[发明专利]管理具有可变几何涡轮增压器的混合动力系中的零踏板操纵

说明书

一种混合动力系包括内燃发动机，内燃发动机具有以发动机转速旋转的曲轴、以及具有压缩机和涡轮的可变几何涡轮增压器(VGT)。该涡轮具有涡轮翼片，并且配置成响应于来自发动机的排气流而旋转，从而旋转压缩机。电机配置成在动力系的预定操作模式完成时选择性地将马达扭矩传递到曲轴。发动机和电机具有响应于加速和制动请求的对应速度。控制器执行一种方法，在该方法中，控制器响应于发动机转速使涡轮翼片的翼片位置与电机的马达扭矩相协调，在加速和制动请求都为零的零踏板操纵期间这样做。

引言

动力系可以包括具有涡轮增压器的内燃发动机，该涡轮增压器压缩发动机进气歧管上游的进气气流。涡轮增压器的操作迫使额外的氧气进入发动机燃烧室。在涡轮增压器内，涡轮可以同轴地联接到压缩机。来自发动机的排气流通过涡轮作用在布置在涡轮内的翼片上，这又引起涡轮和压缩机旋转。压缩机的操作最终提高了发动机的总功率和效率。

如本领域中所使用的，术语“纵横比”是指螺旋锥形入口到上述涡轮(即，涡轮蜗壳)的面积与位于涡轮中心处的叶轮的半径的比率。纵横比最终影响涡轮增压器的功率输出响应。这种响应中的延迟(称为“涡轮迟滞”)可表现为加速期间延迟的节气门响应，其中涡轮迟滞在低发动机转速和低发动机负载下最明显。可变几何涡轮增压器(VGT)组件具有可移动的涡轮翼片，其在涡轮内的位置可实时调节。改变基于发动机转速的翼片位置，最终改变纵横比。因此，相对于具有固定纵横比的涡轮增压器，通过VGT实时调节纵横比的能力提高了发动机的总体运行效率。

发明内容

本文公开了一种混合动力系，其包括具有可调节涡轮翼片的VGT组件、联接至内燃发动机的电机、以及控制器。该控制器配置成用于在零踏板操纵期间(即，加速请求和制动请求都为零的时间段)用来自该电机的请求扭矩来协调涡轮翼片的翼片位置。在车辆实施例中，例如在滑行或发动机起动之后，这样的时间段通常先于节气门踩踏操纵。因此，本文公开的控制方法旨在优化随后的踩踏操纵的效率和性能。

特别是在轻度混合动力应用中，例如在带式交流发电机起动机(BAS)构造中，电机用作起动马达以起动发动机，而非作为提供驱动扭矩主要来源的牵引马达。在零踏板操纵期间使用本电机可能产生不期望的驾驶感，例如重制动感。这种效果是由于给电机供电的电池组正在主动充电时马达摩擦增加造成的。当释放加速器踏板并且不施加制动踏板时，这种不期望的制动感可能显现出来。

同时，涡轮翼片位置通常在节气门踩踏之前处于完全关闭位置，以确保在随后的节气门踩踏事件期间扭矩响应更迅速。然而，全关闭涡轮翼片增加了发动机摩擦。因此，本文公开的控制器配置为在零踏板操纵期间，以在对电池组的能量回收和驱动质量之间提供折衷的方式，利用涡轮翼片位置来协调由电机传递到发动机的扭矩，从而减轻上述的重制动感，同时确保踩踏响应更快。

在如本文详细描述的示例性实施例中，混合动力系包括例如柴油发动机的内燃发动机、电机和控制器。发动机的曲轴以发动机转速旋转。发动机包括VGT，该VGT具有经由轴联接在一起的压缩机和涡轮。涡轮包括可调节的或可移动的涡轮翼片，其中该涡轮响应于来自经过涡轮的发动机的排气流而旋转，这又引起联接的压缩机旋转。

在动力系的预定操作模式(例如发动机停止事件或滑行事件)完成时，电机选择性地将马达扭矩传递到曲轴。发动机和电机具有响应于加速和制动请求的对应速度。控制器使涡轮翼片的翼片位置与电机器输出的马达扭矩协调，以响应于输入信号，且输入信号包括发动机转速。控制动作发生在加速和制动请求都为零的零踏板操纵期间，例如在车辆的驾驶员正在巡航时或在发动机停止事件之后。

动力系可以包括加速器踏板和制动器踏板，其中加速和制动请求分别经由控制器基于加速器踏板和制动器踏板的相应测量位置来确定。可替代地，加速和制动请求可以由控制器自主产生。

控制器的输入信号还可以包括发动机的燃烧模式。

在一些实施例中，该控制器被编程为确定用于踩踏操纵的电机的要求扭矩容量，并且包括由翼片位置索引的查找表。控制器使用发动机转速提取涡轮的第一要求翼片位置，其中第一要求翼片位置对应于第一要求扭矩容量。