[發(fā)明專(zhuān)利]渦輪增壓器起動(dòng)控制

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210320574.8
• 申請(qǐng)日: 2012-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102996263A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·N·阿勒瑞;R·D·皮爾西弗
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類(lèi)號(hào): F02D11/00
• 分類(lèi)號(hào): F02D11/00;F02D23/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及使用包括渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)改善車(chē)輛起動(dòng)的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】

渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)允許發(fā)動(dòng)機(jī)提供類(lèi)似于較大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)泵氣功維持在接近類(lèi)似排量的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣功。因此，渦輪增壓能夠擴(kuò)展發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)間。渦輪增壓器通過(guò)經(jīng)由排氣流運(yùn)轉(zhuǎn)的渦輪壓縮進(jìn)氣而運(yùn)轉(zhuǎn)。在車(chē)輛起動(dòng)狀況期間，例如當(dāng)從怠速加速時(shí)，最小排氣流與在壓縮器上增加的負(fù)荷結(jié)合導(dǎo)致節(jié)氣門(mén)響應(yīng)的延遲，其被稱(chēng)為渦輪遲滯，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出減小。

在美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)文本US2003/01106541中描述了減小渦輪遲滯的一個(gè)示例方法。其中，基于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)估算發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩需要增加的可能性，且根據(jù)扭矩增加可能性控制壓縮器的怠速。

然而，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到上述方法的潛在問(wèn)題?？刂茐嚎s器的怠速需要單獨(dú)的馬達(dá)來(lái)給壓縮器提供動(dòng)力。馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)減小了發(fā)動(dòng)機(jī)效率，因此會(huì)浪費(fèi)燃料并要求額外的發(fā)動(dòng)機(jī)封裝空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

因此，在一個(gè)示例中，可通過(guò)車(chē)輛起動(dòng)方法至少部分地解決上述問(wèn)題中的一些。該方法包含，在踩加速踏板之前的怠速時(shí)，增加交流發(fā)電機(jī)負(fù)荷并增加壓力同時(shí)維持怠速轉(zhuǎn)速，且響應(yīng)于踩加速踏板，減小交流發(fā)電機(jī)負(fù)荷。

這樣，在通過(guò)踩加速踏板開(kāi)始車(chē)輛起動(dòng)之前，在起動(dòng)期間車(chē)輛能夠被“預(yù)增壓”，或者被操作以增加增壓以增加發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出。在一個(gè)示例中，預(yù)增壓包括在交流發(fā)電機(jī)上施加最大負(fù)荷并延遲火花正時(shí)。在一些實(shí)施例中，預(yù)增壓還可以包括調(diào)節(jié)進(jìn)氣門(mén)正時(shí)至最佳容積效率。這樣，可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流率且可以經(jīng)由延遲的火花正時(shí)將額外能量引導(dǎo)至排氣和/或經(jīng)由交流發(fā)電機(jī)將額外的能量傳輸至電力存儲(chǔ)裝置。排氣輸出將因此增加，導(dǎo)致增加的渦輪旋轉(zhuǎn)和增加的增壓。此外，在車(chē)輛起動(dòng)期間可以減小交流發(fā)電機(jī)上的負(fù)荷或者完全卸載負(fù)荷且可以通過(guò)提前火花正時(shí)以增加加速扭矩。

本發(fā)明提供了多個(gè)優(yōu)勢(shì)。通過(guò)在車(chē)輛起動(dòng)時(shí)預(yù)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)并減小交流發(fā)電機(jī)負(fù)荷，能夠減少渦輪遲滯。通過(guò)減小渦輪遲滯而不引入額外的馬達(dá)給渦輪或壓縮器提供動(dòng)力，能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)效率。額外地，在混合動(dòng)力車(chē)輛中，在車(chē)輛起動(dòng)期間或者車(chē)輛起動(dòng)后能夠釋放由于在交流發(fā)電機(jī)上增加的負(fù)荷而存儲(chǔ)的額外的能量并用于給馬達(dá)提供動(dòng)力，進(jìn)一步增加了發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

應(yīng)該理解提供上面的簡(jiǎn)要說(shuō)明用于以簡(jiǎn)化的形式引入將在具體說(shuō)明部分進(jìn)一步描述的一系列概念。并不意味著識(shí)別發(fā)明主題的關(guān)鍵或者本質(zhì)的特征，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書(shū)唯一地確定。此外，權(quán)利要求的主題不限于解決任何上述的或者在本說(shuō)明書(shū)任意部分的缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

【附圖說(shuō)明】

圖1顯示了車(chē)輛的示意圖。

圖2顯示了發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。

圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例說(shuō)明用于預(yù)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的示例方法的流程圖。

圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例說(shuō)明用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的示例方法的流程圖。

圖5A和5B顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)跡線(xiàn)。

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)涉及助推車(chē)輛。在一個(gè)非限制性示例中，可以如圖1所示配置車(chē)輛。進(jìn)一步地，如圖2所示的發(fā)動(dòng)機(jī)可以為車(chē)輛中的一部分?？梢愿鶕?jù)圖3和4的方法控制車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)以便產(chǎn)生如圖5A和5B描述的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。

現(xiàn)在參考圖1，車(chē)輛100包括車(chē)輪102。扭矩經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)10和變速器104提供至車(chē)輪102。在一些實(shí)施例中，電動(dòng)馬達(dá)或液壓馬達(dá)還可以提供扭矩至車(chē)輪102。前端附件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（FEAD）120包括交流發(fā)電機(jī)110和空調(diào)（A/C）壓縮機(jī)112。交流發(fā)電機(jī)110和A/C壓縮機(jī)112可以各自經(jīng)由軸或者皮帶輪45、47機(jī)械地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)10或者可以經(jīng)由共用軸或皮帶輪機(jī)械地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)10。電池108和交流發(fā)電機(jī)110可為圖1中未顯示的多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)附件部件提供電力。交流發(fā)電機(jī)110可以經(jīng)由電子接口116連接至電容器組114以便存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)操作模式期間積累的多余電荷。電容器組114可包括并聯(lián)設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)電容器用于從交流發(fā)電機(jī)110接收電荷并釋放電荷。在其它實(shí)施例中，電容器組114可包括串聯(lián)設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)電容器。電容器組114可以并聯(lián)地從交流發(fā)電機(jī)110接收電荷并且串聯(lián)地釋放電荷。在一個(gè)實(shí)施例中，電容器組114可以固定電壓例如6、12、或24伏充放電，但是在其它實(shí)施例中，其可以配置用于在除了6、12、或24伏之外的固定的或者可變電壓充放電。