CN102269064A - 避免排气至冷却剂热交换器中的冷却剂过热 - Google Patents

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CN102269064A CN2011101541504A CN201110154150A CN102269064A CN 102269064 A CN102269064 A CN 102269064A CN 2011101541504 A CN2011101541504 A CN 2011101541504A CN 201110154150 A CN201110154150 A CN 201110154150A CN 102269064 A CN102269064 A CN 102269064A
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Abstract

本发明公开一种用于运行发动机***的方法,该方法包括以第一流速用来自涡轮机上游的排气来使汽缸进气。该方法还包括以第二流速用来自涡轮机下游的排气来使汽缸进气。来自该涡轮机下游的排气通过低压排气再循环路径被输送到汽缸中。该方法还包括响应冷却剂过热状态相对于第一流速增加第二流速。

Description

避免排气至冷却剂热交换器中的冷却剂过热
技术领域
本申请涉及机动车辆工程领域,特别是涉及机动车辆的发动机冷却***。
背景技术
机动车辆的冷却***可以包括从发动机排气流吸收热的一个或更多个热交换器。排气再循环(EGR)冷却器是一种这样的热交换器。热交换器中的液体冷却剂可以在包括散热器的闭合的回路中循环。过剩的热从该散热器排放到周围空气中。在一些结构和情形(scenarios)中,来自排气流的热可以大大地增加冷却剂的温度和蒸气压力。因此冷却***的导管必需保持冷却剂处于升高的压力下以避免沸腾。
此外,必需采取一些措施限制冷却剂的最高温度,因此限制蒸气压力。完全无源的温度限制方法假定最坏情况的状态——有效地减少EGR冷却器的效率,以便避免在极端条件下的冷却剂过热。可替换地,在美国专利6,376,256中,在低冷却剂流和高EGR流的条件下,一部分排气流绕过EGR冷却器。为了避免冷却剂过热,热交换过程被减弱。但是,通过提供减小的排气冷却流速,这种方法可能不能实现被冷却的EGR带来的全部利益。
发明内容
本申请的发明人已经认识到这些问题并且提出一系列方法来解决它们。因此,本公开的一个实施例提出一种用于运行发动机***的方法,该发动机***具有汽缸、排气涡轮机和进气压缩机。在这种方法中汽缸以第一流速用来自涡轮机上游的排气(内部或高压EGR)进气。汽缸以第二流速用来自涡轮机下游的排气(低压EGR)进气。该方法还包括响应冷却剂过热状态相对于第一流速增加第二流速。以这种方式,在冷却剂过热状态下更多的排气热直接排出到周围空气中,而不通过冷却剂。这种方法可以在发动机图谱的更大部分上扩大被冷却的EGR的好处,同时仍然提供希望的排气剩余物的整体水平。
应当理解,提供上面的概述以便以简化的形式引进在下面的详细描述部分中进一步描述的方案选择。但是这并不意味着指出了所要求保护的主题的关键的或基本的特征,所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。而且,所要求保护的主题不限于解决本文所指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1根据本公开的实施例示意地示出示范性的机动车辆冷却***的各方面。
图2和图3根据本公开的实施例示意地示出示范性机动车辆发动机***的其他方面。
图4根据本公开的实施例示出用于运行机动车辆发动机***的示范性方法。
图5根据本公开的实施例示出一组曲线图,该曲线图示出改变冷却剂温度如何触发外部LP EGR和外部HP或内部EGR的相对流速中的变化。
图6根据本公开的实施例示出用于减小压缩机转矩的示范性方法。
具体实施方式
现在参考一些所示的实施例以举例的方式描述本公开的主题。在一个或更多个实施例中基本上相同的部件、处理步骤和其他元件可以被同等地标记并且以最少的重复被描述。但是,应当指出,被同等标记的元件也可以在一定程度上不同。还应当指出,包含在本公开中的附图是示意的并且通常不按比例绘制。相反,可以有意地使附图中所示部件的各种绘制比例、纵横比和数目失真,从而更容易看出某些特征或关系。
