一种用于起动发动机的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种起动轻度混合动力车辆5的发动机11的装置，其具有由电子控制器10控制的低压和高压起动装置13和14。只要可能，电子控制器10可操作地使用高压起动装置14作为马达来起动发动机11，以便使高压蓄电池18部分放电且便于增加发动机11的自动停止和起动的使用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于起动发动机的装置和方法
本专利技术涉及内燃发动机，并且更具体地涉及用于起动这种发动机的装置和方法。
技术介绍
众所周知，即使当发动机处于非常低的温度(例如零下30℃)时，可以使用低压(12伏特)起动马达来起动内燃发动机。还已知，给发动机提供高压(例如48伏特)带式集成起动机发电机(beltintegratedstartergenerator,BISG)，高压带式集成起动机发电机可以通过传动带驱动连接到发动机的曲轴且能够由发动机驱动以产生电能或驱动发动机以辅助功率输出或用于起动发动机。一般地，BISG只有当发动机的温度高于相当于正常发动机工作的温度范围的低端(例如60℃)的相对温暖的温度时使用，因为传统的BISG通常具有不足以在较低的温度起动发动机的扭矩。还已知，车辆的燃料节省能力受到第一次起燃任何排气后处理装置的需要的限制。因此，合意的是，特别是当发动机是冷的时，在它起动之后将负载施加于发动机，以便提高排气的温度，从而减少起燃任何连接的排气后处理装置花费的时间。BISG可以有效地用于施加这种热负载，但是往往不能这样做，因为相关的高压蓄电池的当前荷电状态(SOC)将不允许BISG作为发电机运行。在较大的温度范围内使用BISG来起动发动机的一个优点是，因此，使用BISG起动发动机的放电效果可以有益地用于减小高压蓄电池的荷电状态，从而允许BISG在发动机起动之后随后作为发电机运行以将负载应用于发动机并加速排气后处理装置的起燃。在轻度混合动力车辆的情况下，在较大的温度范围内使用BISG来起动发动机的进一步优点是，停止-起动操作不必限于直到发动机温度已达到正常发动机工作的温度范围的低端(60到120℃)，而是只要BISG起动可能就可以使用，从而增加了停止-起动操作的机会。因此，合意的是只要可能就使用BISG来起动发动机。英国专利申请2,486,708公开了一种方法和系统，其中温度极限用于确定是否使用BISG来起动发动机。温度极限的设置主要是根据，通过BISG的使用来起动发动机相比于起动马达的使用，机动车辆的NVH(噪声、振动和粗糙性)性能是否将受到不利影响。然而，温度极限被设置成相对高，因为当在寒冷的环境条件中交通拥堵时可能打破这个极限。虽然这种方法和系统提供了增加使用BISG来起动发动机的机会，但是通过依据本专利技术构造的系统和方法的使用可获得进一步收益。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于起动机动车辆的发动机的改进的装置和方法。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种用于起动机动车辆的发动机的装置，其包含高压带式集成起动机-发电机、低压起动马达以及电子控制器，电子控制器用于控制至少高压带式集成起动机-发电机和低压起动马达的操作，其中如果发动机的温度低于预定低温极限集，该预定低温极限集远低于发动机的正常工作温度，则电子控制器可操作地使用低压起动马达来起动发动机11，否则，电子控制器可操作地使用高压带式集成起动机-发电机来起动发动机，前提是高压带式集成起动机-发电机能够有效地起动发动机。高压带式集成起动机-发电机能够有效地起动发动机，前提是它能够以高于定义的转速的速度起动发动机。作为选择，高压带式集成起动机-发电机能够有效地起动发动机，前提是它能够产生大于定义的加速度的发动机的加速度。低温极限可以是落到零下30到零上5摄氏度范围内的温度。如果用于给高压带式集成起动机-发电机供电的蓄电池的荷电状态在起动开始之前低于预定水平，高压带式集成起动机-发电机不能够有效地起动发动机。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种具有发动机和依据本专利技术的所述第一个方面构造的起动发动机的装置的轻度混合动力机动车辆。只要发动机的温度高于预定低温极限，允许发动机的自动停止和起动。根据本专利技术的第三个方面，提供了一种使用高压带式集成起动机-发电机和低压起动马达之一起动机动车辆的发动机的方法，其中该方法包含，如果发动机的温度低于预定低温极限集，该预定低温极限集远低于发动机的正常工作温度，则使用低压起动马达来起动发动机，否则使用高压带式集成起动机-发电机来起动发动机，前提是高压带式集成起动机-发电机能够有效地起动发动机。高压带式集成起动机-发电机能够有效地起动发动机，前提是它能够以高于定义的转速的速度起动发动机。