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技术领域

本发明涉及一种具有双级涡轮增压器的内燃发动机。

背景技术

本领域已知用于内燃发动机的双级涡轮增压器并且所述双级涡轮增压 器包括高压(HP)涡轮增压器和低压(LP)涡轮增压器，每个涡轮增压器 进而包括旋转地联接到涡轮的压缩机。

这些涡轮增压器系统可以构造为在低/中发动机速度下操作两个涡轮增 压器并且构造为在高的发动机速度下仅仅操作LP涡轮增压器。在该第二种 情况下，HP涡轮增压器被旁路。

涡轮增压器允许更高的内燃发动机性能。然而，涡轮增压器存在一些缺 点，特别是当内燃发动机在低速和/或低载荷下操作时。

第一缺点在于：作为示例，不可忽略的从通过LP涡轮壳体的排气的热 损失，所述热损失的实体取决于系统的布局并且在低的发动机速度和载荷下 是关键的以使得后处理系统能够正常地操作。

实际上，在排气排出环境之前处理排气的系统需要最小阈值温度以确保 足够高的转化效率，因此，结果，必须使用激进的预热策略以补偿温度损失。 这导致燃料消耗劣化。

在后处理(AT)系统内，DPF(柴油微粒过滤器)在碳烟过滤器再生过 程期间需要足够高且稳定的温度。因此，上述热损失必须通过额外的燃料喷 射而恢复。这导致减小的碳烟氧化效率，其需要更频繁的DPF再生以及因 此更高的燃料消耗并且消费者经历的油稀释。作为更频繁再生的另外的缺 点，由于在再生过程期间，暴露到达到的高温的时间增加，AT受到更高的 热应力以及老化，这具有排放达标的潜在缺点。

而且，由于涡轮机叶轮以及取决于从排气歧管到后处理系统的排气线路 的引导，双级涡轮增压器系统由与单级涡轮增压器系统相比而言更高的排气 背压(即，在排气阀后的压力)影响。在进气侧上存在相似的影响，其中， 低压级与单级压缩机相比而言增加进一步的压降。结果，排气歧管压力通常 高于入口歧管压力，存在由活塞进行的负功(negativework)(已知为“泵送 动作”)，其增加了燃料消耗。

发明内容

公开的实施例的目的是提供一种具有双级涡轮增压器系统的内燃发动 机，所述双级涡轮增压器系统没有上述的缺点。

特别地，本发明的实施例的目的是提供一种具有高性能进气系统的内燃 发动机，其确保即使在低的操作速度下也具有高的效率。

这个目的和其他目的通过具有独立权利要求记载的特征的具有双级涡 轮增压器的内燃发动机以及操作所述内燃发动机的方法实现。

从属权利要求限定有利的方面。

本发明的实施例提供一种具有双级涡轮增压器的内燃发动机，所述双级 涡轮增压器包括通过高压涡轮入口管道流体连接到内燃发动机的排气歧管 的高压涡轮和通过低压涡轮入口管道流体连接到高压涡轮的可变几何低压 涡轮，其中，双级涡轮增压器包括旁路管道系统以使得可变几何低压涡轮旁 路，所述旁路系统包括旁路阀。

有利地，旁路管道系统允许使得可变几何低压涡轮旁路，尤其是在内燃 发动机低速或者低载荷下。

本发明的实施例的优点在于，离开双级涡轮增压器并且到达内燃发动机 的后处理系统的排气气体的更高的温度。这确保后处理系统的正常操作。除 了其他以外，这个事实导致例如在催化转化器、氧化催化剂、稀NOx捕集 器、选择性催化还原(SCR)系统中更高的催化转化效率以及更高的微粒过 滤器再生效率(特别是在柴油微粒过滤器DPF中)，这具有燃料经济性和油 稀释的好处。

而且，本发明的实施例的有利方面在于减小排气背压(即，在排气阀后 的压力)，所述背压可能阻碍发动机活塞的运行。由于高压涡轮的改进的操 作状态，该减小允许更低的燃料消耗和在第一瞬时的更好的瞬时响应。

