用于使用电动增压装置对发动机进行暖机的系统和方法制造方法及图纸

本公开提供了“用于使用电动增压装置对发动机进行暖机的系统和方法”。提供了用于加温发动机和/或发动机流体的方法和系统。在一个实例中，一种方法可包括：使进气增压装置的电动马达通电以产生热量；使冷却剂和/或发动机油循环通过所述增压装置以吸收由所述增压装置产生的所述热量；并且随后使所述冷却剂和/或所述发动机油流到所述发动机，以将从所述增压装置吸收的所述热量传递到所述发动机。以这种方式，通过使用由所述增压装置的所述电动马达产生的所述热量来加温所述发动机，可在不使所述发动机富运行的情况下加温所述发动机。

System and Method for Warming Engine with Electric Supercharging Device

The present disclosure provides a system and method for warming up an engine using an electric supercharger. Methods and systems for heating engine and/or engine fluids are provided. In one example, one method may include: electrifying the electric motor of the intake supercharger to generate heat; circulating the coolant and/or engine oil through the supercharger to absorb the heat generated by the supercharger; and subsequently making the coolant and/or engine oil flow to the engine to absorb the heat from the supercharger. Transfer to the engine. In this way, the engine can be heated without enriching the operation of the engine by using the heat generated by the electric motor of the supercharger.

