用于电动涡轮的方法和系统与流程

文档序号:17953525发布日期:2019-06-19 00:15阅读:198来源:国知局
用于电动涡轮的方法和系统与流程

本说明书大体涉及联接到电动涡轮的引线和与所述引线相关联的冷却剂套。



背景技术:
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技术实现要素:

内燃发动机可以配备有涡轮增压器以改善发动机性能。涡轮增压器可以利用来自发动机的排气能量来驱动机械地联接到发动机的涡轮机。当排气流过涡轮机时,压缩机可以压缩进气,这可以增加发动机功率输出。然而,这种压缩取决于排气流并且可能在低发动机转速或排气输出可能较低的其他发动机状况下低于期望压缩。这可以称为“涡轮迟滞”。

压缩机可以装配有电动马达以向压缩机提供动力以在排气流不足时提供期望的压缩量。因此,当排气流过低而不足以使涡轮机旋转时,电动马达可以在瞬态状况期间增加发动机功率输出。

在使用电动涡轮机时可能会遇到一些困难。例如,由于封装限制,从电源延伸到压缩机的电动马达的引线可能紧靠排气歧管和/或涡轮机壳体,这可能导致相对高温的环境。作为封装限制的另一结果,发动机的部件彼此相对靠近地定位并且可能增加组装难度。最后,可能期望一定程度的水密性以防止一个或多个引线之间的电流泄漏。

在一个示例中,上述问题可以通过一种系统,所述系统包括:至少包括电动马达的电动涡轮增压器壳体,并且其中所述电动涡轮增压器经由容纳在导管内的第一通道和第二通道接收和排出冷却剂,所述第一通道和所述第二通道围绕延伸通过所述导管到达所述电动涡轮增压器的一组引线。以此方式,周围排气装置环境的相对较高温度不能使延伸到电动涡轮增压器的引线劣化。

作为一个示例,所述组引线可以布置在所述导管的中空通道中,并且其中所述第一通道和所述第二通道与所述中空通道流体分离。所述导管可以是柔性的并且缠绕在涡轮机或排气歧管周围。所述电动涡轮增压器可以包括第一垫圈,并且所述导管可以包括被配置成与所述第一垫圈配合的括第二垫圈。所述第一垫圈和所述第二垫圈包括冷却剂端口和电端口,所述冷却剂端口被配置成调整所述电动涡轮增压器与所述第一通道和第二通道之间的冷却剂流,并且其中所述电端口被配置成将所述组引线从所述导管引导至所述电动涡轮增压器的导体。以此方式,所述导管可以将电引线从电池护送到电动涡轮增压器并同时防止引线过热。

应当理解,提供以上发明内容以便以简化形式引入一系列概念,这些概念在具体实施方式中有进一步描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征,所要求保护的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,所要求保护的主题并不局限于解决上文或本公开中任何部分所指出的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示出包括至少一个气缸的混合动力发动机的示意图。

图2示出具有电动涡轮增压器的多缸发动机。

图3示出包括冷却剂通道和一组引线的导管的实施例。

图4a、图4b和图4c示出导管的各种视图。

图5示出包括该组引线的导管的横截面图以示出冷却剂通道与引线之间的关系。

图3-5大致按比例显示。

图6示出用于在冷启动期间操作通过导管的冷却剂套的冷却剂流的方法。

具体实施方式

以下描述涉及用于容纳一组电引线的导管的系统和方法。导管还可以包括冷却剂套,所述冷却剂套被配置成流体地联接到也包括冷却剂套的多个装置。发动机可以包括涡轮增压器和电动涡轮增压器,如图1和图2所示。由于封装限制,可以迫使从能量存储装置(例如,电池)延伸的引线缠绕在发动机的高温装置(例如,涡轮机和/或排气歧管)周围以到达电动涡轮增压器。这样,导管的冷却剂套可以起到防止导管过热和简化导线与电动涡轮增压器的联接的作用。这种简化可能是由于经由导管的冷却剂套将冷却剂引入电动涡轮增压器而减少一个或多个冷却剂通道的结果。图3示出电动涡轮增压器与导管之间的接合。图4a、图4b和图4c示出导管的中空通道和冷却剂套的各种实施例。图5示出延伸通过中空通道的一组电引线。图6示出用于在冷启动期间操作通过导管的冷却剂套的冷却剂流的方法。

图1-5通过各种部件的相对定位示出了示例性配置。如果被示为直接彼此接触或直接联接,那么至少在一个示例中,这些元件可以分别被称为直接接触或直接联接。类似地,至少在一个示例中,所示的彼此邻接或相邻的元件可以分别彼此邻接或相邻。作为示例,彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一个示例,在至少一个示例中,可以将仅在其间具有间隔而没有其他部件的位置彼此分开定位的元件称为如此。作为又一个示例,被示为在彼此的上方/下方的、在彼此相对的两侧或在彼此的左侧/右侧的元件可以被称为相对于彼此如此。此外,如图所示,在至少一个示例中,顶部元件或元件的顶部点可以被称为部件的“顶部”,而最底部元件或元件的最底部点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的,顶部/底部、上/下、上方/下方可以相对于附图的垂直轴线,并且可以用于描述图中元件相对于彼此的定位。如此,在一个示例中,被示为在其他元件上方的元件垂直地定位在其他元件上方。作为又一个示例,附图中描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如,诸如圆形、直线、平面、弯曲、圆形、倒角、成角度等)。此外,在至少一个示例中,被示为相互交叉的元件可以被称为相交元件或相互交叉。此外,在一个示例中,被示为在另一个元件内的元件或被示为在另一个元件外部的元件可以被称为如此。应当理解的是,根据制造公差(例如,在1-5%的偏差内),被称为“基本类似和/或相同”的一个或多个部件彼此不同。

