй датчик 108 давления передает сигнал, указывающий второе давление Ps наддува, устройству 200 управления.

В этом варианте осуществления первичный нагнетатель 30, вторичный нагнетатель 40 и устройство 200 управления составляют "систему наддува".

Устройство 200 управления конфигурируется, чтобы иметь возможность исполнения управления переключением, которое выполняет переключение, посредством управления первым регулирующим клапаном 62, вторым регулирующим клапаном 64 и третьим регулирующим клапаном 66, из какого-либо одного в другой между режимом одиночного наддува, в котором наддув выполняется только посредством первичного нагнетателя 30 (первичного турбонагнетателя), и режимом двойного наддува, в котором наддув выполняется посредством первичного нагнетателя 30 (первичного турбонагнетателя) и вторичного нагнетателя 40 (вторичного турбонагнетателя). Дополнительно, при переключении из режима одиночного наддува в режим двойного наддува, устройство 200 управления выполняет работу в пусковом режиме, который увеличивает давление наддува посредством вторичного нагнетателя 40 до заданного значения или большего из режима одиночного наддува перед переключением режима наддува в режим двойного наддува. Режим одиночного наддуваи режим двойного наддува соответствуют первому режиму наддува и второму режиму наддува настоящего изобретения.

Далее в данном документе работа системы наддува в каждом из режима одиночного наддува, пускового режима и режима двойного наддува будет описана со ссылкой на фиг. 2, 3 и 4.

Рассмотрение режима одиночного наддува

Устройство 200 управления задействует систему наддува в режиме одиночного наддува, когда удовлетворяется заданное условие исполнения. Заданное условие исполнения включает в себя, например, условие, что рабочее состояние двигателя 1 на основе скорости NE двигателя и объема Qin всасываемого воздуха является рабочим состоянием низкой нагрузки. Когда режим наддува является режимом одиночного наддува, устройство 200 управления приводит первый регулирующий клапан 62, второй регулирующий клапан 64 и третий регулирующий клапан 66 в закрытое состояние (выключенное состояние).

Фиг. 2 представляет собой вид для объяснения работы системы наддува в режиме одиночного наддува. Как показано стрелками на фиг. 2, выхлопной газ, протекающий через выпускные коллекторы 50A и 50B, протекает в турбину 32 первичного нагнетателя 30 через выхлопную трубу 52A и протекает к устройству 81 обработки выхлопного газа через выхлопную трубу 53A. Выхлопной газ, подаваемый к турбине 32, вращает турбинное колесо 34, и вращение турбинного колеса 34 вращает компрессорное колесо 33.

Воздух, втягиваемый из воздушного фильтра 20, протекает через всасывающую трубу 23 и всасывающую трубу 21 к компрессору 31. Всасываемый воздух, выпущенный из компрессора 31, протекает через всасывающую трубу 37 к промежуточному охладителю 25. Всасываемый воздух, протекший через промежуточный охладитель 25, разветвляется во всасывающие трубы 27A и 27B и протекает к каждому из впускных коллекторов 28A и 28B.

Рассмотрение пускового режима

Когда, например, режим наддува является режимом одиночного наддува, и скорость вращения первичного нагнетателя 30 превышает пороговое значение, устройство 200 управления определяет, что существует запрос переключения из режима одиночного наддува в режим двойного наддува.

Когда существует запрос переключения из режима одиночного наддува в режим двойного наддува, устройство 200 управления выполняет пусковой режим перед переключением в режим двойного наддува. То есть, устройство 200 управления приводит второй регулирующий клапан 64 и третий регулирующий клапан 66 в открытое состояние (включенное состояние) и приводит первый регулирующий клапан 62 в закрытое состояние (выключенное состояние).

Фиг. 3 представляет собой вид для объяснения работы системы наддува в пусковом режиме. Как показано стрелками на фиг. 3, выхлопной газ, протекающий через выпускные коллекторы 50A и 50B, однократно сливается в соединительной части J1 и затем разветвляется в выхлопные трубы 52A и 52B, протекает к обеим турбинам 32 и 42 первичного нагнетателя 30 и вторичного нагнетателя 40 и протекает к устройству 81 обработки выхлопного газа через выхлопные трубы 53A и 53B.

Выхлопной газ, подаваемый к турбине 32, вращает турбинное колесо 34, и вращение турбинного колеса 34 вращает компрессорное колесо 33. Выхлопной газ, подаваемый к турбине 42, вращает турбинное колесо 44, и вращение турбинного колеса 44 вращает компрессорное колесо 43.