【技术实现步骤摘要】
用于使用电动增压装置对发动机进行暖机的系统和方法
本说明书总体上涉及用于使用至少部分地由电动马达驱动的进气增压装置来加热发动机的系统和方法。
技术介绍
/
技术实现思路
内燃发动机在期望的温度范围内操作以优化性能并且最小化发动机磨损/劣化。使发动机冷运行(低于所期望的工作温度)可能导致发动机磨损、排气尾管排放物和燃料稀释增加。例如，当太冷时，排气催化剂将无法充分地处理不需要的燃烧产物，从而导致排气尾管排放物增加。此外，诸如客舱加热器的热交换器和诸如变速器和差速器机油冷却器的其他润滑装置可能需要加温流体才能正常运行。发动机通常在发动机起动期间和/或发动机起动后立即冷运行，因为它们在不运行时会冷却下来。因此，在长时间冷浸后，必须在发动机起动期间和/或发动机起动之后立即加热发动机系统。发动机也倾向于在怠速时冷运行，并且在怠速运行时可能需要额外的加温。Tuggle等人在美国专利号4,508,068中示出了用于在冷起动期间加温发动机的一种示例性方法。其中，发动机富运行(空燃比被操作成富于化学计量)以改善发动机起动和暖机。然而，本文的本专利技术人已认识到这种方法的潜在问题。作为一个实例，在富运行时喷射的过量燃料可冷凝在发动机的冷燃烧室壁上并冲入油盘中，从而造成燃料对油的稀释。燃料稀释降低了油的粘度并且使其在润滑发动机部件方面的效率降低，从而导致发动机部件的磨损和劣化增加。作为另一个实例，由于喷射的燃料量增加，并非所有喷射的燃料都可在富运行时燃烧。当发动机正在暖机时，这种不完全燃烧可能导致更高水平的排气尾管排放物。本文的专利技术人已认识到，通过利用由发动机和/或车辆系统中的电动装置产生的废热来加热发动机，可减少在发动机起动和/或怠速期间的富化的量。因此，可通过包括以下各项的方法来至少部分地解决上述问题：使进气增压装置的电动马达通电以产生热量；经由循环冷却剂和循环发动机油中的一个或多个来吸收来自增压装置以及由增压装置压缩的空气中的一个或多个的热量；并且在吸收热量之后，通过使循环冷却剂和循环发动机油中的一个或多个流到发动机来将吸收的热量传递到发动机。通过利用由电动增压装置产生的热量来加温发动机，可减少燃料对油的稀释和排气尾管排放物。具体地，增压装置可包括也至少部分地由电动马达(电辅助涡轮增压器)驱动的电驱动机械增压器和/或排气驱动涡轮增压器。增压装置的电动马达可在其运行时产生热量，并且还可加热其压缩的进气。因此，来自热的、压缩的进气的热量和由电动马达本身产生的热量可经由循环的冷却剂和/或发动机油传递到发动机。在一些实例中，所述热量可此外或替代地用于加温冷却剂和/或发动机油。在另一个实例中，增压装置的电动马达可通电，并且冷却剂和发动机油中的一个或多个可分别经由冷却剂泵和发动机油泵中的一个或多个而循环通过运行的增压装置和发动机，以当发动机的温度低于所期望的温度时来加温发动机。在变化的发动机工况下，除了为增压装置的电动马达供电并使冷却剂和/或发动机油循环之外，还可执行不同的控制动作。例如，在发动机起动之前(当发动机未运行时)，可打开压缩机旁通阀(CBV)以允许增压装置在其运行时继续使进气中的空气再循环而不是在进气中积聚压力。然而，当发动机运行时，CBV可关闭以在预期到车辆启动(车辆驾驶员踩加速器踏板)时积聚进气歧管压力，并且可调节一个或多个发动机操作参数以在车辆启动之前将扭矩输出限制到期望的扭矩输出水平。在另一个实例中，发动机系统可包括：油泵；冷却剂泵；发动机缸体，所述发动机缸体流体地联接到所述冷却剂泵和所述油泵中的一个或多个，所述发动机缸体包括一个或多个发动机气缸；进气增压装置，所述进气增压装置至少部分地由电动马达驱动并且流体地联接到所述发动机以及所述冷却剂泵和所述油泵中的一个或多个；增压装置旁通阀，所述增压装置旁通阀在打开位置中使得气流能够围绕所述进气增压装置；以及控制器。所述控制器可包括存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，所述计算机可读指令用于：为所述进气增压装置的所述电动马达供电以产生热量；为所述冷却剂泵和所述油泵中的一个或多个供电，以使冷却剂和发动机油中的一个或多个循环通过所述进气增压装置和所述发动机；在所述发动机关闭时打开所述增压装置旁通阀；以及在所述发动机运行时关闭所述增压装置旁通阀。以这种方式，代替空燃比富化或者除了空燃比富化之外还可使用增压装置的电动马达来对发动机进行暖机。利用增压装置来加热发动机可减少用于对发动机进行暖机的空气/燃料富化的量，和/或可完全消除这种富化的使用，从而减少排气尾管排放物。此外，通过减少和/或消除这种富化的使用，可减少和/或防止油的燃料稀释，从而更好地保持油在润滑旋转的发动机部件中的完整性和有效性。通过在发动机起动之前加温发动机油，在发动机起动期间可增加油在润滑旋转的发动机部件方面的有效性，从而增加发动机的寿命。此外，减轻这种燃料富化减少了燃料消耗并且提高了燃料效率。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一些概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决上文或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1A示出了具有电动机械增压器的增压发动机系统的示例性实施例的示意图，通过所述电动机械增压器可使发动机流体(例如，发动机油、冷却剂等)循环。图1B示出了具有电辅助涡轮增压器的增压发动机系统的示例性实施例的示意图，通过所述电辅助涡轮增压器可使发动机流体(例如，发动机油、冷却剂等)循环。图2示出了用于诸如图1A和图1B的增压发动机系统的增压发动机系统的冷却剂回路的第一示例性实施例的示意图，所述冷却剂回路使得冷却剂能够循环通过发动机系统的增压装置。图3示出了用于诸如图1A和图1B的增压发动机系统的增压发动机系统的发动机油路的示例性实施例的示意图，所述发动机油路使得发动机油能够循环通过发动机系统的增压装置。图4示出了用于使用进气增压装置的马达来加温发动机的示例性方法的流程图。图5示出了用于在发动机起动期间加温发动机的示例性方法的流程图。图6示出了用于在行驶周期期间(诸如在发动机怠速期间)加温发动机的示例性方法的流程图。图7示出了用于在发动机起动之前加温发动机的示例性方法的流程图。具体实施方式以下描述涉及用于利用由包括在发动机和/或包括发动机的车辆中的一个或多个电动装置产生的热量来加温发动机的系统和方法。车辆，诸如图1A至图2所示的示例性车辆，可包括发动机系统，所述发动机系统包括在进气口中的一个或多个压缩机，以用于对提供到发动机气缸的空气的压力进行增压。压缩机中的一个或多个可至少部分地由电动马达供电。电动压缩机通常比排气驱动涡轮增压器更快地响应，并且因此可用于在排气驱动涡轮增压器加速时提供更即时的进气压力增加。电动压缩机也可独立于发动机被供电，从而使得能够在预期到踩加速器踏板的情况下积聚增压压力，从而进一步增加发动机的响应性。包括电动机械增压器的示例性发动机系统在图1A中示出，并且包括电辅助涡轮增压器的示例性发动机系统在图1B中示出。进气增压装置的电动马达和压缩机叶轮在其操作时也产生热量，并且本文专利技术人已认识到这种废热可用于加温诸如冷却剂和发动机油的发动机流体以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于发动机的方法，其包括：使进气增压装置的电动马达通电以产生热量；经由循环冷却剂和循环发动机油中的一个或多个来吸收来自所述增压装置以及由所述增压装置压缩的空气中的一个或多个的热量；并且在吸收所述热量之后，通过使所述循环冷却剂和所述循环发动机油中的一个或多个流到所述发动机来将所述吸收的热量传递到所述发动机。

