CN104373232A - 用于扭矩控制的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于扭矩控制的方法和系统。提供用于改善喘振控制的方法和系统。当喘振条件接近时,参考调节器以比要求的发动机气流慢的速率将发动机气流减少到比要求的发动机气流高的水平,以满足减少的扭矩需求。通过经由联接到发动机的电机或经由可替代的发动机致动器调节在驱动轴上施加负扭矩,抵消由额外气流产生的多余扭矩。
Description
技术领域
本申请涉及用于在涡轮增压器喘振期间修正驾驶员空气需求和发动机扭矩输出的方法和系统。
背景技术
发动机系统可配置具有提供增压充气和改善峰值功率输出的增压装置,例如涡轮增压器或机械增压器。压缩机的使用允许较小排量的发动机提供与较大排量的发动机一样大的功率,但具有附加的燃料经济利益。然而,压缩机易于喘振。例如,当操作员松开加速器踏板时,发动机进气节气门关闭,从而导致减少的向前流量通过压缩机和潜在的压缩机喘振。喘振可导致NVH问题,例如来自发动机进气系统的不期望的噪声。
Ulrey等人在US 8161746中示出了一种用于控制喘振引起的噪声的方法。其中,当压缩机喘振条件接近时,调节一个或更多增压致动器以控制通过压缩机的气流。具体地,压缩机下游的发动机进气节气门被关闭,压缩机上游的另外的进气节气门被关闭,并且压缩机旁通阀和废气门打开以倾卸多余的增压压力。通过关闭压缩机入口节气门,喘振引起的噪声减少。
然而,本发明人在此已经确认关于这种方法的潜在问题。例如,Ulrey等人的方法使用与旁通阀联接的节气门控制,以在不增加发动机流量的情况下增加压缩机流量(以便解决喘振)。然而,由于压缩机旁通阀响应的延迟,可能难以在所有条件下精确控制旁路流量和发动机流量,可能经历发动机扭矩瞬变。作为另一个示例,Ulrey等人的方法要求包括压缩机上游的另外的节气门以及上游节气门与压缩机下游的节气门操作的配合。因此,这就增加了该系统的成本和复杂性。
在一个示例中,上述的一些问题可以通过用于包括电机(例如,马达)的增压发动机系统的方法而被至少部分解决。所述方法包括,响应于涡轮增压器喘振的指示,施加来自联接到发动机的电机的负扭矩,同时向发动机提供比所需气流更多的气流。在可替代的示例中,所述方法包括,响应于涡轮增压器喘振的指示,向发动机提供比所需节气门流量更多的流量,同时调节可替代的致动器以基于比所需节气门流量更大的节气门流量传送发动机所需扭矩。例如,基于比所需节气门流量更大的节气门流量,可调节凸轮正时和火花点火正时中的一个或多个。以这种方式,当负扭矩用于满足驾驶员所需车轮扭矩同时解决与喘振相关联的NVH问题时,节气门流量(和压缩机气流)可被修正以减轻喘振。
作为示例,发动机系统可包括用于提供增压进气充气的涡轮增压器,其中压缩机由涡轮驱动。响应于扭矩需求的突然下降,例如在松加速器踏板期间,可打开压缩机再循环阀以倾卸增压压力,同时打开废气门以降低涡轮速度。另外,可减少发动机气流以满足较低的扭矩需求。由此产生的节气门流量的减少可使压缩机比(或压缩机流量)在喘振极限内或接近喘振极限。响应于喘振正在被接近或已被超过,发动机控制器可限制节气门流量减少。具体地,气流不会减少到与减少的扭矩需求相称的水平。相反,气流的减少是受限制的,使得将气流控制到比实际要求更高的水平以满足扭矩需求。可以基于气流调节燃料喷射以维持化学计量(或可替代的(alternate)期望的燃烧空燃比)的发动机燃烧。然后,由多余气流产生的多余扭矩可由联接到发动机的电机吸收。例如,在发动机联接到混合动力电动车辆系统中的情况下,来自电动马达的负载可被施加在发动机上以将负扭矩增加到驱动轴并且满足驾驶员扭矩需求。在进一步的示例中,起动机马达(例如曲柄集成起动机发电机)或联接到发动机的交流发电机可用于在发动机上施加负载并且吸收多余的扭矩。在每种情况下,所施加的负扭矩的量可基于操作员预期的扭矩(或扭矩需求)和提供给发动机的扭矩(同时以升高的气流操作)之间的差异。在一个方法中,响应于喘振的指示,发动机控制器可使用参考调节器修正气流。例如,参考调节器可经配置使得发动机气流被初始修正以减少压缩机喘振,并且然后随着时间的推移,转换气流修正以满足驾驶员扭矩需求。
在可替代的示例中,当提供比所需节气门流量更大的节气门流量时,可调节一个或多个可替代的发动机扭矩致动器以减少多余的扭矩。例如,凸轮正时调节和/或火花正时调节可同时用于补偿由比所需节气门流量更大的节气门流量产生的多余扭矩。这可包括,例如,基于比所需气流更大的气流,火花正时从最大扭矩最小点火提前角(MBT)延迟一定量以减少扭矩。作为另一个示例,基于比所需气流更大的气流,进气凸轮正时和/或排气凸轮正时可提前或延迟(基于发动机转速和呼吸效应)一定量以减少扭矩。
以这种方式,响应于扭矩和增压需求的下降,通过限制节气门流量减少,压缩机的流率和压力的突变减少,从而降低了压缩机喘振的可能性。通过移动压缩机操作远离喘振极限,减轻了喘振相关的问题。通过在驱动轴上施加电机负载而补偿多余的扭矩,或调整凸轮正时和/或火花点火正时,可克服由将节气门流量提高到高于实际期望水平所产生的“运行中”的感觉。因此,这允许了在没有使操作员驾驶感觉降低的情况下减少喘振,同时满足操作员扭矩需求。总的来说,改善了发动机性能。
应该理解,提供上述发明内容是为以简化形式引入所选概念,其将在具体实施方式中进一步描述。这并不意味着确立所要求保护的主题的关键或必要特征,其范围由随附权利要求唯一限定。此外,所要求保护的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了联接在混合动力电动车辆系统中的增压发动机系统的示意图。
图2示出了增压发动机系统的示例性燃烧室。
图3示出了高水平流程图,其说明了可实现以便减少驾驶员空气需求以及使用扭矩补偿解决压缩机喘振的程序。
图4示出了根据本公开的示例性扭矩和气流调节。
图5示出了显示压缩机喘振极限的压缩机图示。
图6示出了用于调节驾驶员空气需求以及使用扭矩补偿来解决压缩机喘振的示例性方框图。
具体实施方式
下列描述涉及在增压发动机系统中用于解决压缩机喘振的系统和方法,例如图1的系统。在喘振的预期下,增压控制致动器(图2)可调节以修正压缩机流率和压力比,而扭矩控制致动器可同时被调节以修正发动机扭矩输出(图6)。控制器可经配置执行控制程序,例如图3的程序,以便当达到压缩机喘振极限(图5)时,执行对废气门、压缩机旁通阀和进气节气门的位置的调节以修正节气门流量。具体地,节气门流量可被减少有限量。通过施加来自发动机系统的电机的负扭矩和/或调节一个或多个可替代的发动机扭矩致动器(例如凸轮正时和气门正时),控制器也可补偿由修正的节气门流量引起的扭矩误差(具体地,多余扭矩)。参考图4示出了示例性调节。以这种方式,减少了节气门流量以解决喘振和喘振相关的NVH问题,同时扭矩调节被用于解决操作员驾驶感觉问题。