Воздух, втянутый из воздушного фильтра 20, разветвляется из всасывающей трубы 23 во всасывающие трубы 21 и 22 и протекает к обоим компрессорам 31 и 41. Всасываемый воздух, выпущенный из компрессора 31, протекает через всасывающую трубу 37 к промежуточному охладителю 25. Всасываемый воздух, выпущенный из компрессора 41, протекает из всасывающей трубы 47 через соединительную часть J4 в рециркуляционную трубу 48 и протекает из рециркуляционной трубы 48 к компрессору 31 через всасывающую трубу 21.

Всасываемый воздух, протекший через промежуточный охладитель 25, разветвляется во всасывающие трубы 27A и 27B и протекает к каждому из впускных коллекторов 28A и 28B. В пусковом режиме первичный нагнетатель 30 нагнетает всасываемый воздух, протекающий через промежуточный охладитель 25, в то же время повышая скорость вращения вторичного нагнетателя 40. Когда скорость вращения вторичного нагнетателя 40 увеличивается, давление всасываемого воздуха, выпускаемого из компрессора 41 вторичного нагнетателя 40, увеличивается.

Рассмотрение режима двойного наддува

Устройство 200 управления задействует систему наддува в режиме двойного наддува в момент времени, когда способность наддува вторичного нагнетателя 40 в пусковом режиме становится достаточно высокой. Когда режим наддува является режимом двойного наддува, устройство 200 управления приводит первый регулирующий клапан 62 в открытое состояние (включенное состояние) и приводит второй регулирующий клапан 64 в закрытое состояние (выключенное состояние). Устройство 200 управления приводит оба третьих регулирующих клапана 66 в открытое состояние (включенное состояние).

Фиг. 4 представляет собой вид для объяснения работы системы наддува в режиме двойного наддува. Когда всасываемый воздух, выпущенный из компрессора 41 вторичного нагнетателя 40, протекает от половины пути всасывающей трубы 48 через рециркуляционную трубу 48 во всасывающую трубу 21 в пусковом режиме, всасываемый воздух, выпущенный из компрессора 41 вторичного нагнетателя 40, протекает из всасывающей трубы 47 через всасывающую трубку 37 к промежуточному охладителю 25 в режиме двойного наддува, как показано стрелкой на фиг. 4.

Потоки выхлопного газа и всасываемого воздуха, отличные от потоков, описанных выше, являются такими же, что и потоки выхлопного газа и всасываемого воздуха в пусковом режиме. Следовательно, подробное описание не будет повторяться.

Фиг. 11 представляет собой вид для объяснения изменения в традиционном давлении наддува. Обращаясь к фиг. 11, сплошная линия указывает второе давление Ps наддува вторичного нагнетателя 40, а прерывистая линия указывает первое давление Pp наддува первичного нагнетателя 30. В случае, когда режим одиночного наддува непосредственно переключается в режим двойного наддува без переключения в вышеописанный пусковой режим, при переключении в режим двойного наддува, после того как первое давление Pp наддува первичного нагнетателя 30 увеличивается в режиме одиночного наддува, первое давление Pp наддува первичного нагнетателя 30 быстро уменьшается с быстрым увеличением во втором давлении Ps наддува вторичного нагнетателя 40. Следовательно, неравномерность в давлении наддува для первого давления P наддува становится большой. Таким образом, дорожные качества ухудшаются вследствие медленного увеличения давления наддува, например, и надежность нагнетателя ухудшается вследствие нагрузки, прикладываемой к нагнетателю, вызванной относительно большим колебанием в давлении наддува, например.

Для того, чтобы уменьшать неравномерность в давлении наддува, является возможным предусматривать мотор для помощи в запуске второго вторичного нагнетателя 40 в системе наддува. Однако, такая система наддува несет издержки для установки мотора, требует обеспечения пространства для установки мотора и увеличивает вес транспортного средства вследствие установки мотора.

Следовательно, в этом варианте осуществления, устройство 200 управления выполняет работу в пусковом режиме, который подает, к первичному нагнетателю 30, воздух, нагнетаемый вторичным нагнетателем 40, в то же время подавая выхлопной газ к вторичному нагнетателю 40 перед переключением из режима одиночного наддува в режим двойного наддува, переключается в режим двойного наддува, когда давление наддува вторичного нагнетателя 40 достигает давления наддува первичного нагнетателя 30 во время работы в пусковом режиме, и управляет механизмом 45 регулируемого сопла таким образом, что степень открытия механизма 45 регулируемого сопла становится меньше степени открытия механизма 35 регулируемого сопла при начале работы в пусковом режиме.

