CN116292174A - 用于车载压缩机的方法和*** - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于车载压缩机的方法和***”。提出了经由内燃发动机的排气提供压缩空气的方法和***。在一个示例中，包括两个活塞的泵经由发动机排气来驱动。所述泵内的一个活塞响应于排气而移动，而另一个活塞用于压缩空气。

Description

用于车载压缩机的方法和***

技术领域

本申请涉及用于在包括内燃发动机的车辆上产生压缩空气的方法和***。

背景技术

对于一些应用，压缩空气可能是优选的能量形式。例如，在建筑行业中，可以施加压缩空气来操作钉枪、装订机、喷漆机、削片机和空气锤。压缩空气可能更适合于在潮湿环境、炎热环境和可能存在大量灰尘的环境中操作工具。与电动工具相比，气动工具可以具有包括更轻、成本更低以及具有更大的功率重量比的优点。然而，将压缩机拖曳到作业现场可能是不方便的，并且一些压缩机可能是电动的。因此，压缩机可能必须携带电源以操作压缩机。因此，取决于在作业现场可用的资源和可能必须利用来操作气动工具的辅助装置，可能会降低气动工具的一些优点。

发明内容

本文的发明人已经认识到可能与操作气动装置相关联的挑战，并且已经开发了一种用于向一个或多个空气消耗装置提供空气动力的方法，所述方法包括：将来自内燃发动机的排气供应到泵；并且经由所述泵压缩空气。

通过施加来自发动机排气的能量以产生压缩空气，可以在不拖曳压缩机或使用电源来驱动压缩机的情况下提供压缩空气。具体地，泵可以包括在依靠排气能量操作的车辆内。因此，用户不需要拖曳压缩机或找到用于驱动压缩机的电源。因此，可以增强车辆的实用性并且可以提高客户满意度。

本方法可以提供若干优点。具体地，所述方法可以提供压缩空气而不必拖曳辅助动力装置。此外，所述方法可以集成到车辆中以允许方便地操作空气动力装置。另外，所述方法可以应用于包括V型和直列发动机的车辆。

当单独地或结合附图来理解时，根据以下具体实施方式，将容易明白本说明书的以上优点和其他优点以及特征。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。其并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，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施方式。

附图说明

图1示出了车辆的发动机***的示意图。

图2示出了示例性排气动力空气压缩机；

图3示出了排气动力空气压缩机的操作序列；以及

图4示出了用于操作排气动力空气压缩机的方法的流程图。

具体实施方式

以下描述涉及用于产生用于为消耗压缩空气的装置提供动力的压缩空气的***和方法。压缩空气可以从发动机的排气产生。具体地，可以应用发动机的排气以操作泵。泵可以对空气进行加压，并且加压的空气可以存储在罐中。泵可以包括在车辆中，如图1中所示。泵可以联接到发动机的排气***，如图2中所示。泵可以根据图4的方法如图3所示操作。在图4中示出用于将来自发动机排气的能量转换成压缩空气的方法。

现在转向附图，图1描绘了内燃发动机10的气缸14的示例，所述内燃发动机可以包括在车辆5中。发动机10可以是如下文进一步描述的可变排量发动机(VDE)。发动机10可以至少部分地通过包括控制器12的控制***和通过来自人类车辆操作员130经由驾驶员需求踏板132的输入来控制。在该示例中，驾驶员需求踏板132包括踏板位置传感器134，所述踏板位置传感器用于生成比例踏板位置信号。发动机10的气缸(在本文中也称为“燃烧室”)14可以包括燃烧室壁136，活塞138定位在所述燃烧室壁中。活塞138可以联接到曲轴140，使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可以经由变速器54联接到车辆5的至少一个车轮55，如下面进一步描述的。

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的多个扭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或仅具有电机的电动车辆。在示出的示例中，车辆5包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器56接合时，发动机10的曲轴140和电机52经由变速器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与电机52之间，而第二离合器57设置在电机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脱离离合器，以便将曲轴140与电机52和与其连接的部件连接或断开，和/或将电机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***或另一种类型的变速器。

