用于使冷却剂的混合物流到增压空气冷却器的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于使冷却剂的混合物流到增压空气冷却器的系统和方法。提供用于使第一冷却剂和第二冷却剂流到增压空气冷却器的方法和系统。在一个示例中，方法可包括基于发动机工况，仅使第一冷却剂流动到增压空气冷却器，仅使第二冷却剂流动到增压空气冷却器，或使第一冷却剂和第二冷却剂的混合物流动到增压空气冷却器。另外，该方法可包括基于流到增压空气冷却器的第一冷却剂与第二冷却剂的比率调整额外的发动机操作参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及用于控制车辆发动机以通过使不同温度的一种或多种冷却剂流到增压空气冷却器来调整输送到发动机的进气空气的温度的方法和系统。
技术介绍
内燃发动机(诸如涡轮增压式柴油机)包括限制各种发动机部件的温度的冷却系统。已知内燃发动机被设计成带有内冷却通道，其用于冷却剂的循环以移除发动机部件中的热能。此外，内燃发动机常利用涡轮增压器通过压缩进气燃烧空气到较高密度增加功率。这种压缩导致燃烧空气的加热，这然后可在其使用之前经由增压空气冷却器(或中间冷却器)冷却以使发动机能够具有高容积效率和排气污染物的低排放。基于发动机操作使内燃发动机及其相关的进气燃烧空气维持在不同温度处以便优化发动机性能常常是可取的。因此，许多内燃发动机使单一冷却剂流过各种冷却器和热传递设备以便改变冷却剂温度且最终改变发动机的温度，专利技术人在此已经意识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，加热和/或冷却单一冷却剂可不足够快以满足发动机操作切换期间发动机进气空气温度需求。结果，在加热和/或冷却冷却剂到期望冷却剂温度所需的时间长度期间，发动机性能可降低且排放可增加，该期望冷却剂温度产生到发动机的进气空气的期望进气空气温度。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可通过一种用于使包括第一温度处的第一冷却剂和低于第一温度的第二温度处的第二冷却剂的冷却剂混合物流到增压空气冷却器的方法解决。冷却剂混合物的温度通过响应于发动机工况和增压空气冷却器的出口温度调整第一冷却剂与第二冷却剂的比率而被改变。这样，在增压空气冷却器下游输送到发动机的进气空气的温度可在各种发动机工况下进行控制，从而增加发动机效率。作为一个示例，在第一模式期间仅可使用较高的第一温度处的第一冷却剂以便增加发动机、CAC以及进气空气温度中的一个或多个的温度。另外，在第二模式期间仅可使用较低的第二温度处的第二冷却剂以便降低发动机、CAC以及进气空气温度中的一个或多个的温度。第一(例如，较热)冷却剂和第二(例如，较冷)冷却剂的组合可用于基于较热冷却剂与较冷冷却剂的比率增加或降低发动机温度、CAC温度和发动机进气空气温度中的一个或多个。这样，CAC温度、发动机温度和/或进气空气温度可分别基于第三模式或第一/第二模式中的任一个操作而逐渐改变或更显著地改变。应当理解，上面的
技术实现思路
被提供是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中被进一步描述的一些概念。这并不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由随附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面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出带有流体地耦接到高温冷却剂环路和低温冷却剂环路的增压空气冷却器的四缸发动机。图2A示出用于确定是否满足用于使高温冷却剂和低温冷却剂中的一个或两个流到CAC的第一模式、第二模式、或第三模式的状况的流程图。图2B示出用于执行第一模式的流程图。图2C示出用于执行第二模式的流程图。图2D示出用于执行第三模式的流程图。图3示出用图形描述响应于在第一模式、第二模式、或第三模式中所进行的调整的曲线图。图4示出描述示例发动机状况和响应于CAC仅接收高温冷却剂、低温冷却剂、或高温和低温冷却剂的组合的发动机操作的图表。