协调格栅百叶窗调整与环境状况的发动机控制的制作方法
【专利摘要】本发明涉及协调格栅百叶窗调整与环境状况的发动机控制。提供了用于减少增压空气冷却器的腐蚀以及防止由于冷凝形成而导致的发动机熄火的方法和系统。响应于增压空气冷却器中的冷凝形成的区域，调整格栅百叶窗系统，从而将冷凝区域移动至增压空气冷却器中的不同位置。还可以响应于车辆工况和和冷凝形成的天气状况而控制格栅百叶窗取向。
【专利说明】协调格栅百叶窗调整与环境状况的发动机控制
【技术领域】
[0001]本发明涉及协调格栅百叶窗调整与环境状况的发动机控制。
【背景技术】
[0002]在空气进入发动机之前，涡轮增压的发动机利用增压空气冷却器(CAC)来冷却来自涡轮增压器的压缩空气。来自车辆外部的环境空气行进穿过CAC，从而冷却经过CAC内部的进气。当环境空气温度降低时，或在潮湿或多雨天气情况期间，其中进气被冷却至水的露点之下，冷凝可以在CAC中形成。当进气包括再循环的排气时，冷凝物能够变为酸性的并腐蚀CAC壳体。该腐蚀能够导致空气充气、大气以及水到空气的冷却器的情况下可能的冷却液之间的泄漏。另外，冷凝物可以在CAC的底部收集，然后在加速期间被立即吸入发动机中，增加了发动机熄火的机会。
[0003]解决冷凝形成的其他尝试包括限制进气行进通过CAC或限制到CAC的环境气流。Craig等人在U.S.6408831中示出了一个示例方法。在其中，通过环境气流限制系统和进气流量限制系统控制进气温度。控制器限定这些限制装置的位置，并且被连接至测量不同变量(诸如环境空气和进气温度)的多个传感器。
[0004]然而，本发明人在此已经认识到此类系统的潜在问题。具体地，上述响应于进气温度或环境空气温度的限制装置的控制可以降低冷凝的总体水平，同时可能导致增加的车辆阻力以及发动机温度过高的情况。将温度维持在某一水平使得冷凝形成较少会导致保持限制装置关闭或开启达很长的一段时间。如果限制装置长时间关闭，则可以导致发动机温度增加至最佳水平之上。相反，如果该装置长时间开启，则通过车辆前端接收增加的气流，从而增加了对车辆的空气动力学阻力。
【发明内容】
[0005]在一个示例中，可以通过响应于发动机冷却参数、CAC中的冷凝形成和非驱动车辆状况(诸如减速)而控制格栅百叶窗取向的方法解决上述问题。以此方式，可能的是不仅解决了 CAC中的冷凝形成，还允许充分的发动机冷却和车辆燃料经济性的优化。例如，本发明人在此已经确定一些方法，其不仅能以改善燃料经济性(通过降低阻力)的方式调整格栅百叶窗，还能维持发动机冷却液温度控制，以避免温度过高并减少冷凝形成。
[0006]具体地，可行的是在减速期间通过开启格栅百叶窗而预冷却发动机冷却液，使得随后的加速运转能够维持格栅百叶窗关闭达更长的持续时间，而不会导致冷却液的温度过高的状况。然而，这种预冷却运转同样可能加剧冷凝形成的可能性，因为可能在更大的程度上冷却增压空气冷却器。因此，在一个示例中，在减速状况期间可以响应于冷凝形成而调整格栅百叶窗，以便仍能够预冷却发动机冷却液(并且因此随后的燃料经济性在加速期间获得)，同时减少冷凝形成。在一个示例中，可以基于当前的或预测的天气状况调整格栅百叶窗位置，以便更准确地识别冷凝状况，并且因此有效地减少冷凝形成。
[0007]在另一示例中，一种用于控制车辆的格栅百叶窗取向的方法包含，即使车辆正在减速或发动机冷却液温度未降至低于其各自的更低阈值，当达到增压空气冷却器腐蚀危险状况时，以及当达到冷凝形成的天气状况时，自开启位置关闭格栅百叶窗。
[0008]在另一示例中，冷凝形成的天气状况包括在各自阈值之外的降水量、环境空气温度和湿度。
[0009]在另一示例中，一种用于控制车辆的格栅百叶窗取向的方法包含，如果原始的基础百叶窗位置是关闭的，或在减速期间，即使发动机或发动机冷却液温度未超过其各自的上限阈值，当达到腐蚀危险状况时，也开启格栅百叶窗。
[0010]在另一示例中，腐蚀危险状况包括当在CAC中的特定位置处于露点的时间大于定义的时限时。
[0011]在另一示例中，用于控制车辆格栅百叶窗的方法包含，响应于冷凝形成而调整位于车辆前端的一个或更多个格栅百叶窗的开启，所述冷凝形成基于接收自车辆外部的环境状况数据。
[0012]在另一示例中，该方法还包含，响应于车辆加速与减速，并且进一步响应于发动机温度，调整所述开启。
[0013]在另一示例中，在基于环境状况数据的第一更低的冷凝形成状况期间，在减速期间，即使发动机温度低于格栅百叶窗关闭阈值，也开启格栅百叶窗；而在基于环境状况数据的第二更高的冷凝形成状况期间，在减速期间，如果发动机温度低于格栅百叶窗关闭阈值，则关闭格栅百叶窗。
