用于增压发动机系统的方法和系统技术方案

本申请涉及用于增压发动机系统的方法和系统，并且提供了用于将电动机械增压器作为车载空气泵和/或真空泵的方法和系统。在车辆未被推进并且车辆发动机怠速时的状况期间，进气道的一部分被密封并且机械增压器被运行以将压缩空气输送到密封部分。然后，压缩空气可以从密封部分直接拾取以用于轮胎充气，或者经由喷气器拾取来向真空致动器提供真空。

Method and system for supercharged engine system

The present application relates to methods and systems for turbocharged engine systems, and provides methods and systems for using electromechanical turbochargers as on-board air and/or vacuum pumps. During the period when the vehicle is not propelled and the engine is idling, part of the intake port is sealed and the mechanical supercharger is operated to deliver compressed air to the sealed portion. The compressed air can then be picked up directly from the sealing portion for inflation of the tire or provided with a vacuum to the vacuum actuator via a jet pickup.

【技术实现步骤摘要】
用于增压发动机系统的方法和系统
本专利技术总体涉及使用电动机械增压器作为车载空气泵或真空泵的方法和系统。
技术介绍
发动机可配置有诸如涡轮增压器或机械增压器的增压装置，以增加进入燃烧室的质量空气流量。涡轮增压器和机械增压器包括使用进气压缩机压缩进入发动机的进气。涡轮增压器包括由涡轮驱动的压缩机，机械增压器包括由发动机或由马达驱动的压缩机。在一些发动机系统中，一个或多个进气充气装置可以被分级串联或并联以改善发动机增压响应。Kawamura等人在美国专利6,938,420中展示了多级增压发动机的一个示例。其中，由电动马达驱动的电动机械增压器和电动机械增压器旁通阀(ESBV)被分级在涡轮增压器的下游。在涡轮增压器压缩机不旋转加速的状况下，ESBV可以被关闭，并且电动机械增压器可以被转动以提供瞬时正增压压力以减少涡轮迟滞。然后，当涡轮增压器压缩机被充分旋转加速时，ESBV可被打开并且电动机械增压器可被禁用，从而允许涡轮增压器提供期望的增压压力。除了进气充气装置之外，车辆可以被配置有车载空气泵和/或真空泵。例如，车载空气泵可以用于多种目的，诸如用于给轮胎充气，给空气悬架充气等。同样，车载真空泵可以用作各种发动机真空致动器的真空源，诸如用于燃料蒸气滤罐吹扫(purging)或制动助力器。虽然额外的泵可以提供可靠的空气源或真空源，但是它们的使用可能受其成本和尺寸的限制。在其他些方案中，诸如由Infantini在US20160059643中示出的，输送到越野车(例如犁型铲雪机(plow))的发动机汽缸的压缩空气的一部分可以用于轮胎充气。所输送的压缩空气的部分可以基于轮胎压力。然而，压缩空气从发动机转向导致发动机输出降低，从而影响车辆性能。
技术实现思路
本专利技术人已经认识到，分级发动机系统的电动机械增压器可以与加压空气拾取器(pick-up)结合以有利地提供车载空气泵和/或真空泵的功能。在一个示例中，一种用于发动机的方法包括：在发动机怠速期间和当车辆未被推进时，通过关闭进气节气门和耦接至电动机械增压器的旁通阀中的每个来密封进气道的一部分；运转机械增压器以在密封部分中生成压缩空气；以及将密封部分的压缩空气抽取到装置中。以这种方式，可以使用现有的部件并且在不影响车辆性能的情况下为车辆车载地提供可靠的压缩空气和/或真空源。作为示例，包括由电动马达驱动的压缩机的电动机械增压器(ES)可以被分级在包括由排气涡轮驱动的压缩机的涡轮增压器(TC)上游。电动机械增压器旁通阀(ESBV)可以被耦接在ES周围的旁路中。在需求增压压力的状况期间，在涡轮加速(spoolup)时通过关闭ESBV并运转ES压缩机来满足增压需求，可以减少涡轮迟滞。一旦涡轮已经被加速，则ESBV可以被打开，ES压缩机可以被禁用，而TC压缩机被用来满足增压需求。在发动机正在怠速和车辆被停止时的状况期间，ES压缩机可以被适时地作为空气泵或真空泵来运转，并且压缩空气或真空可以被存储以供后续使用或就地使用，诸如用于给车辆轮胎充气或者运转真空致动器。其中，ESBV可以被完全关闭，并且进气节气门的开度可以被减小，使得只有允许发动机怠速(而不是停转)的足够的空气。作为阀门调节的结果，两个阀门之间的进气道的容积可以被有效地密封。然后，ES压缩机马达可以以全占空比运行以在密封容积中生成压缩空气。将加压空气拾取器耦接到密封容积的拾取阀可以被打开以使得压缩空气能够被储存或立即使用。当期望真空时，压缩空气可以被引导通过耦接到加压空气拾取器的喷气器，从而在喷气器处生成真空。生成的真空可以被存储或立即使用。当驾驶员扭矩需求增加或者如果请求车辆推进时，拾取阀、进气节气门和ESBV可以被打开，并且ES压缩机可以根据要求返回到运转状态，以满足瞬时增压需求。以这种方式，现有的进气充气装置可以有利地用作车载气泵和/或真空泵。通过减少对专用车载空气泵和真空泵的需要，可以为车辆车载地提供可靠的空气源和真空源，具有成本降低和部件减少的益处。密封进气道的一部分并运转电动机械增压器压缩机的技术效果是可以生成压缩空气并将其输送到密封区域中，从而可以容易地拾取(pickup)压缩空气。在将电动机械增压器作为空气泵或真空泵来运转时，通过关闭进气节气门，发动机输出不会在泵运转期间受影响。通过将喷气器耦接到加压空气拾取器，由机械增压器生成的相同的压缩空气可以根据需要而被用作空气源或真空源。在发动机怠速状况期间将机械增压器作为空气泵或真空泵来运转，可以适时地生成空气和/或真空，而不影响发动机或车辆的性能。应理解的是，提供上面的概述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概念的选择。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由所附的权利要求书唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了具有多级充气增压装置的增压发动机系统的示例性实施例。图2示出了高级流程图，该高级流程图图示说明了可以被实施以运转包括电动机械增压器和涡轮增压器的增压发动机系统的例程。图3示出了图示说明可以被实施以将电动机械增压器作为车载空气泵或真空泵运转的例程的流程图。图4A-4B示出了根据本公开的用于增压控制、压缩空气生成以及真空生成的电动机械增压器的示例性运转。具体实施方式以下描述涉及用于具有分级增压装置的发动机系统(诸如图1的增压发动机系统)的系统和方法，其中涡轮增压器被分级在电动机械增压器下游。控制器可以被配置为执行例程(诸如图2-3的示例性例程)以适时地使用电动机械增压器作为车载空气泵或真空泵。参照图4A-4B示出了示例性电动机械增压器运转。以这种方式，压缩空气可以被车载地提供给车辆以用于诸如轮胎充气的目的。另外，真空可以被车载地提供给车辆以用于(例如)滤罐清洗的目的。图1示意性地示出了包括发动机10的示例性发动机系统100的各方面。发动机系统100可被包括在诸如公路车辆的推进系统中。在一个示例中，公路车辆是混合动力电动车辆。在所描绘的实施例中，发动机10是包括多个分级增压装置的增压发动机。具体地，发动机10包括第一增压装置15，其被分级在第二增压装置13上游。该配置导致(第一增压装置的)第一压缩机110被定位在(第二增压装置的)第二压缩机114上游的发动机进气道42中。在本示例中，第一增压装置是电动机械增压器15，而第二增压装置是涡轮增压器13。来自发动机10的发动机扭矩可以经由动力传动系统轴84被传输到车轮47。具体地，发动机扭矩可以从曲轴40传递到变速器48，并且在变速器48上被传递到车轮47。变速器48可以是包括多个齿轮传动比以允许发动机10以不同于车轮47的转速被转动的固定比变速器。可以在发动机曲轴40和变速器48之间提供离合器(未示出)。通过改变离合器的扭矩传输能力(例如离合器滑移的量)，可以调节经由动力传动系统轴传递到车轮的发动机扭矩的量。新鲜空气沿进气道42经由包括空气清洁器112的空气箱44被引入到发动机10中。然后，新鲜空气流到电动机械增压器15。电动机械增压器15包括由电动马达108驱动的第一压缩机110。具体地，压缩机风扇由沿机械增压器压缩机轴80从电动马达接收的动力驱动。马达108由诸如系统电池106的车载能量存储装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：在发动机怠速期间和在车辆未被推进时，通过关闭进气节气门和耦接到电动机械增压器的旁通阀中的每个来密封进气道的一部分；运转所述机械增压器以在密封部分中生成压缩空气；以及使所述压缩空气从所述密封部分流到装置中。