Это может уменьшать неравномерность в давлении наддува без добавления устройства, помогающего в запуске вторичного нагнетателя 40. В результате, дорожные качества и надежность нагнетателя улучшаются.

Фиг. 5 представляет собой блок-схему последовательности операций, показывающую пример обработки, выполняемой посредством устройства управления. Эта обработка циклически вызывается из главной обработки в заданных циклах управления и исполняется посредством устройства 200 управления. Обращаясь к фиг. 5, устройство 200 управления оценивает, является или нет флаг режима наддува значением, указывающим режим одиночного наддува (этап S101). Флаг режима наддува является флагом, указывающим управляемый в настоящий момент режим наддува, и управляемый режим наддува может быть значением, указывающим любой из режима одиночного наддува, режима двойного наддува и пускового режима.

Когда выносится решение, что флаг режима наддува не указывает режим одиночного наддува (Нет на этапе S101), устройство 200 управления переводит выполнение обработки к обработке этапа S111.

С другой стороны, когда выносится решение, что флаг режима наддува указывает режим одиночного наддува (Да на этапе S101), устройство 200 управления оценивает, существует или нет запрос переключения в режим двойного наддува (этап S102). Например, как описано выше, когда скорость вращения первичного нагнетателя 30 превышает пороговое значение, выносится решение, что существует запрос переключения в режим двойного наддува. Когда выносится решение, что не существует запроса переключения (Нет на этапе S102), устройство 200 управления переводит выполнение обработки к обработке этапа S111.

С другой стороны, когда выносится решение, что существует запрос переключения (Да на этапе S102), устройство 200 управления перезаписывает флаг режима наддува в значение, указывающее пусковой режим (этап S103). Далее, с помощью оценочной модели предельной степени открытия, устройство 200 управления вычисляет предельную степень VN1th открытия, которая выводится в качестве команды степени открытия посредством управляющего сигнала VN1 для механизма 35 регулируемого сопла (этап S104).

Фиг. 6 представляет собой вид для объяснения вычисления предельной степени открытия с помощью оценочной модели предельной степени открытия. Со ссылкой на фиг. 6, во-первых, целевая эффективная площадь μA открытия вычисляется с помощью выражения сопла, показанного в следующем выражении (1):

В выражении (1), A - это фактическая площадь открытия, μA - целевая эффективная площадь открытия, m - объем Ga всасываемого воздуха+величина Gf массового расхода впрыскиваемого топлива, R - газовая постоянная, T4 - температура выпускного коллектора, P6 - противодавление выхлопного канала, P4 - давление выпускного коллектора, и a, b - заданная константа для значений P6/P4.

Предельное давление P4th выпускного коллектора, которое вводится в качестве давления P4 выпускного коллектора в выражении (1), определяется заранее как значение, при котором масляное уплотнение штока клапана для клапана выхлопного газа не прорывается, или клапан выхлопного газа не открывается. Объем Ga всасываемого воздуха, температура T4 выпускного коллектора и противодавление P6 выхлопного канала указываются в ответ на сигналы обнаружения от расходомера 102 воздуха, датчика 114 температуры и датчика 116 давления, соответственно. Величина Gf массового расхода впрыскиваемого топлива вычисляется из величины впрыска топлива, вычисленной посредством устройства 200 управления для впрыска топлива.

Далее, предельная степень VN1th открытия вычисляется из вычисленной целевой эффективной площади μA открытия с помощью карты характеристики степени открытия, указывающей соотношение между степенью открытия VN и эффективной площадью открытия.

Обращаясь к фиг. 5, устройство 200 управления оценивает, является или нет базовая степень VN1b открытия механизма 35 регулируемого сопла больше предельной степени VN1th открытия (этап S105).

