用于冷凝控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于冷凝控制的方法和系統(tǒng)。提供了用于在低溫環(huán)境狀況期間減少增壓空氣冷卻器(CAC)處的冷凝液積聚的方法和系統(tǒng)。在除霜狀況期間，可以使空氣調(diào)節(jié)裝置運轉(zhuǎn)，以便給車廂空間除濕，同時將熱排放到冷卻回路?？梢岳@過散熱器將暖的冷卻液引導(dǎo)至CAC，以加快CAC加熱。
【專利說明】用于冷凝控制的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及利用來自空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱來加快增壓空氣冷卻器的加熱的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]車輛可以被配置為具有除霜系統(tǒng)，以便從車輛的擋風(fēng)玻璃、后窗和側(cè)窗清除冷凝物和/或霜雪。除霜系統(tǒng)可以包括與車輛加熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)(HVAC)系統(tǒng)以及發(fā)動機(jī)冷卻回路共用的部件，諸如鼓風(fēng)機(jī)與風(fēng)扇。對于主要除霜，經(jīng)由加熱器芯的由車輛的發(fā)動機(jī)冷卻液提供熱。具體地，新鮮空氣吹過加熱器芯，然后被鼓風(fēng)機(jī)吸到并被分散在擋風(fēng)玻璃的內(nèi)表面上。除了 HVAC系統(tǒng)的風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)外，空氣調(diào)節(jié)裝置也可以在除霜期間運轉(zhuǎn)，以便對由風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)吹的空氣除濕。除濕使得除霜更有效并且更快，因為干燥的空氣具有從其面向的玻璃吸收水的更大能力。經(jīng)常在后和/或側(cè)視鏡上使用的次要除霜通常由嵌入或嵌在玻璃上的多個電阻導(dǎo)體組成。當(dāng)供應(yīng)電力時，這些導(dǎo)體被加熱，從而融化冰并汽化來自玻璃的冷凝物。
[0003]發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識到除霜模式的潛在機(jī)遇。作為示例，在低溫環(huán)境狀況期間，給車廂/座艙空氣除濕的空氣調(diào)節(jié)裝置的接合導(dǎo)致冷凝器熱被排放(rejected)到大氣。該熱被散失到環(huán)境，而沒有被使用。發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，該熱能夠被利用，而不要被散失到環(huán)境。低溫環(huán)境狀況還能夠過度冷卻在冷卻回路中的制冷劑(或冷卻液)，并產(chǎn)生冰凍問題。由于除霜模式需要經(jīng)由發(fā)動機(jī)冷卻回路已被加熱的熱空氣，因此可以延遲有效的除霜直至發(fā)動機(jī)已經(jīng)被充分升溫。諷刺地，由于發(fā)動機(jī)熱被送至車廂以加熱冷空氣，因此在除霜期間的發(fā)動機(jī)升溫會比不需要除霜時更慢。此外，在除霜模式期間，環(huán)境狀況與增壓空氣冷卻器冷凝液是升壓發(fā)動機(jī)的大問題的狀況相同。當(dāng)冷凝液在進(jìn)氣系統(tǒng)中積聚時，發(fā)動機(jī)失火和NVH問題的可能性增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識到，在除霜模式期間HVAC系統(tǒng)處的產(chǎn)生的熱可以在發(fā)動機(jī)冷啟動期間被有利地用來加快增壓空氣冷卻器和發(fā)動機(jī)的升溫。在一個示例中，這可以通過一種用于發(fā)動機(jī)的方法來實現(xiàn)，該方法包含:響應(yīng)于車輛除霜狀況，使空氣調(diào)節(jié)裝置運轉(zhuǎn)，并將熱從第一冷卻回路排放到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣空氣，第一冷卻回路被耦接至空氣調(diào)節(jié)裝置、增壓空氣冷卻器和散熱器，第一冷卻回路沒有被耦接至發(fā)動機(jī)。以此方式，當(dāng)空氣調(diào)節(jié)裝置被接合以便在除霜期間給車廂除濕時，通過空氣調(diào)節(jié)裝置排放的熱被有利地用來加快發(fā)動機(jī)和增壓空氣冷卻器的升溫。
[0005]例如，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可以包括第一冷卻回路，其被耦接至空氣調(diào)節(jié)裝置(或HVAC系統(tǒng))、增壓空氣冷卻器、第一冷卻液泵和散熱器。散熱器可以經(jīng)由溫控閥被耦接至第一冷卻回路的其余部件，以便當(dāng)流過第一冷卻回路的冷卻液的溫度低于閾值時，溫控閥維持關(guān)閉，并且冷卻液流過回路同時繞過散熱器。然后，當(dāng)冷卻液溫度超過閾值時，溫控閥打開，以允許冷卻液流過散熱器。因此，第一冷卻回路可以構(gòu)成低溫環(huán)路。第二、不同冷卻回路可以包括發(fā)動機(jī)和風(fēng)扇，第二回路構(gòu)成高溫環(huán)路。在車輛除霜狀況期間，可以使空氣調(diào)節(jié)裝置(AC)運轉(zhuǎn)，以便給車廂空氣除濕。在除濕期間自蒸發(fā)器、自冷凝的車廂濕氣吸收的熱被排放到低溫冷卻回路中的水冷的AC冷凝器，由此使冷卻液升溫?？梢允沟谝焕鋮s液泵運轉(zhuǎn)，以使第一冷卻回路中的已升溫的冷卻液流過AC(在其中拾取熱)，然后流過增壓空氣冷卻器(CAC)同時繞過散熱器。通過繞過低溫散熱器，熱沒有被散失到大氣，并且暖的冷卻液能使CAC升溫。暖的CAC進(jìn)而使流過其中的空氣充氣升溫。一旦第一冷卻回路中的冷卻液充分變熱(例如，超過閾值)，溫控閥可以打開，并且可以圍繞第一冷卻回路泵送冷卻液通過散熱器，從而允許熱被散失到環(huán)境，并實現(xiàn)第一冷卻回路的溫度控制。
[0006]CAC的加快的加熱提供多個益處。首先，它通過加熱在發(fā)動機(jī)中接收的進(jìn)氣空氣充氣來加快發(fā)動機(jī)升溫，這進(jìn)而改善除霜的效率。其次，通過增加CAC處的溫度，減少CAC處的冷凝問題。此外，能夠在沒有冷凝問題的情況下更早地引入低壓EGR。因此，一旦EGR被引入，通過EGR冷卻器排放到第二冷卻回路的熱進(jìn)一步加快發(fā)動機(jī)升溫。以此方式，除霜熱可以被回收，并在低溫環(huán)境狀況期間被添加到CAC，以加快CAC和發(fā)動機(jī)的升溫。通過利用更暖的空氣使發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)，減少微粒物質(zhì)(PM)、CO和碳?xì)浠衔?HC)排放，并且通過擴(kuò)大EGR運轉(zhuǎn)的范圍，還實現(xiàn)燃料經(jīng)濟(jì)性益處。
[0007]應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念，這些概念在【具體實施方式】中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍被緊隨【具體實施方式】之后的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1不出了升壓發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的不例實施例。
[0009]圖2示出了耦接至圖1的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的冷卻回路的示例實施例。
[0010]圖3示出了圖示說明可以實施的用于利用除霜加熱來加快CAC升溫和冷卻的EGR輸送的程序的高級別流程圖。
[0011]圖4示出了根據(jù)本公開的用于CAC溫度控制的示例調(diào)整。

【具體實施方式】