[0014]在另一示例中，该方法还包含，在进气进入冷凝形成发生的增压空气冷却器之前，经由涡轮增压器使进气升压。
[0015]在另一示例中，该方法还包含，在进气进入冷凝形成发生的增压空气冷却器之前，经由涡轮增压器使进气升压。
[0016]在另一示例中，经由车辆中的通信与娱乐系统接收外部数据。
[0017]应当理解，提供以上
【发明内容】
以便以简化的形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围通过权利要求唯一地确定。此外，要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1示出了车辆中的格栅百叶窗系统、发动机和相关联的组件的示意图。
[0019]图2示出了 CAC、散热器和发动机在车辆内相对于格栅百叶窗和相关联的环境气流的位置的示例。
[0020]图3示出了 CAC内的露点位置以及移动的示意性示例。
[0021]图4示出了如下方法的高水平流程图，该方法用于基于非驱动车辆状况、CAC中的冷凝形成、外部的天气状况和发动机温度而调整格栅百叶窗位置。
[0022]图5示出了用于基于CAC中的冷凝形成调整格栅百叶窗位置的方法的流程图。
[0023]图6示出了用于基于根据外部天气状况确定的冷凝形成状况而调整格栅百叶窗位置的方法的流程图。
[0024]图7示出了对由于发动机冷却液温度、车辆速度、冷凝形成和外部天气状况而导致的格栅百叶窗操作进行比较的图形示例。
【具体实施方式】
[0025]以下描述涉及用于响应于发动机冷却参数、CAC中的冷凝形成和非驱动车辆状况而调整车辆格栅百叶窗的系统和方法。用于车辆发动机系统(诸如图1中的发动机系统)的格栅百叶窗操作可以增加发动机冷却，减少CAC中的冷凝形成，并最优化车辆燃料经济性。格栅百叶窗(诸如在图2中示出的那些)的开启增加了通过车辆前端的气流，从而向散热器和CAC供应冷却气流。经由格栅百叶窗调整到CAC的气流可以通过移动露点位置(诸如在图3中示出的)来改变CAC的效率，因此减少了腐蚀。发动机控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图4-6的程序)，以便基于非驱动车辆状况、CAC中的冷凝形成、外部天气状况和发动机温度而调整格栅百叶窗的开启。以此方式，可以减少冷凝形成、CAC腐蚀和发动机熄火。参照图7描述了响应于发动机冷却液温度、车辆速度、冷凝形成和外部天气状况的示例性格栅百叶窗调整。
[0026]图1示出了在机动车辆102中示意地说明的格栅百叶窗系统110和发动机系统100的示例实施例。发动机系统100可以被包括在车辆中，例如道路车辆等其他类型的车辆。尽管将参照车辆描述发动机系统100的示例性应用，但应当认识到，可以使用各种类型的发动机和车辆推进系统，包括客车、卡车等。
[0027]在所描述的实施例中，发动机10是升压的发动机，其被连接至涡轮增压器13，涡轮增压器13包括由涡轮16驱动的压缩机14。具体地，新鲜空气沿进气道42经由空气净化器11被吸入发动机10，并流至压缩机14。压缩机可以是适合的进气压缩机，诸如马达驱动的或传动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中，压缩机被显示为涡轮增压器压缩机，其经由轴19机械地连接至涡轮16，涡轮16由膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮可以被连接在双涡管涡轮增压器内。在另一实施例中，涡轮增压器可以是可变几何形状的涡轮增压器(VGT)，其中涡轮的几何形状根据发动机转速和其他工况而自主改变。
[0028]如在图1中示出的，压缩机14通过增压空气冷却器(CAC)18连接至节气门20。节气门20被连接至发动机进气歧管22。自压缩机起，被压缩的空气充气流过增压空气冷却器和节气门到达进气歧管。例如，增压空气冷却器可以是空气到空气或空气到水的热交换器。在图1中示出的实施例中，进气歧管内的空气充气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器24感测。压缩机旁通阀(未示出)可以串联的形式连接在压缩机14的进口与出口之间。压缩机旁通阀可以是常闭阀，其被配置为在所选工况下开启以释放过多的升压压力。例如，在降低发动机转速的状况下，压缩机旁通阀可以开启以避免压缩机喘振。
