通过控制增压空气冷却器温度的增压空气冷却器中的凝结控制的制作方法
【专利摘要】本发明提供了用于减少增压空气冷却器的腐蚀以及减少由于冷凝物形成而导致的发动机失火的方法和系统。响应于增压空气冷却器出口温度，调整电风扇运转和格栅百叶窗的打开。还可以响应于车辆工况，控制电风扇运转和格栅百叶窗的打开。
【专利说明】通过控制增压空气冷却器温度的增压空气冷却器中的凝结控制
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过控制增压空气冷却器温度的增压空气冷却器中的凝结控制。
【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经过CAC，从而冷却穿过CAC内部的进气空气。当环境空气温度降低时，或在潮湿或多雨的天气情况期间(在此情况下进气空气被冷却至水的露点之下)，冷凝物可以在CAC中形成。当进气空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。腐蚀能够导致空气充气、大气以及在水-空气冷却器的情况下可能的冷却剂之间的泄漏。另外，冷凝物可以收集在CAC的底部，然后在加速(或踩油门)期间被立即引入发动机，从而增加发动机失火的可能性。
[0003]解决冷凝物形成的其他尝试包括限制行进通过CAC的进气空气或限制到CAC的环境气流。Craig等人在U.S.6,408,831中示出了一个示例方法。其中，通过环境气流限制系统和进气空气流限制系统控制进气空气温度。控制器限定这些限制装置的位置，并且被连接至测量各种变量(诸如环境空气和进气空气温度)的多个传感器。
[0004]然而，发明人在此已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，即使对上述限制装置进行调整，也不能充分解决冷凝物形成的问题。具体地，仅响应于进气或环境空气温度而控制限制装置不能充分控制冷凝物形成或改变增压空气冷却器效果。另外，仅基于进气或环境空气温度控制限制装置可能导致车辆阻力增加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物形成较低会导致长时间保持限制装置关闭或打开。如果限制装置长时间关闭，这会导致发动机温度增加至最佳水平之上。相反，如果所述装置长时间打开，则通过车辆前端接收更多的气流，从而增加对车辆的空气动力学阻力。
【发明内容】
[0005]在一个示例中，可以通过一种用于控制车辆电风扇的方法解决上述问题，该方法包含:响应于增压空气冷却器出口处的温度而调整风扇旋转速度或旋转方向。可以调整风扇，以便在在第一组情况下增加增压空气冷却器出口处的温度(例如，降低旋转速度、关闭旋转或使旋转方向反向)，而在不同的第二组情况下降低增压空气冷却器出口处的温度(例如，增加旋转速度)。以此方式，作为一个示例，通过控制增压空气冷却器出口处的温度，可以控制冷凝物形成。
[0006]除了冷凝物形成外，还可以响应于发动机冷却参数、外部的天气情况和非驱动车辆情况(诸如减速)而调整电风扇。电风扇的调整可以与格栅百叶窗运转相协调，以便优化冷凝物控制以及发动机冷却和燃料经济性。例如，发明人在此已经认同如下方法，其不仅能以改善燃料经济性(通过降低阻力)并降低能量损失的方式调整电风扇和格栅百叶窗，其还能维持发动机冷却剂温度控制，以避免温度过高，并减少冷凝物形成(通过将CAC出口温度维持在阈值范围内)。
[0007]具体地，基于CAC出口处的温度和车辆速度，电风扇和格栅百叶窗可以以不同模式运转。运转模式的选择可以进一步基于发动机冷却剂温度和非驱动车辆情况。在每一种模式下，可以响应于上述列出的参数而调整电风扇、格栅百叶窗或者电风扇和格栅百叶窗两者。以此方式，可以调整电风扇和格栅百叶窗，以增加或降低CAC出口温度，且同时优化车辆燃料经济性与节能。
[0008]在另一示例中，该方法还包含，响应于增压空气冷却器出口温度而调整格栅百叶窗。
[0009]在另一不例中，一种方法用于控制车辆电风扇和格栅百叶窗的方法包含，响应于增压空气冷却器出口处的温度，在第一模式下仅调整电风扇运转，在第二模式下仅调整格栅百叶窗的打开，而在第三模式下电风扇运转和格栅百叶窗的打开。
[0010]在另一示例中，调整电风扇和格栅百叶窗，以便当温度低于第一阈值时增加增压空气冷却器出口处的温度，以便当温度高于不同的第二阈值时降低增压空气冷却器出口处的温度。
[0011]在另一示例中，增加增压空气冷却器出口处的温度包括降低风扇速度、关闭风扇、使风扇旋转方向反向和减小格栅百叶窗的打开中的一个或更多个。
[0012]在另一示例中，增加增压空气冷却器出口处的温度还包括，如果风扇关闭，则以低旋转速度开动风扇并减小格栅百叶窗的打开。
[0013]在另一示例中，降低增压空气冷却器出口处的温度包括开动风扇、增加风扇速度和增加格栅百叶窗的打开中的一个或更多个。
[0014]在另一示例中，该方法还包含，响应于发动机冷却参数、驾驶者踏板减油门和冷凝物形成的天气情况而调整电风扇和格栅百叶窗。
[0015]在另一不例中，第一模式包括，当CAC出口处的温度大于第二阈值温度且同时正以高于阈值速度的速度驱动车辆时；当CAC出口处的温度在驾驶者踏板减油门期间小于第一阈值温度时；以及当发动机冷却剂温度大于第一阈值值时。
[0016]在另一示例中，第二模式包括，当CAC出口处的温度大于第二阈值温度且同时正以低于阈值速度的速度驱动车辆时，以及当冷凝物形成的天气情况大于阈值时。
[0017]在另一示例中，第三模式包括，当CAC出口处的温度在驾驶者踏板减油门期间在一段持续时间维持在第一阈值温度之下时；当CAC出口处的温度小于第一阈值温度且同时车辆正被驱动时；当CAC出口处的温度在一段持续时间维持在第二阈值温度上时；以及当发动机冷却剂温度大于第二阈值值时。
[0018]在另一不例中，一种用于控制车辆电风扇和格栅百叶窗的方法包含，响应于增压空气冷却器温度低于第一阈值而降低电风扇速度和格栅百叶窗的打开；以及响应于增压空气冷却器温度高于第二阈值而增加电风扇速度和格栅百叶窗的打开。
[0019]在另一示例中，降低电风扇速度和格栅百叶窗的打开还响应于发动机驱动的车辆的加速。
[0020]在另一示例中，增加电风扇速度和格栅百叶窗的打开还响应于驾驶者踏板减油门和增加的发动机温度。
[0021]应当理解，提供以上概述以便以简化的形式介绍在【具体实施方式】中进一步描述的一些概念。这并不意味着辨别要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围通过【具体实施方式】之后的所附权利要求唯一地确定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1示出了车辆中的格栅百叶窗系统、电风扇系统、发动机和相关联的部件的示意图。
[0023]图2示出了 CAC、散热器、电风扇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。
[0024]图3示出了基于CAC出口温度改变CAC中的冷凝物形成的示意示例。
[0025]图4示出了如下方法的高级流程图，该方法用于基于非驱动车辆情况、CAC出口处的温度、外部的天气情况和发动机温度控制电风扇并调整格栅百叶窗位置。
[0026]图5示出了如下方法的流程图，该方法用于基于CAC出口温度和车辆速度控制电风扇并调整格栅百叶窗位置。
