CN112431680A - 用于在发动机冷起动期间控制增压的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于在发动机冷起动期间控制增压的***和方法”。提供了用于在发动机冷起动期间使用电机作为发电机来控制增压的***和方法。在一个示例中，一种方法可以包括：接收在所述发动机冷起动期间增加发动机负荷的请求；确定电池的可用容量；将所述电机充当发电机以利用电气负荷增加所述发动机负荷；以及响应于所述电池的所述可用容量小于电量阈值，利用所述电气负荷对所述电池充电，同时通过经由所述电池对电动增压装置供电来利用电动增压装置产生增加的增压压力；以及协调所述增加的增压压力的量以补偿所述电气负荷。通过在所述发动机冷起动期间增加所述发动机负荷，可以升高排气温度以实现催化剂起燃。

Description

用于在发动机冷起动期间控制增压的***和方法
技术领域
本说明书总体上涉及用于操作车辆中的电机、具体地用于使用电机作为发电机来在发动机冷起动期间控制增压的***和方法。
背景技术
与汽油发动机相比，柴油发动机可以提供高扭矩并提高燃料经济性。然而，柴油排气的温度低于许多汽油发动机的排气的温度。因此，在发动机冷起动之后，柴油发动机的排气***中的催化剂可能需要更长时间才能达到实现高催化剂效率的温度阈值(例如，催化剂起燃温度)。此外，许多柴油发动机进行涡轮增压以增加发动机输出，并且排气热量被涡轮增压器提取。因此，更少的排气热量可用于起燃催化剂。由于延长催化剂达到其起燃温度之前的时间量，因此在一些示例中，车辆排放可能增加。
解决加快柴油发动机***中的催化剂起燃的其他尝试包括在冷起动期间增加发动机的负荷。Peters等人在美国专利6,657,315中示出了一种示例性方法。其中，电动马达/发电机用于在冷起动条件期间产生负扭矩以便增加发动机上的负荷。负荷增加会增加排气质量流量和热量，由此缩短催化转化器的起燃时间。
然而，本文的发明人已认识到此类***的潜在问题。作为一个示例，当***电池的荷电状态(SOC)大于阈值量(例如，***电池充满电)时，***电池可能无法接受另外的电量。因此，发动机起动时***电池的SOC可能无法实现当使用电动马达/发电机来增加发动机负荷并由此实现催化剂起燃时可能发生的长时间充电。
发明内容
因此，本发明人已经提供了至少部分解决以上问题的***和方法。一个示例包括一种方法，所述方法包括：接收在发动机冷起动期间增加发动机负荷的请求；确定电池的可用容量；将电机充当发电机以利用电气负荷增加所述发动机负荷；以及响应于所述电池的可用容量小于电量阈值，利用所述第一电气负荷对所述电池充电，同时通过经由所述电池对电动增压装置供电来利用所述电动增压装置(例如，涡轮增压器)产生增加的增压压力，以及协调所述增加的增压压力的量以补偿所述电气负荷。通过这种方式，即使所述电池充满电，所述电机也可以用于增加所述发动机上的所述负荷以在发动机冷起动期间加快催化剂加热。
在一个示例中，可以基于将由所述电动增压装置消耗的电气负荷来确定目标增压压力。然而，在一些示例中，所述电动增压装置可以产生与所述目标增压压力不同的增压压力。因此，可以调整进气节气门和所述电动增压装置的涡轮的旁路阀中的一者或多者以使所述增压压力与所述目标增压压力匹配。在其中所述涡轮是可变喷嘴涡轮(VNT)的附加或替代示例中，可以调整VNT的纵横比(aspect ratio)。通过这种方式，所述电动增压装置可以消耗来自所述电池的电量以通过受控方式产生增压压力，由此有助于在所述发动机负荷增加期间维持排放。在一些示例中，可以使用过量增压压力来延迟点火正时，从而提高燃料经济性并由此减少排放。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求书唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示出了具有被配置有电动辅助的增压发动机***的车辆的示例性实施例的示意图。
图2示出了车辆控制器的高级输入-输出图，所述车辆控制器可操作以在发动机冷起动期间调整发动机负荷。
图3A和图3B示出了用于在发动机冷起动期间将车辆中的电机充当发电机的方法的流程图。
图4示出了作为电动增压装置的进气质量空气流量的函数的最大压缩机压力比的映射图。
图5示出了在发动机冷起动期间调整电机和电动增压装置的第一操作的预示性示例。
图6示出了在发动机冷起动期间调整电机和电动增压装置的第二操作和第三操作的预示性示例。
图7示出了在发动机冷起动期间调整电机和电动增压装置的第四操作和第五操作的预示性示例。
具体实施方式
以下描述涉及用于诸如在图1的发动机***中使用电机作为增压发动机***中的发电机来调整发动机负荷的***和方法。控制器可以被配置为执行控制程序以调整发动机负荷，由此可以处理一个或多个接收到的输入以产生一个或多个输出，如图2所示。例如，控制程序可以是在图3A和图3B处描绘的用于在发动机冷起动期间将电机充当发电机以调整发动机负荷的方法。其中，控制程序可以诸如通过使用在图4处所描绘的映射图基于电动增压装置的目标质量空气流量来查找最大压缩机压力比。图5至图7处示出了预示性示例，所述预示性示例示出了在发动机冷起动期间电机和电动增压装置的协调操作。
现在参考图1，示意性地描绘了示例性混合动力车辆***100的各方面，所述混合动力车辆***包括发动机***101，所述发动机***具有联接在车辆102中的发动机10。在所描绘的示例中，车辆102是混合动力电动车辆，所述车辆具有可用于一个或多个车轮47的多个扭矩源。在所示的示例中，车辆102的动力传动***包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器接合时，发动机10和电机52经由变速器48连接到车轮47。在所描绘的示例中，第一离合器53a设置在发动机10与电机52之间，并且第二离合器53b设置在电机52与变速器48之间。控制器12可以向每个离合器的致动器发送信号，以接合或脱离给定的离合器，由此将发动机10与电机52和与其连接的部件连接或断开，和/或将电机52与变速器48和与其连接的部件连接或断开。例如，当离合器53a、53b接合时，来自发动机10的扭矩可以经由曲轴40、变速器48和动力传动***轴84传递到车轮47。变速器48可以是齿轮箱、行星齿轮***或另一类型的变速器。变速器48可以是定比变速器，所述定比变速器包括多个齿轮比以允许发动机10以与车轮47不同的转速旋转。通过改变第一离合器53a的扭矩传递能力(例如，离合器滑移量)，可以调制经由动力传动***轴84中继到车轮47的发动机扭矩量。
电机52可以是联接在发动机10与变速器48之间的传动系中的HEV马达。在其他示例中，电机52可以是曲轴集成式起动机/发电机(CISG)。CISG可以联接到发动机10的输出轴，使得在混合动力车辆***100的起动期间，CISG可以提供扭矩来转动发动机10，由此促进发动机10的起动。在一些情况下，CISG可以供应扭矩输出，以补充或替代发动机扭矩。此外，CISG可以供应负扭矩输出(即，吸收传动系扭矩)，所述负扭矩输出可以被转换为电能，诸如用于对***电能存储装置45或***电池45充电。应当明白，尽管***电能存储装置45在本文中被描绘为电池，但是在其他示例中，***电能存储装置45可以是电容器。
动力传动***可以通过各种方式配置，这些方式包括并联、串联或混联式混合动力车辆。在电动车辆实施例中，***电能装置(诸如***电池45)可以联接到传动系。***电池45可以是牵引电池，所述牵引电池将电力输送到电机52以向车轮47提供扭矩。
在一些实施例中，电机52还可以充当发电机以例如在制动操作期间提供电力以对***电池45充电。在其他实施例中，电机52可以在发动机冷起动期间(例如，当一个或多个发动机工况指示发动机冷起动时)充当发电机。在此类事件期间，被包括在排放控制装置170(下面进一步详细描述)中的一个或多个排气后处理部件可能尚未被充分加热到实现起燃。为了加速这种起燃，可以增加进气质量空气流量，这相应地增加发动机负荷并由此升高排气温度。增加的发动机负荷可以被机械地传递到电机52以对作为发电机的电机52供电。然后可以使用由电机52产生的所得电气负荷或电流来对***电池45充电。
***电池45可以将存储在其中的电量的至少一部分放电到电动马达108以对电动增压装置103供电。在一些实施例中，***电池45可以被充电到或接近100％荷电状态(SOC)。在此类实施例中，***电池45可能无法从例如电机52接受电气负荷。控制程序(诸如下面参考图3A和图3B描述的示例性控制程序)可以在控制器12中实施，所述控制器可以被包括在控制***14中，以确定在发动机冷起动期间***电池45的SOC何时大于电量阈值。当SOC小于电量阈值时，可以使用电机52来增加发动机负荷。例如，控制器12可以请求增加发动机扭矩以克服电机52的制动扭矩，从而导致通过发动机10的质量空气流量增加和电量产生。增加的质量空气流量可以加速排放控制装置170的一个或多个排气后处理部件的起燃，而产生的电量可以存储在***电池45处。相比之下，当SOC大于电量阈值时，***电池45可能无法从电机52接受另外的电量，并且可以替代地将电气负荷的至少一部分(负效率损耗)传递到电动马达108以对电动增压装置103供电。例如，电动增压装置103可以消耗与通过操作电机52产生的电气负荷成比例的电气负荷，以在发动机10上提供(负)制动扭矩。通过这种方式，混合动力电动车辆***中的电机可以充当发电机以接受增加的发动机负荷，由此促进发动机和催化剂预热。
应当明白，在包括非电动车辆实施例的其他实施例中，***电池45可以是联接到交流发电机46的典型的起动、照明、点火(SLI)电池。交流发电机46可被配置为使用在发动机运行期间从曲轴40汲取的发动机扭矩来对***电池45充电。另外，交流发电机46可基于发动机10的一个或多个电气***(诸如一个或多个辅助***，包括暖通空调(HVAC)***、车灯、车载娱乐***和其他辅助***)的对应的电气需求来对它们供电。在一个示例中，在交流发电机46上汲取的电流可以基于驾驶室冷却需求、电池充电需要、其他辅助车辆***需求和马达扭矩中的每一者而不断变化。电压调节器可联接到交流发电机46以便基于***使用要求(包括辅助***需求)来调节交流发电机46的功率输出。如本文所述，在交流发电机46劣化的条件期间，可以经由电机52和电动辅助马达108中的一者或多者来实现电池充电。
