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用于控制 发动机 扭矩储备的方法和系统

阅读：551发布：2020-05-08

专利汇可以提供用于控制发动机扭矩储备的方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开提供了“用于控制发动机扭矩储备的方法和系统”。提供了用于经由电动辅助涡轮增压器来提供扭矩储备的方法和系统。通过将相关联的电动马达作为发电机操作以有意地减小电动涡轮增压器的涡轮速度来提供请求的扭矩储备的一部分。所产生的空气质量减少允许在减少对基于火花和节气门的扭矩储备的依赖的情况下提供所述扭矩储备。，下面是用于控制发动机扭矩储备的方法和系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种方法，所述方法包括：
在增大进气节气门开度并提前火花正时的同时经由电动马达来减小涡轮增压器的速度，所述增大所述进气节气门开度和提前所述火花正时的程度是基于所述涡轮增压器的所述减小的速度和期望的扭矩储备。
2.如权利要求1所述的方法，其中经由所述电动马达减小所述速度包括在涡轮增压器轴上施加负马达扭矩以减小涡轮速度。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述减小的速度是基于所述期望的扭矩储备，在所述期望的扭矩储备增加时，所述减小的速度相对于标称速度降低。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述标称速度包括在当前发动机负荷下的标称涡轮速度，其中所述进气节气门开度相对于与所述当前发动机负荷对应的标称节气门开度增大，并且火花正时相对于与所述当前发动机负荷对应的标称火花正时提前。
5.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括响应于扭矩需求的增加，减小所述施加的负马达扭矩。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述扭矩需求的增加是扭矩需求的实际增加，并且其中所述期望的扭矩储备是基于来自所述当前发动机负荷的扭矩需求的预期增加。
7.如权利要求6所述的方法，其中响应于所述扭矩需求的实际增加小于所述扭矩需求的预期增加，以更慢的速率减小所述施加的负扭矩，并且响应于所述扭矩需求的实际增加处于或高于所述扭矩需求的预期增加，以更快的速率减小所述施加的负扭矩。
8.如权利要求1所述的方法，其中减小所述涡轮速度包括减少进入发动机进气歧管中的质量空气流量。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述发动机联接在车辆中，并且其中所述期望的扭矩储备是基于导航输入、车辆行驶历史以及驾驶员选择的相对于燃料经济性对性能的偏好。
10.一种车辆的发动机系统，所述发动机系统包括：
发动机；
涡轮增压器，所述涡轮增压器具有经由轴联接到压缩机的涡轮；
电动马达，所述电动马达联接到所述轴，所述马达由电池供电；
火花塞；
节气门，所述节气门联接到所述发动机的进气口；以及
控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使所述控制器：
响应于第一部分负荷状况而以第一模式操作所述发动机，其中经由所述电动马达在所述轴上施加负马达扭矩以降低涡轮速度；以及
响应于第二不同部分负荷状况而以第二模式操作所述发动机，其中经由所述电动马达在所述轴上施加正马达扭矩以增加涡轮速度。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述控制器包括致使所述控制器基于所述电池的荷电状态而在所述第一模式与所述第二模式之间进行选择的另外的指令，在所述电池荷电状态低于阈值时选择所述第一模式，在所述电池荷电状态高于所述阈值时选择所述第二模式。
12.如权利要求10所述的系统，其中所述控制器包括致使所述控制器在所述第一模式期间基于所述涡轮速度的降低而增大节气门开度并提前火花正时和在所述第二模式期间基于所述涡轮速度的增加而增大节气门开度并提前火花正时的另外的指令。
13.如权利要求10所述的系统，其中所述控制器包括致使所述控制器响应于第三部分负荷状况而以第三模式操作所述发动机的另外的指令，其中不经由所述电动马达在所述轴上施加马达扭矩并且其中节气门开度减小且火花正时延迟。
14.如权利要求10所述的系统，所述系统还包括用于接收操作员选择的输入装置，并且其中所述控制器包括致使所述控制器在所述操作员选择包括燃料经济性时选择所述第一模式和在所述操作员选择包括车辆性能时选择所述第二模式的另外的指令。

说明书全文

用于控制发动机 扭矩储备的方法和系统

技术领域

[0001] 本说明书总体上涉及用于控制车辆发动机以改变来自火花、节气门和电动辅助涡轮增压器调整的扭矩储备贡献的方法和系统。

背景技术

[0002] 内燃发动机在气缸内燃烧空气和燃料混合物以产生发动机扭矩。在部分负荷状况期间，某一百分比的发动机扭矩可以储备保存(被称为扭矩储备)，以便在扭矩需求瞬时增加期间改进发动机的即时响应。在缺少扭矩储备的情况下，发动机响应时间可以更慢并且操纵性可以不利地受影响。

[0003] 发动机控制系统可以通过调整影响诸如发动机气流和火花正时的发动机参数的一个或多个扭矩来提供所需的扭矩储备。部分地关闭进气节气门会减少可供发动机进行燃烧的空气量，从而产生空气储备。同样地，延迟火花正时导致产生火花储备的稍后燃烧。空气储备和火花储备用于产生扭矩储备。在发动机工况改变时，扭矩储备值可以改变。可以致动以影响扭矩储备的其他参数包括气门正时和燃料喷射正时。

[0004] 用于调整发动机扭矩输出(包括保持储备的扭矩量)的一种示例方法由Pochner等人在US 2015/0275771中展示。其中，基于扭矩请求的预期未来增加而调整进气和排气门相位器、联接到进气涡轮增压器的排气废气门阀以及进气节气门阀中的每一个。调整参数以产生基于扭矩的预期变化的快速扭矩储备。

[0005] 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，在Pochner的方法中，扭矩致动器调节是基于扭矩的预期变化。预期到请求的扭矩的更大或更快增加，可以产生更大的扭矩储备。然而，如果请求的扭矩的实际增加更小或更慢，则扭矩被浪费。具体地，火花储备可能被安排过量，并且由于火花储备是即时的，因此如果并未使用所有的储备，则可能损失效率。作为另一个示例，对任何扭矩储备的使用在部分负荷操作期间都会牺牲发动机效率以获得操控性。特别地，以整体效率为代价来改进发动机的响应和“感受”。

发明内容

[0006] 在一个示例中，上述方法可以通过一种用于发动机的方法来解决，所述方法包括：在增大进气节气门开度并提前火花正时的同时经由电动马达来减小涡轮增压器的速度，所述增大所述进气节气门开度和提前所述火花正时的程度是基于所述涡轮增压器的所述减小的速度和期望的扭矩储备。以此方式，代替空气和火花储备，可以经由有意地使涡轮增压器减慢来提供扭矩储备的至少一部分。

