用于冷却剂系统的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于冷却剂系统的方法和系统。提供用于控制通过包括AC冷凝器和增压空气冷却器的冷却剂回路的并联分支的冷却剂流的方法和系统。响应于AC水头压力和CAC温度来分配流，以减少寄生损耗并且改善燃料经济性。经由调节冷却剂泵输出和比例阀来分配流。

Methods and systems for the coolant system

The present invention relates to a method and a system for a coolant system. A method and system for controlling a coolant flow through a parallel branch of a coolant loop including a AC condenser and a pressurized air cooler are provided. The flow is distributed in response to AC head pressure and CAC temperature in order to reduce parasitic loss and improve fuel economy. The flow is allocated by adjusting the output of the coolant pump and the proportional valve.

【技术实现步骤摘要】
用于冷却剂系统的方法和系统
本专利技术涉及用于控制通过多个发动机部件的冷却剂的流的方法和系统。
技术介绍
车辆系统可包括用于使冷却剂循环通过不同组的发动机部件的多个冷却剂环路。冷却剂流可从一些部件吸收热(从而加速那些部件的冷却)并且将热传递到其他部件(从而加速那些部件的加热)。例如，高温冷却剂环路可使冷却剂循环通过发动机以吸收废弃的发动机热。冷却剂还可接收从EGR冷却器、排气歧管冷却器、涡轮增压器冷却器和变速器油冷却器中的一个或多个放出的热。来自加热的冷却剂的热可被传递到加热器核心(用于加热车辆舱室)，并且/或者在通过包括风扇的散热器后消散到大气。作为另一个示例，低温冷却剂环路可使冷却剂循环通过增压空气冷却器。当需要时(诸如当请求舱室空气调节时)，可将低温环路中的冷却剂另外地泵送通过空气调节(AC)系统的冷凝器，以通过AC系统的制冷剂吸收在冷凝器处排出的热。来自加热的冷却剂的热可在通过包括风扇的另一个散热器后消散到大气。此类车辆冷却剂系统的一个示例由Ulrey等人在US20150047374中示出。另一个示例性冷却剂系统由Isermeyer等人在US20150040874中示出。其中，热交换器实现增压空气冷却冷却剂回路和冷凝器的制冷剂回路之间的热交换。然而，本专利技术人已经认识到此类冷却剂系统的潜在问题。作为一个示例，在其中AC系统被配置为始终提供最大冷却的车辆系统中，由于需要连续操作冷却剂泵，所以燃料经济性可受到损失。此外，泵可遭受过度磨损，从而导致维修问题。即使在稳定状态条件下，泵输出仍可高于所要求的泵输出。另一方面，如果在没有AC需求时选择性地停用泵，则在随后需要AC时在递送舱室冷却时可存在延迟。特别地，在操作泵并且提供所要求的冷却剂流通过AC冷凝器以满足冷却需求时可遭受延迟。另一个潜在的问题是AC系统相对于其他发动机罩下部件的位置。在AC冷凝器具有专用制冷剂回路的实施例中，例如在‘874的方法中，AC冷凝器在其他发动机罩下部件的前方定位在车辆的前端处，从而允许较大部分的车辆冷却空气被引导到冷凝器。然而，在AC冷凝器与其他部件共享冷却剂的方法中，AC冷凝器可需要进一步移动远离车辆的前端，例如以为高温冷却剂回路的散热器腾出空间。在新的位置处，冷凝器可接收较小部分的车辆冷却空气，从而增加对冷却剂泵的依赖性。此外，发动机罩下的温度可与稳定状态温度有所不同，需要泵送额外的冷却剂以带走发动机罩下的热并且在平衡状态下操作AC系统。在冷凝器和其他发动机部件(诸如增压空气冷却器)之间共享冷却剂的实施例中的另一个潜在问题是，在AC需求高和发动机冷却需求高时的条件期间，可不能满足这两个需求。因此，冷却需求中的一个或两个可受到损害。