Фиг. 7 представляет собой вид для объяснения вычисления базовой степени открытия механизма 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30. Обращаясь к фиг. 7, сплошная линия указывает работу турбины, а прерывистая линия указывает эффективность турбины. В механизме 35 регулируемого сопла, в соответствии со степенью открытия, указанной посредством управляющего сигнала VN1, изменяющейся от стороны открытия в сторону закрытия, работа турбины первичного нагнетателя 30 увеличивается до пика с увеличением в степени расширения выхлопного газа, но после достижения пика, в соответствии со степенью открытия, указанной посредством управляющего сигнала VN1, дополнительно изменяется в сторону закрытия, работа турбины первичного нагнетателя 30 уменьшается с уменьшением в объеме газа для выхлопного газа, проходящего через первичный нагнетатель 30. Эффективность турбины первичного нагнетателя 30 имеет пик с некоторой степенью открытия вследствие характеристик первичного нагнетателя 30.

Степень открытия между степенью открытия, при которой работа турбины становится пиковой, и степенью открытия, при которой эффективность турбины становится пиковой, задается в качестве базовой степени VN1b открытия. Например, промежуточная степень открытия между степенью открытия, при которой работа турбины становится пиковой, и степенью открытия, при которой эффективность турбины становится пиковой, задается в качестве базовой степени VN1b открытия. Эта промежуточная степень открытия соответствует заданной степени открытия в настоящем изобретении.

Как, например, в этом варианте осуществления, когда командные степени открытия, указанные посредством управляющих сигналов VN1 и VN2, управляются на стороне закрытия в пусковом режиме, площадь пути протекания выхлопного газа становится небольшой, в то время как неравномерность давления наддува первичного нагнетателя 30 становится небольшой, и, следовательно, давление P4 выпускного коллектора имеет тенденцию легко повышаться. Хотя предельное давление P4th выпускного коллектора устанавливается таким образом, что масляное уплотнение штока клапана для клапана выхлопного газа не прорывается, или клапан выхлопного газа не открывается, существует беспокойство о том, что давление P4 выпускного коллектора превысит предельное давление P4th выпускного коллектора.

Фиг. 8 представляет собой вид, показывающий изменение в давлении внутри выпускного коллектора и командную степень открытия, указанную посредством управляющего сигнала VN1. Обращаясь к фиг. 8, если командная степень открытия устанавливается в базовую степень VN1b открытия без установки предела для командной степени открытия, указанной посредством управляющего сигнала VN1, существует случай, когда давление P4 выпускного коллектора превышает предельное давление P4th выпускного коллектора во время пускового режима.

Следовательно, командная степень открытия устанавливается в предельную степень VN1th открытия, когда командная степень открытия превышает предельную степень VN1th открытия. Это может предохранять давление P4 выпускного коллектора от превышения предельного давления P4th выпускного коллектора.

Возвращаясь к фиг. 5, когда выносится решение, что базовая степень VN1b открытия не больше предельной степени VN1th открытия (Нет на этапе S105), устройство 200 управления выводит управляющий сигнал VN1, в котором командная степень открытия в управляющем сигнале VN1 устанавливается в базовую степень VN1b открытия (этап S106).

С другой стороны, когда выносится решение, что VN1b больше предельной степени VN1th открытия (Да на этапе S105), устройство 200 управления выводит, механизму 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30, управляющий сигнал VN1, в котором командная степень открытия устанавливается в предельную степень VN1th открытия (этап S107).

После этапа S106 или этапа S107 устройство 200 управления выводит, механизму 45 регулируемого сопла вторичного нагнетателя 40, управляющий сигнал VN2, в котором командная степень открытия устанавливается в степень VN2b открытия полного прекращения управления (которая не означает, что площадь открытия равна нулю), которая является наименьшей степенью открытия в управлении (этап S108).

Выражение 2:

В выражении (2), Cpg - удельная теплоемкость при постоянном давлении (0,26), K - отношение удельных теплоемкостей выхлопного газа (1,33), G4 - объем газа, проходящего через нагнетатель, T4 - температура выпускного коллектора, P4 - давление выпускного коллектора и P6 - противодавление выхлопного канала.

Выражение 3:

В выражении (3), Cpa - удельная теплоемкость при постоянной температуре (0,24), k - отношение удельных теплоемкостей воздуха (1,4), Ga - объем всасываемого воздуха, T1 - температура всасываемого воздуха, P3 - давление всасывания после нагнетателя, и P2 - давление всасывания перед нагнетателем.

