专利名称：柴油机燃料冷却系统与控制策略的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及柴油机燃料冷却系统及控制策略。
技术背景柴油机共轨燃料喷射系统已经使柴油发动机运行的燃料效率提高，噪音降低，且 排放减少。柴油机共轨燃料喷射系统首先在中心蓄压管中使燃料在高压下加压，然后 输送燃料到各个电控喷射阀/电控喷射器。加压的燃料用于燃烧与喷射器搡作。此外， 燃料也用于冷却与润滑泵设备。这提供了高喷射压力，在某些情况中，在较宽工况范 围上，提供25，000psi以上的高压。共轨喷射系统可以允许每次发动机循环达到5次 喷射。然而，与共轨燃料喷射系统关联的一个问题是增加到燃料上的热量没有用于燃 烧。例如，未燃/回流燃料的温度可以达到140°C。升高的燃料温度会造成燃料泵效率 和耐用性的降低，塑料和橡胶的劣化，且在燃料系统中需要碳氢化合物捕集器 (hydrocarbon traps)。多种冷却系统可以用于冷却回流燃料以解决上述问题。在美国专利6,868, 838中描述了 一种用于柴油机喷射系统的燃料冷却系统。该系 统包括两个冷却装置，用于冷却从共轨燃料喷射系统回流到燃料箱的未喷射燃料。第 一冷却装置(水/燃料热交换器)定位于发动机下游；第二冷却装置(空气/燃料热交 换器)定位于第一冷却装置的下游。控制装置控制冷却系统中的各种阀的位置以确定 回流燃料流路。取决于阀的位置，回流燃料可以通过或绕过冷却装置中的任何一个。 这会导致多种燃料冷却程度。控制装置基于环境温度和发动机转速控制阀。例如，在 较低环境温度下，大约-20。C,且发动机转速适中时，因为不要求燃料冷却，控制单 元控制阀处于使回流燃料绕过两个冷却装置的位置。同样，在较高的外部环境温度下， 大约80。C,且发动机转速较高时，因为需要回流燃料的最大冷却，控制单元控制阀处 于使回流燃料通过两个冷却装置的位置。此外，在热的环境温度下，大约40。C,且发 动机转速较低时，因为需要回流燃料的适中冷却，控制单元控制阀处于使回流燃料绕 过第一冷却装置但通过第二冷却装置的位置。然而，本发明的发明人已认识到上述方法的几个问题。例如，两个冷却装置结合 多个控制阀的使用会提高系统机械或电气劣化的可能性，因此在一些工况下可以导致 不适当的冷却。此外，通过不同阀位置的协调，很难足够精确地控制回流燃料温度。发明内容本发明人已经认识到通过提供一种用于柴油发动机系统的燃料冷却系统可至少 部分地解决这样的问题，该柴油发动机系统具有一组内燃汽缸、燃料储存箱，及共轨燃料喷射系统，该燃料冷却系统包括(1)燃料分配回路，该燃料分配回路用于从燃料储存箱中输送燃料到共轨燃料喷射系统以喷射到发动机汽缸中；(2)燃料再循环回路，该燃料再循环回路用于输送从共轨燃料喷射系统中回流的未喷射燃料回到燃料储存箱；(3)用于检测燃料温度的温度传感器；(4)用于冷却燃料的燃料-冷却剂 热交换系统，其中该燃料-冷却剂热交换系统包括冷却剂储存器、电动冷却剂泵，及 热交换器；(5)用于控制电动冷却剂泵操作的装置；(6)连接到燃料-冷却剂热交 换系统的空气-冷却剂热交换系统，用于冷却燃料-冷却剂热交换系统中的冷却剂，其 中空气-冷却剂热交换系统暴露于车辆冲压空气中，且包括热交换器和冷却风扇；(7) 及用于控制冷却风扇的装置。在一些实施例中，控制冷却剂泵和冷却风扇的控制装置可以通过控制系统提供， 如发动机控制单元，其中泵和冷却风扇的控制随车辆工况的改变而改变。在一些实施例中，燃料冷却系统可能包含有用于执行温度传感器诊断的例程。