图1示意地示出示范性的机动车辆冷却***10的各方面。该冷却***包括冷却剂泵11。该冷却剂泵构造成迫使液态发动机冷却剂(例如,水或水基的抗冻溶剂)通过连接冷却***各个部件的导管。冷却***还包括热交换器12,该热交换器是气体至液体热交换器。
热交换器12包括用于引导气体流(例如,空气或排气流)的第一导管14。热交换器还包括用于引导液态发动机冷却剂的第二导管16。如图1所示,热交换器的第二导管是闭合的冷却剂回路中的一段。该闭合的冷却剂回路包括散热器18和其他发动机部件。在一个实施例中,闭合的冷却剂回路可以包括冷却***10安装在其中的发动机***的多个汽缸套。
在热交换器12中,该第一和第二导管被构造成流过第一导管14的气体和流过第二导管16的冷却剂之间的热交换速率增强。为此,热交换器可以在两个导管之间提供扩大的(例如,曲折的)共用的交界面积。同样,散热器18的冷却剂导管可以构造成用于增强与周围空气的热交换。在图1所示的实施例中,风扇20设置成与散热器相对并且构造成增加围绕并经过该散热器的周围空气的对流。
在一些工况下,冷却***10可以构造成可控地限制热交换器12和/或散热器18中的热交换速率。这种控制可以经由冷却***10安装在其中的车辆的电子控制***22或任何电子控制***提供。在图1所示的实施例中,热交换器包括双向旁通阀24,该双向旁通阀24使流过气流旁路导管26的一部分气体可控制地转向。热交换器还包括双向旁通阀28,该双向旁通阀28使流过冷却剂流旁路导管30的一部分冷却剂流可控地转向。例如,双向旁通阀可以是电子控制的分配(portioning)阀。在所示的实施例中,双向旁通阀28提供两个流动位置:冷却剂从散热器流过热交换器12的第二导管16的第一位置,和冷却剂从散热器流过旁通导管30的第二位置。双向旁通阀24也提供两个流动位置:气体流过热交换器的第一导管14的第一位置,和气体流过气体流旁路导管26的第二位置。
双向旁通阀可以被电子控制***22致动。通过增加通过旁路导管转向的气体或冷却剂流的量,该电子控制***引起热交换速率的减小,或者反之亦然。同样,冷却剂泵11和风扇20可以操作地连接于该电子控制***。电子控制***可以构造成改变冷却剂泵和风扇速度,以便在冷却剂和周围空气之间提供希望的热交换速率。在一个实施例中,电子控制***可以构造成当冷却剂泵11的速度增加时增加风扇的速度(例如,成比例地),并且当冷却剂泵的速度减小时减小风扇速度。
在这里预期的实施例中,电子控制***22可以构造成改变任何或全部如上所述的热交换速率,以便保持冷却***10和冷却***10安装在其中的发动机***的整体性能。在一个实施例中,电子控制***可以构造成改变热交换的任何或全部过高的速率,以防止冷却剂过热。因此,冷却***10包括操作地连接于电子控制***的传感器32。电子控制***构造成询问传感器以判断是否存在冷却剂过热的状态。在一个实施例中,传感器可以是对冷却***中的冷却剂的温度敏感的温度传感器。在另一个实施例中,传感器可以是对冷却***中的冷却剂的压力敏感的压力传感器。在又一个实施例中,传感器可以是对容纳冷却剂的冷却***中的可膨胀空腔(例如,导管)的尺寸敏感的尺寸传感器。在再一个实施例中,电子控制***可以构造成间接地确定或估算是否存在冷却剂过热状态。在一个实施例中电子控制***可以构造成模拟冷却***安装在其中的发动机***的一个或更多个部件中的热平衡。用于这种模拟的合适的输入例如包括发动机转速、发动机转矩或歧管空气压力。
当然,应当理解,图1仅仅示出一个示范性冷却***的一部分,并且可以用其他的更复杂的冷却***来代替。尽管图1仅仅示出冷却***10中的一个热交换器,但是可以包括多个热交换器,例如,EGR冷却器和增压空气冷却器。流体地串连或并联设置的多个冷却器每个可以引导相同的散热器冷却的发动机冷却剂。在另一些实施例中,冷却***可以包括多个不连通的冷却剂回路。热管理的重要原理是在过剩的热被释放到周围空气中之前,热管理***的各个部件应当达到稳态运行温度。根据这个原理,希望使热量的路线为从高温源(例如排气)首先到其他机动车辆部件:例如进气、驾驶室加热、发动机机油、传动流体、汽缸/汽缸盖水套,最后到周围空气。