[0007] 作为一个示例，发动机可以包括电动辅助涡轮增压器，所述涡轮增压器具有联接到压缩机和/或涡轮增压器的涡轮的电动马达。通过操作所述电动马达，可以经由对涡轮速度的调整来另外地提供扭矩储备。例如，在部分负荷增压发动机操作期间，可以通过以再生模式操作所述马达以有意地减小所述涡轮速度(低于在当前设定下将自然地发生的涡轮速度)。所述涡轮速度的减小会减小歧管压力并且由此减小吸入所述发动机中的空气质量。这允许所述发动机通过保持节气门打开更大而以更小的空气储备操作，并且通过施加更小量的火花延迟而以更小的火花储备操作。例如，代替通过将节气门关闭另外的量以提供对应的节气门板δ压力(TPDP)来安排5％空气储备，使用通过辅马达扭矩的再生来将涡轮增压器减慢至对应于空气质量的5％减少的速度。同时，所述节气门可以保持全开(WOT)。因此，在没有与TPDP相关联的效率惩罚的情况下提供对瞬态歧管填充的更好控制，因为在该过程中能量可以再生。

[0008] 以此方式，对电动辅助涡轮增压器的调整可以与节气门和火花调整进行协调，以提供期望的扭矩储备。通过在部分负荷发动机操作下经由电动马达以再生模式操作来减小涡轮速度，可以减少向发动机提供的空气质量。改进的歧管填充会改进部分负荷操控性，因为歧管填充更快并且扭矩响应更平滑。通过经由电动涡轮增压器提供扭矩储备的至少一部分，减少对火花和节气门储备的依赖。另外，减少与过量安排火花储备相关联的效率损失。

[0009] 应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着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在具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面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

[0010] 图1示出了被配置为具有电动辅助涡轮增压器的增压发动机系统的示例实施例。

[0011] 图2描绘了用于经由来自电动辅助涡轮增压器的马达扭矩来提供一部分扭矩储备的方法的高级流程图。

[0012] 图3描绘了来自电动辅助涡轮增压器、火花正时和节气门位置中的每一者的扭矩储备贡献随着变化的发动机负荷的变化的映射图。

[0013] 图4示出了在改变扭矩需求期间使用电动辅助涡轮增压器来提供扭矩储备的预示性示例。

具体实施方式

[0014] 以下描述涉及用于改进具有带增压装置的发动机的车辆系统中的性能的系统和方法，所述增压装置被配置为具有来自电动马达的电动辅助。图1中示出这种系统的一个非限制性示例，其中电动涡轮增压器设置在混合动力电动车辆中。发动机控制器可以被配置为执行控制程序，诸如图2的示例程序，以在部分负荷状况期间通过将进气节气门和火花正时的致动与经由电动马达启用的涡轮速度调整进行协调来提供所需的扭矩储备。图4中示出将电动辅助马达操作与节气门和火花储备进行协调的预示性示例。所述调整可以是基于来自各种扭矩致动器的映射的扭矩储备共享，诸如，如图3的映射图所示。

[0015] 图1示意性地示出了示例车辆系统100的各方面，该车辆系统包括发动机系统101，该发动机系统具有联接在车辆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，具有可用于一个或多个车轮47的多个扭矩源。然而，在另选示例中，车辆系统100可以包括常规的非混合动力动力传动系统。在所示的示例中，车辆102的动力传动系统包括发动机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53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53设置在发动机10与电机52之间，并且(第二)离合器53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53的致动器发送信号，以使离合器接合或脱离，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53接合时，来自发动机10的扭矩可以经由曲轴40、变速器48和动力传动系统轴84传递到车轮47。变速器48可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的变速器。变速器
48可以是定比变速器，包括多个齿轮比以允许发动机10以与车轮47不同的速度旋转。通过改变第一离合器53的扭矩传递能力(例如，离合器打滑量)，可以调节经由动力传动系统轴
84传送到车轮的发动机扭矩量。

[0016] 电机52可以是联接在发动机与变速器之间的传动系中的HEV电机。在另外的其他示例中，电机52可以是曲轴集成式起动器/发电机(CISG)。CISG可以联接到发动机的输出轴，使得在混合动力车辆系统的起动期间，CISG可以提供扭矩来转动发动机，以有助于发动机的起动。在一些情况下，CISG可以供应扭矩输出以补充或代替发动机扭矩。另外，如本文详细描述，在一些状况下，CISG可以供应负扭矩输出(即，吸收传动系或发动机扭矩)，该负扭矩输出可以转换成电能，诸如用于对系统电池充电。

[0017] 动力传动系统可以以各种方式配置，包括并联、串联或串并联混合动力车辆。在电动车辆实施例中，系统电能装置(诸如系统电池45)可以联接到传动系。系统电池45可以是牵引电池，例如48V电池，其将电力传递到电机52以向车轮47提供扭矩。在一些实施例中，电机52还可以作为发电机操作，以例如在制动操作期间使用再生扭矩提供电力以对系统电池45进行充电。应当理解，在包括非电动车辆实施例的其他实施例中，系统电池45可以是联接到交流发电机46的典型起动、照明、点火(SLI)电池。

[0018] 应当理解，虽然系统电能储存装置45在本文中被描绘为电池，但是在其他示例中，电能储存装置45可以是电容器。

[0019] 在所描绘的实施例中，发动机10是被配置为具有增压装置(在本文示为涡轮增压器15)的增压发动机。涡轮增压器15包括压缩机114，该压缩机经由轴19机械地联接到涡轮116并由该涡轮驱动，涡轮116由膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，涡轮增压器可以是双涡流装置。在另一个实施例中，涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT)，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辅助涡轮增压器，该电动辅助涡轮增压器具有电动马达108(在本文也被称为电动辅助马达)，该电动马达被配置为向压缩机、涡轮或涡轮增压器轴提供电动辅助。在所描绘的示例中，电动马达
108联接到轴19，但在其他示例中，电动马达可以选择性地联接到压缩机114或涡轮116。电动马达108可以由车载能量储存装置供电，诸如系统电池45(其可以与连接到电动马达52的电池相同或不同)。电动马达108另外地或可选地可以由交流发电机46供电。

[0020] 应当理解，尽管所描绘的示例将涡轮增压器示为增压装置，该涡轮增压器被配置为具有电动辅助，但这并不意图限制。在其他另外的示例中，发动机可以是复式增压发动机系统，其具有联接在发动机进气口中的涡轮增压器的上游或下游的电动机械增压器(未示出)。其中，机械增压器可以是被配置为从电动马达108接收电动辅助的增压装置，而涡轮增压器15可以被配置为或可以不被配置为从电动马达108接收电动辅助。