具体实施方式下面的描述涉及用于调整输送到发动机(诸如图1所示的发动机系统)的进气空气温度的系统和方法。例如，进气空气温度可基于一个或多个发动机工况通过使一种或多种不同温度的冷却剂流到安置在发动机上游的增压空气冷却器(CAC)而被调整。在一个示例中，第一冷却剂从较高温度冷却剂环路提供，而第二冷却剂从较低温度冷却剂环路提供，如图1所示。基于发动机操作和CAC的状况，车辆可进入第一、第二、或第三冷却模式，如图2A所示。在第一模式期间，仅来自较高温度冷却剂环路的第一冷却剂被输送到CAC，如图2B所示。在第二模式期间，仅第二冷却剂被输送到CAC，如图2C所示。在第三模式期间，第一冷却剂和第二冷却剂的组合(例如，比率)被输送到CAC，如图2D所示。可响应于处于第一、第二、或第三模式而进行发动机调整，如图3所示。图4示出根据操作的冷却模式(例如，第一模式、第二模式、或第三模式)伴有相应的发动机调整的示例发动机操作。现在转向图1，发动机10是耦接到涡轮增压器13的升压发动机，所述涡轮增压器13包括通过发动机系统100中的涡轮机16驱动的压缩机14。具体地，新鲜空气经由空气净化器11沿进气通道42被引入发动机10并流到压缩机14。压缩机14可为合适的进气空气压缩机，诸如马达驱动的或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中，压缩机14被示出为经由轴19机械地耦接到涡轮机16的涡轮增压器压缩机，所述涡轮机16通过膨胀发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机14和涡轮机16可耦接在双涡流涡轮增压器内。在另一实施例中，涡轮增压器13可为可变几何形状涡轮增压器(VGT)，其中涡轮机几何形状根据发动机转速和其它工况而被主动地改变。如图1所示，压缩机14通过增压空气冷却器(CAC)18耦接到节流阀20。CAC18例如可为空气-水热交换器。节流阀20耦接到发动机进气歧管22。热压缩的增压空气从压缩机14进入CAC18的入口，当其通过CAC18行进时冷却，且然后离开以穿过节流阀20到进气歧管22。当环境空气温度降低时，或在增压空气冷却到水露点以下的潮湿的或多雨的气候状况期间，冷凝物可形成并累积在CAC18中。此外，冷凝物可在CAC18的底部处收集，且然后在加速(或踩加速器踏板)期间被吸入发动机中，从而增加发动机失火的机会。将在下面进一步详细描述CAC中冷凝物形成的减轻。在图1所示的实施例中，进气歧管22内空气充气的压力通过歧管空气压力(MAP)传感器24感测且升压压力(例如，升压)通过升压压力传感器124感测。升压压力传感器124位于压缩机14和CAC18之间。MAP传感器24位于节流阀20下游的进气歧管22中。压缩机旁路60可串联耦接在压缩机14的入口和出口之间。压缩机旁路60的压缩机旁通阀62可为常闭阀，其经配置以在选定的工况下打开以减轻过多的升压压力。例如，在减少发动机转速状况期间，压缩机旁通阀62可被打开以避免压缩机喘振。进气歧管22通过一系列的进气门(未示出)耦接到一系列的燃烧室31。发动机10可为火花点火式发动机。在另一些实施例中，发动机10可省略火花塞并且是柴油机。燃烧室31包括缸内压力传感器33以便监测燃烧室31内发生的各种燃烧阶段(例如，进气、压缩、燃烧和排气)的压力。燃烧室31经由一系列的排气门(未示出)进一步耦接到排气歧管36。在所述实施例中，示出单一排气歧管36。然而，在另一些实施例中，排气歧管可包括多个排气歧管段。具有多个排气歧管段的配置可使来自不同燃烧室的流出物能够被引导到发动机系统中的不同位置。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出耦接到涡轮机16上游的排气歧管36。可替换地，双态排气氧传感器可替换UEGO传感器126。如图1所示，来自一个或多个排气歧管段的排气被引导到涡轮机16以驱动压缩机14。当期望减小的涡轮机扭矩时(例如，以便减小压缩机速度从而减小升压)，一些排气反而可被引导通过废气门64绕过涡轮机16。允许穿过废气门64的排气量可通过废气门阀66的位置确定。例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：使包括第一温度处的第一冷却剂以及低于所述第一温度的第二温度处的第二冷却剂的冷却剂混合物流动到增压空气冷却器，并且响应于发动机工况和所述增压空气冷却器的出口温度通过调整所述第一冷却剂与所述第二冷却剂的比率调整所述混合物的温度。

