专利名称：用于可增压内燃发动机的冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于可增压内燃发动机的冷却装置。
背景技术：
冷却装置用于，例如，具有涡轮增压器的内燃发动机，特别是机动车辆发动机，以便利用发动机冷却回路冷却该内燃发动机，并且利用低温冷却回路通过涡轮增压器输送给该内燃发动机的增压空气。
新式的可增压内燃发动机，特别是可增压的柴油发动机通常具有增压空气冷却系统，借助于该冷却系统冷却用于增压该内燃发动机所需要的空气。在这种情况下，一方面由于通过发动机的废气加热涡轮增压器，需要增压空气冷却系统。前面所述的加热是由于在一个轴上共同设置的涡轮机和压缩机并且与此相关的这两个部件接触的结果引起的。由于这种热接触，最終引起从废气涡轮增压器到增压空气压缩机的热传输。另ー方面，考虑到由增压空气压缩机引进的空气由于压缩的结果通常被加热到大约180° C的温度，或者在两级压缩的情况下被加热到更高的温度。由于温度升高，引进的增压空气膨胀，膨胀的结果引起每单位体积中氧气比例的減少。氧气比例的減少引起发动机的较低功率増加。为了抵消这种效果，采用前面提到的增压空气冷却器，特别是在机动车辆发动机中。利用增压空气冷却器确保被加热的、压缩的空气被冷却下来，因此产生可用于气缸中的燃烧过程的较高的进气密度，结果，使得能够增加内燃发动机的功率。考虑到未来的排气和排放物控制，特别是对于柴油发动机，至少周期性地加热该增压空气是有利的，例如，为了帮助再生通常设置在柴油发动机的排气机构中或冷环境条件中的柴油颗粒物过滤器。可以利用设置在内燃发动机的进ロ区的电加热器对增压空气进行加热。但是，电加热器需要比较高的电能，例如，大约I. 5kW，这种电能可以由机动车辆的发电机提供。但是，这样引起的较高的燃油消耗，減少机动车辆的经济效率。具有用于冷却具有涡轮增压器的机动车辆中的增压空气的低温回路，并具有用于冷却发动机的发动机冷却回路的回路设置,例如,从W02004/090303是已知的。低温回路可以通过混合器恒温器连接于发动机冷却回路，以便冷却液能够从冷却回路流到另ー个回路并返回，其中来自两个回路的冷却液被混合。增压空气的加热通过将热冷却液从发动机冷却回路输送到低温回路来提供。而且，WO 2005/061869A1也公开了ー种用于冷却具有涡轮增压器的机动车辆中的增压空气的低温冷却回路，和具有用于冷却发动机的主冷却回路的回路设置。该低温冷却回路和主冷却回路以流体输导方式相互连接，以便来自两个回路的冷却液进行混合。具体说，主冷却回路的冷却液在发动机的冷却剂进ロ侧分流出来，并且流到用于冷却增压空气的低温冷却回路。所述上的回路设置不提供增压空气的加热。还有，用于冷却具有涡轮增压器的机动车辆中再循环废气和增压空气的设置从DE102005004778A1是已知的。用于废气再循环管路中的废气流的热交換器和用于并联的增压空气流的热交換器两者都设置在低温冷却回路中，该低温冷却回路另外还有辅助的冷却液泵，用该泵在低温冷却回路中循环冷却液。限流元件设置在增压空气冷却器的冷却液出口，以便能够根据温度控制该增压空气冷却器和废气冷却器之间的冷却液通过量的分配。用于冷却发动机的主冷却回路与低温冷却回路分开设置，以便来自两个冷却液回路的冷却液不能混合。最后，具有增压空气馈送的增压内燃发动机的冷却系统也能够从EP 1905978A2得到。该冷却系统包括第一和第二冷却回路，其中该第一冷却回路以高于第二冷却回路的温度运行，并且其中该增压空气馈送至少具有ー个增压空气冷却単元，该增压空气冷却单元热连接于具有可控制的冷却液通过量的第二冷却回路。也就是说，冷却液能够从第一回路流到第二冷却回路并返回，因此来自两个回路的冷却液能够混合。在这个公开的冷却回路中，在第二冷却回路中设置关闭装置，利用该装置能够关闭第二冷却回路中的冷却液通 过量。
发明内容