图2示意地示出一个实施例中的示范性发动机***34的各方面。在发动机***34中,空气净化器36连接于压缩机38的入口。该空气净化器从周围引入新鲜空气,并且将过滤的新鲜空气提供给压缩机。压缩机可以是任何合适的进气压缩机,例如电机或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。但是,在图2所示的实施例中,压缩机是机械地连接于涡轮机40的涡轮增压器压缩机,该涡轮机由来自排气歧管42的膨胀的发动机排气驱动。旁通阀43绕过压缩机从出口连接于入口,以使来自压缩机下游的一些或全部被压缩的进气可以被释放至压缩机上游的部位。正如在下文中进一步描述的,为了避免或减轻压缩机喘振,或为了其他原因,可以采取这个动作。在一个实施例中,压缩机和涡轮机可以连接在双级涡旋涡轮增压器中。在另一个实施例中,压缩机和涡轮机可以连接在可变几何涡轮增压器(VGT)中,其中涡轮几何作为发动机转速的函数主动变化。在又一个实施例中,压缩机的旁通或排放阀可以构造成将压缩进气释放到发动机***34的另一个部位。
在发动机***34中,压缩机38的出口连接于增压空气冷却器12A。该增压空气冷却器是气体至液体热交换器;它包括用于压缩进气的第一导管和用于发动机冷却剂的第二导管。因此,增压空气冷却器第二导管可以是包括发动机汽缸水套和散热器的闭合冷却剂回路中的一部分。压缩进气从增压空气冷却器的第一导管流过节气门44到进气歧管46。
在发动机***34中,排气歧管42和进气歧管46通过一系列排气门50和进气门52分别连接于一系列燃烧室48。在一个实施例中,每个排气门和进气门可以电子致动。在另一个实施例中,每个排气门和进气门可以用凸轮致动。无论电子致动或凸轮致动,为了希望的燃烧和排放物控制性能,排气门和进气门打开和关闭的正时可以根据需要调节。具体说,气门正时可以被调节,以便当来自前面燃烧的大量排气仍然存在于一个或更多个燃烧室内时燃烧开始。这样调节的气门正时可以实现“内部EGR”模式,有利于在选择的工况下降低峰值燃烧温度。在一些实施例中,除了在下文中描述的“外部EGR”模式之外,可以使用调节的气门正时。
图2示出电子控制***22。在至少一个进气门或排气门构造成根据可调节的正时打开和关闭的实施例中,该可调节的正时可以经由电子控制***控制,以在点火时调节存在于燃烧室中的排气量。为了关于发动机***的各种控制功能评估工况,电子控制***可以操作地连接于设置在整个发动机***中的多个传感器——流量传感器、温度传感器、踏板位置传感器、压力传感器等。
在燃烧室48中,燃烧可以以各种形式通过火花点火和/或压缩点火开始。而且,可以供给燃烧室以下各种燃料中的任意一种:汽油、酒精、柴油、生物柴油、压缩的天然气、氢气等。燃料可以通过直接喷射、进气道喷射、节气门体喷射或其任何组合来供给到燃烧室。
在发动机***34中,高压(HP)EGR冷却器12B连接在排气歧管42的下游和涡轮机40的上游。该HP EGR冷却器是气体至液体热交换器;它包括用于高压排气流的第一导管和用于发动机冷却剂的第二导管。因此,该HP EGR冷却器的第二导管可以是包括发动机汽缸水套和散热器的闭合的回路中的一部分。高压排气从HP EGR冷却器的第一导管流过分配阀54到进气歧管46。连接在HP EGR冷却器下游的该分配阀控制再循环排气流通过发动机***的外部HP EGR路径。
发动机***34还包括绕过涡轮机40从进口连接到出口的废气门56。正如上面所指出的,来自排气歧管42的排气流到涡轮机40以驱动该涡轮机。当希望减少涡轮机转矩时,一些排气反而可以被引导通过废气门56,绕过涡轮机。然后,来自涡轮机和废气门的组合的流流过排气后处理装置58、60和62。该排气后处理装置的性质、数目和设置在本公开的不同实施例中可以是不同的。一般而言,排气后处理装置可以包括至少一个排气后处理催化剂,其构造成催化处理排气流,因而减少该排气流中的一种或多种物质的量。例如,一种排气后处理催化剂可以构造成当排气流是稀排气流时从排气流中捕集NOx,并且当排气流是富排气流时还原该捕集的NOx。在另一些实例中,排气后处理催化剂可以构造成歧化(disproportionate)NOx或借助于还原剂的帮助选择地还原NOx。在另一些实例中,排气后处理催化剂可以构造成氧化排气流中的剩余的碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何这种功能的不同的排气后处理催化剂可以分开地或者一起地设置在排气后处理装置的涂层中或别处。在一些实施例中,排气后处理装置可以包括可再生的炭烟过滤器,其构造成捕集并氧化排气流中的炭烟颗粒物。而且,在一个实施例中,排气后处理装置58可以包括起燃(light-off)催化剂。
