[发明专利]用于加快发动机升温的系统和方法

说明书

本公开提供了“用于加快发动机升温的系统和方法”。提供了用于在发动机冷起动时加快所述发动机和排放装置的加热的方法和系统。在一个实例中，一种方法可以包括：在发动机冷起动之前，操作e‑压缩机并且打开联接在所述e‑压缩机上的再循环通道的再循环阀，以使来自所述e‑压缩机的出口的压缩进气通过所述再循环通道流动到所述e‑压缩机的入口；以及当所述e‑压缩机的所述出口处的温度达到阈值时起动所述发动机，并且在所述发动机接通的同时继续操作所述e‑压缩机。由通过所述再循环通道的所述压缩进气流量产生的加热进气提高了燃烧温度和排气温度，这可以减少所述排放装置的催化剂起燃时间。

技术领域

本说明书总体上涉及用于在冷起动和重新起动之前使车辆发动机升温的方法和系统。

背景技术

在初始发动机起动(在发动机关闭并且允许发动机部件冷却的一段时间之后)期间，燃料可以在发动机的燃烧室处燃烧，从而生成排气。诸如火花点火发动机中的三元催化转化器和柴油动力发动机中的选择性催化还原等排放装置可以布置在燃烧室下游的车辆排气系统中以处理废气排放。发动机起动后，排放装置可能需要一段时间才能升温到装置催化剂被活化的温度。在称为起燃的一段时间后达到活化温度后，排放装置在将排气释放到大气之前可以有效地处理调节的燃烧产物，诸如颗粒物质、氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(CO)和碳氢化合物。

起燃期间的催化转化效率可能较低，导致驾驶的早期阶段期间的不期望的排气释放。此外，当发动机进气温度低时的燃料燃烧可能导致临界或不完全燃烧，发动机性能和驾驶性能差，以及车辆噪声、振动和粗糙性(NVH)。由于装置的大小和成本，在起动期间使用诸如进气加热器等电加热装置来使发动机升温是不切实际的解决方案。

处理更快的发动机和催化剂加热的其他尝试包括使用电辅助压缩机来加热进气。Uhrich等人在US 2010/0300405中示出了一种示例性方法。其中，增压装置至少部分地由电动马达驱动，以增加通过燃料蒸气滤罐输送的进气，从而在发动机冷起动条件期间释放存储在滤罐中的燃料蒸气。燃料蒸气在发动机气缸中燃烧，从而加热气缸以及排放控制装置。使用燃料蒸气进行燃烧还可以改善空气-燃料混合并减少催化剂起燃期间的排放。

然而，本发明人已认识到这种系统的潜在问题。举例来说，经由燃料蒸气燃烧期间产生的废热来加热发动机燃烧室和排放控制装置可能仍然相对较慢并且取决于存储的燃料蒸气的量。例如，如果发动机在凉爽的环境条件下运行，则较低的燃料蒸发可能会导致储存的燃料蒸气的量较少。所述量可能不足以有效地加速发动机和排放装置的加热。

发明内容

在一个实例中，上述问题可以通过一种方法来解决，所述方法包括：在发动机冷起动之前，操作e-压缩机并且打开联接在e-压缩机上的再循环通道的再循环阀，以使来自e-压缩机的出口的压缩进气通过所述再循环通道流动到所述e-压缩机的入口；以及当e-压缩机的出口处的温度达到阈值温度时起动发动机，并且在发动机接通的同时继续操作e-压缩机。

以这种方式，可以通过来自电驱动压缩机(e-压缩机)的能量传递来加快发动机升温和催化剂起燃。举例来说，发动机系统可以适配有再循环通道，所述再循环通道将e-压缩机出口下游的进气通道联接到压缩机入口上游的进气通道。在发动机冷起动之前，空气可以再循环通过再循环通道以返回到e-压缩机，从而在输送到发动机进气口之前增加空气(或空气/燃烧气体混合物)的温度。可以延迟发动机燃烧以允许进气温度增加到阈值温度，从而有助于使排气系统的排放装置更快地升温。经由通过e-压缩机的再循环来加热进气也可以用于再生柴油机微粒过滤器。

应当理解，提供以上发明内容部分是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式部分中进一步描述的一系列概念。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，所述主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。

附图说明