在所描绘的实施例中，发动机10是被配置有涡轮增压器15的增压发动机。涡轮增压器15包括压缩机114，所述压缩机经由涡轮增压器轴19机械地联接到涡轮116并由所述涡轮驱动，涡轮116由膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，涡轮增压器15可以是双涡流装置。在另一个实施例中，涡轮增压器15可以是可变几何涡轮增压器(VGT)或可变喷嘴涡轮(VNT)，其中涡轮几何形状根据发动机工况而主动地变化。
涡轮增压器15还可以被配置为电动增压器装置103，所述电动增压器装置具有电动马达108(在本文中也被称为电动辅助马达108或电动增压辅助马达108)，所述电动马达被配置为向压缩机114、涡轮116或涡轮增压器轴19提供电动辅助。在所描绘的示例中，电动马达108联接到涡轮增压器轴19，但是在其他示例中，电动马达108可以选择性地联接到压缩机114或涡轮116。电动马达108可以由车载能量存储装置(诸如***电池45)供电。电动马达108可以另外或替代地由交流发电机46供电。
电动马达108可以被配置为马达-发电机。因此，在需要电动辅助以便增压累积的条件期间，电动马达108可以提供正扭矩以驱动涡轮增压器轴19的离心压缩机以增加瞬态增压压力输送。然而，电动马达108还能够通过“制动”涡轮增压器轴19来进行能量再生。其中，可以将负扭矩施加到压缩机114(或涡轮增压器轴19)，从而降低压缩机转速并且同时对联接到电动马达108的***电池45充电。被输送到电动马达108的电力的量可以改变以便调整电动增压装置103的输出。在一个示例中，可以增加被输送到电动马达108的电力的量来向涡轮增压器轴19提供正扭矩以增大压缩机114的转速。由于此类电动辅助，电动增压装置103的压缩机114可以快速地自旋加快，从而减小涡轮迟滞。在另一个示例中，可以由用作发电机的电动马达108产生一定量的电力来向涡轮增压器轴19提供负扭矩以降低压缩机114的转速。由于此类再生作用，涡轮116可以快速地自旋减慢，从而减少过度增压。
新鲜空气沿着进气通道42经由气箱112引入发动机10中并且流到压缩机114。空气然后在压缩机114处压缩并引入发动机10中。通过调整压缩机再循环阀(CRV)62的开度，被涡轮增压器15压缩的空气也可以通过压缩机再循环通道60从压缩机114的出口再循环到入口。CRV 62可以是连续可变阀或者可能是可变离散阀，并且增大CRV 62的开度可以包括致动(或激励)CRV 62的螺线管(如果离散的话)或者诸如H桥的马达控制器(如果连续的话)。
压缩机114通过增压空气冷却器(CAC)18(在本文中也称为中间冷却器18)联接到节流阀20(在本文中也被称为进气节气门20)。空气从压缩机114通过CAC 18和节流阀20流到进气歧管22。例如，CAC 18可以是空气-空气热交换器或水-空气热交换器。可以使用歧管绝对压力(MAP)传感器124来确定进气歧管压力(例如，进气歧管22内的空气充气的压力)。
进气歧管22可以通过一系列进气门(未示出)联接到一系列燃烧室30。燃烧室30可以进一步经由一系列排气门(未示出)联接到排气歧管36。在所描绘的实施例中，示出了单个排气歧管36。然而，在其他实施例中，排气歧管36可以包括多个排气歧管区段。具有多个排气歧管区段的配置可以使得来自不同燃烧室30的流出物能够被引导至发动机***101中的不同位置。同样地，其中进气歧管22包括多个进气歧管段的配置可以使得源于不同位置的空气能够被引导至发动机***101的不同燃烧室30(通常是气缸组)。此外，进气歧管22可以具有多个进气节气门20(诸如每组一个)。
在一个实施例中，排气门和进气门中的每一者都可以是电子致动或控制的(例如，经由控制***14)。在另一个实施例中，排气门和进气门中的每一者可以是凸轮致动或控制的。无论是电子致动还是凸轮致动，都可以调整排气门和进气门打开和关闭的正时，以便实现期望的燃烧和排放控制性能。例如，可以经由可变凸轮正时***来调整凸轮正时，以将进气凸轮和排气凸轮移动到针对给定工况提供最佳容积效率的位置。
在一些实施例中，发动机10还可以被配置用于选择性的气缸停用，其中可以经由单独的气缸气门机构(包括进气门和排气门凸轮)来选择性地停用单独气缸气门操作，并且可以经由可停用的燃料喷射器来选择性地停用单独气缸燃料加注。
燃烧室30可以被供应一种或多种燃料，诸如汽油、醇燃料共混物、柴油、生物柴油、压缩天然气，等。可以经由直接喷射、进气道喷射、节气门阀体喷射或它们的任何组合来将燃料供应到燃烧室30。在所描绘的示例中，燃料经由燃料喷射器66的直接喷射被提供到每个燃烧室30(尽管图1中仅示出了一个燃料喷射器66，每个燃烧室30都包括与其联接的燃料喷射器)。在其他示例中，燃料喷射器66可以联接到进气门上游的进气道，以经由进气道喷射提供燃料。更进一步地，燃料可以经由包括多个直接喷射器、多个进气道喷射器或其组合的多个燃料喷射器提供到给定的燃烧室30。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料***(未示出)输送到燃料喷射器66。在燃烧室30中，可以经由火花点火和/或压缩点火来引发燃烧。
如图1所示，来自排气歧管36的排气可以被引导至涡轮116以驱动涡轮116。当期望减小的涡轮扭矩时，一部分排气可被替代地引导通过涡轮旁路90(例如，废气门)，从而绕过涡轮116。涡轮旁路致动器(例如，涡轮旁路阀92)可以被致动打开，以经由涡轮旁路90将至少一些排气压力从涡轮116的上游释放到涡轮116下游的位置。通过降低涡轮116上游的排气压力，可以降低涡轮转速。
来自涡轮116和涡轮旁路90的组合流流过排放控制装置170。通常，排放控制装置170可以包括一个或多个排气后处理部件，所述排气后处理部件被配置为减少排气流中的一种或多种物质的量。例如，一个排气后处理部件可以被配置为当排气流较稀时从排气流中捕集氮氧化物(NOx)，并且当排气流较富时还原所捕集的NOx。在其他示例中，排气后处理部件可以被配置为使NOx歧化或者借助于还原剂选择性地还原NOx。在另外的其他示例中，排放控制装置170包括三元催化剂，所述三元催化剂被配置为当还原排气流的NOx时氧化残余碳氢化合物和一氧化碳。具有任何这种功能的不同的排气后处理催化剂可以单独或一起布置在涂层中或排放控制装置170中的其他地方。在一些实施例中，排放控制装置170还可以包括可再生碳烟过滤器，所述可再生碳烟过滤器被配置为捕集和氧化排气流中的碳烟微粒。
来自排放控制装置170的处理后的排气的全部或一部分可以经由排气管道35(在本文中也被称为排气尾管35)释放到大气中。然而，取决于工况，一些排气可以替代地经由包括排气再循环(EGR)冷却器和EGR阀的EGR通道(未示出)而转向到进气通道42。排气可以再循环到压缩机114的入口。排气可以标称地再循环到进气歧管22，其中只有在进气歧管压力小于排气歧管压力时才启用EGR流动。在高负荷条件下，诸如当发动机10进行增压操作并在较高的歧管压力下时，EGR流动可能被禁用。因而，在高负荷条件下EGR流动的效率并不高。
一个或多个传感器可以联接到压缩机114的入口。例如，温度传感器55可以联接到压缩机114的入口以估计压缩机入口温度。作为另一个示例，压力传感器56可以联接到压缩机114的入口以估计进入压缩机114的空气的压力。另外的其他传感器(未示出)可以包括例如空燃比传感器、湿度传感器等。在其他示例中，可以基于发动机工况来推断压缩机入口状况(诸如湿度、温度等)中的一者或多者。传感器可以估计在压缩机入口处从进气通道42接收的进气以及从CAC 18的上游再循环的空气充气的状况。一个或多个传感器还可以联接到压缩机114上游的进气通道42以确定进入压缩机的空气充气的成分和状况。这些传感器可以包括例如大气压力传感器58。另外，节气门入口压力(TIP)传感器59可以联接在CAC 18的下游和节流阀20的上游以估计或测量被输送到发动机10的增压压力。
在操作员踩加速器踏板事件期间，当响应于操作员扭矩需求的增加而从无增压的发动机操作进入有增压的发动机操作时，可能会出现涡轮迟滞。这可能是由于涡轮116自旋加快因涡轮增压器15是较慢作用的压缩装置的延迟而造成的。当发动机10在增压操作时也会发生同样的情况，并且由于车辆操作员增加加速踏板施加，存在瞬态增压需求增加。为了改善涡轮自旋加快，在那些选定条件期间，涡轮旁路阀92可以被致动到更加关闭的位置(例如，到完全关闭位置)。另外，当被包括在电动增压装置103中时，涡轮增压器15可以通过从电动马达108接收正扭矩来得到电动辅助。其中，电动马达108可以通过从电池45汲取电力来向将涡轮116连接到压缩机114的涡轮增压器轴19增加扭矩。
在操作员松加速器踏板事件期间，当从有增压的发动机操作进入无增压(或增压降低)的发动机操作时，可能会出现压缩机喘振。这可能是由于当节流阀20在松加速器踏板的情况下关闭时通过压缩机114的向前流量降低而造成的。通过压缩机114的向前流量的减少可能会引起喘振并降低涡轮增压器性能。另外，喘振可能导致噪声、振动和粗糙性(NVH)问题，诸如来自发动机进气***的不期望的噪声。为了能够在车辆操作的默认模式期间响应于松加速器踏板而快速降低扭矩需求且不引起压缩机喘振，由压缩机114压缩的空气充气的至少一部分可以再循环到压缩机入口。这可以提高压缩机流速以使操作移动远离喘振区域。具体地，CRV 62可以被打开以将(温暖的)压缩空气从CAC 18下游的压缩机114的出口再循环到压缩机114入口。在一些实施例中，压缩机再循环***可以另外或替代地包括再循环通道以将冷却的压缩空气从CAC 18的下游再循环到压缩机114的入口。另外，涡轮旁路致动器92可以移动到更加打开(例如，完全打开)的位置，使得更多的排气流在绕过涡轮116的同时行进到排气尾管35，由此加快涡轮自旋减慢。更进一步地，当被包括在电动增压装置103中时，涡轮增压器15可以通过从电动马达108接收负扭矩来得到电动辅助。其中，电动马达108可以从将涡轮116连接到压缩机114的涡轮增压器轴19移除扭矩，同时对电池45充电。
