[发明专利]用于非公路车辆发动机曲柄起动的系统和方法

说明书

技术领域

本文所公开的主题涉及用于改善非公路车辆(off-highway)中的发动机曲柄起动(cranking)的系统和方法。

背景技术

诸如非公路车辆(OHV)的车辆包括用于曲柄起动发动机以便帮助发动机启动的各种系统。启动系统可利用发动机起动马达或其它发动机推进构件。在一个示例中，推进系统包括向逆变器(inverter)提供直流(DC)功率的电池，该逆变器将DC功率转换为频率受控的交流(AC)功率。AC功率接着被供应至产生转子的旋转的交流发电机，转子在与发动机的曲轴联接时旋转曲轴以用于发动机启动。

然而，发明人已认识到，OHV可具有牵引交流发电机，并且可能有利的是利用牵引交流发电机来进行发动机曲柄起动。例如，相比在发动机运行时为灯、泵等提供动力的起动马达或交流发电机，可以为牵引交流发电机提供高电流。因此，可将更高的电流转换为更高的机械能以曲柄起动发动机。

发明内容

在一个方案中，公开了一种操作发动机的方法，该发动机联接到用于车辆行驶的牵引交流发电机和辅助交流发电机。该方法包括：在非公路车辆运行操作模式下，从辅助交流发电机以第一电压对电池充电，同时将来自牵引交流发电机的电流供应至牵引马达以推进车辆；以及在启动操作模式下，从储存能量生成第二更高的电压，以驱动牵引交流发电机而至少帮助启动发动机。例如，第二更高的电压可通过经由DC至DC转换器增加电池的输出而生成。这样，可经由辅助交流发电机在较低电压下对电池充电，并且电池可向牵引交流发电机供应第二更高的电压以曲柄起动发动机。

在另一示例中，在非公路车辆运行操作模式(例如运行模式)下，电流经由牵引逆变器从牵引交流发电机供应至牵引马达以推进车辆，并且在启动操作模式下，储存能量从第一能量源和二级能量源供应至牵引交流发电机以启动发动机。例如，第一能量源可以是电联接到发动机的相对低电压的电池，其为灯、泵等提供电力，二级能量源可以是可释放比电池更高的电流的超级电容器。

在一个示例中，输出比二级能量源更低的电压的第一能量源可在运行操作模式期间经由DC至DC转换器对二级能量源充电。在其它示例中，二级能量源可在运行操作模式期间经由牵引交流发电机被进一步充电。这样，二级能量源可在发动机曲柄起动期间根据需要为牵引交流发电机提供高电流供应。此外，二级能量源的电荷水平可以以较慢速率降低，因为它可经由电池充电。因此，发动机启动即使在例如电池劣化时也可进行。

应当理解，提供以上简要描述是为了以简化形式介绍在详细描述中进一步描述的一系列概念。其并不意图标识要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题并不限于解决在上文或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方案。

附图说明

通过参照以下附图阅读非限制性实施例的以下描述，将更好地理解本发明，在附图中：

图1显示带有升压器(voltage boost)的发动机系统的示例框图。

图2显示带有升压器的非公路车辆中的发动机系统的示例框图。

图3显示带有升压器的非公路车辆中的发动机系统的示例框图。

图4显示流程图，该图示出了用于带有升压器的发动机的例程。

图5显示带有经由发动机充电的二级能量源的非公路车辆中的发动机系统的示例框图。

图6显示流程图，该图示出了用于带有经由发动机充电的二级能量源的发动机的例程。

图7显示带有经由牵引交流发电机充电的二级能量源的非公路车辆中的发动机系统的示例框图。

图8显示流程图，该图示出了用于带有经由牵引交流发电机充电的二级能量源的发动机的例程。

图9显示带有二级能量源和液压系统的非公路车辆中的发动机系统的示例框图。

图10显示流程图，该图示出了用于带有二级能量源和液压系统的发动机的例程。

图11显示流程图，该图示出了用于带有二级能量源的非公路车辆中的发动机系统的停机例程。

具体实施方式

以下描述涉及发动机系统的各种实施例，该发动机系统经由机械联接到发动机上的牵引交流发电机启动。可使用各种方案来为牵引交流发电机供应适当水平的电流以曲柄起动发动机。在一个实施例中，电池电联接到将电池的输出升压的DC至DC转换器。电池的输出可经由牵引逆变器(其将DC转换为AC以用于牵引马达推进车辆)、有源整流器或者如参照图1至图4所描述的与牵引逆变器分开的逆变器转换为AC以用于牵引交流发电机。