继续参考图2,发动机***34包括连接在排气后处理装置62下游的***64。来自排气后处理装置的全部或部分被处理过的排气可以通过***释放到周围。但是,取决于工况,一些处理过的排气可以反而被抽取通过低压(LP)EGR冷却器12C。LP EGR冷却器是气体至液体热交换器;它包括用于LP排气流的第一导管和用于发动机冷却剂的第二导管。因此,该LP EGR冷却器的第二导管可以是包括发动机汽缸水套和散热器的闭合回路中的一部分。LP排气从LP EGR冷却器的第一导管流过分配阀66并流到压缩机38的进口。连接在LP EGR冷却器下游的分配阀控制再循环排气流通过发动机***的外部LP EGR路径。
在一些实施例中,旁通阀43、节气门44、废气门56以及分配阀54和66可以是电子控制的阀,它们构造成在电子控制***22的指令下关闭和打开。而且,一个或更多个这些阀是可以连续调节的。电子控制***可以操作地连接于每个电子控制的阀,并且构造成命令它们打开、关闭和/或根据需要调节,以实现这里描述的任何控制功能。
通过适当地控制分配阀54和66,并且通过调节排气门和进气门正时(参见上文),电子控制***22可以使发动机***34在变化的工况下为燃烧室48提供进气。这些工况包括从进气中省去EGR或EGR设置在每个燃烧室内的工况(例如,经由调节的气门正时);EGR从涡轮机40上游的分支点被抽出,并且提供给压缩机38下游的混合点(外部HP EGR)的工况;以及EGR从涡轮机下游的分支点被抽出并且供给压缩机上游的混合点(外部LP EGR)的工况。
应当理解,图2的各方面不是想要限制。具体说,用于外部HP EGR和LP EGR的分支点和混合点在与本公开完全一致的各实施例中可以不同。例如,虽然在图2中示出外部LP EGR从排气后处理装置58的下游抽出,但是在其他的实施例中,外部LP EGR可以从排气后处理装置62的下游,或排气后处理装置58的上游抽出。而且,与本公开完全一致的一些结构可以没有外部HP EGR路径,并且可以利用内部的EGR和外部LP EGR的组合实现合适的燃烧性能。
图3示意地示出一个实施例中的另一种示范性发动机***68的各方面。与发动机***34一样,发动机***68包括外部HP EGR路径和外部LP EGR路径。但是,在发动机***68中,HP和LP EGR路径中的一些部件通常是共用的。
发动机***68包括高温(HT)EGR冷却器12D。该HT EGR冷却器是气体至液体热交换器;它包括用于再循环排气流的第一导管和用于发动机冷却剂的第二导管。因此,HT EGR冷却器的第二导管可以是包括发动机汽缸水套和散热器的闭合冷却剂回路中的一部分。EGR选择阀70连接在HT EGR冷却器的上游。EGR选择阀是双向阀;其位置确定来自涡轮机40的上游或下游的排气是否允许到HT EGR冷却器。EGR引导阀72连接在HT EGR冷却器的下游。该EGR引导阀是双向阀;其位置确定再循环的排气是否被引导到压缩机38上游的LP混合点,或到压缩机的下游的HP混合点。
上面描述的结构能够实现用于运行机动车辆发动机***的各种方法。因此,现在将继续参考上面的结构,以举例的方式描述一些这样的方法。但是,应当理解,这里描述的方法和完全在本公开范围内的其他方法也可以通过其他结构实现。这里提出的方法包括通过设置在发动机***中的一个或更多个传感器完成(enact)的各种测量和/或检测事件。该方法还包括各种计算、比较和决策事件,其可以在操作地连接于各传感器的电子控制***中完成。该方法还包括响应决策事件的电子控制***可以选择地命令的各种硬件致动的事件。
图4示出用于运行机动车辆发动机***的示范性方法74。当任何时候发动机运行时可以进入该方法并且可以重复执行。当然,每次执行该方法可改变用于随后执行的进入工况,并且因此调用复杂的决策逻辑。这种逻辑在本公开中是完全可以预期的。
在步骤76处,发动机***的汽缸以第一速率用来自排气涡轮机上游的排气进气。在一个实施例中,汽缸可以经由发动机***的外部HPEGR路径以第一流速进气。在另一个实施例中,正如在上面所指出的,该汽缸可以通过任何合适的内部EGR策略以第一流速进气。因此,用来自涡轮机上游的排气使汽缸进气可以包括控制该汽缸的气门正时,以在随后的燃烧事件中在相同的汽缸中保持来自前面燃烧事件的排气。在又一个实施例中,取决于工况,除了内部EGR之外,可以同时或按顺序地使用外部HP EGR。
在步骤78处,汽缸以第二流速用来自排气涡轮机下游的排气进气。这种排气可以经由发动机***的外部LP EGR路径提供给汽缸。应当理解,前面的方法步骤没有限制来自涡轮机上游或下游的排气什么时间提供给汽缸。在一个实施例中,可以取决于工况专一地使用涡轮机前的排气或涡轮机后的排气。在另一个实施例中,取决于工况可以同时或按顺序地使用涡轮机前的排气或涡轮机后的排气的适当的混合物。