[0027]图6示出了如下方法的流程图，该方法用于基于由外部的天气情况确定的冷凝物形成情况调整格栅百叶窗位置。
[0028]图7示出了如下图形示例，其比较了由于发动机冷却剂温度、车辆速度、CAC出口温度和外部天气情况而导致的电风扇和格栅百叶窗运转。
[0029]图8示出了用于电风扇和格栅百叶窗的三种运转模式。
【具体实施方式】
[0030]以下描述涉及用于响应于空气冷却器(CAC)出口处的温度而调整车辆风扇(诸如机械或电风扇)的系统和方法。对于车辆发动机系统(诸如图1中的发动机系统)而言，电风扇运转可以与格栅百叶窗运转相协调，以增加发动机冷却，减少CAC中的冷凝物形成，并优化车辆燃料经济性。在图8中示出了用于调整电风扇和格栅百叶窗的三种运转模式。打开格栅百叶窗并增加电风扇(诸如在图2中示出的那些)的旋转速度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。更改电风扇的速度或旋转方向可以改变CAC的温度。这可以增加或减少CAC (诸如在图3中示出的)中的冷凝物形成。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情况、CAC出口温度、外部的天气情况和发动机温度调整电风扇和格栅百叶窗状态。以此方式，可以减少冷凝物形成、CAC腐蚀和发动机失火。参照图7描述了响应于发动机冷却剂温度、车辆速度、CAC出口温度和外部的天气情况的示例电风扇运转。
[0031]图1示意地示出了在机动车辆102中的格栅百叶窗系统110和发动机系统100的示例实施例。发动机系统100可以被包括在诸如道路车辆以及其他车辆类型的车辆中。尽管示例参照车辆描述了发动机系统100的应用，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。
[0032]在所描述的实施例中，发动机10是增压发动机，其被耦连至涡轮增压器13，涡轮增压器13包括由涡轮16驱动的压缩机14。具体地，新鲜空气沿进气通道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空气压缩机，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机械地耦连至涡轮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耦连在双涡流涡轮增压器内。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主动改变。
[0033]如在图1中示出的，压缩机14通过增压空气冷却器(CAC)18耦连至节气门20。例如，CAC可以是空气-空气或空气-水热交换器。节气门20被耦连至发动机进气歧管22。来自压缩机的、热的压缩空气充气进入CAC18的进口，当其行进通过CAC时冷却，并且然后离开从而穿过节气门到达进气歧管。来自车辆外部的环境气流116可以通过车辆前端处的格栅112并经过CAC进入发动机10，从而帮助冷却增压空气。当环境空气温度降低时，或在潮湿或多雨的天气情况下(在此情况下增压空气被冷却至水的露点之下)，冷凝物可以在CAC中形成并累积。当增压空气包括再循环排气时,冷凝物能够变为酸性的,并腐蚀CAC壳体。腐蚀能够导致空气充气、大气以及在水-空气冷却器的情况下可能的冷却剂之间的泄漏。另外，冷凝物可以在CAC的底部处被收集，然后在加速(或踩油门)期间被立即引入发动机，从而增加发动机失火的可能性。因此，如在本文中参照图3-8详述的，可以控制CAC出口处的温度，使得冷凝物形成和发动机失火事件减少。
[0034]在图1中示出的实施例中，进气歧管内空气充气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器24感测，而增压压力由增压压力传感器124感测。压缩机旁通阀(未示出)可以被串联耦连在压缩机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打开以释放过多的增压压力。例如，在降低发动机转速的情况下，压缩机旁通阀可以打开，以避免压缩机喘振。
[0035]进气歧管22通过一系列进气门(未示出)耦连至一系列燃烧室31。燃烧室还经由一系列排气门(未示出)耦连至排气歧管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段。具有多个排气歧管段的构造可以使来自不同燃烧室的废物能被引导至发动机系统中的不同位置。通用排气氧(UEGO)传感器126被显示为在涡轮16上游耦连至排气歧管36。可替代地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
[0036]如在图1中示出的，来自一个或更多个排气歧管段的排气被引导至涡轮16，以驱动涡轮。当希望降低涡轮扭矩时，一些排气实际上可以被引导通过废气门(未示出)，从而绕过涡轮。然后，来自涡轮和废气门的混合流流过排放控制装置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。
[0037]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，一些排气实际上可以被转向至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，压缩机被配置为允许自涡轮16下游汲取的排气。EGR阀可以打开，从而准许受控量的被冷却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适合于提供外部低压(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极好均匀化的排气到进气充气内。另外，EGR分开(take-off)和混合点的布置为增加的可用EGR质量和改善的性能提供了有效的排气冷却。
[0038]机动车辆102还包括冷却系统104，其使冷却剂循环通过内燃发动机10，以吸收废热，并分别经由冷却剂管路82和84将被加热的冷却剂分配至散热器80和/或加热器核心90。具体地，图1示出了冷却系统104，其被耦连至发动机10，并使发动机冷却剂从发动机10经由发动机驱动的水泵86循环至散热器80，以及经由冷却剂管路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(FEAD)SS耦连至发动机，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使冷却剂循环通过发动机体、盖等中的通道，以吸收发动机热，其然后经由散热器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(以及导致的流动)可以与曲轴转速成比例，在图1的示例中，其与发动机转速成正比。在另一示例中，可以使用马达控制的泵，能够独立于发动机旋转调整所述泵。冷却剂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剂到达阈值温度。