根据本发明的实施例，旁路管道系统包括旁路管道并且旁路阀设置在旁 路管道中。

由于如此，旁路管道系统可以相对于可变几何低压涡轮安装在外部。结 果，不需要改变涡轮的结构。

根据本发明的另一实施例，可变几何低压涡轮包括壳体，并且旁路阀是 壳体集成的旁路阀，即，设置在壳体内的阀。

有利地，旁路管道系统可以由有限数量的已经验证的部件构成，这导致 减小的排气容积和更紧凑的布局。结果，可以使得旁路管道系统的热结构阻 抗更高。

根据本发明的实施例，可变几何低压涡轮在壳体内设置有转子，并且所 述壳体包括在转子上游的第一室和在转子下游的第二室。第一室能够通过壳 体集成的旁路阀而流体连接到第二室。换言之，在旁路阀的打开位置下，第 一室和第二室流体连通。

结果，旁路阀可以设置在可变几何低压涡轮内侧，而几乎不改变涡轮本 身，这同时确保旁路管道系统的效率。

根据本发明的实施例，第一室容置多个可移动的叶片。

这允许可变几何低压涡轮的壳体内的空间的优化。

根据本发明的实施例，涡轮增压器包括低压压缩机和用于旁路低压压缩 机的低压压缩机旁路管道系统。

这个实施例的优点在于：内燃发动机加速由于低压压缩机的旁路而改 进，并且相关的管道使得进气必须填充的容积减小。根据本发明的有利方面， 低压压缩机的旁路管道系统与可变几何低压涡轮的旁路系统结合操作，这导 致进一步减少泵送工作以及更有效的燃烧，这使得给消费者节省燃料消耗。

本发明的另一方面提供一种操作具有双级涡轮增压器的内燃发动机的 方法，所述双级涡轮增压器包括通过高压涡轮入口管道流体连接到内燃发动 机的排气歧管的高压涡轮和通过低压涡轮入口管道流体连接到高压涡轮的 低压涡轮，其中，低压涡轮是可变几何涡轮，并且其中，双级涡轮增压器包 括设置有旁路阀的旁路系统以使得可变几何低压涡轮旁路，其中所述方法包 括以下步骤：

a：在内燃发动机操作期间，监测内燃发动机的至少一个操作参数 的至少一个值，其中至少一个监测的操作参数是发动机速度和/或与发动机扭 矩相关联的参数；

b：将至少一个监测的值与所述操作参数的至少一个阈值进行比较；

c：操作旁路管道系统的旁路阀以当至少一个监测的值低于或者等 于所述至少一个阈值时使得可变几何低压涡轮旁路。

根据一个实施例，与发动机扭矩相关联的参数是制动平均有效压力。

上述确认的参数已经被证明是确定低压涡轮的旁路的定时的重要因素， 特别是所述参数对于确定发动机的低载荷的状态是有用的。

根据本发明的实施例，发动机速度和/或与发动机扭矩相关的参数的阈值 能够被选择以限定对应于或者低于所述阈值的内燃发动机的低载荷和/或低 速操作状态。

如上所述，当监测的发动机速度低于(或者等于)阈值时，可变几何低 压涡轮能够被旁路。所述阈值与发动机和涡轮增压器结构和布局有关。

上述阈值能够被选择以使得，在这个值以下，低压涡轮的旁路允许发动 机的更好的性能。特别是所述旁路提供如前述的减少的燃料消耗和提高的后 处理系统的效率。

当监测的制动平均有效压力低于或者等于阈值时，可变几何低压涡轮能 够被旁路。所述阈值与发动机和涡轮增压器结构和布局有关。所述阈值可以 被选择以使得，在这个阈值以下，低压涡轮的旁路允许发动机的更好的性能， 特别是所述允许如前所述的减少的燃料消耗和后处理系统的提高的效率。

根据本发明的实施例，双级涡轮增压器包括低压压缩机和用于低压压缩 机的旁路管道系统，并且低压压缩机的旁路管道系统能够被操作以当用于可 变几何低压涡轮的旁路管道系统被操作以使得可变几何低压涡轮旁路时使 得低压压缩机旁路。