发动机10可以在起动期间或当发动机10作为空气泵操作时经由电机52旋转。替代地，起动机马达(未示出)可以在起动期间或当发动机10作为空气泵操作时使发动机10旋转。起动机马达可以经由飞轮(未示出)接合曲轴140。

动力传动***可以通过各种方式配置，这些方式包括并联、串联或串并联式混合动力车辆。此外，在一些配置中，发动机10和电机52可以经由齿轮组而不是离合器联接。在电动车辆示例中，***电池58可以是牵引电池，该牵引电池将电力输送到电机52以向车轮55提供扭矩。在一些示例中，电机52还可以充当发电机操作以例如在制动操作期间提供电力以对***电池58充电。应当明白，在包括非电动车辆示例的其他示例中，***电池58可以是联接到交流发电机46的典型起动、照明、点火(SLI)电池。

交流发电机46可以被配置为在发动机运行期间经由曲轴140使用发动机扭矩对***电池58充电。另外，交流发电机46可以基于发动机的一个或多个电气***(诸如一个或多个辅助***，包括暖通空调(HVAC)***、车灯、车载娱乐***和其他辅助***)的对应的电气需求来对它们供电。在一个示例中，在交流发电机上汲取的电流可基于驾驶室冷却需求、电池充电要求、其他辅助车辆***需求和马达扭矩中的每一者而不断改变。电压调节器可以联接到交流发电机46以便基于***使用要求(包括辅助***需求)来调节交流发电机的功率输出。

发动机10的气缸14可以经由一系列进气通道142和144以及进气歧管146来接收进气。进气歧管146除了与气缸14连通之外，还可以与发动机10的其他气缸连通。进气通道中的一者或多者可以包括一个或多个增压装置，诸如涡轮增压器或机械增压器。例如，图1示出了被配置有涡轮增压器的发动机10，所述涡轮增压器包括布置在进气通道142与144之间的压缩机174以及沿着排气通道135布置的排气涡轮176。当增压装置被配置为涡轮增压器时，压缩机174可以至少部分地通过排气涡轮176经由轴180提供动力。然而，在其他示例中，诸如当发动机10设置有机械增压器时，压缩机174可以通过来自马达或发动机的机械输入提供动力，并且可以可选地省略排气涡轮176。在另外的其他示例中，发动机10可以设置有电动机械增压器(例如，“电增压器”)，并且压缩机174可以由电动马达驱动。在另外的其他示例中，诸如当发动机10是自然进气式发动机时，发动机10可以不设置有增压装置。

包括节流板164的节气门162可以设置在发动机进气通道中以用于改变提供给发动机气缸的进气的流率和/或压力。例如，节气门162可以定位在压缩机174的下游，如图1所示，或者可以替代地设置在压缩机174的上游。节气门162的位置可以经由来自节气门位置传感器的信号传送到控制器12。

除了气缸14之外，排气歧管148还可以从发动机10的其他气缸接收排气。排气传感器126被示为联接到排放控制装置178的上游的排气歧管148。排气传感器126可从用于提供排气空燃比(AFR)的指示的各种合适的传感器中选择，例如，这些合适的传感器诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。在图1的示例中，排气传感器126是UEGO传感器。排放控制装置178可为三元催化器、NOx捕集器、各种其他排放控制装置或者它们的组合。在图1的示例中，排放控制装置178可以是三元催化器或氧化催化器。排气歧管148、排放控制装置178、排气传感器126和温度传感器可以包括在发动机排气***11中。

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被示出为包括位于气缸14的上部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，包括气缸14的发动机10的每个气缸都可以包括位于气缸的上部区域处的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。在该示例中，进气门150可以由控制器12通过经由包括一个或多个凸轮151的凸轮致动***152的凸轮致动来控制。类似地，排气门156可以由控制器12经由包括一个或多个凸轮153的凸轮致动***154来控制。进气门150和排气门156的位置可以分别由气门位置传感器(未示出)和/或凸轮轴位置传感器155和157来确定。