图1描绘由车辆5的发动机系统7包括的内燃发动机10的气缸的示例。发动机10可以至少部分地被包括控制器12的控制系统控制、以及被经由输入装置132的来自车辆操作者130的输入控制。在该示例中,输入装置132包括加速器踏板和踏板位置传感器134以用于产生成比例的踏板位置信号pp。发动机10的气缸14(在本文中可以成为燃烧室)可以包括活塞138定位在其中的燃烧室壁136。活塞138可以联接到曲轴140以使得活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器系统联接到载客车辆的至少一个驱动轮。另外,启动器马达(未示出)可以通过飞轮联接到曲轴140以启用发动机10的启动操作。

气缸14可以经由一系列进气通道142、144和146接收进气。除了气缸14之外,进气通道146还可以与发动机10的其他气缸连通。图1示出配置有涡轮增压器175的发动机10,所述涡轮增压器175包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174、以及沿排气通道148布置的排气涡轮机176。排气涡轮机176可以经由轴180至少部分地给压缩机174提供动力。在一些示例中,诸如图2的示例,压缩机174还可以由电动马达提供动力,其中电动马达可以从能量存储装置(例如,电池58)接收电力。可以沿着发动机的进气通道设置包括节流阀板164的节流阀162,以用于改变向发动机气缸提供的进气的流速和/或压力。例如,如图1所示,节流阀162可以定位在压缩机174的下游,或可替代地可以设置在压缩机174的上游。

如图1和图2的实施例所示,导管42可以从电池58延伸到电动涡轮增压器。电动涡轮增压器可以包括压缩机174和电动马达(诸如图2的电动马达212)。由于各种发动机部件(例如,涡轮增压器175、电池58、发动机10和排气通道148)的封装布置,导管42可以在其朝向压缩机174的电动马达延伸时缠绕和/或盘绕在发动机10的排气侧周围。导管的方向和联接通过箭头a和箭头b来显示。如图所示,导管42在排气通道148附近延伸,其中温度可能相对较高。这些高温可能使从电池58延伸到压缩机174的电动马达的一个或多个引线(例如,电引线以及在一些示例中为作为电源线和地线的用于提供电力的第一引线和第二引线)的性能劣化。因此,导管42可以包括用于辅助维持引线的期望温度的至少一个冷却套(如下图所示)。导管42和冷却套管在下面更详细地描述。

除了气缸14之外,排气通道148还可以从发动机10的其他气缸接收排气。排气传感器128被示为联接到排放控制装置178上游的排气通道148。例如,传感器128可以从用于提供排气空气/燃料比指示的各种合适传感器中选择,所述传感器诸如是线性氧传感器或uego(通用或宽范围排气氧含量)、双态氧传感器或ego(如所描绘的)、hego(加热ego)、nox、hc或co传感器。排放控制装置178可以是三效催化剂(twc)、nox捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。

发动机10的每个气缸可以包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如,气缸14被示为包括位于气缸14的上区域处的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些示例中,发动机10的每个气缸(包括气缸14)可以包括位于气缸的上区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。

控制器12可以经由致动器152来控制进气门150。类似地,控制器12可以经由致动器154来控制排气门156。在一些情况下,控制器12可以改变提供给致动器152和154的信号以控制相应的进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可以由相应的阀位置传感器(未示出)确定。阀致动器可以是电动阀致动型或凸轮致动型、或者其组合。可以同时控制进气门正时和排气门正时,或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时、或固定凸轮正时的任何可能方案。每个凸轮致动系统可包括一个或多个凸轮,并且可利用以下中的一个或多个:凸轮轮廓转换(cps)、可变凸轮正时(vct)、可变阀正时(vvt)和/或可变阀升程(vvl)系统,其可以由控制器12操作以便改变阀操作。例如,气缸14可以替代性地包括经由电动阀致动控制的进气门以及经由包括cps和/或vct的凸轮致动控制的排气门。在其他示例中,进气门和排气门可以由公共阀致动器或致动系统、或可变阀正时致动器或致动系统控制。

气缸14可以具有压缩比,所述压缩比是活塞138处于底中心时的体积与活塞138处于顶中心时的体积的比率。在一个示例中,压缩比在9:1至10:1的范围内。然而,在使用不同燃料的一些示例中,压缩比可能增加。例如,当使用较高辛烷值的燃料或具有较高潜在蒸发焓的燃料时,这可能发生。如果由于直接喷射对发动机爆震的影响而使用直接喷射,则压缩比也可能增加。