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可通过一种用于操作车辆空气调节系统的方法来解决，该方法包括：响应于舱室冷却需求和发动机冷却需求中的每个高于阈值，调节通过冷却剂回路的并联的空气调节(AC)冷凝器和增压空气冷却器(CAC)中的每个的冷却剂流，以满足发动机冷却需求和舱室冷却需求，该冷却剂流基于AC水头压力(headpressure)并且进一步基于CAC出口温度来调节。以这种方式，可基于需求和性能更好地在冷却剂回路的部件之间分配冷却剂流，从而能够满足所有部件的冷却需求。作为示例，AC系统的冷凝器和CAC中的每个可耦接到比例阀下游的冷却剂回路的不同分支，冷却剂经由冷却剂泵被引导到回路中。冷凝器可进一步耦接到AC系统的制冷剂回路，同时冷却剂回路可进一步在变速器油冷却器处耦接到变速器的油回路。AC冷凝器可朝向发动机罩下区域的后端定位。在车辆操作期间，随着驾驶员需求和舱室冷却需求改变，到每个分支的冷却剂流的分配可变化。例如，当需要舱室冷却时，确定期望的冷却剂温度。然后，通过参考映射冷却剂流率、期望的冷却剂温度和AC水头压力之间的关系的2D图或模型，考虑到寄生损耗，可确定通过AC冷凝器的目标冷却剂流率(如2D图的渐近线的最小值的点)。特别地，可存在由于CAC处的寄生损耗增加，高于其冷却剂温度改变不显著的冷却剂流率。该冷却剂流率可被设定为通过AC环路的期望的冷却剂流率。此外，可确定对应的参考AC水头压力。然后在考虑到其他环路和其他系统部件的限制的同时，经由泵输出调节和比例阀调节的组合，以前馈方式提供期望的冷却剂流率。基于关于实际AC水头压力和参考AC水头压力之间的误差的反馈，可进一步调节所述流。例如，如果AC工作比预期更加困难，则可通过增加阀朝向AC环路的开度来增加通过AC环路的冷却剂流。通过AC冷凝器的冷却剂流率可随着AC工况的改变而不断变化并且影响AC水头压力。在不需要舱室冷却的条件期间，可确定最小冷却剂流率以提供基于环境温度确定的冷却剂温度。在请求舱室冷却需求和发动机冷却需求并且这两个需求均饱和的条件期间，可通过AC冷凝器和CAC二者提供校准的固定冷却剂流率。以这种方式，可将冷却剂流分配给不同的部件从而以燃料有效的方式满足其冷却需求。通过即使当不需要舱室冷却时仍维持通过AC冷凝器的最小冷却剂流率，当随后需要舱室冷却时递送舱室冷却的延迟得以减少。特别地，响应于舱室冷却需求的突然增加，可改变泵输出和比例阀位置，以快速提供通过AC冷凝器的所需冷却剂流从而满足冷却需求。进一步地，在舱室冷却需求和发动机冷却需求都提高的条件下，通过提供通过不同部件的固定的冷却剂流率比，可满足两个需求而不损害任何一个需求。在具有不同冷却需求的各种部件之间共享冷却剂的技术效果是减少对附加冷却部件诸如散热器和风扇的需要。这允许将AC部件放置在发动机罩下区域的后部位置中，这减少了维修问题，而不损害冷却能力。总体而言，发动机冷却性能得以改善。应当理解，提供上述
技术实现思路
是为以简化形式介绍在具体实施方式中进一步描述的所选概念。这并非意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附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述或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出升压发动机系统的示例性实施例。图2示出耦接到图1的发动机系统的冷却剂系统的示例性实施例。图3示出描绘冷却剂系统的不同操作模式的状态图。图4示出了图示说明可基于冷却需求和发动机工况实现的用于操作冷却剂系统的程序的高级流程图。图5示出了图示说明可被实现用于在不同发动机部件之间分配冷却剂流的程序的高级流程图。图6A至图6B示出描绘冷却剂泵输出、AC水头压力和冷却剂流率之间的关系的示例图。图7示出了图示说明可被实现用于诊断AC系统劣化的程序的高级流程图。图8示出了图示说明可基于液力变矩器滑移实现的用于调节通过TOC的冷却剂流量的程序。图9至图12示出响应于冷却需求和发动机工况的变化进行的AC和冷却剂系统的增压空气冷却器之间的冷却剂泵输出和冷却剂流分配的示例性调节。具体实施方式提供了用于改善由发动机冷却剂系统(诸如耦接到图1的发动机系统的图2的冷却剂系统)冷却的部件的性能的方法和系统。冷却剂系统可在多种操作状态中的一种操作状态中操作，冷却剂系统响应于发动机工况和冷却需求变化在不同状态之间转变(如在图3处所示)。发动机控制器可被配置为执行控制程序(诸如图4至图5的示例性程序)，以协调对冷却剂泵输出和比例阀的位置的调节，以改变通过冷却剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作车辆空气调节系统的方法，其包括：响应于高于阈值的舱室冷却需求和高于阈值的增压空气冷却器即CAC冷却需求，调节通过冷却剂回路的并联的空气调节(AC)冷凝器和CAC中的每个的冷却剂流，以满足每个冷却需求，基于AC水头压力并且进一步基于CAC增压空气出口温度调节所述冷却剂流。