作为选择，高压带式集成起动机-发电机能够有效地起动发动机，前提是它能够产生大于定义的加速度的发动机的加速度。低温极限可以是落到零下30到零上5摄氏度范围内的温度。如果用于给高压带式集成起动机-发电机供电的蓄电池的荷电状态在起动开始之前低于预定水平，高压带式集成起动机-发电机不能够有效地起动发动机。附图说明本专利技术现在将通过举例的方式参照附图进行描述：图1是包括依据本专利技术的第一个方面用于起动发动机的装置的发动机系统的框图；图2是依据本专利技术的第二个方面用于起动发动机的方法的流程图；具体实施方式参照图1，示出了轻度混合动力车辆5，轻度混合动力车辆5具有发动机系统，发动机系统包括驱动连接到变速器12的发动机11和用于起动发动机11的装置。排布一个或多个排气后处理装置6以接收来自发动机11的排气。用于起动发动机11的装置包含以控制单元10的形式的电子控制器，低压起动系统和高压起动系统，低压起动系统包括起动马达13、低压蓄电池17和低压蓄电池管理系统15，高压起动系统包括带式集成起动机-发电机14、高压蓄电池18和高压蓄电池管理系统16。用于起动发动机11的装置进一步包含直流/直流(DC/DC)电压转换器和若干输入20，DC/DC电压转换器用于为了给低压蓄电池17重新充电的目的选择性地将高压蓄电池18连接到低压蓄电池17，若干输入20用于提供信息至电子控制器10。“轻度混合动力车辆”是具有电动马达/发电机(起动机-发电机)的车辆，电动马达/发电机(起动机-发电机)驱动连接到车辆的发动机以：a/通过使用储存在高压蓄电池中的电能产生机械扭矩来辅助车辆的发动机(扭矩辅助)；b/在没有燃油损耗的情况下从车辆获取能量；c/将获取的能量储存为高压蓄电池中的电能；d/起动车辆的内燃发动机；以及e/提供电能至车辆的用户。作为选择，这种车辆有时被称为“微混合动力车辆”。在轻度混合动力车辆中电动马达不独自用于驱动车辆，它只用于起动发动机或在驾驶车辆时辅助发动机，以便减少发动机的瞬时燃油消耗量。因此，BISG14可以在两种模式中操作，在第一种模式中，它由发动机11驱动以产生储存在高压蓄电池18(HV蓄电池)中的电能，在第二种模式中，它产生扭矩以补充由发动机11产生的扭矩或用于起动发动机11。在这种情况下，电子控制器被描述为单个的控制单元10，其可操作以不仅控制发动机11的一般性操作，而且还控制低压和高压起动系统。然而，应当领会的是，电子控制器可以包含若干相互连接的电子控制器，其结合起来提供相同的功能。在图1所示的例子的情况下，至电子控制器10的输入包括至少一个输入，可以由这至少一个输入中推导出发动机11的温度，并且在这种情况下，包含表明环境空气温度、进气温度、冷却剂温度、气缸盖温度和发动机气缸体温度的传感器输入和表明发动机转速和/或BISG转速的至少一个的输入。高压起动系统的高压蓄电池18通过DC/DC转换器19可操作地连接到低压起动系统的蓄电池17，以便当需要时低压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于起动机动车辆的发动机的装置，其包含高压带式集成起动机‑发电机、低压起动马达以及电子控制器，电子控制器用于控制至少高压带式集成起动机‑发电机和低压起动马达的操作，其中如果发动机的温度低于预定低温极限集，该预定低温极限集远低于发动机的正常工作温度，则电子控制器可操作地使用低压起动马达来起动发动机，否则，电子控制器可操作地使用高压带式集成起动机‑发电机来起动发动机，前提是高压带式集成起动机‑发电机能够有效地起动发动机。

【技术特征摘要】
2014.02.12 GB 1401158.9;2014.10.10 GB 1417956.81.一种用于起动机动车辆的发动机的装置，其包含高压带式集成起动机-发电机、低压起动马达以及电子控制器，电子控制器用于控制至少高压带式集成起动机-发电机和低压起动马达的操作，其中如果发动机的温度低于落到零下30到零上5摄氏度范围内的预定低温极限，该预定低温极限远低于发动机的正常工作温度，则电子控制器可操作地使用低压起动马达来起动发动机，否则，电子控制器可操作地使用高压带式集成起动机-发电机来起动发动机，前提是高压带式集成起动机-发电机能够有效地起动发动机。2.根据权利要求1所述的装置，其中高压带式集成起动机-发电机能够有效地起动发动机，前提是它能够以高于定义的转速的速度起动发动机。3.根据权利要求1所述的装置，其中高压带式集成起动机-发电机能够有效地起动发动机，前提是它能够产生大于定义的加速度的发动机的加速度。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其中如果用于给高压带式集成起动机-发电机供电的蓄电池的荷电状态在起动开始之前低于预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐·安德里亚斯·约瑟芬·基斯，塞米·菲利蒙·彼得里迪斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US