控制器12可以被包括在控制***14中。控制器12被示为从多个传感器16(其各种示例在本文描述)接收信息并将控制信号发送到多个致动器81(其各种示例在本文描述)。作为一个示例，传感器16可以包括位于涡轮116上游的排气传感器126(其可以是温度或压力传感器)、MAP传感器124、位于涡轮116下游的排气温度传感器128、位于涡轮116下游的排气压力传感器129、压缩机入口温度传感器55、压缩机入口压力传感器56、质量空气流量(MAF)传感器57、大气压力传感器58和TIP传感器59。在本公开的范围内，诸如附加的压力传感器、温度传感器、空燃比传感器和成分传感器的其他传感器可以联接到混合动力电动车辆***100中的各个位置。致动器81可以包括例如节流阀20、CRV 62、电动马达108、涡轮旁路阀92和燃料喷射器66。控制器12可以从各种传感器接收输入数据、处理输入数据，并且采用各种致动器来基于接收到的信号和存储在控制器12的存储器上的指令来调整发动机操作。控制器12可以响应于处理后的输入数据而基于编程在其中的指令或代码来采用致动器81，所述指令或代码对应于一个或多个程序，诸如本文参考图3A和图3B描述的示例性控制程序。作为示例并且如下面参考图2所述，控制器12可以通过逻辑子***传递多个输入(例如，发动机工况、车辆***状况)以输出由图3A和图3B的示例性控制程序使用的参数(例如，电气负荷、增压压力)。然后，示例性控制程序可以指示控制器12采用致动器81来串联地控制电机52和电动增压装置103，以在发动机冷起动期间提供增加的发动机负荷。通过这种方式，可以提供增加的发动机负荷以使排气流预热以加快催化剂起燃。
现在参考图2，描绘了用于车辆控制器(诸如图1的控制器12)的逻辑子***的输入-输出方案的高级图200。参考高级图200描述的另外的部件可以是图1的混合动力电动车辆***100的对应部件的实施例。车辆控制器可以经由一个或多个控制程序操作以在发动机冷起动期间调整发动机负荷。因而，车辆控制器可以将控制逻辑202实施为逻辑子***的非暂时性存储器中的机器可读指令。控制逻辑202可以操作以接收一个或多个输入204，处理一个或多个输入204，并且产生一个或多个输出206。
一个或多个输入204可以包括用于确定发动机操作的当前状态(例如，在发动机冷起动时的状态)的一个或多个发动机工况。例如，一个或多个输入204可以包括排气温度、发动机转速和发动机负荷。一个或多个输入端204还可以包括期望的排气温度，例如期望的催化剂起燃的最低排气温度。一个或多个控制程序可采用的其他参数可以被包括在一个或多个输入204(诸如电池的SOC)中。电池SOC可以指示被包括在车辆中的电池可以在不放电的情况下具有的电量大小。
可以处理一个或多个输入204以产生一个或多个输出206，每个输出可以是一个或多个输入204中的至少一者的函数。一个或多个输出206可以包括增压压力和将由电机产生并由电动增压装置消耗的电气负荷。例如，电机可以充当发电机以增加发动机负荷并产生第一电气负荷。一个或多个输入204可以用于确定可以用于对电池充电(例如，最高充电至电池的总充电容量)的第一电气负荷的量。如果电池不能接受所有的第一电气负荷，则控制器逻辑202可以确定当电池SOC超过电量阈值时电池可以放电的第二电气负荷。第二电气负荷可以由电动增压装置消耗，由此为电动增压装置供电。因而，电动增压装置可以产生增压压力，车辆控制器可以通过各种致动器(例如，进气节气门、涡轮旁路阀、VNT的叶片等)调节所述增压压力。通过这种方式，控制器可以操作以在请求增加发动机负荷时平衡并优化各种发动机和车辆工况。
现在参考图3A和图3B，描绘了用于混合动力电动车辆***的示例性程序300的流程图。例如，混合动力电动车辆***可以是图1的混合动力电动车辆***100。此外，参考程序300描述的部件可以是图1的混合动力电动车辆***100的对应部件的实施例。用于执行程序300和本文中所包括的其他方法的指令可以由控制器(诸如上文参考图1描述的控制器12)基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机***的传感器(诸如上文参考图1描述的传感器和发动机***)接收的信号来执行。例如，传感器55、56、57、58、59、124、126、128、129可以将反馈供应到发动机***101的控制器12。此外，根据下面描述的方法，控制器可以采用发动机***的发动机致动器来调整物理世界中的发动机操作。因而，程序300可以在发动机冷起动期间使电机(诸如图1的电机52)充当发电机以增加发动机负荷。此外，当电池(诸如图1的***电池45)达到电量阈值时，所述电池可以放电以对电动增压装置(诸如图1的电动增压装置103)供电。通过这种方式，可以增大发动机负荷以伴随地升高排气温度，而对整体发动机性能的影响有限。
开始于图3A，在302处，程序300可以包括估计和/或测量电池SOC和一个或多个发动机工况，所述发动机工况包括排气温度(在本文中也被称为实际排气温度)、发动机温度、发动机转速、发动机负荷和排气空燃比。所述一个或多个发动机工况可以由通信地联接到控制器的一个或多个传感器测量(例如，可以直接经由排气温度传感器128测量排气温度)，或者可以基于可用数据来推断(例如，发动机温度可以根据由发动机冷却剂温度传感器测量的发动机冷却剂温度来估计)。
在程序300的执行期间，一个或多个发动机工况可以构成确定另外的车辆操作参数(例如，电气负荷、增压压力等)的变量。此外，程序300可以使用一个或多个发动机工况来推断发动机操作的当前状态。例如，在304处，程序300可以包括确定一个或多个发动机工况是否指示发动机冷起动。指示发动机冷起动的一个或多个发动机工况可以包括例如发动机温度低于发动机起动时的温度阈值。用于发动机冷起动的阈值温度可以是例如发动机的下游所包括的排气催化剂的起燃温度。在一些示例中，用于发动机冷起动的阈值温度可以是发动机的下游所包括的多个排气催化剂中的每一者的起燃温度的函数。作为另一个示例，在发动机起动时，当发动机温度基本上等于环境温度(例如，在环境温度的阈值内，诸如在环境温度的10度内)时，可以指示发动机冷起动。
作为另外的示例，在响应于在发动机长时间不活动之后(诸如在发动机已经不活动的时间大于第一阈值持续时间时)的发动机起动请求而起动发动机时(例如，从零转速转动起动到非零转速，其中燃料和火花被提供以发起燃烧)，可以指示发动机冷起动。例如，第一阈值持续时间可以指代预期发动机冷却到环境温度的时间量。在一个示例中，第一阈值持续时间可以是固定持续时间。在另一个示例中，可以基于在先前发动机停机时的发动机温度和环境温度中的一者或多者来调整第一阈值持续时间。发动机起动可以由车辆操作员诸如经由车辆接通事件而请求，或者由控制器(例如，基于扭矩需求)而请求。
如果一个或多个发动机工况不指示发动机冷起动，例如，如果发动机温度高于用于发动机冷起动的阈值温度，则程序300可以前进到306以维持当前发动机操作。例如，混合动力电动车辆***的电机可以充当马达以对车辆提供动力或者在再生制动期间充当发电机，但是发动机负荷可能不能主动地调整来升高排气温度。程序300然后可以结束。
如果一个或多个发动机工况指示发动机冷起动，例如，如果发动机温度低于用于发动机冷起动的阈值温度，则程序300可以前进到308以基于一个或多个发动机工况来确定期望的发动机负荷增加。例如，期望的发动机负荷增加可以是实际排气温度、发动机转速和发动机负荷的函数。此外，由于发动机负荷可以对应于由发动机输出的扭矩，因此期望的发动机负荷增加可以对应于增加的发动机扭矩。由于期望的发动机负荷增加可以由控制器确定以将实际排气温度升高到期望的排气温度(由此辅助排气催化剂实现起燃)，因此期望的发动机负荷增加可以进一步是期望的排气温度的函数。因此，可以选择期望的发动机负荷增加以在期望的持续时间内将实际排气温度升高预定量(例如，升高到期望的排气温度)。例如，期望的持续时间可以是第一非零持续时间，所述第一非零持续时间对应于用于将总冷起动排放维持在排放阈值以下的预定时间量。用于确定期望的发动机负荷增加的函数连同下面参考程序300描述的其他函数可以连同用于执行所述函数的经验数据一起存储在控制器的存储器中。因而，控制器可以将当前排气温度、期望的排气温度、发动机转速和发动机负荷输入到存储在存储器中的一个或多个查找表、函数或映射图中，所述查找表、函数或映射图可以输出针对输入工况的对应的期望的发动机负荷增加。例如，所述函数可以经由在测功机上操作所述发动机并评估所得的催化剂起燃时间而被参考或索引为已经以经验确定为导致期望的发动机负荷增加的发动机转速、发动机负荷、实际排气温度和期望的排气温度的估计值和/或测量值。
在310处，程序300可以包括基于期望的发动机负荷增加来估计第一电机发电量(charge generation)。电机可以充当发电机以使得发动机负荷能够增加期望的发动机负荷增加，并且因此可以产生电量，在本文中被称为电机发电量。第一电机发电量可以是在第一持续时间内由第一电机负荷或电流产生的电量的总量。即，假设第一持续时间和第一电机负荷，则可以通过将第一电机负荷乘以第一持续时间来确定由电机产生的电量的总量。作为另外的示例，控制器可以将期望的发动机负荷增加和第一持续时间输入到存储在存储器中的一个或多个查找表、函数或映射图中，所述查找表、函数或映射图可以输出针对输入状况的对应的第一电机发电量。
在312处，程序300可以包括基于电池SOC来确定可用电池容量。可用电池容量可以是电池可以基于当前电量水平存储的电量大小。电池SOC可以是指示电池的当前电量水平与电池的总充电容量相比的百分比值。因而，可用电池容量(C可用)可以被认为是电池SOC(SOC)和电池的总充电容量(C总)的函数。例如，可用电池容量可以根据等式(1)确定为：