根据可能的实施例，在前述步骤c中，低压压缩机旁路管道系统被操作 以当旁路管道系统的旁路阀被操作以使得可变几何低压涡轮旁路时使得低 压压缩机旁路。

根据可能的实施例，用于低压压缩机的旁路管道系统与可变几何低压涡 轮的旁路管道相结合操作。

如所述，低压压缩机的旁路和相关的管道减少了进气必须填充的体积， 并且提高了内燃发动机在低速下的加速。

根据方法的方面中的一个，所述方法能够借助于计算机程序执行，所述 计算机程序包括用于执行上述方法的步骤中的一个或多个的程序代码，并且 所述计算机程序为包括计算机程序的计算机程序产品的形式。

计算机程序产品可以实施为用于内燃发动机的控制装置，所述控制装置 包括电子控制单元(ECU)、与ECU相关联的数据载体和存储在数据载体中 的计算机程序，以使得控制装置以与所述方法相同的方式限定所描述的实施 例。在这种情况下，当控制装置执行计算机程序时，上述方法的步骤被执行。

本发明的又一方面提供一种用于操作具有双级涡轮增压器的内燃发动 机的装置，所述双级涡轮增压器包括通过高压涡轮入口管道流体连接到内燃 发动机的排气歧管的高压涡轮和通过低压涡轮入口管道流体连接到高压涡 轮的可变几何低压涡轮，其中，双级涡轮增压器包括设置有旁路阀的旁路管 道系统，以使得可变几何低压涡轮旁路，所述装置包括：

用于在内燃发动机的操作期间监测内燃发动机的至少一个操作参数的 至少一个值的器件，其中所述至少一个监测的操作参数是发动机速度和/或与 发动机扭矩相关的参数；

用于比较所述至少一个监测的值与所述操作参数的至少一个阈值的器 件；

用于操作旁路管道系统的旁路阀以当所述至少一个监测的值低于或者 等于所述至少一个阈值时使得可变几何低压涡轮旁路的器件。

用于操作具有双级涡轮增压器的内燃发动机的装置包括用于执行本文 描述的方法的步骤中的一个或多个的器件。

附图说明

现将参照附图来描述各个实施例，其中相同的附图标记表示相同的元 件，在附图中：

图1示出了汽车系统；

图2是属于图1的汽车系统的内燃发动机的横截面；

图3是根据本发明的实施方案用于设置有旁路管系统的内燃发动机的双 级涡轮增压器的示意性图示；

图4是根据本发明的实施例的旁路管系统的可能的实施例的示意性图 示；

图5是根据本发明的实施例的用于操作内燃发动机的方法的步骤的示意 性图示。

附图标记列表

100汽车系统

110内燃发动机(ICE)

120发动机缸体

125汽缸

130汽缸盖

135凸轮轴

140活塞

145曲轴

150燃烧室

155凸轮相位器

160燃料喷射器

170燃料轨

180燃料泵

190燃料源

200进气歧管

205进气管道

210进气端口

215汽缸的阀

220排气气体端口

225排气歧管

230高压涡轮增压器

240高压压缩机

250高压涡轮

255高压涡轮入口管道

270排气系统

275排气管道

280排气后处理装置

300EGR系统

310EGR冷却器

320EGR阀

330节阀体

340空气质量流量和温度传感器

350歧管温度和压力传感器

360燃烧压力传感器

380冷却剂和油温度和水平传感器

400燃料轨压力传感器

410凸轮位置传感器

420曲轴位置传感器

430排气压力和温度传感器

440EGR温度传感器

445加速器踏板位置传感器

450电子控制单元(ECU)