[0039]发动机系统100可以包括用于朝向CAC18、发动机冷却系统104或其他发动机系统部件引导冷却气流的电风扇92。在一些实施例中，电风扇92可以是发动机冷却风扇。发动机冷却风扇可以被耦连至散热器80，以便在车辆102缓慢移动或停止而发动机正运行时维持通过散热器80的气流。风扇旋转速度或方向可以由在下文中更详细地描述的控制器12控制。在一个示例中，发动机冷却风扇还可以朝向CAC18引导冷却气流。可替代地，电风扇92可以被耦连至由发动机曲轴驱动的发动机附件驱动系统。在其他实施例中，电风扇92可以充当专用的CAC风扇。在这个实施例中，电风扇可以被耦连至CAC或被放置在直接朝向CAC引导气流的位置中。在又一实施例中，可以有两个或更多个电风扇。例如，一个可以被耦连至散热器(如图所示)，用于发动机冷却，而另一个可以被耦连在别处，以直接朝向CAC引导冷却空气。在这个示例中，两个或更多个电风扇可以被单独控制(例如，以不同的旋转速度)，以便向其各自的部件提供冷却。
[0040]如上所述，冷却剂可以流过冷却剂管路82，和/或通过冷却剂管路84流至加热器核心90，在此热可以传递给乘客舱106，并且冷却剂流回到发动机10。在一些示例中，发动机驱动的水泵86可以运转为使冷却剂循环通过冷却剂管路82和84 二者。
[0041]图1还示出了控制系统28。控制系统28可以被通信地耦连至发动机系统100的各种部件，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可以包括数字电子控制器12。控制器12可以是微型计算机，其包括微处理单元、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、保活存取器和数据总线。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(诸如变速齿轮位置、油门(gas)踏板输入，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、增压压力、环境温度、环境湿度、进气温度、风扇速度等)、冷却系统传感器(诸如冷却剂温度、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。
[0042]车辆内通信与娱乐数据系统26可以经由各种无线协议与无线通信装置40通信，无线协议诸如为无线网络、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情况。可以通过各种无线通信装置的应用和天气预测网站获得天气情况，诸如温度、降水(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的和预测的天气情况。在一个实施例中，其中车辆内通信与娱乐系统包括GPS，则当前的和将来的天气数据可以与在GPS上显示的当前的和将来的进行路线相关联。在替代实施例中，其中车辆系统包括专用的GPS34，则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，从而将当前的和将来的天气数据通信于当前的和将来的行进路线。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例如等值线图提供的雨、湿度、降水和/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传送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传送给控制器12。控制器12将接收的湿度数据与阈值进行比较，并确定适当的电风扇和格栅百叶窗调整。例如，如果湿度大于限定的阈值，则一个或更多个格栅百叶窗可以关闭，并且电风扇可以关闭。
[0043]在其他实施例中，可以根据其他信号或传感器(例如，雨传感器)推测雨的存在。在一个示例中，可以根据车辆雨刷开/关信号推测雨。具体地，在一个示例中，当雨刷开动时，信号可以被发送给控制器12，以指示雨。控制器可以使用该信息来预测CAC中冷凝物形成的可能性，并调整车辆致动器，诸如电风扇92和/或格栅百叶窗系统110。在下面参照图
3-8更加详细地描述了对这些系统的调整。
[0044]此外，控制器12可以与各种致动器32通信，致动器32可以包括发动机致动器(诸如燃料喷射器、电子控制的进气节流板、火花塞等)，冷却系统致动器(诸如空气调节排风口和/或乘客舱气候控制系统中的转向器阀等)以及其他致动器。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，用于实现以下所述方法以及期望但没有具体列出的其他变体。
[0045]如在本文中所提及的，从发动机传递到冷却剂的废热量可以随工况而改变，由此影响传递给气流的热量。例如，当发动机输出扭矩或燃料流降低时，产生的废热量可以成比例地减少。
[0046]机动车辆102还包括格栅112，其为接收通过或靠近车辆的前端并进入发动机舱的环境气流116提供开口(例如，格栅开口、保险杆开口等)。此环境气流116然后可以被散热器80、电风扇92以及其他部件使用，以保持发动机和/或变速器冷却。另外，环境气流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的涡轮增压的/机械增压的发动机的性能，其中CAC18降低进入进气歧管/发动机的空气的温度。可以调整电风扇92进一步增加或减少到发动机部件的气流。此外,专用的CAC风扇可以被包括在发动机系统中，并被用来增加或减少到CAC的气流。
[0047]图2示出了 CAC18、散热器80、电风扇92和发动机系统100在车辆102内相对于格栅百叶窗和相关的环境气流116的位置的示例。引擎盖部件下的其他部件(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和电风扇92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。
[0048]例如，格栅百叶窗114可以覆盖车辆的前面区域，其正好从引擎盖下到保险杠的底部保险杠的底部。通过覆盖CAC进气装置，降低了阻力，并且减少了外部的冷却空气进入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打开/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CAC内。在一个示例中，第一子区域可以仅从引擎盖下到保险杠的顶部，而第二子区域可以从保险杠的顶部到保险杠的底部。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，而在另一些示例中一个子区域比其他子区域包含更多。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。在替代实施例中，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。
