[发明专利]电辅助的发动机制动

说明书

本公开提供了“电辅助的发动机制动”。提供了用于电辅助的发动机制动的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括在发动机制动期间由电动马达操作涡轮增压器以增加流向发动机进气口的气流。进入所述发动机进气口中的所述增强的气流增加排气歧管压力，因此增加通过发动机制动提供的制动力。

技术领域

本说明书总体上涉及用于车辆中的发动机制动的方法和系统。

背景技术

在柴油动力和稀薄燃烧增压的汽油动力车辆中，归因于去往发动机的无节流气流，通过释放加速踏板可能无法实现发动机的期望减速速率。相反，对气流的限制可以取决于直接在流动路径中的部件的流动能力，包括空气净化器、诸如涡轮增压器压缩机的增压装置、中间冷却器、进气歧管以及气缸盖中的端口和进气门开口。在没有额外辅助的情况下，发动机的减慢可以仅依赖于机械制动器，从而使机械制动器容易过热并且经受频繁使用，因此加速机械制动器的退化。

可以通过向车辆适配排气制动器来辅助柴油发动机的减速。排气制动器包括用于增加车辆的排气歧管和气缸中的排气压力的机构，从而引起抵抗气缸活塞的压缩冲程的背压，同时还减少通过发动机的新鲜气流。可以通过限制从排气歧管流出的排气流来减小发动机扭矩，限制排气流可以通过在排气涡流上游向发动机适配排气门或通过关闭可变几何涡轮增压器(VGT)的叶片来实现。当叶片被关闭时，VGT叶片之间的开口变窄，从而限制指向涡轮以驱动VGT的旋转的排气量并且允许压力在排气歧管中累积。

排气制动可以与混合动力电动车辆(HEV)中的再生制动结合使用，以进一步有助于在请求制动时减慢车辆速度。在再生制动期间，HEV的电动马达可以充当发电机，从而恢复用于制动的动能并且件能量储存在联接到马达的能量储存装置(诸如车辆电池)中。将再生制动与排气制动相结合进一步减轻与施加机械制动器来减小车辆速度相关联的磨损和消耗，并且还通过在制动事件期间对车辆电池充电来增加HEV的燃料经济性。

由排气制动器提供的制动扭矩的量可以基于在排气歧管与发动机的进气歧管之间产生的压力梯度。排气歧管中的压力可以由在使用VGT时关闭的VGT叶片的最小宽度或流动面积和/或在使用VGT或排气门时发动机的最大进气流速决定。在一些示例中，VGT的最小流动面积和发动机的最大进气流速可能无法允许对排气流进行充分限制以产生足够减小车辆速度的排气压力。

解决无效排气制动的尝试包括向发动机适配机械增压器以增加排气歧管中的压力。一种示例方法由Hirai等人在日本申请号JPH0988619中展示。其中，机械增压器在排气制动期间操作，从而通过致动改变从进气歧管到排气管的机械增压空气的流动的开关来将增压空气直接供应到排气门上游的排气管。当排气制动器激活后命令排气门关闭从而阻止排气流向涡轮增压器发动机时，排气歧管压力增加。排气制动可以与再生制动结合使用以对电池再充电，从而向机械增压器的电动马达供应电力。因此增强由排气制动供应的制动力。

然而，本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，机械增压器增加排气歧管压力的操作不会增加发动机进气歧管的进气流速，并且可能引起发动机制动响应的明显迟滞。同样，可能无法通过调整排气门的开度来调节由机械增压器提供的压力的增加。此外，当电池的荷电状态(SOC)达到100％，继续对电池充电可能导致电池退化。因此，当电池SOC处于100％时，可以不再使用再生制动并且可以增加对机械制动器的依赖。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种方法来解决，所述方法包括响应于电池SOC大于阈值SOC而在发动机制动期间消耗来自电池的电能以增加制动扭矩的量。以此方式，可以通过发动机制动和再生制动两者始终地增强制动力。