本文的发明人已经认识到上述探讨中的ー些问题。例如，在用于增压空气冷却和用于冷却内燃发动机的两个分开的冷却回路的情况下，在每种情况该设置不能短时间升高增压空气温度水平，并且另一方面，在两个相互连接的冷却回路的情况下，导致两个冷却回路，即低温冷却回路和高温冷却回路或发动机冷却回路的冷却液的混合。結果，由于发动机冷却回路的热容量比较大，来自发动机冷却回路的冷却液的加热过程被延迟，因此延长了内燃发动机的升温过程。还有，来自发动机冷却回路的热冷却液与低温回路的冷却液的混合就达到低温回路的最小温度而言具有不利的效果。因此，在一个实施例中，ー种冷装置包括用于内燃发动机的涡轮增压器的增压空气冷却的低温冷却回路，用于冷却内燃发动机的发动机冷却回路，和增压空气冷却器，该增压空气冷却器设置在低温回路中并且以流体传热的方式在冷却液进ロ侧经由第一阀装置连接低温回路并连接于发动机回路，并且在冷却液出ロ侧经由第二阀装置连接于发动机冷却回路并连接于发动机冷却回路。这样做，本发明提供一种用于可增压的内燃发动机的能量有效的冷却装置，这种冷却装置特别缩短内燃发动机的预热期，并且因此能够在最短的时间内周期性地升高增压空气的温度水平，特别是，关于后废气处理元件，例如柴油颗粒过滤器的限定的再生策略。而且，所公开的冷却装置关于控制工程简单地构造，并且也能够短时间反应，以改变废气后处理系统下游的内燃发动机的运行參数，和/或在冷却回路中的状态变量。在下面的描述中单独说明的特征能够以技术上有利的方式相互组合并且还公开本发明的改进。此外描述以本发明为特征并且与附图一起具体给出本发明。本发明的上面的优点和其他优点以及特征从下面単独的或结合附图的详细描述将容易明白。应当理解，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在详细描述中进ー步描述。这并不意味着视为所主张主题的关键的或基本的特征，所主张主题的范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面指出的任何缺点的装置或本发明的任何部分。
图I示出根据本发明实施例的冷却装置的示意图。图2示意地示出图中的多缸发动机的一个气缸的实施例。图3示出根据本发明的用于控制增压空气冷却器的温度的方法的流程图。
具体实施例方式根据本发明，冷却装置包括用于内燃发动机，特别是柴油机的涡轮增压器的增压空气冷却的低温回路，和用于冷却内燃发动机的发动机冷却回路，其中设置在低温回路中 增压空气冷却器能够以流体传热的方式，在冷却液进ロ侧经由第一阀装置，并且在冷却液出口侧经由第二阀装置连接于低温回路或发动机冷却回路。因此，当需要时，也就是说，例如，如果希望加热增压空气并且发动机冷却回路中的冷却液的温度超过被涡轮增压器压缩之后的增压空气温度时，增压空气冷却器能够通过第一和第二阀装置直接结合于发动机冷却回路中。因此，一方面，存在于发动机冷却回路中的能量能够以能量有效的方式用于加热增压空气。另ー方面，增压空气冷却器结合于其中的发动机冷却回路仅仅由增压空气冷却器的，第一和第二阀装置以及管道(例如软管)的热质量加载，该管道以流体传热的方式将增压空气冷却器和阀装置相互连接并且优选构造成尽可能短。如果，另一方面，增压空气不需要加热或增压空气需要冷却，增压空气冷却器能够通过第一和第二阀装置与发动机冷却回路隔离，并且仅仅连接于低温回路。在这种运行状态下，增压空气冷却器和第一和第二阀装置基本上不再构成用于发动机冷却回路的附加的热负荷。根据本发明的冷却装置，考虑到周期性地结合于发动机冷却回路的低热质量，因此能够将内燃发动机的预热期缩短到最小并且当在最短的时间内以简单的方式需要时能够升高增压空气温度水平。根据本发明的冷却装置还能够短时间反应以改变排气后处理系统下游的内燃发动机的运行參数和/或冷却回路的状态变量。运行參数是，例如，内燃发动机的、排气后处理系统的和/或冷却回路的相应的运行温度，或由内燃发动机提供给的动力等。在本发明的实施例中，第一和第二阀装置能够在第一阀位置和在第二阀位置每种情况下运行，在第一阀位置增压空气冷却器以流体传热的方式仅仅连接于低温回路，在第ニ阀位置增压空气冷却器以流体传热的方式连接于仅仅连接于发动机冷却回路。因此，确保发动机冷却回路中的冷却液基本不能与低温回路中的冷却液混合。由于只有发动机回路的冷却液必需被加热与第一和第二阀的工作位置或阀位置无关，因此使内燃发动机的短预热期成为可能。而且，确保基本上没有热冷却液能够从发动机冷却回路流到低温回路中，因此在低温回路中能够实现尽可能低的温度。根据本发明在每种情况下可以利用三通阀作为第一和第二阀装置，其中第一三通阀可以构造成所谓的混合阀，而第二三通阀可以构造成所谓的分配阀。但是，在本发明的意义内，术语“混合阀”构造成不影响三通阀用于混合来自发动机冷却回路和低温回路的冷却液。而是，这种类型的三通阀一般具有三通过发的功能，在该三通阀中将经由两个流体入口输送给该阀的流体流被转移到共同的出口，其中包含在流体出ロ流中该流体进ロ流的比例取决于阀位置。