在一些状况期间，控制器12可以改变提供给凸轮致动***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。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可能性中的任一种。每个凸轮致动***可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用可以由控制器12操作来改变气门操作的可变排量发动机(VDE)、凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)***中的一者或多者。在替代示例中，进气门150和/或排气门156可以通过电动气门致动来控制。例如，气缸14可以替代地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由凸轮致动(包括CPS和/或VCT***)控制的排气门。在其他示例中，进气门和排气门可以由共同的气门致动器(或致动***)或可变气门正时致动器(或致动***)控制。

如本文进一步所述，进气门150和排气门156可以在VDE模式期间经由电致动摇臂机构来停用。在另一个示例中，进气门150和排气门156可以经由CPS机构来停用，在所述CPS机构中，没有升程的凸轮凸角用于停用的气门。还可以使用另外的其他气门停用机构，诸如用于电致动气门的机构。在一个示例中，进气门150的停用可以由第一VDE致动器(例如，联接到进气门150的第一电致动摇臂机构)控制，而排气门156的停用可以由第二VDE致动器(例如，联接到排气门156的第二电致动摇臂机构)控制。在替代示例中，单个VDE致动器可以控制气缸的进气门和排气门两者的停用。在另外的其他示例中，单个气缸气门致动器停用多个气缸(进气门和排气门两者)，诸如发动机组中的所有气缸，或者不同的致动器可以控制所有进气门的停用，而另一个不同的致动器控制停用的气缸的所有排气门的停用。应当理解，如果气缸是VDE发动机的不可停用的气缸，则气缸可以不具有任何气门停用致动器。每个发动机气缸可以包括本文所述的气门控制机构。在被停用时，进气门和排气门在一个或多个发动机循环保持在关闭位置以便防止流入或流出气缸14。

气缸14可以具有一定压缩比，所述压缩比是活塞138处于下止点(BDC)时的容积与处于上止点(TDC)时的容积之比。在一个示例中，压缩比在9:1至22:1的范围内，这取决于发动机10是被配置为汽油发动机还是柴油发动机。如果使用直接喷射，则由于直接喷射对发动机爆震的影响，压缩比也可能会增大。

发动机10的每个气缸可以包括用于当发动机被配置为燃烧汽油时发起燃烧的火花塞192。然而，当发动机10被配置为燃烧柴油燃料时，可以省略火花塞192。在选择的操作模式下，点火***190可以响应于来自控制器12的火花提前信号而经由火花塞192向燃烧室14提供点火火花。可以基于发动机工况和驾驶员扭矩需求来调整火花正时。例如，可以在最佳扭矩小点火提前角(MBT)正时提供火花以将发动机功率和效率最大化。控制器12可以将发动机工况(包括发动机转速、发动机负荷和排气AFR)输入到查找表中，并且输出针对所输入的发动机工况的对应MBT正时。在其他示例中，火花可以从MBT延迟，诸如以便在发动机起动期间加速催化剂预热，或以便减少发动机爆震的发生。

在一些示例中，发动机10的每个气缸都可以被配置有一个或多个燃料喷射器以用于向其提供燃料。作为非限制性示例，气缸14被示为包括直接燃料喷射器166和进气道燃料喷射器66。燃料喷射器166和66可以被配置为输送从燃料***8接收的燃料。燃料***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以用于与从控制器12接收的信号的脉冲宽度成比例地直接在其中喷射燃料。进气道燃料喷射器66可以由控制器12以类似的方式控制。通过这种方式，燃料喷射器166提供所谓的燃料直接喷射(下文也被称为“DI”)到气缸14中。虽然图1示出了定位到气缸14一个侧面的燃料喷射器166，但是燃料喷射器166可以可替代地位于活塞的顶部，诸如靠近火花塞192的位置。当使用醇基燃料操作发动机时，由于一些醇基燃料的较低挥发性，这样的位置可以增加混合和燃烧。替代地，喷射器可以位于顶部并靠近进气门以增加混合。燃料可以经由燃料泵和燃料轨从燃料***8的燃料箱输送到燃料喷射器166和66。此外，燃料箱可以具有向控制器12提供信号的压力传感器。