[0021] 传递到电动马达108的电力的量可以改变，以便调整涡轮增压器的占空比并且由此改变涡轮速度。在一个示例中，可以增加传递到电动马达108的电力的量，以增大涡轮116的速度，进而增大压缩机114的速度。由于正马达扭矩提供的电动辅助，涡轮增压器15的压缩机114可以迅速地加快旋转，从而减小涡轮迟滞。另外，如在图2处详细描述，在选定的部分负荷状况期间可以提供来自马达电动辅助马达108的正马达扭矩，其中节气门关闭更多以使得增压压力能够保持储备，由此提供扭矩储备。

[0022] 电动辅助马达108可以被配置为马达-发电机。因此，在需要电动辅助以进行增压累积的状况期间，电动马达可以提供正扭矩(在本文也被称为马达扭矩)，以驱动机械增压器的离心压缩机或涡轮增压器轴，以改善瞬态增压压力传递或提供扭矩储备。然而，电动马达还能够通过“制动”马达轴来进行能量回收。其中，负扭矩(在本文也被称为再生扭矩)可以施加到压缩机(或轴或涡轮)，从而降低压缩机速度，并同时对联接到电动马达108的系统电池(诸如电池45)进行充电。如在图2处详细描述，在其他选定的部分负荷状况期间，可以通过故意减慢涡轮增压器来产生扭矩储备。其中，从电动马达施加的负扭矩可以用来使涡轮旋转减慢。以此方式，基于发动机状况，可以经由电动增压辅助的涡轮增压器使用来自相关联电动马达的正马达扭矩或负马达扭矩来产生扭矩储备。

[0023] 新鲜空气沿着进气道42经由气箱112引入发动机10中并且流到压缩机114。空气随后在压缩机114处进行压缩并引入到发动机10中。由涡轮增压器15压缩的空气也可以通过调整连续可变压缩机再循环阀(CCRV)62的开度而从压缩机114的下游和增压空气冷却器18的下游通过压缩机再循环通道60再循环到压缩机114的入口。CCRV 62可以是连续可变阀，并且增大CCRV 62的开度可以包括致动(或激励)马达或螺线管以打开阀。在另选的示例中，压缩机再循环通道60可以将CAC 18上游的压缩机出口联接到压缩机114的入口。

[0024] CCRV 62可以是连续可变阀，其中阀的位置从完全关闭位置连续可变到完全打开位置。在一些实施例中，CCRV 62在增压发动机操作期间可以部分打开，以提供喘振裕度。在本文中，部分打开位置可以是默认阀位置。然后，响应于喘振的指示，可以增大CCRV 62的开度。例如，CCRV 62可以从默认的部分打开位置朝向完全打开位置调整，其中打开的程度是基于喘振的指示(例如，压缩机压力比、压缩机流率、压缩机两端的压差等)。在另选的示例中，CCRV 62可以在增压发动机操作(例如，峰值性能状况)期间保持关闭，以减少增压响应时间并增加峰值性能。

[0025] 压缩机114通过增压空气冷却器(CAC)18(在本文也被称为中间冷却器)联接到节气门阀20。空气从压缩机114通过CAC 18和节气门阀20流到进气歧管22。例如，CAC 18可以是空气与空气热交换器或者水与空气热交换器。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，进气歧管内的进气的压力)。

[0026] 进气歧管22通过一系列进气门(未示出)联接到一系列燃烧室30。燃烧室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的流出物能够被引导到发动机系统中的不同位置。

[0027] 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。在另一个实施例中，排气门和进气门中的每一者都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系统来调整凸轮正时，以将进气凸轮和排气凸轮移动到针对给定的工况提供最佳容积效率的位置。

[0028] 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、节气门阀体喷射或者它们的任何组合来将燃料供应到燃烧室。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中只示出一个燃料喷射器，但每个燃烧室包括与其联接的燃料喷射器)。燃料可以通过燃料系统(未示出)传递到燃料喷射器66，所述燃料系统包括燃料箱、燃料泵以及燃料轨。在燃烧室中，可以经由火花点火(在所描绘的示例中)和/或压缩点火(在另一个示例中)来引发燃烧。可以调整火花正时以改变燃烧性质。例如，火花正时可以朝向MBT(最大制动转矩)设定提前以改进发动机性能。作为另一个示例，火花正时可以从MBT设定延迟，以将发动机扭矩的一部分保持储备。

[0029] 如图1所示，来自排气歧管36的排气被引导至涡轮116，以驱动该涡轮。当期望减少涡轮扭矩时，排气的一部分可以替代地被引导穿过废气门90，从而绕过涡轮。废气门致动器92(例如，废气门阀)可以被致动打开以经由废气门90将至少一些排气压力从涡轮116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，可以降低涡轮速度。

[0030] 来自涡轮116和废气门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在排气流稀时从排气流捕集NOx并且在排气流富时减少捕集的NOx。在其他示例中，排气后处理部件可以被配置为使NOx不成比例或者借助于还原剂选择性地减少NOx。在其他另外的示例中，排放控制装置170包括三元催化剂，该三元催化剂被配置为在减少排气流中的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，该可再生碳烟过滤器被配置为捕获和氧化排气流中的碳烟微粒。

[0031] 来自排放控制装置170的经处理排气的全部或一部分可以经由排气管道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)而转向到进气道42。EGR可以再循环到压缩机114的入口。

[0032] 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，以用于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，以用于估计进入压缩机的空气压力。其他另外的传感器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、压力等)中的一个或多个。传感器可以估计在压缩机入口处从进气道接收的进气以及通过通道60再循环的进气的状况。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，以用于确定进入压缩机的进气的组成和状况。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的下游和节气门阀20的上游，以用于估计传递到发动机的增压压力。

[0033] 控制器12可以包括在控制系统14中。控制器12被示出为从多个传感器16(其各种示例在本文中描述)接收信息，并且将控制信号发送到多个致动器81(其各种示例在本文中描述)。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、MAP传感器124、排气温度传感器128、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(例如，用于测量P1)、质量空气流量(MAF)传感器57、压力传感器58和TIP传感器
59。其他传感器(诸如附加的压力传感器、温度传感器、空燃比传感器和组成传感器)可以联接到车辆系统100中的各个位置。除了所描绘的传感器之外或者替代所描绘的传感器，控制器可以基于工况推断或模拟压力、温度和/或流率的值。致动器81可以包括例如节气门阀
20、CCRV 62、电动马达108、废气门致动器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所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。控制器可以基于在其中编程的对应于一个或多个程序(诸如本文关于图2所述的示例控制程序)的指令或代码而响应于经处理的输入数据来采用致动器。作为示例，响应于在以部分负荷状况操作时所需的扭矩储备增加，控制器可以将电力供应到电动辅助马达以便以再生模式操作马达，从而在涡轮增压器上施加负马达扭矩以在保持节气门打开更大时并且在施加更少的火花正时延迟的情况下使涡轮减速。