[0029]进气歧管22通过一系列进气门(未示出)连接至一系列燃烧室31。燃烧室还经由一系列排气门(未示出)连接至排气歧管36。在所描述的实施例中，示出了单个排气歧管36。然而，在其他实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管区段。具有多个排气歧管区段的构造可以使来自不同燃烧室的排出物能够被引导至发动机系统中的不同位置。
[0030]如在图1中示出的，来自一个或更多个排气歧管区段的排气被引导至涡轮16，以驱动涡轮。当期望降低的涡轮扭矩时，一些排气反而可以被引导通过废气门(未示出)，从而绕过涡轮。来自涡轮和废气门的混合流然后流过排放控制装置70。一般而言，一个或更多个排放控制装置70可以包括一个或更多个排气后处理催化剂，其被配置为催化地处理排气流，并且由此减少排气流中的一种或更多种物质的量。
[0031]来自排放控制装置70的被处理的排气的全部或一部分可以经由排气管道35释放到大气内。然而，取决于工况，一些排气反而可以被转向至EGR通道51，通过EGR冷却器50和EGR阀52到达压缩机14的进口。以此方式，压缩机被配置为接纳自涡轮16下游捕集的排气。EGR阀可以开启，从而允许受控量的被冷却的排气到达压缩机进口，以用于期望的燃烧以及排放控制性能。以此方式，发动机系统100适于提供外部的低压(LP) EGR。除了发动机系统100中相对长的LP EGR流动路径外，压缩机的旋转也提供了排气到进气充气内的极好的均匀性。另外，EGR分离(take-off)和混合点的布置为增加的可用EGR质量提供了有效的排气冷却和改善的性能。
[0032]机动车辆102还包括冷却系统104，其使冷却液循环通过内燃发动机10，以吸收废热，并分别经由冷却液管路82和84将被加热的冷却液分配至散热器80和/或加热器核心90。具体地，图1示出了冷却系统104，其被连接至发动机10，并使发动机冷却液从发动机10经由发动机驱动的水泵86循环至散热器80，以及经由冷却液管路82循环回到发动机10。发动机驱动的水泵86可以经由前端附件驱动器(FEAD)SS连接至发动机，并且经由带、链等与发动机转速成比例地旋转。具体地，发动机驱动的水泵86使冷却液循环通过发动机体、盖等中的通道，以吸收发动机热量，该热量然后经由散热器80传递至环境空气。在发动机驱动的水泵86是离心泵的示例中，产生的压力(以及导致的流量)可以与曲轴转速成比例，在图1的示例中，其与发动机转速直接成比例。在另一示例中，可以使用马达控制的泵，其能够独立于发动机旋转而被调整。冷却液的温度可以由位于冷却管路82中的恒温器阀38调节，恒温器阀38可以保持关闭直至冷却液达到阈值温度。
[0033]另外，风扇92可以被连接至散热器80，以便在车辆102缓慢移动或停止而发动机正在运行时维持通过散热器80的气流。在一些示例中，风扇速度可以由在下文中更详细地描述的控制器12控制。可替代地，风扇92可以被连接至由发动机曲轴驱动的发动机附件传动系统。
[0034]如上所述，冷却液可以流过冷却液管路82和/或流过冷却液管路84至加热器核心90，在其中热量可以传递给乘客舱106，并且冷却液流回到发动机10。在一些示例中，发动机驱动的水泵86可以运转为使冷却液循环通过冷却液管路82和84。
[0035]图1还示出了控制系统28。控制系统28可以被通信地连接至发动机系统100的各种组件，以执行在本文中所描述的控制程序和动作。例如，如在图1中示出的，控制系统28可以包括电子数字控制器12。控制器12可以是微型计算机，其包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存储器和数据总线。如所描述的，控制器12可以接收来自多个传感器30的输入，所述传感器可以包括使用者输入和/或传感器(诸如变速器档位、加速踏板(gas pedal)输入，制动器输入、变速器选择器位置、车辆速度、发动机转速、通过发动机的质量气流、环境温度、环境湿度、进气温度、风扇速度等)、冷却系统传感器(诸如冷却液温度、风扇速度、乘客舱温度、环境湿度等)、CAC18传感器(诸如CAC进口空气温度和压力、CAC出口空气温度和压力等)以及其他。此外，控制器12可以接收来自GPS34和/或车辆102的车辆内通信与娱乐系统26的数据。
