用于涡轮增压器驱动的冷却剂泵的系统和方法_5

文档序号:9823853阅读:来源:国知局
来自传感器123的BOOST压力)、节气门入口压力(TIP)、发动机速度、空转速度、大气压力、驾驶员要求扭矩(例如,来自踏板位置传感器)、空气温度、车速等。
[0071]在404处,通过设置在恒温器阀212上游和/或下游的温度传感器214测量一个或更多个温度读数。在另一些实施例中,可以提供附加和/或替代性传感器,如图3所述。例如,流量传感器可以被安装在恒温器阀的下游以感测冷却剂栗上游的冷却剂的流量。在另一示例中,转动传感器可以被设置在叶轮204和/或转轴19上,以便测量由于来自排气歧管的排气流动的结果所导致的由涡轮16表现出的扭矩量。更进一步地,方法在404处可包括基于来自恒温器阀212的位置传感器的反馈确定恒温器阀212的位置。
[0072]在从一个或更多个传感器获得测量后,在406处,那么可以通过控制器12确定恒温器阀212是否从第二阀位置改变为第一阀位置。换言之,评估恒温器阀212是否从允许冷却剂在第二冷却剂环路260中流动的位置转换到允许冷却剂在第一冷却剂环路250中流动的位置。该确定可以基本上基于通过一个或更多个温度传感器提供的冷却剂温度的一个或更多个测量(在404处所测量的)。如上所述,当冷却剂处于或高于预先确定的阈值冷却剂温度时,恒温器阀212在第一阀位置中,而当冷却剂低于相同的预先确定的阈值冷却剂温度时,恒温器阀212在第二阀位置中。在替代性实施例中,恒温器阀可以是电子成比例流量控制阀。这样,响应于由电子成比例流量控制恒温器阀发送的一个或更多个温度和/或位置信号,控制器12可确定阀位置(例如,第一、第二和/或一个或更多个中间位置)。
[0073]具体地,在一种示例中,可以确定冷却剂是否在阈值冷却剂温度处,在所述阈值冷却剂温度处蜡致动恒温器阀(诸如恒温器阀212)从第二阀位置转换到第一阀位置。在该示例中,阈值冷却剂温度可以为80°C。因而,如果通过温度传感器214感测的一个或更多个冷却剂温度被测量为处于或接近80°C,那么恒温器阀214可以从第二阀位置转换到第一阀位置。在另一示例中,阈值冷却剂温度可以不同于80°C。
[0074]在另一示例中,如果通过温度传感器214测量的冷却剂温度中的一个或更多个在阈值冷却剂温度的窄温度范围内(例如,超出阈值冷却剂温度5°C)并且也不断地增加,那么程序可预测恒温器阀212可以在第二阀位置和第一阀位置之间转换,反之亦然。换言之,控制器12通过由在恒温器阀212处的温度传感器214测量冷却剂温度,可确定冷却剂温度是否增加到并超过阈值冷却剂温度。
[0075]如果在406处由控制器12确认冷却剂温度增加,那么恒温器阀214可以从第二阀位置转换到第一阀位置。由于恒温器阀212的第一阀位置允许流过第一冷却剂环路250,那么在冷却剂栗140上的下游冷却剂载荷在阀位置转换之后可增加,如以上在图2-图3中所讨论。
[0076]在另一示例中,方法在406处可包括基于来自恒温器阀212的位置传感器的反馈确定恒温器阀212是否正从第二位置移动到第一位置。因而,如果位置传感器探测到改变或阀的改变位置,那么方法可以继续到408。
[0077]因而,在408处,指出在冷却剂栗上的冷却剂载荷可以增加。在冷却剂栗140上较高的冷却剂载荷可需要增加的涡轮扭矩以由冷却剂栗驱动更多抗性冷却剂流量并通过CAC0因此,经由控制器12,程序400在410处可递送一个或更多个信号到废气门142的致动器144,以减小废气门的开口。在一种示例中,废气门可以完全闭合。在另一示例中,废气门可以部分闭合。因此,几乎没有源自排气歧管的排气被转移背离涡轮增压器,并且因而可以之后被用于增强排气流以转动地驱动涡轮16、转轴19和冷却剂栗140。
