[发明专利]用于发动机的方法和系统

说明书

技术领域

本申请涉及用于包括节气门涡轮发电机的发动机系统的方法和系统。

背景技术

一些发动机系统可以包括诸如节气门涡轮发电机的装置，以利用来自节气门的压力差的能量，这种能量在其他情况下将会浪费在发动机进气通道中。在一些示例中，节气门涡轮发电机包括机械地耦连于发电机的涡轮，该发电机可以产生供给到发动机的电池的电流。与用发动机驱动的发电机为电池充电相比，通过用这种发电机为电池充电能够提高发动机系统的燃料经济性。

但是，在一些情况下涡轮驱动发电机可能不能供给足以维持电池充电的电流。因此，发动机系统可以包括涡轮驱动的发电机（例如，节气门涡轮发电机）和发动机驱动的发电机。在这种配置中，当利用发动机驱动的发电机时，发动机的燃料经济性可能降低，从而降低发动机系统的总效率。

发明内容

本文的发明人已经认识到上面的问题并且已经设计一种至少部分地解决该问题的方法。因此，公开了一种用于发动机的方法。在一个示例中，该方法包括，当电池的电荷状态小于门限时，引导进气通过绕过设置在发动机的进气通道中的节气门的节气门旁路并通过涡轮，从而驱动辅助发电机。该方法进一步包括经由该辅助发电机对该电池充电。

在这种方法中，当电池的电荷状态小于门限时，电池可以由辅助发电机充电。例如，该门限可以是对应于该电池的最大电荷状态的第一高门限。在一些示例中，仅仅在一些条件下，例如当电荷状态小于第二低门限时，或者当发动机所在的车辆正在减速时，除了辅助发电机之外，还可以用机械驱动主发电机为电池充电。以这种方式，电池的充电在辅助发电机和主发电机之间协调，从而使得经由主发电机的电池充电减少。因此由于利用主发电机引起的燃料消耗可以减少。

但是，在瞬时工况期间，当利用节气门涡轮发电机时，由于涡轮的旋转惯性，进入发动机的气流变化可能减慢或滞后。这样，因为进入发动机的气流的减慢或滞后的变化，由于诸如空气燃料比和扭矩的各种运转参数的变化，发动机运转效率和/或废气排放和/或操作性能可能变差。

本文的发明人也已经认识到上面的问题并且已经设计一种至少部分地解决该问题的方法。因此，公开一种用于发动机系统的方法，该发动机系统具有绕过设置在发动机系统的进气通道中的节气门的节气门旁路。该节气门旁路包括与辅助发电机连通的涡轮。在一个示例中，该方法包括在瞬时工况期间基于进入发动机汽缸的气流来调节运转参数。

在这种方法中，在瞬时工况期间测量进入发动机汽缸的气流，从而使得进入汽缸的气流是已知的。因此，可以调节一个或更多个发动机运转参数，以补偿减慢或滞后的气流。作为一个示例，可以调节燃料喷射正时和/或燃料喷射量，以补偿减慢或滞后的气流。例如，可以延迟燃料喷射正时和/或可以调节燃料喷射量以便保持空气燃料比。以这种方式，在瞬时工况期间可以保持或提高发动机运转效率和废气排放。在另一个示例中，在瞬时工况期间可以调节节气门打开，以便保持进入发动机的期望的气流。以这种方式，在瞬时工况期间可以保持或提高发动机操作性能。

在一个实施例中，提供一种方法，该方法包括：在发动机系统中具有绕过设置在发动机系统的进气通道中的节气门的节气门旁路，该节气门旁路包括与辅助发电机连通的涡轮，在瞬时工况期间基于进入发动机汽缸的气流来调节运转参数。该方法进一步包括在瞬时工况期间基于发动机转速密度来确定气流。

在另一个实施例中，该运转参数是燃料喷射正时和燃料喷射量中的一个或更多个。该方法进一步包括响应由于涡轮的旋转加快或旋转减慢的滞后引起的气流的变化，在瞬时工况期间调节燃料喷射量。

在另一个实施例中，该方法进一步包括基于涡轮的时间常数来确定气流，其中该时间常数是通过节气门的气流、节气门两端的压力降、辅助发电机的速度或由辅助发电机产生的电流或电压的函数。该方法进一步包括经由辅助发电机为发动机系统的电池充电。

在另一个实施例中，该运转参数是节气门位置，并且该方法进一步包括响应由于涡轮的旋转加快或旋转减慢的滞后引起的气流的变化，在瞬时工况期间调节该节气门位置以改变节气门打开。

在另一个实施例中，该方法进一步包括在非瞬时工况期间，基于节气门上游的质量空气流量，确定进入发动机的气流。

在另一个实施例中，一种用于发动机的方法包括：在非瞬时工况期间，基于节气门上游的质量空气流量来确定进入发动机的气流；并且在瞬时工况期间，基于设置在使进气绕过该节气门传送的节气门旁路中的涡轮的速度密度或时间常数，来确定进入发动机的气流，并且基于进入发动机的气流来调节运转参数。