460数据载体

530低压涡轮增压器

540低压压缩机

550可变几何低压涡轮

555低压涡轮入口管道

560壳体

565第一室

570第二室

575可移动的叶片

600高压压缩机旁路管道系统

700高压涡轮旁路管道系统

701高压涡轮旁路管道系统的旁路管道

702高压涡轮旁路管道系统的旁路阀

800低压涡轮的旁路管道系统

810低压涡轮的旁路管道系统的旁路管道

820低压涡轮的旁路管道系统的旁路阀

850低压压缩机的旁路管道系统

851低压压缩机的旁路管道系统的旁路管道

852低压压缩机的旁路管道系统的旁路阀

855壳体集成的旁路阀

900双级涡轮增压器

S1传感器

S2传感器

具体实施方式

现将参照附图来描述示例性实施例，而并非旨在限制应用和使用。

一些实施例可以包括如图1和图2所示的汽车系统100，所述系统包括 具有发动机缸体120的内燃发动机(ICE)110，所述发动机缸体120限定至 少一个汽缸125，所述至少一个汽缸具有联接为使得曲轴145旋转的活塞 140。汽缸盖130与活塞140协作以限定内燃发动机150。燃料和空气混合物 (未示出)设置在内燃发动机150中并且被点燃，这产生热膨胀排气，其导 致活塞140的往复运动。燃料通过至少一个燃料喷射器160提供并且空气通 过至少一个进气端口210提供。燃料从与高压燃料泵180流体连通的燃料轨 170在高压下提供到燃料喷射器160，所述高压燃料泵180使得从燃料源190 接收的燃料的压力升高。汽缸125中的每个具有至少两个阀215，所述至少 两个阀通过在时间上随曲轴145旋转地凸轮轴135致动。阀215选择性地允 许空气从端口210进入内燃发动机150中并且交替地允许排气气体通过端口 220离开。在一些示例中，凸轮相位器155可以选择性地改变凸轮轴135与 曲轴145之间的正时。

空气可以通过进气歧管200分配到进气端口210。进气导管205可以从 外部环境向进气歧管200提供空气。在其他实施例中，节阀体300可以被设 置以规制到歧管200中的空气的流动。

在其他实施例中，可以设置强制空气系统，所述强制空气系统包括联系 图3更详细地描述的双级涡轮增压器900。

发动机的排气气体被引入排气系统270中。

排气系统270可以包括具有一个或更多排气后处理装置280的排气管道 275。后处理装置可以是构造为改变排气气体的成分的任意装置。后处理装 置280的一些示例包括但不局限于催化转换器(二元或三元)、氧化催化剂、 稀No_x捕集器、烃类吸附器、选择性催化还原(SCR)系统以及微粒过滤器。 其他实施例可以包括联接在排气歧管225与进气歧管200之间的排气气体再 循环(EGR)系统300。EGR系统300可以包括EGR冷却器310以降低EGR 系统300中的排气气体的温度。EGR阀320规制EGR系统300中的排气气 体的流动。

汽车系统100还可以包括与一个或者多个传感器和/或与ICE110(见图 1)相关联的装置通信的电子控制单元(ECU)450。ECU450可以从各个传 感器接收输入信号，所述各个传感器配置为产生与ICE110相关联的各个物 理参数成比例的信号。所述传感器包括但不局限于：质量流量和温度传感器 340、歧管压力和温度传感器350、燃烧压力传感器360、冷却剂和油温度和 水平传感器380、燃料轨压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲轴位置传 感器420、排气压力和温度传感器430、EGR温度传感器440以及加速器踏 板位置传感器445。传感器还包括上述已经提到的后处理系统270的所有传 感器。而且，ECU450可以产生向设置为控制ICE110的操作的各个控制装 置的输出信号，所述控制装置包括但不局限于：燃料喷射器160、节阀体330、 低压涡轮旁路管道系统800以及凸轮相位器155。注意到，虚线用于表示ECU 450与各个传感器和装置之间的通信，但为了清晰而省略了一部分。

现在转到EGU450，这个设备可以包括与存储器系统或数据载体460(见 图3)以及接口总线通信的数字中央处理单元(CPU)。CPU配置为执行在 存储器系统460中存储为程序的指令并且将信号发送到接口总线和/或从接 口总线接收信号。存储器系统460可以包括各种存储类型，其包括光存储、 磁存储、固态存储以及其他非易失性存储器。接口总线可以配置为向各个传 感器和控制装置发送模拟和/或数字信号和/或从各个传感器和控制装置接收 模拟/数字信号以及调制模拟和/或数字信号。程序可以实施本文所描述的方 法，其允许CPU执行该方法的步骤并且控制ICE110。