[0078]另一方面,如果控制器12没有确认恒温器阀212从第二阀位置改变为第一阀位置,实际上,可以在412处确认恒温器阀212是否正从第一阀位置改变为第二阀位置。因此,如果来自冷却剂温度传感器中的一个或更多个的一个或更多个测量小于阈值冷却剂温度或在低于阈值冷却剂温度的窄温度范围内且/或不断地降低,那么可以由控制器12确定恒温器阀212正从第一阀位置转换为第二阀位置。替代性地,来自恒温器阀位置传感器的反馈可确定恒温器阀212是否正从第一阀位置转换为第二阀位置。
[0079]如果确认恒温器阀212正从第一位置向第二位置改变位置,在414处,可以由于第二冷却剂环路260具有比第一冷却剂环路250较少的冷却剂流动阻力,预测在冷却剂栗上的冷却剂载荷将减少。因此,可以需要减少涡轮扭矩来递送所需的冷却剂流量。在416处,控制器12可因而经由致动器144增大废气门142的开口以达到或接近打开位置。结果,排气可以被转移背离涡轮以便将在排气污染控制装置70中处理。
[0080]如果在412处恒温器阀212没有正从第一阀位置改变为第二阀位置,那么在418处废气门142不被调整,并且可以提示没有信号到致动器144。
[0081]总之,测量在恒温器阀212处或附近的位置的冷却剂的至少一个温度可以预测在冷却剂栗140上的冷却剂载荷。为了补偿冷却剂载荷的改变,对废气门142的废气门阀的位置的调整可以被用于允许适当量的排气流向涡轮,以便减少所需涡轮增压器转动功率的上述滞后以驱动冷却剂栗。因而,恒温器阀212的位置的改变(或预期改变)可以被用于预测冷却剂栗载荷的改变,并且因而确定对涡轮增压器速度的期望调整。
[0082]另外,在另一些实施例中,在冷却剂栗140上的预期冷却剂载荷也可考虑到在402处测量的可有助于进入涡轮增压器的排气量和由压缩机生成的增压空气量的改变的各种发动机工况。例如,高发动机速度和载荷可转化成涡轮转动的较高速率,并且因此生成增加量的增压空气。因此,在冷却剂栗上的估计载荷也可以是高的,并且可以发信号给致动器144以闭合废气门142。应当理解,发动机工况和/或一个或更多个传感器的测量和估计单独或组合地可以用于估计冷却剂载荷,并且因而估计废气门阀的致动。
[0083]可操作地将冷却剂栗联接到涡轮增压器使得可以随着涡轮增压器的涡轮转动而控制能量的技术效果具有控制增压空气温度的能力,且同时降低下游冷却回路的能量消耗并且因此增加燃料效率。通过将冷却剂栗的叶轮或适于传递转动功率的冷却剂栗的替代性机械部件联接到涡轮增压器的转轴,冷却剂栗可充分满足增压空气的冷却需求。具体地,因为流过发动机排气通道到涡轮增压器涡轮为涡轮增压器压缩机和冷却剂栗两者都供以动力的膨胀废气,对通过在热增压空气量方面的增加的冷却的需求可以通过在驱动在增压空气冷却环路中的冷却剂栗的功率方面同时增加来满足。此外,响应于改变冷却剂栗的冷却剂载荷对废气门的调整允许计量涡轮增压器轴的所需转动速度从而为冷却剂栗供以动力以给增压空气冷却提供所需冷却剂流量的预测性响应。用这种方式,可以更迅速和有效地冷却增压空气,无需具有复杂控制部件的附加的电或发动机驱动冷却剂栗。
