專利名稱：用于發(fā)動機的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本申請涉及用于包括節(jié)氣門渦輪發(fā)電機的發(fā)動機系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
一些發(fā)動機系統(tǒng)可以包括諸如節(jié)氣門渦輪發(fā)電機的裝置，以利用來自節(jié)氣門的壓力差的能量，這種能量在其他情況下將會浪費在發(fā)動機進氣通道中。在一些示例中，節(jié)氣門渦輪發(fā)電機包括機械地耦連于發(fā)電機的渦輪，該發(fā)電機可以產生供給到發(fā)動機的電池的電流。與用發(fā)動機驅動的發(fā)電機為電池充電相比，通過用這種發(fā)電機為電池充電能夠提高發(fā)動機系統(tǒng)的燃料經濟性。但是，在一些情況下渦輪驅動發(fā)電機可能不能供給足以維持電池充電的電流。因此，發(fā)動機系統(tǒng)可以包括渦輪驅動的發(fā)電機(例如，節(jié)氣門渦輪發(fā)電機)和發(fā)動機驅動的發(fā)電機。在這種配置中，當利用發(fā)動機驅動的發(fā)電機時，發(fā)動機的燃料經濟性可能降低，從而降低發(fā)動機系統(tǒng)的總效率。

發(fā)明內容
本文的發(fā)明人已經認識到上面的問題并且已經設計一種至少部分地解決該問題的方法。因此，公開了一種用于發(fā)動機的方法。在一個示例中，該方法包括，當電池的電荷狀態(tài)小于門限時，引導進氣通過繞過設置在發(fā)動機的進氣通道中的節(jié)氣門的節(jié)氣門旁路并通過渦輪，從而驅動輔助發(fā)電機。該方法進一步包括經由該輔助發(fā)電機對該電池充電。在這種方法中，當電池的電荷狀態(tài)小于門限時，電池可以由輔助發(fā)電機充電。例如，該門限可以是對應于該電池的最大電荷狀態(tài)的第一高門限。在一些示例中，僅僅在一些條件下，例如當電荷狀態(tài)小于第二低門限時，或者當發(fā)動機所在的車輛正在減速時，除了輔助發(fā)電機之外，還可以用機械驅動主發(fā)電機為電池充電。以這種方式，電池的充電在輔助發(fā)電機和主發(fā)電機之間協(xié)調，從而使得經由主發(fā)電機的電池充電減少。因此由于利用主發(fā)電機引起的燃料消耗可以減少。但是，在瞬時工況期間，當利用節(jié)氣門渦輪發(fā)電機時，由于渦輪的旋轉慣性，進入發(fā)動機的氣流變化可能減慢或滯后。這樣，因為進入發(fā)動機的氣流的減慢或滯后的變化，由于諸如空氣燃料比和扭矩的各種運轉參數(shù)的變化，發(fā)動機運轉效率和/或廢氣排放和/或操作性能可能變差。本文的發(fā)明人也已經認識到上面的問題并且已經設計一種至少部分地解決該問題的方法。因此，公開一種用于發(fā)動機系統(tǒng)的方法，該發(fā)動機系統(tǒng)具有繞過設置在發(fā)動機系統(tǒng)的進氣通道中的節(jié)氣門的節(jié)氣門旁路。該節(jié)氣門旁路包括與輔助發(fā)電機連通的渦輪。在一個示例中，該方法包括在瞬時工況期間基于進入發(fā)動機汽缸的氣流來調節(jié)運轉參數(shù)。在這種方法中，在瞬時工況期間測量進入發(fā)動機汽缸的氣流，從而使得進入汽缸的氣流是已知的。因此，可以調節(jié)一個或更多個發(fā)動機運轉參數(shù)，以補償減慢或滯后的氣流。作為一個示例，可以調節(jié)燃料噴射正時和/或燃料噴射量，以補償減慢或滯后的氣流。例如，可以延遲燃料噴射正時和/或可以調節(jié)燃料噴射量以便保持空氣燃料比。以這種方式，在瞬時工況期間可以保持或提高發(fā)動機運轉效率和廢氣排放。在另一個示例中，在瞬時工況期間可以調節(jié)節(jié)氣門打開，以便保持進入發(fā)動機的期望的氣流。以這種方式，在瞬時工況期間可以保持或提高發(fā)動機操作性能。在一個實施例中，提供一種方法，該方法包括在發(fā)動機系統(tǒng)中具有繞過設置在發(fā)動機系統(tǒng)的進氣通道中的節(jié)氣門的節(jié)氣門旁路，該節(jié)氣門旁路包括與輔助發(fā)電機連通的渦輪，在瞬時工況期間基于進入發(fā)動機汽缸的氣流來調節(jié)運轉參數(shù)。該方法進一步包括在瞬時工況期間基于發(fā)動機轉速密度來確定氣流。在另一個實施例中，該運轉參數(shù)是燃料噴射正時和燃料噴射量中的一個或更多個。該方法進一步包括響應由于渦輪的旋轉加快或旋轉減慢的滯后引起的氣流的變化，在瞬時工況期間調節(jié)燃料噴射量。在另一個實施例中，該方法進一步包括基于渦輪的時間常數(shù)來確定氣流，其中該時間常數(shù)是通過節(jié)氣門的氣流、節(jié)氣門兩端的壓力降、輔助發(fā)電機的速度或由輔助發(fā)電機產生的電流或電壓的函數(shù)。該方法進一步包括經由輔助發(fā)電機為發(fā)動機系統(tǒng)的電池充電。在另一個實施例中，該運轉參數(shù)是節(jié)氣門位置，并且該方法進一步包括響應由于渦輪的旋轉加快或旋轉減慢的滯后引起的氣流的變化，在瞬時工況期間調節(jié)該節(jié)氣門位置以改變節(jié)氣門打開。在另一個實施例中，該方法進一步包括在非瞬時工況期間，基于節(jié)氣門上游的質量空氣流量，確定進入發(fā)動機的氣流。在另一個實施例中，一種用于發(fā)動機的方法包括在非瞬時工況期間，基于節(jié)氣門上游的質量空氣流量來確定進入發(fā)動機的氣流；并且在瞬時工況期間，基于設置在使進氣繞過該節(jié)氣門傳送的節(jié)氣門旁路中的渦輪的速度密度或時間常數(shù)，來確定進入發(fā)動機的氣流，并且基于進入發(fā)動機的氣流來調節(jié)運轉參數(shù)。在另一個實施例中，該時間常數(shù)是通過節(jié)氣門的氣流、節(jié)氣門兩端的壓力降、輔助發(fā)電機的速度或經由由該渦輪驅動的輔助發(fā)電機產生的電流或電壓的函數(shù)。在另一個實施例中，運轉參數(shù)是燃料噴射正時、燃料噴射量和節(jié)氣門位置中的一個或更多個。該方法進一步包括在瞬時工況期間響應由于渦輪的旋轉加快或旋轉減慢的滯后引起的進入發(fā)動機的氣流的變化，調節(jié)節(jié)氣門位置以調節(jié)節(jié)氣門打開。該方法進一步包括在瞬時工況期間響應由于渦輪的旋轉加快或旋轉減慢的滯后引起的進入發(fā)動機的氣流的變化，調節(jié)燃料噴射量。在另一個實施例中，一種用于發(fā)動機的系統(tǒng)包括設置在發(fā)動機的進氣通道中的節(jié)氣門；包括連接耦連于輔助發(fā)電機的渦輪的節(jié)氣門旁路；配置成識別進入發(fā)動機的氣流并且在瞬時工況期間響應進入發(fā)動機的氣流調節(jié)一個或更多個運轉參數(shù)的控制器。在另一個實施例中，該一個或更多個運轉參數(shù)包括燃料噴射正時、燃料噴射量和節(jié)氣門位置，該控制器被進一步配置成在瞬時工況期間響應進入發(fā)動機的氣流的減少，延遲燃料噴射正時。在另一個實施例中，該控制器進一步被配置成在瞬時工況期間響應由于渦輪的旋轉加快或旋轉減慢的滯后引起的進入發(fā)動機的氣流的變化，通過調節(jié)節(jié)氣門的打開來調節(jié)節(jié)氣門的位置。
