用于起动发动机的系统和方法技术方案

本公开提供“用于起动发动机的系统和方法”。描述了用于操作具有电驱动压缩机的发动机的方法和系统。在一个示例中，调整所述电驱动压缩机的输出以增加发动机的温度，使得所述发动机可以在没有电热塞或具有较低热容输出的电热塞的情况下起动。另外，可以调整再循环阀的位置以增加所述发动机的所述温度。

System and Method for Starting Engine

【技术实现步骤摘要】
用于起动发动机的系统和方法
本公开总体上涉及车辆发动机，并且更具体地涉及用于起动车辆发动机的系统和方法。
技术介绍
可以停止柴油发动机，并且然后在环境温度寒冷时起动柴油发动机。柴油发动机在低环境温度下起动时可能难以起动，并且其可能表现出低于期望的燃烧稳定性水平，这是因为低气缸温度可能使发动机气缸中的空气-燃料混合物更难达到点火温度。可以利用电热塞和格栅加热器来增加发动机气缸内的温度，但是发动机可能仍然难以起动。此外，为了减少发动机起动时间，可能必须在发动机中部署更昂贵的陶瓷尖端电热塞。因此，电热塞和栅格加热器可能显著增加系统成本。因此，可能希望提供一种改善冷发动机使得发动机可以在没有电热塞或具有较低成本电热塞的情况下起动的方法。
技术实现思路
专利技术人在此已经认识到上述缺点并且已经开发了一种发动机操作方法，其包括：经由控制器调整联接到压缩机的电机的操作，以在发动机中产生预定的期望温度或在发动机中产生预定的期望压力，所述预定的期望温度和所述预定的期望压力依据发动机转速和发动机负荷而变化。通过调整联接到压缩机的电机的输出以在发动机中产生预定温度或压力，可以在没有电热塞和/或格栅加热器辅助的情况下在较低发动机温度下操作发动机。此外，因为调整电机以提供预定温度或压力而不是简单地最大化增压压力，所以可以提高操作发动机的效率。调整电机以提供预定温度或压力还有助于确保发动机中的温度或压力足以支持发动机内的燃烧并在发动机起动后改善燃烧稳定性。本说明书可以提供若干优点。具体地，方法可以改善发动机起动。此外，方法可以应用于各种发动机配置。此外，方法可以针对不同工况在发动机中提供不同的温度，使得可以在冷发动机起动期间改善发动机效率。从以下单独或结合附图进行的具体实施方式，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将是明显的。应当理解，提供以上
技术实现思路
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一些概念。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，该主题的范围是由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文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。附图说明图1示出了示例性发动机的详细示意图；图2A至图2R示出了用于改善发动机冷起动的示例性发动机系统配置；图3示出了用于在发动机冷起动期间控制增压的示例性方法；图4示出了用于操作电驱动压缩机的框图；图5示出了用于控制发动机内的温度的框图；图6A和图6B示出了增压压力与发动机温度之间的关系；图7示出了用于操作电驱动压缩机和再循环阀的框图；图8示出了用于操作再循环阀的方法；以及图9示出了示例性发动机操作序列。具体实施方式本说明书涉及操作可能不时冷起动的柴油发动机。图1示出了电增压柴油发动机的一个示例。通过电增压发动机，可以在发动机停止和转动起动时向发动机提供大量的压缩空气。电动增压装置对空气做功以增加空气压力和空气温度。较高的空气温度可以改善发动机起动。图2A至图2R示出了可应用本专利技术的若干示例性发动机配置。图3中示出了用于在发动机冷起动期间控制增压的方法。图4和图5示出了用于操作电驱动压缩机和控制发动机内的温度的控制框图。图6A和图6B示出了增加供应到发动机的增压量如何可以改善发动机冷起动。图7和图8示出了可以如何控制再循环阀以进一步改善发动机冷起动。图9中示出了预见性的发动机操作序列。参考图1，内燃发动机10(其包括多个气缸，其中一个气缸在图1中示出)由电子发动机控制器12控制。控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且采用图1的各种致动器，以基于所接收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。发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，其中活塞36位于燃烧室中并连接到曲轴40。气缸盖13紧固到发动机缸体14。燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53来操作。但是在其他示例中，发动机可以经由单个凸轮轴或推杆操作阀。进气凸轮51的位置可以通过进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以通过排气凸轮传感器57确定。进气提升阀52可以由可变阀激活/停用致动器59操作，致动器59可以是凸轮驱动阀操作器(例如，如美国专利号9,605,603；7,404,383；和7,159,551中所示，所有这些专利出于所有目的都通过引用方式全部并入本文)。同样地，排气提升阀54可以由可变阀激活/停用致动器58操作，致动器58可以是凸轮驱动阀操作器(例如，如美国专利号9,605,603；7,404,383；和7,159,551中所示，所有这些专利出于所有目的都通过引用方式全部并入本文)。在一个或多个整个发动机循环(例如，两转发动机旋转)内进气提升阀52和排气提升阀54可以被停用并保持在关闭位置，防止流入和流出气缸30，从而停用气缸30。当气缸30停用时，供应到气缸30的燃料流也可以停止。燃料喷射器68被示出为定位在气缸盖13中以将燃料直接喷射到燃烧室30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。燃料通过包括燃料箱26、燃料泵21、燃料泵控制阀25和燃料轨(未示出)的燃料系统输送到燃料喷射器68。可以通过改变调节到燃料泵(未示出)的流量的位置阀来调整由燃料系统输送的燃料压力。另外，计量阀可以位于燃料轨中或附近用于闭环燃料控制。泵计量阀还可以调节到燃料泵的燃料流量，由此减少泵送到高压燃料泵的燃料。发动机进气系统9包括进气歧管44、节气门62、格栅加热器16、增压空气冷却器163、涡轮增压器压缩机162和进气增压室42。进气歧管44被示出为与可选的电子节气门62连通，电子节气门62调整节流板64的位置以控制来自进气增压室46的气流。压缩机162从进气增压室42汲取空气以供应增压室46。压缩机叶片致动器84调整压缩机叶片19的位置。排气使涡轮164旋转，涡轮164经由轴161联接到涡轮增压器压缩机162。在一些示例中，可以提供增压空气冷却器163。此外，可以提供可选的格栅加热器16，以在发动机10冷起动时加热空气进入气缸30。可以经由调整涡轮可变叶片控制致动器78或压缩机再循环阀158的位置来调整压缩机转速。在替代示例中，废气门79可以替代涡轮可变叶片控制致动器78，或除了涡轮可变叶片控制致动器78之外，还可以使用废气门79。涡轮可变叶片控制致动器78调整可变几何形状涡轮叶片166的位置。当叶片处于打开位置时，排气可以通过涡轮164，供应很少的能量以使涡轮164旋转。当叶片处于关闭位置时，排气可以通过涡轮164并在涡轮164上施加增大的力。替代地，废气门79或旁通阀可以允许排气绕过涡轮164流动，以便减少供应到涡轮的能量。压缩机再循环阀158允许压缩机162的出口15处的压缩空气返回到压缩机162的入口17。替代地，可以调整压缩机可变叶片致动器78的位置以改变压缩机162的效率。以此方式，压缩机162的效率可以降低，从而影响压缩机162的流量并降低压缩机喘振的可能性。此外，通过将空气返回到压缩机162的入口，可以增加对空气做的功，从而增加空气的温度。还示出了可选的电机165联接到轴161。当发动机10不旋转时，当发动机10以低速(例如，诸如250RPM的转动起动速度)旋转时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机操作方法，其包括：经由控制器调整联接到压缩机的电机的操作，以在发动机中产生预定的期望温度或在所述发动机中产生预定的期望压力，所述预定的期望温度和所述预定的期望压力依据发动机转速和发动机负荷而变化。

