[发明专利]用于扭矩控制的方法和系统

说明书

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。

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。

发明内容

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。本申请提供了一种用于发动机的方法，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。