[0034] 现在转到图2，示出了用于经由节气门储备、火花储备和来自电动涡轮增压器的电动辅助的组合在发动机中提供扭矩储备的示例方法200。与其他扭矩储备策略相比，该方法使得能够通过减少来自火花延迟使用的效率损失来改进发动机效率，特别是在部分负荷状况下。用于执行方法200和本文中包括的其余方法的指令可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上文参考图1描述的传感器)接收的信号来执行。根据下文描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。

[0035] 在202处，该方法包括估计和/或测量发动机工况。这些包括例如发动机转速、MAP、MAF、踏板位置、诸如环境温度、压力和湿度的环境状况、发动机稀释等。在204处，该方法包括基于发动机工况而估计发动机扭矩需求。例如，扭矩需求可以诸如经由模型、算法或查找表而被映射为随踏板位置而变。

[0036] 在206处，该方法包括基于发动机工况并且进一步基于扭矩需求而估计要保持储备的所需扭矩量(在本文也被称为扭矩储备)。例如，所需的扭矩储备可以诸如经由模型、算法或查找表而被映射为随发动机负荷而变。在图3处示出可以用来估计所要求的扭矩储备的一个示例映射图。如在映射图300处所示，具体地在曲线302处，扭矩储备可以与发动机负荷成反比关系。因此，在怠速到部分负荷状况下，预期到扭矩需求的突然增加而可能需要更大量的扭矩储备。另外地，发动机可以具有在怠速状况下保持的限定怠速扭矩储备，以改进开车平滑度。相比之下，在更高负荷状况下，可能需要更小量的扭矩储备。在高负荷下，当在WOT下或接近WOT操作时减少或消除扭矩储备。

[0037] 另外，扭矩储备值可以随操作员选择的驾驶或车辆性能设定而变，诸如对燃料经济性或性能的偏好。作为示例，如果驾驶员选择对燃料经济性的偏好，则不预期大的瞬态，并且因此可以请求更小的扭矩储备。作为另一个示例，如果驾驶员选择对性能的偏好(例如，运动模式)，则可以预期大的瞬态，并且因此可以请求更大的扭矩储备。

[0038] 在208处，该方法包括基于扭矩需求和扭矩储备而确定各种扭矩致动器的初始设定。例如，可以确定节气门位置、火花正时(例如，火花正时延迟或提前)、废气门阀位置等的初始设定。可以确定其设定的其他另外的致动器包括EGR阀、压缩机再循环阀等。

[0039] 在210处，该方法包括确认是否满足经由电动辅助涡轮增压器(e-TC)来提供扭矩储备的至少一部分的条件。可以至少部分地通过电动涡轮增压器来提供扭矩储备的示例条件包括联接到电动马达的系统的荷电状态(SOC)足够低而能接受充电，诸如在SOC低于非零阈值时。如果SOC高于阈值，则电动涡轮增压器无法用来提供基于负扭矩的扭矩储备。另一个示例条件包括部分负荷增压。当歧管压力(MAP)低于大气压力并且涡轮增压器涡轮速度不足时，负马达扭矩可能无法用来产生扭矩储备。

[0040] 如果未满足条件，那么在212处，该方法包括将初始设定应用于扭矩致动器以满足扭矩需求和扭矩储备。例如，火花正时可以从基于扭矩需求的正时延迟，以提供满足扭矩储备的火花储备。作为另一个示例，节气门位置可以保持相对于基于扭矩需求的位置关闭更多，以提供满足扭矩储备的节气门或空气储备。

[0041] 如果满足使得电动涡轮增压器能够辅助扭矩储备产生的条件，那么在214处，确定是否存在经由正马达扭矩提供扭矩储备的至少一部分的条件。作为示例，在怠速条件和选定的部分负荷条件期间，可以生成另外的增压压力并保持储备(被称为增压储备)，以便在扭矩需求的瞬时增加期间释放，该增压储备充当储备扭矩的来源。作为另一个示例，在发动机效率不优先而响应时间优先(也就是说，期望在最小的时间内获得最大响应)时，正马达扭矩可以用来生成扭矩储备。任选地，涡轮增压器可以在喘振极限下运行并使用火花和燃料来减少发动机输出扭矩并且如果需要扭矩则即刻重新引入扭矩。在又一个示例中，正马达扭矩可以用来降低电池SOC。例如，基于关于规划的轨迹的导航输入(包括交通、坡道信息等)，可以基于未来的部分负荷状况而识别许多电池充电机会，其中负马达扭矩可以用来产生扭矩储备。发动机控制器在那些机会之前可以相应地使用正马达扭矩，以便提供允许在部分负荷条件期间进行电池充电的电池SOC。

[0042] 如果满足经由正马达扭矩提供扭矩储备的条件，那么在218处，该方法包括操作电动涡轮增压器的电动马达，以将涡轮速度增加至高于标称速度。马达在电动模式下操作，并且向涡轮增压器轴施加正马达扭矩。在本文中，标称速度是如果维持各种扭矩致动器的初始设定(并且不提供增压辅助)则将实现的涡轮速度。在一个示例中，在请求的整个扭矩储备增加时，可以通过增加由电动马达施加在电动涡轮增压器上的正扭矩以使涡轮和由此压缩机加快旋转来增加增压储备。同时，可以减小节气门开度以将增压压力保持储备。通过提供扭矩储备的一部分作为增压储备，减小了对基于火花的扭矩储备的需要，从而改进发动机性能。在后一状况期间，当扭矩需求突然增加时，可以通过打开节气门以释放增压储备并增加歧管压力来满足扭矩需求。

[0043] 如果不满足经由正马达扭矩来提供扭矩储备的条件，那么在216处，可以确定是否存在经由负马达扭矩提供扭矩储备的至少一部分的条件。作为示例，在选定的其他部分负荷状况期间，可以通过以再生模式操作增压辅助马达来减小发动机转速。具体地，通过有意地减慢涡轮增压器来产生扭矩储备，从而代替基于节气门的扭矩储备以及基于火花的扭矩储备中的至少一些。例如，可以以再生模式操作增压辅助马达，以在期望电池SOC增加和改进的效率优先于响应时间的状况期间生成扭矩储备。