在一些示例中,发动机10的每个气缸可以包括用于启动燃烧的火花塞192。在选择操作模式下,点火系统190可以响应于来自控制器12的火花提前信号sa而经由火花塞192向气缸14提供点火火花。然而,在一些实施例中,可以省略火花塞192,诸如在发动机10可以通过自动点火或通过喷射燃料来启动燃烧的情况下(如同一些柴油发动机中的情况一样)。

在一些示例中,发动机10的每个气缸可以被配置成具有用于向其提供燃料的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性示例,气缸14被示为包括两个燃料喷射器166和170。燃料喷射器166和170可以被配置成递送从燃料系统8接收的燃料。燃料系统8可以包括一个或多个燃料箱、燃料泵和燃料轨。燃料喷射器166被示为直接联接到气缸14,以用于经由电子驱动器168在其中直接喷射与从控制器12接收的信号fpw-1的脉冲宽度成比例的燃料。以此方式,燃料喷射器166提供所谓的将燃料直接喷射(以下被称为“di”)到燃烧气缸14中。尽管图1示出了定位到气缸14的一侧的喷射器166,但其可替代地可以位于活塞的顶部,诸如靠近火花塞192的位置。由于一些醇基燃料的挥发性较低,这种位置可以在通过醇基燃料操作发动机时改善混合和燃烧。可替代地,喷射器可以位于进气门的顶部和附近处以改善混合。可以通过高压燃料泵和燃料轨将燃料从燃料系统8的燃料箱递送到燃料喷射器166。另外,燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力换能器。

在提供所谓的进入气缸14上游的进气口的进气道燃料喷射(在下文中被称为“pfi”)的配置中,燃料喷射器170被示为布置在进气通道146中而不是在气缸14中。燃料喷射器170可以通过电子驱动器171与从控制器12接收的信号fpw-2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系统8接收的燃料。应当注意的是,针对两个燃料喷射系统,可以使用单个驱动器168或171,或如所描绘的可以使用多个驱动器(例如,用于燃料喷射器166的驱动器168和用于燃料喷射器170的驱动器171)。

在替代性示例中,燃料喷射器166和170中的每一个可以被配置为用于将燃料直接喷射到气缸14中的直接燃料喷射器。在又另一个示例中,燃料喷射器166和170中的每一个可以被配置为用于在进气门150的上游喷射燃料的端口燃料喷射器。在又一些其他示例中,气缸14可以仅包括单个燃料喷射器,其被配置成从燃料系统接收不同相对量的不同燃料作为燃料混合物,并且还被配置成将这种燃料混合物直接喷射到气缸中(作为直接燃料喷射器)、或者在进气门上游喷射这种燃料混合物(作为端口燃料喷射器)。

燃料可以在气缸的单个循环期间由两个喷射器递送到气缸。例如,每个喷射器可以递送在气缸14中燃烧的总燃料喷射的一部分。此外,从每个喷射器递送的燃料的分配和/或相对量可以随着诸如下文所述的操作状况(诸如发动机负荷、爆震和排气温度)而变化。在打开进气门事件、关闭进气门事件(例如,基本上在进气冲程之前)期间,以及在打开和关闭的进气门操作期间,可以递送端口喷射的燃料。类似地,例如,在进气冲程期间以及部分在先前排气冲程期间、在进气冲程期间以及部分在压缩冲程期间,可以递送直接喷射的燃料。因此,即使对于单个燃烧事件,喷射的燃料可以是在不同的正时从端口喷射器和直接喷射器喷射的。另外,对于单个燃烧事件,在每个循环中可以对所递送的燃料执行多次喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或其任何适当的组合期间执行多次喷射。

燃料喷射器166和170可以具有不同的特性。这些包括尺寸差异,例如,一个喷射器可具有比另一个喷射器更大的喷射孔。其他差异包括但不限于:不同喷雾角度、不同操作温度、不同瞄准、不同喷射正时、不同喷雾特性、不同位置等。此外,取决于喷射器170和166中喷射的燃料的分配比,可以实现不同的效果。

燃料系统8中的燃料箱可以保持不同燃料类型的燃料,诸如具有不同燃料品质和不同燃料组成的燃料。所述差异可包括不同醇含量、不同水含量、不同辛烷值、不同蒸发热、不同燃料共混物、和/或其组合等。具有不同蒸发热的燃料的一个示例可以包括作为具有较低蒸发热的第一燃料类型的汽油、以及作为具有较高蒸发热的第二燃料类型的乙醇。在另一个示例中,发动机可以使用汽油作为第一燃料类型,并且使用诸如e85(其为约85%的乙醇和15%的汽油)或m85(其为约85%的甲醇和15%的汽油)的含醇燃料共混物作为第二燃料类型。其他可行的物质包括水、甲醇、醇和水的混合物、水和甲醇的混合物、醇的混合物等。