Выражение 4:

Выражения (2)-(4), показанные выше, являются физическими выражениями нагнетателя. Как показано на этапах S107 и S108, в этом варианте осуществления, не степень открытия механизма 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30, а степень открытия механизма 45 регулируемого сопла вторичного нагнетателя 40 скорее используется на стороне закрытия в пусковом режиме. Следовательно, по сравнению со случаем использования на стороне открытия, уменьшение в объеме газа G4, проходящего через первичный нагнетатель 30, может быть пресечено благодаря увеличению в потере давления на стороне вторичного нагнетателя 40. Поскольку уменьшение в давлении P4 выпускного коллектора может быть пресечено по сравнению со случаем использования на стороне открытия, уменьшение в коэффициенте P4/P6 расширения может быть пресечено. Таким образом, согласно выражению (2), возможно пресекать уменьшение в работе турбины первичного нагнетателя 30, и уменьшение в работе компрессора может быть пресечено. Дополнительно, согласно выражению (3), уменьшение давления P3 всасывания после нагнетателя для первичного нагнетателя 30=первому давлению Pp наддува может быть пресечено.

Далее, устройство 200 управления устанавливает управляющий сигнал CV2 для второго регулирующего клапана 64 в сигнал для приведения второго регулирующего клапана 64 в открытое состояние (этап S109), и устанавливает управляющий сигнал CV3 для третьего регулирующего клапана 66 в сигнал для приведения третьего управляющего клапана 66 в открытое состояние (этап S110).

Устройство 200 управления оценивает, является или нет флаг режима наддува значением, указывающим пусковой режим (этап S111). Когда выносится решение, что режим наддува не является пусковым режимом (Нет на этапе S111), устройство 200 управления возвращает обработку, которая должна выполняться, в вызывающий модуль этой обработки пускового режима.

С другой стороны, когда выносится решение, что режим наддува является пусковым режимом (Да на этапе S111), устройство 200 управления оценивает, стагнирует или нет второе давление Ps наддува вторичного нагнетателя 40 (этап S112). Например, то, стагнирует или нет второе давление Ps наддува, оценивается посредством того, становится или нет значение производной по времени для второго давления Ps наддува меньше заданного значения, которое может быть оценено как стагнация.

Когда выносится решение о том, что второе давление Ps наддува стагнирует (Да на этапе S112), устройство 200 управления изменяет командную степень открытия механизма 45 регулируемого сопла в управляющем сигнале VN2 на ту же степень открытия, что и командная степень открытия в управляющем сигнале VN1, и выводит управляющий сигнал VN2 (этап S113).

Фиг. 9 представляет собой вид для объяснения случая, когда второе давление Ps наддува вторичного нагнетателя 40 стагнирует. Обращаясь к фиг. 9, сплошная линия указывает второе давление Ps наддува вторичного нагнетателя 40, а прерывистая линия указывает первое давление Pp наддува первичного нагнетателя 30. В случае, когда первое давление Pp наддува является высоким перед переключением в пусковой режим, существует случай, когда второе давление Ps наддува не догоняет первое давление Pp наддува и стагнирует, как указано штрих-двухпунктирной линией на фиг. 9. В таком случае, посредством увеличения степени открытия механизма 45 регулируемого сопла вторичного нагнетателя 40, второе давление Ps наддува догоняет первое давление Pp наддува, как показано на фиг. 9, и стагнация второго давления наддува Ps может быть урегулирована. В этом случае, в этом варианте осуществления, степень открытия механизма 45 регулируемого сопла вторичного нагнетателя 40 делается большой вплоть до той же степени открытия, что и степень открытия механизма 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30.

Возвращаясь к фиг. 5, если выносится решение, что второе давление Ps наддува не стагнирует (Нет на этапе S112), или после этапа S113, устройство 200 управления решает, стало или нет второе давление Ps наддува вторичного нагнетателя 40 равным первому давлению Pp наддува первичного нагнетателя 30 (этап S114). Когда выносится решение, что они не стали равными (Нет на этапе S114), устройство 200 управления возвращает обработку, которая должна выполняться, вызывающему модулю обработки пускового режима.

С другой стороны, когда выносится решение, что второе давление Ps наддува стало равным первому давлению Pp наддува (Да на этапе S114), устройство 200 управления изменяет флаг режима наддува на значение, указывающее режим двойного наддува (этап S115), устанавливает управляющий сигнал CV1 первого регулирующего клапана 62 в сигнал для приведения первого регулирующего клапана 62 в открытое состояние (этап S116) и устанавливает управляющий сигнал CV2 второго регулирующего клапана 64 в сигнал для приведения второго регулирующего клапана 64 в закрытое состояние (этап S117). После этого устройство 200 управления возвращает обработку, которая должна выполняться, вызывающему модулю обработки пускового режима.