[0044] 如果满足经由负马达扭矩提供扭矩储备的条件，那么在220处，该方法包括操作电动涡轮增压器的电动马达，以将涡轮速度降低至低于标称速度。减小的速度可以是基于期望的扭矩储备，在期望的扭矩储备增加时，减小的速度相对于标称速度降低。在本文中，标称速度是如果维持各种扭矩致动器的初始设定(并且不提供增压辅助)则在当前发动机负荷下将实现的涡轮速度。马达在再生模式下操作，并且向涡轮增压器轴施加负马达扭矩。在一个示例中，在请求的整个扭矩储备增加时，可以通过增加由电动马达施加在电动涡轮增压器上的负扭矩以使涡轮和由此压缩机旋转减慢来增加电动涡轮增压器的扭矩储备贡献。同时，可以增大节气门开度以减少基于节气门的扭矩储备。另外地，火花正时可以提前。增大进气节气门开度和提前火花正时的程度可以是基于涡轮增压器的减小的速度和期望的扭矩储备。具体地，控制器可以施加负马达扭矩以有意地减小涡轮速度(减小至低于将自然地出现的速度)，以便降低歧管压力并且减少传递到发动机中的空气质量，从而优选地使得它成为可控制节气门。例如，进气节气门开度可以相对于与当前发动机负荷对应的标称节气门开度增大，并且火花正时可以相对于与当前发动机负荷对应的标称火花正时提前。在涡轮增压器速度减小时，节气门储备可以减少或消除，并且火花正时可以进一步提前(从而减少基于火花的扭矩储备)以增加燃烧效率。通过有意地减慢涡轮增压器的扭矩储备然后可以代替基于节气门的扭矩储备以及基于火花的扭矩储备中的一些。这个额外能量可以用来补充对电动马达供电的电池并且补充交流发电机，从而减少交流发电机所需的工作。例如，取决于应用，由电动辅助涡轮增压器恢复的能量可能足以卸载交流发电机的工作中的一些。在高SOC情景下，任选地，控制器可以减少交流发电机负荷并且使用来自为电动涡轮增压器供电的电池的能量。

[0045] 从218、220和212中的每一个，该方法移动到222，其中确定是否存在扭矩需求的瞬时增加。这可以包括需要更多的扭矩和/或需要更快速率的扭矩。如果是的话，那么在224处，该方法包括释放扭矩储备以满足扭矩需求的瞬时增加。在一个示例中，在经由基于火花和节气门的储备产生扭矩储备的情况下，释放扭矩储备包括将火花正时提前以及将节气门移动到打开更大的位置。在另一个示例中，在至少部分地使用增压储备产生扭矩储备的情况下，释放扭矩储备包括打开节气门以将保持的增压压力释放到进气歧管中。在又一个示例中，在至少部分地使用负马达扭矩产生扭矩储备的情况下，释放扭矩储备包括基于所需求的扭矩增加的需求的速率大而减少再生负荷或进入正辅助。例如，如果需要的扭矩增加大于阈值量，则通过降低马达速度并减小在电动涡轮增压器上施加的负马达扭矩来降低再生负荷。如果需要的扭矩大于阈值，则除了停用负马达扭矩之外，还可以降低马达速度以向电动涡轮增压器提供正马达扭矩。

[0046] 在一个示例中，基于扭矩需求的预期增加而产生扭矩储备，该扭矩需求是基于行驶状况、行驶历史、导航输入、操作员选择的车辆性能设定等预期的。然后可以基于扭矩需求的实际增加相对于预期增加而调整释放扭矩储备的速率。作为示例，响应于扭矩需求的实际增加小于扭矩需求的预期增加，可以以更慢的速率减少所施加的负扭矩。相比之下，响应于扭矩需求的实际增加处于或高于扭矩需求的预期增加，可以以更快的速率减少所施加的负扭矩。此外，可以经由施加正马达扭矩来提供另外的增压辅助。

[0047] 否则，如果扭矩需求没有增加，则可以维持或减少扭矩储备。然后，该方法结束。以此方式，通过再生来改进发动机效率，并且系统电池的SOC可以有利地增加。因此，电池的整体尺寸可以减小，因为提供了补充电池的更多机会。

[0048] 现在转到图3，示出了随发动机负荷而变的来自各种扭矩致动器的扭矩储备贡献的示例映射图300。图3的映射图可以由发动机控制器在选择使用正马达扭矩还是负马达扭矩来产生扭矩储备时参考。

[0049] 映射图300沿着x轴描绘发动机负荷(或歧管压力，MAP)并且沿着y轴描绘所需的对应总扭矩储备。如在曲线302处所示，所需的扭矩储备随着发动机负荷降低而增加。具体地，扭矩储备要求在怠速和部分负荷状况(例如，低于阈值发动机负荷，诸如MAP低于1atm，如由竖直虚线所示)下更高，其中可能会踩加速器踏板并且预期扭矩需求增加。相比之下，扭矩储备要求在更高负荷状况(例如，高于阈值发动机负荷)下更低，其中可能会松加速器踏板并且预期扭矩需求降低。

[0050] 由基于火花的扭矩储备提供的总扭矩储备的一部分在曲线304处示出。火花储备对总扭矩储备的贡献随着发动机负荷增加而降低。由基于节气门的扭矩储备提供的总扭矩储备的一部分在曲线306处示出。扭矩储备可以仅由火花储备提供，诸如在所描绘的示例中，在MAP高于1atm的状况下所示。

[0051] 在中至高发动机负荷下，诸如在所描绘的示例中当MAP高于1atm时，也可以使用负马达扭矩来满足扭矩储备亏损，如由曲线308所示。控制器可以通过经由电动马达在涡轮增压器轴上施加负马达扭矩以有意地减慢涡轮增压器速度，以便减少进入发动机的进气歧管的总空气质量。具体地，代替减小节气门板δ压力(通过将节气门板关闭一定量)，经由涡轮减速来实现空气质量的减少。通过以再生模式使用电动马达来减小涡轮增压器速度，经由TPDP实现相同的空气质量减少，但其中在该过程中能量再生。在一个示例中，基于节气门的空气(和扭矩)储备完全被替代为基于涡轮增压器负马达扭矩的空气(和扭矩)储备[0052] 以此方式，发动机控制器可以确定第一部分负荷发动机工况，并且响应于此，通过经由电动马达在涡轮增压器轴上施加负马达扭矩而生成扭矩储备。其中，控制器可以向电动马达发送第一信号，以在再生模式下操作马达。可以基于来自发动机转速传感器、歧管压力传感器和踏板位置传感器中的一个或多个的输入而确定第一状况。在第一状况期间，可以响应于施加的负扭矩而以第一方式调整火花正时和节气门位置。例如，可以将火花正时提前，并且可以将节气门位置移动到打开更大的位置。

[0053] 此外，控制器可以确定第二部分负荷发动机工况(其不是第一状况)，并且响应于此，通过经由电动马达向涡轮增压器轴施加正马达扭矩而生成扭矩储备。其中，控制器可以向电动马达发送第二不同的信号，以在电动模式下操作马达。也可以基于来自发动机转速传感器、歧管压力传感器和踏板位置传感器中的一个或多个的输入而确定第二状况。在第二状况期间，爷可以响应于施加的负扭矩而以第一方式调整火花正时和节气门位置。例如，可以将火花正时提前，并且可以将节气门位置移动到打开更大的位置。