图1描述了交通工具的混合动力推进系统100。在所描述的实施例中,车辆是混合动力电动车辆(HEV)。混合动力推进系统100包括内燃发动机10。发动机10联接到变速器44。变速器44可以是手动变速器、自动变速器或其组合。变速器44可包括具有多个齿轮的齿轮组。进一步地,可包括各种附加部件,例如扭矩变换器、最终驱动单元等。所示变速器44联接到可接触路面的驱动轮52。
变速器44可替代地由电动马达50驱动。在所描述的实施例中,马达是电池供电的电动马达,其中电动马达50由储存在电池46中的能量供电。可用于向马达供电的其它储能装置包括电容器、飞轮、压力容器等。在此为逆变器48的能量转换装置可经配置将电池46的直流电(DC)输出转换成由电动马达50使用的交流电(AC)输出。电动马达50也可以再生模式操作,即作为发电机,以吸收来自车辆运动和/或发动机的能量,并且将吸收的能量转换为适合在电池46中储存的能量形式。当以再生模式操作时,电动马达50可在发动机上施加负载,从而在传动系上提供负扭矩。此外,根据需要,电动马达50可作为马达或发电机运转以增大或吸收扭矩。
在一些实施例中,如图所示,发动机10可以是联接到增压装置56的增压发动机,该增压装置56用于向发动机提供增压充气。在一个示例中,如参考图2所详述的,增压装置56可以是涡轮增压器,该涡轮增压器包括沿轴联接到进气压缩机的排气涡轮。其中,通过涡轮的排气流可使涡轮旋转,该涡轮然后驱动压缩机。然后,在将增压空气传送到发动机之前,压缩机可压缩进气。在其它的示例中,增压装置可以是机械增压器,其中进气压缩机由电动马达或发动机曲轴驱动。通过使用增压空气,可改善发动机性能和峰值功率输出。
发动机10可用包括起动机马达的发动机起动系统54起动。在一个示例中,联接到发动机的起动机马达可以是电池操作的,其中起动机马达由来自电池46的能量驱动。在另一个示例中,起动机马达可以是曲柄集成起动机发电机(CISG)。在又一个示例中,起动机马达可以是皮带驱动的集成起动机发电机(BISG)。在又一个示例中,所述起动机可以是动力传动系统驱动马达,例如通过联接装置连接到发动机的混合动力发电厂。联接装置可包括变速器、一个或多个齿轮和/或其它任何合适的联接装置。起动机可经配置以预定的接近零的阈值速度或低于预定的接近零的阈值速度(例如,低于50或100rpm)支持发动机重新起动。换句话说,通过操作起动系统54的起动机马达,可旋转并且起动转动发动机10。
混合动力推进系统100可在包括完全混合动力系统的各种实施例中操作,其中车辆仅由发动机、仅由电动马达或其两者的组合驱动。可替代地,也可采用辅助或适度混合动力的实施例,其中发动机是扭矩的主要来源,并且电动马达在特定条件期间选择性增加扭矩,例如在驾驶员踩加速器踏板事件期间。因此,混合动力推进系统100可以各种操作模式操作。例如,在“发动机运行”模式期间,发动机10可被操作并且用作向车轮52提供动力的扭矩的主要来源。在“发动机运行”模式期间,燃料可从包括燃料箱的燃料系统20供应到发动机10。燃料箱可容纳多种燃料,例如汽油或燃料混合物,例如具有包括E10、E85等的一定范围的醇(如,乙醇)浓度的燃料、及其组合。在另一个示例中,在“发动机关闭”模式期间,可操作电动马达50以向车轮提供动力。在刹车、低速、停在交通指示灯处时、等等期间可采用“发动机关闭”模式。在又一个示例中,在“辅助”模式期间,可替代的扭矩源可补充由发动机10提供的扭矩,并且与该扭矩协同动作。
在传动系统外的车辆系统部件可包括交流发电机42。交流发电机42可经配置将运行发动机10时产生的机械能转化为电能以储存在储能装置中,例如存储在电池46中。交流发电机42可包括交流发电机离合器(未示出)。因此,当交流发电机离合器接合时,来自运行发动机的扭矩输出可沿交流发电机输入轴(未示出)中继到交流发电机42。然而,如在此进一步详述的,在某些条件下,例如当发动机产生的扭矩比所需扭矩多时,发动机控制器可经配置选择性接合(如,至少部分接合)交流发电机离合器,并且在发动机上施加交流发电机负载。通过中继发动机10上的交流发电机42中产生的补充扭矩,负扭矩施加到传动系统上。
混合动力推进系统100可进一步包括控制系统14。所示控制系统14接收来自多个传感器16的信息(其各种示例在图2中描述),并且将控制信号发送到多个致动器81(其各种示例在图2中描述)。作为一个示例,传感器16可包括各种压力传感器和温度传感器、燃料水平传感器、各种排气传感器、扭矩传感器等等。控制系统也可基于从车辆操作员和多个传感器16接收的输入而将控制信号发送到致动器81。各种致动器可包括,例如变速器、变速器齿轮、汽缸燃料喷射器、联接到发动机进气歧管的进气节气门、等等。控制系统14可包括控制器12。控制器可接收来自各种传感器或按钮的输入数据、处理该输入数据以及响应于处理后的输入数据,基于对应于一个或多个程序的编程到其中的指令或代码而触发致动器。在此关于图3描述了示例性控制程序。
因此,发动机10包括多个汽缸。参考图2,在示意图200中详细描述了一个汽缸或燃烧室。发动机10的各种部件可由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32,其中活塞36放置在汽缸壁内并且连接到曲轴40。所示燃烧室30分别经由进气门152和排气门154与进气歧管144和排气歧管148连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。可替换地,进气门和排气门中的一个或多个可由机电控制的阀线圈和电枢总成操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。