[0036]车辆内通信与娱乐系统26可以经由各种无线协议与无线通信装置40通信，无线协议诸如无线网络、基站传输和/或其组合。从车辆内通信与娱乐系统26获得的数据可以包括实时和预测的天气状况。可以通过各种无线通信装置应用软件和天气预报网站获得天气状况，诸如温度、降水量(例如，雨、雪、雾等)以及湿度。从车辆内通信与娱乐系统获得数据可以包括当前位置以及沿计划的行进路线的将来位置的当前和预测的天气状况。在一个实施例中，其中车辆内通信与娱乐系统包括GPS，当前和将来的天气数据可以与在GPS上显示的当前和将来的行进路线相关。在可替代的实施例中，其中车辆系统包括专用的GPS34，GPS和车辆内通信与娱乐系统中的每一个均可以与无线通信装置40通信，以及相互通信，从而传达当前和将来的行进路线的当前和将来的天气数据。在一个示例中，娱乐系统可以访问存储在因特网或其他云计算系统上的各种天气图。例如，存储的天气图可以包括作为等值线图提供的雨、湿度、降水量和/或温度信息。在一个示例中，无线通信装置40可以将实时湿度数据中继给车辆内通信与娱乐系统26和/或GPS34，该实时湿度数据然后被中继给控制器12。控制器12将接收的湿度数据与阈值进行比较，并确定适当的格栅百叶窗调整。例如，如果湿度大于限定的阈值，则可以关闭一个或更多个格栅百叶窗。
[0037]除了接收来自车辆内通信与娱乐系统26和GPS34的湿度数据外，控制器12还可以接收来自可替代的或另外的传感器的湿度数据。这些可以包括湿度传感器或来自进气O2传感器的湿度测量。控制器12还可以根据多个传感器或车辆系统信号推断湿度。在减速燃料切断(DFSO)期间，这些传感器可以包括雨传感器、雨刷开启/关闭信号或通用或宽域排气氧(UEGO)传感器和系统。控制器可以使用这些传感器和信号中的一个或更多个来确定湿度，并且然后相应地调整格栅百叶窗系统。
[0038]此外，控制器12可以与各种执行器32通信，执行器32可以包括发动机执行器(诸如燃料喷射器、电子控制的进气节流板、火花塞等)、冷却系统执行器(诸如空气调节通风孔和/或乘客舱气候控制系统中的转向器阀等)以及其他执行器。在一些示例中，存储介质可以用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示可由处理器执行的指令，以用于执行以下所述方法以及期望但没有具体列出的其他变体。
[0039]如在本文中所提及的，从发动机传递到冷却液的废热的量可以随工况而改变，由此影响传递给气流的热量的量。例如，当发动机输出扭矩或燃料流降低时，产生的废热的量可以成比例地减少。
[0040]机动车辆102还包括格栅112，其提供开口(例如，格栅开口、保险杆开口等)以接收通过或靠近车辆的前端并进入发动机舱的气流116。此气流116然后可以被散热器80以及其他组件使用，以保持发动机和/或变速器冷却。另外，气流116可以拒绝来自车辆空调系统的热，并且能够改善装备有CAC18的涡轮增压/机械增压发动机的性能，其中CAC18降低进入进气歧管/发动机的空气的温度。图2示出了 CAC18、散热器80和发动机系统100在车辆102内相对于格栅百叶窗和相关联的环境气流116的位置的示例。其他发动机盖下的组件(燃料系统、电池等)也可以受益于冷却气流。因此，格栅百叶窗系统110可以辅助冷却系统104冷却内燃发动机10。格栅百叶窗系统110包含一个或更多个格栅百叶窗114，其被配置为调整通过格栅112接收的气流量。
[0041]例如，格栅百叶窗114可以覆盖车辆的前部区域，其正好从发动机盖下跨越至保险杠的底部。通过覆盖CAC进气道，降低了阻力，并且减少了外部的冷却空气进入到CAC内。在一些实施例中，所有的格栅百叶窗可以被控制器协调地移动。在其他实施例中，格栅百叶窗可以被分成子区域，并且控制器可以独立地调整每个区域的开启/关闭。例如，第一区域可以包括很大程度上影响阻力的格栅百叶窗，而另一区域影响空气进入到CAC内。在一个示例中，第一子区域可以仅从发动机盖下跨越至保险杠的顶部，而第二子区域可以从保险杠的顶部跨越至保险杠的底部。每个子区域可以包含一个或更多个格栅百叶窗。在一些示例中，每个区域可以包含相同数量的格栅百叶窗，而在其他示例中，一个子区域包含比其他区域更多的格栅百叶窗。在一个实施例中，第一子区域可以包含多个格栅百叶窗，而第二子区域包含一个格栅百叶窗。在可替代的实施例中，第一子区域可以仅包含一个格栅百叶窗，而第二子区域包含多个格栅百叶窗。