[0054] 此外，控制器可以确定第三部分负荷发动机工况(其不是第一状况或第二状况)，并且响应于此，通过不经由电动马达在涡轮增压器轴上施加任何马达扭矩而生成扭矩储备。其中，控制器可以向电动马达发送信号，以维持禁用马达。也可以基于来自发动机转速传感器、歧管压力传感器和踏板位置传感器中的一个或多个的输入而确定第三状况。在第三状况期间，可以响应于缺少马达而以不同于第一方式的第二方式调整火花正时和节气门位置。例如，可以将火花正时延迟，并且可以将节气门位置移动到关闭更多的位置。控制器可以基于指示发动机转速和负荷的传感器输入而在第一状况、第二状况与第三状况之间进行选择，并且相应地调整施加在轴上的马达扭矩。该选择可以进一步基于电池荷电状态。例如，当电池SOC低于阈值时，可以确认第一状况，而当电池SOC高于阈值时，可以确认第二状况。

[0055] 现在转到图4，示出了随变化的发动机状况而改变来自各种扭矩致动器的扭矩储备贡献的预示性示例。在一个示例中，图4中描绘的动作可以经由图2的方法来实现。在所描绘的示例中，经由虚线示出第一情景，其中扭矩储备仅由火花储备和基于节气门的空气储备生成，而经由实线示出第二情景，其中使用来自联接到电动涡轮增压器的电动马达的负扭矩生成扭矩储备。映射图400在曲线402处描绘了操作员扭矩请求(或扭矩需求)。在一个示例中，加速踏板位置可以用于推断操作员扭矩请求。在曲线404、406处示出基于发动机工况和扭矩需求请求的总扭矩储备。从曲线408、410处的节气门开度推断基于节气门的扭矩储备贡献。相对于给定的发动机负荷下的期望节气门位置减小节气门开度导致一定量的空气被保持储备(“空气储备”)，从而产生储备扭矩。换句话说，节气门关闭用来减少进入进气歧管的空气质量。保持储备的空气然后可以在稍后的时间响应于扭矩需求的瞬时增加而释放，从而允许消耗对应的扭矩储备以满足扭矩需求并改进发动机响应时间。从曲线412、414处的火花正时推断基于火花的扭矩储备贡献。相对于在给定发动机负荷下的MBT使火花延迟导致稍后燃烧，从而将有用功发送到排气，并且产生储备扭矩。可以在稍后的时间响应于扭矩需求的瞬时增加而将火花正时提前到MBT或朝向MBT提前，从而允许消耗扭矩储备以满足扭矩需求并改进发动机响应时间。

[0056] 从曲线416、418处提供的电动辅助马达扭矩推断基于电动涡轮增压器的扭矩储备贡献。扭矩储备可以以通过施加正马达扭矩以使涡轮增压器相对于在给定发动机负荷下的期望涡轮速度旋转加快而生成的增压储备的形式提供。可选地，扭矩储备可以以通过施加负马达扭矩以使涡轮增压器相对于在给定发动机负荷下的期望涡轮速度旋转减慢而生成的空气储备(或进入进气歧管的空气质量减少)的形式提供，从而在对应的发动机负荷下允许打开更大的节气门位置。具体地，在施加负马达扭矩以生成扭矩储备时，增大节气门开度，并且将火花正时提前。在所描绘的示例中，将节气门开度增大到WOT，并且将火花正时提前到MBT。涡轮速度还可以受到废气门阀位置调整影响，如在曲线420处所示。例如，涡轮速度可以通过将废气门阀移动到关闭更多的位置而增大，而涡轮速度可以通过将废气门阀移动到打开更大的位置而减小。在曲线422、424处描绘了由于马达扭矩施加和废气门阀调整而引起的增压压力的变化。在曲线426、428处描绘了由于马达扭矩施加和废气门阀调整而引起的涡轮速度的变化。在曲线430、432处描绘了由于马达扭矩施加引起的电池荷电状态(SOC)的变化。

[0057] 在所描绘的示例中，请求的扭矩随时间而改变(曲线402)，其中扭矩间歇地增大并且然后减小。对应地但利用反函数调整所提供的扭矩储备(基于火花和节气门储备，如在406处所示，或者基于马达扭矩，如在404处所示)。具体地，在扭矩需求减小的状况期间，诸如在包括操作员松加速器踏板的部分负荷状况下，增大(或生成)扭矩储备，并且在扭矩需求增大的状况期间，诸如在包括操作员松加速器踏板的高负荷状况下，减小(或消耗)扭矩储备。当扭矩储备是基于火花和节气门(曲线406)时，节气门开度波动为关闭更多(在要生成扭矩储备时)和打开更大(在要消耗扭矩时)，但仍小于完全打开(WOT)，如在曲线410处所示。通过在需要扭矩储备时减小节气门的开度，减少了引入发动机的进气歧管中的空气质量。同时，还通过将火花正时从MBT延迟更大的量来产生火花储备，如在曲线414处所示。由于这个扭矩储备不是基于涡轮增压器，因此电动涡轮增压器的电动马达保持禁用并且来自马达的辅助仍处于零(曲线418)。因此，电池SOC不改变(曲线432)。通过减小废气门开度(曲线420)以增加增压压力或增大开度以减小增压压力来提供目标增压压力(曲线424)。

[0058] 相比之下，当扭矩储备是基于涡轮增压器(曲线404)时，节气门可以保持在WOT，如在曲线408处所示。代替节气门，在需要扭矩储备的状况期间，可以经由施加在涡轮增压器上的负马达扭矩来提供空气质量的所需减少(曲线416)。在那些时间处，对电池进行充电，其中马达充当发电机。然后，当消耗扭矩储备时，中断负马达扭矩。此外，当扭矩需求足够高或快时，通过从电动马达在涡轮增压器上施加正电动辅助扭矩来满足瞬时需求。在那些时间处，使用电池充电。因此，在增压事件的时段内，实现更大数量的电池充电机会，从而允许更高的平均电池SOC。通过将马达扭矩调整与废气门开度(曲线420的调整进行协调来提供目标增压压力(曲线422)。

[0059] 由于使用基于涡轮增压器的扭矩储备，因此与基于火花和节气门的扭矩储备相比，在扭矩瞬态期间实现增压压力的更大幅度的变化。例如，在扭矩需求增加的踩加速器踏板期间，可以提供增加压力的更大上升，从而改进增压发动机性能。