Фиг. 10 представляет собой вид для объяснения изменения в давлении наддува в этом варианте осуществления. Обращаясь к фиг. 10, сплошная линия указывает второе давление Ps наддува вторичного нагнетателя 40, а прерывистая линия указывает первое давление Pp наддува первичного нагнетателя 30, а штрих-двухпунктирная линия указывает традиционное первое давление Pp наддува и второе давление Ps наддува. Посредством выполнения управления, показанного на фиг. 5, пусковой режим обеспечивается между режимом одиночного наддува и режимом двойного наддува, и, следовательно, неравномерность первого давления Pp наддува может быть уменьшена по сравнению с неравномерностью первого давления Pp наддува традиционного первичного нагнетателя 30, показанного на фиг. 11.

Модификации

(1) Хотя объясняется, что всасывающий канал двигателя 1 снабжается первичным нагнетателем 30 и вторичным нагнетателем 40 в вышеописанном варианте осуществления, всасывающий канал двигателя 1 может быть снабжен, например, впускной дроссельной заслонкой и впускным отверстием на стороне выхлопа для рециркуляции выхлопного газа (EGR) устройства рециркуляции выхлопного газа, в дополнение к первичному нагнетателю 30 и вторичному нагнетателю 40.

(2) Хотя объясняется, что двигатель 1 является примером V6 двигателя в вышеописанном варианте осуществления, двигатель 1 может быть двигателем, имеющим другую компоновку цилиндров (например, рядную или горизонтальную), например.

(3) Хотя объясняется, что выносится решение о том, существует или нет запрос переключения из режима одиночного наддува в режим двойного наддува, на основе скорости вращения первичного нагнетателя 30 в вышеописанном варианте осуществления, может быть вынесено решение о том, существует или нет запрос переключения из режима одиночного наддува в режим двойного наддува, с точки зрения дорожных качеств, таких как эффективность первичного нагнетателя 30 и состояние привода (например, состояние ускорения) транспортного средства, в дополнение к скорости вращения первичного нагнетателя 30.

(4) Хотя объясняется, что система наддува включает в себя два нагнетателя в вышеописанном варианте осуществления, система наддува может иметь три или более нагнетателей.

(5) Хотя объясняется, что первый датчик 106 давления обнаруживает давление во всасывающей трубе 37 в вышеописанном варианте осуществления, первый датчик 106 давления только требуется, чтобы иметь возможность обнаружения, по меньшей мере, первого давления Pp наддува компрессора 31 первичного нагнетателя 30, и, например, может обнаруживать давление во всасывающей трубе 27A или может обнаруживать давление во всасывающей трубе 27B.

(6) Хотя объясняется, что устройство 200 управления переключает режим наддува в режим двойного наддува, когда второе давление Ps наддува достигает первого давления Pp наддува в вышеописанном варианте осуществления, является достаточным, что, по меньшей мере, второе давление Ps наддува достигает первого давления Pp наддува, и, например, устройство 200 управления может переключать режим наддува в режим двойного наддува в заданный момент времени, после того как второе давление Ps наддува достигает первого давления Pp наддува.

(7) В вышеописанном варианте осуществления, как показано на этапе S112 на фиг. 5, то, стагнирует или нет второе давление Ps наддува, оценивается на основе того, становится или нет значение производной по времени для второго давления Ps наддува меньше заданного давления, что может быть оценено как стагнация. Однако, он не ограничивается этим, но то, стагнирует или нет второе давление Ps наддува, может быть оценено на основе того, стал или нет период после переключения в пусковой режим равным или больше заданного периода, что может быть оценено как стагнация, может быть оценено на основе того, стало или нет значение производной по времени для Pp-Ps меньше заданного периода, что может быть оценено как стагнация, или может быть оценено на основе того, стало или нет значение производной по времени для первого давления Pp наддува меньше заданного периода, что может быть оценено как стагнация.

(8) В вышеописанном варианте осуществления, как показано на этапе S113 на фиг. 5, степень открытия механизма 45 регулируемого сопла вторичного нагнетателя 40 увеличивается до той же степени открытия, что и степень открытия механизма 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30. Однако, вариант осуществления не ограничивается этим, а степень открытия механизма 45 регулируемого сопла вторичного нагнетателя 40 требует только увеличения и может увеличиваться до заданной степени открытия между степенью открытия механизма 45 регулируемого сопла вторичного нагнетателя 40 и степенью открытия механизма 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30.

