用于起动发动机的方法技术

本发明专利技术涉及用于起动发动机的方法。提供用于在冷起动期间可靠起动发动机的方法和系统。在一个示例中，方法可包括响应于发动机起动请求，通过经由电动机械增压器压缩进气空气来预热进气歧管，并在开始发动机的第一次燃烧前调整进气歧管压力。

【技术实现步骤摘要】

本说明书大体涉及用于预热车辆发动机的进气歧管以促进冷起动的方法。
技术介绍
内燃发动机经常配备有涡轮增压器。涡轮增压器由内燃发动机的排气流驱动，并可压缩进气空气流到发动机中以便实现更高功率。采用具有串联级涡轮增压器或电动机械增压器(ES)系统的多级进气增压系统以改善涡轮增压发动机的升压响应。与涡轮增压器相比，ES具有在更短响应时间内更快输送升压压力的优点。例如，与涡轮增压器的1-2秒响应时间相比，ES通常具有在130-200ms范围内的响应时间(怠速到100％占空比)。乙醇在世界范围内被广泛用作可再生燃料。然而，由于乙醇在凝固温度附近的超低挥发性，因此使用高百分比乙醇作为燃料的车辆可能难以在寒冷天气中起动。在车辆冷起动期间，喷入发动机汽缸中的燃料可保持在液体形式，并且不能与进气空气一起形成可燃烧的空气/燃料混合物。因而，发动机的第一次燃烧可能不可靠地发动，这可损害驾驶性能、燃料消耗和废气排放。解决该问题的一个示例方法由Gluckman在US4667645中示出。其中，在冷起动期间，在将燃料喷入发动机燃烧室前，通过进气歧管加热器预热进气歧管。然而，本专利技术人已经认识到此系统的潜在问题。作为一个示例，进气歧管加热器可花费相对长时间来预热进气歧管到所希望温度。结果，发动机起动可被延迟并且车辆驾驶性能可受影响。此外，因为进气歧管中空气的热膨胀，所以歧管压力可在预热过程期间改变。进气歧管中的压力可响应于环境温度和所希望的歧管温度而改变。因此，进气歧管压力可在不同的发动机起动之间变化并进一步影响车辆驾驶性能。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可通过用于起动发动机的方法解决，所述方法包括：响应于发动机起动请求，操作机械增压器以预热进气歧管；以及在开始发动机的第一次燃烧之前调整进气歧管压力。这样，在冷起动期间发动机可以可靠且迅速地起动。作为一个示例，在发动机冷起动期间，电动机械增压器(ES)经操作以响应于发动机起动请求来压缩进气空气。进气歧管可被受压缩空气预热。当进气歧管温度达到预定值时，进气歧管压力被调整到用于第一次燃烧的所希望水平。喷入汽缸中的燃料的温度可在经过预热的进气歧管时提高。因而，在发动机冷起动期间喷射的燃料可在无额外加热设备的情况下预热。此外，由于ES的快速响应和高效率，因此可缩短发动机起动时间。进一步地，通过在发动第一次燃烧前调整进气歧管压力，可准确控制用于第一次燃烧的发动机工况。应理解，提供上面的
技术实现思路
是为以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的保护范围由所附权利要求书唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决在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示出示例发动机系统的示意图。图2示出起动发动机系统的示例方法的流程图。图3示出在发动机冷起动期间各种致动器的操作和响应于操作的随时间推移的发动机参数。图4表明当操作电动机械增压器时进气歧管增压温度的示例改变。具体实施方式以下描述涉及用于起动发动机的方法。图1示出具有多级进气增压系统的示例发动机系统的示意图。多级进气增压系统包括涡轮增压器和电动机械增压器。图2示出起动图1所示的发动机系统的示例方法的流程图。在冷起动期间，该方法操作电动机械增压器和各种致动器以用压缩空气预热进气歧管。如图4所示，电动机械增压器可在短暂响应时间内迅速提高进气歧管增压温度。图3示出根据图2所示方法的各种致动器的操作和发动机操作参数的改变。图1描绘了示出可被包括在机动车推进系统中的多缸发动机10的一个汽缸的示意图。发动机10可至少部分由包括控制器12的控制系统和经由输入装置130来自车辆驾驶员132的输入控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(即，汽缸)30可包括燃烧室壁32，活塞位于燃烧室壁32中。活塞36可联接到曲轴40，因此活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统联接到车辆的至少一个驱动轮。曲轴40也可经由飞轮联接到起动器马达以启用发动机10的起动操作。进一步地，曲轴扭矩传感器可联接到曲轴40用于监控发动机扭矩。燃烧室30可从进气歧管44接收进气空气。进气歧管44和排气通道161能够经由各自的进气门52和排气门54与燃烧室30选择性连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。在该示例中，进气门52和排气门54可经由一个或多个凸轮由凸轮致动来控制，并可利用可由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPC)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个以改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可分别由位置传感器55和57确定。在可替换实施例中，进气门52和/或排气门54可由电动气门致动来控制。例如，汽缸30可以可替换地包括经由电动气门致动控制的进气门，以及经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动来控制的排气门。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸可配置有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例，汽缸30被示出包括从燃料系统172供应燃料的燃料喷射器66。燃料喷射器66可以是提供燃料至汽缸30上游的进气道的进气道喷射器。喷射的燃料量可与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号FPW的脉宽成比例。继续图1，联接到进气歧管44的进气歧管节气门176具有节流板64。在该具体示例中，可通过控制器12经由提供给包括在节气门176内的电动马达或致动器(通常称为电子节气门控制(ETC)的配置)的信号来改变节流板64的位置。这样，节气门176可被操作以改变提供给燃烧室30等其他发动机汽缸的进气空气。节流板64的位置可通过节气门位置信号TP提供给控制器12。在选择操作模式下，点火系统88能够响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞92提供点火火花给燃烧室30。尽管示出了火花点火部件，但在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或多个其它燃烧室可在压缩点火模式下在具有或没有点火火花的情况下操作。环境空气流可通过进气通道116进入发动机10。空气过滤器120可布置在进气通道116中以从进气空气移除固体颗粒物。在空气过滤器120下游，流过通道145的环境空气被压缩机128压缩并然后进入通道147。压缩机128至少部分通过经由转轴146联接到发动机排气系统的涡轮142驱动。可替换地，通道145中的进气空气可经由联接在压缩机128的输入端和输出端之间的压缩机旁通阀152绕过(bypass)压缩机128。通道147中的进气空气可在通过通道149进入电动机械增压器(ES)的输入端之前被增压空气冷却器148冷却。ES150可位于增压空气冷却器148下游和进气歧管节气门176上游，其中ES150可以是至少部分通过电动机器153(例如，马达)驱动的电动机械增压器。控制器12可与电动机器153通信以控制ES150的速度和方向。当进气节气门176打开时，在正向上(forwarddirection)操作ES150使进气空气压缩到进气歧管中，并且在反向上(reverseddirection)操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，其包括：响应于发动机起动请求，操作机械增压器以预热进气歧管；以及在开始所述发动机的第一次燃烧之前，调整进气歧管压力。