控制器12在图1中被示出为微型计算机,其包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在此特定示例中被示为用于存储可执行指令的非瞬态只读存储器芯片110)、随机访问存储器112、保持作用的存储器114和数据总线。除先前讨论的那些信号之外,控制器12还可以接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号,其包括以下的测量值:来自质量空气流量传感器122的感应质量空气流量(maf);来自联接到冷却套管118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ect);来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型)的型面点火传感信号(pip);来自节流阀位置传感器的节流阀位置(tp);以及来自传感器124的绝对歧管压力信号(map)。控制器12可以根据信号pip产生发动机转速信号rpm。来自歧管压力传感器的歧管压力信号map可以用于提供进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12可以基于发动机冷却剂温度推断发动机温度。

如上所述,图1仅示出了多缸发动机的一个气缸。这样,每个气缸可以类似地包括其自身的一组进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。应当理解的是,发动机10可以包括任何合适数量的气缸,包括2、3、4、5、6、8、10、12个或更多个气缸。另外,这些气缸中的每一个可以包括由图1参考气缸14描述和描绘的各种部件中的一些或全部。

在一些示例中,车辆5可以是具有可用于一个或多个车轮55的多个转矩源的混合动力车辆。在其他示例中,车辆5是仅具有发动机的常规车辆。在所示的示例中,车辆5包括发动机10和电动机器52。电动机器52可以是马达或马达/发电机。当接合一个或多个离合器56时,发动机10的曲轴140和电动机器52通过变速器54连接到车轮55。在所描绘的示例中,第一离合器56设置在曲轴140与电动机器52之间,并且第二离合器56设置在电动机器52与变速器54之间。控制器12可以向每个离合器56的致动器发送信号以接合或分离离合器,以便将曲轴140与电动机器52和与其连接的部件连接或断开、和/或将电动机器52与变速器54和与其连接的部件连接或断开。变速器54可以是齿轮箱、行星齿轮系统或其他类型的变速器。动力系可能以各种方式进行配置,包括作为并联、串联或串并联的混合动力车辆。

电动机器52从牵引用电池58接收电力以便向车轮55提供转矩。电动机器52也可以作为发电机进行操作以便例如在制动操作期间提供电力从而为电池58充电。

现在转向图2,其示出发动机10的实施例200。这样,先前引入的部件可以在随后的附图中被类似地编号。实施例200还包括散热器202、包括联接到压缩机174的电动马达212的电动涡轮增压器210、以及排气歧管246。

如图所示,进气在流入压缩机174之前流过散热器,在所述压缩机174中可以压缩进气。在压缩机174的下游,进气可以进入进气歧管146并且然后流入气缸14和发动机10的其他气缸。在燃烧之后,来自气缸14和发动机10的其他气缸的排气可以流入排气歧管246中,其中排气可以在进入排气通道148之前混合。如上所述,排气通道148包括涡轮机176和至少一个后处理装置(例如,后处理装置178)。尽管现在示出,但实施例200可以进一步被配置有高压排气再循环(hp-egr)通道和/或低压排气再循环(lp-egr)通道。

在与电动涡轮增压器210的电动马达212接合之前,导管42紧邻涡轮机176和排气歧管246中的每一个从电池58延伸。来自排气歧管246和涡轮机176的热量可以朝向导管42辐射,由此增加导管42的温度。被配置成在一些发动机状况期间从电池58向电动马达212供应电力的一组引线(例如,电引线)可能受到热量的影响。例如,热量可能使引线劣化,其中劣化可能包括熔化引线周围的隔离部。

导管42可以包括至少一个冷却剂套,所述冷却剂套被配置成从发动机10的一个或多个部件接收冷却剂以减轻布置在其中的引线的热劣化。箭头222描绘了散热器202与导管42之间的流体联接。可以经由第一阀224调整散热器202与导管42之间的冷却剂流。箭头232表示气缸14的冷却剂套(例如,图1的冷却剂套118)与导管42之间的流体联接。可以经由第二阀234调整散热器202与导管42之间的冷却剂流。这样,来自散热器202以及发动机10的气缸14和其他气缸冷却剂套的的冷却剂可以流入导管42的至少一个冷却剂套中,其中冷却剂可以被引导到电动涡轮增压器210的冷却剂套或引导到发动机10的某个其他冷却剂套。例如,导管42的至少一个冷却剂套还可以流体地联接到制动系统(例如,制动衬块)的冷却剂套。附加地或可替代地,导管42的至少一个冷却剂套可以流体地联接到涡轮增压器(例如,图1的涡轮增压器175)的冷却剂套。

下面将更详细地描述导管42和电动涡轮增压器210的至少一个冷却剂套。

现在转向图3,其示出实施例300,从而示出导管42与电动涡轮增压器210之间的配合的分解视图。电动涡轮增压器210可以包括从其表面突出的第一垫圈310。在一个示例中,第一垫圈310从电动涡轮增压器210的轴承和/或马达壳体的表面突出。

第一垫圈310还包括布置在垫圈的相对端上的一对钻孔312。钻孔312可以各自别配置成接收螺栓。附加地或可替代地,钻孔312可以至少部分地带螺纹以允许钻孔接收螺钉。

冷却剂端口314可以布置在第一垫圈310上。冷却剂端口314可以将电动涡轮增压器210的冷却剂套流体地联接到外部装置的冷却剂通道和/或冷却剂套。在一些示例中,冷却剂端口314可以被分成两个单独的端口,其中冷却剂端口314的第一部分用作入口并且冷却剂端口314的第二部分用作出口。第一部分可以相对于第二部分气密密封,使得经由第一部分流入电动涡轮增压器冷却剂套的冷却剂不会与经由第二部分流出电动涡轮增压器冷却剂套的冷却剂混合。