所示燃料喷射器66被定位为将燃料直接喷射到汽缸30内,这是本领域技术人员已知的直接喷射。可替代地,燃料可喷射到进气端口,这是本领域技术人员已知的进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例地传送液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料导轨的燃料系统(例如图1中的燃料系统20)传送到燃料喷射器66。向燃料喷射器66供应来自驱动器68的响应于控制器12的操作电流。另外,所示进气歧管144与可选的电子节气门62连通,该电子节气门调节节流板64的位置,以控制到发动机汽缸30的气流。这可包括控制来自进气增压室146的增压空气的气流。单一的空气进气系统节气门(AIS节气门)82联接到进气通道142并且位于增压室146的上游。
在一些实施例中,发动机10经配置提供排气再循环或EGR。当包括EGR时,对于低压EGR,从涡轮164下游的排气系统中的位置,经由EGR通道和EGR阀将EGR提供到在进气系统(AIS)节气门82下游位置的发动机进气系统。可替代地,对于高压EGR,可从涡轮上游汲取EGR并且将其传送到压缩机下游。当AIS节气门82部分关闭时,EGR可从排气系统汲取到进气系统。节流板84控制压缩机162进口处的气压。可电动控制AIS,并且可基于可选的位置传感器88调节AIS的位置。
压缩机162从空气进气通道142汲取空气以供应增压室146。在一些示例中,空气进气通道142可包括带有过滤器的空气箱(未示出)。排气旋转经由轴161联接到压缩机162的涡轮164。真空操作的废气门致动器72允许排出气体绕过涡轮164,以便在变化的工况下都可控制增压压力。在可替代的实施例中,废气门致动器可由压力或电动致动。响应于增加的增压需求,废气门72可被关闭(或可减小开度),例如在操作员踩加速器踏板期间。通过关闭废气门,涡轮上游的排气压力可增加,从而提升涡轮速度和峰值功率输出。这允许提升增压压力。在另一个示例中,响应于减小的增压需求,废气门72可被打开(或可增大开度),例如在操作员松加速器踏板期间。通过打开废气门,排气压力可被减少,从而降低涡轮速度和功率。这允许增压压力的降低。
压缩机再循环阀158(CRV)提供了围绕压缩机162的路径,使得空气可从压缩机出口移动到压缩机进口,以便减少可横贯压缩机162形成的压力。CRV 158可经由来自控制器12的电信号打开和关闭。在一些实施例中,CRV 158可以可调节到完全打开位置或完全关闭位置中的一个。在其它实施例中,CRV 158可配置为类似节气门,以便其位置可变化到在完全打开位置和完全关闭位置之间的任何位置。通过致动CRV 158(单独的或与废气门72配合),可快速控制增压压力。例如,响应于增加的增压需求,CRV 158可被关闭(或可减小开度),例如在操作员踩加速器踏板期间。通过关闭CRV,较大比例的增压充气被传送到发动机进气歧管,从而提升了涡轮发动机峰值功率输出。这允许增压水平的提升。在另一个示例中,响应于减小的增压需求,CRV 158可打开(或可增大开度),例如在操作员松加速器踏板期间。通过打开CRV,增压压力可被倾卸到压缩机的上游,从而减少增压压力和降低增压水平。另外,通过打开CRV,可减少压缩机喘振。例如,当操作员松加速器踏板并且AIS节气门82关闭以减少气流时,可造成横贯压缩机的增加的压力差。这导致通过压缩机(压缩机喘振)的向前流量减少,从而降低涡轮增压器的性能。在此,通过打开CRV 158,横贯压缩机的压力差减少,从而使压缩比(或压缩机流量)远离喘振极限或喘振区域。
控制器可使用图示,例如图5的图示,来识别压缩机是在喘振区域中操作还是在喘振区域周围操作。具体地,图5的图示500示出了以不同的压缩机流率(沿x轴)改变压缩机压力比(沿y轴)。线502示出了给定工况的喘振线(或喘振极限)。喘振线502左侧的压缩机操作导致强烈喘振区域504(如阴影区域504所示)中的操作。在强烈喘振区域504中的压缩机操作导致令人反感的NVH和潜在的发动机性能衰退。
虚线506描述了在松加速器踏板期间压缩机喘振可如何发生。具体地,在松加速器踏板期间,当节气门快速关闭以满足驾驶员扭矩需求时,通过压缩机的流量可非常迅速地减少,同时压缩机出口的压力相对缓慢地减小。这迫使压缩机运转到喘振线502的左侧并且进入强烈喘振区域504内。当在该区域中操作时,CRV 158可打开,以便将压缩机操作移动远离喘振线和强烈喘振区域(例如,进入喘振线502右侧的柔和喘振区域),在该强烈喘振区域中,NVH不那么令人反感。
返回到图2,响应于控制器12,无分电器点火系统90经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。所示通用或宽域排气氧(UEGO)传感器126联接到在催化转化器70上游的排气歧管148。可替代地,双态排气氧传感器可替代UEGO传感器126。
在一个示例中,转化器70可包括多个催化剂砖。在另一个示例中,可使用多个各自带有多个砖的排放控制装置。在一个示例中,转化器70可以是三元型催化剂。
控制器12在图2中被示为常规的微型计算机,其包括:微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和常规数据总线。所示控制器12接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号,除先前讨论的那些信号外,还包括:来自联接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);联接到用于感测由车辆操作员的脚132调节的加速器踏板位置(PP)的加速器踏板130的位置传感器134;用于确定尾气(end gas)点火的爆震传感器(未示出);来自联接到进气歧管144的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值;来自联接到增压室146的压力传感器122的增压压力的测量值;来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器;以及来自传感器58的节气门位置的测量。也可感测大气压力(传感器未示出)以便由控制器12处理。在本说明书的优选方面中,发动机位置传感器118在曲轴每转产生预定数目的等间隔脉冲,由此可确定发动机转速(RPM)。
在一些实施例中,发动机可联接到混合动力车辆中的电动马达/电池系统,例如图1所示。混合动力车辆可具有并联配置、串联配置,或其变化或组合。进一步地,在一些实施例中,可采用其它发动机配置,例如柴油发动机。