在另一個實施例中，控制器進一步被配置成在瞬時工況期間基于發(fā)動機的速度密度來識別進入發(fā)動機的氣流。在另一個實施例中，控制器進一步被配置成基于渦輪的時間常數(shù)來識別進入發(fā)動機的氣流，其中該渦輪的時間常數(shù)是通過節(jié)氣門的氣流、節(jié)氣門兩端的壓力降、輔助發(fā)電機的速度或者由輔助發(fā)電機產生的電流或電壓的函數(shù)。節(jié)流板可以具有一端比相反端更厚的楔形形狀。在這種配置中，例如在諸如在空轉狀態(tài)的一些工況期間，進入渦輪的氣流可以被節(jié)流板的邊緣阻擋。但是，這種配置在一些狀態(tài)下能夠減少進入渦輪的氣流比期望的多，因而減少節(jié)氣門渦輪發(fā)電機的燃料經濟性益處。而且，這種配置由于節(jié)流板的形狀可能具有增加的凍結或卡住的風險。本文的發(fā)明人已經認識到上面的問題，并且已經設計一種至少部分地解決這些問題的方法。因此公開一種用于發(fā)動機的方法。在一個示例中，該方法包括，基于進入發(fā)動機的氣流，調節(jié)節(jié)氣門旁通閥，從而引導至少一部分氣流通過繞過設置在發(fā)動機的進氣通道中的節(jié)氣門的節(jié)氣門旁路并且到達耦連于輔助發(fā)電機的渦輪中。以這種方式，可以控制通過節(jié)氣門旁路的流量。例如，當進入發(fā)動機的氣流相對低時，可以調節(jié)旁通閥使得通過該旁路的氣流減少，但是在一些情況下不完全減少。作為另一個示例，當進入發(fā)動機中的氣流相對高時，可以調節(jié)旁通閥使得通過該旁路的氣流增加。因此，可以控制通過節(jié)氣門旁路的氣流，使得在當通過節(jié)氣門旁路的氣流足以用于渦輪驅動輔助發(fā)電機以對發(fā)動機的電池充電時的情況下，發(fā)動機接收期望的氣流并且改善燃料消耗。在一個實施例中，一種用于發(fā)動機的方法包括基于進入發(fā)動機的氣流，調節(jié)節(jié)氣門旁通閥，從而引導至少一部分氣流通過繞過設置在發(fā)動機的進氣通道中的節(jié)氣門的節(jié)氣門旁路并且到達耦連于輔助發(fā)電機的渦輪中。在另一個實施例中，該方法進一步包括當氣流少于門限氣流時，關閉節(jié)氣門旁通閥以減少通過節(jié)氣門旁路的氣流。該方法進一步包括當氣流多于門限氣流時，調節(jié)該節(jié)氣門旁通閥，以增加通過節(jié)氣門旁路的氣流。該方法進一步包括調節(jié)節(jié)氣門位置以維持進入發(fā)動機的氣流從而滿足扭矩要求。在另一個實施例中，該方法進一步包括基于測量的氣流、進氣歧管壓力、節(jié)氣門位置、期望的扭矩和發(fā)動機轉速中的一個或更多個，來調節(jié)節(jié)氣門旁通閥，從而減少通過節(jié)氣門旁路的氣流。在另一個實施例中，該方法進一步包括基于測量的氣流、進氣歧管壓力、節(jié)氣門位置、期望的扭矩和發(fā)動機轉速中的一個或更多個，來調節(jié)節(jié)氣門旁通閥，從而增加通過節(jié)氣門旁路的氣流。在另一個實施例中，該方法進一步包括經由渦輪驅動輔助發(fā)電機以產生為發(fā)動機的電池充電的電流。在另一個實施例中，一種用于發(fā)動機的方法包括在第一狀態(tài)下，關閉節(jié)氣門旁通閥的開口，從而引導氣流通過節(jié)氣門到發(fā)動機；并且在第二狀態(tài)下，調節(jié)節(jié)氣門旁通閥和節(jié)氣門位置，從而引導進入發(fā)動機的氣流通過繞過該節(jié)氣門的節(jié)氣門旁路，到達驅動輔助發(fā)電機的渦輪中。在另一個實施例中，該方法進一步包括當氣流少于門限氣流時關閉節(jié)氣門旁通閥，其中該門限氣流隨著發(fā)動機轉速、發(fā)動機載荷、歧管空氣壓力和發(fā)動機溫度中的一個或更多個而變化；其中該門限氣流是恒定值。在另一個實施例中，該方法進一步包括在第二狀態(tài)下，基于與輔助發(fā)電機電連通的電池的電荷狀態(tài)，來調節(jié)節(jié)氣門旁通閥。在另一個實施例中，該方法進一步包括響應減少的測量氣流、減小的進氣歧管壓力、減小的節(jié)氣門位置、減少的期望扭矩和減小的發(fā)動機轉速中的一個或更多個，來減小節(jié)氣門旁通閥的開口。在另一個實施例中，該方法還包括響應增加的測量氣流、增加的進氣歧管壓力、增加的節(jié)氣門位置、增加的期望扭矩和增加的發(fā)動機轉速中的一個或更多個，增加節(jié)氣門旁通閥的開口。在另一個實施例中，一種用于發(fā)動機的系統(tǒng)包括設置在發(fā)動機的進氣通道中的節(jié)氣門；具有可調節(jié)的節(jié)氣門旁通閥的節(jié)氣門旁路；和設置在該節(jié)氣門旁路中的渦輪，該渦輪機械地耦連于輔助發(fā)電機。在另一個實施例中，該系統(tǒng)進一步包括控制器，該控制器被配置成識別進入發(fā)動機的氣流并且響應該氣流調節(jié)該節(jié)氣門旁通閥從而控制通過該節(jié)氣門旁路的氣流。當進入發(fā)動機的氣流小于門限氣流時關閉該節(jié)氣門旁通閥。在另一個實施例中，該控制器進一步被配置成當氣流大于門限氣流時調節(jié)該節(jié)氣門旁通閥和節(jié)氣門位置。在另一個實施例中，該控制器進一步被配置成當節(jié)氣門位置在寬開口節(jié)氣門的節(jié)氣門位置時關閉該節(jié)氣門旁通閥。在另一個實施例中，進入發(fā)動機的氣流對應于發(fā)動機扭矩。在另一個實施例中，該控制器進一步配置成根據(jù)包括測量的氣流、進氣歧管壓力、發(fā)動機轉速、輔助發(fā)電機速度、輔助發(fā)電機輸出電流或電壓以及與該輔助發(fā)電機電連通的電池的電荷狀態(tài)中的一個或更多個的反饋，調節(jié)該節(jié)氣門旁通閥。應理解，提供上面的發(fā)明內容概述是為了以簡單的形式介紹選擇的構思，這種構思在詳細描述中進一步描述。這并不意味著確定保護主題的關鍵的或基本的特征，保護主題的范圍由權利要求唯一地限定。而且，保護主題不限于解決上面指出的或本發(fā)明的任何部分指出的任何缺點的實現(xiàn)方式。