在 一些其他实施例中，若在温度传感器不适当工作情况下，燃料冷却系统还能切换到用 于控制冷却剂泵和/或用于控制冷却风扇的温度传感器劣化时执行的策略，或温度传 感器劣化策略(degradation strategy)。通过除燃料-冷却剂热交换系统之外，还提供空气-冷却剂热交换系统，燃料冷却 系统可以实现只通过燃料-冷却剂热交换系统不可能完成的附加的冷却。此外，通过 冷却风扇和冷却剂泵的协调控制，可以制定适应于车辆工况的适当的冷却以实现改进 的燃料冷却与性能。例如，当车辆冲压空气不充足时，例如车辆以低发动机转速运行 时或当车辆冲压空气由于例如物理阻塞受阻碍时，燃料冷却系统可以提供补充的冷 却。最后，通过提供燃料温度传感器劣化策略，燃料冷却系统可以减少燃料系统关闭， 且即使在燃料温度传感器劣化的情况下，可以提供必要的冷却。
图l是示例燃料冷却系统的系统框图；图2是示例燃料冷却系统的另一系统框图；图3是示出是运行温度传感器劣化策略还是常规控制策略的选择的流程图;图4是示出冷却剂泵控制策略的流程图；图5是示出发动机风扇控制策略的流程图；图6是示出用于控制冷却剂泵的温度传感器劣化策略的流程图；图7是示出用于控制冷却风扇的温度传感器劣化策略的流程图；图8是示出扭矩减少搡作的流程图；具体实施方式
图1示出用于柴油发动机系统的示例燃料冷却系统，该柴油发动机系统具有一组 内燃发动机汽缸100;用于储存燃料的燃料储存箱102;燃料分配回路104,共轨燃 料喷射系统106,燃料再循坏回路108,温度传感器110,燃料-冷却剂热交换系统112, 空气-冷却剂热交换系统114,发动机控制单元116,压力传感器，各种传感器，及各 种致动器(未示出)。
在该示例实施例中，燃料流出燃料储存箱102,通过燃料分配回路104，且通过 共轨燃料喷射系统106。燃料然后从共轨燃料喷射系统106流进发动机汽缸100以通 过喷射器(未示出)喷射。未喷射燃料从共轨燃料喷射系统106行进，通过燃料再循 环回路108,然后回到燃料储存箱102。燃料-冷却剂热交换系统112定位于燃料再循 环回路108的路径中用于冷却回流到燃料储存箱102的未喷射燃料，且连接到空气-冷却剂热交换系统114并由空气-冷却剂热交换系统114冷却。
温度传感器IIO定位于燃料再循环回路108的路径中用于检测燃料温度。压力传 感器定位于燃料分配回路104和共轨燃料喷射系统106中。发动机控制单元116连接 到温度传感器IIO、压力传感器、燃料-冷却剂热交换系统112、空气-冷却剂热交换 系统114，及各种其他传感器和致动器(未示出)。在此实施例中，还参考图l,燃 料储存箱102具有第一开口，该第一开口为在燃料储存箱102中的燃料流进燃料分配 回路104的低压燃料管路(未示出)提供通道；具有第二开口，该第二开口为从燃料 再循环回路108的回流燃料管路(未示出)中回流的燃料提供通道。
虽然燃料储存箱102可以具有开口用于接收通过燃料再循环回路108来自共轨燃 料喷射系统106中的未喷射燃料，但在其他实施例的燃料流路中，未喷射燃料可能不 回流到燃料储存箱，例如，未喷射燃料直接循环回到共轨燃料喷射系统106。燃料储 存箱也可以具有开口和/或装置用于接收从燃料分配回路中回流的剩余燃料，例如， 当发动机空转或低转速运行时，从燃料储存箱102中输送到燃料分配回路104中的燃 料多于驱动发动机汽缸所要求的燃料。以此方式，燃料从燃料分配回路1(M通过例如 压力调节器，再循环回到燃料储存箱102。