电端口316可以布置在第一垫圈310上。电端口316可以配置成从导管42接收一组电引线。在一个示例中,电端口316的尺寸设计成接收以尾纤配置的一组电引线。电端口316可以将该组电引线引导到被配置成联接到电引线并从其接收电力的导体。

第一垫圈310可以包括各种材料。在一些实施例中,垫圈310可以包括橡胶、塑料、铁、碳纤维、镁、钢或其组合。在一个示例中,垫圈310是弹性的。

导管42可以包括被配置成与第一垫圈310接口连接的第二垫圈320。当第二垫圈320与第一垫圈310接口连接时,两个垫圈可以彼此物理联接。这样,第二垫圈320的钻孔322可以与第一垫圈310的钻孔312对准,其中紧固件(例如,螺钉或螺栓)可以延伸通过其。附加地或可替代地,第一垫圈310和第二垫圈320可以经由粘合剂、焊接、融合等物理地联接。

第二垫圈320还可包括类似于第一垫圈310的冷却剂端口314成形的冷却剂端口。第二垫圈320的冷却剂端口还可以包括与冷却剂端口314的入口和出口类似的入口和出口以辅助调整进入和离开电动涡轮增压器210的冷却剂套的冷却剂流。

第二垫圈320还可以包括类似于第一垫圈310的电端口316的电端口。这样,以尾纤配置延伸通过导管42的一组电引线可以延伸通过第二垫圈320的电端口,之后延伸通过电端口316并且联接到电动涡轮增压器210的导体。

第二垫圈320可以包括各种材料。在一个示例中,第二垫圈320包括与第一垫圈310的材料相同的材料。可替代地,第二垫圈320的材料可以与第一垫圈310的材料不同。

导管42可以经由一个或多个紧固件、焊接、融合、粘合剂等物理地联接到第二垫圈320。导管42可以包括类似于冷却剂端口314和电端口316的开口。以此方式,导管42的冷却剂套可以经由冷却剂端口与电动涡轮增压器210的冷却剂套流体连通,而不允许冷却剂接触通过电端口从导管42延伸并到达电涡轮增压器210的导体的电引线。

冷却剂连接350被示为联接到导管42。冷却剂端口350可以被配置成使冷却剂朝向导管42的冷却剂套流动。附加地或可替代地,冷却剂端口350可以被配置成使冷却剂从导管42的冷却剂套流出到达发动机(例如,图1和图2的发动机10)的不同冷却剂系统。例如,冷却剂连接350可以被配置成调整导管42的冷却剂套与散热器(例如,图2的散热器202)之间的冷却剂流。

现在转向图4a,其示出导管42的实施例400。导管42包括中空通道410,其可以延伸通过导管42的整个长度。中空通道410可以容纳该组电引线。冷却剂套420可以周向地围绕中空通道410。内表面432可以布置在冷却剂套420与中空通道410之间。以此方式,来自冷却剂套420的冷却剂不能流入中空通道410,由此防止冷却剂与电引线之间的直接相互作用。

外表面434可以与内表面432径向间隔开并且可以限定冷却剂套420的体积。因此,外表面434的周长可以大于内表面432的周长。附加地或可替代地,除了冷却剂连接(例如,图3的冷却剂连接350)之外,在外表面434中不能存在另外的入口或附加的出口。因此,冷却剂套420中的冷却剂不能流到环境大气或中空通道410。在一些实施例中,图3的第二垫圈320的冷却剂端口可以流体地联接到冷却剂套420。

外表面434和内表面432可以包括一种或多种材料,包括但不限于钢、塑料、碳纤维、镁、铁、金属等。外表面434和内表面434可以是基本上圆柱形的形状并具有圆形截面。当导管42从电池(例如,图1和图2的电池58)延伸到电动涡轮增压器(例如,图2的电动涡轮增压器210)时,外表面434和内表面432可包括一个或多个弯曲或转弯。

现在转向图4b,其示出中空通道410和冷却剂套420的实施例450。具体地,中空通道410可以经由第一隔离部分440与冷却剂通道420分离。第一隔离部分440可以是双壁表面,包括第一内壁442和第二内壁444。第一内壁442可以沿径向在第二内壁444的内部,其中第一内壁442可以与中空通道410接触。因此,第二内壁444可以与冷却剂套420中的冷却剂接触。第一内壁442和第二内壁444可以彼此间隔开以限定第一隔离部分440的体积。真空、空气、液体等可以填充第一隔离部分440,由此在中空通道410与冷却剂套420之间提供一些热分离。在一个示例中,第一隔离部分440减少冷却剂套420中的冷却剂与中空通道410中的电引线之间的热传递。

附加地,冷却剂套420可以包括第二隔离部分460,其中第二隔离部分可以包括第一外壁462和第二外壁464。第一外壁462可以沿径向在第二外壁464的内部并与第二外壁464间隔开,由此限定第二隔离部分460的体积。真空、空气、液体和/或类似物可以填充第二隔离部分460。在一些示例中,第二隔离部分460的体积和填充可以与第一隔离部分440的体积和填充基本相同。

