[發明專利]用于控制強制性進氣內燃發動機的啟動的方法和設備

在審

• 申請號: 201380026613.6
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN104321518A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: P·R·德塞
• 申請（專利權）人: 珀金斯發動機有限公司
• 主分類號: F02D23/00
• 分類號: F02D23/00;F02D41/00;F02N19/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟

技術領域

本公開涉及用于控制強制性進氣內燃發動機的啟動的方法和設備。

背景技術

在不使用啟動輔助物，諸如，電熱塞的情況下，在低環境空氣溫度下，例如，在0℃以下啟動內燃發動機常常很困難。當冷空氣被吸入冷發動機的氣缸中時，活塞速度需要很高，以升高活塞循環的上止點處的溫度，并且幫助氣缸中的燃料點燃。對于柴油發動機而言，尤其如此。然而，啟動發動機時的活塞速度僅取決于啟動電動機，而啟動電動機又是由電池供電的。因此，啟動電動機通常不會產生足夠高的活塞速度來啟動發動機且電池可能會在發動機能點火之前耗盡。

因此，在低環境空氣溫度下，有時不能啟動內燃發動機，甚至當發動機將啟動時，可能需要相當長的時間將發動機預熱到操作溫度。

類似的問題可能發生在空氣中的氧氣的濃度低于海平面處的高海拔，以及環境空氣溫度也低的地方，在此，問題可能更為嚴重。

如果發動機上有任何寄生負載，則問題可能會更加惡化。例如，如果將柴油發動機裝配在一臺機器，諸如，建筑或農業型機器中，則機器可利用使用液壓裝置起作用的工具或吊桿。液壓裝置需要液壓泵運行，這增加了發動機啟動時發動機上的寄生負載。

美國專利號7360361描述了一種發動機配置，其中電動輔助渦輪增壓器裝配到發動機上。冷啟動之后不久，或在其它低怠速條件下，如果發動機輸出的排氣不足以使渦輪增壓器提供足夠量的新鮮空氣給發動機的進氣歧管，則電動輔助渦輪增壓器的電感應電動機被控制器接通。在發動機增速并產生更多的排氣以驅動渦輪增壓器時，控制器響應地減少提供給感應電動機的功率。

在接通電動輔助渦輪增壓器的感應電動機之后，可能需要一些時間使進氣歧管空氣壓力增大到使氣缸內比較容易燃燒的水平。因此，在啟動發動機后的至少前幾個燃燒循環將不會有使其易于燃燒的任何改善。因此，雖然US7360361中提出的配置可能有助于使發動機的速度更快速地上升，但是并沒有對發動機的實際啟動起輔助作用。

發明內容

本發明提供：一種用于啟動具有壓縮機輔助裝置的強制性進氣內燃發動機的方法，所述方法包括以下步驟：當需要發動機啟動時，由一個或多個測得參數確定是否預計發動機啟動困難；如果預計發動機啟動困難，則接通壓縮機輔助裝置來驅動強制性進氣壓縮機，從而在啟動發動機之前增加發動機的進氣壓力；啟動發動機；以及在發動機超過第一性能閾值，或在壓縮機輔助裝置的接通時間段超過第一時間段時，使壓縮機輔助裝置返回正常操作，其中第一時間段由所述一個或多個測得參數確定。

本發明還提供：一種控制器，用于控制具有壓縮機輔助裝置的強制性進氣內燃發動機的啟動，該控制器被配置成：當需要發動機啟動時，由一個或多個測得參數確定是否預計發動機啟動困難；如果預計發動機啟動困難，則接通壓縮機輔助裝置來驅動強制性進氣壓縮機，從而在啟動發動機之前增加發動機的進氣壓力；啟動發動機；以及在發動機超過第一性能閾值，或在壓縮機輔助裝置的接通時間段超過第一時間段時，使壓縮機輔助裝置返回正常操作，其中第一時間段由所述一個或多個測得參數確定。

附圖說明

圖1示出具有電動輔助渦輪增壓器的渦輪增壓內燃發動機組的示意圖；

圖2示出用于啟動圖1所示類型的發動機配置的方法步驟；

圖3示出具有電動輔助渦輪增壓器、微粒過濾器以及排氣再循環路徑的渦輪增壓內燃發動機的示意圖；

圖4示出用于啟動圖3所示類型的發動機配置的方法步驟；

圖5示出可使用圖1或圖3的發動機組的示例車輛。

具體實施方式

在標準的渦輪增壓器配置中，渦輪增壓器中的壓縮機可運行以使進入發動機的進氣歧管的空氣的壓力增至高于大氣壓一定量，該量通常被描述為“增壓壓力”。渦輪機和壓縮機可附接到渦輪增壓器軸的不同的端部，使得當排氣經過渦輪機時，軸可以轉動，進而可使壓縮機轉動，這增加了進入發動機的進氣歧管中的空氣的壓力。

具有電渦輪輔助(ETA)裝置的渦輪增壓器的操作原理與標準渦輪增壓器相同，但是被改造為包括可具有能量存儲裝置，例如，飛輪或電池且可耦合到渦輪增壓器軸的ETA。