燃料分配回路104包括低压燃料泵(未示出)，用于从燃料储存箱102中泵出燃 料；低压燃料管路，用于从燃料储存箱102中输送出低压燃料；燃料过滤器(未示出) 定位于低压燃料管路的路径中，用于过滤燃料。如上所述，在一些实施例中，燃料分 配回路104可能具有装置使剩余燃料回流到燃料储存箱IO乙在一些实施例中，燃料 分配回路104也可能包括各种泵、过滤器、调节器、旁路、阀、仪表、传感器、控制 装置、致动器等。
共轨燃料喷射系统106 —端连接到燃料分配回路l(M，另一端连接到发动机汽釭 IOO及燃料再循环回路108。喷射系统106包括用于对共轨燃料喷射系统106中的燃 料加压的高压燃料泵(未示出)和用于输送加压燃料到共轨(未示出)中的高压燃料 管路(未示出)，其中加压燃料储存在共轨中。喷射系统106还包括压力调节器(未示出)，该压力调节器定位于高压燃料管路与回流燃料管路之间，用于调节在高压燃 料管路中的燃料压力。此外，共轨燃料喷射系统106还包括燃料喷射器(未示出)， 用于喷射加压燃料到发动机汽缸100中。共轨燃料喷射系统106也可能具有其他配置。 例如，共轨燃料喷射系统可以包括用于检测燃料压力和温度的附加的压力和/或温度 传感器，可以包括用于控制燃料压力的附加的压力调节器，及可以包括用于控制燃料 喷射进入发动机汽缸的装置。
燃料再循环回路108接收来自燃料喷射器的未喷射燃料且使未喷射的回流燃料回 流到燃料储存箱102。燃料再循环回路108还包括回流燃料管路，用于输送未喷射燃 料。燃料再循环回路108还通过压力调节器连接到共轨燃料喷射系统106的高压燃料 管路。压力调节器可以包括一个或多个阀/装置，用于在一定工况下使高压燃料管路 中的燃料流到回流燃料管路。例如，当在高压燃料管路中的燃料压力太高时，压力调 节器的阀/装置将允许燃料从高压燃料管路流到回流燃料管路中。
虽然在此实施例中仅为燃料再循环回路提供一条管路，即回流燃料管路，但可也 以提供多条管路。循环回路也可以这样的方式配置，例如该循环回路可以从燃料分配 回路104接收循环燃料。也可能如上所述，参考燃料储存箱配置，燃料再循环回路 108可以不用来使来自共轨燃料喷射系统106的未喷射燃料回流到燃料储存箱102, 但燃料再循环回路108用来使未喷射燃料直接循环回到共轨燃料喷射系统106中。此 外，燃料再循环回路108还可以用来使未喷射燃料的一部分回到燃料储存箱102, 而未喷射燃料的另一部分直接回到共轨燃料喷射系统106。
燃料-冷却剂热交换系统112可以定位于燃料再循环回路108的回流燃料管路的 路径中，用于冷却来自共轨燃料喷射系统106的回流燃料。燃料-冷却剂热交换系统 112可以包括用于储存燃料-冷却剂热交换系统112中的冷却剂的冷却剂储存器112a， 用于泵送燃料-冷却剂热交换系统112中的冷却剂的冷却剂泵112b，及用于在回流燃 料管路中的回流燃料与燃料-冷却剂热交换系统112中的冷却剂之间换热的燃料-冷 却剂热交换器112c。冷却剂在燃料-冷却剂热交换系统112中循环用于冷却燃料。虽 然在此实施例中仅提供了一个燃料-冷却剂热交换系统，但也可以提供多个燃料-冷却
剂热交换系统。也可能i燃料分配回路中设置一个或多个燃料-冷却剂热交换系统。
虽然在此实施例中仅有一个燃料-冷却剂热交换系统连接到一个空气-冷却剂热交换 系统，但在其他实施例中其他的设置中也可以提供适当的燃料冷却。例如， 一个燃料 -冷却剂热交换系统可以连接到多个空气-冷却剂热交换系统，或多个燃料-冷却剂热 交换系统可以连接到多个空气-冷却剂热交换系统等。