第一内壁442、第二内壁444、第一外壁462和第二外壁464中的每一个可以包括各种材料,包括但不限于钢、铁、塑料、碳纤维、镁等中的一种或多种。

冷却剂套420可以布置在第二内壁444与第一外壁462之间。因此,第二隔离部分460可以被配置成减少冷却剂套420与位于导管附近的排气装置(例如,图2的排气歧管246和涡轮机174)之间的热传递。应当理解的是,可以基于期望的热传递特性来调整第一隔离部分和第二隔离部分的尺寸。例如,可能期望减少第二隔离部分460的体积或完全省略第二隔离部分460,以允许冷却剂套420中的冷却剂在一些发动机工况(例如,冷启动)期间从排气装置接收热量。因此,在一些实施例中,第一隔离部分440可以是唯一的隔离部分或者可以大于第二隔离部分460。通过使隔离部分更大,该部分可以是更加隔离性的并由此更少的热量可在两个区域之间转移。

现在转向图4c,其示出导管42的实施例475。实施例475可以与图4a的实施例400基本相同,除了冷却剂套420被分成包括第一部分482a和第二部分482b的两个部分之外。相对于冷却剂连接350,第一部分482a可以对应于导管42的冷却剂入口,而第二部分482b可以对应于导管42的冷却剂出口。这样,第一部分482a可以进一步被配置成将冷却剂递送到电动涡轮增压器的冷却剂套。第二部分482b可以被配置成从电动涡轮增压器的冷却剂套接收冷却剂。在一个示例中,电动涡轮增压器的冷却剂套仅从冷却剂套420接收冷却剂以及将冷却剂递送到冷却剂套420。以此方式,去往和来自电动涡轮增压器的冷却剂通道的减小可以减少电动涡轮增压器周围的拥挤,由此减少封装约束并减少在将第二垫圈连接到第一垫圈(例如,图3的第二垫圈320和第一垫圈310)时的难度。附加地或可替代地,电动涡轮增压器冷却剂套可以仅从导管冷却剂套接收冷却剂,但电动涡轮增压器冷却剂套可以使冷却剂流到除导管冷却剂套以外的目的地(例如,散热器)。附加地或可替代地,在一些实施例中,电动涡轮增压器可以从导管冷却剂套和发动机的其他冷却剂源接收冷却剂并将冷却剂发送到其。

现在转向图5,其示出导管42的截面500。截面500暴露出一组延伸通过导管42的中空通道410的电引线510。电引线510可以从电池58延伸,其中电引线510经由布置在适配器520中的密封件522进入中空通道410。密封件可以防止水、碎屑等进入中空通道410并接触电引线510。在一个示例中,适配器520是由螺母压缩的弹性衬套。导管42可以包括一个或多个柔性特征以允许导管42的表面围绕一个或多个发动机部件弯曲和/或扭转,以使得组装工人能够容易地将第二垫圈320联接到电动涡轮增压器的第一垫圈(例如,图3的第一垫圈310和电动涡轮增压器210)。电引线510可以是长尾纤配置,其中电引线的各个引线在其穿过中空通道410时编织在一起。

现在转向图6,其示出导管42的方法600。控制器可以基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感器)接收的信号执行用于执行方法400的指令。根据下面描述的方法,控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。

方法600开始于602,其中方法600可以包括确定、估计和/或测量当前发动机操作参数。当前发动机操作参数可以包括但不限于节气门位置、发动机温度、发动机转速、歧管压力、车辆速度、排气再循环流速和空气/燃料比中的一个或多个。

在604处,方法600可以包括确定发动机温度是否小于阈值温度。阈值温度可以基于环境温度或期望的发动机操作温度。可以基于来自布置在气缸冷却剂套、排气通道等中的温度传感器的反馈来估计发动机温度。

如果发动机温度不低于阈值温度,则方法600可以行进到606以维持当前发动机操作参数并且不密封导管冷却剂套中的冷却剂。此外,当期望电动涡轮增压器的冷却时(例如,在踩加速器踏板期间),导管冷却剂套中的冷却剂可以被引导到电动涡轮增压器的冷却剂套。

如果发动机温度低于阈值温度,则方法600可以行进到608以在导管冷却剂套中密封冷却剂。在导管冷却剂套中密封冷却剂可以包括用冷却剂填充导管冷却剂套中的至少一个并且不使冷却剂流到电动涡轮增压器。附加地或可替代地,导管冷却剂套中的冷却剂不能流到散热器、气缸冷却剂套和/或类似物。这样,当冷却剂在冷启动期间(例如,当发动机温度低于阈值温度时)保持在导管冷却剂套中时,导管冷却剂套可以被流体密封。通过这样做,来自排气装置的高温可以加热在导管冷却剂套中保持的冷却剂。在一个示例中,阀可以布置在导管冷却剂套与电动涡轮增压器冷却剂套之间,其中当冷却剂被保持在导管冷却剂套中时,阀被切换到关闭位置。