在步骤80处,询问冷却***的传感器。该传感器可以直接或间接响应冷却***中的温度或压力,或者响应冷却***的可膨胀空腔的尺寸,正如在上面所指出的。基于传感器的询问,在步骤82处判断冷却剂是否过热。如果冷却剂过热,于是方法进行到步骤84处。如果冷却剂不过热,于是方法返回。
在步骤84处,判断在冷却***中的对流速率(即,冷却剂的流速或被散热器风扇造成的空气速度)是否可以进一步增大。如果对流速率可以进一步增大,于是方法进行到步骤86处,在步骤86处增加对流的速率。在一个实施例中,散热器风扇速度可以增加;在另一个实施例中,通过散热器或其他热交换器的冷却剂的流速可以增加。但是,如果对流速率不能进一步增加,于是,方法进行到步骤88处。
在步骤88处,判断第二流速(供给汽缸的涡轮机后的排气流速)是否能够相对于第一流速(供给汽缸的涡轮机前的排气流速)进一步增加。如果第二流速能够相对于第一流速进一步增加,于是方法进行到步骤90处,在步骤90处相对于第一流速增加第二流速;否则,方法进行到步骤92处。正如上面所描述的,相对于第一流速增加第二流速可以包括相对于内部EGR的流速或外部HP EGR的流速增加外部LP EGR的流速。
在一个非限制性的例子中,图5的曲线图示出改变冷却剂温度如何触发外部LP EGR和外部HP或内部EGR的相对流速的变化。如这些曲线图所示,当冷却剂温度升高到预定的阈值之上时,外部LP EGR的流速增加。例如,通过增加发动机***的外部LP EGR路径中的阀开口、通过减小预压缩机的进气节气门的开口,或任何其他合适的方式,可以增加该流速。在外部LP EGR的流速增加的同时,外部HP EGR的流速和/或内部EGR的流速减少。在具有外部HP EGR路径的发动机结构中,可以通过减小外部HP EGR路径的中的阀的开口、通过增加排气节气门的开口,或以任何其他合适的方式可以减小该流速。在构造成用于内部EGR的发动机***中,流速可以通过提前排气门打开正时来减小。
现在回到图4的方法74,在步骤92处,判断压缩机转矩是否能进一步减小。如果压缩机转矩能进一步减小,于是方法进行到步骤94处,在步骤94处减小压缩机转矩。
图6示出在一个实施例中用于减小压缩机转矩的示范性方法96。在该方法96的步骤98处,发动机***的涡轮机的废气门打开。这个动作将响应冷却剂过热状况使一些或全部排气流能够绕过涡轮机。在步骤100处通过发动机***的增压空气冷却器的冷却剂流被保持或增加。因此,在压缩机转矩减小的同时以及压缩机转矩已经被减小之后,可以保持或增加流到发动机***的增压空气冷却器的冷却剂流的流速。在这些状况下,汽缸将燃烧较少的燃料并且产生较少的热量。此外,增压空气冷却器将从冷却剂吸收热并且将热排出到进气中,因而降低冷却剂的温度。方法96从步骤100返回。
应当理解,图6仅仅示出用于减小压缩机转矩并由此减少到增压空气冷却器的热流的若干种可以预期的方法之一。在另一个实施例中,压缩机的旁路或排出阀可以被打开以便减小压缩机的转矩。在又一个实施例中,可以调节VGT的一个或更多个叶片,以从排气吸收能量,得到较小的压缩机转矩。另外的其他实施例可以提供减少压缩机转矩的不同方法。
再返回到图4的方法74,如果压缩机转矩不能进一步减小,于是方法进行到步骤102处,在步骤102处应用可替换的冷却剂加热减少(coolant-heating reduction)。在一个实施例中,这种可替换的冷却剂加热减少可以包括:使汽缸的燃油喷射器不起作用并且抽取空气通过汽缸;实际上它包括减少发动机输出的任何模式。在另一个实施例中,可替换的冷却剂加热减少例如可以包括通过增加被转向通过旁路导管的量,减少通过EGR冷却器的外部HP或外部LP EGR的部分。在另一个实施例中,可替换的冷却剂加热减少可以包括降低冷却剂流过EGR冷却器的流速。这些动作将减少排气热被冷却剂吸收的速率,并且,即便前面的动作不成功,也可以缓解冷却剂过热状态。方法从步骤86、步骤90、步骤94或步骤102返回。
根据前面的描述,很显然,重复执行方法74有效地按优先顺序排列可以采取的各种动作,以减轻冷却剂过热。在步骤86处采取的第一个措施仅仅增加冷却***流体的对流的速率。如果在采取这种措施之后,并且在对流不能够再增加之后仍然存在冷却剂过热的状态,于是在步骤90处改变EGR程序,以提供更有效的冷却。如果在采取这种措施之后,并且外部LP EGR的相对量不能再增加之后,仍然存在冷却剂过热的状态于是在步骤92处压缩机转矩减小。如之前提及的,这个动作自然减小由燃烧产生的热量。最后,即便在已经采取所有上述措施之后如果仍然存在冷却剂过热的状态,可以应用附加的或更重要的冷却剂保护模式——涉及操作一个或更多个未供给燃料的汽缸或减少EGR冷却器的热交换效率的模式。