[0012]提供了用于自耦接至發(fā)動機(jī)(諸如圖1的發(fā)動機(jī)系統(tǒng))的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)回收熱以使流過增壓空氣冷卻器(CAC)的充氣升溫的方法和系統(tǒng)。這樣做，能夠使流過增壓空氣冷卻器的冷卻回路(諸如圖2的回路)的進(jìn)氣空氣充氣和冷卻液升溫。發(fā)動機(jī)控制器可以被配置為執(zhí)行控制程序(諸如圖3的程序)，以便在低溫狀況期間通過使冷卻液繞過散熱器循環(huán)通過CAC來回收除霜熱一旦CAC已經(jīng)被充分升溫，則開始EGR輸送。參照圖4示出了示例調(diào)整。
[0013]圖1示意地示出了包括發(fā)動機(jī)10的示例發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的各個方面。在所描述的實施例中，發(fā)動機(jī)10是升壓發(fā)動機(jī)，其被耦接至渦輪增壓器13，渦輪增壓器13包括由渦輪116驅(qū)動的壓縮機(jī)114。具體地，新鮮空氣沿進(jìn)氣通道42經(jīng)由空氣凈化器112被引入發(fā)動機(jī)10，并流向壓縮機(jī)114。壓縮機(jī)可以是任何合適的進(jìn)氣空氣壓縮機(jī)，諸如馬達(dá)驅(qū)動的或傳動軸驅(qū)動的機(jī)械增壓器壓縮機(jī)。然而，在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100中，壓縮機(jī)是經(jīng)由軸19機(jī)械地耦接至渦輪116的渦輪增壓器壓縮機(jī)，渦輪116由膨脹的發(fā)動機(jī)排氣驅(qū)動。在一個實施例中，壓縮機(jī)和渦輪可以被耦接在雙渦管渦輪增壓器內(nèi)。在另一實施例中，渦輪增壓器可以是可變幾何形狀的渦輪增壓器(VGT)，其中渦輪的幾何形狀作為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)而自主改變。
[0014]如在圖1中示出的，壓縮機(jī)114通過增壓空氣冷卻器(CAC) 18 (在本文中也被稱為中間冷卻器)耦接至節(jié)流閥20。節(jié)流閥20被耦接至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管22。來自壓縮機(jī)的、被壓縮的空氣充氣流過增壓空氣冷卻器18和節(jié)流閥到進(jìn)氣歧管。例如，增壓空氣冷卻器可以是空氣到空氣的熱交換器。在下文中參照圖2提供了被耦接至CAC的冷卻回路的詳細(xì)描述。在圖1所示的實施例中，進(jìn)氣歧管內(nèi)空氣充氣的壓力由歧管空氣壓力(MAP)傳感器124感測。由于通過壓縮機(jī)的氣流能夠加熱壓縮空氣，因此提供下游CAC 18，以便能夠在輸送至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣裝置之前冷卻升壓的進(jìn)氣空氣充氣。
[0015]一個或更多個傳感器可以被耦接至壓縮機(jī)114的入口。例如，溫度傳感器55可以被耦接至該入口，用于估計壓縮機(jī)入口溫度，并且壓力傳感器56可以被耦接至該入口，用于估計壓縮機(jī)入口壓力。作為另一示例，濕度傳感器57可以被耦接至該入口，用于估計進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣充氣的濕度。其他傳感器可以包括，例如，空燃比傳感器等。在其他示例中，可以基于發(fā)動機(jī)工況推測壓縮機(jī)入口狀況(諸如濕度，溫度，壓力等)中的一個或更多個。此外，當(dāng)EGR被啟用時，傳感器可以估計空氣充氣混合氣的溫度、壓力、濕度和空燃比，其中該空氣充氣混合氣包括在壓縮機(jī)入口處接收的新鮮空氣、再循環(huán)的壓縮空氣和剩余排氣。
[0016]在所選狀況期間，諸如在松開加速器踏板期間，當(dāng)從具有升壓的發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)變?yōu)椴痪哂猩龎旱陌l(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時，壓縮機(jī)喘振可能發(fā)生。這是由于當(dāng)節(jié)氣門在松開加速器踏板關(guān)閉時壓縮機(jī)兩端產(chǎn)生增加的壓力差。增加的壓力差減少了通過壓縮機(jī)的前向氣流，從而引起喘振和退化的渦輪增壓器性能。此外，喘振可能導(dǎo)致NVH問題，諸如來自發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的不期望的噪聲。為了減輕升壓壓力并減少壓縮機(jī)喘振，由壓縮機(jī)114壓縮的至少一部分空氣充氣可以被再循環(huán)至壓縮機(jī)入口。這允許過多的升壓壓力基本上立即被減輕。壓縮機(jī)再循環(huán)系統(tǒng)可以包括壓縮機(jī)再循環(huán)通道70，用于在增壓空氣冷卻器18的下游將來自壓縮機(jī)出口的冷卻的壓縮空氣再循環(huán)至壓縮機(jī)入口。在一些實施例中，可以提供另外的壓縮機(jī)再循環(huán)通道(未示出)，用于在增壓空氣冷卻器18的上游將來自壓縮機(jī)出口的未冷卻的(或暖的)壓縮空氣再循環(huán)至壓縮機(jī)入口。
[0017]壓縮機(jī)再循環(huán)閥(CRV) 72可以被耦接至壓縮機(jī)再循環(huán)通道70(也被稱為壓縮機(jī)旁路)，以控制被再循環(huán)至壓縮機(jī)入口的冷卻的壓縮機(jī)氣流量。在所示出的示例中，CRV 72可以被配置為連續(xù)可變閥，其中該閥的位置從完全關(guān)閉位置到完全打開位置以及在兩者之間的任何位置連續(xù)可變。CRV 72可以被設(shè)置在CAC 18下游且壓縮機(jī)114入口上游的通道70中。在升壓發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)期間可以調(diào)整CRV 72的位置，以改善峰值性能并提供喘振裕度(margin)。在一個示例中，在升壓發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)期間可以維持CRV關(guān)閉，以改善升壓響應(yīng)和峰值性能。在另一示例中，可以在升壓發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)期間維持CRV部分打開，以便為軟喘振提供一些喘振裕度(特別是改善的裕度)。在任一種情況下，響應(yīng)于喘振(例如，硬喘振)的指示，可以增加閥的打開。CRV的打開程度可以基于喘振的指示(例如，壓縮機(jī)比、壓縮機(jī)流率、壓縮機(jī)兩端的壓力差等)。作為一個示例，響應(yīng)于喘振的指示，可以增加CRV的打開(例如，閥可以從完全關(guān)閉位置或部分打開位置轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆蜷_位置)。
[0018]還可以通過降低渦輪116處的排氣壓力來減輕喘振。例如，廢氣門致動器92可以被致動為打開，以便經(jīng)由廢氣門90將渦輪上游的至少一些排氣壓力卸至渦輪下游的位置。通過降低渦輪上游的排氣壓力，能夠降低渦輪轉(zhuǎn)速，這進(jìn)而有助于減少壓縮機(jī)喘振。然而，由于廢氣門的升壓動力學(xué)，調(diào)整壓縮機(jī)再循環(huán)閥對減少喘振的作用會比調(diào)整廢氣門對減少喘振的作用更快。
[0019]發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100還可以包括空氣調(diào)節(jié)(AC)系統(tǒng)，例如，作為車輛HVAC系統(tǒng)的一部分。響應(yīng)于車輛車廂冷卻、車廂空氣的除濕和/或?qū)Τ牟僮髡哒埱?，可以接合或運轉(zhuǎn)AC系統(tǒng)。如在本文中所詳述的，在AC系統(tǒng)被接合時的低溫狀況期間，(在AC系統(tǒng)冷凝器處)通過AC系統(tǒng)運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱可以排放到耦接至CAC、HVAC系統(tǒng)和散熱器但沒有耦接至發(fā)動機(jī)歧管或EGR冷卻器的(第一)冷卻回路。在低溫狀況期間關(guān)閉的溫控閥的存在迫使冷卻液流量遠(yuǎn)離散熱器，從而減少到環(huán)境空氣的損失，并增加從AC系統(tǒng)到冷卻液的熱排放。這加快流過CAC的進(jìn)氣空氣充氣的升溫，同時還使CAC升溫。通過同時打開CRV72，能夠使加熱的空氣充氣圍繞壓縮機(jī)和CAC再循環(huán)，由此使CAC進(jìn)一步升溫。增加的空氣充氣溫度和增加的加熱的空氣充氣圍繞壓縮機(jī)的再循環(huán)導(dǎo)致CAC處的熱排放增加。因此，這加快CAC和發(fā)動機(jī)升溫，并改善發(fā)動機(jī)性能。
