[发明专利]减少增压空气冷却器腐蚀的发动机冷却风扇

说明书

背景技术

在压缩空气进入发动机之前，涡轮增压发动机使用增压空气冷却器（CAC）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穿越CAC以冷却穿过CAC内部的进气。当环境空气温度降低时，或在潮湿或阴雨天气条件下，冷凝物可以在CAC中形成，其中，进气被冷却到水露点以下。当进气包括再循环的排气时，冷凝物可以变成酸性的并腐蚀CAC外壳。该腐蚀可能导致空气充气、大气之间的泄漏，以及在水-空气冷却器的情况下，可能会导致冷却剂的泄漏。冷凝物可以汇聚在CAC的底部，并且然后在加速（或踩加速器踏板）期间，立即被吸入发动机中，增加了发动机熄火的机会。

解决冷凝物形成的其他尝试包括限制穿越CAC的进气或限制流至CAC的环境空气。Craig等人在美国专利6,408,831中示出一个示例方法。其中，进气温度由环境空气流限制系统和进气流限制系统控制。控制器限定这些限制装置的位置，并被连接到多个传感器，该多个传感器测量不同变量，例如环境空气和进气温度。

然而，发明人在此已经认识到这种系统的潜在问题。具体地，响应于进气或环境空气温度的限制装置的上述控制可能降低冷凝物的整体水平，而潜在地增加形成的冷凝物中酸的浓度。将温度保持在特定水平，使得冷凝物形成是低的，这可能导致维持流限制一段时间。这使CAC有效性保持在一个等级，导致露点悬停（hover）在CAC中的一个位置。这可能导致在一个位置的酸浓度增加，实际上产生更高的腐蚀风险。这是因为腐蚀风险在CAC中的该位置是最严重的，在该位置，空气充气温度跌落到露点以下，并且水开始冷凝，产生高度浓缩的水和酸溶液，特别是如果冷凝物的水平被保持很低。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过用于控制车辆发动机冷却风扇的方法解决，该方法包括：响应于增压空气冷却器中冷凝物位置保持在位置范围内大于阈值持续时间，调节风扇旋转速度或旋转方向。该风扇可以在第一组条件期间，被调节以将冷凝物位置朝增压空气冷却器的入口移动（例如，增加旋转速度），以及在不同的第二组条件期间，被调节以将冷凝物位置朝增压空气冷却器的出口移动（例如，降低旋转速度或关闭旋转）。通过这样的方式，例如，通过将增压空气冷却器中冷凝物形成的位置在增压空气冷却器内来回移动，作为一个示例，如果该位置停滞，则降低在增压空气冷却器的入口到出口的任何给定位置的腐蚀风险是可能的。

除了冷凝物形成以外，响应于发动机冷却参数、外部气象条件和例如减速的非驱动车辆条件，发动机冷却风扇可以被调节。发动机冷却风扇的调节可以与格栅百叶窗（grille shutter）操作协调，以便优化冷凝物控制以及发动机冷却和燃料经济性。例如，发明人在此已经确定了方法，该方法使发动机冷却风扇和格栅百叶窗仍能以改善燃料经济性（通过降低阻力）的方式被调节，而且还保持发动机冷却剂温度控制以避免过温，并减少冷凝物形成。

具体地，通过打开格栅百叶窗和接通发动机冷却风扇，在减速期间预冷却发动机冷却剂是可能的，使得后续的加速操作可以保持格栅百叶窗闭合较长持续时间，而不导致冷却剂的过温条件。然而，这样的预冷却操作也可能加重冷凝物形成的可能性，因为增压空气冷却器可以被冷却到更大程度。因此，在一个示例中，发动机冷却风扇速度或方向可以响应于在减速条件期间冷凝物形成而被改变。

在另一个示例中，用于控制发动机冷却风扇的方法包括响应于增压空气冷却器中冷凝物位置保持在位置范围内大于阈值持续时间，调节发动机冷却风扇的操作。

在另一个示例中，发动机冷却风扇被调节以在第一组条件期间，将冷凝物位置朝增压空气冷却器的入口移动，以及在不同的第二组条件期间，将冷凝物位置朝增压空气冷却器的出口移动。

在另一个示例中，第一组条件包括，与出口相比，当冷凝物位置更靠近入口时。

在另一个示例中，第一组条件包括，当发动机温度比阈值更高时，以及第二组条件包括，当发动机温度比阈值更低时。

在另一个示例中，朝入口移动冷凝物位置包括增加风扇速度，以及朝出口移动包括降低风扇速度。

在另一个示例中，第一组条件包括，当驾驶员踩加速器踏板发生时，以及第二组条件包括，发动机驱动的车辆加速。

在另一个示例中，该方法进一步包括响应于发动机冷却参数和驾驶员松加速器踏板，调节发动机冷却风扇。

在另一个示例中，位置范围响应于增加的发动机温度而被增加。

在另一个示例中，该方法进一步包括使增压空气冷却器上游的进气升压。