【技术特征摘要】
2016.09.27 US 15/277,9671.一种用于操作车辆空气调节系统的方法，其包括：响应于高于阈值的舱室冷却需求和高于阈值的增压空气冷却器即CAC冷却需求，调节通过冷却剂回路的并联的空气调节(AC)冷凝器和CAC中的每个的冷却剂流，以满足每个冷却需求，基于AC水头压力并且进一步基于CAC增压空气出口温度调节所述冷却剂流。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节包括经由调节位于所述AC冷凝器和所述CAC中的每个的上游的比例阀调节所述冷却剂流。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述调节进一步包括经由调节冷却剂泵的输出调节所述冷却剂流，其中所述冷却剂泵经由所述比例阀泵送所述冷却剂通过所述AC冷凝器和CAC中的每个。4.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述调节以将所述AC冷凝器的AC水头压力维持在目标压力处。5.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述冷凝器的目标冷却剂流率经由作为CAC冷却剂温度和所述AC水头压力的函数存储的二维图进行建模。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述AC冷凝器耦接到包括AC压缩机、AC离合器和热膨胀阀的制冷剂回路，并且其中在所述制冷剂回路中的所述AC压缩机的下游且在所述热膨胀阀的上游估计所述AC水头压力。7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：响应于所述AC水头压力超过阈值压力，维持所述AC离合器接合并且增加所述泵输出；以及响应于在增加所述泵输出之后所述AC水头压力继续超过所述阈值压力，使所述AC离合器脱离。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述泵和所述比例阀选择性地耦接到所述冷却剂回路，并且其中所述冷却剂回路和所述制冷剂回路中的每个耦接到所述冷凝器。9.根据权利要求8所述的方法，其中，响应于变速器冷却器回路中的油的温度进一步调节所述冷却剂流，所述变速器冷却器回路在变速器冷却器处耦接到所述冷却剂回路，所述变速器冷却器位于所述比例阀的上游且在所述泵的下游。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述调节包括，随着所述变速器冷却器回路中的油的所述温度增加而增加所述泵的输出，其中油温度的所述增加响应于液力变矩器滑移的增加。11.一种方法，其包括：在第一条件期间，当空气调节(AC)冷凝器处的冷却需求低于较低阈值时，调节冷却剂回路的冷却剂泵的输出和比例阀的位置以使冷却剂以第一固定的流率流过所述冷凝器，同时使冷却剂以基于增压空气冷却器即CAC冷却需求的第二可变流率流过CAC；以及在第二条件期间，当所述冷凝器处的冷却需求高于较高阈值时，调节所述冷却剂泵的所述输出和所述比例阀的所述位置以使冷却剂以第三固定流率流过所述CAC，同时使冷却剂以基于舱室冷却需求的第四可变流率流过所述冷凝器。12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述第二条件期间，所述冷却剂泵的所述输出增加到上限，并且其中在所述第一条件期间，所述冷却剂泵的所述输出低于所述上限。13.根据权利要求11所述的方法，其中在所述第一条件期间，所述第二可变流率被映射为AC水头压力和冷却剂温度的函数，并且其中在所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·K·拜德尼，J·C·罗林森，H·汉密尔顿，A·理查森，R·戈帕尔，
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