存储在存储器系统460中的程序经由线缆或者以无线的方式从外侧传 送。汽车系统100外侧通常可见为计算机程序产品，所述计算机程序产品在 本领域中还称为计算机可读介质或者机器可读介质，并且所述计算机程序产 品应被理解为保存在载体上的计算机程序，所述载体性质上是暂时性的或者 非暂时性的，其结果是，计算机程序产品能够被认为在性质上是暂时性的或 者非暂时性的。

暂时性计算机程序产品的示例是信号，例如电磁信号，诸如光信号，所 述信号是计算机程序代码的暂时性载体。携载这种计算机程序代码可以通过 用于数字数据的常规调制技术(诸如，QPSK)实现，从而使得表示所述计 算机程序代码的二进制数据施加到暂时性电磁信号。当经由WiFi连接以无 线的方式向笔记本电脑传送计算机程序时，这种信号例如被使用。

在非暂时性计算机程序产品的情况下，计算机程序代码以有形存储介质 实施。存储介质则是上述的非暂时性载体，从而使得计算机程序代码以可恢 复的方式永久地或者非永久地存储在该存储介质中或者该存储介质上。存储 介质可以是计算机技术中已知的常规类型，诸如，闪速存储器、专用集成电 路、光盘等。

代替ECU450，汽车系统100可以具有不同类型的处理器以提供电子逻 辑，例如，嵌入式控制器、车载计算机或者可以部署在车辆中的任意处理模 块。

现在参考图3更详细地描述包括双级涡轮增压器900的发动机100的强 制空气系统。

双级涡轮增压器900包括高压涡轮增压器230，所述高压涡轮增压器230 具有旋转地联接到高压涡轮250的高压压缩机240，所述高压涡轮250流体 连接到源于排气歧管225的高压涡轮入口管道255的上游和低压涡轮增压器 530的下游。

在图3中示出了可变几何涡轮(VGT)，所述可变几何涡轮设置有多个 可移动的叶片以改变通过高压涡轮250的排气气体的流动。在其他实施例中， 涡轮增压器230可以是固定几何涡轮。

在图3的实施例中，高压涡轮250和高压压缩机240都设置有旁路管道 系统，特别是用于高压压缩机240的旁路管道系统600和用于高压涡轮250 的旁路管道系统700。旁路管道系统600、700可以包括旁路管道和旁路阀， 所述旁路阀被设置以打开和关闭旁路管道内侧的流动。

在本发明的未示出的其他实施例中，可以没有用于高压涡轮250和/或压 缩机240的旁路管道系统600、700中的至少一个。

低压涡轮增压器530配备有旋转地联接到可变几何低压涡轮550的低压 压缩机540。可变几何低压涡轮550通过低压涡轮入口管道555从高压涡轮 250或者排气歧管225接收排气气体。事实上，根据可能的实施例，如上述， 设置有用于高压涡轮250的旁路管道系统700。用于高压涡轮250的旁路管 道系统700包括旁路管道701，所述旁路管道701在高压涡轮250的上游分 支并且流体连接到低压涡轮入口管道555，即，高压涡轮250的下游和可变 几何低压涡轮550的上游。

高压涡轮250的旁路管道系统700的旁路管道701可以设置有旁路阀 702，所述旁路阀702设置在旁路管道701中。旁路阀702打开和关闭高压 涡轮250的旁路管道系统700的旁路管道701。当旁路阀702打开时，高压 涡轮250被旁路并且可变几何低压涡轮550通过流体连接到低压涡轮入口管 道555的旁路管道系统700的旁路管道701从排气歧管225接收排气气体。

而且，离开可变几何低压涡轮550的排气气体被引入排气系统270中。

根据本发明的实施例，涡轮增压器900设置有旁路管道以旁路可变几何 低压涡轮550。

根据本发明的实施例，旁路管道系统800包括旁路管道810和旁路阀 820。

旁路管道810在可变几何低压涡轮550的上游分支。根据一个实施例， 旁路管道810流体连接到(流体连通)可变几何低压涡轮550的下游的排气 系统。

在所示的实施例中，旁路管道810流体连接到低压涡轮入口管道555并 且旁路阀820规制旁路管道810的打开和关闭。根据本发明的实施例，如例 如在图3所示的，旁路管道810也与排气系统270流体连通。