在610处,方法600可以包括使导管冷却剂套中的冷却剂与气缸冷却剂套筒中的冷却剂一起循环。通过这样做,来自导管冷却剂套的热冷却剂可以与气缸冷却剂套中的较冷的冷却剂混合。在一些实施例中,方法可以在阈值持续时间(例如,5秒)之后开始循环冷却剂。在一些实施例中,附加地或可替代地,方法可以在阈值数量的气缸燃烧(例如,5次)之后开始循环冷却剂。可以经由阀(例如,图2的第二阀234)调整循环。阀234可以在打开位置于关闭位置之间振荡以执行循环。

在612处,方法600包括确定发动机温度是否仍然小于阈值温度。如果发动机温度不低于阈值温度,则方法600可以行进到606。如果发动机温度低于阈值温度,则方法继续到614以继续循环冷却剂。

在一些示例中,如果在冷启动期间存在电动增压需求,则方法可以任选地包括使保持在导管冷却剂套中的冷却剂中的至少一些流到电动涡轮增压器冷却剂套。在冷启动期间发送到电动涡轮增压器的冷却剂的量可以小于在发动机工作温度大于或等于阈值温度的发动机工况期间发送到电动涡轮增压器的冷却剂的量。

以此方式,柔性导管可以牵涉从能量存储装置到电动涡轮增压器的一组电引线。导管还可以包括用于保持电引线的温度并防止引线的热劣化的至少一个冷却剂套。将至少一个冷却剂套结合到导管中的技术效果是保护电引线并向电动涡轮增压器提供冷却剂。通过这样做,可以减少向冷涡轮增压器供应冷却剂的多个冷却剂软管,由此减少封装限制并简化制造。

一种系统包括:至少包括电动马达的电动涡轮增压器壳体,并且其中所述电动涡轮增压器经由容纳在导管内的第一通道和第二通道接收和排出冷却剂,所述第一通道和所述第二通道围绕延伸通过所述导管到达所述电动涡轮增压器的一组引线。所述系统的第一示例还包括其中导管缠绕在涡轮机或排气歧管周围。所述系统的第二示例(任选地包括第一示例)还包括其中所述组引线布置在所述导管的中空通道中,并且其中所述第一通道和所述第二通道与所述中空通道流体分离。所述系统的第三示例(任选地包括第一示例和/或第二示例)还包括其中所述第一通道和所述第二通道流体联接到气缸冷却剂套。所述系统的第四示例(任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个)还包括其中所述第一通道和所述第二通道流体联接到散热器。所述系统的第五示例(任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个)还包括其中所述导管是柔性的。所述系统的第六示例(任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个)还包括其中所述导管包括用于与能量存储装置接合的弹性体适配器。所述系统的第七示例(任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个)还包括其中所述弹性体适配器相对于所述导管和所述能量存储装置密封以防止水进入其间。所述系统的第八示例(任选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个)还包括其中所述电动涡轮增压器包括第一垫圈并且所述导管包括被配置成与所述第一垫圈配合的括第二垫圈,并且其中所述第一垫圈和所述第二垫圈包括冷却剂端口和电端口,所述冷却剂端口被配置成调整所述电动涡轮增压器与所述第一通道和所述第二通道之间的冷却剂流,并且其中所述电端口被配置成将所述组引线从所述导管引导至所述电动涡轮增压器的导体,并且其中所述冷却剂不接触所述垫圈处的所述组引线。

一种方法包括:将冷却剂密封在导管的导管冷却剂套中,其中所述导管容纳从能量存储装置延伸到电动涡轮增压器的一组电导线;以及响应于发动机冷启动而使所述导管冷却剂套中的冷却剂与气缸冷却剂套中的冷却剂一起循环。所述方法的第一示例还包括其中在所述密封之后,所述循环在阈值持续时间之后开始。所述方法的第二示例(任选地包括第一示例)还包括其中在所述密封之后,所述循环在阈值数量的燃烧之后开始。所述方法的第三示例(任选地包括第一示例和/或第二示例)还包括其中所述密封包括防止冷却剂从所述导管冷却剂套流到所述电动涡轮增压器的冷却剂套。所述方法的第四示例(任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个)还包括所述导管冷却剂套是所述电动涡轮增压器的冷却剂套的唯一冷却剂来源。所述方法的第五示例(任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个)还包括其中在所述发动机冷启动之外,所述导管冷却剂套使冷却剂流到所述电动涡轮增压器的冷却剂套。

一种系统,其包括:电动涡轮增压器,其包括联接到电动马达的压缩机;能量存储装置,其被配置成经由一组引线向电动马达供电;以及导管,其容纳所述组引线并从所述能量存储装置延伸到所述电动马达,所述导管还包括与电动涡轮增压器冷却剂套流体连通的冷至少一个却剂套。所述系统的第一示例还包括其中所述至少一个冷却剂套包括第一部分和第二部分,所述第一部分被配置成将冷却剂供应到所述电动涡轮增压器冷却剂套,并且所述第二部分被配置成从所述电动涡轮增压器冷却剂套接收冷却剂,其中所述第一部分和所述第二部分相对于彼此密封,其中所述引线将电源电联接到电动马达以提供驱动电流并捕获再生电动马达制动电流。所述系统的第二示例任选地包括其中所述至少一个冷却剂套围绕中空通道,所述组引线延伸穿过所述中空通道。所述系统的第三示例(任选地包括第一示例和/或第二示例)还包括其中所述导管是金属的。所述系统的第四示例(任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个)还包括其中所述电动涡轮增压器和所述导管包括被配置成彼此联接的弹性体垫圈。