C可用＝C总–SOC×C总 (1)
在314处，程序300可以包括确定可用电池容量是否小于第一电机发电量。如果可用电池容量被确定为大于或等于第一电机发电量(即，如果电池可以利用第一电机发电量进行充电并且不使第一电机发电量的至少一部分放电也可避免超过电池的总充电容量)，则程序300可以前进到316以将电机充当发电机以产生至少第一电机发电量。结果，在318处，可以将发动机负荷调整至少期望的发动机负荷增加。将发动机负荷调整至少期望的发动机负荷增加可以将实际排气温度升高到至少期望的排气温度。可以通过调整一个或多个发动机操作参数来调整发动机负荷。例如，可以通过增加进气质量空气流量和/或增加对发动机的燃料加注来增加发动机负荷。电机可以在至少第一电机发电量的产生期间在发动机上施加负制动扭矩，由此使得能够增加由发动机产生的正扭矩，同时由电机和发动机两者产生的净扭矩可以继续满足扭矩需求。如在320处指示，然后可以利用至少第一电机发电量对电池充电。电机可以经由至少第一电机负荷向电池提供至少第一电机发电量。因此，可以在不操作电动增压装置的情况下实现至少期望的发动机负荷增加。程序300然后可以结束。
如果确定可用电池容量小于第一电机发电量(即，如果电池不能在不超过电池的总充电容量的情况下利用第一电机发电量来充电)，则程序300可以前进到322以确定负荷缺口(load gap)。负荷缺口可以是期望的发动机负荷增加与电池能够(例如，基于可用电池容量)接受的电机负荷量之间的差值。
在324处，程序300可以包括基于负荷缺口来确定期望的电动增压装置负荷。即，电动增压装置可以***作以消耗与负荷缺口成比例的电气负荷以避免电池过充电，同时操作电机以产生第一电机负荷。期望的电动增压装置负荷可以低于负荷缺口，因为第一电机负荷的至少一部分在传递到电池然后传递到电动增压装置时可能会损失。作为示例，可以通过将负荷缺口乘以将发动机负荷(例如，动能)转换为第一电机负荷(例如，电能)并且然后将第一电机负荷转换为期望的电动增压装置负荷的效率来确定期望的电动增压装置负荷。因而，在一些示例中，电池可以利用第一电机负荷进行充电，同时提供期望的电动增压装置负荷以对电动增压装置供电。
然而，通过这种方式为电动增压装置供电可能会产生过量的增压压力，在一些示例中，这可能不利于发动机性能。因而，控制器可以调整一个或多个发动机致动器以将增压压力调整到目标增压压力，由此在期望的发动机负荷增加的约束下优化发动机性能。此外，控制器可以适时地协调目标增压压力以将进气质量空气流量相应地改变为目标质量空气流量以补偿期望的发动机负荷增加。例如，在326处，程序300可以包括基于期望的发动机负荷增加来估计目标质量空气流量和目标增压压力。
在328处，程序300可以包括基于目标质量空气流量来查找最大压缩机压力比。通常，压缩机压力比可以是增压压力(例如，压缩机出口压力)与压缩机入口压力的比率。由于压缩机入口压力可以取决于进气质量空气流量，因此压缩机压力比也可以取决于进气质量空气流量。最大压缩机压力比是可能的最高压缩机压力比，并且可以被认为是进气质量空气流量和最大增压压力的函数。控制器可以包括存储在非暂时性存储器中的最大压缩机压力比对进气质量空气流量的依赖性的映射图(例如，表格、曲线)，诸如下面参考图4描述的映射图。因而，控制器可以通过将目标质量空气流量输入到映射图中来查找给定的目标质量空气流量的最大压缩压力比，并且由此确定与目标质量空气流量相对应的最大压缩压力比。
现在参考图4，描绘了包括绘制作为进气质量空气流量的函数的最大压缩机压力比的曲线402的映射图400，其中沿着横坐标绘制进气质量空气流量(在横坐标上从左至右增加)，并且沿着纵坐标绘制最大压缩机压力比(在纵坐标上从下至上增加)。如图所示，曲线402指示最大压缩机压力比可随着进气质量空气流量的增加而增加。可以通过向映射图400提供对应的进气质量空气流量来查找给定的最大压缩机压力比。映射图400可以被存储在车辆控制器(诸如图1的控制器12)上，并且可以由存储在控制器上的一个或多个控制程序(诸如本文参考图3A和图3B描述的示例性控制程序)来采用。
再次参考图3A和图3B并且现在继续参考图3B，在330处，程序300可以包括基于最大压缩机压力比来确定最大电动增压装置负荷。具体地，最大电动增压装置负荷是电动增压装置可消耗的最高电气负荷(即，电动增压装置在最大压缩机压力比下可消耗的电气负荷)。因而，在一些示例中，电动增压装置可能能够仅消耗期望的电动增压装置负荷的一部分。
在332处，程序300可以包括确定期望的电动增压装置负荷是否小于或等于最大电动增压装置负荷。如果确定期望的电动增压装置负荷小于或等于最大电动增压装置负荷，则程序300可以前进到334以将电机充当发电机以产生第一电机发电量。结果，在336处，可以将发动机负荷调整期望的发动机负荷增加。将发动机负荷调整期望的发动机负荷增加可以将实际排气温度升高到期望的排气温度。可以通过调整一个或多个发动机操作参数来调整发动机负荷。例如，可以通过增加进气质量空气流量和/或增加对发动机的燃料加注来增加发动机负荷。电机可以在第一电机发电量的产生期间在发动机上施加负制动扭矩，由此使得能够增加由发动机产生的正扭矩，同时由电机和发动机两者产生的净扭矩可以继续满足扭矩需求。如在338处指示，然后可以利用第一电机发电量对电池充电。电机可以经由第一电机负荷向电池提供第一电机发电量。
如上所述，当电池不能存储第一电机发电量时，电池可以使存储的电量的至少一部分放电以对电动增压装置供电。在其中电动增压装置能够消耗来自电池的此类过量电气负荷的示例中(即，在其中期望的电动增压装置负荷被确定为小于或等于最大电动增压装置负荷的示例中)，电机可以充当发电机以成功地将发动机负荷增加期望的发动机负荷增加并且产生可以从电机传递到电池的第一电机发电量。此外，在340处，程序300可以包括操作电动增压装置以消耗来自电池的期望的电动增压装置负荷。因而，电动增压装置可以通过消耗期望的电动增压装置负荷来从电池汲取电量。换句话说，电池可以通过将电量放电到电动增压装置来为电动增压装置供电。
在342处，程序300可以包括估计和/或测量压缩机入口压力和压缩机压力比。压缩机入口压力可以由邻近压缩机入口设置的传感器输出。例如，压缩机入口压力可以由位于电动增压装置的压缩机上游的压力传感器(诸如图1的压力传感器56)输出。可以基于期望的电动增压装置负荷和目标质量空气流量来估计压缩机压力比。
在344处，程序300可以基于压缩机入口压力和压缩机压力比来确定增压压力。如上所述，由于压缩机压力比可以是增压压力与压缩机入口压力的比率，因此可以通过将压缩机压力比乘以压缩机入口压力来确定增压压力。
返回到332，另一方面，如果确定期望的电动增压装置负荷大于最大电动增压装置负荷，则程序300可以前进到346以基于最大电动增压装置负荷来估计第二电机发电量。如上所述，当电池不能存储第一电机发电量时，电池可以使存储的电量的至少一部分放电以对电动增压装置供电。在其中电动增压装置不能消耗来自电池的此类过量电气负荷的示例中(即，在其中期望的电动增压装置负荷被确定为大于最大电动增压装置负荷的示例中)，电机不能将发动机负荷增加期望的发动机负荷增加，因为电机不能产生大于电池可以存储并且电动增压装置可以消耗的电量的组合电量。电机可以替代地充当发电机以产生第二电机发电量，所述第二电机发电量可以小于第一电机发电量。第二电机发电量可以是在第二持续时间内由第二电机负荷或电流产生的电量的总量，其中第二持续时间可以是产生第二电机负荷的总时间量。
在348处，程序300可以包括将电机充当发电机以产生第二电机发电量。结果，在350处，可以调整发动机负荷。调整发动机负荷可以包括将发动机负荷调整小于期望的发动机负荷增加，因为第二电机发电量可能不足以实现期望的发动机负荷增加。因而，调整发动机负荷可能无法如发动机负荷增加上面在308处确定的期望的发动机负荷增加那样快地将实际排气温度升高到期望的排气温度。然而，发动机负荷仍然可以增加期望的发动机负荷增加的至少一部分，并且实际排气温度仍然可以比发动机负荷不增加时更快地升高。通过这种方式，催化剂起燃可能无法如期望的那样快速地实现，但是仍然可以比典型的发动机操作(例如，没有执行程序300)更快地实现。可以通过调整一个或多个发动机操作参数来调整发动机负荷。例如，可以通过增加进气质量空气流量和/或增加对发动机的燃料加注来增加发动机负荷。电机可以在第二电机发电量的产生期间在发动机上施加负制动扭矩，由此使得能够增加由发动机产生的正扭矩，同时由电机和发动机两者产生的净扭矩可以继续满足扭矩需求。如在352处指示，然后可以利用第二电机发电量对电池充电。电机可以经由第二电机负荷向电池提供第二电机发电量。
此外，在354处，程序300可以包括操作电动增压装置以消耗来自电池的最大电动装置增压负荷。因而，电动增压装置可以通过消耗最大电动增压装置负荷来从电池汲取电量。换句话说，电池可以通过将电量放电到电动增压装置来为电动增压装置供电。
在356处，程序300可以包括估计和/或测量压缩机入口压力。压缩机入口压力可以由邻近压缩机入口设置的传感器输出。例如，压缩机入口压力可以由位于电动增压装置的压缩机上游的压力传感器(诸如图1的压力传感器56)输出。
在358处，程序300可以基于压缩机入口压力和最大压缩机压力比来确定增压压力。如上所述，由于给定的压缩机压力比可以是增压压力与压缩机入口压力的比率，因此可以通过将最大压缩机压力比乘以压缩机入口压力来确定增压压力。
在344或358处确定增压压力时，程序300可以前进到360以确定增压压力是否大于目标增压压力。如果确定增压压力大于目标增压压力，则程序300可以前进到362以主动地将增压压力降低到目标增压压力。减小增压压力可以包括完全打开(例如，电动增压装置的涡轮的)涡轮旁路阀。在其中电动增压装置包括VNT的示例中，减小增压压力可以包括通过例如完全打开VNT的叶片来将VNT的纵横比增加到最大纵横比。在涡轮旁路阀和/或VNT的叶片完全打开时，可以通过相应地调整进气节气门来将增压压力调整到目标增压压力。通过这种方式调整增压压力可以相应地调整发动机空燃比，因为发动机空燃比可能受到进气质量空气流量的影响，如上所述，所述进气质量空气流量可以通过调整增压压力来改变。在一些示例中，可以确定增压压力与目标增压压力之间的增压压力差值。增压压力差值可以是过量增压压力，所述过量增压压力可以适时地用于延迟点火正时，由此调整发动机扭矩。程序300然后可以结束。