在未示出的其他实施例中，旁路管道810可以流体连接到不同的出口或 者不同于排气系统270的排气系统。

旁路阀270流体连接到旁路管道810并且优选设置在旁路管道810中， 以选择性地允许/防止排气气体在管道810内的流动。

在图3所示的实施例中，旁路阀820是主动阀并且由ECU450控制。

在未示出的不同的实施例中，旁路阀820可以是被动阀，例如，设置有 弹簧或者其他合适的器件的阀，所述弹簧或者其他合适的器件在排气气体向 旁路阀820施加预定的压力之后打开旁路阀820。

旁路阀820可以是废气门阀。废气门阀是有效地、紧凑的并且能够容易 地安装在旁路管道系统内。

当旁路阀820在打开位置下时，排气气体能够流动通过旁路管道810并 且因此可变几何低压涡轮550被旁路。相反，当旁路阀820在关闭位置下时， 排气气体流动通过可变几何低压涡轮550并且所述可变几何低压涡轮不被旁 路。

旁路管道810的存在允许不改变可变几何低压涡轮550的结构。在本发 明的实施例中，如例如图4所示，旁路管道系统800包括壳体集成的旁路阀 855，其设置在可变几何低压涡轮555的壳体560内。

特别地，根据一个实施例，如例如图4所示，用于可变几何低压涡轮550 的壳体560包括第一室565和第二室570。

考虑到在涡轮增压器900的操作期间排气气体在可变几何涡轮550内的 流动，第一室565在可变几何低压涡轮550的转子580(示意性示出)的上 游，并且第二室570在转子580的下游。

第一室565可以用于容置可移动的叶片575，所述可移动的叶片575可 以根据在发动机操作期间不同的构造而取向。

壳体集成的旁路阀855将第一室565流体连接到第二室570。

特别地，壳体集成的旁路阀855可以选择性地打开或者关闭以允许或者 阻止从第一室565向第二室570的流体流动(排气气体流动)，并且特别地 允许或阻止在流体连接两个室565、570的管道中的流体流动(排气气体流 动)。旁路阀855可以对应于流体连接两个室565、570的管道设置或者设置 在流体连接两个室565、570的管道中。

在所示的实施例中，当壳体集成的旁路阀855在打开位置下时，排气气 体能够从第一室565流动到第二室570，两个室流体连接(即，流体连通)。

结果，可变几何涡轮550的转子580被旁路。相反，当壳体集成的旁路 阀855在打开位置下时，排气气体流动通过可变几何低压涡轮550的转子 580。

壳体集成的旁路阀855可以是主动的或者被动的。

在本发明的实施例中，壳体集成的旁路阀855是主动的并且所述壳体集 成的旁路阀连接到ECU450，所述ECU能够命令壳体集成的旁路阀855的 打开和关闭。

在本发明的实施例中，如例如图4所示，壳体集成的旁路阀855是废气 门阀。废气门阀是有效地、紧凑的并且能够容易地安装在旁路管道系统内， 特别是安装在涡轮的壳体内。

根据一个实施例，如例如图3所示，用于低压压缩机540的旁路管道系 统850可以设置在双级涡轮增压器900中。

根据可能的实施例，用于低压压缩机540的旁路管道系统850包括旁路 管道851，所述旁路管道851在低压压缩机540的上游分支并且流体连接到 低压压缩机540的下游。低压压缩机540的旁路管道系统850的旁路管道851 可以设置有设置在旁路管道851中的旁路阀852。旁路阀852打开和关闭旁 路管道系统850的旁路管道851。

如将在下文中联系操作内燃发动机110的方法更详细地描述的，当旁路 管道系统800被操作以旁路可变几何低压涡轮550时，低压压缩机540的旁 路管道系统850能够被操作以旁路低压压缩机540。根据可能的实施例，低 压压缩机540的旁路管道系统850与可变几何低压涡轮550的旁路管道系统 800一起操作。

更具体地，当旁路管道系统800被操作以旁路可变几何低压涡轮550时， 即，当旁路阀820(或者壳体集成的旁路阀855)在打开位置下时，旁路管 道系统850被操作以旁路低压压缩机540。在这种情况下，旁路阀852在打 开位置下以允许空气通过旁路管道851。