[0020]一旦CAC充分變熱，可以打開溫控閥。因此，在熱冷卻液狀況期間，冷卻液被引導(dǎo)通過散熱器，從而增加到環(huán)境空氣的熱損失。這使冷卻回路和CAC溫度控制加快，并減少過熱。
[0021]進(jìn)氣歧管22通過一系列進(jìn)氣門(未示出)耦接至一系列燃燒室30。燃燒室還經(jīng)由一系列排氣門(未示出)耦接至排氣歧管36。在所示出的實施例中，示出了單個排氣歧管36。然而，在其他實施例中，排氣歧管可以包括多個排氣歧管段。具有多個排氣歧管段的構(gòu)造可以使來自不同燃燒室的廢氣能被引導(dǎo)至發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的不同位置。
[0022]在一個實施例中，排氣門和進(jìn)氣門中的每一個均可以是電致動或電控制的。在另一實施例中，排氣門和進(jìn)氣門中的每一個均可以是凸輪致動或控制的。不論是電致動還是凸輪致動，都可以根據(jù)對期望的燃燒與排放控制性能的需要調(diào)整排氣門和進(jìn)氣門的打開與關(guān)閉正時。
[0023]可以經(jīng)由噴射器66向燃燒室30供應(yīng)一種或更多種燃料，諸如汽油、醇混合燃料、柴油、生物柴油、壓縮天然氣等?？梢越?jīng)由直接噴射、進(jìn)氣道噴射、節(jié)流閥體噴射或其任意組合向燃燒室供應(yīng)燃料。在燃燒室中，可以經(jīng)由火花點火和/或壓縮點火開始燃燒。
[0024]如圖1所示，來自一個或更多個排氣歧管段的排氣被引導(dǎo)至渦輪116，以驅(qū)動渦輪。當(dāng)降低的渦輪扭矩被期望時，一些排氣反而可以被引導(dǎo)通過廢氣門90，從而繞過渦輪。然后，來自渦輪和廢氣門的混合流流過排放控制裝置170。一般而言，一個或更多個排放控制裝置170可以包括一個或更多個排氣后處理催化劑，其被配置為催化地處理排氣流，并且由此減少排氣流中的一種或更多種物質(zhì)的量。例如，一種排氣后處理催化劑可以被配置為，當(dāng)排氣流稀時從排氣流捕集N0X，而當(dāng)排氣流濃時減少被捕集的N0X。在其他示例中，排氣后處理催化劑可以被配置為在還原劑的幫助下使N0X比例失調(diào)或選擇性地減少N0X。在其他示例中，排氣后處理催化劑可以被配置為氧化排氣流中的殘余的碳?xì)浠衔锖?或一氧化碳。具有任何這類功能的不同排氣后處理催化劑可以被分開地或一起布置在排氣后處理階段中的耐洗的涂層或其他地方中。在一些實施例中，排氣后處理階段可以包括可再生碳煙過濾器，其被配置為捕集并氧化排氣流中的碳煙顆粒。
[0025]來自排放控制裝置170的被處理的排氣的全部或一部分可以經(jīng)由排氣管道35釋放到大氣。然而，取決于工況，剩余排氣的一部分反而可以被轉(zhuǎn)向至EGR通道50，通過EGR冷卻器51和EGR閥52，到達(dá)壓縮機(jī)114的入口。因此，EGR通道50將渦輪116下游的發(fā)動機(jī)排氣歧管與壓縮機(jī)114上游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管耦接。在所示出的示例中，EGR通道50被示為與壓縮機(jī)入口上游的壓縮機(jī)再循環(huán)通道70合并。應(yīng)認(rèn)識到，在替代示例中，通道可以不合并，并且EGR通道可以獨立于壓縮機(jī)再循環(huán)通道被耦接至壓縮機(jī)入口。
[0026]EGR閥52可以打開，從而準(zhǔn)許受控量的被冷卻的排氣到達(dá)壓縮機(jī)入口，用于期望的燃燒以及排放控制性能。以此方式，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100適合于通過從渦輪116的下游引出排氣來提供外部的、低壓(LP)EGR。EGR閥52還可以被配置為連續(xù)可變閥。然而，在替代示例中，EGR閥52可以被配置為開啟/關(guān)閉閥。除了發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100中相對長的LP-EGR流動路徑外，壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)提供了排氣到進(jìn)氣空氣充氣內(nèi)的優(yōu)秀的均質(zhì)化。另外，EGR離開點和混合點的布置為增加的可用EGR質(zhì)量和改善的性能提供了非常有效的排氣冷卻。在另外的實施例中，發(fā)動機(jī)系統(tǒng)還可以包括高壓EGR流動路徑，其中排氣從渦輪116的上游吸入，并被再循環(huán)至壓縮機(jī)114下游的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管。
[0027]EGR冷卻器51可以被耦接至EGR通道50，用于冷卻輸送至壓縮機(jī)的EGR。此外，一個或更多個傳感器可以被耦接至EGR通道50，用于提供關(guān)于EGR的成分與狀況的詳細(xì)信息。例如，可以提供溫度傳感器，用于確定EGR的溫度，可以提供壓力傳感器，用于確定EGR的壓力，可以提供濕度傳感器，用于確定EGR的濕度或含水量，并且可以提供空燃比傳感器54，用于估計EGR的空燃比。可替代地，可以通過耦接至壓縮機(jī)入口的溫度、壓力、濕度和空燃比傳感器55-57中的一個或更多個來推測EGR狀況?？梢曰诎l(fā)動機(jī)工況和EGR狀況調(diào)整EGR閥的打開，以提供期望的發(fā)動機(jī)稀釋量。
[0028]在低溫CAC狀況期間，諸如在發(fā)動機(jī)冷啟動期間或當(dāng)環(huán)境狀況氣溫低時，由于EGR的相對高的含水量，在前壓縮機(jī)位置處接收的EGR會發(fā)生冷凝。當(dāng)被吸入發(fā)動機(jī)中時，冷凝可以導(dǎo)致失火事件和NVH問題。如參照圖3所詳述的，在此類狀況期間，可以延遲低壓EGR的輸送，直至CAC已經(jīng)被充分升溫。此外，可以通過回收在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷凝器處產(chǎn)生的除霜熱來加快CAC的升溫。這樣做，即使在低溫環(huán)境狀況期間能夠提供EGR，從而擴(kuò)大能夠獲得EGR益處的工作范圍。
[0029]發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100還可以包括控制系統(tǒng)14?？刂葡到y(tǒng)14被示為接收來自多個傳感器16 (在本文中描述的傳感器的各種示例)的信息，并將控制信號發(fā)送至多個致動器81 (在本文中描述的致動器的各種示例)。作為一個示例，傳感器16可以包括位于排放控制裝置上游的排氣傳感器126、MAP傳感器124、排氣溫度傳感器128、排氣壓力傳感器129、壓縮機(jī)入口溫度傳感器55、壓縮機(jī)入口壓力傳感器56、壓縮機(jī)入口濕度傳感器57和EGR傳感器54。其他傳感器(諸如另外的壓力、溫度、空燃比和成分傳感器等)可以被耦接至發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100中的各種位置。例如，致動器81可以包括節(jié)氣門20、EGR閥52、壓縮機(jī)再循環(huán)閥72、廢氣門92和燃料嗔射器66?？刂葡到y(tǒng)14可以包括控制器12?？刂破骺梢越邮諄碜愿鞣N傳感器的輸入數(shù)據(jù)，處理輸入數(shù)據(jù)，以及基于對應(yīng)于一個或更多個程序被編程在其中的指令或代碼，響應(yīng)于已處理的輸入數(shù)據(jù)而觸發(fā)各種致動器。在本文中關(guān)于圖3描述示例控制程序。
