用于基于温度和位置反馈调整格栅百叶窗的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于基于温度和位置反馈调整格栅百叶窗的方法和系统。
【背景技术】
[0002]车辆格栅通常被布置在车辆的前端处，并且可以被配置为提供开口(诸如，格栅开口或保险杠开口)，通过该开口从车辆外面接收进气。这样的进气然后可以被引导到车辆的发动机舱，以辅助车辆的冷却系统冷却发动机、变速器以及发动机舱的其他此类部件。当车辆正运动时，经由格栅的这种气流会增加空气动力阻力。因此，格栅可以包括格栅百叶窗以阻止这种气流，由此减少空气动力阻力并改善燃料经济性。关闭的格栅百叶窗还可以提供更快的动力传动系统暖机，由于存在更少的摩擦，这会改善燃料经济性，并且会改善客舱加热器的性能。然而，关闭的格栅百叶窗也会减少通过散热器和用于冷却目的的其他部件的气流。因此，发动机温度(诸如，发动机冷却剂温度(ECT))会增加。因此，格栅百叶窗运转可以包括基于发动机冷却需求和车辆行驶状况而增加或减小格栅百叶窗的打开。
[0003]Kerns等人在U.S.8，311，708中示出了一种用于调整格栅百叶窗的示例性方法。其中，响应于发动机温度和非驱动车辆状况而调整车辆格栅百叶窗。例如，当发动机温度超过阈值温度时，格栅百叶窗可以被打开。
[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，响应于阈值发动机温度而完全打开格栅百叶窗会将格栅百叶窗的开口增加至比需要的更多，由此降低了车辆燃料经济性。然而，未足够及时地打开格栅百叶窗(以适当的阈值)会引起发动机温度增加，由此使发动机性能退化。另外，在使用期间，格栅百叶窗可能会被不准确地校准，使得实际的格栅百叶窗位置可能不同于被命令的位置。由于退化的位置控制，发动机温度(例如，ECT)会增加，由此导致退化的发动机运转。例如，如果被命令时格栅百叶窗被不完全打开，那么ECT会增加并减少由散热器提供的发动机冷却。
【发明内容】
[0005]在一个示例中，可以通过一种方法解决上述问题，即在第一状况期间，基于发动机冷却剂温度(ECT)和另外的发动机工况调整格栅百叶窗；以及在ECT大于阈值温度时的第二状况期间，独立于另外的发动机工况而基于ECT从部分打开的位置调整格栅百叶窗。以此方式，当ECT大于阈值温度时，可以维持格栅百叶窗至少部分地打开，以辅助发动机冷却。因此，可以降低ECT，同时还减少对燃料经济性的影响。
[0006]作为一个示例，发动机控制器可以确定格栅百叶窗的被命令的位置，并且然后调整被耦接至格栅百叶窗的马达，以便将格栅百叶窗移动到被命令的位置中。当ECT处于或低于阈值温度时，发动机控制器可以基于ECT和另外的发动机工况调整格栅百叶窗，另外的发动机工况包括车辆行驶状况、踏板位置、增压空气冷却器效率、增压空气冷却器温度或车速中的一个或更多个。可替代地，当ECT超过阈值温度时，发动机控制器可以只根据ECT确定格栅百叶窗的百分比开度，并且然后将格栅百叶窗调整到经确定的百分比开度。百分比开度可以在部分打开位置与最大百分比开度之间，百分比开度随着ECT的增加而增加。在一个示例中，部分打开位置可以是10%的百分比开度，而最大百分比开度可以是100%的百分比开度。
[0007]另外，在ECT超过阈值温度时的运转期间，发动机控制器可以验证格栅百叶窗的位置。例如，在将格栅百叶窗调整到最大百分比开度之后，发动机控制器可以将格栅百叶窗调整到次级百分比开度，并且然后退回到最大百分比开度，次级百分比开度小于最大百分比开度。在将格栅百叶窗从次级百分比开度调整回到最大百分比开度之后，如果没有检测到空载电流(stall current)，那么发动机控制器然后可以指示格栅百叶窗退化并设定位置不当(out of posit1n)标志。空载电流可以由格栅百叶窗在到达最大百分比开度之后接触末端止挡件而产生。当ECT降回至阈值温度之下时，如果位置不当标志被设定，那么控制器然后可以重新校准格栅百叶窗。
[0008]当位置误差增加至阈值之上时，格栅百叶窗的重新校准也可以由发动机控制器启动。例如，控制器可以基于被命令的位置与反馈位置之间的差而确定格栅百叶窗位置误差。反馈位置可以基于来自格栅百叶窗位置传感器的输出。以此方式，如果格栅百叶窗位置控制退化，那么重新校准可以重新设定格栅百叶窗位置，并增加被命令的格栅百叶窗位置的准确度。因此，可以提供期望的冷却，同时还增加车辆燃料经济性。
[0009]应当理解，提供以上
【发明内容】
是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在【具体实施方式】中被进一步描述。这并不意味着确定所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被紧随【具体实施方式】之后的权利要求唯一地限定。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中提及的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0010]图1示出了车辆中的格栅百叶窗系统、发动机和相关联的部件的示意图。