【技术特征摘要】
2015.07.21 US 14/804,6241.一种用于发动机的方法，其包括：响应于发动机起动请求，操作机械增压器以预热进气歧管；以及在开始所述发动机的第一次燃烧之前，调整进气歧管压力。2.根据权利要求1所述的方法，其中调整进气歧管压力包括绕过所述机械增压器。3.根据权利要求2所述的方法，其中通过增大联接在所述机械增压器的输出端和输入端之间的阀门的打开，绕过所述机械增压器。4.根据权利要求3所述的方法，其中在打开所述阀门之前，停止所述机械增压器。5.根据权利要求1所述的方法，其中在操作所述机械增压器达预定时期之后，调整所述进气歧管压力。6.根据权利要求1所述的方法，其中在所述进气歧管温度达到预定阈值时，调整所述进气歧管压力。7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述进气歧管压力达到预定阈值时，调整所述进气歧管压力。8.根据权利要求1所述的方法，其中调整进气歧管压力包括在反向上操作所述机械增压器以减小所述进气歧管增压压力。9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述进气歧管压力达到目标水平时，开始所述发动机的所述第一次燃烧。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述目标水平为大气压力。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述目标水平基于发动机工况确定。12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在开始所述发动机的所述第一次燃烧之前，基于进气歧管温度，调整发动机操作参数。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述机械增压器是电动机械增压器。14.一种用于起动发动机的发动机方法，其包括：响应于发...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖柏韬，HR·欧萨乐，A·N·班克，
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