相反，当可变几何低压涡轮550不被旁路时，即，当旁路阀820(或者 壳体集成的旁路阀855)在关闭位置下时，低压压缩机540也不被旁路并且 低压压缩机的旁路管道系统850的旁路阀852在关闭位置下。

在本发明的实施例中，例如，图3和图4的实施例，如上述，涡轮增压 器900可以连接到控制单元，优选内燃发动机110的ECU450。ECU可以连 接到各种传感器(例如，上述的传感器340-445中的一个或多个)。在这些 传感器中，可以存在用于监测内燃发动机110的操作参数的传感器S1、S2。

在所示的实施例中，附图标记S1示意性地表示用于测量发动机速度和/ 或协作以估计发动机速度的一个或多个传感器，并且附图标记S2示意性地 表示用于测量与发动机扭矩相关联的参数(例如，制动平均有效压力)和/ 或协作以估计与发动机扭矩相关联的参数的一个或多个传感器。

传感器S1和S2可以直接或者间接测量相关的参数并且可以协作以与一 个或多个存储的或者估计的值相结合而估计所述发动机操作参数。

在进一步实施例中，仅仅一个传感器S1或S2可以用于监测单个参数， 例如，发动机速度或者制动平均有效压力。

在不同的实施例中，可以例如通过多个传感器和/或与一个或多个估计或 存储的值相结合而间接地计算一个操作参数。

如所述，ECU450可以设置有或者逻辑地连接到存储系统。这种存储系 统可以用于存储与由传感器S1、S2监测的操作参数中的一个或多个有关的 预选择的值。

在双级涡轮增压器900操作期间，内燃发动机110的操作参数的值被监 测。

然后操作参数的监测(当前)值与预存储在ECU450中的与操作参数有 关的值(典型地为一个或多个预存储的阈值)相比较。

根据该比较的结果，ECU450控制旁路管道系统800。在本发明的实施 例中，ECU450还可以操作用于低压压缩机540的旁路管道系统850。

在一个实施例中，如例如在图3中示意性示出的，ECU450操作可变几 何低压涡轮550的旁路管道系统800并且特别地操作旁路阀820、855，直到 监测的参数达到阈值，即，直到监测值等于或者低于阈值。换言之，可变几 何低压涡轮550被旁路，直到监测的参数达到一定值。即使在附图中未示出， ECU450能够操作双级涡轮增压器900的其他旁路管道系统，例如低压压缩 机540的旁路管道系统850，所述旁路管道系统能够被操作以当旁路管道系 统800使得可变几何低压涡轮550旁路时使得低压压缩机旁路。根据可能的 实施例，低压压缩机540的旁路管道系统850能够与可变几何低压涡轮550 的旁路管道系统800一起(相结合)操作。特别地，当旁路管道系统800被 操作以使得可变几何低压涡轮550旁路时，旁路管道系统850被操作以使得 低压压缩机540旁路。相反，当可变几何低压涡轮550不被旁路时，低压压 缩机540也不被旁路。

如所述，在一个实施例中，ECU450与传感器S1一起监测发动机速度。

如果发动机速度低于或者等于阈值，则ECU450操作旁路系统800以使 得可变几何低压涡轮550旁路。如果发动机速度高于阈值，则可变几何涡轮 550不被旁路。

根据可能的实施例，发动机速度阈值例如是2000rpm或者低于2000rpm 的值。必须注意的是，阈值可以根据发动机和涡轮增压器结构和布局进行选 择。阈值可以被选择以使得根据这个值或者在这个值以下，低压涡轮的旁路 允许发动机在低速和/或低载荷操作状态下的更好的性能。

在所示的实施例中，当内燃发动机监测速度低于或者等于阈值时，ECU 450可以打开旁路阀820(图3)或者壳体集成的旁路阀855(图4)以使得 可变几何低压涡轮550旁路(如图5示意性示出的)。当发动机监测速度值 大于阈值时，ECU450可以关闭旁路管道系统800(例如，操作阀820或855) 并且可变几何低压涡轮550不再被旁路(如图5示意性示出的)。

