[发明专利]用于压缩加热空气的系统和方法

说明书

本公开提供了“用于压缩加热空气的系统和方法”。本公开提供了用于对空气进行压缩加热的方法和系统。在一个示例中，一种方法可包括：在发动机起动期间且在第一燃烧事件之前，停用气缸排气门，同时以电的方式且不加燃料地使所述发动机转动，直到达到阈值进气温度；以及在所述第一燃烧事件之后，交替地启用和停用一个或多个气缸的所述排气门以维持进气温度高于所述阈值温度。以此方式，可增大空气充气的温度，从而导致燃料经济性提高并且车辆排放降低。

技术领域

本说明书总体涉及用于经由车辆发动机进行气体加热的方法和系统。

背景技术

在冷起动期间和/或在发动机达到稳态操作温度之前，车辆发动机的效率可减小。例如，发动机起动时与发动机预热时相比，燃烧可能不太完全，从而降低燃料经济性并增加车辆排放。特别地，当车辆是混合动力的、配备有停止/起动系统等时，发动机可间歇地运行，这可导致单个驾驶循环内的多次发动机起动。因此，提高初始操作期间的燃烧效率的系统和方法越来越重要。影响燃烧完全的因素包括燃烧室壁温度、燃烧空气温度、燃料温度和发动机转速。特别地，加热燃烧空气(例如，用于发动机气缸内的燃烧反应的空气)可由于燃烧空气温度对混合物准备和空气充气减少的影响而增强燃烧完全。

解决空气加热的其他尝试包括在发动机的起动序列期间在空气加热模式下操作。Clarke等人在U.S.5,117,790中示出一种示例性方法。在所述方法中，于在多缸发动机中的一个或多个气缸内引发燃烧之前，通过禁用其排气门来使所述一个或多个气缸在空气加热模式下操作。一旦一个或多个气缸中的每一个被充分地加热，就启用对应的排气门并且喷射燃料以引发燃烧。然后，可于在另外的一个或多个气缸中引发燃烧之前，使所述另外的一个或多个气缸在空气加热模式下操作。

然而，本文的发明人已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，在多缸发动机的气缸中顺序地加热和引发燃烧可延长发动机起动时间，从而导致车辆驾驶员满意度降低。此外，发动机可受益于持续的空气加热，即使在第一燃烧事件之后也是如此，尤其是当发动机保持低于稳态操作温度时。另外，更热的燃烧空气温度可辅助某些点火策略，诸如压缩点火策略，即使当发动机预热时也是如此。

发明内容

在一个示例中，上文论述的问题可通过一种用于混合动力电动车辆的方法来解决，所述方法包括：在发动机起动期间，停用发动机气缸排气门同时启用发动机气缸进气门，并且以电的方式不加燃料地使发动机转动，直到达到阈值进气温度；以及在达到所述阈值进气温度之后，启用气缸中的一个或多个并且给所述气缸中的一个或多个加燃料以引发燃烧，然后在停用所述一个或多个气缸与在所述一个或多个气缸中进行燃烧之间进行交替，直到达到阈值发动机温度。以此方式，所述发动机可有效地起动并具有提高的燃烧完全性。

作为一个示例，在停用所述一个或多个气缸与在所述一个或多个气缸中进行燃烧之间进行交替包括：在发动机循环内，维持所述一个或多个气缸的所述排气门闭合同时使对应的进气门保持活动，并且禁止给所述一个或多个气缸加燃料；以及在随后的发动机循环内，以对应的气门正时提升所述进气门和所述排气门，经由联接到所述一个或多个气缸中的每一个的燃料喷射器提供燃料，并且经由联接到所述一个或多个气缸中的每一个的火花塞提供火花。通过交替地停用所述一个或多个气缸和在所述一个或多个气缸中进行燃烧，可提供持续的空气加热，即使在所述发动机起动并且引发燃烧之后也是如此。例如，所述阈值发动机温度可以是所述发动机的稳态操作温度。因此，当所述发动机较冷时，可提供持续的空气加热。相比之下，在第一燃烧事件之前进行的空气加热可独立于所述发动机温度执行。以此方式，即使当所述发动机尚未显著冷却时，诸如当所述发动机在所述车辆保持开启的时候关闭再重新起动时，也可提供在所述第一燃烧事件之前进行的所述空气加热。在再一些其他示例中，可提供所述持续的空气加热以便于在压缩点火模式下操作，在所述压缩点火模式中，增大的空气充气温度可辅助压缩点火。总之，可提高燃料经济性并且可减少车辆排放。