[0049]格栅百叶窗114在打开与关闭位置之间可移动，并且可以被维持在其任一位置或多个中间位置。换句话说，可以调整格栅百叶窗114的打开，使得格栅百叶窗114部分打开、部分关闭或在打开位置与关闭位置之间循环，从而在最少燃料经济性损失的情况下为冷却发动机舱部件提供气流。这是因为关闭和/或部分关闭格栅百叶窗114减少通过格栅112接收的气流量，因此降低了对车辆的空气动力阻力。将格栅百叶窗维持在打开位置允许充分的发动机冷却；然而，这也会增加对车辆的阻力，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，这将无法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，这将在将下面进一步讨论。在一些实施例中，格栅百叶窗可以仅用于CAC冷凝物控制。在这种情况下，格栅百叶窗运转几乎没有空气动力学效益。
[0050]当格栅百叶窗打开时，电风扇92可以被用来增加或减少到发动机部件的冷却的环境气流116。例如，通过增加电风扇旋转速度，会增加到发动机的气流量和气流速率。相反，通过降低风扇旋转速度，降低到发动机的气流速率。在另一示例中，电风扇可以以低旋转速度开动，以降低CAC效率，并增加CAC出口温度。具体地，在低速时，电风扇不能有效地进行冷却。然而，风扇的叶片可以用于抵抗到散热器和CAC的气流。以此方式，环境气流速度直接影响CAC效果和CAC出口温度。因此，通过改变风扇旋转速度，可以改变CAC效率和出口温度。当格栅百叶窗关闭时，几乎没有冷却的环境气流进入格栅。然而，电风扇仍可以运转来提供气流。除了控制旋转速度外，电风扇还可以改变旋转方向。风扇的叶片可以被设计为使得沿第一方向的旋转朝向发动机部件引导气流。在以下描述中，这将会用作风扇运转的正常或基本方向。风扇叶片沿第二方向(与第一方向相反)的旋转可以弓I导气流远离发动机部件。以此方式，风扇旋转方向还可以被用来改变到达发动机部件的冷却气流，并且随后可以改变CAC效率和出口温度。
[0051]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的打开。调整格栅百叶窗114的打开可以包括打开一个或更多个格栅百叶窗、关闭一个或更多个格栅百叶窗、部分打开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、调整打开和关闭正时等。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、调整格栅百叶窗114的打开的指令。以此方式，控制器12可以通过增加或减小格栅百叶窗的打开来调整车辆格栅百叶窗。
[0052]控制系统28可以被进一步配置为，响应于车辆工况使电风扇92运转。电风扇92运转可以包括增加风扇旋转速度、降低风扇旋转速度、使风扇旋转停止、使风扇旋转方向反向、调整旋转开/关正时等。作为一个示例，控制器12可以被通信地连接至电风扇92，并且可以具有存储在其上以便调整电风扇92的旋转的指令。
[0053]可以响应于各种各样的系统变量而调整电风扇运转，所述系统变量包括发动机温度、车辆行驶条件、CAC出口处的增压空气温度(CAC出口温度)以及外部的天气情况。CAC中冷凝物形成可以包括冷凝物量和/或冷凝物形成速率，其中CAC出口温度可以是被用来估计和/或计算冷凝物形成的若干变量中的一个。在一些实施例中，可以响应于所有或一些上述系统变量而调整格栅百叶窗。电风扇的调整可以与格栅百叶窗运转相协调，以便优化CAC冷凝物控制以及发动机冷却和燃料经济性。例如，控制器12可以被可通信地连接至电风扇92和格栅百叶窗系统110 二者。控制器12可以具有存储在其上的如下指令:基于其他部件的当前状况以及列出的系统变量，调整电风扇92或格栅百叶窗系统110的运转。即使其他变量保持在正常范围内，电风扇和格栅百叶窗的运转也可以响应于这些系统变量中的一个。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、失火预防和增加的燃料经济性来确定最佳的电风扇旋转速度或方向以及格栅百叶窗的打开。电风扇和格栅百叶窗运转的另外的示例和说明被提供在图7-8中，并在下面进行进一步阐述。
[0054]在一些情况下，可以响应于车辆驾驶条件而调整电风扇92和格栅百叶窗系统110，车辆驾驶条件诸如为车辆是处于被驱动还是非驱动情况。被驱动情况可以包括当车轮正施加向前推动车辆的正力时。非驱动情况可以包括当车轮正吸收车辆惯性并产生抵抗车辆运动的负力时。在一个实施例中，非驱动车辆情况可以包括减速情况、制动情况、减油门情况、其组合或示意非驱动车辆情况正发生或将要发生的另一类型的情况。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较缓慢的前方区域、下坡进场等。
[0055]在一些情况下，在减速期间，车辆可以停机，并且变速器与发动机分离，以改善燃料经济性。在这种情况下，需要额外的发动机冷却。在这种情况下，在减速开始时打开格栅百叶窗和增加电风扇速度可以允许发动机的预冷却，从而保持发动机温度低。这还可以允许格栅百叶窗在随后的被驱动情况期间更长期地保持关闭，从而降低车辆阻力，并再次改善燃料经济性。
[0056]另外，可以调整电风扇92和格栅百叶窗系统110，以改变CAC18内的冷凝物形成。多个传感器30可以获得CAC数据，诸如进口和出口的压力与温度。控制器12可以使用此数据以及环境空气情况(例如，温度和相对或具体湿度)和车辆数据(例如，车辆速度)，以确定CAC中的凝结速率和凝结量。在一些情况下，在所有环境温度情况下，环境相对湿度可以都被计算或被假设为100%。这消除了对湿度传感器的需要。然而，如果湿度传感器可用，那么也可以使用实际的(例如，实时)湿度数据。
[0057]控制器12可以使用上述的传感器数据以及算法来计算CAC中的冷凝物量。凝结计算可以开始于，根据CAC出口温度和压力计算CAC出口处的饱和蒸汽压力。算法然后计算在这种饱和蒸汽压力下的水的质量。然后根据环境空气情况确定空气中的水的质量。最后，环境空气中的水的质量中减去CAC出口处在饱和蒸汽压力下的水的质量，来确定CAC出口处的凝结速率(冷凝物形成速率)。通过确定冷凝物测量之间的时间量，控制器12可以确定自上一次测量以后的CAC内的冷凝物量。可以通过将该值加到之前的冷凝物值并且然后减去自上一次计算以后的任何冷凝物损失(被去除的冷凝物量)，计算CAC中当前的冷凝物量。如果CAC出口温度保持在露点之上，冷凝物损失可以被假设为零。
[0058]在另一实施例中，可以调整电风扇和格栅百叶窗，以改变CAC出口处的温度。具体地，通过调整电风扇和格栅百叶窗以改变到CAC的冷却气流，可以增加或降低CAC出口温度。控制器可以收集传感器数据(例如，CAC温度和增压压力)以及环境空气情况(例如，温度和相对或具体湿度)和车辆数据(例如，车辆速度、发动机负荷)。然后，利用用于估计和/或计算冷凝物形成的算法和方法，可以限定阈值CAC出口温度范围。在一个示例中，凝结形成值被映射到CAC出口温度和CAC压力与环境压力之比。在另一示例中，空气质量的凝结速率百分比可以被映射到CAC出口温度。发动机负荷可以用来将空气质量的凝结速率百分比转换为CAC中的冷凝物形成速率。发动机负荷可以是空气质量、扭矩、加速器踏板位置和节气门位置的函数，并且因此可以提供对通过CAC的空气流速的指示。例如，由于CAC的冷表面和较低的进气流速，因此中等的发动机负荷与较冷的CAC出口温度的结合可以指示出大的凝结形成值。映射还可以包括用于环境温度和增压压力的调节器。控制器12可以使用该映射来确定第一阈值CAC出口温度。该第一阈值温度Tl可以被限定为使得，在该温度之上，冷凝物可以以会增加CAC腐蚀和/或发动机失火事件的可能性的速率形成。以此方式，阈值冷凝物形成速率可以被设定，并且进一步基于环境湿度、外部的天气情况和发动机工况。可以基于发动机工况限定第二更高的阈值CAC出口温度。例如，可以基于燃烧所需的最小空气充气温度限定该第二阈值温度T2。