应当理解,这里公开的示范性的控制和排放程序可以与各种***结构一起使用。这些程序可以表示一个或更多个不同的处理策,例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所公开的各种处理步骤(操作、功能和/或动作)可以表现为在电子控制***中被编程在计算机可读的储存介质中的编码。
应当明白,这里所描述的和/或这里所图示说明的一些处理步骤在一些实施例中可以被省去而不脱离本公开的范围。同样,所示的处理步骤的顺序对于实现想要的结果不总是需要的,而是被提供来为了容易图示说明和描述。取决于这里所采用的具体策略,一个或更多个所示的动作、功能或操作可以重复执行。
最后,应当理解,这里所描述的***和方法在性质上是示范性的,并且这些具体的实施例或示例不被认为是限制性的,因为许多变化已被预期到。因此,本公开包括这里公开的各种***和方法的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合,及其任何和全部等同物。

Claims (21)

1.一种用于运行发动机***的方法,该发动机具有汽缸、排气涡轮机和进气压缩机,该方法包括:
以第一流速用来自所述涡轮机上游的排气来使所述汽缸进气;
通过外部低压排气再循环路径以第二流速用来自所述涡轮机下游的排气来使所述汽缸进气;以及
响应冷却剂过热状态相对于所述第一流速增加所述第二流速。
2.根据权利要求1所述的方法,其中用来自所述涡轮机上游的排气来使所述汽缸进气包括通过外部高压排气再循环路径输送所述压缩机下游的排气。
3.根据权利要求1所述的方法,其中用来自所述涡轮机上游的排气来使所述汽缸进气包括控制所述汽缸的气门正时,以在随后的燃烧事件期间在同一个汽缸中保持来自先前燃烧事件的排气。
4.根据权利要求1所述的方法,还包括检测所述冷却剂过热状态。
5.根据权利要求4所述的方法,其中检测所述冷却剂过热状态包括响应冷却剂的温度读取传感器。
6.根据权利要求4所述的方法,其中检测冷所述冷却剂过热状态包括响应冷却剂的压力读取传感器。
7.根据权利要求4所述的方法,其中检测所述冷却剂过热状态包括响应包含冷却剂的能够膨胀的空腔的尺寸读取传感器。
8.根据权利要求4所述的方法,其中检测所述冷却剂过热状态包括将所述发动机***的一个或更多个部件中的热平衡建模为所述发动机***的工况的函数。
9.根据权利要求1所述的方法,还包括响应所述冷却剂过热状态减小施加于所述压缩机的转矩。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述发动机***包括连接在所述压缩机下游的增压空气冷却器,所述方法还包括当响应所述冷却剂过热状态减小转矩时保持或增加流到所述增压空气冷却器中的冷却剂流。
11.根据权利要求9所述的方法,其中减小施加于所述压缩机的转矩包括响应所述冷却剂过热状态使排气流绕过所述涡轮机。
12.根据权利要求1所述的方法,还包括响应所述冷却剂过热状态停用汽缸的燃料喷射器并抽取空气通过所述汽缸。
13.根据权利要求1所述的方法,还包括:
使一部分来自所述压缩机上游的排气或来自所述压缩机下游的排气通过热交换器的第一导管;
使冷却剂流过所述热交换器的第二导管;以及
响应所述冷却剂过热状态减小该部分排气。
14.根据权利要求1所述的方法,还包括:
使一部分来自所述压缩机上游的排气或来自所述压缩机下游的排气通过热交换器的第一导管;
使冷却剂流过所述热交换器的第二导管;以及
响应所述冷却剂过热状态增加通过所述第二导管的冷却剂的流速。
15.根据权利要求1所述的方法,还包括:
使冷却剂流过由周围空气冷却的散热器;以及
响应所述冷却剂过热状态增加周围空气的对流。
16.一种用于运行发动机***方法,所述发动机***具有进气压缩机和连接在所述进气压缩机下游的增压空气冷却器,所述方法包括:
响应冷却剂过热状态减小施加于所述压缩机的转矩;以及
当响应所述冷却剂过热状态减小转矩时保持或增加流至所述增压空气冷却器的冷却剂流。
17.根据权利要求16所述方法,其中所述发动机***包括机械地连接于所述进气压缩机的排气涡轮机,并且其中减小施加于所述压缩机的转矩包括响应所述冷却剂过热状态使所述排气流绕过所述排气涡轮机。
18.根据权利要求16所述方法,还包括检测所述冷却剂过热状态。
