用于增压发动机以主动维持目标进气歧管空气温度的增压空气冷却控制制造技术

本申请提供用于根据目标歧管增压空气温度，调节增压空气冷却器风扇或增压空气冷却器冷却剂泵以及发动机冷却风扇和/或车辆格栅百叶窗的方法和系统。在一个示例中，可以根据目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器冷却介质温度的差值，调节格栅百叶窗位置和/或发动机冷却风扇速度。进一步地，可以根据增压空气冷却器入口增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值，调节增压空气冷却器风扇速度或增压空气冷却器冷却剂泵速度。

【技术实现步骤摘要】
用于增压发动机以主动维持目标进气歧管空气温度的增压空气冷却控制
本申请涉及用于增压发动机以主动维持目标进气歧管空气温度的增压空气冷却控制。
技术介绍
涡轮增压发动机利用增压空气冷却器(CAC)冷却来自于涡轮增压器的压缩空气，在其进入发动机之前。CAC可以使用通过CAC的冷却的冷却剂，或者利用通过CAC的环境空气，以冷却通过CAC内侧的增压空气。因此，耦合于CAC的CAC冷却剂泵或者CAC风扇，可以控制局部CAC冷却。被定位在车辆前端的格栅百叶窗和发动机冷却风扇，可以控制从车辆外侧进入CAC的环境空气流，从而控制外部CAC冷却。歧管增压空气温度，或排出CAC的空气的温度，可通过调节局部和外部CAC冷却来控制。CAC可用于将增压空气维持在足够低的温度，从而增加燃烧稳定性，但是也维持在足够高的温度，从而减少在CAC内部形成的冷凝物。然而，在一些情况下，CAC对于响应温度波动并增加(而不是降低)下游的增压空气温度较慢。 解决维持目标增压空气温度的其他尝试包括，响应于所测量的歧管增压空气温度(例如，CAC出口空气温度)，调节CAC冷却剂泵(例如，打开/关闭)、格栅百叶窗和/或发动机冷却风扇。例如，响应于歧管增压空气温度升高超过目标值，冷却剂泵可以被打开，以降低排出CAC的增压空气的温度。 但是，本文的专利技术人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，响应于所测量的歧管增压空气温度而单独调节上述冷却设备，可导致维持目标歧管增压空气温度的精确度降低。例如，当环境空气温度升高或降低时，这种控制类型不会调节冷却设备，直到歧管增压空气温度偏离目标温度。因此，冷凝物形成或燃烧不稳定性会增加。
技术实现思路
作为一个示例，上述问题可以通过以下方法解决，即，根据目标歧管增压空气温度和额外的空气和冷却剂的温度，调节增压空气冷却器风扇或增压空气冷却器冷却剂泵，以及发动机冷却风扇和/或车辆格栅百叶窗。额外的空气和冷却剂温度可包括环境空气温度、CAC冷却剂温度和CAC入口空气温度。 在一个示例中，可以根据目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值，调节格栅百叶窗位置和发动机冷却风扇速度中的一个或多个。对格栅百叶窗和发动机冷却风扇的调节可以进一步根据环境温度。另外，冷却机泵输出，如冷却机泵速度，可以根据增压空气冷却器入口空气温度与目标增压空气冷却器空气温度的差值来调节。对冷却机泵速度的调节可以进一步根据空气质量流量速度，目标冷却剂温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值(例如，CAC冷却能力)，和所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值。利用这种方法，根据上述温度值，泵和发动机冷却风扇只有当被要求时才运行。因此，以这种方式控制歧管增压空气温度，可以提高发动机的运行效率，并降低冷却系统部件的磨损，同时增加维持目标歧管增压空气温度的准确度和精确度。 应理解，上述概要是以简化形式介绍将在【具体实施方式】中进一步描述的精选构思。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，本专利技术的范围由遵循【具体实施方式】的权利要求书唯一地限定。另外，所要求保护的主题并不限于解决以上或在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示出发动机冷却系统、增压空气冷却器和相关的车辆内部件的第一实施例的示意图。 图2示出发动机冷却系统、增压空气冷却器和相关的车辆内部件的第二实施例的示意图。 图3示出CAC、散热器和发动机在车辆内相对于格栅百叶窗和相关的环境空气流的位置的第一实施例。 图4示出CAC、散热器和发动机在车辆内相对于格栅百叶窗和相关的环境空气流的位置的第二实施例。 图5示出用于确定CAC冷却模式的方法的流程图。 图6示出用于根据发动机温度调节局部和外部CAC冷却的方法的流程图。 图7示出图示说明用于确定水-至-空气CAC的局部和外部冷却百分比的算法的示例图。 图8示出图示说明用于确定空气-至-空气CAC的局部和外部冷却百分比的算法的示例图。 【具体实施方式】 以下描述涉及的系统和方法用于，根据目标歧管增压空气温度，调节增压空气冷却器风扇或增压空气冷却器冷却剂泵，以及发动机冷却风扇和/或车辆格栅百叶窗。增压空气冷却可由发动机系统中的增压空气冷却器提供，如图1-2中示出的发动机系统。增压空气冷却器(CAC)可以是水-至-空气CAC，用内部循环的冷却剂来冷却增压空气，或者是空气-至-空气CAC，用通过CAC的叶片的环境气流来冷却增压空气。在这两种CAC类型中，从车辆外侧增加的环境空气流可以增加CAC冷却。通过增大格栅百叶窗的开口和/或增加发动机冷却风扇的速度，进入CAC的环境气流可增加。图3-4示出CAC、散热器和发动机在车辆内相对于格栅百叶窗和相关的环境空气流的位置。根据所测量的歧管增压空气温度和增压空气冷却器冷却剂温度，发动机控制器可以调节增压空气冷却器的冷却模式。根据冷却模式，CAC可以向流过CAC的增压空气提供更多或更少的冷却。图5示出用于根据所测量的歧管增压空气温度和增压空气冷却器冷却剂温度，确定CAC冷却模式的方法。如果CAC处于连续冷却模式，控制器可以不断地根据发动机温度调节局部和外部CAC冷却。在一个示例中，局部冷却可由低温散热器电路的冷却剂泵提供，并且外部冷却可由格栅百叶窗和/或发动机冷却风扇提供。图6示出用于调节局部CAC冷却和外部CAC冷却的方法。局部和外部冷却的百分比或量，可通过一种利用发动机中的多个冷却剂和空气温度的算法来确定。图7-8是图示说明用于确定CAC的局部和外部冷却百分比的算法的示意图。 图1示意性地示出机动车102中的格栅百叶窗系统110和发动机系统100的第一示例实施例。发动机系统100可被以包括在车辆内，如公路车辆以及其他类型的车辆。尽管将参考车辆对发动机100的示例应用进行描述，但是应理解，各种类型的发动机和车辆推进系统可以被使用，包括客车、货车等。 在所描述的实施例中，发动机10是耦合于涡轮增压器13的增压发动机，涡轮增压器13包括由涡轮机16驱动的压缩机14。具体地，新鲜空气通过空气净化器11沿着进气通道42导入发动机10，并流入压缩机14。压缩机可以是合适的进气压缩机，如电机驱动或驱动轴驱动的增压器压缩机。在发动机系统100中，压缩机被示出为涡轮增压器压缩机，通过轴19机械稱合于润轮机16,润轮机16由膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮机可以耦合在双涡管涡轮增压器内。在另一个实施例中，涡轮增压器可以是可变几何形状涡轮增压器(VGT)，其中涡轮几何形状随发动机转速等工况主动变化。在又一个实施例中，涡轮机和压缩机可以被包括作为一个增压器。 如图1所示，压缩机14通过节气门20耦合于增压空气冷却器(CAC) 18。在可选实施例中，节气门20可耦合于发动机进气歧管22，位于CAC18的下游。热压缩进气从压缩机流出，通过节气门20，进入CAC18的入口，随着其通过CAC而冷却，并且然后排出，进入进气歧管22。在图1示出的实施例中，CAC18是水-至-空气热交换器。因此，CAC18包含一系列冷却剂管，水或冷却剂可以从其中流过，以冷却通过冷却剂管外侧的增压空气。CAC18的冷却剂管可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机方法，包括：根据目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器冷却介质温度的差值，调节格栅百叶窗位置和发动机冷却风扇速度中的一个或多个；以及，根据增压空气冷却器入口增压空气温度与所述目标歧管增压空气温度的差值，调节局部增压空气冷却器冷却元件。