[0042]格栅百叶窗114在开启位置与关闭位置之间可移动，并且可以被维持在其中的任一位置处或其间的多个中间位置处。换句话说，可以调整格栅百叶窗114的开启，使得格栅百叶窗114部分开启、部分关闭或在开启位置与关闭位置之间循环，从而以最少的燃料经济性损失为冷却发动机舱组件提供气流。这是因为关闭和/或部分关闭格栅百叶窗114减少了通过格栅112接收的气流的量，因此降低了对车辆的空气动力学阻力。将格栅百叶窗维持在开启位置允许充分的发动机冷却；然而，这也可以增加对车辆的阻力，并降低燃料经济性。另一方面，关闭格栅百叶窗降低了阻力，并改善了燃料经济性；然而，这可能不允许充分的发动机冷却。因此，格栅百叶窗的控制可以基于多个车辆工况，这将在下面进一步讨论。在一些实施例中，格栅百叶窗可以仅用于CAC冷凝控制。在这种状况下，格栅百叶窗操作几乎没有空气动力学效益。
[0043]在一些实施例中，控制系统28可以被配置为响应于车辆工况而调整格栅百叶窗114的开启。调整格栅百叶窗114的开启可以包括开启一个或更多个格栅百叶窗、关闭一个或更多个格栅百叶窗、部分开启一个或更多个格栅百叶窗、部分关闭一个或更多个格栅百叶窗、调整开启和关闭正时等。作为一个示例，控制器12可以被可通信地连接至格栅百叶窗系统110，并且可以具有存储在其上用以调整格栅百叶窗114的开启的指令。
[0044]可以响应于各种各样的系统变量而调整格栅百叶窗，所述系统变量包括发动机温度、车辆行驶条件、CAC中的冷凝形成以及外部的天气状况。即使其他变量保持在正常范围内，开启一个或更多个格栅百叶窗也可以响应于上述变量中的一个。以此方式，所有变量都可以被评估，以便为车辆冷却、CAC腐蚀预防、熄火预防和增加的燃料经济性确定最佳的格栅百叶窗开启。
[0045]在一些状况下，可以响应于车辆驾驶条件而调整格栅百叶窗系统110，车辆驾驶条件诸如车辆是处于驱动还是非驱动状况。驱动状况可以包括当车轮正施加向前推动车辆的正力时。非驱动状况可以包括当车轮正吸收车辆惯性并产生逆着车辆前向运动的负力时。在一个实施例中，非驱动车辆状况可以包括减速状况、制动状况、松加速器踏板状况、其组合、或以信号表示非驱动车辆状况正发生或将要发生的其他类型的状况。例如，还可以使用自动巡航控制制动信号。此外，全球定位信号可以被用来指示更缓慢的向前区域、下坡逼近
坐寸ο
[0046]在一些状况下，在减速期间，车辆可以关闭，并且变速器与发动机分离，以改善燃料经济性。在这种状况下，需要额外的发动机冷却。在这种状况下，在减速开始时格栅百叶窗的开启可以允许发动机的预冷却，从而保持发动机温度为低。这还可以允许格栅百叶窗在随后的驱动状况期间保持关闭达更长时期，从而降低车辆阻力，并再次改善燃料经济性。[0047]另外，可以调整格栅百叶窗系统110，以改变CAC18内的冷凝形成。多个传感器30和控制器12追踪CAC18内露点的位置以及其他腐蚀危险因素(诸如在CAC内的一个位置处于露点的时间)。因此，在一个示例中，可以响应于在特定位置露点停滞过长而调整一个或更多个格栅百叶窗。通过以此方式调整格栅百叶窗，在CAC18中将露点移动至另一位置以减少腐蚀是可行的。例如，如果露点已经在CAC中的一个位置处徘徊长于预定的时间限制，则格栅百叶窗114能够改变位置，以便改变CAC18的效果。这移动了露点位置。这种状况的另外的说明在图3中示出，并在下面进行描述。可以根据当前或预测的天气状况进一步改变格栅百叶窗114的位置。例如，调整一个或更多个格栅百叶窗114的关闭能够响应于冷凝形成的天气状况。冷凝形成的天气状况可以包括雨、湿度、冷却温度或其组合。可以经由车辆内通信与娱乐系统26或GPS34提供天气状况。
[0048]另外，在一些实施例中，格栅百叶窗114的调整量可以取决于非驱动车辆状况的程度、露点的位置或冷凝形成的天气状况的程度以及其组合。例如，在更大的减速期间，可以增加格栅百叶窗114的开启程度，和/或可以使开启格栅百叶窗114的正时更早，从而允许更大的气流辅助冷却发动机，以便能够延长随后的使格栅百叶窗关闭的加速。作为另一示例，如果GPS34或车辆内通信与娱乐系统26预测了小量的降雨和仅中等湿度的状况，则可以减小格栅百叶窗114的开启。
[0049]而且，在一些实施例中，可以基于发动机温度、非驱动车辆状况和CAC18内的冷凝形成来调整格栅百叶窗系统110。在一个示例中，控制器12可以被配置为监测发动机温度，例如，监测冷却液温度并将其与阈值进行比较。参照图4-6更详细地描述了调整格栅百叶窗系统110的另外的方法。以此方式调整格栅百叶窗提供了充分的发动机冷却，同时降低了车辆阻力，减少了冷凝形成，并且避免了 CAC中露点的停滞。这可以有助于增加车辆燃料经济性,并防止CAC的腐蚀和发动机熄火。