燃料喷射器166和66可以被配置为以不同的相对量从燃料***8接收不同的燃料作为燃料混合物，并且还被配置为将所述燃料混合物直接喷射到气缸中。例如，燃料喷射器166可以接收醇燃料，而燃料喷射器66可以接收汽油。此外，可以在气缸的单个循环的不同冲程期间将燃料输送到气缸14。例如，直接喷射的燃料可以在前一排气冲程期间、在进气冲程期间和/或在压缩冲程期间至少部分地输送。进气道喷射的燃料可以在接收燃料的气缸的前一循环的进气门关闭之后喷射且直到当前气缸循环的进气门关闭。因此，对于单个燃烧事件(例如，经由火花点火或压缩点火在气缸中燃烧燃料)，可以经由任一个或两个喷射器在每个循环中执行一次或多次燃料喷射。可以在压缩冲程、进气冲程或者它们的任何适当组合期间执行多次DI喷射，这被称为分流燃料喷射。

控制器12在图1中被示出为微计算机，包括微处理器单元106、输入/输出端口108、用于可执行程序(例如，可执行指令)和校准值的电子存储介质(在该特定示例中被示出为非暂时性只读存储器芯片110)、随机存取存储器112、保活存储器114和数据总线。控制器12可以从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括先前讨论的信号并另外包括来自质量空气流量传感器122的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自联接到冷却套筒118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接到排气通道135的温度传感器158的催化剂入口温度；来自温度传感器159的催化剂温度；来自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型的传感器)的曲轴位置信号；来自节气门位置传感器163的节气门位置；来自排气传感器126的信号UEGO，其可以由控制器12使用来确定排气的空燃比；经由传感器90的发动机振动；以及来自绝对歧管压力信号(MAP)传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)。控制器12可以根据曲轴位置产生发动机转速信号RPM。来自MAP传感器124的歧管压力信号MAP可以用于提供对进气歧管中的真空或压力的指示。控制器12可基于发动机冷却剂温度来推断发动机温度。

控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且采用图1的各种致动器来基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如，控制器可以通过致动气门致动器152和154以停用选定气缸来使发动机转换到在VDE模式下操作。另外，控制器12可以从人/机接口115接收输入并且将数据提供给所述人/机接口。在一个示例中，人/机接口115可以是触摸屏装置、显示器和键盘、电话或其他已知装置。

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

在选定状况期间，诸如当未请求发动机10的全扭矩能力时，控制器12可以选择停用第一或第二气缸组中的一者(在本文中也被称为VDE操作模式)。在VDE模式期间，可以通过关闭相应的燃料喷射器166和66来停用选定气缸组的气缸。此外，气门150和156可以被停用并在一个或多个完整发动机循环内保持关闭。尽管禁用的气缸的燃料喷射器被关闭，但其余启用的气缸继续执行燃烧，其中对应的燃料喷射器以及进气门和排气门是活动的并且在操作。为了满足扭矩需要，控制器调整进入活动发动机气缸的空气量。因此，为了提供八缸发动机在0.2发动机负荷和特定发动机转速下产生的等效发动机扭矩，与当发动机在所有发动机气缸都活动的情况下操作时的发动机气缸相比，活动发动机气缸可以在更高的压力下操作。这需要更高的歧管压力，从而导致降低泵气损失并且提高发动机效率。另外，暴露于燃烧的较小的有效表面积(仅来自活动气缸)减少了发动机热损失，从而提高了发动机的热效率。

现在参考图2，示出了用于车辆的空气压缩机的详细视图。装置和机械连接(例如，导管或通道)被示出为实线，并且电连接被示出为虚线。在此示例中，发动机10被配置有两个气缸组(例如，V6或V8)。