【技术特征摘要】
2013.03.11 US 13/794,1921.一种发动机方法，包括: 根据目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器冷却介质温度的差值，调节格栅百叶窗位置和发动机冷却风扇速度中的一个或多个；以及， 根据增压空气冷却器入口增压空气温度与所述目标歧管增压空气温度的差值，调节局部增压空气冷却器冷却元件。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括，根据所述目标歧管增压空气温度与所述增压空气冷却器冷却介质温度的所述差值，调节所述格栅百叶窗位置和所述发动机冷却风扇速度二者。3.如权利要求2所述的方法，其中所述增压空气冷却器是水-至-空气增压空气冷却器，所述增压空气冷却器冷却介质是冷却剂，并且调节所述局部增压空气冷却器冷却元件包括调节冷却剂泵速度。4.如权利要求3所述的方法，其中调节所述冷却剂泵的速度进一步根据质量空气流率、目标冷却剂温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值、以及测量的歧管增压空气温度与所述目标歧管增压空气温度的差值。5.如权利要求4所述的方法，其中所述目标冷却剂温度基于所述目标歧管增压空气温度，所述目标冷却剂温度随着目标歧管增压空气温度降低而降低。6.如权利要求3所述的方法，其中调整所述格栅百叶窗位置和所述发动机冷却风扇速度中的一个或多个进一步根据环境温度。7.如权利要求1所述的方法，其中所述增压空气冷却器是空气-至-空气增压空气冷却器，所述增压空气冷却器冷却介质是发动机罩下的空气，并且调节所述局部增压空气冷却器冷却元件包括调节增压空气冷却器风扇。8.如权利要求7所述的方法，其中调节所述增压空气冷却器风扇进一步根据质量空气流率、所述目标歧管增压空气温度与所述环境空气温度的差值、以及测量的歧管增压空气温度与所述目标歧管增压空气温度的差值。9.如权利要求1所述的方法，其中调节所述格栅百叶窗位置和所述发动机冷却风扇速度中的一个或多个进一步根据车辆速度、发动机温度以及外界天气条件。10.一种发动机方法，包括: 根据局部冷却百分比调节冷却剂泵速度或增压空气冷却器风扇速度中的一项，所述局部冷却百分比基于增压空气冷却器入口空气温度与目标歧管增压空气温度的差值以及所述增压空气冷却器的冷却能力；以及 以第一量调节格栅百叶窗的位置，并以第二量调节发动机冷却风扇速度，所述第一和第二量基于外部冷却百分比和车辆工况，所述外部冷却百分比基于所述目标歧管增压空气温度与所述增压空气冷却器冷却剂冷却介质温度的差值。11.如权利要求10所述的方法，其中所述局部...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·理查兹，J·E·罗林格，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US