圖1示出發(fā)動機的示意圖。圖2示出發(fā)動機系統(tǒng)中的節(jié)氣門渦輪發(fā)電機的示意圖。圖3示出圖示說明用于控制節(jié)氣門渦輪發(fā)電機中的節(jié)氣門旁通閥的閥位置的程序的流程圖。圖4示出圖示說明用于控制具有節(jié)氣門渦輪發(fā)電機的發(fā)動機系統(tǒng)中的電池充電的程序的流程圖。圖5示出圖示說明用于在瞬時工況期間控制進入發(fā)動機的氣流的程序的流程圖。圖6示出發(fā)動機氣流計算模型的方塊圖。圖7示出圖示說明在瞬時工況期間節(jié)氣門位置和通過該節(jié)氣門的氣流的曲線圖。
圖8示出圖示說明在瞬時工況期間節(jié)氣門位置和通過該節(jié)氣門的氣流的曲線圖。
具體實施例方式下面的描述涉及用于具有節(jié)氣門渦輪發(fā)電機的發(fā)動機的系統(tǒng)和方法。在一個示例實施例中，一種方法包括，當電池的電荷狀態(tài)小于門限時，引導進氣通過繞過設置在發(fā)動機的進氣通道中的節(jié)氣門的節(jié)氣門旁路并通過渦輪以驅動輔助發(fā)電機。該方法還包括經由該輔助發(fā)電機為電池充電。在這種示例中，該門限可以是對應于電池的最大電荷狀態(tài)的第一高門限。因此，無論何時需要充電，在進氣流過該節(jié)氣門旁路的同時，輔助發(fā)電機提供為電池充電的電流。然而，在一些狀態(tài)下，例如在當通過節(jié)氣門旁路的氣流可能被切斷時的空轉狀態(tài)期間，當電池的電荷狀態(tài)小于第二低門限狀態(tài)時，機械驅動的主發(fā)電機可以用來為電池充電。以這種方式，僅僅在一些條件下可以進行由主發(fā)電機對電池的充電，從而提高發(fā)動機系統(tǒng)的燃料經濟性。圖1是不出可以包括在機動車輛的傳動系統(tǒng)中的多汽缸發(fā)動機10的一個汽缸的示意圖。發(fā)動機10至少可以由包括控制器12的控制系統(tǒng)和由經由輸入裝置130來自車輛操作者132的輸入而被部分地控制。在這個示例中,輸入裝置130包括加速器踏板和用于產生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的燃燒室(即，汽缸)30可以包括具有設置在其中的活塞36的燃燒室壁32?；钊?6可以耦連于曲軸40以便將活塞的往復運動轉換成曲軸的旋轉運動。曲軸40可以經由中間傳動系統(tǒng)耦連于車輛的至少一個驅動車輪。而且，起動電動機可以經由飛輪耦連于曲軸40，以能夠起動發(fā)動機10的運轉。燃燒室30可以經由進氣通道42接收來自進氣歧管44的進氣并且經由排氣通道48排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣通道48通過各自的進氣門52和排氣門54可以與燃燒室30選擇地連通。在一些實施例中，燃燒室30可以包括兩個或兩個以上的進氣門和/或兩個或兩個以上的排氣門。在這個示例中，進氣門52和排氣門54經由各自的凸輪致動系統(tǒng)51和53由凸輪致動控制。凸輪致動系統(tǒng)51和53的每個可以包括一個或更多個凸輪，并且可以利用由控制器12操作以改變閥門運行的凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變閥門正時(VVT)和/或可變閥門升程(VVL)系統(tǒng)的一個或更多個。進氣門52和排氣門54的位置可以分別由位置傳感器55和57確定。在可替換實施例中，進氣門52和/或排氣門54可以由電動氣門致動控制。例如，汽缸30可以可替換地包括經由電動氣門致動控制的進氣門和經由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸輪致動控制的排氣門。燃料噴射器66被示出為直接耦連于燃燒室30，用于將燃料以與從控制器12接收的信號的脈沖寬度FPW成正比地經由電子驅動器68直接噴射到燃燒室30中。以這種方式，燃料噴射器66提供通常所說的燃料直接噴射到燃燒室30中。例如，燃料噴射器可以安裝在燃燒室的側面或燃燒室的頂部。燃料可以由包括燃料箱、燃料泵和燃料導軌的燃料系統(tǒng)(未不出)輸送給燃料噴射器66。在一些實施例中，燃燒室30可以可替換地或附加地包括以某種配置布置在進氣歧管44中的燃料噴射器，該配置提供通常所說的噴射到燃燒室30上游的進氣口中的進氣口噴射。進氣通道42可以包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在這個具體的示例中，節(jié)流板64的位置可以通過提供給電動機或包括節(jié)氣門62的致動器即一種通常稱為電子節(jié)氣門控制器(ETC)的配置的信號，由控制器12改變。以這種方式，在其他發(fā)動機汽缸中節(jié)氣門62可以運轉以改變提供給燃燒室30的進氣。節(jié)流板64的位置可以通過節(jié)氣門位置信號TP提供給控制器12。進氣通道42可以包括用于為控制器12提供相應的MAF和MAP信號的質量空氣流量傳感器120和/或歧管絕對壓力傳感器122。而且，節(jié)氣門渦輪發(fā)電機202耦連于繞過節(jié)氣門62的旁路中的進氣通道42。在下面參考圖2更詳細描述的節(jié)氣門渦輪發(fā)電機202包括驅動輔助發(fā)電機的渦輪。該輔助發(fā)電機可以提供對發(fā)動機的電池的充電，例如，在主發(fā)電機退化或發(fā)生故障時，作為對由機械驅動的主發(fā)電機和/或主要充電電源充電的補充。在選擇運轉模式下，點火系統(tǒng)88可以響應來自控制器12的火花提前信號SA通過火花塞92為燃燒室30提供點火火花。雖然在一些實施例中示出點火部件，但是燃燒室30或發(fā)動機10的一個或更多個其他燃燒室可以在具有或沒有火花塞的情況下，以壓縮點火模式運轉。排氣傳感器126被不出為稱連于排放控制裝置70上游的排氣通道48。傳感器126可以是用于提供排氣空氣/燃料比的指示的任何合適的傳感器，例如線性氧傳感器或UEGO(通用或寬范圍排氣氧)、兩級氧傳感器或EG0、HEG0 (加熱的EG0)、N0x、HC或CO傳感器。排放控制裝置70被示出為沿著排氣傳感器126下游的排氣通道48布置。排放控制裝置70可以是三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、各種其他排放控制裝置或其組合。