19.根据权利要求16所述方法,还包括响应所述冷却剂过热状态增加从所述发动机***到周围空气的热流的流速,并且其中只有在所述热流的流速被增加之后仍然存在所述冷却剂过热状态下,减小施加于所述压缩机的转矩。
20.根据权利要求18所述方法,其中所述增加所述热流的流速包括相对于外部高压或内部排气再循环的流速增加外部低压排气再循环的流速。
21.一种用于运行发动机***的方法,所述发动机***具有汽缸、排气涡轮机和进气压缩机,所述方法包括:
以第一流速用来自所述涡轮机上游的排气来使所述汽缸进气;
通过外部低压排气再循环路径以第二流速用来自所述涡轮机下游的排气来使所述汽缸进气;
检测冷却剂过热状态;
响应所述冷却剂过热状态相对于所述第一流速增加所述第二流速;以及
如果在相对于所述第一流速增加所述第二流速之后仍然存在所述冷却剂过热状态,则减小施加于所述压缩机的转矩;以及
当响应所述冷却剂过热状态减小所述转矩时,保持或增加流到所述增压空气冷却器中的冷却剂流。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103850779A (zh) * 2012-12-05 2014-06-11 福特环球技术公司 增压空气冷却器部件诊断

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120297809A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-29 Neil Carpenter Refrigerant loop for battery electric vehicle with internal heat exchanger for heat exchange with coolant
US20130026244A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Cnh America Llc Work vehicle heating system and method
US9127626B2 (en) * 2013-04-24 2015-09-08 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for turbocharger control
JP6163447B2 (ja) * 2013-09-26 2017-07-12 株式会社クボタ エンジン
US9726067B2 (en) 2015-01-07 2017-08-08 Ford Global Technologies, Llc Method for adjusting a grille shutter opening
US9797297B2 (en) 2015-02-20 2017-10-24 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with common inlet
US9879591B2 (en) 2015-02-20 2018-01-30 Pratt & Whitney Canada Corp. Engine intake assembly with selector valve
US9896998B2 (en) 2015-02-20 2018-02-20 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with modulated flow
US9932892B2 (en) 2015-02-20 2018-04-03 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with coaxial compressor and offset turbine section
DE102015216156B3 (de) * 2015-08-25 2016-08-18 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Niederdruck-Abgasrückführungseinrichtung
CN107196585B (zh) * 2017-06-11 2019-04-19 天津恒天新能源汽车研究院有限公司 一种抑制电动汽车同步电机控制器过热的方法