在所示的实施例中，如果内燃发动机监测速度大于阈值，则ECU450 可以关闭旁路阀820(图3)或者壳体集成的旁路阀(图4)。即使在附图中 未示出，ECU450操作低压压缩机540的旁路管道系统850以允许当低压涡 轮被旁路时低压压缩机的旁路。根据可能的实施例，低压压缩机850的旁路 管道系统850根据(结合)可变几何低压涡轮550的旁路管道系统800而操 作。换言之，旁路管道系统800和850一起(结合)操作。在本发明的实施 例中，ECU450例如通过传感器S2可以监测不同的参数，例如，制动平均 有效压力。

与关于发动机速度公开的相似的，作为例如由传感器S2监测的值的函 数，如果制动平均有效压力低于或者等于阈值，ECU450可以使得可变几何 低压涡轮550旁路。相反，在监测的(当前的)平均有效压力值超过阈值之 后，可变几何低压涡轮550可以不再被旁路。

根据可能的实施例，致动平均有效压力阈值可以是例如5巴或者低于5 巴的值。必须注意的是，阈值可以根据发动机和涡轮增压器结构和布局进行 选择。阈值可以被选择以使得，对应于这个值或者在这个值以下，低压涡轮 的旁路允许发动机在低速和/或低载荷操作状态下的更好的性能。

如上述已经联系发动机速度描述的，ECU450操作低压压缩机540的旁 路管道系统850以允许当低压涡轮被旁路时低压压缩机的旁路。根据可能的 实施例，低压压缩机540的旁路管道系统850根据(结合)可变几何低压涡 轮550的旁路管道系统800而操作。换言之，旁路管道系统800和850一起 (结合)操作。

在进一步的实施例中，ECU450可以基于由多个传感器收集的值而操作 旁路管道系统800。在一个实施例中，ECU可以基于传感器S1和S2的监测 值(例如，发动机速度和制动平均有效压力)而操作旁路管道系统800。

根据第一实施例，如果所有监测的参数遵守(respect)预定条件，则可 变几何低压涡轮550可以被旁路。作为示例，在附图所示的实施例中，如果 发动机速度值和制动平均有效压力值等于或者低于相关的阈值，则可变几何 低压涡轮550可以被旁路。

作为示例，在此讨论内燃发动机110的四个假设的操作状态，所述四个 假设的操作状态仅仅是示例性地并且不是限制性的，所述四个假设的操作状 态为相关的发动机参数的监测值，即，发动机速度(ES)和制动平均有效压 力(BMEP)以及可变几何低压涡轮550的状态。

ES＝低于2000rpm(例如，1500rpm)，BMEP＝低于5巴(例如， 4巴)；可变几何低压涡轮550被旁路。

ES＝高于2000rpm(例如，2500rpm)，BMEP＝低于5巴(例如，4 巴)；可变几何低压涡轮550不被旁路。

ES＝低于2000rpm(例如，1500rpm)，BMEP＝高于5巴(例如6巴)； 可变几何低压涡轮550不被旁路。

ES＝高于2000rpm(例如，2500rpm)，BMEP＝高于5巴(例如，6巴)； 可变几何低压涡轮550不被旁路。

在不同的实施例中，如果监测的参数中的一个(或多个)低于相关的预 定阈值，则低压涡轮可以被旁路。作为示例，在附图所示的实施例中，如果 发动机速度低于阈值或者与发动机扭矩相关的参数(例如，制动平均有效压 力)低于阈值，可变几何低压涡轮550可以被旁路。发动机速度的阈值和与 发动机扭矩相关的参数的阈值是不同的。

尽管已经在前述概述和具体实施方式中呈现了至少一个示例性实施方 案，应理解，存在大量的变体。应理解的是，示例性实施例或多个示例性实 施例仅是示例，并且并非旨在以任何方式限制范围、适用性或者构造。相反， 前述概述和具体实施例将提供给本领域技术人员用于实施至少一个示例性 实施例的常规路径，应理解的是，可以在示例性实施例中描述的功能和布置 上做出各种改变而不离开附加权利要求及其法律等同物陈述的范围。