排气歧管148可以将排气从发动机10输送到涡轮176和催化器178。类似地，排气歧管274可以将排气从发动机10输送到涡轮276和催化器278。当压缩机***200未被启动时，离开催化器278的排气可以在分流阀202处于如图所示的第一位置时通过分流阀202并且通过排气通道293。当分流阀202处于第一位置时，分流阀202防止排气流到泵260。排气通过排气通道293并且进入催化器230。排气流过***232并且经由排气通道272排出到大气。

控制器12可以经由起动发动机10(如果发动机10尚未起动)并且将分流阀202移动到其第二位置来启动压缩机***200。当分流阀202处于其第二位置时，排气可以流过分流阀202、排气通道281、泵控制阀212并且进入泵260。当泵控制阀212处于第一位置时，排气可以流到气缸216的一侧。当泵控制阀212处于第二位置时，排气可以流到气缸216的另一侧。经由调整泵控制阀212的位置使排气在气缸216的两侧之间循环输送可以使活塞257(其可以被称为排气活塞，因为它经由排气压力移动)如箭头259所示来回循环。活塞257经由排气循环，并且循环活塞257使活塞255(其可以被称为空气活塞，因为它泵送空气)在气缸214中循环，以便压缩可以通过第一空气入口或第二空气入口进入的空气。活塞257经由轴256直接联接到活塞255。仅排气可以进入气缸216，而仅空气可以进入气缸214。以这种方式，可以将排气与进入泵260的空气隔离。排气离开泵260并且通过泵控制阀212返回，然后经由排气通道284返回到主排气离开通道272。因此，排气经由排气通道282和280以交替方式流入和流出气缸216。控制器12可以响应于活塞位置传感器291来调整活塞控制阀的位置。止回阀250和252允许空气进入泵260并且防止空气离开泵260。加压空气可以经由止回阀254和256从气缸214输送到可选的罐。止回阀254和256防止空气流回气缸214。控制器12可以响应于经由压力传感器275观察到的罐218中的压力而使泵控制阀212循环。空气可以经由压力调节器220和联接件221流到空气动力消耗装置222。止回阀258防止空气从联接件221流入罐218。还可以经由止回阀203提供放气(blow off)出口，使得如果需要，可以减轻排气压力。

因此，图1和图2的***提供了一种用于从车辆供应压缩空气的***，所述***包括：内燃发动机，所述内燃发动机包括排气***；泵，所述泵与所述排气***气动连通；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使控制器经由调整阀的位置来调整所述泵的活塞的位置，所述阀选择性地改变流向所述泵的排气流的方向。所述***包括：其中调整所述活塞的位置使所述泵压缩空气。所述***还包括用于进行以下操作的附加指令：基于所述活塞的位置来调整所述阀的位置。所述***还包括用于进行以下操作的附加指令：调整一个或多个排气门以将发动机排气引导到所述阀和所述泵。所述***包括：其中所述泵包括两个活塞。所述***还包括气动地联接到所述泵的罐。所述***还包括气动地联接到所述罐的压力调节器。

图1和图2的***还提供了一种用于从车辆供应压缩空气的***，所述***包括：内燃发动机，所述内燃发动机包括排气***；泵，所述泵与所述排气***和两个空气入口通道气动连通；以及罐，所述罐与所述泵气动连通。所述***包括：其中所述泵经由至少一个双位分流阀和至少一个双位泵控制阀与所述排气***气动连通。所述***还包括控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，以用于响应于产生压缩空气的请求而移动所述至少一个分流阀的位置。所述***还包括存储在非暂时性存储器中的附加可执行指令，以用于调整至少一个双位泵控制阀的位置。所述***包括：其中所述泵包括联接在一起的两个活塞。

现在参考图3，示出了经由发动机排气驱动的压缩机的示例性泵操作序列。图3的序列可以通过图1和图2的***与图4的方法配合来提供。时间t0至t2处的竖直线表示所述序列中的感兴趣时间。

