[发明专利]使用电驱动进气压缩机的发动机冷却在审

专利信息
申请号: 201811204397.0 申请日: 2018-10-16
公开(公告)号: CN109667653A 公开(公告)日: 2019-04-23
发明(设计)人: 艾德·M·杜道尔 申请(专利权)人: 福特全球技术公司
主分类号: F01P1/02 分类号: F01P1/02;F02B39/10;F02B29/04;F02D17/04
代理公司: 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 代理人: 徐东升;赵蓉民
地址: 美国密歇根*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 进气压缩机 电驱动 发动机 发动机冷却 增压空气冷却器 发动机冷却剂 发动机气缸 冷却发动机 温度确定 引导空气 怠速 劣化 推断 测量 穿过 燃料 响应
【说明书】:

提供用于通过操作电驱动进气压缩机来冷却发动机的方法和系统。在一个示例中,响应于基于测量的或推断出的发动机温度确定所述发动机温度大于阈值温度,在发动机在不加燃料的情况下旋转的同时,采用所述车辆的电驱动进气压缩机来引导空气穿过增压空气冷却器和发动机气缸。以此方式,可降低所述发动机温度,即使在通常不适合发动机冷却的条件下,诸如在怠速‑停止时或当发动机冷却剂系统劣化时,也是如此。

发明领域

本说明书大体上涉及用于控制车辆的电驱动进气压缩机以冷却过热车辆发动机的方法和系统。

背景技术/发明内容

车辆可包括冷却剂系统,所述冷却剂系统被配置为通过将热量传递到环境空气来减少发动机的过热。其中,冷却剂循环通过发动机缸体以从热发动机移除热量,然后加热的冷却剂循环通过车辆前部附近的散热器。加热的冷却剂也可循环通过热交换器以加热乘客舱。所述冷却剂系统可包括各种部件,诸如各种阀、泵以及一个或多个恒温器。在发生由于部件失灵(例如,水泵劣化)或者由于冷却剂系统的冷却剂损失(例如,由于冷却剂泄漏)所致的冷却剂系统劣化的情况下,发动机可过热。在由于增压和较高负载的涡轮增压直接喷射发动机中,发动机过热可能会加剧。

已开发出各种方法来解决发生冷却剂系统劣化的情况下的发动机过热。Willard等人在美国专利号9,217,379中展示的一种示例性方法通过交替地关闭通向一个或多个气缸的燃料同时使用加燃料的气缸维持车辆扭矩需求来解决发动机过热。当冷的未燃烧空气流经未加燃料的气缸时,实现气缸冷却。通过切断个别气缸的燃料,提供了冷却和扭矩控制的灵活性。在再一些方法中,成排地切断气缸燃料供给以冷却停用的排,而活动的排继续产生扭矩以用于车辆推进。

本发明人已认识到上述方法的潜在问题。作为一个示例,在配置有起动-停止能力的发动机中,甚至在停用所有气缸的情况下,机罩下温度也可继续爬升。由于车辆静止且并不移动,因此即使激活附加的冷却风扇,怠速-停止的发动机也可继续过热。如果重新起动发动机来增加冷却空气流量,则与起动-停止操作相关联的燃料经济效益可能会丢失。同样地,在混合动力电动车辆中,拉动关闭的发动机(通过从纯电动模式转变出)以使冷空气流经过热的发动机可能导致净燃料损失。

本发明人已开发出至少部分地解决上述问题的系统和方法。在一个示例中,一种用于冷却过热发动机的方法包括当发动机温度大于阈值温度时且当满足发动机怠速-停止条件时,在不加燃料的情况下使发动机旋转并且操作电气进气压缩机经由增压空气冷却器将空气引导到发动机气缸。以此方式,可加快发动机冷却而无需重新起动发动机。

作为一个示例,增压发动机可被配置有联接到电动马达的进气压缩机。电动进气压缩机可包括在电动涡轮增压器中,或者可在涡轮驱动进气压缩机下游联接到机械涡轮增压器。响应于满足发动机怠速-停止条件,可禁用发动机加燃料。此外,可评估发动机温度。响应于高于阈值发动机温度或高于阈值的发动机温度上升速率,发动机控制器可在不加燃料的情况下(诸如经由起动马达或混合动力传动系电动马达)使发动机旋转,同时也启用电动进气压缩机。其中,向驱动电动进气压缩机的电动马达命令的脉冲宽度可随发动机冷却所需程度增加而增加。由于压缩机操作,经由旋转的发动机抽吸的进气可在通过增压空气冷却器时进行冷却之后被递送到发动机气缸。一旦发动机得到充分冷却,就可停用电动进气压缩机且可使发动机旋转到并维持处于停止,直到满足发动机重新起动条件。在一个示例中,电动进气压缩机操作可在现有冷却剂系统风扇进行操作时执行以加快冷却。在再一些示例中,当混合动力电动车辆以纯发动机或辅助模式进行操作时响应于发动机过热,车辆可暂时转变为纯电动模式,并且电动进气压缩机的操作可与发动机的不加燃料的旋转协作以降低发动机温度。其后,发动机操作可恢复。

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