[发明专利]用于发动机控制的方法和系统

说明书

本公开提供了“用于发动机控制的方法和系统”。提供了用于实现涡轮增压器轴速度控制而不会过度填充系统电池的方法和系统。在一个示例中，通过施加来自电动增压辅助马达的负扭矩直到系统电池已充分充电，来降低轴速度。此后，通过命令经由BISG将正扭矩施加到所述车辆的传动系上来回收来自轴制动的电力。

技术领域

本说明书总体涉及用于控制耦合到车辆发动机的电辅助增压装置的轴速度同时减少对系统电池的过度填充的方法和系统。

背景技术

发动机系统可包括用于增强由内燃发动机输出的扭矩和峰值功率的增压装置。通过压缩进气，增压装置增加进入发动机的质量空气流量，这继而允许在每次点火事件中燃烧更大量的燃料。增压装置的一个示例是涡轮增压器，其中位于发动机的进气通道中的压缩机经由轴机械联接到排气涡轮。涡轮机使用排气能量旋转，这继而驱动了压缩机。

涡轮增压器还可以配置有电动辅助，其中马达/发电机联接到轴(在本文中也称为eTurbo)。eTurbo通常在具有48V带传动起动发电机(BISG)、48V电池和48V/12V DC-DC转换器的发动机的现有48V mHEV架构上运行。电动辅助可以通过在涡轮机速度低(由于低排气流量)的条件下驱动涡轮增压器轴来提供改进的瞬态发动机响应，从而减少涡轮迟滞。

然而，涡轮增压器具有硬件极限。因此，涡轮增压器(传统和电动辅助配置)的输出可能受到速度和温度约束的限制。例如，可能存在最大涡轮增压器轴速度，所述最大涡轮增压器轴速度可能在高发动机负载下或在高海拔处运行车辆时被违反。如果超过轴速度极限，则耦合到轴的磁体可能劣化，从而导致涡轮增压器的输出下降。因此，由于可能发生基本上立即的机械降解，所以不能超过涡轮增压器的速度极限。电流控制系统可以通过在预期到这种约束违反时削减最大增压压力来解决该问题。另外，可以调节气流致动器以降低增压压力，诸如通过打开废气门和/或压缩机再循环阀。然而，增压输出下降到低于驾驶员需求的增压压力可导致扭矩需求的显著欠传输性和车辆操控性的下降。此外，车辆驾驶员的驾驶体验也降级。还可以使用其他方法来以一定裕度将涡轮增压器速度或温度保持在极限内，以便避免缩短涡轮增压器的使用寿命。

Kees等人在US 9,677,486中展示了一种示例方法。其中，当涡轮增压器速度达到极限时，打开停用的汽缸的阀以允许空气流过所述汽缸。在其他示例中，使用经由联接到eTurbo的轴的马达进行的再生制动来降低涡轮速度。通过将eTurbo马达作为发电机运行来回收制动能量，并且将回收的能量储存在联接到马达的能量储存装置中，诸如储存在电池中。

然而，本发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，可以用于降低涡轮速度的再生制动量本身可能是有限的。具体地，如果联接到eTurbo马达的储存装置(例如，Li离子电池)已经处于高于阈值的荷电状态(例如，完全充电)下，则所述储存装置可能无法接受另外的电能。因此，过充可能会损坏电池。如果打开废气门以快速降低涡轮速度，则增压能量被倾卸或浪费并且不能被收获。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种用于增压发动机的方法来解决，所述方法包括：响应于当系统电池处于高于阈值的荷电状态下时涡轮增压器轴即将超速，而将来自电动马达的负扭矩施加到所述涡轮增压器轴上，同时将来自带传动起动发电机(BISG)的正扭矩施加到发动机曲轴上；以及减少发动机燃料供应以维持整体发动机扭矩输出。通过这种方式，可以控制涡轮增压器轴速度而不会过度填充系统电池，并且同时利用制动能量的更大部分。