空气-冷却剂热交换系统114可以连接到燃料-冷却剂热交换系统112。空气-冷却 剂热交换系统114包括空气-冷却剂热交换器114a,车辆冲压空气lMb,及冷却风扇 114c。空气-冷却剂热交换器114a用来在空气与冷却剂之间换热。气流(如虛线所示) 可以用于冷却冷却剂。当车辆在行进时，气流l"d可以由车辆冲压空气l"b产生和/或当冷却风扇114c打开时，气流114e可以由冷却风扇114c产生。如上参考图1的 燃料-冷却剂热交换系统所述，在一些实施例中也可能具有空气-冷却剂热交换系统的 其他的设置。例如，若干空气-冷却剂热交换系统可以连接到燃料-冷却剂热交换系统 等。
冷却风扇114c可以连接到发动机和/或散热器，且也可以通过散热器使空气循环 以冷却发动机冷却剂，如在此实施例中，冷却风扇114c也可以是单独的风扇。若冷 却风扇通过散热器调节气流，风扇转速和运转也可以响应于发动机温度，如基于发动 机冷却剂温度，散热器温度等调节。
压力传感器定位在低压燃料管路与共轨燃料喷射系统106的共轨中，用于检测在 这些位置的燃料压力。在其他实施例中可能不使用压力传感器，或也可以包括多个压 力传感器位于多个位置，及包括一个或多个其他类型的传感器，如车速传感器。
温度传感器110定位于回流燃料管路中，用于检测从共轨燃料喷射系统106中回 流的回流燃料的燃料温度。在此实施例中，温度传感器连接到发动机控制单元116上。 温度传感器也可以定位于沿燃料路径的其他位置。此外，可以使用位于不同位置的多 个传感器。例如，传感器可以定位于沿燃料路径的不同位置，沿冷却剂路径的不同位 置，在空气-冷却剂热交换系统中的不同位置，在发动机汽缸中等。在其他实施例中， 温度传感器也可能与发动机控制单元物理上分离，例如，温度传感器可能通过无线装 置，如红外信号与发动机控制单元通讯。
在此实施例中，仅有一个压力调节器定位于高压燃料管路与燃料再循环回路108 的回流燃料管路之间，然而，可能具有几个压力调节器位于燃料冷却系统的不同位置 处，用于调节燃料压力。
发动机控制单元116连接到温度传感器110、冷却剂泵112b、冷却风扇114c、压 力调节器，和各种其他传感器与各种其他致动器(例如，低压燃料泵、高压燃料泵、 压力传感器，这些来示出)。在一些实施例中，发动机控制单元可以连接到各种其他 的泵、传感器、控制装置、节流阀、阀等。虽然在此实施例中仅提供一个冷却剂泵和 一个冷却剂风扇，但也可以提供多个冷却剂泵和/或多个冷却风扇。
图2示出另一个用于柴油内燃发动机系统的示例燃料冷却系统。燃料冷却系统可 以包括一组发动机汽缸200、用于储存燃料的燃料储存箱202、共轨燃料喷射系统206、 燃料再循环回路208、温度传感器(未示出)、燃料-冷却剂热交换系统212、空气-冷却剂热交换系统214、发动机控制单元、各种传感器，及各种致动器(未示出)。
燃料储存箱202具有第一开口 ，该第一开口为燃料流进燃料分配回路204提供通 道。燃料储存箱具有第二开口，该第二开口为在一定工况下燃料从燃料分配回路204 中回流提供通道。
燃料分配回路204包括底盘燃料泵/过滤器2(Ma，用于从燃料储存箱202中泵出 燃料且用于对燃料加压；压力调节器2(Mb,用于调节加压燃料的压力；主发动机过滤器204c,用于在燃料进入共轨燃料喷射系统206之前过滤燃料。在其他示例中， 燃料分配回路204也可能包括各种其他的泵、过滤器、调节器、旁路、阀、仪表、传 感器、控制装置，致动器等。
共轨燃料喷射系统206 —端连接到燃料分配回路204,第二端连接到发动机汽缸 200,且第三端连接到燃料再循环回路208。共轨燃料喷射系统206可以包括附加的 压力和/或温度传感器，用于检测燃料压力与温度，且可以包括附加的压力调节器， 用于控制燃料压力，可以包括用于控制喷射燃料进入发动机汽缸的装置。