在操作期间,发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环:该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。通常,在进气冲程期间,排气门154关闭且进气门152打开。空气经由进气歧管144引入燃烧室30中,并且活塞36移动到汽缸的底部,以便增加燃烧室30内的容积。活塞36靠近汽缸底部且处于其冲程末端的位置(例如当燃烧室30处于其最大容积时)通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间,进气门152和排气门154关闭。活塞36朝向汽缸盖移动,以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36在其冲程的末端且最靠近汽缸盖(例如当燃烧室30处于其最小容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中,将燃料引入燃烧室。在下文称为点火的过程中,喷射的燃料由诸如火花塞92的已知点火工具点燃,从而引起燃烧。在膨胀冲程期间,膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞的运动转化为旋转轴的旋转扭矩。最后,在排气冲程期间,排气门154打开以将燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管148,并且活塞返回到TDC。注意的是,以上所描述的仅仅作为示例,且进气门和排气门的打开正时和/或关闭正时可变化,例如以提供正或负阀重叠、晚期进气门关闭或各种其它示例。
因此,在汽缸燃烧期间,基于操作员扭矩需求,可调节到汽缸的空气量,其中传输的空气量随扭矩需求的增加而增加。然后,基于气流可调节喷射到汽缸中的燃料量,以维持处于化学计量或接近化学计量的燃烧空燃比或可替代的期望的空燃比。然而,如以下所详述的,在选择的条件期间,控制器可传输比所需更多的空气到汽缸。例如,响应于松加速器踏板,发动机气流可较少地减少到相对较高水平(比所需水平高以满足减少的扭矩需求),而不是将发动机气流降低到相对较低水平来满足减少的扭矩需求。当燃料喷射被调节到保持化学计量燃烧时,结果是车辆操作员体验多余的发动机扭矩和“运行中”的驾驶感觉。然而,通过限制气流的减少,压缩机喘振减少。这使喘振相关的性能和NVH问题得到减轻。为解决运行中的感觉,当降低气流时,控制器可同时增加经由车辆系统的一个或多个电机(例如交流发电机、起动机马达和电动马达)施加在动力传动系统上的负扭矩。通过增加负扭矩同时限制气流减少,可吸收多余扭矩,并且可改善驾驶感觉。可替代地,控制器可同时调节一个或多个(可替代的)发动机扭矩致动器,例如火花点火正时,以减少发动机输出扭矩。例如,火花正时可从MBT延迟一定量,以补偿由气流调节产生的多余的发动机扭矩。作为另一个示例,可以基于发动机转速调节进气凸轮和/或排气凸轮正时(例如,提前或延迟),以达到需要用来产生期望发动机扭矩的捕集的充气。这是响应于通过节气门的空气比发动机所需的空气多的控制器请求,以便避免压缩机喘振。
图6描述了可由控制器使用以满足驾驶员扭矩需求同时解决压缩机喘振和相关NVH约束的控制算法的示例性方框图600。
在方框602处,例如基于踏板位置,接收来自操作员的扭矩需求。该扭矩需求在方框614处转换为相应的空气需求。具体地,确定提供扭矩需求所需的空气量。然后基于空气约束,在方框616处调节空气需求。基于诸如压缩比、CRV流率和压缩机进口温度的因素,在方框618处可计算空气约束。例如,基于建模数据,可确定在614处请求的空气需求是否有可能影响CRV流率,使得压缩比朝向喘振区域移动。在一个示例中,基于扭矩需求的下降,可确定相应的空气需求的下降(例如,期望的节气门关闭)。然而,基于空气约束,可确定期望的空气需求的下降可导致压缩机喘振。例如,期望的节气门关闭速率可导致减少的压缩机流率,并且压缩比转变到在压缩机图示上的喘振线(例如,图5的线502)的左侧。因此,空气需求可受到限制(例如,节气门关闭可受到约束)。
在方框612处,调节的空气需求转换回到调节的扭矩需求。然后,将初始扭矩需求和气流限制扭矩需求相比较,以计算需要由除气流之外的可替代的装置(例如,经由火花、凸轮和/或电机调节)解决的扭矩需求增量(delta)。参考以上示例,受限制的空气需求转换为相应的扭矩需求并且与初始扭矩需求相比较。在此,由于限制节气门关闭,可预期由节气门传送比所需扭矩多的扭矩。这两者之间的差异,即在本示例中的多余扭矩,是需要由可替代的装置(例如,其它的扭矩致动器)解决的扭矩需求。
然后,基于权限约束,可调节由可替代的装置解决的扭矩需求。具体地,可确定一个或多个其它发动机致动器是否具有足够权限以满足请求的扭矩需求的减少。在致动器是火花正时的一个示例中,可确定火花是否可延迟(例如,从MBT)以减少扭矩。存在关于火花可被延迟的程度的燃烧稳定性限制,其可限制我们可经由火花致动器达到的发动机扭矩减少的量。在致动器是凸轮正时的另一个示例中,可确定进气凸轮正时或排气凸轮正时调节是否受限制。在一个示例中,可以调整凸轮正时以推迟进气门从TDC打开和/或推迟进气门从BDC关闭以减少扭矩。然而,如果凸轮中的任何一个已经在位置极限,则进一步的调节是不可能的。在又一个示例中,可确定对车辆系统的电机的调节是否可行,例如基于电池充电状态。
如参考图3如下详述的,基于权限约束修正的扭矩需求之后被用于执行火花/凸轮/马达控制。该值反映了可替代装置的扭矩产生能力。然后将可替代装置(基于致动器权限和约束)产生的扭矩与由可替代装置(由于空气约束)解决的扭矩需求相比较。然后任何剩余扭矩都有资格作为必须由节气门以NVH为代价传送的扭矩。这样,期望的是调节各种扭矩致动器使得这种差异为零或者最小,使得节气门约束可用来减少喘振,同时可替代的扭矩致动器调节被用于解决驾驶员扭矩需求。然而,如果来自其它致动器的足够权限不可用,则不考虑NVH约束,节气门必须用来满足剩余的扭矩需求。因此,在方框608处,必须由节气门满足的剩余扭矩需求被转换回空气需求。然后,在方框616处计算的修正的空气需求与在方框608处确定的空气需求结合,以计算用于节气门控制的修改的节气门位置。例如,如果致动器不受约束并且能够解决多余扭矩,则响应于扭矩需求下降所要求的节气门关闭可受到更多约束(以减少喘振)。然而,如果致动器受约束并且不能完全解决多余扭矩,则响应于扭矩需求下降所要求的节气门关闭受到较少约束,并且可忍受一些NVH(由于压缩机喘振)。