[0050]图3示出了 CAC内的露点位置以及移动的示意性示例。在300处示出了具有不同量的冷凝的两个CAC示例。在第一 CAC302中，来自压缩机306的热增压空气进入CAC，当其行进通过CAC时进行冷却，然后离开310，从而经过节气门20并进入发动机进气歧管22。环境气流308通过格栅百叶窗的开启而进入并在横向上行进跨过CAC，从而辅助冷却增压空气。露点位置312靠近CAC的近端。高度浓缩的水与酸的溶液会在该点处形成，表示最大显著的腐蚀危险。在露点位置312的下游，相对大量的冷凝314在CAC302中形成。通过调整格栅百叶窗114的位置，改变环境气流308，因此改变CAC的效果，并移动露点的位置。在CAC302的示例中，关闭一个或更多个格栅百叶窗导致减少的环境气流308，从而降低CAC302的冷却效果，并在水平方向上向下游移动露点。在CAC304中示出了新的露点位置316。在这种状况下，增压空气温度更暖，从而降低了 CAC304中冷凝318的量。
[0051]可以使用各种方法控制格栅百叶窗。如关于图3进一步描述的，可以基于CAC中的冷凝位置而调整格栅百叶窗。例如，如果CAC中的露点位置沿水平轴保持在位置范围内大于阈值持续时间，那么可以依据如在本文中描述的各种因素调整格栅百叶窗位置，从而移动冷凝位置。可以基于车辆工况调整该位置范围。例如，如果发动机温度高，并且需要更频繁地开启格栅百叶窗，那么可以增加该位置范围，以允许另外的发动机冷却。另一方面，如果环境空气温度低或当前正在下雨，那么可以减小该位置范围，以防止CAC的腐蚀。如上所述的阈值持续时间可以是时间量、里程数、发动机转数或其他可测量的参数。[0052]关于图3，控制系统28可以计算露点位置，确定沿水平轴向哪个方向移动是期望的，并且作为响应，调整格栅百叶窗的位置。例如，如果露点在指定的中心位置的左侧，可以关闭格栅百叶窗，以减少冷却并向右322移动露点。相反，如果露点在指定的中心位置的右侦牝则开启格栅百叶窗，以增加冷却并向左320移动露点。以此方式，通过向右移动露点并引起格栅百叶窗开启，同样发生增加的发动机冷却。通过向左移动露点并引起格栅百叶窗关闭，减小了车辆阻力，从而改善了燃料经济性。因此，以此方式控制格栅百叶窗可以减少CAC的退化，同时改善燃料经济性，并辅助发动机冷却。
[0053]现在转向图4，示出了示例性方法400，其用于基于非驱动车辆状况、CAC中的冷凝形成、外部的天气状况和发动机温度而调整格栅百叶窗位置。在步骤402处，程序包括估计和/或测量发动机工况。这些包括，例如，发动机转速与负荷、扭矩需求、升压、歧管压力(MAP)、歧管充气温度(MCT)、空燃比(λ )、燃料醇含量、大气压力、环境条件(例如，环境空气温度、压力、湿度等)、发动机预点火历史等。在步骤404处，基于估计的条件，可以确定是否具有非驱动车辆状况。此确定可以包括检测非驱动车辆状况，诸如减速状况、制动状况、松加速器踏板状况、小于预定阈值的发动机转速的变化率、来自自适应巡航控制系统(其感测到直接在本车辆正前方的车辆的距离，并自动使车辆制动器致动，以维持与前述车辆的阈值间隔)的制动信号，或以信号表示非驱动车辆状况的其他类型的状况。作为一个示例，非驱动车辆状况可以是当驾驶者的制动踏板的按压量大于阈值时。作为另一示例，非驱动车辆状况可以是当驾驶者的制动作用(例如，制动踏板上的力)大于阈值时。作为另一其他示例，非驱动车辆状况可以是当制动器压力大于阈值时。作为另一其他示例，非驱动车辆状况可以是当车辆制动器(例如，电致动的制动器)的致动程度大于阈值时。
[0054]如果车辆不具有非驱动车辆状况(例如，车辆正被驱动)，那么方法400进入到步骤406，并且控制器将基础格栅百叶窗位置设定为关闭。然而，如果车辆的确具有非驱动车辆状况，那么方法400进入到步骤408，并且控制器将基础格栅百叶窗位置设定为开启。方法400从步骤406和步骤408继续至步骤410，在步骤410中，评估CAC中的冷凝形成。该方法在图5中被详细描述，这在下面讨论。如果在步骤410处确定冷凝未形成，那么方法400进入到步骤412，以便将格栅百叶窗位置维持在其基础位置处。然而，如果在步骤410处确定冷凝形成，则方法400进入到步骤414，以确定要求的对格栅百叶窗的调整，从而减少或改变冷凝形成。在步骤416处，做出此调整，并且新的位置被设定为基础格栅百叶窗位置。在步骤418处，程序基于外部的天气状况确定冷凝将在CAC中形成的可能性。该方法在图6中被详细描述，这在下面进一步阐述。如果基于天气状况，CAC冷凝不可能形成，则将格栅百叶窗维持在经调整的基础位置。然而，如果冷凝将会形成，则关闭格栅百叶窗，从而替代旧的基础位置。方法400继续至步骤424，以检查与阈值有关的发动机温度。例如，如果发动机冷却液温度(ECT)增加至最大值之上，则需要发动机冷却辅助。如果这些温度未高于阈值，那么将格栅百叶窗位置维持在经调整的基础位置处，并且程序结束。然而，如果温度高于阈值，则开启格栅百叶窗，并且程序结束。