[0030]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，其示出了耦接至圖1的發(fā)動機(jī)的示例冷卻系統(tǒng)200。因此，發(fā)動機(jī)可以被耦接至客運車輛或其他道路車輛。冷卻系統(tǒng)能使從除霜模式中的運轉(zhuǎn)回收除霜熱傳遞給CAC，以便加快發(fā)動機(jī)加熱。具體地，通過已升溫的CAC的氣流被用來加熱空氣充氣，同時進(jìn)而加熱發(fā)動機(jī)，從而改善低溫狀況期間的發(fā)動機(jī)性能。
[0031]冷卻系統(tǒng)200包括第一冷卻回路202和第二冷卻回路204，每一個均被耦接至發(fā)動機(jī)系統(tǒng)部件的不同組。第一冷卻回路202包括散熱器206、冷卻液泵208、水到空氣的增壓空氣冷卻器(CAC) 210和AC系統(tǒng)冷凝器260。因此，第一冷卻回路構(gòu)成低溫回路。AC系統(tǒng)冷凝器260可以被耦接至為更大的車輛HVAC系統(tǒng)的一部分的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在AC系統(tǒng)被接合時的狀況期間，諸如在車廂冷卻、除霜的請求期間，冷卻液泵208可以被運轉(zhuǎn)為使冷卻液流過冷凝器(其中熱從冷凝器排放到冷卻液)。因此，只要AC系統(tǒng)被接合，就可以使冷卻液泵208運轉(zhuǎn)。
[0032]第二冷卻回路204包括散熱器216、冷卻液泵228、238、EGR冷卻器251、機(jī)油冷卻器234、渦輪增壓器236、加熱器芯218，并構(gòu)成高溫回路。
[0033]返回到第一冷卻回路202，冷卻液泵208被配置為，將自冷凝器260和CAC 210接收的熱冷卻液泵送到散熱器206內(nèi)，以便能夠?qū)崤欧诺江h(huán)境中。具體地，環(huán)境空氣(通過進(jìn)入散熱器206的小箭頭所示出的)可以流過散熱器206，從而獲得在散熱器處排放的熱。CAC 210可以被配置為，在空氣充氣被輸送至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣裝置之前冷卻自壓縮機(jī)接收的壓縮進(jìn)氣空氣充氣。在升壓發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)期間，流過通過CAC(諸如圖1的CAC 18)的通道，在壓縮機(jī)處壓縮的進(jìn)氣空氣被輸送至發(fā)動機(jī)。來自空氣的熱被排放到流過CAC的冷卻液。
[0034]第一冷卻回路包括耦接在散熱器206與AC系統(tǒng)冷凝器260和CAC210中的每一個之間的溫控閥266，因此當(dāng)它暴露于低溫冷卻液時(諸如在低溫發(fā)動機(jī)、低溫CAC或低溫環(huán)境狀況期間)，溫控閥關(guān)閉。當(dāng)關(guān)閉時，冷卻液泵208運轉(zhuǎn)迫使冷卻液沿著旁路264，并使冷卻液轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離散熱器206。與之相比，當(dāng)該閥暴露于熱冷卻液，溫控閥打開。當(dāng)打開時，冷卻液泵208運轉(zhuǎn)使冷卻液流過散熱器206。因此，冷卻液泵輸出轉(zhuǎn)到AC冷凝器和CAC，并且AC冷凝器和CAC兩者的輸出在泵入口處混合。因此，當(dāng)發(fā)動機(jī)沒有被升壓時，更熱的冷卻液從冷凝器中出來，并且更冷的冷卻液從CAC中出來，將會在泵入口處混成暖的冷卻液。如果它變得足夠暖，它將會引起溫控閥打開。
[0035]如在本文中所詳述的，在低溫CAC狀況期間，例如，響應(yīng)于除霜請求(為了給車輛車廂除濕)或車廂冷卻請求(為了冷卻車廂)，AC系統(tǒng)可以被接合。當(dāng)AC系統(tǒng)被接合時，可以使冷卻液泵208運轉(zhuǎn)。同樣，當(dāng)AC系統(tǒng)被接合時，來自車廂的熱經(jīng)由冷凝器260被排放到第一冷卻回路。在低溫狀況期間，當(dāng)AC系統(tǒng)被接合并且溫控閥被關(guān)閉時，通過冷凝器排放到冷卻回路的熱被有利地循環(huán)通過CAC 210，以使進(jìn)氣空氣充氣和CAC升溫。具體地，在這些狀況期間，通過當(dāng)溫控閥266關(guān)閉時使流過旁路264的冷卻液轉(zhuǎn)向，減少到環(huán)境的熱散失。相反，除霜加熱被用來加快CAC加熱。當(dāng)冷卻液溫度上升超過閾值時，溫控閥打開。如果AC系統(tǒng)仍被接合，熱通過冷凝器被排放到冷卻回路，并被循環(huán)通過散熱器206，以便將熱散失到環(huán)境，并將冷卻回路的溫度維持在期望的閾值或范圍內(nèi)。
[0036]第二冷卻回路204是傳統(tǒng)的冷卻液環(huán)路，并使冷卻液循環(huán)通過內(nèi)燃發(fā)動機(jī)220，以吸收發(fā)動機(jī)廢熱，并將加熱的冷卻液分配給散熱器216和/或加熱器芯218。散熱器216可以包括散熱器風(fēng)扇230，以改善冷卻效率。第二冷卻回路還使冷卻液循環(huán)通過耦接至(圖1的)EGR系統(tǒng)的EGR冷卻器251。具體地，在EGR輸送期間，在EGR冷卻器251處排放排氣熱。第二冷卻回路還使冷卻液循環(huán)通過發(fā)動機(jī)機(jī)油冷卻器234和渦輪增壓器230，并接收自發(fā)動機(jī)機(jī)油冷卻器234和渦輪增壓器230排放的熱。
[0037]發(fā)動機(jī)驅(qū)動的水泵228使冷卻液循環(huán)通過發(fā)動機(jī)220中的通道，具體地，通過進(jìn)氣和排氣歧管222，通過汽缸蓋224，并且然后通過汽缸體226，以吸收發(fā)動機(jī)熱。流過EGR冷卻器251和散熱器216，冷卻液從發(fā)動機(jī)流回到發(fā)動機(jī)。經(jīng)由散熱器216和風(fēng)扇230將熱傳遞到環(huán)境空氣。因此，在EGR被輸送的狀況期間，能夠使在EGR冷卻器251處排放的熱循環(huán)通過發(fā)動機(jī)220，并且被有利地用來使發(fā)動機(jī)(諸如在低溫環(huán)境狀況期間)升溫。發(fā)動機(jī)驅(qū)動的水泵228可以經(jīng)由前端附件驅(qū)動系統(tǒng)(FEAD，未示出)耦連至發(fā)動機(jī)，并且經(jīng)由帶、鏈等與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成比例地旋轉(zhuǎn)。在一個示例中，其中泵228是離心泵，產(chǎn)生的壓力(以及導(dǎo)致的流動)可以與曲軸轉(zhuǎn)速成比例，在圖2的示例中，其與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。輔助泵238也可以被包括在第二冷卻回路204中，以輔助冷卻液流過EGR系統(tǒng)和渦輪增壓器。冷卻液的溫度可以由溫控閥240調(diào)節(jié)，溫控閥240可以保持關(guān)閉直至冷卻液到達(dá)閾值溫度。
[0038]風(fēng)扇230可以被耦接至散熱器216，以便當(dāng)車輛緩慢移動或停止而發(fā)動機(jī)在運行時維持通過散熱器216的氣流。在一些示例中，風(fēng)扇速度可以由控制器控制?？商娲?，風(fēng)扇230可以被耦接至發(fā)動機(jī)驅(qū)動的水泵228。
[0039]熱冷卻液也可以經(jīng)由輔助泵238流向加熱器芯218。輔助泵238可以被用來在發(fā)動機(jī)220關(guān)閉(例如，僅電動運轉(zhuǎn))時的情況期間使冷卻液循環(huán)通過加熱器芯218，和/或被用來在發(fā)動機(jī)正運行時輔助發(fā)動機(jī)驅(qū)動的泵228。類似發(fā)動機(jī)驅(qū)動的泵228，輔助泵可以是離心泵；然而，通過輔助泵產(chǎn)生的壓力(以及導(dǎo)致的流動)與通過系統(tǒng)能量存儲裝置(未示出)向泵供應(yīng)的功率量成比例。
[0040]在加熱器芯處，熱可以被傳遞到車輛乘客艙。冷卻液然后流回到發(fā)動機(jī)。加熱器芯218因此可以用作冷卻液與乘客艙之間的熱交換器。散熱片可以被附接至加熱器芯，以增加用于熱傳遞的表面面積。例如通過使風(fēng)扇運轉(zhuǎn)，可以迫使空氣經(jīng)過散熱片，以加快乘客艙的加熱。除氣瓶232被布置在冷卻回路204中的高點處，并且被配置為從冷卻液中凈化空氣。應(yīng)認(rèn)識到，在圖2的實施例中，通過較細(xì)的線所示出的冷卻回路的較小軟管，而較大軟管由較粗的線指示?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，其示出了用于在低溫狀況期間利用除霜加熱來加熱發(fā)動機(jī)進(jìn)氣空氣充氣并且由此加熱增壓空氣冷卻器和發(fā)動機(jī)的示例方法300。通過回收除霜熱并利用它來加快CAC的升溫，即使在低溫環(huán)境狀況期間也能實現(xiàn)EGR益處。