燃料再循环回路208两端都连接到共轨燃料喷射系统206,且包括再循环过滤器 208a。在一端，燃料再循环回路208从共轨燃料喷射系统206中接收未喷射燃料；在 另一端，燃料再循环回路208使燃料再循环回到共轨燃料喷射系统206中。
温度传感器定位于燃料再循环回路208的路径中与燃料储存箱中。
燃料-冷却剂热交换系统212定位于燃料再循环回路208的路径中，用于冷却未 喷射燃料，且燃料-冷却剂热交换系统212与空气-冷却剂热交换系统214连接并由空 气-冷却剂热交换系统214冷却。
空气-冷却剂热交换系统214连接到燃料-冷却剂热交换系统212,用于冷却在燃 料-冷却剂热交换系统212中的冷却剂。空气-冷却剂热交换系统214包括空气-冷却 剂热交换器214a、车辆冲压空气214b、及冷却风扇214c。空气-冷却剂热交换器214a 用来在空气与冷却剂之间换热。气流(如虛线所示)可以用来冷却冷却剂。当车辆在 运行时，气流214d可以由车辆冲压空气214b产生和/或当冷却风扇21化打开时，气 流214e可以由冷却风扇214c产生。
发动机控制单元连接到温度传感器、燃料-冷却剂热交换系统212、空气-冷却剂 热交换系统214,及各种其他传感器与致动器(未全部示出)。
在燃料储存箱202中的燃料流进燃料分配回路204中，然后进入共轨燃料喷射系 统206,最后进入发动机汽缸200以喷射。此外，为在燃料分配回路204中的燃料流 回到燃料储存箱202提供通道。例如，当发动机空转或以低转速运行时，输送到燃料 分配回路204中的燃料多于发动机的需求，燃料从燃料分配回路2(M通过旁路，例如， 压力调节器204b(将在下文进一步描述)和/或底盘燃料泵/过滤器2(Ma(将在下文将 进一步描述)循环回到燃料储存箱202。共轨燃料喷射系统206的未喷射燃料通过燃 料再循环回路208,没有首先通过燃料储存箱202,循环回流到共轨燃料喷射系统"6。 虽然未喷射燃料没有从共轨燃料喷射系统206回流到燃料储存箱202,但这可能存在
其他实施例中，如图l所示。
如图1所述的燃料冷却系统的各种实施例，及其如上所述涉及到图1的优点在此 应用到图2。
对于上述示例系统可以做各种修改或调整。例如，燃料储存箱可具有开口，用于 接收来自共轨燃料喷射系统中的未喷射燃料，和/或燃料储存箱可具有开口，用于接收来自燃料分配回路剩余的燃料。燃料分配回路可以包括一个或多个温度传感器、压 力传感器、及各种其他的泵、过滤器、旁路、阀、仪表、传感器、控制装置、致动器 等。燃料分配回路可以包括一条或多条管路。此外，共轨燃料喷射系统可以包括一个 或多个温度传感器、压力传感器、及各种其他的泵、过滤器、旁路、阀、仪表、传感 器、控制装置、致动器等。燃料再循环回路可以使燃料再循环回到燃料储存箱和/或 直接回到共轨燃料喷射系统。燃料再循环回路可以连接到一个或多个燃料-冷却剂热 交换系统。燃料再循环回路也可以包括一个或多个过滤器、泵。燃料再循环回路可以 包括一条或多条管路。
在一个示例中，冷却风扇也可以连接到发动机散热器，通过散热器使空气循环以 冷却发动机冷却剂和/或发动机。或者，冷却风扇可以是与发动机冷却风扇分离的风 扇，可以用于冷却燃料-冷却剂热交换系统中的冷却剂，而没有冷却发动机或散热器/ 发动机冷却剂。可以提供一个或多个燃料-冷却剂热交换系统。燃料-冷却剂热交换系 统可以定位于燃料再循环回路中，和/或在燃料分配回路中，和/或在沿燃料流路的其 他位置处。此外，可以提供一个或多个燃料-冷却剂热交换系统。 一个或多个空气-冷却剂热交换系统连接到燃料-冷却剂热交换系统也是可能的。