【技术特征摘要】
2017.02.06 US 15/425,9511.一种方法，其包括：在发动机怠速期间和在车辆未被推进时，通过关闭进气节气门和耦接到电动机械增压器的旁通阀中的每个来密封进气道的一部分；运转所述机械增压器以在密封部分中生成压缩空气；以及使所述压缩空气从所述密封部分流到装置中。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括将压缩空气施加到压缩空气致动器以及包括车辆轮胎和车辆空气悬架系统的车辆部件中的一个或多个。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述压缩空气经由加压空气拾取管线施加，并且其中施加所述压缩空气包括将拾取阀致动至打开位置，所述拾取阀将所述加压空气拾取管线耦接至所述进气道的所述密封部分。4.根据权利要求1所述的方法，其还包括使所述压缩空气流过与所述装置耦接的喷气器以生成真空，以及将生成的真空施加到发动机真空致动器，所述发动机真空致动器包括废气门阀、滤罐吹扫阀和曲轴箱通风阀中的一个或多个。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述电动机械增压器被耦接在涡轮增压器上游，所述电动机械增压器包括由电动马达驱动的第一压缩机，所述涡轮增压器包括由排气涡轮驱动的第二压缩机，所述第二压缩机被定位在所述进气道中所述第一压缩机的下游。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述进气节气门被耦接在所述第二压缩机下游的所述进气道中。7.根据权利要求5所述的方法，其中运转所述机械增压器包括在所述排气涡轮两端的废气门阀被打开时，经由以全占空比运转的所述电动马达来旋转所述第一压缩机。8.根据权利要求5所述的方法，其还包括响应于驾驶员扭矩需求的增加和对车辆推进的需求中的一个，在维持所述旁通阀关闭时打开所述节气门、关闭所述废气门阀以及运转所述机械增压器以使由所述第一压缩机压缩的空气流到所述发动机，直到涡轮转速高于阈值。9.根据权利要求8所述的方法，其中响应于驾驶员扭矩需求的增加和车辆推进的需求中的一个来运转所述机械增压器包括基于所述需求来调节所述电动马达的占空比，随着所述需求的增加，所述占空比被增加到所述全占空比或朝向所述全占空比增...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖柏韬，M·B·特兰特，J·莱斯尼克亚，W·C·科尔，M·J·格哈特，T·凯利，C·杜克罗，A·N·班克，E·M·赫尔斯特伦，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US