[0055]在图5中示出了示例性方法500，其用于基于CAC内的冷凝形成而调整格栅百叶窗位置。在步骤502处，程序确定CAC的状况。这可以包括检索详细资料，诸如来自多个传感器30的环境空气温度、环境空气湿度、进口与出口增压空气温度以及进口与出口增压空气压力。在步骤504处，这些变量被用来确定冷凝是否在CAC中形成。如果冷凝未形成，则该方法维持当前的格栅百叶窗位置，并且然后结束。然而，如果冷凝形成，则该方法继续至步骤508，以便确定CAC内的露点位置。控制器12可以通过分析如上所述的CAC的状况以及其他变量(诸如车辆速度、风扇速度、格栅百叶窗位置等)确定露点位置。控制器可以使用算法来分析数据，并确定露点的位置、露点已经在该位置停留的时间量、CAC内的冷凝量以及其他值。如果处于露点的时间超过设定的时间限制，那么在步骤514处，该方法确定露点向哪个方向移动(如在上面描述的并且在图3中图示的)。在步骤516处，控制器12和执行器32调整格栅百叶窗取向，以便将露点移动至期望的位置。在格栅百叶窗已经被调整之后，程序结束。
[0056]转向图6，示出了示例性方法600，其用于基于根据外部的天气状况确定的冷凝形成状况而调整格栅百叶窗位置。在步骤602处，控制器12自多个传感器30、GPS34和车辆内通信与娱乐系统(SYNC) 26接收数据。接收的数据可以包括环境空气温度与湿度和预测的前方道路的天气状况或沿车辆的出行方案的天气状况。在步骤604处，控制器12然后分析CAC冷凝形成状况的数据。这些状况可以包括雨、高湿度、低气温或其组合。如果在步骤606处确定冷凝形成状况高于阈值，则关闭格栅百叶窗。否则，该方法维持当前的格栅百叶窗位置。阈值可以包括冷凝可能在CAC内形成的设定温度、湿度百分比或降水量。在步骤610和步骤608之后，程序结束。
[0057]图7示出了由于发动机冷却液温度、车辆速度、冷凝形成和外部的天气状况引起的格栅百叶窗操作的图形示例比较700。该示例示出了作为时间函数的车辆速度(VS)与外部的天气状况(OC)情景的曲线图702与704的比较。曲线图702说明了独立于冷凝形成(CF)的格栅百叶窗的第一示例性操作。格栅百叶窗的开启与关闭基于发动机温度和非驱动车辆状况，在该附图中分别被表示为发动机冷却液温度(ECT)和车辆速度。可替代地，曲线图704说明了可调整的格栅百叶窗系统的第二示例，其中格栅百叶窗的操作基于发动机冷却液温度、车辆减速、冷凝形成和外部的天气状况。
[0058]关于曲线图702，CF曲线刚好在时间&之前到达阈值。然而，发动机冷却液温度在该点处超过阈值T2，从而引起格栅百叶窗开启。这引起CF曲线在到达腐蚀危险状况之前降至CT线之下。百叶窗保持开启，并且冷凝形成增加至CT线之上，直至发动机冷却液温度在时间t2处降至另一阈值T1之下。在时间&处，车辆速度表明车辆减速或车辆制动状况，因而以信号表示开启格栅百叶窗。在该时间中，发动机冷却液温度进一步下降，并且冷凝形成再次上升至CT线之上。在t4处，车辆加速，并且由于增加的冷凝形成，发动机在步骤710处熄火。随着车辆继续加速，发动机冷却液温度增加，同时冷凝形成。在时间t5，在发动机冷却液温度达到T2之后，格栅百叶窗开启。
[0059]关于曲线图704，发动机冷却液温度在时间h处超过阈值T2时，格栅百叶窗再次开启。随着时间的推移，冷凝形成增加至阈值CT之上。当CF曲线保持在CT之上达设定的时间限制At2时，百叶窗保持开启，直至时间t/。格栅百叶窗在t/处关闭，从而允许冷凝形成再次减少。在t/与&之间，外部的天气状况改变为可能会形成冷凝的天气状况。由于格栅百叶窗已经关闭，因此其在步骤728处保持关闭。格栅百叶窗在t3处响应于车辆减速而再次开启，并维持开启，直至车辆加速时的t4。重要的是注意到，因为CAC内的冷却液由于格栅百叶窗位置的更早变化而保持低，所以在该示例中在步骤722未发生发动机熄火。在时间t/处，格栅百叶窗响应于CF曲线增加至CT之上达设定的时间限制At3而再次开启。在15处，外部的天气状况再次改变为将会形成冷凝的天气状况。这引起格栅百叶窗在步骤730处关闭。在时间t6，格栅百叶窗保持关闭，而发动机冷却液温度缓慢增加至T2，从而引起格栅百叶窗最后一次开启。