[0059]在又一实施例中，可以基于露点温度限定第一阈值温度Tl。具体地，控制器可以基于压力和湿度确定CAC出口的露点温度。第一阈值温度Tl然后可以被限定为使得CAC出口温度保持在露点温度之上。在一个示例中，第一阈值温度Tl可以是CAC出口的露点温度。在另一不例中，第一阈值温度Tl可以稍微高于CAC出口处的露点温度。
[0060]以此方式，可以调整电风扇运转和格栅百叶窗的打开，以便将CAC出口温度维持在第一阈值温度Tl与第二阈值温度T2之间。在一个不例中，如果CAC出口温度小于第一阈值温度Tl，控制器可以通过降低风扇速度、关闭风扇或使风扇旋转方向反向来降低对CAC的冷却。可替代地或额外地，控制器可以减小格栅百叶窗的打开或关闭格栅百叶窗，以降低CAC冷却。在另一示例中，如果CAC出口温度大于第二阈值温度T2，控制器可以通过开动风扇或增加风扇速度来增加对CAC的冷却。可替代地或额外地，控制器可以增加格栅百叶窗的打开。
[0061]可以根据当前的或预测的天气情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物形成的天气情况。冷凝物形成的天气情况可以包括雨、湿、冷的温度或其组合。可以经由车辆内通信与娱乐系统26或GPS34提供天气情况。类似地，可以响应于当前的或预测的天气情况而调整电风扇92的运转。例如，响应于冷凝物形成的天气情况，风扇旋转可以减慢或停止。在其他实施例中，雨的存在可以根据雨传感器(例如，雨刷的打/关信号)来推测，并且可以被用来调整电风扇运转和格栅百叶窗位置。
[0062]另外，在一些实施例中，电风扇92和格栅百叶窗114的调整量可以依赖于非驱动车辆情况的程度、CAC出口温度阈值范围之外的度数或冷凝物形成的天气情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的打开程度，和/或可以使打开格栅百叶窗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。在这个示例中，电风扇92的旋转速度可以增加至更大的程度或更早地开始，从而提供额外的发动机冷却。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情况，则可以减小格栅百叶窗114的打开。在这种情况下，风扇旋转可以被减慢至某一程度、被停止或被可能地被反向。
[0063]而且，在一些实施例中，可以基于发动机温度、非驱动车辆情况、CAC内的冷凝物形成和CAC出口温度调整电风扇92和格栅百叶窗系统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，监测冷却剂温度并将其与阈值进行比较。在这个示例中，当发动机冷却剂温度增加至阈值之上时，可以开动电风扇。然而，在一些实施例中，即使发动机冷却剂温度未增加至设定的阈值之上，电风扇也可以响应于CAC内的冷凝物形成或CAC出口温度超过阈值而开动。以此方式，当正常风扇运转仅响应于发动机温度将会命令相反的风扇控制时，电风扇可以响应于CAC中的冷凝物形成和CAC出口温度而开或关。参照图4-8更详细地描述了调整电风扇92和格栅百叶窗系统110的另外的方法。以此方式调整风扇和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，减少了冷凝物形成，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，并减少CAC的腐蚀和发动机失火。
[0064]在一个示例中，当空气质量流率增加至阈值水平之上，可以将冷凝物从CAC剥离(从CAC抽取)到发动机内。因此，如果空气质量流量超过CAC中收集冷凝物的速度(阈值水平)，格栅百叶窗和/或电风扇可以打开，以提供大空气质量流率发动机运转所需的足够的空气充气冷却。具体地，发动机在大空气质量流量情况下产生的中等到高的热会需要额外的发动机冷却。因此，格栅百叶窗可以打开和/或风扇可以开动，以增加对发动机的冷却，而不必担心CAC中的冷凝物形成的增加。
[0065]图3示出了 CAC中的冷凝物形成的示意示例。在300处示出了具有不同CAC出口温度(空气充气温度)的两个CAC示例(302，304)。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时冷却，然后离开CAC出口 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通过格栅百叶窗开口而进入并沿着横向方向经过CAC，从而辅助冷却增压空气。该气流的速度可以依赖于车辆和电风扇92速度。在CAC进口沿水平方向的下游，相对大量的冷凝物314在CAC302中形成。在这种情况下，CAC出口 310处的温度可以低于第一阈值温度Tl。通过调整格栅百叶窗114的位置和/或电风扇92的旋转速度或方向，可以改变环境气流308，因此改变CAC的效果和CAC出口 310处的温度。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，并增加CAC出口 310处的温度。降低电风扇92的旋转速度、使电风扇92停止或使电风扇92的旋转方向反向(以便将冷却空气吹离CAC)也可以减少环境气流308，从而增加CAC出口 310处的温度。增加增压空气冷却器出口处的温度可以减少CAC中的冷凝物形成。
[0066]在第二示例CAC冷却器304中，CAC出口 316处的温度可以高于第二阈值温度T2。在这个示例中，可以通过增加环境气流318来降低CAC出口 316处的温度。通过调整格栅百叶窗114的位置和/或电风扇92的旋转速度或方向，可以增加环境气流318。打开一个或更多个格栅百叶窗可以导致增加的环境气流318，从而增加CAC302的冷却效果，并降低CAC出口 310处的温度。开动电风扇92或增加电风扇92的旋转速度也可以增加环境气流318，从而降低CAC出口 316处的温度。
[0067]确定是否调整风扇运转、格栅百叶窗位置或是否改变CAC出口温度和效率二者可以依赖于其他车辆情况或外部情况。例如，如果车辆正以高速行进，则可以首先增加电风扇旋转，同时保持格栅百叶窗关闭。这可以允许增加冷却，同时增加车辆空气动力学和燃料经济性。然而，如果单独的风扇不能提供充分的冷却，则可以增加格栅百叶窗的打开。可替代地，如果车辆速度低，则可以首先格栅百叶窗，以增加冷却。保持风扇关闭可以增加车辆节能。然后，如果仅打开格栅百叶窗不能提供充分的冷却，则电风扇可以开动，以增加冷却气流。在另一示例中，在发动机温度高的同时，会需要增加CAC出口温度。在这种情况下，可以通过关闭风扇来降低对CAC的冷却。然而，格栅百叶窗可以保持打开，以便仍允许发动机冷却。在图8处介绍了格栅百叶窗和电风扇的协调控制的进一步细节。
[0068]在一些实施例中，冷凝物量或冷凝物形成速率可以导致电风扇和/或格栅百叶窗调整。例如，关于图3，CAC出口 310处的空气温度可以降至第一阈值温度Tl之下。在一些示例中，这可以引起风扇旋转速度降低和/或格栅百叶窗关闭，从而减少了到CAC的气流，因此降低了 CAC的效率，并增加了 CAC出口空气的温度。在其他示例中，在CAC出口 310位置处的温度降至第一阈值温度Tl之下长于阈值持续时间之后，风扇速度可以降低和/或格栅百叶窗可以关闭。可以基于车辆工况调整阈值持续时间。例如，如果车辆速度高，冷凝物形成速率可以增加，因此在该位置需要更短的阈值持续时间。可替代地，如果冷凝物形成速率低，那么可以增加在该位置的阈值持续时间。