(9) Вариант осуществления, описанный выше, может рассматриваться как раскрытие системы наддува, включающей в себя первичный нагнетатель 30, вторичный нагнетатель 40 и устройство 200 управления, раскрытие двигателя внутреннего сгорания, такого как двигатель 1, раскрытие устройства управления, такого как ECU 100 двигателя внутреннего сгорания, такого как двигатель 1, раскрытие способа управления посредством такого устройства управления или раскрытие системы двигателя внутреннего сгорания, включающей в себя такой двигатель внутреннего сгорания и устройство управления.

Результаты

(1) Как иллюстрировано на фиг. 1-4, система наддува включает в себя первичный нагнетатель 30, который нагнетает воздух, втягиваемый в двигатель 1, включающий в себя турбину 32, приводимую в действие выхлопным газом, выпускаемым из двигателя 1, и механизм 35 регулируемого сопла, который регулирует, посредством степени открытия, скорость потока выхлопного газа, протекающего в турбину 32, вторичный нагнетатель 40, который нагнетает воздух, втягиваемый в двигатель 1, включающий в себя турбину 42, приводимую в действие выхлопным газом, выпускаемым из двигателя 1, и механизм 45 регулируемого сопла, который регулирует, посредством степени открытия, скорость потока выхлопного газа, протекающего в турбину 42, и устройство 200 управления, которое выполняет переключение из режима одиночного наддува, в котором воздух, нагнетаемый в первичном нагнетателе 30, подается к двигателю 1, в режим двойного наддува, в котором воздух, нагнетаемый первичным нагнетателем 30, и воздух, нагнетаемый вторичным нагнетателем 40, подается к двигателю 1.

Как показано на фиг. 5, устройство 200 управления выполняет работу в пусковом режиме, который подает, к первичному нагнетателю 30, воздух, нагнетаемый вторичным нагнетателем 40, в то же время подавая выхлопной газ ко вторичному нагнетателю 40 перед переключением из режима одиночного наддува в режим двойного наддува. Как показано на этапах S114-S117 на фиг. 5, устройство 200 управления выполняет переключение в режим двойного наддува, когда второе давление Ps наддува вторичного нагнетателя 40 достигает первого давления Pp наддува первичного нагнетателя 30 во время работы в пусковом режиме. Как показано на этапах S106-S108 на фиг. 5, устройство 200 управления управляет механизмом 45 регулируемого сопла таким образом, что степень открытия механизма 45 регулируемого сопла вторичного нагнетателя 40 становится меньше степени открытия механизма 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30 при начале работы в пусковом режиме.

Это может уменьшать неравномерность в давлении наддува без добавления устройства, помогающего в запуске вторичного нагнетателя 40. В результате, дорожные качества и надежность нагнетателя улучшаются.

(2) Устройство 200 управления управляет механизмом 45 регулируемого сопла таким образом, что степень открытия механизма 45 регулируемого сопла вторичного нагнетателя 40 становится равной степени открытия механизма 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30, когда увеличение во втором давлении Ps наддува вторичного нагнетателя 40 стагнирует во время работы в пусковом режиме. Таким образом, посредством уменьшения степени открытия механизма 45 регулируемого сопла вторичного нагнетателя 40, стагнация может быть урегулирована, даже когда увеличение во втором давлении Ps наддува стагнирует.

(3) Устройство 200 управления управляет механизмом 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30 таким образом, что базовая степень VN1b открытия механизма 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30 становится промежуточной степенью открытия между степенью открытия, которая максимизирует эффективность турбины первичного нагнетателя 30, и степенью открытия, которая максимизирует работу турбины первичного нагнетателя 30 во время работы в пусковом режиме. Таким образом, даже когда степень открытия механизма 45 регулируемого сопла вторичного нагнетателя 40 регулируется таким образом, чтобы становиться меньше степени открытия механизма 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30, эффективность турбины и работа турбины первичного нагнетателя 30 могут быть установлены в высокие значения хорошо сбалансированным способом.

(4) Устройство 200 управления вычисляет предельную степень VN1th открытия механизма 35 регулируемого сопла первичного нагнетателя 30, когда давление выхлопного газа, выпускаемого из двигателя 1, достигает предельного давления P4th выпускного коллектора, и, когда базовая степень VN1b открытия превышает вычисленную предельную степень VN1th открытия, устройство 200 управления управляет механизмом 35 регулируемого сопла таким образом, что степень открытия механизма 35 регулируемого сопла становится предельной степенью VN1th открытия. Это может предохранять давление P4 выпускного коллектора от превышения предельного давления P4th выпускного коллектора.