[0060]比较702与704，看出CAC内的冷凝形成的差异。在曲线图702中，CF曲线四次增加至冷凝阈值之上，四次中的三次表示对CAC的显著的腐蚀危险(712、714和716)。然而，在曲线图704中，减少了 CF曲线在冷凝阈值之上度过的时间(724和726)。因此，响应于冷凝形成和外部的天气状况而控制格栅百叶窗降低了腐蚀的危险和CAC内的冷凝形成。格栅百叶窗在704中(718、720、734和736)比在702中(706、708和732)度过了更多的关闭时间。这降低了对车辆的空气动力学驱动，从而改善了燃料经济性。
[0061]如上所述，可以响应于发动机温度、车辆驾驶条件、CAC中的冷凝形成和外部的天气状况而控制格栅百叶窗取向。如果CAC内的露点需要向左移动，如果发动机温度高，或如果存在非驱动车辆状况(诸如减速)，则开启格栅百叶窗，从而冷却发动机系统组件。如果CAC内的露点需要向右移动，如果存在冷凝形成的天气状况，或如果车辆正被驱动，则关闭格栅百叶窗，从而切断冷却气流。以此方式控制格栅百叶窗允许充分的发动机冷却，同时最优化车辆燃料经济性，防止发动机熄火，并防止CAC腐蚀。
[0062]本领域的普通技术人员应理解，在本文中所描述的程序可以表示任何数量的格栅百叶窗调整控制中的一个或多个。因此，所描述的各种步骤或功能可以所示顺序执行、并行执行，或者在一些状况下被省略。同样，所述控制顺序并非实现本文中所描述的目的、特征和优点所必须的，而是为了便于说明和描述而提供。尽管没有详尽地示出，但本领域普通技术人员将意识到，一个或多个所示的步骤或功能可以根据所用的特定策略而重复地执行。
[0063]本公开的主题包括在本文中公开的各种处理、系统和配置和其它的特征、功能、动作和/或性质及其任何和所有等价物的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
【权利要求】
1.一种用于控制车辆格栅百叶窗的方法，该方法包含: 响应于发动机冷却参数、增压空气冷却器中的冷凝形成和非驱动车辆状况而调整位于车辆前端的一个或更多个格栅百叶窗的开启。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包含，响应于发动机温度增加至阈值之上而增加所述开启。
3.根据权利要求1所述的方法，其还包含，响应于所述增压空气冷却器中的冷凝位置而调整所述一个或更多个格栅百叶窗。
4.根据权利要求3所述的方法，其还包含，响应于发动机和车辆运转参数，增加所述开启以便在第一方向上移动所述冷凝位置，以及关闭所述开启以便在第二相反的方向上移动所述冷凝位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其还包含，响应于表明湿度大于阈值的天气状况而关闭所述格栅百叶窗。
6.根据权利要求1所述的方法，其中响应于表明温度小于确定的阈值的天气状况而关闭格栅百叶窗。
7.根据权利要求1所述的方法，其中响应于表明降水量在确定的阈值之上的天气状况而关闭格栅百叶窗。
8.根据权利要求1所述的方法，其中响应于减速状况而关闭所述格栅百叶窗，并且在所述减速期间维持所述格栅百叶窗关闭，除非冷凝形成高于阈值，并且其中响应于加速状况而开启所述格栅百叶窗，所述加速紧随所述减速之后。
9.一种用于控制车辆的格栅百叶窗取向的方法，该方法包含: 即使所述车辆正在减速或发动机冷却液温度未降至其各自的更低的阈值之下，当到达增压空气冷却器腐蚀危险状况时，以及当到达冷凝形成的天气状况时，自开启位置关闭所述格栅百叶窗。
10.根据权利要求9所述的方法，其中腐蚀危险状况包括当在CAC中的特定位置处于露点的时间大于确定的时间限制。
【文档编号】F02B29/04GK103821607SQ201310492390
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2012年10月19日
【发明者】G·苏尼拉, D·J·斯黛奥兹, K·R·诺曼, C·P·格鲁格拉, C·A·史密斯, J·P·怀特黑德 申请人:福特环球技术公司