在一些實施例中，在發(fā)動機10運轉期間，排放控制裝置70可以通過使發(fā)動機的至少一個汽缸運轉在特定的空氣/燃料比內而被周期性地重置。在圖1中控制器12被示出為微型計算機，包括微處理單元(CPU)102、輸入/輸出端口(I/O) 104、在這個具體的示例中示出為只讀存儲器芯片(ROM) 106的用于可執(zhí)行程序和校準值的電子存儲介質、隨機存取存儲器(RAM) 108、?；畲鎯ζ?KAM) 110和數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可以接收來自耦連于發(fā)動機10的傳感器的各種信號，除了上面提到的那些信號之外，還包括來自質量空氣流量傳感器120的進氣質量空氣流量(MAF)的測量；來自耦連于冷卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT);來自耦連于曲軸40的霍爾效應(或其他類型)傳感器118的表面點火感測信號(PIP);來自節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);以及來自傳感器122的歧管絕對壓力信號MAP。發(fā)動機轉速信號RPM可以由控制器12從信號PIP產生。來自歧管壓力傳感器的歧管絕對壓力信號MAP可以用來提供進氣歧管中的真空或壓力的指示。應當指出，可以利用上述傳感器的各種組合，例如MAF傳感器而沒有MAP傳感器，反之亦然。在理想配比運轉期間，MAP傳感器可以給出發(fā)動機扭矩的指示。而且，這個傳感器與檢測的發(fā)動機轉速一起，能夠提供導引到該汽缸中的充氣(包括空氣)的估算。在一個示例中，也用作發(fā)動機轉速傳感器的傳感器118對于曲軸的每一轉可以產生預定數(shù)量的等間隔脈沖。存儲介質只讀存儲器106可以用計算機可讀數(shù)據(jù)以及被預期的但未具體列出的其他變體編程，該計算機可讀數(shù)據(jù)表示由處理器102可執(zhí)行的用于執(zhí)行下面描述的方法的指令。正如上面所描述的，圖1僅僅示出多汽缸發(fā)動機的一個汽缸，并且每個汽缸可以類似包括其自己的一套進氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。
繼續(xù)參考圖2，示出發(fā)動機系統(tǒng)200中的節(jié)氣門渦輪發(fā)電機202，該發(fā)動機系統(tǒng)200包括上面參考圖1描述的發(fā)動機10。節(jié)氣門渦輪發(fā)電機202包括渦輪206、設置在節(jié)氣門旁路204中的節(jié)氣門旁通閥208和由該渦輪驅動的輔助發(fā)電機210。在一些實施例中，節(jié)氣門渦輪發(fā)電機可以包括節(jié)氣門旁通閥208。作為替代，節(jié)氣門可以具有楔形的閥片，在例如，一些條件下該楔形閥片阻擋進入節(jié)氣門旁路的氣流。節(jié)氣門渦輪發(fā)電機202利用通常通過對發(fā)動機進氣進行節(jié)流所浪費的能量。例如，節(jié)氣門62的壓力變化可以用來引導氣流通過渦輪206。渦輪206驅動為電池212提供電流的輔助發(fā)電機210。在這種配置中，例如，因為在一些條件下經由機械驅動的主發(fā)電機214對電池212的充電可以減少，并且經由輔助發(fā)電機210的充電可以增加，因此發(fā)動機系統(tǒng)的總效率被提聞。如圖所示，進氣流過進氣通道42和節(jié)氣門62。如上所述，節(jié)氣門位置可以通過控制器12改變，從而使得提供給發(fā)動機汽缸的進氣量改變。節(jié)氣門旁路204將進氣從節(jié)氣門62上游的位置繞過節(jié)氣門62弓丨導到節(jié)氣門62下游的位置。進氣例如可以由于節(jié)氣門兩端的壓力差而被引導通過節(jié)氣門旁路204。而且，在圖2所示的示例實施例中，節(jié)氣門渦輪發(fā)電機202包括節(jié)氣門旁通閥208。正如下面參考圖3所描述的，節(jié)氣門旁通閥208可以被調制以調節(jié)通過節(jié)氣門旁路204的進氣流量。在一些示例中，節(jié)氣門旁通閥208可以是打開和關閉節(jié)氣門旁路204的開/關閥。在其他示例中，節(jié)氣門旁通閥208可以是控制通過節(jié)氣門旁路204的氣流的可變量的流量調制閥。節(jié)氣門旁通閥208可以是柱塞閥、滑閥、閘閥、蝶形閥或其他合適的流量控制裝置。而且，節(jié)氣門旁通閥208可以由電磁線圈、脈沖寬度調制電磁線圈、DC電機、步進電機、真空膜片等致動。被弓I導通過節(jié)氣門旁路204的氣流流過渦輪206，該渦輪206用從該氣流提取的能量轉動輔助發(fā)電機210。輔助發(fā)電機210產生供給電池212的電流。電池212可以為發(fā)動機系統(tǒng)200設置在其中的車輛的電力系統(tǒng)的各種部件提供電力，例如燈、泵、電扇、燃料噴射器、點火器、空調等。電池212還可以由被發(fā)動機10機械驅動的主發(fā)電機214充電。正如下面參考圖4所描述的，電池212的充電可以在主發(fā)電機214和輔助發(fā)電機210之間協(xié)調，從而提高該系統(tǒng)的總效率。例如，輔助發(fā)電機210在當從主發(fā)電機214提供電流給電池212將增加燃料消耗時的狀態(tài)期間，例如在車輛緩慢行駛或加速期間，可以為電池212提供電流。而且，在主發(fā)電機214退化或發(fā)生故障時輔助發(fā)電機210可以為電池212提供電流。輔助發(fā)電機210可以是小功率發(fā)電機，例如，產生比主發(fā)電機214少的電流。圖3-5示出圖示說明用于運行具有節(jié)氣門渦輪發(fā)電機，例如上面參考圖2所描述的節(jié)氣門渦輪發(fā)電機202的發(fā)動機系統(tǒng)的控制程序的流程圖。圖3的流程圖示出用于根據(jù)進入發(fā)動機的氣流調節(jié)節(jié)氣門旁通閥以控制通過節(jié)氣門旁路并且因此通過渦輪的氣流的控制程序。圖4的流程圖示出用于經由節(jié)氣門渦輪發(fā)電機(例如輔助發(fā)電機)和主發(fā)電機為電池充電的控制程序。圖5的流程圖示出用于在瞬時發(fā)動機工況期間，例如當節(jié)氣門位置快速變化和/或渦輪速度變化時，調節(jié)進入汽缸的氣流的控制程序。每個程序可以由同一個控制器在不同時刻執(zhí)行或同時執(zhí)行。