构造成分配阀的第二三通阀具有将输送给该阀的进ロ的流体传输给两个出ロ的功能，其中在每个流体出口流中该流体进ロ流的比例决定于该阀的位置。根据本发明，两个三通阀在已经提到的第一和第二阀位置的每种情况下工作，其中进ロ的流体流在每种情况下仅仅传输给该阀的出口。以这种方式，避免由于三通阀引起的流体流的混合。本发明的实施例还提供发动机冷却回路的冷却液能够从内燃发动机的冷却液出ロ输送到第一阀装置。因此，由于来自内燃发动机的冷却液的出口温度与内燃发动机的负荷直接相关，简单的温度決定的阀装置闭环控制或开环控制是可能的。图I示意地示出的是根据本发明的冷却装置I的示范性实施例。该冷却装置I包括用于内燃发动机10，例如柴油机，的图I中未示出的涡轮增压器的增压空气冷却的低温回路2和用于冷却内燃发动机10的发动机冷却回路4。 图I中所示的发动机冷却回路4包括在下文中也叫做发动机10的内燃发动机10、发动机调温器5、发动机冷却液冷却器6 (例如，散热器)和例如通过已知的皮带驱动由发动机10驱动的发动机冷却液泵7。此外，用于加热机动车辆内部的热交換器或加热装置8连接于图I所示的发动机冷却回路4。正如从图I中能够发现的，低温回路2包括增压空气冷却器9，它可以是位于发动机10的进ロ侧并且其冷却液进ロ以流体传热的方式连接于第一阀装置的增压空气冷却器。第二阀装置11以流体传热的方式连接于增压空气冷却器9的冷却液出口。设置在第ニ阀装置11的下游的是用于循环低温回路2中的冷却液的冷却液泵17，并且在冷却液泵17后面是空气冷却的低温冷却液冷却器13。第一和第二阀装置3、11在所示的实施例中在每种情况下均构造成三通阀3、11。第一三通阀3构造成混合阀并且具有两个冷却液进口和一个冷却液出口，而第二三通阀11构造成具有ー个冷却液进口和两个冷却液出口的分配阀。在图I所示的冷却装置I中，第一三通阀3的第一进ロ以流体传热的方式连接于低温冷却液冷却器13的出ロ，而第二进ロ经由输送管道14以流体传热的方式连接于发动机冷却回路4。输送管道14在发动机10的冷却液出ロ连接于发动机冷却回路4，输送管道14设置在发动机10和发动机调温器5之间。結果，由于来自发动机10的冷却液的出ロ温度与内燃发动机的负荷直接相关，阀装置3和11的特别简单的温度決定的闭环控制或开环控制是可能的。第二阀装置11的进ロ以流体输导的方式连接于增压空气冷却器9的出口。第二阀装置11的第一出ロ连接于冷却液泵17的进ロ，而第二阀装置11的第二出ロ经由回流管道15连接于发动机冷却回路4，具体说，连接于发动机冷却液泵7的进ロ侧。第一和第二三通阀3、11使得增压空气冷却器9能够根据三通阀3和11相应的阀位置将低温回路2连接于发动机冷却回路4。周期性地将增压空气冷却器9连接于发动机冷却回路4的結果，发动机冷却回路4仅仅由增压空气冷却器9的、第一和第二阀装置3、11的以及连接管道16 (例如软管)的热质量加载，该连接管道设置在增压空气冷却器9和三通阀3、11之间，并且以流体传热的方式使它们相互连接。连接管道16优选构造成尽可能短。
根据本发明的冷却装置I的第一和第二三通阀装置3、11有利地构以这样的方式造成，使得它们能够在第一阀位置和第二阀位置工作，其中在第一阀位置，增压空气冷却器9以流体传热的方式仅仅连接于低温回路2，在第二阀位置，增压空气冷却器9以流体传热的方式仅仅连接于发动机冷却回路4。基本上，这防止来自发动机冷却回路4的冷却液与来自低温回路2的冷却液混合。结果，由于只有发动机回路4的冷却液必需被加热与第一和第二三通阀3、11的阀位置无关，根据本发明的冷却装置I能够使发动机的预热期尽可能短。而且，确保第一和第二三通阀装置3、11的前面所述的第一阀位置中没有热冷却液能够从发动机冷却回路4流到低温回路2中，因此在低温回路中2能够实现尽可能低的温度，用于冷却增压空气。在下文中描述冷却装置I的功能。在正常运行状态，第一和第二三通阀装置3、11在第一阀位置运行，其中增压空气冷却器9以流体到热方式连接于低温回路2。发动机冷却回路4和低温回路2因此关于冷却液流相互隔离。在这种运行状态，设置在低温回路2中的冷却液泵17循环低温回路2中冷却液。被增压空气冷却器9加热的冷却液通过空气冷却的低温冷却液冷却器13在它被再一次输送到增压空气冷却器9并且能够进一歩冷却增压空气之前向周围环境输出其热。 