[0011]图2示出了 CAC、散热器和在车辆内相对于格栅百叶窗和相关联的环境气流的发动机位置的示例。
[0012]图3示出了车辆的格栅百叶窗系统的示意图。
[0013]图4示出了不同的格栅百叶窗叶片位置的示意图。
[0014]图5示出了基于被命令的和实际的格栅百叶窗位置调整位置误差计数器的图形示例。
[0015]图6示出了用于基于发动机冷却剂温度调整格栅百叶窗的方法。
[0016]图7示出了用于确定格栅百叶窗的位置误差的方法。
[0017]图8示出了基于发动机冷却剂温度调整格栅百叶窗的图形示例。
【具体实施方式】
[0018]以下描述涉及用于调整车辆格栅百叶窗以调整到发动机系统(诸如，图1所示的发动机系统)的冷却的系统和方法。如图2所示，车辆格栅百叶窗可以被设置在车辆的前端的格栅处。可以基于发动机工况调整格栅百叶窗的百分比开度，以便增加或减少到发动机的冷却气流。具体地，发动机控制器可以向耦接至格栅百叶窗的马达(诸如，图3所示的马达)发送被命令的格栅百叶窗位置。马达然后可以将格栅百叶窗调整到被命令的位置。在图4处关于格栅百叶窗的打开角度示出了不同的格栅百叶窗位置。在一个示例中，当发动机冷却剂温度增加时，另外的发动机冷却会被需要。因此，控制器可以增加格栅百叶窗的开度，以增加到发动机的冷却气流。然而，另外的发动机工况会导致格栅百叶窗开度的减小，以便增加燃料经济性。如果ECT增加至阈值之上，那么不管另外的发动机工况如何都可能需要增加的发动机冷却来减少发动机退化。在图6处示出了用于基于相对于阈值温度的ECT和另外的发动机工况来确定被命令的格栅百叶窗位置并调整格栅百叶窗的方法。在图8处示出了基于ECT的示例性格栅百叶窗调整。
[0019]另外，实际的格栅百叶窗位置可以不同于被命令的格栅百叶窗位置。这两个位置之间的差值可以被称为位置误差或位置误差差值。如果该误差增加，那么控制器会指示格栅百叶窗退化，并且当发动机系统被启用时重新校准格栅百叶窗。在图7处示出了用于确定格栅百叶窗位置误差的方法。此外，在图5处示出了基于被命令的和实际的格栅百叶窗位置对位置误差计数器的示例调整。
[0020]图1示出了在机动车辆102中示意地图示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可以被包括在诸如只是车辆类型之一的道路车辆的车辆中。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。
[0021]在所描述的实施例中，发动机10是升压的发动机，其被耦接至涡轮增压器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耦接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主动改变。
[0022]如在图1中示出的，压缩机14通过增压空气冷却器(CAC) 18耦接至节气门20。例如，CAC可以是空气到空气或空气到水的热交换器。节气门20被耦接至发动机进气歧管22。自压缩机，热的压缩的空气充气进入CAC 18的进口，当其行进通过CAC时变冷，然后离开，从而经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并穿过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期间，在此情况下增压空气被冷却至水露点之下，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、大气以及水到空气的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的底部收集，然后在增加发动机缺火的机会的加速(或踩加速器踏板)期间被立即引入发动机。在一个示例中，行进到CAC的冷却的环境气流可以由格栅百叶窗系统110控制，使得冷凝物形成和发动机缺火事件被减少。
[0023]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，而升压压力由升压压力传感器124感测。压缩机旁通阀(未示出)可以串联地耦接在压缩机14的进口与出口之间。压缩机旁通阀可以是常闭阀，其被配置为在选择的工况下打开以释放过多的升压压力。例如，在降低的发动机转速的情况期间，压缩机旁通阀可以被打开，以避免压缩机喘振。
[0024]进气歧管22通过一系列进气门(未示出)耦接至一系列燃烧室31。燃烧室还经由一系列排气门(未示出)耦接至排气歧管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废气流能被引导至发动机系统中的不同位置。通用或宽域排气氧(UEGO)传感器126被显示为耦接至涡轮16上游的排气歧管36。可替代地，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
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