[发明专利]用于改进涡轮增压发动机的起动的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于改进涡轮增压发动机的起动的方法和系统。

背景技术

涡轮增压发动机提供较大的自然吸气发动机的性能利益。但是，涡轮增压发动机的冷起动排放物可能比希望的多，因为涡轮增压器内的涡轮可以从在排气到达排气后处理装置之前从发动机排气中汲取热能。因此，较少的排气能量到达排气后处理装置并且用于排气后处理装置达到工作温度的时间量增加。增加到达后处理装置的排气的能量的一种方法是延迟发动机火花正时并且增加发动机空气质量流率。尽管如此，后处理装置可能仍不能足够快达到工作温度，以合乎严格的车辆排放水平。而且，增加火花延迟和发动机空气质量流率将增加燃料消耗并且因此可能是不希望的。

发明内容

本文的发明人已经认识到上面提到的缺点，并且已经研发出一种发动机系统，包括：发动机；连接于该发动机的涡轮增压器，该涡轮增压器包括用于增加和减少该涡轮增压器的旋转阻力的装置；以及控制器，其包括响应后处理装置的温度低于阈值温度而经由该装置调节该涡轮增压器的旋转阻力的非瞬态指令。

通过增加涡轮增压器涡轮的旋转阻力，能够减少用于后处理装置达到工作温度的时间量。具体说，增加涡轮增压器涡轮的旋转阻力能够限制涡轮增压器旋转，使得发动机排气被暴露于该涡轮增压器内较小的表面面积。因此，较少的排气能量可以被施加到涡轮增压器，使得较多的排气能量可以被施加到位于该涡轮增压器的下游的催化剂/催化器。提供给催化剂的附加的排气能量可以减少发动机排放物。以这种方式，可以减少发动机排放物而无需进一步延迟火花正时和增加发动机空气流。

在另一个实施例中，一种发动机系统，包括：发动机；连接于该发动机的涡轮增压器，该涡轮增压器包括用于增加和减少该涡轮增压器的旋转阻力的装置；以及控制器，其包括响应后处理装置的温度低于阈值温度而经由该装置调节该涡轮增压器的旋转阻力的非瞬态指令，该控制器还包括响应发动机转矩要求调节涡轮增压器旋转阻力的非瞬态指令。

在另一个实施例中，该发动机系统还包括响应大气压力调节涡轮增压器旋转阻力的附加非瞬态指令。

在另一个实施例中，该装置是盘式制动器。

在另一个实施例中，该装置是液压泵。

在另一个实施例中，该发动机系统还包括在自发动机停止的预定数量的燃烧事件之后增加该涡轮增压器的旋转阻力的附加指令。

在另一个实施例中，一种发动机控制方法包括在发动机向该涡轮增压器供给排气的同时响应发动机排气后处理装置的温度，调节涡轮增压器的旋转阻力，使得该涡轮增压器的涡轮速度基本为零。

在另一个实施例中，该发动机控制方法还包括响应大气压力调节涡轮增压器的旋转阻力。

在另一个实施例中，该发动机控制方法还包括响应发动机转矩要求调节涡轮增压器的旋转阻力。

在另一个实施例中，该发动机控制方法还包括在该旋转阻力大于阈值水平的同时，响应发动机空气流量打开废气门。

在另一个实施例中，增加涡轮增压器的旋转阻力包括增加涡轮增压器轴的旋转阻力。

在另一个实施例中，响应发动机排气后处理装置的温度低于阈值温度，增加该旋转阻力。

本发明具有若干优点。例如，该方法可以减少在发动机冷起动过程中的发动机排放物。而且，该方法通过减少催化剂起燃（light off）时间以致减少发动机低效率运行的时间量可以减少燃料消耗。还有，在发动机起动过程中该方法可以允许发动机以较大的燃烧稳定性运行，以便减少不稳定的发动机怠速。

本发明的上述优点和其他优点，以及特征从下面单独的或结合附图的详细描述将容易明白。

应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在详细描述中进一步描述。这并不意味着视为所主张主题的关键的或基本的特征，所主张主题的范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面指出的或本发明的任何部分指出的任何缺点的装置。

附图说明

图1示出发动机的示意图；

图2-5示出用于增加涡轮增压器的旋转阻力的示范性装置；

图6示出模拟的发动机冷起动序列；和

图7示出用于运行发动机的示范性方法。

具体实施方式