在希望加热增压空气的情况下，例如，用于帮助再生柴油颗粒物过滤器，该过滤器通常设置在发动机的，特别是在柴油发动机中的，或者在冷环境条件中的废气系列中，并且发动机冷却回路中的冷却液的温度超过被涡轮压缩机压缩的增压空气的温度，第一和第二三通阀3、11设置在第二阀位置，其中增压空气冷却器9以流体传热的方式排他地连接于发动机冷却回路4。该增压空气冷却器9随后直接结合于发动机冷却回路4并且与低温回路2隔离。在冷却装置I的运行状态，冷却液泵17有利地关闭，以便进一歩降低冷却装置I的能量消耗，并且因此增加冷却装置I的总的经济效率。因此在这种运行状态低温回路2完全脱离。冷却液泵17优选是可控制的或可切换的泵，特别是电操作的冷却液泵。从发动机10的冷却液出ロ经由输送管道14和第一三通阀3输送给增压空气冷却器9的热冷却液加热增压空气冷却器9中的增压空气并且最后经过第二三通阀11和回流(反馈)管道15流回发动机冷却回路4中。刚ー加热增压空气，不再需要第一和第二三通阀
3、11设置在第一阀位置。根据本发明，由于增压空气冷却器9周期性地连接于发动机冷却回路4，一方面，存在于发动机冷却回路4中的能量能够以能量有效的方式用于加热增压空气。另ー方面，由于增压空气冷却器9结合在其中，发动机冷却回路4仅仅被增压空气冷却器9的、三通阀
3、11的和短连接管道16的热质量加载。根据本发明的冷却装置I因此能够缩短发动机10的预热期到最小，并且当需要吋，还能够在最短的时间内增加增压空气温度水平。根据本发明的冷却装置I还能够短时间反应以改变废气后处理系统下游的内燃发动机的运行參数，和/或相应的冷却回路2、4中的状态变量。作为运行參数，可以用，例如，内燃发动机的、排气后处理系统的和/或冷却回路2和4的相应的运行温度，或由内燃发动机提供给的动力
坐寸o前面所述的根据本发明的冷却装置不限于本文公开的实施例，而是覆盖同样有效的其他实施例。在一个实施例中，根据本发明的冷却装置用用在具有可增压的内燃发动机，特别是可增压的柴油发动机的机动车辆中。它包括用于该内燃发动机的涡轮增压器的增压空气冷却的低温回路，和用于冷却该内燃发动机的发动机冷却回路，其中设置在低温回路中的增压空气冷却器能够以流体传热的方式在冷却液进ロ侧经由第一阀装置，并且在冷却液出ロ侧经由第二阀装置连接于低温回路或发动机冷却回路。优选在每种情况下构造成三通阀的第一和第二阀装置的阀位置根据下游废气后处理系统的内燃发动机的预定的运行參数/或该回路中的状态变量有利地通过电致动的装置控制，其中第一和第二阀装置在第一阀位置和第二阀位置的每中情况下能够运行，其中在第一阀位置，增压空气冷却器以流体传热的方式仅仅连接于低温回路，而在第二阀位置增压空气冷却器以流体传热的方式仅仅连接于发动机冷却回路。參考图2，图2示出可以包括在汽车的推进系统中的多气缸发动机10的示意图。发动机10至少部分地由包括控制器12的控制系统和通过输入装置130由来自车辆操作者132的输入控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和用产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机的燃烧室(即，气缸)30可以包括活塞36设置在其中的燃烧室壁32。在一些实施例中，气缸30内侧的活塞36的面可以具有碗装构造(bowl)。活塞36可以连接于曲轴40使得活塞的往复云运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可 以通过中间传动系连接于车辆的至少ー个驱动轮。而且，起动机可以通过飞轮连接于曲轴40，以能够起动发动机10的运行。燃烧室30可以经由进气通道42接受来气进气歧管44的进气并且经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48可以经由相应的进气阀52和排气阀54选择地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或以上的进气阀和/或排气阀。在这个示例中，进气阀52和排气阀54可以经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和53每个可以包括ー个或多个凸轮并且可以利用一个或多个凸轮轮廓转换(CPS)、可变的凸轮正时(VCT)、可变的阀正时(VVT)和/或由控制器操作可以改变阀的运行的可变的阀提升(VVL)系统。进气阀52和排气阀54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在可选实施例中，进气阀52和/或排气阀54可以通过电阀致动控制。