[发明专利]机动车辆的增压发动机系统

说明书

本发明涉及机动车辆的增压发动机系统。提供用于增压发动机系统的方法和系统，该增压发动机系统具有被布置成从可变几何涡轮增压器接收增压空气的发动机和与该涡轮增压器平行布置的电动压缩机。在高于预定义水平的临时高转矩需求期间，该电动压缩机用于从该涡轮增压器补充增压空气流。另外，提供围绕该电动压缩机的再循环回路，以在该电动压缩机连接至该发动机之前累积该电动压缩机中的压力，以便最小化发动机增压压力在该电动压缩机启动时的波动。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年10月21日提交的英国专利申请No.1617825.3和2017年5月16日提交的英国专利申请No.1707817.1的优先权。上述引用的申请的全部内容在此通过引用全部并入本文以用于所有目的。

技术领域

本发明涉及机动车辆，且具体地涉及一种机动车辆的增压发动机系统，该增压发动机系统具有内燃发动机和压缩机，该压缩机用于增加进入发动机的空气的压力。

背景技术

机动车辆的内燃发动机可包括涡轮增压器以增加进入发动机的空气的压力，以便提高燃烧效率和转矩输出。涡轮增压器可包括设置在发动机的排气通道中的涡轮和设置在发动机的进气通道中的压缩机，该压缩机由涡轮的旋转驱动。

这种涡轮增压器增压发动机的问题是，即使使用可变几何涡轮增压器，发动机的整体性能也会由于以下事实而折损：涡轮增压器通常被设计成当发动机在节气门开度较宽的情况下以最大的发动机转速运转时，容纳从发动机至涡轮增压器的涡轮的最大排气流量。

这要求使用具有大容量的涡轮增压器，以便在非常高的排气流速下防止发动机上的背压过高和/或涡轮增压器超速。然而，使用大容量涡轮增压器的缺点在于，在低发动机转速下，如果驾驶员需求突然增加，那么来自发动机的排气的流率太低而不能提供增压压力的突然增加，由此导致通常称为“涡轮滞后”的情况。

为了解决这个问题，有人已经提出使用电动压缩机来连续代替在低发动机转速至中等发动机转速下的涡轮增压器，使得涡轮增压器处于更高发动机转速下。

虽然这种方法解决了上述“涡轮滞后”问题，但是其也引入了另外的问题：这种电动压缩机的连续使用对机动车辆的发电电路造成大量损耗，由此增加燃料消耗，且在某些情况下要求提供额外的电力存储容量以应付在非常低的发动机转速下的电动压缩机的操作，其中来自机动车辆的发电系统的输出不能处理对其的所有电气需求。

在JP-A-2010048225中进一步提出了使用第一和第二涡轮增压器并且使用一个电动马达使第二涡轮增压器旋转，以便减少涡轮增压压力的波动，否则将会在切换至第二涡轮增压器时发生该波动。然而，这种布置在需要许多阀的结构中是非常复杂的，并且还要求使用电动马达，该电动马达要能够承受与第二涡轮增压器的涡轮部分相关联的非常高的温度。

发明内容

本公开的目的是提供一种解决与上述现有技术相关联的问题的增压发动机系统。在一个示例中，上述问题可通过一种方法来解决，该方法包括：响应于在经由涡轮增压器压缩机向发动机提供第一压力的增压空气的同时需求转矩高于阈值，操作电动压缩机以增加围绕(around)电动压缩机的再循环回路中的第二压力，该电动压缩机与涡轮增压器压缩机平行布置并且与发动机流体地断开；以及响应于第二压力达到第一压力，将电动压缩机流体地连接至发动机。以此方式，可满足发动机的转矩需求，而不需要连续操作电动压缩机和增加发动机的电力需求。另外，通过在由电动压缩机输出的压力(增压压力)累积(增大)的同时，首先将电动压缩机与发动机流体地断开，并且在达到由涡轮增压器压缩机提供给发动机的增压空气的压力时仅流体地连接电动压缩机和发动机，避免了增压压力在操作电动压缩机和将电动压缩机连接至发动机时的突然下降。因此，可更有效且更快速地提供满足操作者转矩需求的增加的增压压力，由此提高发动机性能和车辆操作者的满意度。