【技术特征摘要】
2017.11.17 US 15/816,3911.一种用于发动机的方法，其包括：使进气增压装置的电动马达通电以产生热量；经由循环冷却剂和循环发动机油中的一个或多个来吸收来自所述增压装置以及由所述增压装置压缩的空气中的一个或多个的热量；并且在吸收所述热量之后，通过使所述循环冷却剂和所述循环发动机油中的一个或多个流到所述发动机来将所述吸收的热量传递到所述发动机。2.如权利要求1所述的方法，其中所述吸收来自所述增压装置以及由所述增压装置压缩的空气中的一个或多个的热量包括通过向冷却剂泵和发动机油泵中的一个或多个供电来使所述循环冷却剂和所述循环发动机油中的一个或多个流过所述增压装置。3.如权利要求1所述的方法，其中所述吸收来自所述增压装置以及由所述增压装置压缩的空气中的一个或多个的热量包括使所述循环冷却剂和所述循环发动机油中的一个或多个流过与所述增压装置的出口以及靠近所述增压装置的出口的进气管道中的一个或多个直接热接触的管道。4.如权利要求1所述的方法，其还包括：在发动机起动之前，在使所述增压装置的所述电动马达通电时，打开压缩机再循环阀(CRV)或电动机械增压器旁通阀(ESBV)。5.如权利要求1所述的方法，其还包括：当所述发动机运行时，除了所述使所述电动马达通电、吸收热量并且将所述吸收的热量传递到所述发动机之外，还关闭CRV或ESBV。6.如权利要求5所述的方法，其还包括：当所述发动机运行并且期望的扭矩输出小于阈值时，除了所述关闭所述CRV或所述ESBV、使所述电动马达通电、吸收热量并且将所述吸收的热量传递到所述发动机之外，还：完全打开进气节流阀；完全关闭涡轮增压器废气门阀；并且调节至少一个发动机操作参数以限制由所述发动机输出的扭矩量。7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰勒·凯利，肖柏韬，大卫·贝尔，朱莉娅·海伦·巴克兰，蒂莫西·斯道尔森菲尔德，格雷戈里·帕特里克·麦康维尔，
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