图6的控制方法的各种排列均是可行的。例如,在分配到致动器之前,所有的计算都可在扭矩或空气域内完成。并且,各种信号可斜坡进出(ramped in and out)、受限制等,以满足驾驶性能和扭矩监控器要求。另外,在NVH(涡轮喘振)和多余扭矩传送(即,相对于驾驶员需求和/或最大稳态的过大扭矩传送极限的较慢扭矩衰减)之间可作出一些权衡。进一步地,如参考图3在此所详述的,控制器也可使用参考调节器提供期望的空气和扭矩控制。
现在转向图3,通过以限制的速率减少驾驶员空气需求和使用来自一个或多个电机的扭矩补偿改善驾驶感觉来解决压缩机喘振的示例性程序300被示出。
在302处,该程序包括评估和/或测量发动机和车辆工况。这些工况包括,例如发动机转速、踏板位置、增压水平、扭矩需求、BP、MAP、电池充电状态(SOC)、发动机冷却剂温度、排气催化剂温度、涡轮速度等等。
在304处,可确认松加速器踏板事件。例如,响应于车辆操作员释放的加速器踏板,可确认松加速器踏板。如果松加速器踏板未得到确认,则该程序可结束。具体地,发动机控制系统可继续操作发动机,其中基于扭矩需求调节气流,并且基于气流调节燃料喷射,以使能够基于工况以空燃比燃烧,例如以化学计量燃烧(或诸如比化学计量更富或比化学计量更稀的可替代的期望燃烧空燃比)。
应该清楚,虽然图3的压缩机喘振解决程序在304处确认松加速器踏板,但在可替代的实施例中,响应于进气节气门相对快速的关闭,压缩机喘振程序可被启动。例如,在304处,可确定发动机空气需求是否已经减少以便变速器换挡,从而启用牵引力控制等。
因此,松加速器踏板可指示扭矩和增压需求的突然下降。在306处,所述程序包括基于减少的扭矩需求确定期望的发动机进气气流。例如,当扭矩需求下降时,到发动机的较小气流可希望提供所需扭矩。除所需进气气流外,可确定与所需进气气流相关联的节气门设置(例如,节气门开度)。在一个示例中,所需发动机气流可以是初始(或第一)气流量。
在一个示例中,控制器可确定标称增压致动器设置,例如,联接到涡轮增压器的排气涡轮的废气门和联接到涡轮增压器的进气压缩机的压缩机再循环阀(CRV)中的一个或多个的设置,从而基于扭矩需求控制增压。这可包括,例如增大CRV和/或废气门的开度。在一个示例中,增大开度包括将CRV和/或废气门转变到完全打开的位置。通过增大废气门的开度,涡轮上游的排气压力减小,从而减小涡轮速度和峰值功率。同样,通过增大CRV的开度,来自压缩机下游的增压压力可被倾卸至压缩机的上游。这不仅减小了传送至发动机进气道的增压压力,也减小了横贯压缩机的压力比,从而使压缩机移动远离喘振条件。尽管该示例性列出的增压致动器仅响应于增压压力而调节,但是应该清楚,可基于除增压压力外的各种附加输入调节增压致动器。例如,如下所讨论的,响应于喘振的指示或检测,还可执行废气门和CRV调节。
因此,即使有CRV和废气门调节,涡轮增压器喘振条件也可持续。例如,由于废气门调节和关于增压压力(由于缓慢的涡轮增压器动态)调节的效果之间的延迟,发动机可在喘振极限处或接近喘振极限处运转。在308处,可确认发动机是否在喘振极限或接近喘振极限。也就是,可确定是否存在喘振指示。该喘振指示可包括,例如在喘振实际发生之前涡轮增压器喘振的可能性。可替代地,喘振指示可包括喘振的实际发生。其中,可确定压缩机是在柔和喘振区域内运转还是在(或超出)强烈喘振极限处运转。
如果压缩机不在喘振极限处或不接近喘振极限(即没有喘振指示),则在310处,所述程序包括将发动机气流修正为期望的或所需的气流以满足减少的扭矩需求。具体地,到发动机的气流可减少到与提供期望(减少)扭矩的所需空气量相对应的初始气流量或第一气流量。发动机气流可以更快的速率减少到初始气流量,以便快速达到减少的扭矩水平。例如,空气进气节气门可快速关闭(或快速减小开度)以便迅速减少气流量,从而将发动机扭矩输出降低到期望水平。另外的废气门和CRV调节也可相伴执行。在312处,基于减少的气流,可减少到发动机的燃料喷射,以维持化学计量燃烧。例如,可以基于初始气流量调节燃料喷射,使得发动机可在具有基于需要扭矩的气流量的化学计量下运转。应该清楚,在可替代的实施例中,可以基于发动机工况要求可替代的空燃比(AFR)(例如,富或稀AFR),并且控制器可基于初始气流量调节燃料喷射,以提供期望的燃烧AFR。例如,为了排放的目的,燃料喷射可被调节以比化学计量更稀地运转发动机。除燃料喷射调节外,火花正时调节还可基于气流量执行。
如果压缩机在喘振极限处或接近喘振限制(即存在喘振指示),则在314处,所述程序包括将发动机气流修正为大于所需或期望的气流以减少喘振。例如,控制器可使用控制算法,正如在图6中所讨论的,以基于空气约束和扭矩致动器权限约束修正发动机气流。具体地,控制器可将气流修正为高于初始气流量或第一气流量,以便向发动机提供比所需气流多的气流。在此,可调节节气门开度,以便气流减少到大于满足(减少的)扭矩需求所需的第一气流量的第二气流量,同时在化学计量下(或基于工况的其他标称AFR)燃烧发动机。进一步,发动机气流可以较慢速率减少到第二气流量,以便缓慢达到减少的扭矩水平。例如,可缓慢关闭空气进气节气门(或可缓慢减小开度),以便缓慢减少气流量,从而提供比所需更多的发动机扭矩输出。比所需气流多的气流(即,第二气流量)可基于涡轮增压器的喘振极限。高于初始(或第一)气流量的增加气流的范围可基于压缩机的喘振极限,当压缩机比(或压缩机流量)接近或超过喘振极限时,增加的气流进一步高于初始气流量。换句话说,当接近或超过喘振极限时,所提供的第二气流量可进一步提升高于期望的第一气流量。通过限制响应于松加速器踏板的气流的减少,横贯压缩机的压力差可减少,并且压缩机流量可增加,从而移动压缩机进一步远离强烈喘振极限和柔和喘振极限。
在一个示例中,发动机控制系统可包括经配置相应地预测喘振和修正驾驶员空气需求的参考调节器。例如,响应于松加速器踏板,参考调节器可确定如何减少气流,其包括是否限制气流减少、将气流减少到何种水平以及以怎样的速率减少气流。参考调节器可经配置通过更新方程(1)操作:
v(t)=v(t-1)+k(t)(r(t)-v(t-1)) (1)
其中r(t)为驾驶员空气需求,而v(t)为修正的空气需求,并且v(t-1)为先前修正的空气需求。k(t)可由凸极小化算法的方式或通过一组标量除法的解计算。具体地,k(t)可以定义为[0,1]中的最大值,使得修正的需求v(t)未被预测为引起喘振。通过对当前状态的估计和基于对该状态的未来预测求解k(t)可做到这一点。参考调节器可在每个采样点更新状态估计,并且重新计算可允许的空气需求。这样,当k(t)=1,则v(t)=r(t),并且根据参考调节器,气流将不会引起喘振。