[0060] 以此方式，电动辅助涡轮增压器的操作可以用来生成扭矩储备的至少一部分。通过与其他发动机扭矩致动器(诸如节气门位置和火花正时)协调地改变经由电动马达施加在涡轮增压器轴上的马达扭矩，可以更有效地提供期望的扭矩储备。例如，可以通过减少对火花延迟的依赖而提供所需的扭矩储备。通过在选定的部分负荷发动机工况期间施加负马达扭矩以有意地减小涡轮速度，可以在使得进气节气门能够保持打开更大的同时减少向发动机提供的空气质量。经由涡轮速度的减小而不是经由另外的节气门关闭来提供所需空气质量减少的技术效果在于，发动机可以在节气门打开更大(例如，全开)的情况下在发动机工况的更长范围内操作。另外，可以经由马达(充当发电机)来利用能量，以便对系统电池充电。在其他部分负荷状况期间，可以通过在涡轮增压器上施加正马达扭矩以生成另外的增压压力并保持储备来满足扭矩储备的一部分。另外，通过经由电动涡轮增压器提供至少一些扭矩储备，可以减少与火花储备的过量安排相关联的发动机燃料惩罚(诸如在扭矩需求的变化不同于预期时)。

[0061] 一种示例方法包括：在增大进气节气门开度并提前火花正时的同时经由电动马达来减小涡轮增压器的速度，所述增大所述进气节气门开度和提前所述火花正时的程度是基于所述涡轮增压器的所述减小的速度和期望的扭矩储备。在前述示例中，另外地或可选地，经由所述电动马达减小所述速度包括在涡轮增压器轴上施加负马达扭矩以减小涡轮速度。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述减小的速度是基于所述期望的扭矩储备，在所述期望的扭矩储备增加时，所述减小的速度相对于标称速度降低。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述标称速度包括在当前发动机负荷下的标称涡轮速度，其中所述进气节气门开度相对于与所述当前发动机负荷对应的标称节气门开度增大，并且火花正时相对于与所述当前发动机负荷对应的标称火花正时提前。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述方法还包括响应于扭矩需求的增加，减小所述施加的负马达扭矩。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述扭矩需求的增加是扭矩需求的实际增加，并且所述期望的扭矩储备是基于来自所述当前发动机负荷的扭矩需求的预期增加。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，响应于所述扭矩需求的实际增加小于所述扭矩需求的预期增加，以更慢的速率减小所述施加的负扭矩，并且响应于所述扭矩需求的实际增加处于或高于所述扭矩需求的预期增加，以更快的速率减小所述施加的负扭矩。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，减小所述涡轮速度包括减少进入发动机进气歧管中的质量空气流量。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述发动机联接在车辆中，并且所述期望的扭矩储备是基于导航输入、车辆行驶历史以及驾驶员选择的相对于燃料经济性对性能的偏好。

[0062] 另一种用于增压发动机的示例方法包括：在第一状况期间，在减小进气节气门开度并提前火花正时的同时经由电动马达来增加涡轮增压器的速度，减小所述进气节气门开度和提前所述火花正时的程度是基于所述涡轮增压器的所述增加的速度和期望的扭矩储备；以及在第二状况期间，在增大进气节气门开度并提前火花正时的同时经由电动马达来减小涡轮增压器的速度，所述增大所述进气节气门开度和提前所述火花正时的程度是基于所述涡轮增压器的所述减小的速度和所述期望的扭矩储备。在前述示例中，另外地或可选地，所述第一状况包括电池荷电状态高于阈值，所述第二状况包括所述电池荷电状态低于所述阈值，所述方法还包括响应于所述电池荷电状态的变化而从所述第一状况转变到所述第二状况。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述第一状况包括操作员选择的对性能的偏好超过燃料经济性，并且所述第二状况包括操作员选择的对燃料经济性的偏好超过性能。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，相对于所述第一状况，在所述第二状况期间减少歧管空气流量。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，在所述第一状况期间经由所述电动马达来增加所述涡轮增压器的所述速度包括从所述电动马达在所述涡轮增压器的轴上施加正马达扭矩以增加涡轮速度，并且在所述第二状况期间经由所述电动马达来减小所述涡轮增压器的所述速度包括从所述电动马达在所述涡轮增压器的所述轴上施加负马达扭矩以减小所述涡轮速度。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述方法还包括在第三状况期间，在减小进气节气门开度并延迟火花正时的同时不从所述电动马达在所述涡轮增压器的所述轴上施加马达扭矩，减小所述进气节气门开度并延迟所述火花正时的程度是基于所述期望的扭矩储备。

[0063] 另一种车辆的示例发动机系统包括：发动机；涡轮增压器，所述涡轮增压器具有经由轴联接到压缩机的涡轮；电动马达，所述电动马达联接到所述轴，所述马达由电池供电；火花塞；节气门，所述节气门联接到所述发动机的进气口；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使所述控制器：响应于第一部分负荷状况而以第一模式操作所述发动机，其中经由所述电动马达在所述轴上施加负马达扭矩以降低涡轮速度；以及响应于第二不同部分负荷状况而以第二模式操作所述发动机，其中经由所述电动马达在所述轴上施加正马达扭矩以增加涡轮速度。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述控制器包括致使所述控制器基于所述电池的荷电状态而在所述第一模式与所述第二模式之间进行选择的另外的指令，在所述电池荷电状态低于阈值时选择所述第一模式，在所述电池荷电状态高于所述阈值时选择所述第二模式。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述控制器包括致使所述控制器在所述第一模式期间基于所述涡轮速度的降低而增大节气门开度并提前火花正时和在所述第二模式期间基于所述涡轮速度的增加而增大节气门开度并提前火花正时的另外的指令。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述控制器包括致使所述控制器响应于第三部分负荷状况而以第三模式操作所述发动机的另外的指令，其中不经由所述电动马达在所述轴上施加马达扭矩并且其中节气门开度减小且火花正时延迟。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述系统还包括用于接收操作员选择的输入装置，并且所述控制器包括致使所述控制器在所述操作员选择包括燃料经济性时选择所述第一模式和在所述操作员选择包括车辆性能时选择所述第二模式的另外的指令。

[0064] 在又一呈现中，一种用于发动机的方法包括在第一松加速器踏板期间，通过在维持涡轮增压器的涡轮速度的同时减小进气节气门的开度并延迟火花正时来减少歧管空气流量。此外，在第二松加速器踏板期间，所述方法包括通过在维持或增大所述进气节气门的所述开度的同时并且在维持或提前火花正时的同时减小所述涡轮速度来减少所述歧管空气流量。在前述示例中，另外地或可选地，相对于所述第二松加速器踏板，在所述第一松加速器踏板期间将增压压力减少更小的量。在前述示例中的任一或全部示例中，另外地或可选地，所述方法还包括在所述第一松加速器踏板之后的第一踩加速器踏板期间，通过在维持所述涡轮速度的同时增大所述进气节气门的所述开度并提前火花正时来增加歧管空气流量。此外，在所述第二松加速器踏板之后的第二踩加速器踏板期间，所述方法包括通过在维持或增大所述进气节气门的所述开度的同时并且在维持或提前火花正时的同时增加所述涡轮速度来增加所述歧管空气流量。在前述示例中，另外地或可选地，相对于所述第二踩加速器踏板，在所述第一踩加速器踏板期间将增压压力增加更大的量。应当注意，本文包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来实施。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等)中的一种或多种。因此，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的顺序执行、并行执行，或在一些情况下被省略。同样地，处理顺序不一定是实现本文所述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过在包括各种发动机硬件部件的系统中结合电子控制器执行指令来实施所描述的动作。