例如，可以在控制經由輔助發(fā)電機和主發(fā)電機的其中之一或兩者為電池充電的同時，控制節(jié)氣門旁通閥以調節(jié)通過節(jié)氣門旁路的氣流。作為另一個示例，在瞬態(tài)狀態(tài)期間，可以基于通過節(jié)氣門的變化的氣流來調節(jié)節(jié)氣門旁通閥。圖3示出圖示說明用于調節(jié)節(jié)氣門旁通閥，例如上面參考圖2所描述的節(jié)氣門旁通閥208以控制氣流通過節(jié)氣門旁路的控制程序300。具體說，程序300確定進入發(fā)動機的氣流，并且基于該氣流，調節(jié)該節(jié)氣門旁通閥的位置。在一些示例中，控制器可以是比例積分微分(PID)控制器。在其他示例中，控制器可以利用開環(huán)控制，或開環(huán)分量(component)加反饋。例如，該反饋可以是氣流，并且該氣流可以是實際測量的進入發(fā)動機汽缸的氣流和/或基于進氣歧管壓力和/或發(fā)動機轉速的氣流。在程序300的302，確定工況。該工況可以包括發(fā)動機轉速、發(fā)動機載荷、進氣溫度和/或壓力(MAP)和/或流率(MAF)等。一旦確定工況之后，程序300進行到304，在304確定氣流是否小于門限氣流。用于該確定的氣流可以是當前測量的氣流，或從諸如發(fā)動機轉速和MAP的其他參數(shù)推斷出的當前氣流，或基于諸如期望的扭矩的其他參數(shù)的當前期望的氣流?；蛴糜谠摯_定的氣流可以是基于測量的或推斷出的或期望的參數(shù)預計的即將發(fā)生的氣流。用于這個確定的門限氣流可以是，例如，用于渦輪驅動輔助發(fā)電機所需要的最小氣流。在一些示例中，該門限氣流可以是恒定值。在其他示例中，該門限氣流可以基于諸如發(fā)動機轉速、發(fā)動機載荷、進氣溫度和/或壓力以及發(fā)動機溫度的一個或更多個運轉參數(shù)而變化。如果確定氣流小于該門限氣流，則程序300繼續(xù)到308并且關閉該節(jié)氣門旁通閥。在一些示例中，該節(jié)氣門旁通閥可以是開關閥并且節(jié)氣門旁通閥通過將該節(jié)氣門旁通閥調節(jié)到閉合位置而關閉。在其他示例中，該節(jié)氣門旁通閥可以是流量調制閥。在這樣的示例中，可以調節(jié)該節(jié)氣門旁通閥到完全閉合的位置以關閉該節(jié)氣門旁通閥。例如，可以在諸如空轉發(fā)動機狀態(tài)的工況期間調節(jié)節(jié)氣門旁通閥到完全閉合的位置。 另一方面，如果確定氣流大于該門限氣流，則程序300繼續(xù)到306，在306調節(jié)節(jié)氣門旁通閥打開量和節(jié)氣門位置，以維持進入發(fā)動機汽缸的氣流從而滿足扭矩要求。例如當扭矩要求增加時，可以調節(jié)節(jié)氣門位置從而使得節(jié)氣門打開更多并且通過節(jié)氣門的氣流增力口。同樣，當扭矩要求增加時，可以調節(jié)節(jié)氣門旁通閥從而使得該節(jié)氣門旁路打開增加。但是，在一些示例中，在節(jié)氣門位置增加時可以減小節(jié)氣門旁通閥的打開。例如，當由節(jié)氣門渦輪發(fā)電機充電的電池的電荷狀態(tài)達到門限值時并且不再期望由節(jié)氣門渦輪發(fā)電機充電時，節(jié)氣門旁路的打開可以減小或關閉。作為另一個示例，當節(jié)氣門位置達到寬開口節(jié)氣門的位置時，節(jié)氣門旁路開口可以關閉。以這種方式，可以控制節(jié)氣門旁通閥從而使得維持進入發(fā)動機的期望的氣流。例如，當氣流小于門限氣流時，閥開口關閉從而使得沒有氣流通過節(jié)氣門旁路。當氣流大于門限氣流時，調節(jié)閥打開和閥位置以便進入發(fā)動機汽缸的氣流使得在進行電池的充電同時滿足扭矩要求，如果期望的話。圖4示出圖示說明用于對發(fā)動機系統(tǒng)中的電池(例如上面參考圖2描述的電池212)充電的控制程序400的流程圖。具體說，程序400確定電池的電荷狀態(tài)?；陔姵氐碾姾蔂顟B(tài)和其他的工況(例如車輛減速、主發(fā)電機退化等)，經由節(jié)氣門渦輪發(fā)電機和機械驅動的主發(fā)電機中的一個或更多個實現(xiàn)電池的充電。在程序400的402，確定電池的電荷狀態(tài)(SOC)是否大于第一門限值。該第一門限值可以是，例如對應于電池完全充電或最大充電的電荷狀態(tài)的高門限。如果確定電池的電荷狀態(tài)大于該第一門限值，則程序400繼續(xù)到412并且不用主發(fā)電機或節(jié)氣門渦輪發(fā)電機對電池充電。
另一方面，如果確定電池的電荷狀態(tài)小于第一門限值，則程序400進行到404，并且確定電池的電荷狀態(tài)是否小于第二門限值。該第二門限值可以是對應于電池的最小充電水平的低門限，低于該最小充電水平，電池不能提供用于運行車輛的電力系統(tǒng)的各種部件的足夠電力。作為另一個示例，第二門限可以對應于可以在一段特定的持續(xù)時間內提供電力的充電水平。因此，第二門限值小于第一門限值。如果確定電池的電荷狀態(tài)大于第二門限值，則程序400繼續(xù)到406，在406確定車輛是否減速，即是否車輛速度正在減小，是否車輛駕駛員未對加速器踏板施加壓力，是否車輛駕駛員對車輛制動器施加壓力和/或以其他合適的方式的車輛減速。如果確定車輛正在減速，則程序400進行到408，在408電池用主發(fā)電機和節(jié)氣門渦輪發(fā)電機(例如，輔助發(fā)電機)充電。在車輛減速期間，主發(fā)電機可以例如經由再生制動產生電流以對電池充電而不增加燃料消耗。而且，輔助發(fā)電機也可以提供電流以對電池充電。以這種方式，在車輛減速期間，電池的充電可以被最大化。另一方面，如果確定車輛不是正在減速，則程序400繼續(xù)到410，并且用節(jié)氣門渦輪發(fā)電機對電池充電。例如，由于電池的電荷狀態(tài)大于第二門限值并且由于在非減速狀態(tài)期間經由主發(fā)電機對電池充電會增加燃料消耗，電池可以僅僅經由由節(jié)氣門渦輪發(fā)電機的渦輪驅動的輔助發(fā)電機充電。返回到404，如果確定電池的電荷狀態(tài)小于第二門限值，則程序400繼續(xù)到414，在414確定主發(fā)電機是否退化。例如，發(fā)電機退化可以基于由該發(fā)電機產生的減少的電流或電壓水平、不能為電池提供電流或電壓等來確定。如果確定主發(fā)電機退化，則程序400繼續(xù)到420并且使進氣歧管中的真空最大化，從而使得經由渦輪的電池充電增加。例如增加進氣歧管中的真空將增加節(jié)氣門兩端的壓力差，因而增加進入節(jié)氣門旁路中的進氣的流量并增加渦輪可用的能量。