用于发动机的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于发动机的方法和系统。描述了用于发动机系统的各种系统和方法，该发动机系统包括节气门涡轮发电机，该节气门涡轮发电机具有驱动辅助发电机并且设置在节气门旁路中的涡轮。在一些示例中，响应进入发动机汽缸中的气流，来控制节气门旁通阀从而调节通过该节气门旁路的气流。在其他示例中，基于发动机的瞬时工况，来控制诸如节气门位置的运转参数。在又一些示例中电池的充电在辅助发电机和主发电机之间协调。

【技术实现步骤摘要】
用于发动机的方法和系统
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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本文的专利技术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。本文的专利技术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。在另一个实施例中，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经由由该涡轮驱动的辅助发电机产生的电流或电压的函数。在另一个实施例中，运转参数是燃料喷射正时、燃料喷射量和节气门位置中的一个或更多个。该方法进一步包括在瞬时工况期间响应由于涡轮的旋转加快或旋转减慢的滞后引起的进入发动机的气流的变化，调节节气门位置以调节节气门打开。该方法进一步包括在瞬时工况期间响应由于涡轮的旋转加快或旋转减慢的滞后引起的进入发动机的气流的变化，调节燃料喷射量。在另一个实施例中，一种用于发动机的系统包括：设置在发动机的进气通道中的节气门；包括连接耦连于辅助发电机的涡轮的节气门旁路；配置成识别进入发动机的气流并且在瞬时工况期间响应进入发动机的气流调节一个或更多个运转参数的控制器。在另一个实施例中，该一个或更多个运转参数包括燃料喷射正时、燃料喷射量和节气门位置，该控制器被进一步配置成在瞬时工况期间响应进入发动机的气流的减少，延迟燃料喷射正时。在另一个实施例中，该控制器进一步被配置成在瞬时工况期间响应由于涡轮的旋转加快或旋转减慢的滞后引起的进入发动机的气流的变化，通过调节节气门的打开来调节节气门的位置。在另一个实施例中，控制器进一步被配置成在瞬时工况期间基于发动机的速度密度来识别进入发动机的气流。在另一个实施例中，控制器进一步被配置成基于涡轮的时间常数来识别进入发动机的气流，其中该涡轮的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者由辅助发电机产生的电流或电压的函数。节流板可以具有一端比相反端更厚的楔形形状。在这种配置中，例如在诸如在空转状态的一些工况期间，进入涡轮的气流可以被节流板的边缘阻挡。但是，这种配置在一些状态下能够减少进入涡轮的气流比期望的多，因而减少节气门涡轮发电机的燃料经济性益处。而且，这种配置由于节流板的形状可能具有增加的冻结或卡住的风险。本文的专利技术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这些问题的方法。因此公开一种用于发动机的方法。在一个示例中，该方法包括，基于进入发动机的气流，调节节气门旁通阀，从而引导至少一部分气流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且到达耦连于辅助发电机的涡轮中。以这种方式，可以控制通过节气门旁路的流量。例如，当进入发动机的气流相对低时，可以调节旁通阀使得通过该旁路的气流减少，但是在一些情况下不完全减少。作为另一个示例，当进入发动机中的气流相对高时，可以调节旁通阀使得通过该旁路的气流增加。因此，可以控制通过节气门旁路的气流，使得在当通过节气门旁路的气流足以用于涡轮驱动辅助发电机以对发动机的电池充电时的情况下，发动机接收期望的气流并且改善燃料消耗。在一个实施例中，一种用于发动机的方法包括：基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，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所述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；和经由所述辅助发电机为所述电池充电。

【技术特征摘要】
2011.10.12 US 13/271,961;2011.10.12 US 13/271,9831.一种用于发动机的方法，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所述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，其中所述门限是第一高门限值；经由所述辅助发电机为所述电池充电；和当所述电荷状态小于第二低门限值时经由所述辅助发电机对所述电池充电。2.根据权利要求1的方法，进一步包括在所述发动机所在的车辆的减速期间，经由所述辅助发电机和主发电机为所述电池充电。3.根据权利要求1的方法，其中所述门限是第一高门限值，并且进一步包括在所述发动机所在的车辆的减速期间，当所述电荷状态小于第二低门限值时经由所述辅助发电机和主发电机对所述电池充电。4.根据权利要求1的方法，其中所述门限是第一高门限值，并且进一步包括当所述电荷状态小于第二低门限值并且车辆并不在减速时经由所述辅助发电机和主发电机对所述电池充电。5.根据权利要求1的方法，其中所述门限是第一高门限值，并且进一步包括当所述电荷状态小于第二低门限值并且主发电机退化时经由所述辅助发电机对所述电池充电；并且进一步包括调节可变阀门正时、排气再循环、传动比、汽缸停用、真空泵和空气燃料比中的一个或更多个，从而当所述主发电机退化时增加经由所述辅助发电机的充电。6.一种用于发动机的方法，包括：在第一状态下，引导进气通过绕过设置在所述发动机的进气管道中的节气门的节气门旁路并且通过涡轮，从而驱动辅助发电机以维持电池的电荷状态；和在第二状态下，调节发动机运转参数从而增加经由所述辅助发电机对电池的充电，其中所述第二状态包括所述电池的所述电荷状态小于门限并且主发电机退化，并且进一步包括通过调节可变阀门正时、排气再循环、传动比、汽缸停用、真空泵和空气燃料比中的一个或更多个，来增加在所述节气门的下游的所述发动机的进气歧管中的真空，从而增加经由所述涡轮对所述电池的充电；其中通过降档来调节所述传动比从而增加...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·G·里昂，J·A·迪马克，J·D·拉塞尔，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：