应当注意,本文所包括的示例性控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非临时性存储器中,并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所描述的特定例程可表示任何数目的处理策略(诸如事件驱动、间歇驱动、多任务、多线程等)中的一种或多种。这样,所示的各种动作、操作和/或功能可按所示的顺序执行,可并行地执行,或在一些情况下,可省略。类似地,处理次序不一定需要实现本文所述的示例性实施例的特征和优点,而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可根据所使用的特定策略重复地执行。此外,所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码,其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行所述指令来实施。

应当理解,本文公开的配置和例程本质上是示例性的,并且这些特定实施例不应当被视为具有限制性意义,因为许多变型是可能的。例如,以上技术可应用于v型6缸、直列4缸、直列6缸、v型12缸、对置4缸及其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或特性的全部的新颖且并非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求特别地指出被认为新颖且并非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以是指“一个”要素或“第一”要素或其等效物。此类权利要求应当理解为包括一个或多个此类要素的合并,既不需要也不排除两个或更多个此类要素。所公开的特征、功能、元素和/或特性的其他组合和子组合可通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。无论与原始权利要求相比在范围上是更宽、更窄、相同还是不同,此类权利要求也被认为是包括在本公开的主题内。

根据本发明,提供了一种系统,其具有至少包括电动马达的电动涡轮增压器壳体,并且其中所述电动涡轮增压器经由容纳在导管内的第一通道和第二通道接收和排出冷却剂,所述第一通道和所述第二通道围绕延伸通过所述导管到达所述电动涡轮增压器的一组引线。

根据一个实施例,所述导管缠绕在涡轮机或排气歧管周围。

根据一个实施例,所述组引线布置在所述导管的中空通道中,并且其中所述第一通道和所述第二通道与所述中空通道流体分离。

根据一个实施例,所述第一通道和所述第二通道流体联接到气缸冷却剂套。

根据一个实施例,所述第一通道和所述第二通道流体联接到散热器。

根据一个实施例,所述导管是柔性的。

根据一个实施例,所述导管包括用于与能量存储装置接合的弹性体适配器。

根据一个实施例,所述弹性体适配器相对于所述导管和所述能量存储装置密封以防止水进入其间。

根据一个实施例,所述电动涡轮增压器包括第一垫圈并且所述导管包括被配置成与所述第一垫圈配合的括第二垫圈,并且其中所述第一垫圈和所述第二垫圈包括冷却剂端口和电端口,所述冷却剂端口被配置成调整所述电动涡轮增压器与所述第一通道和所述第二通道之间的冷却剂流,并且其中所述电端口被配置成将所述组引线从所述导管引导至所述电动涡轮增压器的导体,并且其中所述冷却剂不接触所述垫圈处的所述组引线。

根据本发明,一种方法包括:将冷却剂密封在导管的导管冷却剂套中,其中所述导管容纳从能量存储装置延伸到电动涡轮增压器的一组电导线;以及响应于发动机冷启动而使所述导管冷却剂套中的冷却剂与气缸冷却剂套中的冷却剂一起循环。

根据一个实施例,在所述密封之后,所述循环在阈值持续时间之后开始。

根据一个实施例,在所述密封之后,所述循环在阈值数量的燃烧之后开始。

根据一个实施例,所述密封包括防止冷却剂从所述导管冷却剂套流到所述电动涡轮增压器的冷却剂套。

根据一个实施例,所述导管冷却剂套是所述电动涡轮增压器的冷却剂套的唯一冷却剂来源。

根据一个实施例,在所述发动机冷启动之外,所述导管冷却剂套使冷却剂流到所述电动涡轮增压器的冷却剂套。

根据本发明,提供了一种系统,所述系统具有:电动涡轮增压器,其包括联接到电动马达的压缩机;能量存储装置,其被配置成经由一组引线向电动马达供电;以及导管,其容纳所述组引线并从所述能量存储装置延伸到所述电动马达,所述导管还包括与电动涡轮增压器冷却剂套流体连通的冷至少一个却剂套。

根据一个实施例,所述至少一个冷却剂套包括第一部分和第二部分,所述第一部分被配置成将冷却剂供应到所述电动涡轮增压器冷却剂套,并且所述第二部分被配置成从所述电动涡轮增压器冷却剂套接收冷却剂,其中所述第一部分和所述第二部分相对于彼此密封,其中所述引线将电源电联接到电动马达以提供驱动电流并捕获再生电动马达制动电流。

根据一个实施例,所述至少一个冷却剂套围绕中空通道,所述组引线延伸穿过所述中空通道。

根据一个实施例,所述导管是金属的。

根据一个实施例,所述电动涡轮增压器和所述导管包括被配置成彼此联接的弹性体垫圈。

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