例如，可以通過調節(jié)空氣燃料比、排氣再循環(huán)(EGR)、可變閥門正時、傳動比、禁能汽缸停用以及接通機械驅動的真空泵中的一個或更多個，可以增加進氣歧管真空。在一個示例中，可以通過降擋來調節(jié)傳動比，從而增加進氣歧管中的真空。作為另一個示例，可以減少排氣再循環(huán)的量以增加進氣歧管中的真空。在另一個示例中，可以降低空氣燃料比(例如，運行理想配比而不是稀配比)以增加進氣歧管中的真空。在一些示例中，即便當主發(fā)電機不退化時也可以采取這種行動來增加進氣歧管真空，從而增加由輔助發(fā)電機進行的充電。但是，一般而言，這些行動可能增加燃料消耗，因而降低燃料經濟性。在一些示例中，控制器可以計算增加進氣歧管真空對運行主發(fā)電機的燃料經濟損失(penalty )，并且選擇增加對電池的電力輸出的更有效的方式。另一方面，如果確定主發(fā)電機不退化，則程序400進行到416，在416確定車輛是否正在減速。如上面所描述的，確定車輛是否正在減速，即是否車輛速度在正在減小，是否車輛駕駛員未對加速器踏板施加壓力，是否車輛駕駛員對車輛制動器施加壓力和/或以其他合適的方式的車輛減速。如果確定車輛正在減速，如上所述，程序400繼續(xù)到408并且經由節(jié)氣門渦輪發(fā)電機和主發(fā)電機為電池充電。例如，因為經由輔助發(fā)電機和主發(fā)電機兩者為電池充電，同時由于用主發(fā)電機充電對燃料經濟性的影響減少，所以電池的充電可以被最大化。另一方面，如果確定車輛不是正在減速，則程序400繼續(xù)到418并且用節(jié)氣門渦輪發(fā)電機對電池的充電與進氣歧管真空允許的一樣多，并且僅用主發(fā)電機對電池的充電足以滿足期望的電池的總充電。例如，由于燃料經濟性會通過增加進氣歧管真空而減小，因此僅經由輔助發(fā)電機對電池的充電與進氣歧管允許的一樣多的電流。同樣，由于主發(fā)電機會減少燃料經濟性，因此主發(fā)電機可以運行以產生僅足以滿足電池總充電的用于電池的電流。因此，在一些示例中，從輔助發(fā)電機為電池提供的電流比主發(fā)電機多(例如，當節(jié)氣門兩端的壓力降相對高時)。在其他示例中，從主發(fā)電機為電池提供的電流可以比輔助發(fā)電機更多(例如，當當節(jié)氣門兩端的壓力降相對低時)。以這種方式，電池的充電可以在主發(fā)電機和輔助發(fā)電機之間協(xié)調，從而使得總系統(tǒng)效率增加。例如，在當燃料經濟性損失(penal ty )低時的減速期間，電流可以從輔助發(fā)電機和主發(fā)電機兩者供給到電池，因而使電池的充電最大。在當燃料經濟性損失高時的狀態(tài)期間，電流僅從輔助發(fā)電機供給到電池，使得燃料消耗減少。繼續(xù)參考圖5，示出用于在瞬時狀態(tài)期間控制進入發(fā)動機的氣流的程序500。具體說，程序500確定瞬時狀態(tài)是否出現(xiàn)并且因此，在考慮到渦輪的旋轉慣性的同時調節(jié)進入發(fā)動機汽缸的氣流(例如，載荷)。例如，渦輪可以具有相當大的旋轉慣性，并且渦輪的速度可以從節(jié)氣門旁通閥關閉時在空轉和比較高的載荷下的O轉每分鐘(RPM)變化到在低到中等載荷的超過70000RPM。因此，節(jié)氣門位置的瞬時變化可以不引起氣流的同時對應的變化。在程序500的502，確定發(fā)動機工況。該工況可以包括發(fā)動機轉速、發(fā)動機載荷、進氣流率和/或壓力、節(jié)氣門位置、加速器踏板位置、環(huán)境壓力和環(huán)境溫度等。一旦工況確定之后，程序500進行到504，在504確定瞬時狀態(tài)是否出現(xiàn)。例如，瞬時狀態(tài)可以基于傳動齒輪比的變化、節(jié)氣門或踏板位置的相對快速的變化、渦輪速度的變化和/或進氣歧管壓力或氣流的變化而被識別。如果確定瞬時狀態(tài)沒有出現(xiàn)(例如，發(fā)動機在非瞬時狀態(tài)下)，程序500繼續(xù)到506，在506進入發(fā)動機的氣流利用基于來自質量空氣流量傳感器的測量的第一載荷計算來確定。例如，由于沒有出現(xiàn)瞬時狀態(tài)，測量的氣流直接對應于進入汽缸的氣流。因此，第一載荷計算可以基于由位于發(fā)動機進氣通道中的質量空氣流量傳感器(例如上面參考圖1所描述的質量空氣流量傳感器120)測量的質量空氣流量。另一方面，如果確定瞬時狀態(tài)正在出現(xiàn)，程序500繼續(xù)到508，在508利用第二載荷計算確定進入發(fā)動機的氣流，并且基于進入發(fā)動機汽缸的氣流調節(jié)運轉參數(shù)。例如，進入汽缸的氣流(例如，載荷)可以通過第二載荷計算來計算，因為由于渦輪旋轉慣性引起的滯后第一載荷計算可能不準確。作為一個示例，在510，從歧管空氣壓力計算的速度密度可以用來代替質量空氣流量來計算該載荷。作為另一個示例，在512，載荷可以基于渦輪的時間常數(shù)。例如，該時間常數(shù)可以是參數(shù)的函數(shù)，該參數(shù)例如通過節(jié)氣門的氣流、節(jié)氣門的壓力變化、渦輪速度和/或由輔助發(fā)電機產生的電流。在一個示例中，進入發(fā)動機的氣流基于氣流模型來確定，例如圖6中所示的發(fā)動機氣流計算模型600。在這樣的示例中，由質量空氣流量傳感器測量的氣流在602是成比例的。例如，確定多少百分比的氣流被傳送通過節(jié)氣門旁路和多少百分比的氣流流過節(jié)氣門。例如，傳送通過節(jié)氣門旁路的氣流百分比可以基于節(jié)氣門旁通閥的打開和節(jié)氣門位置而變化。同樣，流過節(jié)氣門的氣流的百分比可以基于節(jié)氣門旁通閥的打開和節(jié)氣門位置而變化。