【技术特征摘要】
2018.03.05 US 15/912,3951.一种发动机操作方法，其包括：经由控制器调整联接到压缩机的电机的操作，以在发动机中产生预定的期望温度或在所述发动机中产生预定的期望压力，所述预定的期望温度和所述预定的期望压力依据发动机转速和发动机负荷而变化。2.如权利要求1所述的发动机方法，其中所述预定的期望温度是发动机气缸中的温度，并且其中所述预定的期望压力是所述发动机气缸中的压力。3.如权利要求1所述的发动机方法，其中调整所述电机的操作包括调整所述电机的转速。4.如权利要求1所述的发动机方法，其中所述预定的期望温度随着发动机转速增加而增加。5.如权利要求1所述的发动机方法，其还包括：调整再循环阀的位置以产生所述预定的期望温度或所述预定的期望压力。6.如权利要求5所述的发动机方法，其中调整所述再循环阀的所述位置包括打开所述再循环阀以增加所述发动机的温度。7.如权利要求5所述的发动机方法，其中所述再循环阀定位在从压缩机的入口侧延伸到所述压缩机的出口侧的通道中。8.如权利要求7所述的发动机方法，其中所述压缩机定位在涡轮增压器压缩机的上游。9.如权利要求1所述的发动机方法，其中所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·富尔顿，米希尔·范尼乌斯塔特，克劳斯·梅尔尚克，丹尼尔·勒特格，
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