例如，气缸30可以可选地包括通过电阀致动控制的进气阀和通过包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气阀。燃油喷嘴66被示出直接连接于用干与通过电子驱动器68从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成正比将燃油喷射到其中的燃烧室30。以这种方式燃油喷嘴66将燃油直接喷射到燃烧室30。燃油喷嘴,例如,可以安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶上。燃油由包括燃油箱、燃油泵、和燃油轨(未示出)的燃油系统(未示出)提供给燃油喷嘴66。发动机10中的燃烧根据运行状态可以具有各种类型。虽然图2示出压缩点火发动机，但是应当明白，本文描述的实施例可以用于任何合适的发动机，包括但不限于柴油和汽油压缩点火发动机、火花点火发动机、直接或端ロ喷射发动机等。而且，可以用各种燃油和/或燃油混合物，例如柴油、生物柴油等。进气通道42可以包括分别具有节流阀片64和65的节流阀62和63。在这个具体的示例中，节流阀片64和65的位置可以通过提供给电机或致动器的信号由控制器12改变，该致动器包括有节流阀62和63、通常叫做节流阀电子控制(ETC)的结构。以这种方式，节流阀62和63可以运行以改变提供给燃烧室30尤其是发动机气缸的进气。节流阀片64和65的位置通过节流阀位置信号TP提供给控制器12。压力、温度和质量空气流可以在沿着进气通道42和排气歧管44的各种位置測量，例如，进气通道42可以包括用于测量通过节流阀63的清洁空气质量流的质量空气流传感器120。清洁空气质量流可以通过MAF信号连通于控制器12。发动机10还可以包括诸如涡轮增压器或增压器的压缩装置，该压缩装置包括设置在进气歧管44的上游的至少ー个压缩机。对于涡轮增压器，压缩机162至少可以部分地被沿着排气通道48设置的涡轮164 (例如，通过轴)驱动。对于增压器，压缩机162可以至少部分地由发动机和/或电动机器驱动，并且可以不包括涡轮机。因此，通过涡轮增压器或增压器提供给发动机的一个或多个气缸的压缩的量可以由控制器12改变。可以用各种涡轮增压装置，当可变面积喷嘴沿着排气管道设置在涡轮的上游和/或下游时可以利用可变喷嘴涡轮增压器(VNT)，用于改变通过涡轮的气体的有效膨胀。还有一种途径可以用来改变废气的膨胀，例如废气旁通阀。增压空气冷却器9可以包括在压缩机162的下游和进气阀52的上游。增压空气冷 却器9可以构造成冷却，例如，通过压缩机162压缩已经被加热的气体。在一个实施例中，增压空气冷却器9可以设置于节流阀62的上游。压力、温度和质量空气流可以在节流阀62的下游，例如，用传感器145或147測量。测量的结果可以从传感器145或147分别通过信号148和149传输给控制器12。压カ和温度可以在压缩机162的上游测量，例如，用传感器153,并且通过信号155传输给控制器12。而且，在所公开的实施例中，EGR系统可以从排气通道48到进气歧管44输送想要的一部分废气。图2示出HP-EGR系统和LP-EGR系统，但是可选实施例可以只包括LP-EGR系统。HP-EGR从涡轮机164的上游到压缩机162的下游通过HP-EGR通道140。提供给进气歧管44的HP-EGR的量可以由控制器12通过HP-EGR阀142改变。LP-EGR通过LP-EGR通道150从涡轮机164的下游到压缩机162的上游。提供给进气歧管44的LP-EGR的量可以由控制器12通过LP-EGR阀152改变。HP-EGR系统可以包括HP-EGR冷却器146，而LP-EGR系统包括LP-EGR冷却器158，以从EGR气向发动机冷却液排出热。在ー些条件下，EGR系统可以用来调节燃烧室30内的空气和燃油混合物的温度。因此，希望測量或估算EGR质量流。EGR传感器可以设置在EGR通道内并且可以提供质量流、压力、温度、CO2的浓度以及废气的浓度其中ー个或多个的指示。例如，LP-EGR传感器144可以设置在LP-EGR通道140内。在一些实施例中，一个或多个传感器可以设置在LP-EGR通道150内以提供通过LP-EGR通道循环的废气的压力、温度、空气-燃油比其中ー个或多个的指示。通过LP-EGR通道150传送的废气在位于LP-EGR通道150和进气通道42的结合处的混合位置可以用新鲜的进气进行稀释。具体说，通过调节LP-EGR阀152与节流阀63 —致(在压缩机的上游，定位在发动机进ロ的空气进ロ通道中)，可以调节EGR流的稀释。LP-EGR流的百分比稀释可以从发动机进气流中的传感器145的输出推知。具体说，传感器145可以位于第一进气节流阀63的下游、LP-EGR阀152的下游和第二主进气节流阀62的上游，使得在或靠近主进气节流阀LP-EGR稀释能精确地确定。传感器145可以是，例如，诸如UEGO传感器的氧传感器。