如上所述，由于在瞬時狀態(tài)期間渦輪的旋轉慣性，離開渦輪的氣流不同于進入節(jié)氣門旁路的氣流。這樣，通過節(jié)氣門旁路的氣流的百分比，并且因此流過渦輪的氣流的百分比可以通過渦輪模型604進行調節(jié)。渦輪模型604可以包括對包括渦輪時間常數(shù)的氣流百分比應用一個或更多個過濾器。例如，渦輪模型604可以是在瞬時狀態(tài)期間量化渦輪的氣流滯后的慣性模型。以這種方式，可以確定流過節(jié)氣門旁路和渦輪并進入進氣歧管的流量。在應用渦輪模型604之后，調節(jié)的氣流和通過節(jié)氣門的氣流百分比在606相加，以確定通過節(jié)氣門下游的進氣歧管的氣流。然后將歧管充填模型608應用于氣流，以確定進入發(fā)動機汽缸的氣流(例如，載荷)。歧管充填模型608可以取決于諸如進氣歧管的尺寸和容積、發(fā)動機轉速和可變閥門正時等的參數(shù)。繼續(xù)參考圖5，一旦計算出進入汽缸的氣流之后，可以根據(jù)實際的氣流調節(jié)諸如燃料噴射正時和/或燃料噴射量的一個或更多個運轉參數(shù)。例如，可以響應于由于渦輪旋轉加快或旋轉變慢的延遲引起的氣流的變化，調節(jié)一個或更多個運轉參數(shù)。在一個示例中，響應氣流的減少而減少燃料噴射量。氣流的減少可能是由于節(jié)氣門開口的增大和在瞬時狀態(tài)期間由于渦輪旋轉慣性引起的氣流變化的滯后。作為另一個示例，響應進入發(fā)動機汽缸的氣流的減少，延遲燃料噴射正時。以這種方式，例如，在瞬時工況期間，可以提高空氣/燃料比控制的準確性并且可以減少排氣排放。在一些示例中，在514，可以基于氣流對節(jié)氣門位置的穩(wěn)態(tài)映射和節(jié)氣門的壓力變化，來調節(jié)運轉參數(shù)。例如，響應由于渦輪的旋轉慣性引起的通過節(jié)氣門旁路的氣流的減少，可以調節(jié)節(jié)氣門位置從而使得在瞬時工況期間使其更遠和/或更快地移動從而增加通過節(jié)氣門的氣流。例如，在考慮到渦輪的時間常數(shù)之后，修改的節(jié)氣門位置可以基于輸送瞬時狀態(tài)期間的期望氣流(例如瞬時氣流)所需要的節(jié)氣門位置的計算。以這種方式，例如，在瞬時工況期間，可以提高輸送期望扭矩的準確度，因而，增加駕駛性能/操作性能。在一些示例中，例如在傾斜(tip in)期間，當要求氣流的較大的增加時，可以關閉節(jié)氣門旁通閥。以這種方式，所有進氣流對發(fā)動機汽缸可用，而沒有由于渦輪增壓器的旋轉慣性引起的滯后。因此，在瞬時發(fā)動機工況期間，可以調節(jié)一個或更多個運轉參數(shù)，從而使得可以提高發(fā)動機運轉效率和/或排氣排放和/或操作性能。圖7示出圖示說明在瞬時工況期間由于渦輪的旋轉慣性引起的氣流滯后的曲線圖。實線702示出隨時間變化的節(jié)氣門位置。如圖所示，該節(jié)氣門位置在第一位置開始并且在時刻h和t2之間打開到第二位置。實線704示出通過節(jié)氣門到進氣歧管的理想的氣流。理想的氣流對應于節(jié)氣門開口使得當節(jié)氣門打開(或關閉)時，進入進氣歧管的氣流增力口 (或減少)對應節(jié)氣門開口變化的量。虛線706示出通過節(jié)氣門和節(jié)氣門旁路到進氣歧管的實際的氣流。如圖所示，在節(jié)氣門開口增大和在氣流增加之間存在氣流增加的滯后。例如，直到在時刻t2之后的某個時刻才達到理想的氣流。這是由于例如在渦輪的速度變化時渦輪的旋轉慣性所致。圖8示出圖示說明上面參考圖5所描述的修改的節(jié)氣門控制的曲線圖。實線802示出在瞬時發(fā)動機工況期間的時間內標準的節(jié)氣門位置(例如，圖7中由線702所示的節(jié)氣門位置)。像圖7所示的示例一樣，節(jié)氣門位置在第一位置開始并且在時刻h和時刻t2之間打開到第二位置。虛線804示出修改的節(jié)氣門位置。如圖所示，根據(jù)修改的節(jié)氣門控制，該節(jié)氣門打開的量大于在時刻ti開始和在時刻t3結束時的標準節(jié)氣門的量。實線806示出在不包括節(jié)氣門渦輪發(fā)電機的系統(tǒng)中通過對應于由線802所示的節(jié)氣門位置的節(jié)氣門的氣流。白點線808示出在包括節(jié)氣門渦輪發(fā)電機的系統(tǒng)中，例如上面參考圖1所描述的發(fā)動機系統(tǒng)中在瞬時狀態(tài)期間通過節(jié)氣門的氣流。如圖所示，通過節(jié)氣門的氣流達到對應于在時刻t3的第二節(jié)氣門位置的氣流，由于通過節(jié)氣門的氣流減少，時刻t3比t2遲。黑點線810示出當根據(jù)對應于節(jié)氣門位置線804的修改的節(jié)氣門控制來調節(jié)節(jié)氣門位置時通過節(jié)氣門的氣流。如圖所示，通過調節(jié)包括節(jié)氣門渦輪發(fā)電機的系統(tǒng)中的節(jié)氣門位置，在瞬時狀態(tài)期間，通過節(jié)氣門的氣流基本等于通過不包括節(jié)氣門渦輪發(fā)電機的系統(tǒng)中的節(jié)氣門的氣流。因此，可以執(zhí)行程序，例如上面參考圖5所描述的程序500，其中節(jié)氣門控制被修改以在瞬時工況期間調節(jié)節(jié)氣門位置。以這種方式，在瞬時工況期間，通過節(jié)氣門的氣流可以基本保持相同并且可以保持期望的扭矩。應注意到，本文包括的示例性控制和估算程序可以與各種發(fā)動機和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。本文描述的具體程序可以表示任何數(shù)目的處理策略中的一個或更多個，例如事件驅動的、中斷驅動的、多任務的、多線程的等。因此，所示的各種動作、操作或功能可以以所示的順序進行、并行進行或在一些情況下可以省略。同樣，處理的次序不是實現(xiàn)本文所述的示例性實施例的特征和優(yōu)點所必須要求的，，而是為了容易說明和描述而提供。一個或更多個所示的動作或功能依據(jù)所用的特定策略可以重復地進行。而且，所述的動作可以圖示地表示被編程到發(fā)動機控制系統(tǒng)中的計算機可讀儲存介質中的編碼。應當明白，本文所公開的配置和程序實質上是示例性的，并且這些具體的實施例不被認為是限制性的，因為許多變化是可能的。例如，上述技術可以用于V-6、L-4、L-6、V-12、對置4缸以及其他發(fā)動機類型。本公開的主題包括本文所公開的各種系統(tǒng)和配置、以及其他特征、功能和/或性質的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。所附的權利要求具體指出被視為新穎的和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權利要求可能提到“一種”元件或“第一”元件或其等同物。這些權利要求應當被理解為包括一個或更多個這種元件的結合，既不要求也不排除兩個或更多個這種元件。所公開的特征、功能、元件和/或性質的其他組合和子組合可以通過修改本權利要求或在本申請和相關申請中提出新權利要求來主張。這種權利要求，比原權利要求在范圍上無論是更寬、更窄、相等或不同都被認為包含在本發(fā)明的主題內。
權利要求
1.一種用于發(fā)動機的方法，包括當電池的電荷狀態(tài)小于門限時，引導進氣通過繞過設置在所述發(fā)動機的進氣通道中的節(jié)氣門的節(jié)氣門旁路并通過渦輪，從而驅動輔助發(fā)電機；和經由所述輔助發(fā)電機為所述電池充電。