[0041]在302處，程序包括估計和/或測量發(fā)動機(jī)工況，諸如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度(ECT)、大氣壓力(BP)、環(huán)境溫度與濕度、MAP、MAF、MAT、扭矩需求(Tq)等。
[0042]在306處，可以確定AC壓縮機(jī)是否開啟。例如，可以確定車輛除霜狀況是否存在和/或是否已經(jīng)作出車廂冷卻請求。在一個示例中，諸如當(dāng)?shù)蜏丨h(huán)境狀況(例如，其中環(huán)境溫度低于閾值)、低溫發(fā)動機(jī)狀況(例如，其中發(fā)動機(jī)冷卻液溫度低于閾值)和低溫CAC狀況(例如，其中CAC溫度低于閾值)中的一個或更多個存在時，車輛除霜狀況可能與低溫發(fā)動機(jī)狀況重疊。在車輛除霜狀況期間，冷凝液會積聚在車輛窗戶和擋風(fēng)玻璃上，從而降低車輛能見度。在此類狀況期間，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(例如，車輛HVAC系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)裝置)可以被接合并被運轉(zhuǎn)用于給空氣除濕。通過給空氣除濕，使用去除冷凝液的風(fēng)扇和風(fēng)機(jī)的效率得以改善?？商娲?，諸如當(dāng)車輛操作者請求車廂溫度控制時，可以確定車廂冷卻狀況是否存在。因此，響應(yīng)于車廂冷卻請求，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以被接合并被運轉(zhuǎn)用于車廂冷卻。因此，可以確定低溫狀況是否存在以及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)是否已經(jīng)被接合。
[0043]如果AC壓縮機(jī)開啟，程序移動到312，以使冷卻液泵運轉(zhuǎn)，從而使冷卻液循環(huán)通過AC冷凝器。因此，在這個時間期間，溫控閥可以關(guān)閉，以便使冷卻液泵運轉(zhuǎn)，從而使冷卻液流過AC冷凝器和旁路，但不流過散熱器。
[0044]如果AC壓縮機(jī)沒有開啟，那么在308處，可以確定CAC溫度(T_CAC)是否高于閾值。例如，可以確定CAC是否超過環(huán)境溫度至少5°C?？商娲鼗蝾~外地，可以確定CAC是否超過25°C。如果是，程序進(jìn)入到312，以使冷卻液泵運轉(zhuǎn)，并使冷卻液循環(huán)通過AC冷凝器同時繞過散熱器。如果AC壓縮機(jī)沒有開啟并且CAC溫度不高于閾值溫度，那么在310處，程序包括使冷卻液泵不運轉(zhuǎn)。
[0045]如上所提到的，在312處，程序包括使第一冷卻回路的冷卻液泵運轉(zhuǎn)，以使冷卻液流過空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，然后經(jīng)由不包括散熱器的旁路流向增壓空氣冷卻器。因此，在除霜狀況期間，當(dāng)?shù)谝焕鋮s回路中的冷卻液的溫度低于閾值時，耦接在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)與散熱器之間的溫控閥處于關(guān)閉位置。因此，當(dāng)冷卻液泵運轉(zhuǎn)時，冷卻液被循環(huán)通過空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和CAC，但不流過散熱器。
[0046]在314處，程序包括將熱排放到第一冷卻回路(諸如圖2中的冷卻回路202)同時繞過散熱器。具體地，在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)期間，熱經(jīng)由冷卻液從空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)傳遞到增壓空氣冷卻器，并從增壓空氣冷卻器傳遞到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣空氣充氣。其中，熱通過AC系統(tǒng)的冷凝器被排放到冷卻回路，以使冷卻液升溫。當(dāng)暖的冷卻液然后流過CAC時，它導(dǎo)致CAC以及流過CAC的進(jìn)氣空氣充氣的升溫。這允許低溫狀況期間的CAC升溫被加快。加熱的進(jìn)氣空氣充氣到發(fā)動機(jī)的流動也會加快發(fā)動機(jī)升溫。以此方式，可以利用除霜加熱使CAC伺機(jī)升溫。
[0047]可選地，當(dāng)將熱排放到第一冷卻回路時，耦接在進(jìn)氣壓縮機(jī)兩端的壓縮機(jī)再循環(huán)閥可以打開，以使加熱的進(jìn)氣空氣充氣在壓縮機(jī)兩端再循環(huán)。通過打開CRV同時將除霜熱排放到第一冷卻回路，能夠使加熱的空氣充氣圍繞壓縮機(jī)和CAC再循環(huán)，由此使CAC升溫。此外，通過增加加熱的空氣在CAC兩端的再循環(huán)(經(jīng)由CRV)，到CAC和CAC冷卻回路的熱傳遞增加，而不會引起節(jié)氣門入口壓力的實質(zhì)增加。
[0048]可選地，在316處，如果EGR被請求(在302處)，程序包括關(guān)閉EGR閥(或保持EGR閥關(guān)閉)并延遲EGR輸送直至充分的CAC升溫已經(jīng)發(fā)生。在一個示例中，其中EGR閥是連續(xù)可變閥，這可以包括減小EGR閥的打開。在替代示例中，其中EGR閥是開啟/關(guān)閉閥，可以使EGR閥轉(zhuǎn)變?yōu)殚]合或關(guān)閉位置，以啟用EGR輸送。因此，關(guān)閉EGR閥包括不提供排氣再循環(huán)。如下所詳述的，發(fā)動機(jī)控制器可以保持EGR閥關(guān)閉直至冷卻液溫度(或CAC溫度)超過閾值。通過延遲EGR的輸送直至CAC溫度充分變暖，減少了冷凝問題。
[0049]可以伺機(jī)執(zhí)行進(jìn)氣空氣充氣的除霜加熱，直至CAC已經(jīng)被充分升溫或除霜狀況結(jié)束。即，只要AC系統(tǒng)被接合并且AC壓縮機(jī)開啟，除霜加熱就可以繼續(xù)。在318處，可以確定CAC溫度是否高于閾值溫度。閾值可以基于環(huán)境濕度、環(huán)境溫度和CAC溫度中的一個或更多個。例如，當(dāng)環(huán)境濕度增加時，可以增加閾值溫度。閾值溫度可以進(jìn)一步基于耦接至CAC的第一冷卻回路的冷卻液溫度。在一個示例中，閾值溫度是25°C。
[0050]由于可以根據(jù)在CAC上游估計的冷卻液溫度推測CAC溫度，因此在替代示例中，在318處，可以確定冷卻液溫度是否超過閾值。此外，除霜加熱可以繼續(xù)某一持續(xù)時間，直至壓縮機(jī)溫度超過閾值溫度。壓縮機(jī)溫度可以包括壓縮機(jī)入口溫度或壓縮機(jī)出口溫度。在一個示例中，溫度傳感器可以被耦接至CAC上游的冷卻回路，以估計壓縮機(jī)、冷卻液或CAC溫度。可替代地，溫度傳感器可以被耦接至CAC入口或出口，以估計壓縮機(jī)溫度。
[0051]因此，經(jīng)由除霜加熱的發(fā)動機(jī)冷卻液的直接加熱以及進(jìn)氣空氣充氣的直接加熱還能夠改善系統(tǒng)加熱器以及冷啟動排氣排放的性能。具體地，可以減少碳?xì)浠衔锘蛱紵熍欧拧?br> [0052]在320處，在確認(rèn)冷卻液溫度超過閾值之后，程序包括打開溫控閥。具體地，熱可以從空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)排放到大氣。因此，當(dāng)冷卻液(或CAC)溫度超過閾值時，溫控閥可以處于打開位置。在這種狀況期間，冷卻液能夠流過散熱器。因此，控制器可以使冷卻液泵運轉(zhuǎn)，以使冷卻液流過空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、增壓空氣冷卻器和散熱器。當(dāng)暖的冷卻液流過散熱器時，在AC系統(tǒng)冷凝器處產(chǎn)生的熱能夠被排放到環(huán)境，從而允許第一冷卻回路部件的溫度控制。例如，CAC可以保持在25-30°C處或以下。可替代地，當(dāng)外部溫度增加時，可以保持溫度僅在周圍環(huán)境之上。