如果确定增压压力小于目标增压压力，则程序300可以前进到364以主动地将增压压力增大到目标增压压力。增大增压压力可以包括完全打开进气节气门。在进气节气门完全打开的情况下，可以通过相应地调整(例如，电动增压装置的涡轮的)涡轮旁路阀来将增压压力调整到目标增压压力。此外，在其中电动增压装置包括VNT的示例中，可以通过例如凭借调整VNT的叶片来相应地调整VNT的纵横比以将增压压力调整到目标增压压力。通过这种方式调整增压压力可以相应地调整发动机空燃比，因为发动机空燃比可能受到进气质量空气流量的影响，如上所述，所述进气质量空气流量可以通过调整增压压力来改变。程序300然后可以结束。
通过这种方式，可以在发动机冷起动期间执行控制程序以确定电池的可用容量，将电机充当发电机以通过电气负荷增加发动机负荷，并且响应于电池的可用容量小于电量阈值，利用电动增压装置消耗所述电气负荷的至少一部分，同时调整由所述电动增压装置产生的增压压力的量。
现在参考图5，示出了描绘电机和电动增压装置的第一示例性操作的时间线500。在第一示例性操作中，电机可以充当发电机以产生电机发电量，所述电机发电量可以完全存储在电池处。第一示例性操作可以利用控制程序(诸如上面参考图3A和图3B所述的程序300)以在发动机冷起动期间将车辆中的电机充当发电机。
时间线500描绘了实曲线501处的第一示例性操作的控制程序状态(例如，打开或关闭)、实曲线511处的电机发电量、实曲线521处的排气温度、实曲线531处的电池的SOC以及实曲线541处的电动增压装置的电气负荷消耗。另外，虚曲线523表示期望的排气温度，虚曲线533表示电池的总充电容量，并且虚曲线543表示可由电动增压装置消耗的最大电气负荷。所有曲线都随时间描绘(沿着横坐标绘制，其中时间在横坐标上从左至右增加)。此外，沿着相应的纵坐标绘制由每个曲线表示的因变量，其中所述因变量在给定纵坐标上从下至上增加(除非另有说明或示出)。
在t1之前，车辆未处于操作中并且发动机停机(例如，具有零转速并且没有发生燃烧)。在t1时，响应于操作员请求，发动机起动。由于发动机已经停机的时间比t1之前的阈值持续时间长，因此将t1时的发动机起动确定为发动机冷起动。
在t1至t2之间，发动机冷起动正在进行。其中，排气温度(曲线521)稳定地上升。在t2时，在控制器处接收到增加发动机负荷的请求，并且控制程序状态(曲线501)从关闭切换到打开以通过将电机充当发电机以产生电气负荷来增加发动机负荷，从而向电池提供电机发电量(曲线511)。在t2至t3之间，控制程序状态保持打开，并且电机继续产生电气负荷。控制程序可以确定电池能够存储整个电机发电量(例如，通过估计将由电机产生的电量，然后确定电池的可用充电容量是否大于所述电量)，并且因此电池SOC(曲线531)随着电池接受电量而增加。由于电机充当发电机，因此发动机负荷根据请求而增加，并且排气温度上升的速率加速。
在t3时，排气温度(曲线521)达到期望的排气温度(曲线523)，并且控制程序状态(曲线501)从打开切换到关闭。当控制程序状态切换为关闭时，电机发电量(曲线511)开始减少，直到在t4时电机停止充当发电机为止。此外，在t4时，电池停止从电机接收电机发电量，并且因此电池SOC(曲线531)趋于平稳，尚未达到电池的总充电容量(曲线533)。由于电池SOC在第一示例性操作期间未达到电池的总充电容量，因此电动增压装置不操作并且不消耗电气负荷的一部分，并且因此电动增压装置负荷消耗(曲线541)保持为零。因此，在第一示例性操作期间，电动增压装置负荷消耗未接近最大电动增压装置负荷消耗(曲线543)。
在t4之后，车辆继续典型的车辆操作，直到发动机停机为止。
现在参考图6，示出了描绘电机和电动增压装置的第二示例性操作和第三示例性操作的时间线600。在第二示例性操作中，电机可以充当发电机以产生足以使得期望的发动机负荷增加能够在期望的持续时间内将排气温度升高到超过阈值的第一电机发电量。在第三示例性操作中，电机可以充当发电机以产生不足以在期望的持续时间内实现期望的发动机负荷增加的第二电机发电量。第二示例性操作和第三示例性操作中的每一者可以利用控制程序(诸如上面参考图3A和图3B所述的程序300)以在发动机冷起动期间将车辆中的电机充当发电机。
时间线600描绘了实曲线601处的第一控制程序状态(例如，打开或关闭)、长虚曲线602处的第二控制程序状态、实曲线611处的第一电机发电量、长虚曲线612处的第二电机发电量、实曲线621处的第一排气温度、长虚曲线622处的第二排气温度、实曲线631处的电池的第一SOC、长虚曲线632处的电池的第二SOC、实曲线641处的电动增压装置的第一电气负荷消耗、长虚曲线642处的电动增压装置的第二电气负荷消耗、实曲线651处的第一增压压力、长虚曲线652处的第二增压压力、实曲线661处的涡轮旁路阀位置(例如，范围从完全打开(标记为“打开”)到完全关闭(标记为“关闭”))以及实曲线671处的进气节气门位置(例如，范围从完全打开(标记为“打开”)到完全关闭(标记为“关闭”))。可以理解，曲线601、611、621、631、641和651特定于第二示例性操作，而曲线602、612、622、632、642和652特定于第三示例性操作。另外，短虚曲线623表示期望的排气温度，短虚曲线633表示电池的总充电容量、短虚曲线643表示可由电动增压装置消耗的最大电气负荷，并且短虚曲线653表示目标增压压力。所有曲线都随时间描绘(沿着横坐标绘制，其中时间在横坐标上从左至右增加)。此外，沿着相应的纵坐标绘制由每个曲线表示的因变量，其中所述因变量在给定纵坐标上从下至上增加(除非另有说明或示出)。为了简单起见，沿着同一轴线描绘第二示例性操作和第三操作中的每一者。然而，应当理解，第二示例性操作和第三操作不必同时发生。
在t5之前，车辆未处于操作中并且发动机停机(例如，具有零转速并且没有发生燃烧)。在t5时，响应于操作员请求，发动机起动。由于发动机已经停机的时间比t5之前的阈值持续时间长，因此将t5时的发动机起动确定为发动机冷起动。
在t5至t6之间，发动机冷起动正在进行。其中，排气温度(曲线621)稳定地上升。此外，增压压力(例如，曲线651)大致处于大气压力，因为电动增压装置在t5至t6之间不活动。另外，在发动机冷起动时，第一电池SOC(曲线631)低于第二电池SOC(曲线632)(即，在发动机冷起动时，电池SOC在第二示例性操作中比在第三示例性操作中更低)。
在t6时，在控制器处接收到增加发动机负荷的请求，并且控制程序状态(例如，曲线601)从关闭切换到打开以通过将电机充当发电机以产生电气负荷来增加发动机负荷，从而分别在第二示例性操作和第三示例性操作中向电池提供第一电机发电量(曲线611)和第二电机发电量(曲线612)。在t6至t7之间，控制程序状态保持打开，并且电机继续为第二示例性操作和第三示例性操作中的每一者产生电气负荷。其中，电池存储第一电机发电量和第二电机发电量，并且第一电池SOC(曲线631)和第二电池SOC(曲线632)分别增加。由于电机充当发电机，因此发动机负荷在第二示例性操作和第三示例性操作中的每一者中增加，并且排气温度(例如，曲线621)上升的速率加速。
在t7时，由于电池分别接受第一电机发电量(曲线611)和第二电机发电量(曲线612)，因此第一电池SOC(曲线631)和第二电池SOC(曲线632)中的每一者达到电池的总充电容量(曲线633)的阈值量以内，并且因此电池开始使存储的电量中的一些电量放电以对电动增压装置供电。因而，电动增压装置的第一电气负荷消耗(曲线641)和第二电气负荷消耗(曲线642)中的每一者都增加，并且第一增压压力(曲线651)和第二增压压力(曲线652)分别增加。
然而，由于当发动机冷起动开始时(在t5时)，第二电池SOC(曲线632)高于第一电池SOC(曲线631)，因此电动增压装置无法消耗足够的过量电气负荷。即，在第三示例性操作期间，第二电动增压装置负荷消耗(曲线642)达到最大电动增压装置负荷消耗(曲线643)。这将第二电机发电量(曲线612)限制在最佳值[例如，第一电机发电量(曲线611)]以下，并且因此在期望的持续时间内无法实现发动机负荷增加。结果，第二排气温度(曲线622)以较低速率增加，并且因此第二排气温度在由时间线600描绘的时间期间未能达到期望的排气温度(曲线623)(然而，第二排气温度可以在未在时间线600上示出的稍后时间达到期望的排气温度)。
相比之下，在第二示例性操作中，第一电动增压装置负荷消耗(曲线641)在t7至t9之间保持低于最大电动增压装置负荷消耗(曲线643)，并且因此第一电池SOC(曲线631)保持低于电池的总充电容量(曲线633)。
此外，第一电动增压装置负荷消耗(曲线641)和第二电动增压装置负荷消耗(曲线642)中的每一者都分别将第一增压压力(曲线651)和第二增压压力(曲线652)增加到目标增压压力(曲线653)以上。在第二示例性操作中，涡轮旁路阀打开(曲线661)，并且调整进气节气门(曲线671)以将第一增压压力减小到目标增压压力。在第三示例性操作中，第二增压压力用于延迟点火正时，并且因此不会主动地调整到目标增压压力。
在t9时，在第二示例性操作中，第一排气温度(曲线621)达到期望的排气温度(曲线623)，并且第一控制程序状态(曲线601)从打开切换到关闭。当第一控制程序状态切换为关闭时，第一电机发电量(曲线611)开始减少，直到在t9至t10之间电机停止充当发电机为止。此外，电池停止从电机接收第一电机发电量并且停止放电至电动增压装置，并且因此第一电池SOC(曲线631)趋于平稳，尚未达到电池的总充电容量(曲线633)。在t10时，确定第一增压压力(曲线651)与目标增压压力(曲线653)足够接近，并且因此涡轮旁路阀完全关闭(曲线661)并且进气节气门完全打开(曲线671)。在t10之后，车辆继续典型的车辆操作，直到发动机停机为止。