[0069]电风扇92和格栅百叶窗系统110的运转可以基于其他部件的当前状况以及发动机温度、车辆驾驶条件、CAC中的冷凝物形成量和冷凝物形成速率、CAC出口温度和外部的天气情况。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、失火预防和增加的燃料经济性来确定电风扇运转与格栅百叶窗位置的最佳组合。将会在下面关于图
4-8对该运转的示例进行描述。
[0070]现在转向图4，示出了示例方法400，其用于基于非驱动车辆情况、CAC出口温度、外部的天气情况和发动机温度调整电风扇(在本文中被称为“风扇”)运转和格栅百叶窗位置。在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、增压、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404处，基于估计的条件，可以确定是否有非驱动车辆情况。此确定可以包括检测非驱动车辆情况，诸如减速情况、制动情况、减油门情况、发动机转速的变化率小于预定阈值、来自自适应巡航控制系统(其感测到本车辆正前方的车辆的距离，并自动使车辆制动器致动，以维持与前方车辆的阈值间隔)的制动信号，或示意非驱动车辆情况的另一类型的情况。作为一个示例，非驱动车辆情况可以是当驾驶者制动踏板的压低量小于阈值时。作为另一示例，非驱动车辆情况可以是当驾驶者的制动力(例如，制动踏板上的力)大于阈值时。作为另一其他示例，非驱动车辆情况可以是当制动器压力大于阈值时。作为另一其他示例，非驱动车辆情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。
[0071]如果车辆不具有非驱动车辆情况(例如，车辆正被驱动)，那么方法400前进到406和434，在406和434中控制器分别将基本格栅百叶窗情况设定为关以及将基本风扇情况设定为关。然而，如果车辆的确具有非驱动车辆情况，那么方法400前进到408和436，在408和436中控制器将基本格栅百叶窗情况设定为开并将基本风扇情况设定为开。取决于非驱动情况，也可以在此刻调整风扇的速度。例如，对于更大的减速程度，风扇速度可以更高。方法400从434和436 二者继续至410，在410中评估CAC出口处的温度。程序确定CAC出口温度是否在温度阈值Tl与T2 (如上所述的第一阈值温度Tl与第二温度阈值T2)之间。该方法在图5中被详细描述，在下面被讨论。如果在410处确定CAC出口温度在温度阈值Tl与T2之间，那么方法400前进到412，以便将格栅百叶窗位置和风扇运转维持在其基本情况。然而，如果在410处确定CAC出口温度不在温度阈值Tl与T2之间，方法400前进到414，以确定减少或改变冷凝物形成所需的对格栅百叶窗和/或风扇的调整(图5)。在416处，做出此调整，并且新的情况被设定为基本格栅百叶窗和风扇情况。
[0072]在418处，程序基于外部的天气情况确定冷凝物将会在CAC中形成的可能性。该方法在图6中被详细描述，在下面被进一步阐述。如果基于天气情况，CAC冷凝物不可能形成，则在420处将格栅百叶窗和风扇维持在经调整的基本情况。然而，如果冷凝物可能形成，则在422处关闭格栅百叶窗，从而替代旧的基本情况。在423处，可以维持基本风扇情况。方法400继续至424，以检查与阈值有关的发动机温度。例如，如果发动机冷却剂温度(ECT)增加至最大值之上，则需要发动机冷却辅助。如果这些温度没有超过阈值(T3)，那么在426处将格栅百叶窗位置和风扇运转维持在其经调整的基本情况，并且程序结束。然而，如果温度超过第一阈值，T3，则在428处开动风扇。在430处，再次检查发动机温度。如果温度超过第二阈值T4，则在432处打开格栅百叶窗，并且程序结束。否则，在426处风扇维持开动，并维持经调整的基本格栅百叶窗位置。在一些实施例中，第二阈值大于第一阈值。在其他实施例中，第一与第二阈值可以相同。
[0073]在图5中示出了示例方法500，其用于基于CAC出口处的温度调整电风扇运转和格栅百叶窗位置。在502处，程序确定CAC出口处的增压空气温度。在504处，程序将CAC出口温度与第一阈值温度Tl进行比较。如果CAC出口温度小于第一阈值温度Tl，程序继续至506，在506中确定非驱动车辆情况(如上面在方法400中讨论)。如果在506处非驱动车辆情况被确认，在508处控制器可以关闭电风扇。可替代地，在508处，控制器可以降低风扇旋转速度或使风扇旋转方向方向，以增加CAC出口温度。是否降低、风扇旋转速度、关闭风扇或使风扇旋转方向反向可以依赖于CAC出口温度和/或其他发动机工况。例如，如果CAC出口温度仅稍微低于第一阈值温度Tl，则可以降低风扇旋转速度而不是关闭。在另一示例中，如果车辆正以较慢的速率减速，风扇可以关闭或沿相反的方向旋转。这可以允许CAC出口温度降低，同时格栅百叶窗保持打开，以便在非驱动情况下增加发动机冷却(因此百叶窗可以在随后的加速期间更长久地保持关闭)。在又一其他示例中，如果格栅百叶窗不存在于车辆中或不起作用(例如，格栅百叶窗卡在打开位置)，电风扇可以沿相反的方向旋转，从而使热离开发动机舱并使CAC变暖。
[0074]方法500继续至510，以再次检查CAC温度。程序可以在508与510之间等待持续时间Atl，以允许温度变化与平衡。持续时间Atl可以基于CAC中的冷凝物量或冷凝物形成速率和/或发动机工况。可替代地，Atl可以是设定的持续时间。例如，如果冷凝物形成速率高，则持续时间Atl可以较短，以减少冷凝物形成的增加。在另一示例中，如果发动机温度更高并且需要增加的发动机冷却，持续时间Atl可以更长。在512处，再次评估CAC出口温度。如果CAC出口温度仍低于第一阈值温度Tl，控制器可以减小格栅百叶窗的打开。可替代地，基于发动机工况，控制器可以完全关闭格栅百叶窗。例如，如果CAC出口温度是低于第一温度阈值Tl的阈值量，格栅百叶窗可以完全关闭。然而，如果在512处CAC出口温度不低于第一阈值温度Tl，该方法继续至516，以维持风扇运转和格栅百叶窗位置，从而结束该方法。
[0075]返回至506，如果CAC出口温度低于第一阈值温度Tl，并且没有非驱动车辆情况，在518处，控制器可以关闭格栅百叶窗。该方法继续至520，以确定电风扇是否关闭。如果风扇关闭，在522处程序可以以低旋转速度开动风扇。在低速时，风扇的叶片可以作用于抵抗气流，并增加CAC出口处的温度。可替代地，在522处，程序可以等待一段持续时间，并且然后在开动风扇之前重新检查CAC出口温度。如果在520处风扇未关闭，则在524处可以关闭风扇，以增加CAC出口温度。可替代地，控制器可以降低风扇旋转速度，或使风扇旋转方向反向。在做出风扇调整之后，程序结束。