排气传感器126被不出在润轮164下游连接于排气通道48。传感器126可以是用于提供废气空气/燃油比的指示的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO (通用或宽范围废气氧)、ニ级氧传感器或EG0、HEG0 (加热的EGO) HC或CO传感器。而且，排气通道48可以包括附加的传感器，包括NOx传感器128和指示废气中的PM质量和/或浓度的颗粒物(PM)传感器129。在一个示例中，PM传感器可以通过随着时间积聚烟尘颗粒物而工作并且提供聚集的程度的指示作为废气烟尘水平的量度。排放物控制装置71和72被示出在排气传感器126下游沿着排气通道48设置。装置71和72可以是选择性的催化剂还原(SCR)系统、三元催化剂(TWC)、NOx条、各种其他的排放物控制装置，或其组合。例如，装置71可以是TWC，而装置72可以是颗粒物过滤器(PF)。在一些实施例中，PF72可以设置在TWC71的下游(如图2所示)，而在其他的实施例 中，PF 72可以设置在TWC的上游(图2中未示出)。控制器12在图2中被示出为微型计算机，包括微处理単元102、输入/输出端ロ104，用于可执行的程序和校准值的电子存储介质，在这个具体的示例中被示出为只读存储芯片106、随机存储器、保活存储器和数据总线。控制器12可以接收来自连接于发动机10的传感器的各种信号，除了上面提到的那些信号之外，还包括来自质量空气流传感器120的引入的质量空气流(MAF)的測量；来自连接于冷却套114的温度传感器的发动机冷却液温度(ECT);来自连接于曲轴40的霍尔效应传感器118 (或其他类型)表面点火感测信号(PIP);来自节流阀位置传感器的节流阀位置(TP)；以及来自传感器122的绝对歧管压カ信号MAP。发动机速度信号、RPM可以由控制器12从信号PIP产生。来自歧管压カ传感器的歧管压力信号MAP可以用来提供进气歧管中的真空或压カ的指示。应当指出，可以利用上述传感器的各种组合，例如MAF传感器而没有MAP传感器，或反之亦然。在理想配比运行期间，MAP传感器可以给出发动机转矩的指示。而且，这个传感器与检测的发动机速度一道能够提供引进气缸中的进气(包括空气)的估算。在一个示例中，也用作发动机速度传感器的传感器118在曲轴的每转可以产生预定数目的等间隔的脉冲。存储介质只读存储器106可以用计算机可读的数据编程，该数据表示用于执行下面描述的方法由处理器102可执行的指令以及參与但未具体列出的其他变量。如上所述，图2仅仅不出多气缸发动机的一个气缸,并且姆个气缸同样可以包括其自己的一组进气/排气阀、燃油喷嘴等。图3是示出用于控制发动机的增压空气冷却器，例如图I和2所示的增压空气冷却器9的温度的方法的流程图。方法200可以由控制器12执行。方法200可以输送冷却液通过发动机，并且取决于运行状态，从发动机到增压空气冷却器输送冷却液，或从低温冷却液回路输送冷却液通过增压空气冷却器。因此，在第一状态期间，例如当发动机温度低时，冷却液输送从发动机通过增压空气冷却器，而在第二运行状态期间，例如当发动机温度高时，冷却液从低温回路输送通过增压空气冷却器。该第一和第二运行状态在通过增压空气冷却器冷却液可以相互排他的，或者仅仅从发动机输送，或者从低温回路输送。在202，方法200包括确定发动机的运行參数。发动机的运行參数可以包括发动机速度、发动机负荷、发动机温度、颗粒物过滤器烟尘负荷等。在204，冷却液经由发动机回路输送通过发动机。正如上面关于图I所说明的，发动机冷却液回路包括通过发动机冷却液泵输送冷却液通过发动机。在离开发动机之后，根据运行状态冷却液输送通过车厢加热器、散热器、和/或增压空气冷却器。例如，当发动机温度低于阈值温度，例如低于正常的运行温度(例如，15°C)吋，冷却液可以输送通过车厢加热器和增压空气冷却器。