[發明專利]用于增壓發動機系統的方法和系統

有效

• 申請號: 201810115135.0
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108397278B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 肖柏韜;M·B·特蘭特;J·萊斯尼克亞;W·C·科爾;M·J·格哈特;T·凱利;C·杜克羅;A·N·班克;E·M·赫爾斯特倫
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02B37/04
• 分類號: F02B37/04;F02B37/14;F02B39/10;F02D23/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

本申請涉及用于增壓發動機系統的方法和系統，并且提供了用于將電動機械增壓器作為車載空氣泵和/或真空泵的方法和系統。在車輛未被推進并且車輛發動機怠速時的狀況期間，進氣道的一部分被密封并且機械增壓器被運行以將壓縮空氣輸送到密封部分。然后，壓縮空氣可以從密封部分直接拾取以用于輪胎充氣，或者經由噴氣器拾取來向真空致動器提供真空。

技術領域

本發明總體涉及使用電動機械增壓器作為車載空氣泵或真空泵的方法和系統。

背景技術

發動機可配置有諸如渦輪增壓器或機械增壓器的增壓裝置，以增加進入燃燒室的質量空氣流量。渦輪增壓器和機械增壓器包括使用進氣壓縮機壓縮進入發動機的進氣。渦輪增壓器包括由渦輪驅動的壓縮機，機械增壓器包括由發動機或由馬達驅動的壓縮機。在一些發動機系統中，一個或多個進氣充氣裝置可以被分級串聯或并聯以改善發動機增壓響應。

Kawamura等人在美國專利6,938,420中展示了多級增壓發動機的一個示例。其中，由電動馬達驅動的電動機械增壓器和電動機械增壓器旁通閥(ESBV)被分級在渦輪增壓器的下游。在渦輪增壓器壓縮機不旋轉加速的狀況下，ESBV可以被關閉，并且電動機械增壓器可以被轉動以提供瞬時正增壓壓力以減少渦輪遲滯。然后，當渦輪增壓器壓縮機被充分旋轉加速時，ESBV可被打開并且電動機械增壓器可被禁用，從而允許渦輪增壓器提供期望的增壓壓力。

除了進氣充氣裝置之外，車輛可以被配置有車載空氣泵和/或真空泵。例如，車載空氣泵可以用于多種目的，諸如用于給輪胎充氣，給空氣懸架充氣等。同樣，車載真空泵可以用作各種發動機真空致動器的真空源，諸如用于燃料蒸氣濾罐吹掃(purging)或制動助力器。雖然額外的泵可以提供可靠的空氣源或真空源，但是它們的使用可能受其成本和尺寸的限制。在其他些方案中，諸如由Infantini在US 20160059643中示出的，輸送到越野車(例如犁型鏟雪機(plow))的發動機汽缸的壓縮空氣的一部分可以用于輪胎充氣。所輸送的壓縮空氣的部分可以基于輪胎壓力。然而，壓縮空氣從發動機轉向導致發動機輸出降低，從而影響車輛性能。

發明內容

本發明人已經認識到，分級發動機系統的電動機械增壓器可以與加壓空氣拾取器(pick-up)結合以有利地提供車載空氣泵和/或真空泵的功能。在一個示例中，一種用于發動機的方法包括：在發動機怠速期間和當車輛未被推進時，通過關閉進氣節氣門和耦接至電動機械增壓器的旁通閥中的每個來密封進氣道的一部分；運轉機械增壓器以在密封部分中生成壓縮空氣；以及將密封部分的壓縮空氣抽取到裝置中。以這種方式，可以使用現有的部件并且在不影響車輛性能的情況下為車輛車載地提供可靠的壓縮空氣和/或真空源。

作為示例，包括由電動馬達驅動的壓縮機的電動機械增壓器(ES)可以被分級在包括由排氣渦輪驅動的壓縮機的渦輪增壓器(TC)上游。電動機械增壓器旁通閥(ESBV)可以被耦接在ES周圍的旁路中。在需求增壓壓力的狀況期間，在渦輪加速(spool up)時通過關閉ESBV并運轉ES壓縮機來滿足增壓需求，可以減少渦輪遲滯。一旦渦輪已經被加速，則ESBV可以被打開，ES壓縮機可以被禁用，而TC壓縮機被用來滿足增壓需求。在發動機正在怠速和車輛被停止時的狀況期間，ES壓縮機可以被適時地作為空氣泵或真空泵來運轉，并且壓縮空氣或真空可以被存儲以供后續使用或就地使用，諸如用于給車輛輪胎充氣或者運轉真空致動器。其中，ESBV可以被完全關閉，并且進氣節氣門的開度可以被減小，使得只有允許發動機怠速(而不是停轉)的足夠的空氣。作為閥門調節的結果，兩個閥門之間的進氣道的容積可以被有效地密封。然后，ES壓縮機馬達可以以全占空比運行以在密封容積中生成壓縮空氣。將加壓空氣拾取器耦接到密封容積的拾取閥可以被打開以使得壓縮空氣能夠被儲存或立即使用。當期望真空時，壓縮空氣可以被引導通過耦接到加壓空氣拾取器的噴氣器，從而在噴氣器處生成真空。生成的真空可以被存儲或立即使用。當駕駛員扭矩需求增加或者如果請求車輛推進時，拾取閥、進氣節氣門和ESBV可以被打開，并且ES壓縮機可以根據要求返回到運轉狀態，以滿足瞬時增壓需求。