从图3顶部开始的第一曲线图是对压缩机操作的请求相对于时间的曲线图。竖直轴线表示对压缩机操作的请求，并且当迹线302处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，请求压缩机操作。当迹线302处于在水平轴线附近的较低水平时，不请求压缩机的操作。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线302表示对压缩机操作的请求。

从图3的顶部开始的第二曲线图是发动机操作状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示发动机操作状态，并且当迹线304处于竖直轴线箭头附近的较高水平时，发动机操作状态指示发动机是活动的(例如，旋转并且燃烧燃料)。当迹线304处于接近水平轴线的较低水平时，发动机不活动。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线304表示发动机操作状态。

从图3顶部开始的第三曲线图是空气罐压力相对于时间的曲线图。竖直轴线表示空气罐压力，并且所述空气罐压力沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线306表示空气罐压力。

从图3顶部开始的第四曲线图是活塞位置相对于时间的曲线图。竖直轴线表示活塞257的位置。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线308表示活塞位置。

从图3顶部开始的第五曲线图是泵控制阀位置相对于时间的曲线图。竖直轴线表示泵控制阀212的位置。水平轴线表示时间，并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。迹线310表示泵控制阀位置。

在时间t0处，对压缩机操作的请求未生效并且发动机正在运行。空气罐压力低，并且排气活塞位置没有变化。泵控制阀位置不变。

在时间t1处，对压缩机操作的请求生效并且改变泵控制阀位置以允许排气移动排气活塞。发动机保持运行，并且罐中的压力开始累积。当排气压力开始对排气活塞做功时，排气门位置开始改变。

在时间t1与时间t2之间，改变泵控制阀位置，使得排气活塞可以在气缸216的范围之间来回循环，这使空气活塞255对空气进行加压并且将加压空气存储在罐218中。每次排气活塞257接近气缸216的端部时，调整泵控制阀212的位置以使进入气缸216的排气流反向并且继续泵送动作。

在时间t2处，撤回对压缩机操作的请求并且泵控制阀位置保持不动以防止排气活塞的移动。在此示例中，发动机停止，因为不再需要压缩空气并且不请求车辆移动(未示出)。

以这种方式，可以经由从发动机排气产生的动力来产生压缩空气。具体地，施加排气以使活塞移动，并且活塞使压缩空气的第二活塞移动。然后可以施加压缩空气来操作消耗压缩空气的装置。

现在参考图4，示出了用于经由来自车辆的排气能量产生压缩空气的方法。方法400可以包括在图1和图2的***中并且可以与其协作。方法400的至少部分可以结合在图1和图2的***中作为存储在非暂时性存储器中的可执行指令。另外，方法400的其他部分可以经由控制器变换物理世界中的装置和致动器的操作状态来执行。控制器可以采用本文所述的致动器和传感器来调整发动机冷却剂泵操作。此外，方法400可以根据传感器输入来确定选择的控制参数。

在402处，方法400判断是否从车辆请求压缩空气。可以经由人/机接口请求压缩空气，或者响应于空气罐中的低压而自动请求压缩空气。如果方法400判断请求压缩空气，则答案为是，并且方法400前进到404。否则，答案为否并且方法400前进到420。

在420处，方法400可以使发动机停止(例如，停止发动机旋转和发动机内的燃烧)，或者发动机可以根据驾驶员需求扭矩和请求的车辆操作模式继续操作。如果在产生压缩空气的同时驱动车辆，则发动机可以继续操作。如果车辆停放并且发动机仅应用于产生压缩空气而不提供推进力，则可以使发动机停止以节省燃料。方法400前进以退出。

在404处，方法400判断储气罐(例如，218)中的压力是否小于阈值压力。如果是，则答案为是，并且方法400前进到406。否则，答案为否并且方法400前进到420。