相比之下，在第三示例性操作中，因为第二排气温度(曲线622)尚未达到期望的排气温度，所以第二控制程序状态(曲线602)保持打开超过t10并且超过由时间线600描绘的时间。相应地，电动增压装置继续消耗电气负荷(例如，曲线642)，并且继续产生增压压力(例如，曲线652)。
现在参考图7，示出了描绘电机和电动增压装置的第四示例性操作和第五示例性操作的时间线700。在第四示例性操作中，电机可以充当发电机以产生足以使得期望的发动机负荷增加能够在期望的持续时间内将排气温度升高到超过阈值的第一电机发电量。在第五示例性操作中，电机可以充当发电机以产生足以使得期望的发动机负荷增加能够在期望的持续时间内将排气温度升高到超过阈值的第二电机发电量，其中第二电机发电量小于第一电机发电量。第四示例性操作和第五示例性操作中的每一者可以利用控制程序(诸如上面参考图3A和图3B所述的程序300)以在发动机冷起动期间将车辆中的电机充当发电机。
时间线700描绘了实曲线701处的控制程序状态(例如，打开或关闭)、实曲线711处的第一电机发电量、长虚曲线712处的第二电机发电量、实曲线721处的第一排气温度、长虚曲线722处的第二排气温度、实曲线731处的电池的第一SOC、长虚曲线732处的电池的第二SOC、实曲线741处的电动增压装置的第一电气负荷消耗、长虚曲线742处的电动增压装置的第二电气负荷消耗、实曲线751处的第一增压压力、长虚曲线752处的第二增压压力、实曲线761处的第一涡轮旁路阀位置(例如，范围从完全打开(标记为“打开”)到完全关闭(标记为“关闭”))、长虚曲线762处的第二涡轮旁路阀位置、实曲线771处的第一进气节气门位置(例如，范围从完全打开(标记为“打开”)到完全关闭(标记为“关闭”))以及长虚曲线772处的第二进气节气门位置。可以理解，曲线711、721、731、741、751、761和771特定于第四示例性操作，而曲线712、722、732、742、752、762和772特定于第五示例性操作。另外，短虚曲线723表示期望的排气温度，短虚曲线733表示电池的总充电容量，短虚曲线743表示可由电动增压装置消耗的最大电气负荷，并且短虚曲线753表示目标增压压力。所有曲线都随时间描绘(沿着横坐标绘制，其中时间在横坐标上从左至右增加)。此外，沿着相应的纵坐标绘制由每个曲线表示的因变量，其中所述因变量在给定纵坐标上从下至上增加(除非另有说明或示出)。为了简单起见，沿着同一轴线描绘第四示例性操作和第五操作中的每一者。然而，应当理解，第四示例性操作和第五操作不必同时发生。
在t11之前，车辆未处于操作中并且发动机停机(例如，具有零转速并且没有发生燃烧)。在t11时，响应于操作员请求，发动机起动。由于发动机已经停机的时间比t11之前的阈值持续时间长，因此将t11时的发动机起动确定为发动机冷起动。
在t11至t12之间，发动机冷起动正在进行。其中，第一排气温度(曲线721)和第二排气温度(曲线722)中的每一者分别在第四示例性诊断操作和第五示例性诊断操作中稳定地增加。在发动机冷起动时，第一排气温度低于第二排气温度(即，发动机冷起动时的排气温度在第四示例性操作中比在第五示例性操作中更低)。此外，增压压力(例如，曲线751)大致处于大气压力，因为电动增压装置在t11至t12之间不活动。另外，在发动机冷起动时，第一电池SOC(曲线731)低于第二电池SOC(曲线732)(即，在发动机冷起动时，电池SOC在第四示例性操作中比在第五示例性操作中更低)。
在t12时，在控制器处接收到增加发动机负荷的请求，并且控制程序状态(曲线701)从关闭切换到打开以通过将电机充当发电机以产生电气负荷来增加发动机负荷，从而分别在第四示例性操作和第五示例性操作中向电池提供第一电机发电量(曲线711)和第二电机发电量(曲线712)。在t12至t13之间，控制程序状态保持打开，并且电机继续为第四示例性操作和第五示例性操作中的每一者产生电气负荷。其中，电池存储第一电机发电量和第二电机发电量，并且第一电池SOC(曲线731)和第二电池SOC(曲线732)分别增加。由于电机充当发电机，因此发动机负荷在第四示例性操作和第五示例性操作中的每一者中增加，并且排气温度上升的速率加速。由于第二排气温度在t12时高于第一排气温度，因此第二电机发电量相应地小于第一电机发电量。这是因为与第一排气温度相比，需要较小的电气负荷来充分地增加发动机负荷以将第二排气温度升高到期望的排气温度(曲线723)。
在t13时，由于电池分别接受第一电机发电量(曲线711)和第二电机发电量(曲线712)，因此第一电池SOC(曲线731)和第二电池SOC(曲线732)中的每一者达到电池的总充电容量(曲线733)的阈值量以内，并且因此电池开始使存储的电量中的一些电量放电以对电动增压装置供电。因而，电动增压装置的第一电气负荷消耗(曲线741)和第二电气负荷消耗(曲线742)中的每一者都增加，并且第一增压压力(曲线751)和第二增压压力(曲线752)分别增加。然而，由于第一电动增压装置负荷消耗高于第二电动增压装置负荷消耗，因此第一增压压力相应地以比第二增压压力更高的速率增加。
在t13至t15之间，第一电动增压装置负荷消耗(曲线741)和第二电动增压装置负荷消耗中的每一者保持低于最大电动增压装置负荷消耗(曲线743)，并且因此第一电池SOC(曲线731)和第二电池SOC(曲线732)中的每一者相应地保持低于电池的总充电容量(曲线733)。在第四示例性操作中，由于第一电动增压装置负荷消耗已经将第一增压压力(曲线751)增加到目标增压压力(曲线753)以上，因此涡轮旁路阀打开(曲线761)并且调整进气节气门(曲线771)以将第一增压压力减小到目标增压压力。在第五示例性操作中，由于第二电动增压装置负荷消耗未将第二增压压力(曲线752)增加到目标增压压力以上，因此进气节气门保持打开(曲线772)并且调整涡轮旁路阀(曲线762)以将第二增压压力增大到目标增压压力。
在t15时，第一排气温度(曲线721)和第二排气温度(曲线722)中的每一者达到期望的排气温度(曲线723)，并且控制程序状态(曲线701)从打开切换到关闭。当控制程序状态切换为关闭时，第一电机发电量(曲线711)和第二电机发电量(曲线712)中的每一者开始减少，直到在t15至t16之间电机停止充当发电机为止。此外，电池停止从电机接收第一电机发电量和第二电机发电量中的每一者并且停止放电至电动增压装置，并且因此电池SOC(曲线731)趋于平稳，尚未达到电池的总充电容量(曲线733)。
在t16时，确定第一增压压力(曲线751)和第二增压压力(曲线752)中的每一者与目标增压压力(曲线753)足够接近，并且因此涡轮旁路阀完全关闭(曲线761)并且进气节气门完全打开(例如，曲线771)。在t16之后，车辆继续典型的车辆操作，直到发动机停机为止。
通过这种方式，被设置在车辆中的电机可以用作发电机以在发动机冷起动期间增加发动机负荷，由此升高排气温度。所述电机可以进一步向电池提供电量。然而，在一些示例中，电池的SOC可能太高而无法实现进一步充电。因而，电动增压装置可以从电池汲取电量，从而使得电池能够继续存储来自电机的电量。因此，电动增压装置从电池汲取电量的技术效果在于，即使在电池的SOC被确定为太高而无法从所述电机接受所述电量的至少一部分的情况下也可以增加发动机负荷(相应地升高排气温度)。此外，由于电动增压装置可以由电池供电，因此可以产生增压压力。可以调节增压压力以便实现可以补偿发动机负荷增加的目标增压压力。在一些示例中，可以使用过量增压压力(例如，高于目标增压压力的增压压力)来延迟点火正时。实现目标增压压力和/或延迟点火正时的技术效果是可以在发动机冷起动期间维持或减少排放。
一种方法的示例包括：接收在发动机冷起动期间增加发动机负荷的请求；确定电池的可用容量；将电机充当发电机以利用第一电气负荷增加所述发动机负荷；以及响应于所述电池的所述可用容量小于电量阈值，利用所述第一电气负荷对所述电池充电，同时通过经由所述电池对电动增压装置供电来利用电动增压装置产生增加的增压压力；以及协调所述增加的增压压力的量以补偿所述第一电气负荷。所述方法的第一示例还包括：响应于所述电池的所述可用容量大于或等于所述电量阈值，在不操作所述电动增压装置的情况下利用所述第一电气负荷对所述电池充电。任选地包括所述方法的所述第一示例的所述方法的第二示例还包括：确定一个或多个发动机工况，所述一个或多个发动机工况包括排气温度、发动机转速和所述发动机负荷；以及确定所述一个或多个发动机工况是否指示所述发动机冷起动。任选地包括所述方法的所述第一和第二示例中的一者或多者的所述方法的第三示例还包括：估计将由所述第一电气负荷提供给所述电池的电量；以及基于所述电量来确定所述电量阈值。任选地包括所述方法的所述第一至第三示例中的一者或多者的所述方法的第四示例还包括其中经由所述电池为所述电动增压装置供电包括：基于所述第一电气负荷、所述电池的所述可用容量以及将所述第一电气负荷转换为所述第二电气负荷的效率来确定将由所述电动增压装置消耗的第二电气负荷；以及通过消耗所述第二电气负荷来为所述电动增压装置供电，所述第二电气负荷由所述电池提供。任选地包括所述方法的所述第一至第四示例中的一者或多者的所述方法的第五示例还包括协调所述增加的增压压力的所述量以调整发动机空燃比和发动机扭矩中的一者或多者。