【技术特征摘要】
2015.07.09 US 14/795,2201.一种方法，其包括：使包括第一温度处的第一冷却剂以及低于所述第一温度的第二温度处的第二冷却剂的冷却剂混合物流动到增压空气冷却器，并且响应于发动机工况和所述增压空气冷却器的出口温度通过调整所述第一冷却剂与所述第二冷却剂的比率调整所述混合物的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述混合物的所述温度包括：响应于发动机负荷减小、所述增压空气冷却器的所述出口温度降到期望出口温度以下、进气歧管温度降到阈值进气歧管温度以下、燃烧定相延迟超出目标正时、发动机温度减小、后处理温度减小和所述增压空气冷却器中的冷凝物形成增加中的一个或多个，增加所述第一冷却剂与所述第二冷却剂的所述比率。3.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述混合物的所述温度包括：响应于发动机负荷增加、所述增压空气冷却器的所述出口温度增加到期望出口温度以上、进气歧管温度增加到阈值进气歧管温度以上、发动机温度增加、后处理温度增加和所述增压空气冷却器中的冷凝物形成减少中的一个或多个，减小所述第一冷却剂与所述第二冷却剂的所述比率。4.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述混合物的所述温度包括：响应于发动机负荷低于阈值负荷、催化剂不起燃、发动机温度低于阈值温度、进气歧管温度降到阈值进气歧管温度以下、燃烧定相延迟超出阈值正时和所述增压空气冷却器内的冷凝物形成增加到阈值冷凝物水平以上中的一个或多个，调整所述第一冷却剂与所述第二冷却剂的所述比率，使得仅所述第一冷却剂而不是所述第二冷却剂流到所述增压空气冷却器。5.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述混合物的所述温度包括：响应于发动机负荷在阈值负荷以上、流到所述发动机的进气空气流率或流量下降到阈值以下和发动机爆震中的一个或多个，调整所述第一冷却剂与所述第二冷却剂的所述比率，使得仅所述第二冷却剂而不是所述第一冷却剂流到所述增压空气冷却器。6.根据权利要求1所述的方法，还包括，响应于通过调整所述第一冷却剂与所述第二冷却剂的所述比率调整所述混合物的所述温度，基于所述第一冷却剂与所述第二冷却剂的所述调整的比率调整一个或多个发动机操作参数。7.根据权利要求6所述的方法，其中调整所述一个或多个发动机操作参数包括以下中的一个或多个：响应于调整所述第一冷却剂与第二冷却剂的所述比率，使得仅所述第一冷却剂流到所述增压空气冷却器，增加喷射到发动机中的燃料的喷射压力、延迟喷射正时、增加后喷射燃料量、至少一部分EGR绕过EGR冷却器和增加升压。8.根据权利要求6所述的方法，其中调整所述一个或多个发动机操作参数包括以下中的一个或多个：响应于调整所述第一冷却剂与所述第二冷却剂的所述比率，使得仅所述第二冷却剂流到所述增压空气冷却器，减小升压、提前喷射正时、减少后喷射燃料量、使EGR通道中的所有排气流动通过EGR冷却器和减小喷射到发动机中的燃料的喷射压力。9.根据权利要求6所述的方法，其中调整所述一个或多个发动机操作参数包括以下中的一个或多个：响应于增加所述第一冷却剂与所述第二冷却剂的所述比率，同时使所述第一冷却剂和所述第二冷却剂二者中的至少一部分流到所述增压空气冷却器，增加喷射到发动机中的燃料的喷射压力、增加升压、增加喷射到所述发动机中的燃料量和延迟喷射正时。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述增加空气冷却器安置在压缩机下游且发动机的进气歧管上游的发动机进气通道中，其中所述第一冷却剂是来自第一冷却回路的冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·M·库尔茨，P·J·坦尼森，D·J·斯泰尔斯，C·M·鲍尔，
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