在可替代的实施例中,参考调节器可经配置在扭矩传送和喘振之间作出权衡,其中调节器最初支持喘振预防并且随时间推移转变以满足驾驶员需求。
接下来,在316处,如在312处一样,所述程序包括基于减少的气流调节到发动机的燃料喷射,以维持化学计量燃烧。例如,当发动机气流减少时,燃料喷射可减少。然而,由于气流的减少在314处受到限制,在314处传送的燃料喷射量可比在312处传送的燃料喷射量多。应该清楚,尽管所述程序建议基于修正的气流调节燃料喷射以维持化学计量燃烧,但是在可替代的实施例中,基于标称工况,可需要可替代的空燃比(AFR)(例如,比化学计算法富或稀)。其中,控制器可基于修正的气流量调节燃料喷射,以提供期望的燃烧AFR。例如,为排放的目的,燃料喷射可被调节以比化学计量更稀地操作发动机。除燃料喷射调节外,火花正时调节还可基于修正的气流量执行。
在318处,可确认修正的气流(在314处)比期望的气流高。即,比另外要求用来提供操作员需要的扭矩的空气多的空气(和燃料)被传送至发动机。因此,由于传送比所要求的气流和燃料更多的气流和燃料,发动机可输出比所需扭矩多的扭矩。即,可存在被输出的多余的发动机扭矩。因此,一旦确认修正的气流比期望的气流多,则在320处,所述程序包括确定由发动机产生的多余扭矩的量。多余扭矩可基于修正气流和期望气流之间的差估计。例如,多余扭矩可基于第二气流量和第一气流量之间的差估计。
在322处,所述程序包括基于多余扭矩执行扭矩致动器调节。这可包括在324处施加来自电机的负载,和/或在326处调节可替代的发动机扭矩致动器以减少发动机扭矩。具体地,在324处,所述程序包括经由联接到发动机的电动马达吸收由增加的气流产生的多余发动机扭矩。这样,当修正的气流的减少低于预期,并且使发动机产生比操作员预期更多的扭矩时,操作员可体验到“运行中”的感觉。这可降低车辆的驾驶性能和操作员的总体驾驶体验。因此,通过吸收多余扭矩,“运行中”的感觉可被减少并且总体车辆驾驶性能可被提高。
施加来自电机的负扭矩可包括增加施加在发动机上的来自交流发电机、电动马达和起动机发电机中的一个或多个的负载。在又一个实施例中,联接到发动机系统的一个或多个其它的电机可用于在发动机或传动系上施加负载。通过施加来自联接到发动机的电机的负扭矩,从增加的气流中产生的多余发动机扭矩可被抵消,并且净扭矩输出可与操作员的扭矩需求匹配。施加的负扭矩可基于比所需气流多的气流,其中当提供的气流和所需气流之间的差增加时,所施加的负扭矩增加。即,当在第一(所需)气流量和第二(所提供)气流量之间的差增加时,多余扭矩可增加,并且相应地,可能需要施加更大量的电机负扭矩。
在326处,所述程序包括调节发动机扭矩致动器,例如调整凸轮正时和火花点火正时中的一个或多个。通过使用可替代的发动机扭矩致动器来抵消多余扭矩,“运行中”的感觉可被减少,并且总体车辆驾驶性能可被提高。
例如,在第一条件期间,控制器可施加来自电机的负扭矩,同时提供气流。然后,在第二条件期间,控制器可调节可替代的发动机扭矩致动器(即,除节气门之外),同时提供气流。在第一条件期间,所施加的负扭矩是基于比所需气流多的气流的,而在第二条件期间,发动机扭矩致动器调节是基于比所需气流多的气流的。调节发动机扭矩致动器可包括调节火花点火正时和凸轮正时中的一个或多个,当比所需气流多的气流增加时,火花正时从MBT延迟,当比所需气流多的气流增加时,凸轮正时提前或延迟(基于发动机转速条件)。例如,基于发动机转速和发动机呼吸效应,可调节凸轮正时以推迟进气门从TDC打开和/或推迟进气门从BDC关闭,以降低产生的发动机扭矩。
更进一步,在第三条件期间,控制器可施加来自电机的负扭矩,并且调节火花正时和凸轮正时中的一个或多个,同时提供比所需气流多的气流。
在一个示例中,第一条件包括电池充电状态较低,例如,足够低以支持来自电机的要求的负扭矩。相比之下,第二条件包括电池充电状态较高,例如,在防止电机支持期望的负扭矩的上限,但内燃发动机具有在当前喘振限制的气流水平(例如,凸轮位置在极限内,并且火花正时在燃烧稳定性极限内)减少扭矩的权限。进一步地,第三条件包括电池充电状态较低,例如,足够低以支持来自电机的要求的负扭矩,并且内燃发动机具有在当前喘振限制的气流水平(例如,凸轮位置在极限内,并且火花正时在燃烧稳定性极限内)减少扭矩的权限。
以此方式,响应于涡轮增压器喘振的指示,来自联接到发动机的电机的负扭矩可被施加在传动系上,同时比所需气流多的气流被提供给发动机。可替代地,来自节气门控制的多余扭矩可由扭矩抵消,从而减少可替代的发动机致动器的调节。另外,响应于喘振,联接到排气涡轮的废气门和联接到压缩机的压缩机再循环阀中的一个或多个可被打开。组合的方法允许喘振和喘振相关的问题(例如,NVH问题和涡轮增压器性能问题)在不降低车辆驾驶性能的情况下得到解决。
现在转向图4,示例性气流和扭矩调节在图示400中示出。具体地,图示400在曲线402处描述了车辆扭矩输出、在曲线404处描述了踏板位置、在曲线406处描述了增压压力、在曲线408处描述了发动机气流以及在曲线410处描述了施加在传动系上的电机扭矩。所有图形都是沿x轴的时间推移而绘制的。
在t1之前,车辆操作员可已经应用加速器踏板(曲线404),从而请求较高的扭矩输出(如在虚线401处的驾驶员扭矩需求所示)。较高的扭矩需求可相应要求较高的发动机进气气流(如在虚线409处的期望气流所示)。可利用增压(曲线406)和升高的歧管气流(曲线408)操作发动机,以满足较高的扭矩需求(如在曲线402处的实际扭矩输出所示)。此外,联接到发动机的电机可不致动,使得它不能添加任何扭矩到传动系。可替代地,在电机是混合动力电动马达的实施例中,所述马达可致动以提供正扭矩到传动系并且增大发动机扭矩输出。
在t1处,操作员可释放踏板,确认松加速器踏板事件。响应于松加速器踏板事件,驾驶员扭矩需求可下降(曲线401)。响应于踩加速器踏板,控制器可打开废气门和压缩机再循环阀中的每一个以减少增压压力。这样,由于驾驶员扭矩需求的下降,期望的发动机气流量可相应下降(曲线409)。然而,为了减少压缩机喘振的可能性,发动机控制器可限制发动机气流的减少。具体地,如曲线408(实线)所示,控制器可提供比所需气流多的气流。控制器可以比期望(见曲线409)慢的速度将发动机气流减少到比期望高的水平(见曲线408)。基于发动机气流调节,控制器也可调节燃料喷射,从而以期望的空燃比(例如,在化学计量下或富或稀,如由工况决定的)维持发动机运转。这样,当发动机气流不被控制到高于期望的流量时,在增压压力中可存在喘振,如区段407所示(虚线)。