一种用于增加发动机的发动机负荷的***的示例包括：电机，所述电机被配置为充当所述发动机的发电机；电池，所述电池联接到所述电机，所述电池被配置为接受由所述电机产生的电量；电动增压装置，所述电动增压装置联接到所述电池，所述电动增压装置被配置为从所述电池汲取电量；控制器，所述控制器将指令存储在非暂时性存储器中，所述指令可由处理器执行以在所述发动机的冷起动期间：确定所述电池的可用容量和将由所述电机产生的第一电量；以及响应于所述电池的所述可用容量小于所述第一电量，通过操作所述电机将所述发动机负荷增加第一量，利用所述电机产生所述第一电量，利用第一电量对所述电池充电，同时所述电动增压装置从所述电池汲取第二电量使得所述电动增压装置产生增压压力，所述第二电量小于所述第一电量；以及调整所述增压压力以补偿所述发动机负荷的所述第一量。所述***的第一示例还包括其中所述指令可执行以响应于所述电池的所述可用容量大于或等于所述第一电量，通过操作所述电机将所述发动机负荷增加第二量，所述第二量大于或等于所述第一量，利用所述电机产生所述第一电量，并且利用所述第一电量对所述电池充电。任选地包括所述***的所述第一示例的所述***的第二示例，其中选择所述发动机负荷的所述第一量以使排气温度升高预定量。任选地包括所述***的所述第一和第二示例中的一者或多者的所述***的第三示例还包括其中所述指令可执行以响应于所述电池的所述可用容量小于所述第一电量，基于所述发动机负荷的所述第一量来确定将由所述电动增压装置消耗的期望的电气负荷，并且基于将由所述电动增压装置消耗的所述期望的电气负荷来确定所述第二电量。任选地包括所述***的所述第一至第三示例中的一者或多者的所述***的第四示例还包括其中所述指令可执行以响应于所述电池的所述可用容量小于所述第一电量，确定可由所述电动增压装置消耗的最大电气负荷，并且确定将由所述电动增压装置消耗的所述期望的电气负荷是否小于可由所述电动增压装置消耗的所述最大电气负荷。任选地包括所述***的所述第一至第四示例中的一者或多者的所述***的第五示例还包括其中所述指令可执行以响应于所述期望的电气负荷小于或等于所述最大电气负荷，操作所述电动增压装置使得所述电动增压装置消耗所述期望的电气负荷。任选地包括所述***的所述第一至第五示例中的一者或多者的所述***的第六示例还包括其中所述指令可执行以响应于所述期望的电气负荷大于所述最大电气负荷，操作所述电动增压装置使得所述电动增压装置消耗所述最大电气负荷。任选地包括所述***的所述第一至第六示例中的一者或多者的所述***的第六示例还包括其中调整所述增压压力以补偿所述发动机负荷的所述第一量包括改变进气质量空气流量。
一种用于发动机冷起动的方法的示例包括：操作电机以增加发动机负荷使得所述电机产生电量；利用所述产生的电量对电池充电，同时经由所述电池对电动增压装置供电使得产生增压压力；确定目标增压压力；以及调整所述产生的增压压力以与所述目标增压压力匹配。所述方法的第一示例还包括其中所述产生的增压压力大于所述目标增压压力，并且调整所述产生的增压压力以与所述目标增压压力匹配包括调整进气节气门。任选地包括所述方法的所述第一示例的所述方法的第二示例还包括其中调整所述产生的增压压力以与所述目标增压压力匹配还包括：完全打开所述电动增压装置的涡轮的旁路阀，以及将所述电动增压装置的可变喷嘴涡轮的纵横比增大至最大纵横比。任选地包括所述方法的所述第一和第二示例中的一者或多者的所述方法的第三示例还包括其中所述产生的增压压力小于所述目标增压压力，并且调整所述产生的增压压力以与所述目标增压压力匹配包括调整所述电动增压装置的涡轮的旁路阀以及调整所述电动增压装置的可变喷嘴涡轮的纵横比。任选地包括所述方法的所述第一至第三示例中的一者或多者的所述方法的第四示例还包括其中调整所述产生的增压压力以与所述目标增压压力匹配还包括完全打开进气节气门。任选地包括所述方法的所述第一至第四示例中的一者或多者的所述方法的第五示例还包括响应于所述产生的增压压力大于所述目标增压压力，基于所述产生的增压压力和所述目标增压压力来确定增压压力差值；以及基于所述增压压力差值来延迟点火正时。
应注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆***配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可由包括控制器的控制***结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文描述的特定程序可表示任何数量的处理策略中的一者或多者，所述处理策略诸如为事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序执行、并行执行、或者在一些情况下省略。同样地，不一定需要所述处理次序来实现本文描述的示例性实施例的特征和优点，而是出于说明和描述的简易性而提供。所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者可根据所使用的特定策略来反复地执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示将要编程到发动机控制***中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的***中执行指令来执行所描述的动作。
应当明白，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且不应在限制意义上看待这些特定实施例，因为众多变化是可能的。例如，以上技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种***和配置以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖和非明显的组合和子组合。
如本文所使用，术语“大约”应解释为是指范围的正负百分之五，除非另有指定。
所附权利要求特别指出被视为新颖且非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可提及“一个”元件或“第一”元件或其等效物。应将此类权利要求理解为包括并入一个或多个此类元件，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被视为包括在本公开的主题内。
根据本发明，一种方法包括：接收在发动机冷起动期间增加发动机负荷的请求；确定电池的可用容量；将电机充当发电机以利用第一电气负荷增加所述发动机负荷；以及响应于所述电池的所述可用容量小于电量阈值：利用所述第一电气负荷对所述电池充电，同时通过经由所述电池对电动增压装置供电来利用电动增压装置产生增加的增压压力；以及协调所述增加的增压压力的量以补偿所述第一电气负荷。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于：响应于所述电池的所述可用容量大于或等于所述电量阈值，在不操作所述电动增压装置的情况下利用所述第一电气负荷对所述电池充电。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于：确定一个或多个发动机工况，所述一个或多个发动机工况包括排气温度、发动机转速和所述发动机负荷；以及确定所述一个或多个发动机工况是否指示所述发动机冷起动。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于：估计将由所述第一电气负荷提供给所述电池的电量；以及基于所述电量来确定所述电量阈值。
根据一个实施例，经由所述电池为所述电动增压装置供电包括：基于所述第一电气负荷、所述电池的所述可用容量以及将所述第一电气负荷转换为所述第二电气负荷的效率来确定将由所述电动增压装置消耗的第二电气负荷；以及通过消耗所述第二电气负荷来为所述电动增压装置供电，所述第二电气负荷由所述电池提供。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于：协调所述增加的增压压力的所述量以调整发动机空燃比和发动机扭矩中的一者或多者。
根据本发明，提供了一种用于增加发动机的发动机负荷的***，所述***具有：电机，所述电机被配置为充当所述发动机的发电机；电池，所述电池联接到所述电机，所述电池被配置为接受由所述电机产生的电量；电动增压装置，所述电动增压装置联接到所述电池，所述电动增压装置被配置为从所述电池汲取电量；控制器，所述控制器将指令存储在非暂时性存储器中，所述指令可由处理器执行以在所述发动机的冷起动期间：确定所述电池的可用容量和将由所述电机产生的第一电量：并且响应于所述电池的所述可用容量小于所述第一电量：通过操作所述电机将所述发动机负荷增加第一量，利用所述电机产生所述第一电量，利用第一电量对所述电池充电，同时所述电动增压装置从所述电池汲取第二电量使得所述电动增压装置产生增压压力，所述第二电量小于所述第一电量；以及调整所述增压压力以补偿所述发动机负荷的所述第一量。
根据一个实施例，所述指令可执行以响应于所述电池的所述可用容量大于或等于所述第一电量：通过操作所述电机将所述发动机负荷增加第二量，所述第二量大于或等于所述第一量，利用所述电机产生所述第一电量，并且利用所述第一电量对所述电池充电。
根据一个实施例，选择所述发动机负荷的所述第一量以将排气温度升高预定量。
根据一个实施例，所述指令可执行以响应于所述电池的所述可用容量小于所述第一电量：基于所述发动机负荷的所述第一量来确定将由所述电动增压装置消耗的期望的电气负荷，并且基于将由所述电动增压装置消耗的所述期望的电气负荷来确定所述第二电量。
根据一个实施例，所述指令可执行以响应于所述电池的所述可用容量小于所述第一电量，确定可由所述电动增压装置消耗的最大电气负荷，并且确定将由所述电动增压装置消耗的所述期望的电气负荷是否小于可由所述电动增压装置消耗的所述最大电气负荷。
根据一个实施例，所述指令可执行以响应于所述期望的电气负荷小于或等于所述最大电气负荷，操作所述电动增压装置使得所述电动增压装置消耗所述期望的电气负荷。
根据一个实施例，所述指令可执行以响应于所述期望的电气负荷大于所述最大电气负荷，操作所述电动增压装置使得所述电动增压装置消耗所述最大电气负荷。
根据一个实施例，调整所述增压压力以补偿所述发动机负荷的所述第一量包括改变进气质量空气流量。
根据本发明，一种用于发动机冷起动的方法包括：操作电机以增加发动机负荷使得所述电机产生电量；利用所述产生的电量对电池充电，同时经由所述电池对电动增压装置供电使得产生增压压力；确定目标增压压力；以及调整所述产生的增压压力以与所述目标增压压力匹配。
根据一个实施例，所述产生的增压压力大于所述目标增压压力，并且调整所述产生的增压压力以与所述目标增压压力匹配包括调整进气节气门。