[0053]可選地，在322處，如果EGR狀況滿足并且EGR被請求，程序還可以包括打開EGR閥，以啟用LP-EGR的輸送。通過打開EGR閥，可以經(jīng)由EGR通道和設(shè)置在EGR閥上游的EGR冷卻器使排氣從排氣渦輪的下游再循環(huán)至壓縮機(jī)入口?？梢曰谄谕腅GR量或流率調(diào)整EGR閥的打開。因此，在EGR被啟用之后，熱從EGR冷卻器排放到第二不同的冷卻回路。第二冷卻回路可以被耦接至EGR冷卻器，并且被進(jìn)一步耦接至發(fā)動機(jī)，但沒有被耦接至CAC (諸如圖2中的冷卻回路204)。這種熱排放允許在發(fā)動機(jī)冷啟動期間進(jìn)一步增加發(fā)動機(jī)溫度。因此，當(dāng)冷卻液溫度到達(dá)閾值時，控制器可以打開EGR閥，以便經(jīng)由EGR通道使排氣從發(fā)動機(jī)排氣裝置再循環(huán)至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣裝置，并且將熱從EGR冷卻器排放到第二冷卻回路，以使發(fā)動機(jī)升溫。
[0054]以此方式，經(jīng)由自AC系統(tǒng)冷凝器回收的能量將熱添加到CAC冷卻回路和壓縮機(jī)入口。經(jīng)由壓縮機(jī)將自除霜回收的能量傳遞給入口空氣。通過將熱添加到在第一冷卻回路中循環(huán)同時繞過散熱器的冷卻液，減少了低溫狀況期間到環(huán)境的熱損失。相反，能夠使熱轉(zhuǎn)向朝向迅速增加CAC處的溫度。這允許更早地安排EGR (與AC系統(tǒng)沒有被接合用于除霜或車廂冷卻的發(fā)動機(jī)冷啟動相比)。因此，這在更寬的發(fā)動機(jī)工況范圍內(nèi)擴(kuò)大EGR益處。參照圖4本文描述了用于升溫CAC的除霜加熱的示例使用。
[0055]盡管圖3的示例示出了加快CAC升溫的除霜加熱的伺機(jī)使用，但應(yīng)認(rèn)識到，在其他低溫狀況期間，當(dāng)除霜加熱不可用時(諸如當(dāng)AC系統(tǒng)由于操作者既沒有請求車廂冷卻也沒有請求除霜而沒有被接合時)，控制器可以利用壓縮加熱來加快CAC升溫?？刂破骺梢酝瑫r延遲EGR閥打開直至CAC充分變暖。同樣，控制器可以打開CRV，以增加加熱的空氣充氣在壓縮機(jī)兩端的再循環(huán)，從而進(jìn)一步加快低溫狀況(例如，冷啟動)期間的CAC和發(fā)動機(jī)升溫。
[0056]作為示例，在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)被接合時的低溫狀況期間，控制器可以將熱從空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)排放到增壓空氣冷卻器(即，利用除霜加熱來使CAC升溫)，而在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)沒有被接合時的低溫狀況期間，控制器可以將熱從排氣系統(tǒng)排放到增壓空氣冷卻器。因此，在兩種低溫狀況期間，延遲排氣再循環(huán)直至增壓空氣冷卻器溫度(或冷卻液溫度或壓縮機(jī)溫度)高于閾值。延遲排氣再循環(huán)包括保持EGR閥關(guān)閉，排氣再循環(huán)包括從渦輪下游到壓縮機(jī)入口的低壓排氣再循環(huán)。如在本文中所使用的，低溫狀況可以包括環(huán)境溫度低于閾值的低溫環(huán)境狀況、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度低于閾值的低溫發(fā)動機(jī)狀況和冷卻器溫度低于閾值的低溫增壓空氣冷卻器狀況中的一個或更多個。
[0057]將熱從空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)排放到增壓空氣冷卻器可以包含，使冷卻液泵運轉(zhuǎn)，并在溫控閥處于關(guān)閉位置的情況下使冷卻液流過空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和增壓空氣冷卻器，以使冷卻液繞過散熱器。與之相比，將熱從排氣系統(tǒng)排放到增壓空氣冷卻器可以包含，關(guān)閉EGR閥和耦接在渦輪兩端的廢氣門，同時打開耦接在壓縮機(jī)兩端的壓縮機(jī)再循環(huán)閥，增壓空氣冷卻器被耦接在壓縮機(jī)的下游。然而，在兩種低溫狀況期間，打開壓縮機(jī)再循環(huán)閥，以增加已升溫的進(jìn)氣空氣充氣在進(jìn)氣壓縮機(jī)兩端的再循環(huán)。
[0058]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，映射圖400描述了用于使CAC升溫的除霜加熱的示例使用。映射圖400在曲線402處描述了 CAC溫度，在曲線404處描述了 AC系統(tǒng)的狀態(tài)，在曲線406處描述了冷卻液泵運轉(zhuǎn)，在曲線412處描述了發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)，并且在曲線414處描述了耦接至第一冷卻回路(包括冷卻液泵、CAC、AC系統(tǒng)和散熱器)的溫控閥的狀態(tài)。
[0059]在tl之前，發(fā)動機(jī)可以關(guān)閉。在tl處，發(fā)動機(jī)冷啟動可以被確認(rèn)(曲線412)。在冷啟動期間，CAC溫度(曲線402)可以低于下限閾值(下限閾值，Thr_loWer)，并且冷凝以及相關(guān)問題的傾向可能較高。因此，如果任何EGR在tl處被需求，都將會延遲EGR的輸送直至CAC被充分升溫。
[0060]同樣在tl處，由于低溫狀況，車輛除霜可以被車輛操作者請求。響應(yīng)于車輛除霜狀況，AC系統(tǒng)可以在tl處被接合(曲線404)。當(dāng)AC系統(tǒng)運轉(zhuǎn)以便給車廂空氣除濕時，熱在AC系統(tǒng)冷凝器處產(chǎn)生，其中通過使冷卻液泵(曲線406)運轉(zhuǎn)將熱排放到耦接至AC系統(tǒng)的冷卻回路的冷卻液。在低溫CAC狀況期間，耦接至CAC的冷卻回路的溫控閥保持關(guān)閉(曲線414)。通過關(guān)閉該閥，停止冷卻液通過散熱器的流動。相反，冷卻液被迫流過旁路，以便減少到大氣的熱損失。通過使用溫控閥，該熱被伺機(jī)用來加快CAC升溫。具體地，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)氣空氣充氣的除霜加熱。
[0061]在tl與t2之間，進(jìn)氣空氣充氣和CAC的除霜加熱可以繼續(xù)某一持續(xù)時間，直至CAC溫度超過Thr_lower。在一個不例中，Thr_lower可以基于環(huán)境狀況,諸如環(huán)境溫度和濕度。在另一示例中，Thr_lower可以是預(yù)定值,諸如25_30°C。
[0062]在t2處，響應(yīng)于CAC溫度處在或超過Thr_lower，可以啟用EGR輸送。當(dāng)開始EGR輸送時，熱可以從EGR冷卻器排放到耦接至EGR冷卻器和發(fā)動機(jī)但沒有被耦接至CAC的第二冷卻回路內(nèi)。這允許在冷啟動期間升高發(fā)動機(jī)溫度，從而改善發(fā)動機(jī)性能和燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0063]同樣在t2處，更高的冷卻液溫度可以引起溫控閥打開。這允許通過冷卻液泵來泵送冷卻液通過散熱器。當(dāng)冷卻液流過散熱器時，熱被散失到環(huán)境，從而允許冷卻液的溫度控制。
[0064]在t3與t4之間，CAC溫度可以朝向上限閾值溫度(上限閾值，Thr_upper)移動，并且可以執(zhí)行CAC的溫度控制。上限閾值溫度可以高于下限閾值溫度。具體地，響應(yīng)于升高的CAC溫度，可以調(diào)整冷卻液泵運轉(zhuǎn)，例如，可以增加流率，以便增加熱冷卻液通過耦接至第一冷卻回路的散熱器的流動。流率可以保持經(jīng)調(diào)整后的返回值，以便將CAC溫度維持在Thr_upper之下(并且在Thr_lower之上)。因此,只要AC系統(tǒng)被接合,冷卻液泵就可以繼續(xù)運轉(zhuǎn)并被調(diào)整用于溫度控制。