在406处，方法400根据施加到发动机的负荷和所请求的压缩空气来调整活动气缸(例如，正在燃烧空气和燃料的气缸)的实际总数。例如，如果车辆停放并且未被驱动，则方法400可以将发动机转速调整到特定的预定发动机转速和负荷(例如，2500RPM和0.4负荷)。然而，如果在车辆被驱动时发动机正在产生压缩空气，则方法400可以基于驾驶员需求扭矩和产生压缩空气的请求来调整发动机扭矩。因此，如果发动机是八缸发动机并且车辆未被驱动，则可以启动四个发动机气缸，而不启动其他四个发动机气缸。停用的气缸的提升阀可以在整个发动机循环内保持关闭以提高催化剂效率。方法400可以基于施加到发动机的负荷和可能请求的压缩空气量来启动选定的发动机气缸。启动的气缸的总数可以随着所请求的压缩空气量的增加而增加。方法400前进到408。

在408处，方法400启动或起动发动机(如果发动机未起动)，并且将排气引导到泵(例如，260)。在一个示例中，方法400可以移动一个或多个双位分流阀(例如，202)的位置，使得可以将发动机排气输送到泵。然后，发动机排气可以经由泵控制阀(例如，212)被交替地引导到气缸(例如，216)的不同端口，所述泵控制阀在第一位置与第二位置之间调整，使得排气活塞(例如，257)在气缸(例如，216)中来回移动，从而移动位于第二气缸(例如，214)中的第二活塞(例如，255)以压缩气缸中的空气。以这种方式，可以启动排气驱动泵。方法400前进到410。

在410处，方法400增加罐中的空气压力。可以通过经由排气驱动泵(例如，260)将空气泵送到罐中来增加空气压力。一旦达到阈值压力，发动机就可以停止和/或泵控制阀(例如，212)可以保持在固定位置。因此，可以经由响应于罐中的压力水平调整泵控制阀来控制罐中的压力。方法400返回到402。

因此，方法400可以通过经由排气驱动的泵在罐中产生空气压力。空气压力可以经由与罐连通的联接件或其他装置输送到工具或其他空气消耗装置。

方法400提供了一种用于向一个或多个空气消耗装置提供空气动力的方法，所述方法包括：将来自内燃发动机的排气供应到泵；并且经由所述泵压缩空气。所述方法还包括经由所述排气移动所述泵的活塞。所述方法包括：其中所述泵包括两个活塞和两个气缸。所述方法包括：其中所述两个活塞中的第一活塞机械地联接到所述两个活塞中的第二活塞。所述方法包括：其中所述排气流入所述两个气缸中的第一气缸，并且其中空气流入所述两个气缸中的第二气缸。所述方法包括：其中经由所述泵压缩空气包括压缩来自两个空气入口的空气。所述方法包括：其中从排气***供应所述排气，并且其中所述排气***包括放气出口。所述方法还包括：调整阀的位置以使活塞在所述泵内移动。

应当注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆***配置一起使用。本文所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制***结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务、多线程等)中的一者或多者。因而，示出的各种动作、操作和/或功能可按示出的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是达成本文所述的示例性示例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。可根据所使用的特定策略而重复地执行示出的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外，所描述的动作、操作和/或功能可图形表示被编程到发动机控制***中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过在包括各种发动机硬件部件的***中结合电子控制器执行指令来实施所描述的动作。另外，应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，本文描述的阀可以用提供类似功能的不同配置的阀替换。

应了解，本文所公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被视为具有限制含义，因为众多变型是可能的。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缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种***和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别地指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同，也都被视为包括在本公开的主题内。