根据一个实施例，调整所述产生的增压压力以与所述目标增压压力匹配还包括：完全打开所述电动增压装置的涡轮的旁路阀；以及将所述电动增压装置的可变喷嘴涡轮的纵横比增大至最大纵横比。
根据一个实施例，所述产生的增压压力小于所述目标增压压力，并且调整所述产生的增压压力以与所述目标增压压力匹配包括：调整所述电动增压装置的涡轮的旁路阀；以及调整所述电动增压装置的可变喷嘴涡轮的纵横比。
根据一个实施例，调整所述产生的增压压力以与所述目标增压压力匹配还包括完全打开进气节气门。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于：响应于所述产生的增压压力大于所述目标增压压力：基于所述产生的增压压力和所述目标增压压力来确定增压压力差值；以及基于所述增压压力差值来延迟点火正时。

Claims (15)

1.一种方法，其包括：
接收在发动机冷起动期间增加发动机负荷的请求；
确定电池的可用容量；
将电机充当发电机以利用第一电气负荷增加所述发动机负荷；以及
响应于所述电池的所述可用容量小于电量阈值：
利用所述第一电气负荷对所述电池充电，同时通过经由所述电池对电动增压装置供电来利用电动增压装置产生增加的增压压力；以及
协调所述增加的增压压力以补偿所述第一电气负荷。
2.如权利要求1所述的方法，其还包括：
响应于所述电池的所述可用容量大于或等于所述电量阈值，在不操作所述电动增压装置的情况下利用所述第一电气负荷对所述电池充电。
3.如权利要求1所述的方法，其还包括：
确定一个或多个发动机工况，所述一个或多个发动机工况包括排气温度、发动机转速和所述发动机负荷；以及
确定所述一个或多个发动机工况是否指示所述发动机冷起动。
4.如权利要求1所述的方法，其还包括：
估计将由所述第一电气负荷提供给所述电池的电量；以及
基于所述电量来确定所述电量阈值。
5.如权利要求1所述的方法，其中经由所述电池为所述电动增压装置供电包括：
基于所述第一电气负荷、所述电池的所述可用容量以及将所述第一电气负荷转换为所述第二电气负荷的效率来确定将由所述电动增压装置消耗的第二电气负荷；以及
通过消耗所述第二电气负荷来为所述电动增压装置供电，所述第二电气负荷由所述电池提供。
6.如权利要求1所述的方法，其中协调所述增加的增压压力以补偿所述第一电气负荷包括：
确定补偿所述第一电气负荷的目标增压压力；以及
协调所述增加的增压压力以与所述目标增压压力匹配。
7.如权利要求6所述的方法，其中
所述增加的增压压力大于所述目标增压压力，并且
协调所述增加的增压压力以与所述目标增压压力匹配包括：
调整进气节气门；
完全打开所述电动增压装置的涡轮的旁路阀；以及
将所述电动增压装置的可变喷嘴涡轮的纵横比增大至最大纵横比。
8.如权利要求6所述的方法，其中
所述增加的增压压力小于所述目标增压压力，并且
协调所述增加的增压压力以与所述目标增压压力匹配包括：
完全打开进气节气门；
调整所述电动增压装置的涡轮的旁路阀；以及
调整所述电动增压装置的可变喷嘴涡轮的纵横比。
9.如权利要求6所述的方法，其还包括响应于所述增加的增压压力大于所述目标增压压力：
基于所述增加的增压压力和所述目标增压压力来确定增压压力差值；以及
基于所述增压压力差值来延迟点火正时。
10.一种用于增加发动机的发动机负荷的***，所述***包括：
电机，所述电机被配置为充当所述发动机的发电机；
电池，所述电池联接到所述电机，所述电池被配置为接受由所述电机产生的电量；
电动增压装置，所述电动增压装置联接到所述电池，所述电动增压装置被配置为从所述电池汲取电量；
控制器，所述控制器将指令存储在非暂时性存储器中，所述指令可由处理器执行以在所述发动机的冷起动期间：
确定所述电池的可用容量和将由所述电机产生的第一电量；以及
响应于所述电池的所述可用容量小于所述第一电量：
通过操作所述电机将所述发动机负荷增加第一量，
利用所述电机产生所述第一电量，
利用第一电量对所述电池充电，同时所述电动增压装置从所述电池汲取第二电量使得所述电动增压装置产生增压压力，所述第二电量小于所述第一电量，以及
调整所述增压压力以补偿所述发动机负荷的所述第一量。
11.如权利要求10所述的***，其中所述指令可执行以响应于所述电池的所述可用容量大于或等于所述第一电量：
通过操作所述电机将所述发动机负荷增加第二量，所述第二量大于或等于所述第一量，
利用所述电机产生所述第一电量，以及
利用所述第一电量对所述电池充电。
12.如权利要求10所述的***，其中选择所述发动机负荷的所述第一量以将排气温度升高预定量。
13.如权利要求10所述的***，其中所述指令可执行以响应于所述电池的所述可用容量小于所述第一电量：
基于所述发动机负荷的所述第一量来确定将由所述电动增压装置消耗的期望的电气负荷，并且
基于将由所述电动增压装置消耗的所述期望的电气负荷来确定所述第二电量。
14.如权利要求13所述的***，其中所述指令可执行以响应于所述电池的所述可用容量小于所述第一电量：
确定可由所述电动增压装置消耗的最大电气负荷，
响应于所述期望的电气负荷小于或等于所述最大电气负荷，操作所述电动增压装置使得所述电动增压装置消耗所述期望的电气负荷，并且
响应于所述期望的电气负荷大于所述最大电气负荷，操作所述电动增压装置使得所述电动增压装置消耗所述最大电气负荷。
15.如权利要求10所述的***，其中调整所述增压压力以补偿所述发动机负荷的所述第一量包括改变进气质量空气流量。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021101837A1 (en) * 2019-11-21 2021-05-27 Cummins Inc. Systems and methods for operating passive nitrogen oxide adsorbers in exhaust aftertreatment systems
DE102021205167A1 (de) 2021-05-20 2022-11-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem elektrischen Frischgasverdichter und mit einer Abgasturbine mit Bypassleitung und VTG
CN114088406B (zh) * 2021-11-30 2024-03-12 浙江吉利控股集团有限公司 发动机冷起动的标定方法、装置、设备及计算机存储介质

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6657315B1 (en) 2000-08-25 2003-12-02 Ford Global Technologies, Llc Method of operating a hybrid electric vehicle to reduce emissions
DE60118741T2 (de) 2001-09-26 2007-04-12 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Methode für die Steuerung des Anlassens eines Verbrennungsmotors
EP1300562A1 (en) * 2001-10-04 2003-04-09 Visteon Global Technologies, Inc. Control system for an internal combustion engine boosted with an electronically controlled compressor
US7007460B2 (en) 2003-08-11 2006-03-07 General Motors Corporation Apparatus and method for accelerated exhaust system component heating
US8301358B2 (en) * 2011-06-21 2012-10-30 Ford Global Technologies, Llc Method of engine starting
US10753272B2 (en) * 2015-01-30 2020-08-25 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Engine supercharger for maintaining a battery charge
GB2541200A (en) 2015-08-11 2017-02-15 Ford Global Tech Llc A method of reducing engine NOx emissions
US10502151B2 (en) * 2017-07-26 2019-12-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system for particulate filter regeneration
US10156211B1 (en) * 2017-08-11 2018-12-18 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for particulate filter cleaning
JP6763488B2 (ja) * 2017-11-29 2020-09-30 日産自動車株式会社 車両用内燃機関の制御方法および制御装置
DE102018110512A1 (de) * 2018-05-02 2018-09-06 FEV Europe GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Regeneration eines Partikelfilters

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