[0065]在t4處，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)關(guān)閉狀況，發(fā)動機(jī)可以關(guān)閉。
[0066]應(yīng)認(rèn)識到，盡管圖4的示例建議延遲EGR輸送直至CAC被升溫，但相對于AC系統(tǒng)熱經(jīng)由散熱器排放到環(huán)境的發(fā)動機(jī)循環(huán)，能在發(fā)動機(jī)循環(huán)中更早地啟用總的EGR安排。具體地，除霜加熱允許在發(fā)動機(jī)循環(huán)中通過加快CAC加熱而更早地安排EGR。
[0067]還應(yīng)認(rèn)識到，由于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)冷凝器的具體耦接，在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)沒有運轉(zhuǎn)時(諸如當(dāng)沒有車廂冷卻或除霜的操作者請求時)的冷啟動狀況期間，壓縮加熱可以被用來使CAC升溫。其中，廢氣門可以關(guān)閉，并且由于排氣背壓導(dǎo)致的熱排放可以將足夠的熱添加到冷卻液(冷卻液還通過CAC再循環(huán))，以使CAC升溫并降低CAC冷凝的傾向。因此，可以在這些狀況期間經(jīng)由增加的壓縮機(jī)再循環(huán)和EGR來實現(xiàn)排氣回收。
[0068]在一個示例中，一種車輛系統(tǒng)包含:發(fā)動機(jī)，其包括進(jìn)氣節(jié)氣門；渦輪增壓器，其包括進(jìn)氣壓縮機(jī)和排氣渦輪；增壓空氣冷卻器，其被耦接在壓縮機(jī)的下游與節(jié)氣門的上游；以及EGR閥，其在將渦輪出口耦接至壓縮機(jī)入口的EGR通道中，EGR通道包括在EGR閥上游的EGR冷卻器。該車輛系統(tǒng)還包括空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和第一冷卻回路，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于基于操作者需求冷卻車廂空氣，第一冷卻回路被耦接至增壓空氣冷卻器、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和散熱器。溫控閥可以被布置在第一冷卻回路中。第二、不同冷卻回路可以被耦接至發(fā)動機(jī)和EGR冷卻器?？刂破骺梢员慌渲脼榫哂杏嬎銠C(jī)可讀指令，其用于:當(dāng)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)被接合并且第一冷卻回路中的冷卻液的冷卻液溫度低于閾值溫度時，在溫控閥處于關(guān)閉位置的情況下使冷卻液流過第一冷卻液回路，以使冷卻液流繞過散熱器。然后，在冷卻液溫度超過閾值溫度之后，控制器可以在溫控閥處于打開位置的情況下使冷卻液流過第一冷卻液回路，以使冷卻液流過散熱器。因此，當(dāng)冷卻液溫度低于閾值溫度時，控制器可以在EGR閥關(guān)閉的情況下使發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)，而在冷卻液溫度超過閾值溫度之后，控制器可以打開EGR閥以啟用排氣再循環(huán)，同時增加到第二冷卻回路的排氣熱排放。
[0069]以此方式，在低溫狀況期間，可以通過伺機(jī)利用通過接合的AC系統(tǒng)排放的熱使CAC升溫來加快CAC加熱。通過使熱轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)離散熱器以減少到環(huán)境的熱損失，更多的熱能夠被排放到CAC冷卻回路中的冷卻液。這允許除霜加熱被用來升溫流過CAC的進(jìn)氣空氣充氣。通過同時打開CRV，加熱的空氣充氣在壓縮機(jī)兩端的增加的再循環(huán)能夠被用來進(jìn)一步加快CAC加熱。通過加快CAC的升溫并基于CAC升溫協(xié)調(diào)EGR輸送，能夠在后CAC的冷凝傾向減少的情況下引入EGR。因此，這允許即使在低溫環(huán)境狀況期間也能獲得EGR益處，并在更寬的發(fā)動機(jī)工況范圍內(nèi)擴(kuò)大EGR益處。通過降低冷凝的風(fēng)險，能夠減少失火以及相關(guān)的NVH問題。同樣，升溫的發(fā)動機(jī)增加了車輛除霜和車廂加熱的效率，從而改善了低溫環(huán)境狀況期間的乘客舒適度?？傊纳屏说蜏貭顩r期間的發(fā)動機(jī)性能。
[0070]注意，本文中包括的示例控制和估計程序能夠與各種發(fā)動機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置一起使用。在本文中所描述的具體程序可以代表任意數(shù)量的處理策略中的一個或更多個，諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等。因此，所描述的各種動作、操作和/或功能可以以所示順序執(zhí)行、并行執(zhí)行，或者在一些情況下被省略。同樣，實現(xiàn)在本文中所描述的示例實施例的特征和優(yōu)點不一定需要所述處理順序，但是為了便于圖釋和說明而提供了所述處理順序。取決于所使用的特定策略，所示出的動作、操作和/或功能中的一個或更多個可以被重復(fù)執(zhí)行。另外，所描述的動作、操作和/或功能可以圖形地表示被編入發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)的非臨時性存儲器的代碼。
[0071]應(yīng)認(rèn)識到，在本文中所公開的配置和程序本質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實施例不被認(rèn)為是限制性的，因為許多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應(yīng)用于V-6、1-4、1-6、V-12、對置4缸和其它發(fā)動機(jī)類型。本公開的主題包括在本文中所公開的各種系統(tǒng)和配置和其它的特征、功能和/或?qū)傩缘乃行路f的和非顯而易見的組合和子組合。
[0072]下面的權(quán)利要求特別指出被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可以涉及“一個”要素或“第一”要素或其等同物。應(yīng)當(dāng)理解，這樣的權(quán)利要求包括納入一個或更多個這樣的要素，既不要求也不排除兩個或更多個這樣的要素。所公開的特征、功能、要素和/或?qū)傩缘钠渌M合和子組合可以通過本申請權(quán)利要求的修改或通過在本申請或相關(guān)申請中新的權(quán)利要求的提交來要求保護(hù)。這樣的權(quán)利要求，無論是比原權(quán)利要求范圍更寬、更窄、相同或不同，均被認(rèn)為包含在本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于發(fā)動機(jī)的方法，其包含: 