燃料冷却系统可以不包括压力传感器，包括一个压力传感器，或包括多个压力传 感器。压力传感器可以位于不同位置，如在共轨燃料喷射系统中的共轨中，在燃料储 存箱中，在燃料喷射器中等。燃料冷却系统可以包括一个或多个温度传感器。温度传 感器可以位于不同位置上，用于检测温度，如在燃料储存箱中，在燃料分配回路中， 在共轨燃料喷射系统中，在燃料再循环回路中等。
控制单元可以是发动机控制单元或可以是与发动机控制单元分开的单元。控制单 元配置为发送和接收来自各种传感器的信号，如温度传感器和压力传感器。控制单元 也可以连接到各种泵，并控制各种泵的操作，如冷却剂泵，和连接到各种风扇，并控 制各种风扇的操作，如发动机冷却风扇。控制单元也可以从各种其他的传感器、泵、 致动器和阀等接收信息。
以下在流程图中描述的具体例程可以表示处理策略，如事件驱动、中断驱动、多 任务、多线程等中的一个或多个。此外，所述的各种动作或功能可以按所述顺序执行， 并行执行，或在一些例子中省略。类似地，处理的顺序不是实现这里描述的示例实施 例的特征和优点所必需的，但提供是为了描述和说明的方便。虽然未明确描述，但在 发动机运行期间，取决于使用的具体策略可以重复地执行所述动作或功能。此外，这 些图形可以用图形表示编程到控制器或控制系统中的计算机可读存储媒体中的代码。
图3至图8示出用于控制燃料温度的示例例程的高级流程图，该例程可以在车辆 控制系统，如发动机控制单元(ECU)，或在燃料冷却系统中执行，如图1至图2所 示。
图3示出用于燃料温度控制的温度传感器劣化策略或常规控制策略的选择的示例例程的高级流程图。具体地，该例程示出在燃料冷却系统中控制燃料温度的策略的选 择。首先，在300,发动机控制单元(ECU)运行基本输入/输出系统(BIOS)，并确定 在各种车辆工况下，如点火打开发动机起动(KOEO),点火打开发动机运转(KOER),或 继续发动机运行(CONT)，是否有任何温度传感器劣化的指示，例如但不限于接地短路、 负载短路、或开路；或确定是否由于燃料温度太高，而有任何发动机扭矩减少(engine torque truncation)。若ECU确定温度传感器劣化，或由于过高的燃料温度而发生 的发动机扭矩减少，则在310, ECU启动诊断测试代码(DTC)。另一方面，若ECU没有 检测到温度传感器劣化或发动机扭矩减少的任何指示，那么在312, ECU不执行附加 的动作，而继续执行用于控制燃料温度的常规控制策略。在310ECU启动诊断测试代 码(DTC)之后，在314， ECU确定是否有温度传感器劣化。若ECU确定有温度传感器劣 化，则在316, ECU越过用于燃料温度控制的常规控制策略并运行用于燃料温度控制 的温度劣化策略(见图6-图7)。另一方面，若ECU确定没有温度传感器劣化，则在 318， ECU不执行附加的动作，而继续执行用于燃料温度控制的常规控制策略(见图 4-图5)。
图4示出常规冷却剂泵控制策略的示例例程的高级流程图。首先，在400,发动 机控制单元确定燃料温度Tfu是否大于可校准闽值A (例如大约50°C)。若发动机控 制单元确定！Vu大于阈值A,则在410,发动机控制单元打开冷却剂泵。另一方面，若 发动机控制单元确定T"不大于阈值A,则在412，发动机控制单元不执行附加动作(或
降低发动机转速或扭矩)。