[0076]返回至504，如果CAC出口温度不低于第一阈值温度Tl，程序继续至526，以确认CAC出口温度是否大于第二阈值温度T2。如果CAC出口温度不超过第二阈值温度T2，在528处程序维持在方法400中确定的基本风扇运转和格栅百叶窗位置。然而，如果程序确认CAC出口温度超过第二阈值温度T2，则在530处评估车辆速度。如果车辆速度小于速度阈值SI，在532处程序增加格栅百叶窗的打开(或打开格栅百叶窗)。速度阈值SI可以基于发动机工况和车辆燃料与节能。例如，速度阈值SI可以被设定为使得，超过该速度，打开格栅百叶窗可以降低车辆空气动力学并降低燃料经济性。可替代地，速度阈值SI可以被设定为使得，低于该速度，开动电风扇可以增加车辆能量消耗。该能量消耗可以比由打开格栅百叶窗引起的降低的空气动力学更加降低车辆效率。因此，响应于在530处车辆速度低于速度阈值SI，在532处可以首先打开车辆格栅百叶窗，而不是开动风扇。在534处，程序等待持续时间Λ t2，并且然后重新检查CAC出口温度。持续时间Λ t2可以基于发动机工况(诸如车辆速度)，或可以是设定的持续时间。如果在536处CAC出口温度保持在第二阈值温度T2之上，在538处控制器可以增加风扇旋转速度(或开动风扇旋转)。然而，如果CAC出口处的温度不再在第二阈值温度T2之上，该方法继续至540，以维持风扇运转和格栅百叶窗位置。
[0077]返回至530，如果车辆速度不小于该速度阈值SI，程序继续至542，以增加风扇旋转速度(或开动风扇)。在544处，程序等待持续时间Λ t3，并且然后重新检查CAC出口温度。至于持续时间At2，At3，可以基于发动机工况(诸如车辆速度)，或可以是设定的持续时间。如果在546处CAC出口温度仍在第二阈值温度T2之上，在548处控制器可以增加格栅百叶窗的打开。然而，如果CAC出口温度不再在第二阈值温度T2上，程序在540处继续维持风扇运转和格栅百叶窗位置，并且然后结束。
[0078]以此方式，可以响应于CAC出口处的温度而调整电风扇和车辆格栅百叶窗。可以基于车辆速度和非驱动车辆情况进一步控制调整。在图7-8处介绍了电风扇和格栅百叶窗的示例调整。
[0079]现在转向图6，示出了示例方法600，其用于基于根据外部的天气情况确定的冷凝物形成的情况调整格栅百叶窗位置。在602处，控制器12从多个传感器30、GPS34和车辆内通信与娱乐系统26接收数据。检索到的数据可以包括环境空气温度与湿度、推测的雨的情况(根据雨刷开/关信号)和前方道路或沿车辆的出行方案的道路的预测天气情况。在604处，控制器12然后分析该数据用于CAC凝结形成情况。这些情况可以包括雨、高湿度、低空气温度或其组合。如果在606处确定冷凝物形成情况超过阈值，然后在610处关闭格栅百叶窗。否则，在608处，该方法维持当前的格栅百叶窗位置。阈值可以包括冷凝物可能在CAC内形成的阈值温度、湿度百分比或降水量。在610和608之后，程序结束。如果发动机温度在冷凝物形成的天气情况下增加至阈值值之上，电风扇可以开动，以提供发动机冷却，且同时仍减少CAC中的冷凝物形成。
[0080]图7示出了示例曲线图700，其比较了由于发动机冷却剂温度、车辆速度、CAC出口处的温度和外部的天气情况而导致的电风扇和格栅百叶窗运转。曲线图700图示说明了电风扇(风扇)和格栅百叶窗(百叶窗)在车辆速度(VS)和外部的天气情况(OC)根据时间(沿X轴线)的变化组合的示例运转。电风扇开/关和格栅百叶窗的打开与关闭基于发动机冷却剂温度(ECT)、车辆速度、CAC出口处的温度(CAC出口温度)和外部的天气情况。曲线图700包括在曲线702处的电风扇状态(开或关)、在曲线704处的格栅百叶窗状态(打开或关闭)、在曲线706处的ECT、在曲线708处的VS、在曲线710处的CAC出口温度和在曲线712处的外部的天气情况(OC)的指示。在这个示例中，响应于系统以及外部变量而分别开/关和打开/关闭电风扇和格栅百叶窗。然而，在一些实施例中，风扇和百叶窗控制可以分别包括开/关与打开/关闭位置之间的调整。在这种情况下，可以通过在曲线图700中示出的系统变量来调整电风扇速度和格栅百叶窗的打开程度。例如，当ECT增加至阈值之上时，电风扇速度可以增加(例如，成比例地)。在另一示例中，电风扇速度可以针对不同的减速程度减速或不同的CAC出口处的温度而改变。
[0081]在时间tl之前，冷却风扇可以不运转，并且格栅百叶窗可以关闭。在时间tl处，响应于CAC出口温度到达第二阈值温度T2 (曲线710)以及VS超过速度阈值SI，开动电风扇(曲线702)。在一段持续时间Λ t3之后，CAC出口温度保持在第二阈值温度T2之上，从而在时间t2处引起格栅百叶窗打开(曲线704)。CAC出口温度降低，直至其降至第一阈值温度Tl之下时的时间t3。因此，格栅百叶窗关闭，并且风扇关机。在时间t3与时间t4之间，通过OC的增加指示冷凝物形成的天气情况(曲线712)。格栅百叶窗在该时间内保持关闭。响应于在时间t4处ECT到达阈值T3，开动电风扇(曲线702)。ECT继续增加直至ECT到达阈值T4时的时间t5 (曲线706)。作为响应，打开格栅百叶窗(曲线704)，以增加冷却气流。在时间t6处，车辆速度指示出车辆减速或车辆制动情况(曲线708)。同时，CAC出口温度降至第一阈值温度Tl之下。响应于非驱动车辆情况和CAC出口温度小于第一阈值温度Tl，关停风扇(曲线702)。在减速期间事件，格栅百叶窗保持打开，以增加发动机冷却。然而，在时间t7处，(在等待持续时间Λ tl之后)CAC出口温度保持在第一阈值温度Tl之下(曲线710)。因此，即使车辆仍在减速，打开格栅百叶窗(曲线704)，以增加CAC出口温度，并减少冷凝物形成。
[0082]在时间t7与时间t8之间，CAC出口处的温度增加。在时间t8处，响应于CAC出口温度增加至第二阈值温度T2之上以及车辆速度低于速度阈值SI，打开格栅百叶窗。风扇可以保持关停，以增加车辆的节能。在到达持续时间At2之前，来自打开的格栅百叶窗的冷却空气将CAC出口温度降低至第二阈值温度T2之下。因此，风扇保持关停。在时间t9处，控制器接收冷凝物形成的天气情况的指示(曲线712)。作为响应，在时间t9处关闭格栅百叶窗，以减少冷凝物形成。
[0083]现在转向图8，在表800中示出了用于使发动机冷却系统的电风扇和车辆格栅百叶窗运转的三种模式。基于车辆驾驶条件(例如，车辆速度和非驱动情况)、CAC出口处的温度、外部的天气情况和发动机温度，发动机冷却系统可以以三种基础模式运转。在冷却系统模式的每一种模式下，响应于列出的情况和系统变量，可以开动或关停电风扇，并且可以使格栅百叶窗被致动为打开或关闭。额外地或可替代地，可以增加或降低电风扇速度，可以改变电风扇旋转方向，并且可以增加或减小格栅百叶窗的打开。响应于上述情况和变量，可以调整电风扇、格栅百叶窗或两者。控制器(诸如图1的控制系统28)可以选择发动机冷却系统的运转模式(包括电风扇和格栅百叶窗的设定)，以便优化发动机冷却、车辆空气动力学、车辆能量消耗和CAC出口温度。
[0084]例如，发动机冷却系统可以以第一模式(模式I)运转。在以第一模式(模式I)运转的期间，调整电风扇运转，同时维持格栅百叶窗位置。在一个示例中，当以高于阈值速度(诸如在图5和图7中提及的阈值速度SI)的速度驱动车辆时，响应于CAC出口处的温度大于第二阈值温度(诸如在图4、图5和图7中提及的第二阈值温度T2)，发动机冷却系统可以以模式I运转。在这个示例中，在打开格栅百叶窗之前，可以开动风扇(或增加风扇旋转速度)，以增加车辆空气动力学和燃料经济性，同时降低CAC出口温度。在更高的车辆速度下，燃料经济性损失(由于百叶窗打开的驱动)可以大于能量(由于电风扇运转)。在另一示例中，在驾驶者踏板减油门(非驱动情况)期间，响应于CAC出口处的温度小于第一阈值温度(诸如在图4、图5和图7中提及的第一阈值温度Tl)，发动机冷却系统可以以模式I运转。在非驱动的情况下，通过关停风扇并维持格栅百叶窗位置(打开)，可以增加CAC出口温度，同时允许对发动机的额外的冷却。这可以有助于降低发动机冷却剂温度，因此格栅百叶窗在随后的车辆加速期间可以保持关闭(以改善空气动力学)。在这个示例中，可替代地，可以降低风扇旋转或使其方向反向，以增加CAC出口温度。在又一其他示例中，响应于发动机冷却剂温度大于第一阈值值(诸如在图4中提及的第一阈值值T3),发动机冷却系统可以以模式I运转。在这个示例中，可以开动电风扇(或增加旋转速度)，以降低发动机温度。