Также предполагается, что варианты осуществления, описанные в данном документе, реализуются в соответствующих комбинациях. Варианты осуществления, описанные в данном документе, следует считать иллюстративными во всех аспектах, а не ограничивающими. Рамки настоящего изобретения излагаются посредством формулы изобретения, а не описания вариантов осуществления, описанных выше, и предполагают включать в себя все модификации в замысле и рамках формулы изобретения.

перечень ссылочных позиций

1 - двигатель

10A, 10B - ряд цилиндров

12A, 12B - цилиндр

20 - воздушный фильтр

21, 22, 23, 27A, 27B, 37, 47 - всасывающая труба

25 - промежуточный охладитель

28A, 28B - впускной коллектор

30 - первичный нагнетатель

31, 41 - компрессор

32, 42 - турбина

33, 43 - компрессорное колесо

34, 44 - турбинное колесо

35, 45 - механизм регулируемого сопла

36, 46 - вращающийся вал

40 - вторичный нагнетатель

48 - рециркуляционная труба

50A, 50B - выпускной коллектор

51A, 51B, 52A, 52B, 53A, 53B - выхлопная труба

62 - первый регулирующий клапан

64 - второй регулирующий клапан

66 - третий регулирующий клапан

81 - устройство обработки выхлопного газа

102 - расходомер воздуха

104 - датчик скорости двигателя

106 - первый датчик давления

108 - второй датчик давления

114 - датчик температуры

116 - датчик давления

200 - устройство управления

1. Система наддува, содержащая:

первый нагнетатель, который включает в себя первую турбину, приводимую в действие выхлопным газом, выпускаемым из двигателя, и первый механизм регулируемого сопла, регулирующий скорость потока выхлопного газа, протекающего в первую турбину, посредством степени открытия первого регулируемого сопла, и который нагнетает воздух, втягиваемый в двигатель;

второй нагнетатель, который включает в себя вторую турбину, приводимую в действие выхлопным газом, выпускаемым из двигателя, и второй механизм регулируемого сопла, регулирующий скорость потока выхлопного газа, втекающего во вторую турбину, посредством степени открытия второго регулируемого сопла, и который нагнетает воздух, втягиваемый в двигатель; и

устройство управления, которое выполняет переключение из первого режима наддува, в котором воздух, нагнетаемый в первом нагнетателе, подается к двигателю, во второй режим наддува, в котором воздух, нагнетаемый в первом нагнетателе, и воздух, нагнетаемый во втором нагнетателе, подается к двигателю, отличающаяся тем, что

устройство управления выполнено с возможностью:

выполнения операции пуска, которая подает к первому нагнетателю воздух, нагнетаемый вторым нагнетателем, в то же время подавая выхлопной газ ко второму нагнетателю перед переключением из первого режима наддува во второй режим наддува,

выполнения переключения во второй режим наддува, когда давление наддува второго нагнетателя достигает давления наддува первого нагнетателя во время операции пуска, и

управления вторым механизмом регулируемого сопла таким образом, что степень открытия второго механизма регулируемого сопла становится меньше степени открытия первого механизма регулируемого сопла при начале операции пуска.

2. Система наддува по п. 1, отличающаяся тем, что устройство управления выполнено с возможностью управления вторым механизмом регулируемого сопла таким образом, что степень открытия второго механизма регулируемого сопла становится равной степени открытия первого механизма регулируемого сопла, когда увеличение в давлении наддува второго нагнетателя стагнирует во время операции пуска.

3. Система наддува по п. 1, отличающаяся тем, что устройство управления выполнено с возможностью управления первым механизмом регулируемого сопла таким образом, что степень открытия первого механизма регулируемого сопла становится заданной степенью открытия между степенью открытия, которая максимизирует эффективность турбины первого нагнетателя, и степенью открытия, которая максимизирует работу турбины первого нагнетателя во время операции пуска.

4. Система наддува по п. 3, отличающаяся тем, что устройство управления выполнено с возможностью:

вычисления предельной степени открытия первого механизма регулируемого сопла, когда давление выхлопного газа, выпускаемого из двигателя, достигает предельного давления, и

управления первым механизмом регулируемого сопла таким образом, что степень открытия первого механизма регулируемого сопла становится предельной степенью открытия, когда заданная степень открытия превышает предельную степень открытия, которая была вычислена.