在缺少任何另外的扭矩调节的情况下,在t1之后提供的比所需气流多的气流会导致多余发动机扭矩的产生。这样,所产生的多余扭矩的量基于所需气流和所提供气流之间的差,如阴影区段410所示。为了吸收多余扭矩,控制器可致动并且施加来自联接到发动机系统的电机的负载,以便在传动系上施加负扭矩(如关于虚线的零扭矩参考线411所示)。控制器可施加来自包括交流发电机、混合动力电动马达和联接到发动机的起动机发电机中的一个或多个的电机的负扭矩。所施加的负扭矩与高于初始气流量(即,基于阴影区410)的增加气流的程度成比例。具体地,当高于初始气流量的增加气流的程度变得更高并且当阴影区410的面积增加时,可施加更大的负扭矩。通过在发动机上施加来自电机的负扭矩,同时向发动机提供比所需气流多的气流,所提供的净扭矩输出可匹配扭矩需求(见曲线401和曲线402)。通过响应于松加速器踏板向发动机提供比所需气流多的气流,避免了压缩机喘振。
在t2处,操作员可再次应用踏板,增加扭矩需求。在t2处响应于踩加速器踏板,废气门和压缩机再循环阀可被关闭以增加增压压力。此外,由电机施加的负扭矩可被移除。更进一步,歧管气流可被调整以匹配所需气流,其中调节所需气流以提供操作员扭矩需求。
尽管未描述,但是应该清楚在可替代的实施例中,在t1和t2之间,火花正时可基于阴影区410从MBT延迟一定量。更进一步,凸轮正时调节可基于阴影区410在t1和t2之间施加。
以这种方式,在松加速器踏板期间可解决压缩机喘振,同时满足扭矩需求而不降低操作员驾驶感觉。
在一个示例中,在第一松加速器踏板期间,控制器可以较快的第一速率减少发动机气流以满足扭矩需求。具体地,在第一松加速器踏板期间,发动机气流可减少到基于扭矩需求的第一水平。第一松加速器踏板可包括没有压缩机喘振的指示。相比之下,在不同的第二松加速器踏板期间,控制器可以较慢的第二速率减少发动机气流,同时在发动机上施加电机负载以满足扭矩需求。具体地,在第二松加速器踏板期间,发动机气流可被减少到高于第一水平的第二水平。第二松加速器踏板可包括压缩机喘振指示。这样,在第一松加速器踏板和第二松加速器踏板中的每个期间,燃料喷射可以基于发动机气流调节,从而以期望的空燃比维持燃烧(例如,以维持化学计量燃烧)。
在第二松加速器踏板期间,发动机气流的减少可基于喘振极限,其中当压缩机比(或压缩机流量)超出喘振极限时,第二速率进一步减少。所施加的电机负载可基于在扭矩需求和由减少的发动机气流产生的扭矩之间的差,其中施加的电机负载随着所述差的增加而增加。可施加的电机负载来自交流发电机、起动机发电机和混合动力电动马达中的一个或多个。所述起动机发电机可以是曲柄集成的起动机发电机或皮带驱动集成的起动机发电机。
在进一步的实施例中,在第三松加速器踏板期间,控制器可以较慢的第二速率减少发动机气流,同时延迟火花正时以满足扭矩需求。具体地,在第二松加速器踏板期间,火花可以基于扭矩需求和由减少的发动机气流产生的扭矩之间的差而从MBT延迟。在另一个示例中,混合动力车辆系统可包括用于提供推进动力的发动机、也用于提供推进动力的电动马达、用于接收操作员扭矩需求的踏板、用于起动发动机的起动机发电机以及用于向发动机提供增压充气的压缩机。该车辆系统还可包括带有计算机可读指令的控制器。该控制器可包括例如参考调节器,其经配置基于各种工况修正需要的发动机气流,例如基于压缩机喘振指示。响应于松加速器踏板,控制器(或参考调节器)可减少发动机气流,受限的减少基于压缩机的喘振极限。同时,控制器可基于受限的减少而增加施加在发动机上的电机负载,从而满足操作员扭矩需求。当压缩机比(或压缩机流量)进一步远离喘振极限时,基于喘振极限而受限的发动机气流的减少可包括减少发动机气流到较低的气流量。在此,较低的气流量可基于操作员扭矩需求。当压缩机比(或压缩机流量)接近喘振极限时,发动机气流可被控制到较高的气流量。基于受限的减少而增加施加在发动机上的电机负载可包括估计由减少的发动机气流产生的多余扭矩(通过估计由减少的发动机气流产生的多余气流以及估计由多余气流产生的多余扭矩),以及增加电机负载以吸收多余扭矩。施加的电机负载可包括来自交流发电机、(曲柄集成或皮带驱动集成的)起动机发电机和电动马达中的一个或多个的负载。
以这种方式,修正发动机气流以减少压缩机喘振。在松加速器踏板期间,通过以较小量且以较慢速率减小发动机气流,横贯压缩机的压力差减小,从而使压缩机比(或压缩机流量)进一步远离喘振极限。这样,这就减少了喘振相关的问题,例如NVH、驾驶性能和涡轮增压器性能问题。通过同时施加来自电机的负载,由电机提供的负扭矩可用于吸收由多余气流产生的多余扭矩。可替代地,通过同时施加火花正时和/或凸轮正时调节,可抵消多余扭矩。通过补偿多余扭矩。驾驶员体验到的“运行中”的感觉可减少,从而改善了操作员的驾驶感觉。总体上,减少了喘振,同时满足扭矩需求而没有降低车辆的驾驶性能。
注意,在此包括的示例性控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在此描述的特定程序可表示任何数目的处理策略中的一种或多种,例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所说明的各种行为、操作或功能可按说明的顺序执行、并行执行、或在一些情况下省略。同样,处理的顺序不是实现在此所述的示例性实施例的特征和优点所必需的,而是为易于说明和描述提供的。根据所使用的具体策略,可重复执行说明的动作或功能中的一种或多种。进一步地,所述动作可用图形表示待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质内的代码。
应该清楚,因为许多变化是可行的,所以在此公开的配置和程序实际上是示例性的,并且这些特定实施例不应被视为具有限制意义。例如,上述技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它的发动机类型。本公开的主题包括在此公开的不同系统和配置,以及其它特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”元件或“第一”元件或其等价物。此类权利要求应理解成包括一个或多个此类元件的结合,既不要求也不排除两个或更多此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而要求保护。此类权利要求,无论比原始权利要求的范围更宽、更窄、相同或不同,同样被视为包括在本公开的主题内。