[0084]因而,在一种示例中,本文所述的方法提供用于基于涡轮增压器速度用单个冷却剂栗调整通过增压空气冷却器的冷却剂流量。单个冷却剂栗通过来自涡轮增压器的转动功率被机械地驱动。单个冷却剂栗可以是通过来自涡轮增压器的转动功率驱动的唯一的冷却剂栗,并且在一个示例中可以是联接到涡轮增压器轴的唯一的栗,以及在整个发动机冷却剂回路中栗送冷却剂的唯一的冷却剂栗。在一种示例中,方法可包括随涡轮增压器速度增加而增加到增压空气冷却器的冷却剂流量,以及随涡轮增压器速度减小而较小到增压空气冷却器的冷却剂流量。在另一示例中,方法可提供用于随涡轮增压器速度的增加而增加来自增压空气冷却器上游的涡轮增压器的压缩机的增压空气流量,并且随涡轮增压器速度的减小而减小来自该压缩机的增压空气流量,其中压缩机定位在增压空气冷却器的上游。
[0085]在一种实施例中,方法还包括驱动单个冷却剂栗的叶轮以用涡轮增压器的转轴栗送冷却剂通过增压空气冷却回路到增压空气冷却器。在该示例中,叶轮可以可操作地联接到转轴。更进一步地,在另一实施例中,具有第一位置和第二位置的恒温器阀被设置在增压空气冷却回路中的增压空气冷却的下游,并且所述阀可以基于循环通过增压空气冷却回路的冷却剂的冷却剂温度进行调整。
[0086]具体地,在一种示例中,方法可包括当冷却剂温度大于阈值冷却剂温度时将恒温器阀调整到第一位置中,在所述第一位置处,冷却剂从增压空气冷却器的出口流出、通过低温散热器到单个冷却剂栗,并且然后通过增压空气冷却器。在另一示例中,方法也包括当冷却剂温度小于阈值冷却剂温度时将恒温器阀调整到第二位置中,在所述第二位置处,冷却剂流量绕过增压空气冷却器并且从增压空气冷却器的入口直接流出并流向单个冷却剂栗,而无需流过低温散热器和增压空气冷却器。
[0087]另外,恒温器阀可以包括温度传感器,使得调整恒温器阀的位置是基于冷却剂温度的,并且当冷却剂温度转变高于或低于阈值温度时可自动发生而无需由控制器致动。
[0088]方法可进一步包括响应于冷却剂温度转换高于或低于阈值温度以及恒温器阀在第一位置和第二位置之间改变位置中的一个或更多个,调整设置在围绕涡轮增压器的涡轮的旁路通道中的废气门。
[0089]在一种实施例中,本文提供的系统提供了包括由涡轮通过转轴驱动的压缩机的涡轮增压器、定位在压缩机的下游的液冷式增压空气冷却器(CAC)以及定位在冷却剂流向CAC的冷却剂回路中的冷却剂栗。此外,冷却剂栗可以被机械地联接到转轴并且由所述转轴驱动。在一种示例中,冷却剂栗是在回路中唯一的冷却剂栗,并且包括直接联接到转轴的叶轮。在一种实施例中,叶轮直接联接到从压缩机轴向向外并远离涡轮延伸的转轴的一部分。在另一示例中,叶轮在压缩机和涡轮之间位置处直接联接到转轴。在另一示例中,未提供叶轮。实际上,转轴和冷却剂栗可均具有互补(complementary)且联锁(interlocking)齿轮,其中转轴的转动通过互补且联锁齿轮或栗驱动系统的一些其它实施例被转化成冷却剂栗的转动。
[0090]此外,在一种实施例中,本文公开的系统包括联接到在冷却剂回路中的CAC下游和冷却剂栗上游的低温散热器。在一种示例中,也可以提供联接在冷却剂回路中的CAC和低温散热器下游的恒温器阀。在另一示例中,恒温器阀可在引导冷却剂通过CAC、低温散热器和冷却剂栗的第一位置和引导冷却剂通过绕开CAC和低温散热器的旁路通道并到冷却剂栗的第二位置之间调整。在另一实施例中,恒温器阀可以是电
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