一旦发动机温度达到阈值温度，然后冷却液可以输送通过车厢加热器和散热器。在206，可以判断是否指示进气加热。该进气可在选择的状态下通过增压空气冷却器加热。该选择的状态包括发动机温度低于阈值温度(例如发动机正常工作温度)或发动机负荷低于阈值负荷。在另ー个示例中，该选择的状态包括进行再生事件的颗粒物过滤器或EGR冷却器。在再生期间，废气的温度升高以增加颗粒物过滤器或冷却器的为温度以便烧掉聚集的烟尘。为了促进废气加热，进气可以被加热。进入颗粒物过滤器再生或EGR冷却器再生可以根据从再生事件的时间量、过滤器或冷却器上的烟尘负荷、废气背压等来确定。如果不指示进气加热，则方法200进行到208，经由低温(LT)回路而不通过 发动机输送冷却液通过增压空气冷却器，在大多数运行状态期间，该进气可以被冷却或保持在相同的温度水平，同时流过增压空气。例如，当在标准运行温度下运行没有过滤器或冷却器再生时，希望加热后压缩机的进气，并且因此通过来自LP回路的冷却液冷却增压冷却器。这包括在210，将增压空气冷却器上游的第一阀移动到第一位置。该第一阀可以是包括可选择的进ロ的三通阀。该第一阀位置可以包括该阀将LT散热器(例如，低温冷却液冷却器13)连接于增压空气冷却器，以便离开该LT散热器的冷却液经由第一阀的第一进ロ进入增压空气冷却器。在212，增压空气冷却器下游的第二阀移动到第一位置。该第二阀可以是包括可选择的出口的三通阀。第二阀的第一位置可以包括将增压空气冷却器连接于LT散热器使得离开该增压空气冷却器的冷却液通过第二阀的第一出ロ进入LT散热器。输送冷却液通过LT回路到增压空气冷却器还包括，在214，打开设置在第二阀和LT散热器之间的LT回路冷却液泵(例如泵17)。以这种方式，输送冷却液仅仅从LT回路通过增压空气冷却器，这将增压空气冷却器保持在低温以便冷却进气。如果指示加热进气，也就是如果发动机温度低于阈值温度或如果再生事件发生，方法200进行到216以经由发动机回路而不经过LT回路输送冷却液通过增压空气冷却器。这包括，在218，将第一阀移动到第二位置，并且在220将第二阀移动到第二位置。第一阀的第二位置将发动机冷却液回路连接于增压空气冷却器，使得离开发动机的冷却液输送通过第一阀的第二进ロ到增压空气冷却器。第二阀的第二位置经过第二阀的第二出口将离开增压空气冷却器的冷却液输送到发动机。在222，当冷却液用发动机回路泵(例如泵7)泵送通过增压空气冷却器时，关闭LT冷却液回路泵(例如，泵17)。以这种方式，冷却液从发动机输送到增压空气冷却器，以便加热增压空气冷却器到发动机温度。因此，进入增压空气冷却器的空气可以被加热。当输送的冷却液通过增压空气冷却器吋，方法200或者在208从LT回路，或在216从发动机返回。因此，图3的方法200提供一种发动机方法，包括在第一状态下，从低温回路而不是发动机输送冷却液通过增压空气冷却器，并且在第二状态下，从发动机而不是低温回路输送冷却液通过增压空气冷却器。该第一状态可以包括发动机温度高于阈值温度。该第二状态可以包括发动机温度低于阈值温度，连接于发动机的颗粒物过滤器的再生操作，或连接于发动机的EGR冷却器的再生操作。该第一和第二状态可以是相互排他的状态。该方法还包括，在第一状态期间，打开增压空气冷却器的上游的第一阀的第一进ロ并且打开增压空气冷却器下游的第二阀的第一出口。该方法包括在第二状态期间，打开第一阀的第二进ロ并且打开第二阀的第二出口。在另ー个不例中，一种发动机方法包括经由发动机回路输送冷却液通过发动机，并且在选的择状态期间，在到达发动机之前通过从发动机回路输送冷却液到增压空气冷却器以加热进气。该选择的状态可以包括冷发动机启动状态、柴油颗粒物过滤器的再生操作或EGR冷却器的再生操作。该方法还包括当发动机温度高于阈值温度、在到达发动机之前通过从低温回路输送冷却液到增压空气冷却器以冷却该进ロ空气。应当明白，本文公开的结构和方法在性质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制的意思，因为变化是可能的。例如，上面的技术可以用干与4相対的V-6、1-4、1-6、1-12以及其他类型。本发明的主题包括本文公开的各种系统、和结构以及其他特征、功能、和/或性质所有新颖的并且非显而易见的组合和子组合。下面的权利要求具体指出一些实施例和关于新颖的并且非显而易见的组合和子组合。这些权利要求涉及“一个”元件或“第一”或其等同物。这些权利要求应当理解为包括ー个或以上的这种元件的结合，既不要求也不排除两个或以上的这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合或子组合可以通过修改本权利要求或通过在本申请或相 关申请中提出新的权利要求来主张。因此，权利要求，在原权利要求的范围内无论更宽、更窄、相等或不同都认为包含在本发明的主题内。