[0065] 应当了解，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应当被视为具有限制意义，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的且非显而易见的组合和子组合。

[0066] 如本文所使用，除非另有指定，否则术语“约”被解释为表示所述范围的±5％。

[0067] 随附权利要求特别地指出被认为是新颖的且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能提及“一个”要素或“第一”要素或其等同物。此类权利要求应当被理解为包括结合一个或多个此类要素，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开的特征、功能、要素和/或性质的其他组合和子组合可以通过修正本权利要求或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。此类权利要求，无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同还是不同，都被认为包括在本公开的主题内。

[0068] 根据本发明，一种方法包括：在增大进气节气门开度并提前火花正时的同时经由电动马达来减小涡轮增压器的速度，所述增大所述进气节气门开度和提前所述火花正时的程度是基于所述涡轮增压器的所述减小的速度和期望的扭矩储备。

[0069] 根据一个实施例，经由所述电动马达减小所述速度包括在涡轮增压器轴上施加负马达扭矩以减小涡轮速度。

[0070] 根据一个实施例，所述减小的速度是基于所述期望的扭矩储备，在所述期望的扭矩储备增加时，所述减小的速度相对于标称速度降低。

[0071] 根据一个实施例，所述标称速度包括在当前发动机负荷下的标称涡轮速度，其中所述进气节气门开度相对于与所述当前发动机负荷对应的标称节气门开度增大，并且火花正时相对于与所述当前发动机负荷对应的标称火花正时提前。

[0072] 根据一个实施例，上述发明的特征还在于，响应于扭矩需求的增加，减小所述施加的负马达扭矩。

[0073] 根据一个实施例，所述扭矩需求的增加是扭矩需求的实际增加，并且所述期望的扭矩储备是基于来自所述当前发动机负荷的扭矩需求的预期增加。

[0074] 根据一个实施例，响应于所述扭矩需求的实际增加小于所述扭矩需求的预期增加，以更慢的速率减小所述施加的负扭矩，并且响应于所述扭矩需求的实际增加处于或高于所述扭矩需求的预期增加，以更快的速率减小所述施加的负扭矩。

[0075] 根据一个实施例，减小所述涡轮速度包括减少进入发动机进气歧管中的质量空气流量。

[0076] 根据一个实施例，所述发动机联接在车辆中，并且所述期望的扭矩储备是基于导航输入、车辆行驶历史以及驾驶员选择的相对于燃料经济性对性能的偏好。

[0077] 根据本发明，一种用于增压发动机的方法包括：在第一状况期间，在减小进气节气门开度并提前火花正时的同时经由电动马达来增加涡轮增压器的速度，减小所述进气节气门开度和提前所述火花正时的程度是基于所述涡轮增压器的所述增加的速度和期望的扭矩储备；以及在第二状况期间，在增大进气节气门开度并提前火花正时的同时经由电动马达来减小涡轮增压器的速度，所述增大所述进气节气门开度和提前所述火花正时的程度是基于所述涡轮增压器的所述减小的速度和所述期望的扭矩储备。

[0078] 根据一个实施例，所述第一状况包括电池荷电状态高于阈值，所述第二状况包括所述电池荷电状态低于所述阈值，所述方法还包括响应于所述电池荷电状态的变化而从所述第一状况转变到所述第二状况。

[0079] 根据一个实施例，所述第一状况包括操作员选择的对性能的偏好超过燃料经济性，并且所述第二状况包括操作员选择的对燃料经济性的偏好超过性能。

[0080] 根据一个实施例，相对于所述第一状况，在所述第二状况期间减少歧管空气流量。

[0081] 根据一个实施例，在所述第一状况期间经由所述电动马达来增加所述涡轮增压器的所述速度包括从所述电动马达在所述涡轮增压器的轴上施加正马达扭矩以增加涡轮速度，并且在所述第二状况期间经由所述电动马达来减小所述涡轮增压器的所述速度包括从所述电动马达在所述涡轮增压器的所述轴上施加负马达扭矩以减小所述涡轮速度。

[0082] 根据一个实施例，上述发明的特征还在于，在第三状况期间，在减小进气节气门开度并延迟火花正时的同时不从所述电动马达在所述涡轮增压器的所述轴上施加马达扭矩，减小所述进气节气门开度并延迟所述火花正时的程度是基于所述期望的扭矩储备。

[0083] 根据本发明，一种车辆的发动机系统包括：发动机；涡轮增压器，所述涡轮增压器具有经由轴联接到压缩机的涡轮；电动马达，所述电动马达联接到所述轴，所述马达由电池供电；火花塞；节气门，所述节气门联接到所述发动机的进气口；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时致使所述控制器：响应于第一部分负荷状况而以第一模式操作所述发动机，其中经由所述电动马达在所述轴上施加负马达扭矩以降低涡轮速度；以及响应于第二不同部分负荷状况而以第二模式操作所述发动机，其中经由所述电动马达在所述轴上施加正马达扭矩以增加涡轮速度。

[0084] 根据一个实施例，所述控制器包括致使所述控制器基于所述电池的荷电状态而在所述第一模式与所述第二模式之间进行选择的另外的指令，在所述电池荷电状态低于阈值时选择所述第一模式，在所述电池荷电状态高于所述阈值时选择所述第二模式。

[0085] 根据一个实施例，所述控制器包括致使所述控制器在所述第一模式期间基于所述涡轮速度的降低而增大节气门开度并提前火花正时和在所述第二模式期间基于所述涡轮速度的增加而增大节气门开度并提前火花正时的另外的指令。

[0086] 根据一个实施例，所述控制器包括致使所述控制器响应于第三部分负荷状况而以第三模式操作所述发动机的另外的指令，其中不经由所述电动马达在所述轴上施加马达扭矩并且其中节气门开度减小且火花正时延迟。

[0087] 根据一个实施例，上述发明的特征还在于，用于接收操作员选择的输入装置，并且其中所述控制器包括致使所述控制器在所述操作员选择包括燃料经济性时选择所述第一模式和在所述操作员选择包括车辆性能时选择所述第二模式的另外的指令。

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