根据本发明，一种用于向一个或多个空气消耗装置提供空气动力的方法包括：将来自内燃发动机的排气供应到泵；并且经由所述泵压缩空气。

在本发明的一个方面，所述方法包括：经由所述排气移动所述泵的活塞并且经由联接件将所述压缩空气供应到装置。

在本发明的一个方面，所述泵包括两个活塞和两个气缸。

在本发明的一个方面，所述两个活塞中的第一活塞机械地联接到所述两个活塞中的第二活塞。

在本发明的一个方面，所述排气流入所述两个气缸中的第一气缸，并且其中空气流入所述两个气缸中的第二气缸。

在本发明的一个方面，经由所述泵压缩空气包括压缩来自两个空气入口的空气。

在本发明的一个方面，从排气***供应所述排气，并且其中所述排气***包括放气出口。

在本发明的一个方面，所述方法包括：调整阀的位置以使活塞在所述泵内移动。

根据本发明，提供了一种用于从车辆供应压缩空气的***，所述***具有：内燃发动机，所述内燃发动机包括排气***；泵，所述泵与所述排气***气动连通；以及控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使控制器经由调整阀的位置来调整所述泵的活塞的位置，所述阀选择性地改变流向所述泵的排气流的方向。

根据一个实施例，调整所述活塞的位置使所述泵压缩空气。

根据一个实施例，本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令：基于所述活塞的位置来调整所述阀的位置。

根据一个实施例，本发明的特征还在于用于进行以下操作的附加指令：调整一个或多个排气门以将发动机排气引导到所述阀和所述泵。

根据一个实施例，所述泵包括两个活塞。

根据一个实施例，所述***还包括气动地联接到所述泵的罐。

根据一个实施例，所述***还包括气动地联接到所述罐的压力调节器。

根据本发明，提供了一种用于从车辆供应压缩空气的***，所述***具有：内燃发动机，所述内燃发动机包括排气***；泵，所述泵与所述排气***和两个空气入口通道气动连通；以及罐，所述罐与所述泵气动连通。

根据一个实施例，所述泵经由至少一个双位泵控制阀与所述排气***气动连通。

根据一个实施例，本发明的特征还在于控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，以用于响应于产生压缩空气的请求而移动至少一个双位排气分流阀的位置。

根据一个实施例，本发明的特征还在于存储在非暂时性存储器中的附加可执行指令，以用于调整至少一个双位泵控制阀的位置。

根据一个实施例，所述泵包括联接在一起的两个活塞。

Claims (15)

1.一种用于向一个或多个空气消耗装置提供空气动力的方法，其包括：

将来自内燃发动机的排气供应到泵；以及

经由所述泵压缩空气。

2.如权利要求1所述的方法，其还包括：经由所述排气移动所述泵的活塞并且经由联接件将所述压缩空气供应到装置。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述泵包括两个活塞和两个气缸。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述两个活塞中的第一活塞机械地联接到所述两个活塞中的第二活塞。

5.如权利要求4所述的方法，其中排气流入所述两个气缸中的第一气缸，并且其中空气流入所述两个气缸中的第二气缸。

6.如权利要求1所述的方法，其中经由所述泵压缩所述空气包括压缩来自两个空气入口的空气。

7.如权利要求1所述的方法，其中从排气***供应所述排气，并且其中所述排气***包括放气出口。

8.如权利要求1所述的方法，其还包括调整阀的位置以使活塞在所述泵内移动。

9.一种用于从车辆供应压缩空气的***，其包括：

内燃发动机，所述内燃发动机包括排气***；

泵，所述泵与所述排气***气动连通；以及

控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器经由调整阀的位置来调整所述泵的活塞的位置，所述阀选择性地改变流向所述泵的排气流的方向。

10.如权利要求9所述的***，其中调整所述活塞的所述位置使所述泵压缩空气。

11.如权利要求10所述的***，其还包括用于进行以下操作的附加指令：基于所述活塞的位置来调整所述阀的所述位置。

12.如权利要求11所述的***，其还包括用于进行以下操作的附加指令：调整一个或多个排气门以将发动机排气引导到所述阀和所述泵。

13.如权利要求9所述的***，其中所述泵包括两个活塞。

14.如权利要求9所述的***，其还包括气动地联接到所述泵的罐。

15.如权利要求14所述的***，其还包括气动地联接到所述罐的压力调节器。

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