图5示出运行常规发动机冷却风扇控制策略的示例例程的高级流程图。首先，在 500,发动机控制单元确定燃料温度T"是否大于可校准阀值B (例如大约70°C)且车 速(VS)是否小于可校准阈值C。若发动机控制单元确定Tru大于阈值B且VS小于阈 值C,则发动机控制单元基于T"控制发动机冷却风扇。例如，当L大于期望值时， 发动机控制单元可以启动风扇或提高风扇转速，当Tru小于期望值时可以关闭风扇或 降低风扇转速。另一方面，若发动机控制单元确定T^大于阈值B且VS小于阈值C为 否，因为T"不大于阈值B或因为VS不小于阈值C,则发动机控制单元要求最小可校 准风扇转速。例如，最小风扇转速可以是基于发动机转速的可校准的最小风扇转速。
图6是示出运行用于控制冷却剂泵的温度传感器劣化策略的示例例程的高级流程 图。具体地，在600， ECU确定燃料温度传感器劣化(例如通过图3所述的例程)。 在610确定进气温度是否大于可校准阈值D。若燃料温度传感器发生故障且进气温度 大于可校准阔值D,则在612, ECU启动冷却剂泵(或提高冷却剂泵的转速或扭矩)。 另外，若ECU确定燃料温度传感器已经劣化且进气温度大于可校准阈值D为否，因为 温度传感器没有劣化，或因为进气温度不大于阈值D,则在614, ECU关闭冷却剂泵 (或降低冷却剂泵的扭矩或转速)。
图7是用于控制发动机冷却风扇的温度传感器劣化策略的示例例程的高级流程图。具体地，在700, ECU确定燃料温度传感器劣化(例如通过图3所述的例程)且 在710确定车速(VS)小于可校准阈值E。若燃料温度传感器已经发生故障且VS小 于可校准阈值E,则在712, ECU通过查找可校准风扇转速对发动机转速表基于发动 机转速控制发动机冷却风扇。另外，当燃料温度传感器没有劣化或VS不小于可校准 阈值E时，则在714, ECU不执行动作。
若温度传感器已经劣化，本策略基于入口空气温度推断燃料温度以确定是否打开 /关闭冷却剂泵。若燃料温度随冷却剂泵打开而继续上升，则粘性风扇提供附加的冷 却。
图8示出用于执行扭矩减少操作的示例例程的流程图。具体地，在800,发动机 控制单元(ECU)确定燃料温度匸是否大于可校准温度阀值F (例如大约105°C)。 若Tru大于阈值F,则在810， ECU例如通过燃料温度传感器逻辑执行发动机扭矩减少。 另外，若L不大于阈值F,则在812, ECU不执行附加的动作。若在810ECU执行发动 机扭矩减少，则在814， ECU运行温度传感器的诊断测试代码。发动机扭矩可以用多 种方式减少，例如减少燃料喷射量，改变(例如延迟)喷射正时，增加节流，及各种 其他方法。
通过提供装置以独立地控制冷却剂泵与发动机冷却风扇，对于特定工况，燃料冷 却系统能在更大范围上更精确地控制燃料温度。例如，当燃料温度在特定的可校准阈 值A以上，例如在约50。C以上时，发动机控制单元调整冷却剂泵。当燃料温度在另 一个可校准闽值B之上，例如在约70。C之上，且车速小于可校准阀值C时，发动机 控制单元基于燃料温度控制发动机冷却风扇。另外，发动机控制单元控制发动机冷却 风扇以使可校准转速最小。此外，当燃料温度过高，例如在105。C以上时，通过提供 用于执行发动机扭矩减少的装置，燃料冷却系统可以进一步控制回流燃料温度。最后， 当燃料温度传感器劣化时，通过除提供常规策略之外还提供燃料温度传感器劣化策 略，燃料冷却系统也可以提供必要的冷却。且通过提供用于燃料温度传感器的诊断测 试代码，燃料冷却系统可以适时地检测燃料温度传感器的任何劣化且运行燃料温度传 感器劣化策略。