权利要求
1.ー种冷却装置，包括 低温回路，其用于内燃发动机的涡轮增压器的增压空气冷却； 发动机冷却回路，其用于冷却内燃发动机；和 增压空气冷却器，其设置在所述低温回路中并且以流体输导的方式在冷却液进ロ侧经由第一阀装置连接于所述低温回路和所述发动机冷却回路，并且在冷却液出口侧经由第二阀装置连接于所述低温回路和所述发动机冷却回路。
2.根据权利要求I所述的冷却装置，进ー步包括控制器，所述控制器包括在第一状态期间移动所述第一阀装置和所述第二阀装置到第一位置的指令，以及操作在所述低温回路中的泵的指令，以便只经由所述低温回路输送冷却液通过所述增压空气冷却器。
3.根据权利要求2所述的冷却装置，其中，所述第一状态包括发动机温度高于阈值。
4.根据权利要求2所述的冷却装置，其中，所述第一状态包括发动机负荷高于阈值。
5.根据权利要求2所述的冷却装置，所述控制器包括在第二状态期间移动所述第一阀装置和所述第二阀装置到第二位置的指令，以及停用所述泵的指令，以便只经由高温回路输送冷却液通过所述增压空气冷却器。
6.根据权利要求5所述的冷却装置，其中，所述第二状态包括发动机温度低于阈值。
7.根据权利要求5所述的冷却装置，其中，所述第二状态包括连接到所述发动机的颗粒物过滤器的再生操作。
8.一种发动机方法，包括 在第一状态下，从低温回路而不是所述发动机输送冷却液通过增压空气冷却器，以及 在第二状态下，从所述发动机而不是所述低温回路输送所述冷却液通过所述增压空气冷却器。
9.根据权利8所述的发动机方法，其中所述第一状态可以包括发动机温度高于阈值。
10.根据权利8所述的发动机方法，其中所述第二状态包括发动机温度低于阈值，所述第一状态和所述第二状态是相互排斥的。
11.根据权利8所述的发动机方法，其中所述第二状态包括连接于发动机的颗粒物过滤器的再生操作。
12.根据权利8所述的发动机方法，其中所述第二状态包括连接于发动机的EGR冷却器的再生操作。
13.根据权利8所述的发动机方法，其中从所述低温回路而不是所述发动机输送所述冷却液通过所述增压空气冷却器，进ー步包括打开所述增压空气冷却器的上游的第一阀的第一进ロ并且打开增压空气冷却器的下游的第二阀的第一出口。
14.根据权利12所述的发动机方法，其中从所述发动机而不是从所述低温回路输送所述冷却液通过所述增压空气冷却器，还包括打开所述第一阀的第二进ロ并且打开所述第二阀的第二出口。
15.—种发动机方法,包括 经由发动机回路输送冷却液通过所述发动机； 在选择的状态期间，在进气达到所述发动机之前通过从所述发动机回路输送所述冷却液到增压空气冷却器以加热所述进气。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述选择的状态包括冷发动机启动状态。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述选择的状态包括柴油颗粒物过滤器的再生操作。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述选择的状态包括EGR冷却器的再生操作。
19.根据权利要求15所述的方法，进ー步包括当发动机温度高于阈值时，在进气到达所述发动机之前通过从低温回路输送冷却液到所述增压空气冷却器而冷却所述进气。
全文摘要
本发明公开一种冷却装置。在一个示例中，该冷却装置包括用于内燃发动机的涡轮增压器的增压空气冷却的低温回路，用于冷却内燃发动机的发动机冷却回路，和增压空气冷却器，该增压空气冷却器设置在低温回路中并且以流体输导的方式在冷却液进口侧经由第一阀装置连接于低温回路和发动机冷却回路，并且在冷却液出口侧，经由第二阀装置连接于低温回路和发动机冷却回路。以这种方式，在某些状况下来自发动机的冷却液可以加热增压空气冷却器。
文档编号F02B29/04GK102797551SQ20121016700
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者C·W·维吉尔德, H·G·奎科斯 申请人:福特环球技术公司