2.根據(jù)權利要求1的方法，進一步包括在所述發(fā)動機所在的車輛的減速期間，經由所述輔助發(fā)電機和主發(fā)電機為所述電池充電。
3.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述門限是第一高門限值，并且進一步包括當所述電荷狀態(tài)小于第二低門限值時經由所述輔助發(fā)電機對所述電池充電。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述門限是第一高門限值，并且進一步包括在所述發(fā)動機所在的車輛的減速期間，當所述電荷狀態(tài)小于第二低門限值時經由所述輔助發(fā)電機和主發(fā)電機對所述電池充電。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述門限是第一高門限值，并且進一步包括當所述電荷狀態(tài)小于第二低門限值并且車輛并不在減速時經由所述輔助發(fā)電機和主發(fā)電機對所述電池充電。
6.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述門限是第一高門限值，并且進一步包括當所述電荷狀態(tài)小于第二低門限值并且主發(fā)電機退化時經由所述輔助發(fā)電機對所述電池充電；并且進一步包括調節(jié)可變閥門正時、排氣再循環(huán)、傳動比、汽缸停用、真空泵和空氣燃料比中的一個或更多個，從而當所述主發(fā)電機退化時增加經由所述輔助發(fā)電機的充電。
7.一種用于發(fā)動機的方法，包括在第一狀態(tài)下，弓I導進氣通過繞過設置在所述發(fā)動機的進氣管道中的節(jié)氣門的節(jié)氣門旁路并且通過渦輪，從而驅動輔助發(fā)電機以維持電池的電荷狀態(tài)；和在第二狀態(tài)下，調節(jié)發(fā)動機運轉參數(shù)從而增加經由所述輔助發(fā)電機對電池的充電。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其中所述第二狀態(tài)包括所述電池的所述電荷狀態(tài)小于門限并且主發(fā)電機退化，并且進一步包括通過調節(jié)可變閥門正時、排氣再循環(huán)、傳動比、汽缸停用、真空泵和空氣燃料比中的一個或更多個，來增加在所述節(jié)氣門的下游的所述發(fā)動機的進氣歧管中的真空，從而增加經由所述渦輪對所述電池的充電；其中通過降檔來調節(jié)所述傳動比從而增加所述進氣歧管中的真空；減少排氣再循環(huán)的量以增加所述進氣歧管中的真空；減少所述空氣燃料比以增加所述進氣歧管中的真空。
9.根據(jù)權利要求8的方法，其中所述第一狀態(tài)包括所述發(fā)動機所在的車輛的減速，并且進一步包括在所述第一狀態(tài)下，經由所述輔助發(fā)電機和主發(fā)電機對所述電池充電。
10.一種用于發(fā)動機的系統(tǒng)，包括設置在所述發(fā)動機的進氣通道中的節(jié)氣門；配置成將進氣從所述節(jié)氣門的上游的位置傳送到所述節(jié)氣門的下游的位置的節(jié)氣門芳路;設置在所述節(jié)氣門旁路中的渦輪，所述渦輪被配置成驅動與電池電連通的輔助發(fā)電機，所述電池進一步與主發(fā)電機電連通；和控制器，所述控制器被配置成識別所述電池的電荷狀態(tài)，并且基于所述電池的所述電荷狀態(tài)和運轉參數(shù)用所述主發(fā)電機和所述輔助發(fā)電機的一個或更多個對所述電池充電。
11.根據(jù)權利要求10的系統(tǒng)，其中所述控制器被進一步配置成確定所述發(fā)動機所在的車輛是否正在減速，并且所述控制器進一步被配置成當所述電池的所述電荷狀態(tài)小于第一高門限值并且所述車輛正在減速時用所述主發(fā)電機和所述輔助發(fā)電機對所述電池充電。
12.根據(jù)權利要求10的系統(tǒng)，其中所述控制器進一步被配置成確定所述發(fā)動機所在的車輛是否正在減速，并且所述控制器進一步被配置成當所述電池的所述電荷狀態(tài)小于第一高門限值并且大于第二低門限值并且車輛不是正在減速時用所述輔助發(fā)電機對所述電池充電。
13.根據(jù)權利要求10的系統(tǒng)，其中所述控制器進一步被配置成識別所述主發(fā)電機的退化，并且響應所述主發(fā)電機退化的識別，在所述電池的所述電荷狀態(tài)小于第一高門限值時用所述輔助發(fā)電機對所述電池充電，并且所述控制器進一步被配置成調節(jié)可變凸輪正時、排氣再循環(huán)、傳動比、汽缸停用、真空泵和空氣燃料比中的一個或更多個從而增加由所述輔助發(fā)電機的充電。
14.一種方法，包括 在發(fā)動機系統(tǒng)中具有繞過設置在所述發(fā)動機系統(tǒng)的進氣通道中的節(jié)氣門的節(jié)氣門旁路，所述節(jié)氣門旁路包括與輔助發(fā)電機連通的渦輪，在瞬時工況期間基于進入發(fā)動機汽缸的氣流來調節(jié)運轉參數(shù)。
15.—種用于發(fā)動機的方法,包括 基于進入發(fā)動機的氣流，調節(jié)節(jié)氣門旁通閥，以引導至少部分氣流通過繞過設置在所述發(fā)動機的進氣通道中的節(jié)氣門的節(jié)氣門旁路并到達耦連于輔助發(fā)電機的渦輪。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于發(fā)動機的方法和系統(tǒng)。描述了用于發(fā)動機系統(tǒng)的各種系統(tǒng)和方法，該發(fā)動機系統(tǒng)包括節(jié)氣門渦輪發(fā)電機，該節(jié)氣門渦輪發(fā)電機具有驅動輔助發(fā)電機并且設置在節(jié)氣門旁路中的渦輪。在一些示例中，響應進入發(fā)動機汽缸中的氣流，來控制節(jié)氣門旁通閥從而調節(jié)通過該節(jié)氣門旁路的氣流。在其他示例中，基于發(fā)動機的瞬時工況，來控制諸如節(jié)氣門位置的運轉參數(shù)。在又一些示例中電池的充電在輔助發(fā)電機和主發(fā)電機之間協(xié)調。
文檔編號F02B63/04GK103047029SQ201210385010
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月11日 優(yōu)先權日2011年10月12日
發(fā)明者T·G·里昂, J·A·迪馬克, J·D·拉塞爾 申請人:福特環(huán)球技術公司