[0085]作为另一示例，发动机冷却系统可以以第二模式(模式2)运转。在以模式2运转的期间，维持电风扇运转，同时调整格栅百叶窗位置。在一个示例中，当以低于阈值速度的速度驱动车辆时，响应于CAC出口处的温度大于第二阈值温度，发动机冷却系统可以以模式2运转。在这个示例中，增加格栅百叶窗的打开同时维持风扇运转(关停)可以降低CAC出口温度，同时降低能量消耗。在更低的车辆速度下，能量损失(由于电风扇运转)可以大于燃料经济性损失(由于百叶窗打开的驱动)。在另一示例中，响应于冷凝物形成的天气情况大于阈值，发动机冷却系统可以以模式2运转。例如，如果根据传感器或GPS系统预测或推测到雨，则可以关闭格栅百叶窗，以减少冷凝物形成的增加(以及CAC出口温度的降低)。可以维持风扇运转，以根据需要增加或减少发动机冷却。
[0086]发动机冷却系统可以进一步以第三模式(模式3)运转。在以第三模式运转的期间，可以调整电风扇运转和格栅百叶窗的打开。在第一示例中，在驾驶者踏板减油门期间，响应于CAC出口处的温度在一段持续时间(诸如在图5和图7中提及的持续时间Λ tl)内保持在第一阈值温度之下，可以开始以模式3的运转。在这个示例中，初始可以关停风扇，以增加CAC出口温度，同时格栅百叶窗保持打开。然而，如果关停风扇不足以增加CAC出口温度，那么在持续时间Atl之后，可以减小(或关闭)格栅百叶窗的打开，以便进一步增加CAC出口温度。在第二示例中，当车辆被驱动时，响应于CAC出口处的温度小于第一阈值温度，可以触发以模式3的运转。在这个示例中，可以关闭格栅百叶窗，并且可以关停风扇(或如果已经关停则以低旋转速度开动)，以增加CAC出口温度。在第三示例中，当CAC出口处的温度在一段持续时间(诸如在图5和图7中提及的持续时间At2或Λ t3)内保持在第二阈值温度之上时，发动机冷却系统可以以模式3运转。如果车辆速度小于阈值速度，控制器初始可以增加格栅百叶窗的打开，以降低CAC出口温度。如果CAC出口温度在持续时间Λ t2内保持在第二阈值温度之下，那么可以开动风扇，以便进一步增加冷却。可替代地，如果车辆速度大于阈值速度，初始可以增加(或开动)风扇旋转，同时格栅百叶窗保持关闭。如果在持续时间At3之后CAC出口温度保持在第二阈值温度之上，可以打开格栅百叶窗，以增加冷却。在第四示例中，当发动机冷却剂温度大于第二阈值时，发动机冷却系统可以以模式3运转。在这个示例中，可以开动电风扇，并且可以打开格栅百叶窗，以增加发动机冷却。在第五示例中，在非驱动车辆情况下，同时所有其他参数(例如，CAC出口温度、发动机冷却剂温度等)都在其阈值内，则发动机冷却系统可以以模式3运转。例如，如果在非驱动车辆情况下所有参数都在阈值内，控制器可以打开格栅百叶窗，并开动风扇。
[0087]以此方式，可以响应于发动机温度、车辆驾驶条件、CAC出口温度和外部的天气情况，控制电风扇运转。通过与格栅百叶窗运转相协调地调整电风扇运转，可以更好地控制CAC出口温度，同时改善发动机冷却、燃料经济性与节能。通过选择性地增加电风扇速度，可以冷却发动机系统部件。也可以分别或同时打开格栅百叶窗，从而通过进一步增加环境气流来辅助冷却。在其他情况下，可以关闭格栅百叶窗，从而限制朝向CAC引导的冷却气流量，降低CAC出口处的温度。此外，可以调整电风扇运转，以改变CAC出口处的温度，并控制冷凝物形成。以此方式控制电风扇和格栅百叶窗允许适度的发动机冷却，同时优化车辆燃料经济性与节能，减少发动机失火，并减少CAC腐蚀。
[0088]本领域的技术人员应理解，在本文中所描述的程序可以表示任何数量的电风扇或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以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现本文中所描述的本发明的示例实施例的目的、特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图示和说明而提供了所述处理顺序。尽管没有明确地示出，但本领域技术人员将意识到，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。
[0089]本公开的主题包括在本文中所公开的各种过程、系统和构造和其它的特征、功能、动作和/或性质以及其任何和所有等同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风扇的方法，其包含: 响应于增压空气冷却器出口处的温度，调整风扇运转。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述风扇是电风扇，调整所述电风扇，以便在第一组情况下增加所述增压空气冷却器出口处的所述温度，而在不同的第二组情况下降低所述增压空气冷却器出口处的所述温度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一组情况包括当所述增压空气冷却器处的所述温度小于第一阈值温度时。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二组情况包括当所述增压空气冷却器处的所述温度大于第二阈值温度时。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一阈值温度基于冷凝物形成的阈值速率。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一阈值温度进一步基于环境温度、环境湿度、车辆速度、发动机负荷、所述增压空气冷却器出口处的露点温度、增压空气冷却器压力与环境压力之比以及增压压力中的一个或多个。
7.根据权利要求2所述的方法，其中增加所述增压空气冷却器出口处的所述温度包括降低风扇速度、关停所述风扇和使风扇旋转方向反向中的一个。
8.根据权利要求7所述的方法，其中增加所述增压空气冷却器出口处的所述温度还包括，如果所述风扇关停，则以低旋转速度开动所述风扇。
9.根据权利要求2所述的方法，其中降低所述增压空气冷却器出口处的所述温度包括开动所述风扇和增加风扇速度中的一个。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述风扇是电风扇和专用的增压空气冷却器风扇中的至少一个。
【文档编号】F02B29/04GK103790692SQ201310524495
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】C·P·格卢格拉, G·J·胡伯茨, G·苏尼拉, D·J·斯黛奥兹, D·K·比德纳 申请人:福特环球技术公司