Claims (25)
1.一种用于增压发动机的方法,该方法包括:
响应于涡轮增压器喘振的指示,施加来自联接到所述发动机的电机的负扭矩,同时向所述发动机提供比所需气流更多的气流。
2.根据权利要求1所述的方法,其中响应于涡轮增压器喘振的所述指示包括响应于涡轮增压器喘振的可能性并且在喘振发生之前。
3.根据权利要求1所述的方法,其中施加来自电机的负扭矩包括增加施加在所述发动机上的来自交流发电机、电动马达和起动机发电机中的一个或多个的负载。
4.根据权利要求1所述的方法,其中向所述发动机提供比所需气流更多的气流包括提供比满足扭矩需求要求的气流量更多的气流,同时在化学计量下燃烧所述发动机。
5.根据权利要求4所述的方法,其中比所需气流更多的气流基于涡轮增压器的喘振极限。
6.根据权利要求5所述的方法,其中施加负扭矩包括基于比所需气流更多的气流施加负扭矩,当提供的所述气流和所需气流之间的差增大时,施加的负扭矩增大。
7.根据权利要求1所述的方法,其还包括,响应于涡轮增压器喘振的所述指示,增大联接到排气涡轮的废气门和联接到所述涡轮增压器的进气压缩机的压缩机再循环阀中的一个或多个的开度。
8.一种用于发动机的方法,该方法包括:
基于期望的扭矩用初始气流量在化学计量下运转发动机;
响应于压缩机喘振,增加气流高于所述初始气流量,同时维持在化学计量下的运转;以及
经由联接到所述发动机的电动马达吸收由增加的气流产生的多余发动机扭矩。
9.根据权利要求8所述的方法,其中增加气流高于所述初始气流量的程度基于所述压缩机的喘振极限,当压缩机比接近或超过所述喘振极限时,增加的所述气流进一步高于所述初始气流量。
10.根据权利要求9所述的方法,其中经由电动马达吸收多余扭矩包括施加来自联接到所述发动机的所述电动马达的负扭矩,所述电动马达包括交流发电机、混合动力电动马达和起动机发电机中的一个或多个。
11.根据权利要求10所述的方法,其中施加的所述负扭矩与增加气流高于所述初始气流量的程度成比例,当增加气流高于所述初始气流量的程度变得更高时,施加更大的负扭矩。
12.根据权利要求8所述的方法,其还包括,响应于所述压缩机喘振,打开联接到排气涡轮的废气门和联接到所述压缩机的压缩机再循环阀中的一个或多个。
13.一种用于增压发动机的方法,该方法包括:
在第一松加速器踏板期间,以第一、较快的速率减少发动机气流,从而满足扭矩需求;以及
在不同的第二松加速器踏板期间,以第二、较慢的速率减少发动机气流,同时在所述发动机上施加电机负载以满足所述扭矩需求。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述第一松加速器踏板包括没有压缩机喘振的指示,并且其中所述第二松加速器踏板包括压缩机喘振的指示。
15.根据权利要求14所述的方法,其中在所述第一松加速器踏板和第二松加速器踏板中的每一个期间,基于减少的所述发动机气流调节燃料喷射以维持化学计量的燃烧。
16.根据权利要求14所述的方法,其中在所述第二松加速器踏板期间,所述减少是基于喘振极限的,当压缩机比超过所述喘振极限时,所述第二速率进一步减少,并且其中施加的所述电机负载基于所述扭矩需求和由减少的喘振限制的发动机气流产生的扭矩之间的差,当所述差增大时,施加的所述电机负载增大,施加的所述电机负载来自交流发电机、起动机发电机和混合动力电动马达中的一个或多个。
17.根据权利要求13所述的方法,其中在所述第一松加速器踏板期间,发动机气流减少到基于所述扭矩需求的第一水平,并且其中在所述第二松加速器踏板期间,发动机气流减少到高于所述第一水平的第二水平。
18.一种混合动力车辆系统,其包括:
用于提供推进动力的发动机;
同样用于提供推进动力的电动马达;
用于接收操作员扭矩需求的踏板;
用于起动所述发动机的起动机发电机;
用于向所述发动机提供增压充气的压缩机;以及
具有计算机可读指令的控制器,该指令用于:
响应于松加速器踏板,减少发动机气流,受限的所述减少基于所述压缩机的喘振极限;以及
基于受限的所述减少增加施加在所述发动机上的电机负载以满足所述操作员扭矩需求。
19.根据权利要求18所述的系统,其中基于喘振极限的受限的所述减少包括,当压缩机比进一步远离所述喘振极限时,将发动机气流减少到较低的气流量,所述较低的气流量基于所述操作员扭矩需求,以及当所述压缩机比接近所述喘振极限时,将发动机气流减少到较高的气流量。
20.根据权利要求19所述的系统,其中基于受限的所述减少增加施加在所述发动机上的电机负载包括:估计由减少的所述发动机气流产生的多余扭矩、以及增加所述电机负载以吸收所述多余扭矩,其中所述电机负载包括来自所述交流发电机、所述起动机发电机和所述电动马达中的一个或多个的负载,所述起动机发电机包括曲柄集成的起动机发电机和皮带驱动集成的起动机发电机。
21.一种用于增压发动机的方法,该方法包括:
响应于涡轮增压器喘振的指示,向所述发动机提供比所需气流更多的气流;以及
在第一条件期间,施加来自电动马达的负扭矩,同时提供所述气流;以及
在第二条件期间,调节发动机扭矩致动器,同时提供所述气流。
22.根据权利要求21所述的方法,其中在所述第一条件期间,施加的所述负扭矩基于比所需气流更多的气流,并且其中在所述第二条件期间,所述发动机扭矩致动器调节是基于比所需气流更多的气流的。
23.根据权利要求21所述的方法,其中调节发动机扭矩致动器包括调节火花点火正时和进气门打开与关闭正时中的一个或多个,当比所需气流更多的气流增加时,所述火花正时延迟,当比所需气流更多的气流增加时,所述进气门正时延迟。
24.根据权利要求21所述的方法,其还包括,在第三条件期间,施加来自所述电机的负扭矩,并且调节火花正时与气门正时中的一个或多个,同时提供比所需气流更多的气流。
25.根据权利要求24所述的方法,其中所述第一条件包括电池充电状态足够低以支持来自所述电机的所述负扭矩,其中所述第二条件包括所述电池充电状态处于防止所述电机支持期望的负扭矩的上限、凸轮位置处于极限内、以及火花正时处于燃烧稳定性极限内中的一个或多个,并且其中所述第三条件包括所述电池充电状态足够低以支持来自所述电机的所述负扭矩,以及所述凸轮位置处于所述极限内和火花正时处于所述燃烧稳定性极限内中的一个或多个。
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