本申请的权利要求特别地指出视为新颖的与非显而易见的特定组合与子组合。这 些权利要求可以涉及到"一个"元素或"第一"元素或等价物。这种权利要求应该被 理解为包括一个或多个这样的元素的组合，既不要求也不排除两个或多个这样的元 素。所公开的特征、功能、元素，和/或属性的其他组合和子组合可以通过现有权利 要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。这样的权利 要求，无论范围更宽，更窄，相等，或不同于原权利要求，都可以认为包括在本申请 的主题之内。
权利要求
1.一种用于柴油内燃发动机系统的燃料冷却系统，所述柴油内燃发动机系统具有一组发动机汽缸，燃料储存箱，及共轨燃料喷射系统，所述燃料冷却系统包括燃料分配回路，所述燃料分配回路用于从所述燃料储存箱中输送燃料到所述发动机汽缸；用于使未喷射燃料再循环的燃料再循环回路；用于检测燃料温度的温度传感器；用于冷却所述燃料的燃料-冷却剂热交换系统，其中所述燃料-冷却剂热交换系统包括冷却剂储存器，电动冷却剂泵，及热交换歧管；用于控制所述电动冷却剂泵操作的装置；连接到所述燃料-冷却剂热交换系统的空气-冷却剂热交换系统，用于冷却在所述燃料-冷却剂热交换系统中的冷却剂，其中所述空气-冷却剂热交换系统暴露于车辆冲压空气中，且包括热交换歧管及冷却风扇；及用于控制所述冷却风扇的装置。
2. 如权利要求l所述的燃料冷却系统，其特征在于，用于控制所述冷却风扇的 所述装置调整所述冷却风扇的转速。
3. 如权利要求l所述的燃料冷却系统，其特征在于，所述冷却风扇是连接到发 动机散热器，用于冷却发动机冷却剂的发动机冷却风扇。
4. 如权利要求l所述的燃料冷却系统，其特征在于，所述燃料冷却系统还包括 沿燃料流路的多个位置处的多个温度传感器。
5. 如权利要求l所述的燃料冷却系统，其特征在于，所述燃料冷却系统还包括 调节燃料压力的压力调节器。
6. 如权利要求5所述的燃料冷却系统，其特征在于，所述压力调节器使燃料从 高压燃料管路流到所述燃料再循环回路的回流燃料管路。
7. 如权利要求l所述的燃料冷却系统，其特征在于，所述燃料再循环回路使未 喷射燃料再循环回到所述燃料储存箱。
8. 如权利要求1所述的燃料冷却系统，其特征在于，所述燃料再循环回路使未 喷射燃料再循环回到所述共轨燃料喷射系统而没有首先通过所述燃料储存箱。
9. 如权利要求l所述的燃料冷却系统，其特征在于，所述燃料-冷却剂热交换系 统定位于从所述共轨燃料喷射系统回流的未喷射燃料的路径中。
10. —种用于对具有共轨燃料喷射系统的柴油发动机系统冷却燃料的方法，所述 共轨燃料喷射系统具有冷却剂泵和冷却风扇，所述方法包括使来自发动机的回流燃料通过燃料-冷却剂热交换系统来冷却所述燃料， 通过控制所述冷却剂泵和/或所述冷却风扇调整所述燃料的冷却。
全文摘要
本发明涉及柴油内燃发动机系统的燃料冷却系统及其控制策略，该柴油内燃发动机系统具有一组发动机汽缸，燃料储存箱，及共轨燃料喷射系统，该燃料冷却系统包括从燃料储存箱输送燃料到发动机汽缸的燃料分配回路；使未喷射燃料再循环的燃料再循环回路；检测燃料温度的温度传感器；冷却燃料的燃料-冷却剂热交换系统，其中燃料-冷却剂热交换系统包括冷却剂储存器、电动冷却剂泵，及热交换歧管；控制电动冷却剂泵操作的装置；连接到燃料-冷却剂热交换系统的空气-冷却剂热交换系统，用于冷却在燃料-冷却剂热交换系统中的冷却剂，其中空气-冷却剂热交换系统暴露于车辆冲压空气中，且包括热交换歧管与冷却风扇；及控制冷却风扇的装置。
文档编号F02M31/20GK101251064SQ20081008190
公开日2008年8月27日 申请日期2008年2月20日 优先权日2007年2月20日
发明者卡洛斯·阿梅斯托, 彼得·卡纳弗斯凯, 蒂莫西·希奥, 道格拉斯·舍恩, 阿尼耳·沙 申请人:福特环球技术公司