在車輛除霜狀況期間，接合空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并將熱從所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)排放到第一冷卻回路同時繞過散熱器，所述第一冷卻回路被耦接至所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、增壓空氣冷卻器和散熱器，但沒有被耦接至所述發(fā)動機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述車輛除霜狀況包括所述第一冷卻回路中的冷卻液的溫度低于閾值，并且其中在所述車輛除霜狀況期間，所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)與所述散熱器之間的溫控閥處于關(guān)閉位置中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中將熱排放到所述第一冷卻回路同時繞過所述散熱器包括，使所述第一冷卻回路的冷卻液泵運轉(zhuǎn)以便經(jīng)由不包括所述散熱器的旁路使冷卻液流過所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和所述增壓空氣冷卻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)期間，熱經(jīng)由所述冷卻液從所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)傳遞到所述增壓空氣冷卻器，并從所述增壓空氣冷卻器傳遞到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣空氣充氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其還包含，當(dāng)將熱排放到所述第一冷卻回路時，打開耦接在進(jìn)氣壓縮機(jī)兩端的壓縮機(jī)再循環(huán)閥，以使加熱的進(jìn)氣空氣充氣在所述壓縮機(jī)兩端再循環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其還包含，當(dāng)冷卻液溫度超過所述閾值時，將熱從所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)排放至大氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中當(dāng)冷卻液溫度超過所述閾值時，所述溫控閥處于打開位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中將熱從所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)排放至大氣包含，使所述冷卻液泵運轉(zhuǎn)以使冷卻液流過所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、所述增壓空氣冷卻器和所述散熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其還包含，在所述車輛除霜狀況期間，保持EGR閥關(guān)閉直至所述冷卻液溫度超過所述閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述EGR閥被耦接至低壓EGR通道中的EGR冷卻器的下游，所述EGR冷卻器被耦接至包括所述發(fā)動機(jī)的第二、不同的冷卻回路，所述第二冷卻回路不包括所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其還包含，當(dāng)所述冷卻液溫度達(dá)到所述閾值時，打開所述EGR閥以便經(jīng)由所述EGR通道使排氣從發(fā)動機(jī)排氣裝置再循環(huán)至發(fā)動機(jī)進(jìn)氣裝置，以及將熱從所述EGR冷卻器排放到所述第二冷卻回路以使所述發(fā)動機(jī)升溫。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述閾值基于環(huán)境濕度、環(huán)境溫度和增壓空氣冷卻器溫度中的一個或多個。
13.—種車輛系統(tǒng)，其包含: 發(fā)動機(jī)，其包括進(jìn)氣節(jié)氣門； 渦輪增壓器，其包括進(jìn)氣壓縮機(jī)和排氣渦輪； 增壓空氣冷卻器，其被耦接在所述壓縮機(jī)的下游與所述節(jié)氣門的上游； 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于基于操作者需求冷卻車廂空氣； 第一冷卻回路，其被耦接至所述增壓空氣冷卻器、所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和散熱器； 溫控閥，其在所述第一冷卻回路中；以及 控制器，其具有計算機(jī)可讀指令，用于: 當(dāng)所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)被接合并且所述第一冷卻回路中的冷卻液的冷卻液溫度低于閾值溫度時，在所述溫控閥處于關(guān)閉位置的情況下使冷卻液流過所述第一冷卻液回路，以使冷卻液流繞過所述散熱器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還包括指令，其用于: 在所述冷卻液溫度超過所述閾值溫度之后，在所述溫控閥處于打開位置的情況下使冷卻液流過所述第一冷卻液回路，以使冷卻液流過所述散熱器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其還包含: EGR閥，其在將所述渦輪的出口耦接至所述壓縮機(jī)入口的EGR通道中，所述EGR通道包括在所述EGR閥上游的EGR冷卻器；以及 第二不同的冷卻回路，其被耦接至所述發(fā)動機(jī)和所述EGR冷卻器； 其中所述控制器還包括指令，用于: 當(dāng)所述冷卻液溫度低于所述閾值溫度時，在所述EGR閥關(guān)閉的情況下使所述發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)；以及 在所述冷卻液溫度超過所述閾值溫度之后，打開所述EGR閥以啟用排氣再循環(huán)，同時增加到所述第二冷卻回路的排氣熱排放。
16.—種發(fā)動機(jī)方法,其包含: 在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)被接合時的低溫狀況期間，將熱從所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)排放到增壓空氣冷卻器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其還包含: 在所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)沒有被接合時的低溫狀況期間，將熱從排氣系統(tǒng)排放到所述增壓空氣冷卻器；以及 在兩種低溫狀況期間，延遲排氣再循環(huán)直至增壓空氣冷卻器溫度高于閾值，并且其中所述低溫狀況包括環(huán)境溫度低于閾值的低溫環(huán)境狀況、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度低于閾值的低溫發(fā)動機(jī)狀況和冷卻器溫度低于閾值的低溫增壓空氣冷卻器狀況中的一個或多個。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中將熱從所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)排放到所述增壓空氣冷卻器包含，使冷卻液泵運轉(zhuǎn)，并在溫控閥處于關(guān)閉位置的情況下使冷卻液流過所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和所述增壓空氣冷卻器，以使冷卻液繞過散熱器；并且其中將熱從所述排氣系統(tǒng)排放到所述增壓空氣冷卻器包含，關(guān)閉EGR閥和耦接在所述渦輪兩端的廢氣門，同時打開耦接在壓縮機(jī)兩端的壓縮機(jī)再循環(huán)閥，所述增壓空氣冷卻器被耦接在所述壓縮機(jī)的下游。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中延遲排氣再循環(huán)包括保持EGR閥關(guān)閉，所述排氣再循環(huán)包括從渦輪下游到壓縮機(jī)入口的低壓排氣再循環(huán)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其還包含，在兩種低溫狀況期間，打開壓縮機(jī)再循環(huán)閥，以增加已升溫的進(jìn)氣空氣充氣在進(jìn)氣壓縮機(jī)兩端的再循環(huán)。
【文檔編號】B60H1/06GK104373261SQ201410397689
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】J·N·阿勒瑞, R·戈帕爾, S·卡特拉格達(dá) 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司