[发明专利]具有自动起停功能的液压涡轮增压发动机

说明书

本发明涉及具有自动起停功能的液压涡轮增压发动机。提供用于车辆发动机的系统和方法，该车辆发动机包括耦接至液压泵和液压蓄积器的涡轮增压器。在一个示例中，一种方法可以包括：响应于车辆停下来，从耦接至液压泵的蓄积器向车辆的液压制动系统供应压力，该液压泵被耦接至安装于车辆内的发动机的涡轮增压器的轴，并在车辆停止时自动关闭发动机。

技术领域

本发明大体涉及用于液压制动系统的方法和系统，该液压制动系统允许在液压混合动力车辆上使用自动发动机起停技术。

背景技术

随着排放法规的不断出台，对更节能车辆的需求也在增加。为了提高燃料经济性，诸如自动起停系统的技术的普及率正在上升。这些起停系统在车辆停止且怠速(燃料浪费的主要来源)时通过停止输送燃料至燃烧室来自动关闭(shut down)发动机。对于运输车辆、出租车和严重交通拥堵情况下的通勤车来说，长时间怠速状况很典型。在发动机临时关闭期间，一旦车辆控制器接收到来自操作者的扭矩需求或需要发动机动力的其他发动机参数(例如，低电池荷电)的指示，则发动机重新起动并恢复正常运转。许多混合动力车辆中都有自动发动机起停系统，当发动机关闭时，利用辅助电动马达运行辅助系统。许多混合动力车辆采用集成起动机马达代替传统的起动机马达和交流发电机，用于获取再生制动能量并抵挡这些系统固有的频繁起停周期。

液压混合动力车辆(HHV)可在发动机运转期间将加压流体存储在储存器(例如，蓄积器)中。Teslak等人在美国专利No.7,146,266中示出了液压混合动力车辆的一种示例。其中，可逆泵使用制动能量将液压流体引导入充氮高压蓄积器。当车辆控制器接收到来自操作者的扭矩需求时，泵被翻转并且使用加压流体使车辆加速。然而，发明人已经认识到此类系统的潜在问题。在一个示例中，通常向与压缩点火发动机相关联的液压制动系统供应来自主发动机源(例如动力转向系统)的液压压力，其在发动机关闭时不起作用。为了在发动机停机状况下保持制动系统的功能，这些系统往往包括补充电动泵马达。

解决将自动起停系统集成到压缩点火发动机系统中的尝试包括众所周知的全混合动力车辆，在全混合动力车辆中液压泵马达耦接至发动机用于起动和停止车辆和发动机二者。Beaty等人在美国专利No.7,104,920中示出了一种示例方法。其中，液压混合动力传动系统包括耦接至液压泵马达的发动机，液压泵马达耦接至车辆的变速器和液压蓄积器。可通过液压泵马达或通过发动机和液压泵马达两者来运转变速器。然而，发明人已经认识到此类全混合动力系统的潜在问题。在一个示例中，上述系统需要添加巨大尺寸的液压泵马达，这增加了车辆系统的大量成本、重量和复杂性，使得在大多数乘用车上实施是不切实际的。

发明内容

在一个示例中，上面描述的问题可以通过一种用于车辆的方法来解决，该方法包括：响应于车辆停下来(coming to a stop)，从耦接至液压泵的蓄积器向车辆的液压制动系统供应压力，液压泵被耦接至安装于车辆内的发动机的涡轮增压器(例如，液压涡轮增压器)的轴，并且在车辆停下时自动关闭发动机。以此方式，耦接至液压混合动力发动机的液压压力蓄积器可被用作制动能量来源，以实现自动起停技术的使用，从而提高燃料经济性并减少排放。

作为一个示例，在发动机运转期间，当蓄积器中的压力小于阈值时，耦接至涡轮增压器的旋转轴的液压泵用液压压力充注(charge)蓄积器(例如，液压蓄积器)。当车辆停下来达超过阈值持续时间并且蓄积器中的压力高于阈值时，供应到耦接至车辆的车轮的制动组件的制动流体将从由主发动机源作为来源转换为由液压蓄积器作为来源。不同于与压缩点火发动机相关联的通常的液压制动系统(当发动机关闭时，主发动机源失去动力，从而失去液压压力)，即使在发动机关闭时，液压蓄积器也能够保持液压压力。由于能够利用蓄积器向制动系统供应加压液压制动流体，因此可以实现压缩点火发动机的自动发动机起停。以此方式，可以避免使用昂贵的泵马达来保持液压压力，从而保持低制造成本并且提高燃料效率。