DE102018109786A1 (de) 2018-04-24 2019-10-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Erkennen von Sieden eines Kühlmittels in einem Kühlsystem eines Kraftfahrzeugs, Kühlsystem und Brennkraftmaschine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5036668A (en) * 1990-07-03 1991-08-06 Allied-Signal Inc. Engine intake temperature control system
CN1080018A (zh) * 1991-10-18 1993-12-29 塔奇斯顿有限公司 废气涡轮增压内燃机的受控冷却***
US20080022677A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 David Barbe System and Method for Diagnostic of Low Pressure Exhaust Gas Recirculation System and Adapting of Measurement Devices
CN101371027A (zh) * 2006-10-25 2009-02-18 丰田自动车株式会社 用于内燃机的排气再循环装置
CN101424212A (zh) * 2007-10-29 2009-05-06 福特环球技术公司 包括旋转分离的进气压缩机和排气涡轮的内燃机压缩***

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5927075A (en) 1997-06-06 1999-07-27 Turbodyne Systems, Inc. Method and apparatus for exhaust gas recirculation control and power augmentation in an internal combustion engine
JP2001132553A (ja) 1999-11-11 2001-05-15 Toyota Motor Corp Egrガス冷却装置
JP2002147291A (ja) 2000-11-09 2002-05-22 Hino Motors Ltd クーラ付き排ガス再循環装置
US6367256B1 (en) 2001-03-26 2002-04-09 Detroit Diesel Corporation Exhaust gas recirculation with condensation control
JP2004052651A (ja) 2002-07-19 2004-02-19 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd Egrガス冷却機構に於ける煤の除去方法及びその装置
US6820599B2 (en) * 2003-02-03 2004-11-23 Ford Global Technologies, Llc System and method for reducing Nox emissions during transient conditions in a diesel fueled vehicle with EGR
JP2005220747A (ja) 2004-02-03 2005-08-18 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd Egrガス冷却機構
JP2005344591A (ja) 2004-06-02 2005-12-15 Nissan Motor Co Ltd Egrガス冷却制御装置
DE102005008103A1 (de) 2005-02-21 2006-08-31 Behr Gmbh & Co. Kg Abgasturboladerbrennkraftmaschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5036668A (en) * 1990-07-03 1991-08-06 Allied-Signal Inc. Engine intake temperature control system
CN1080018A (zh) * 1991-10-18 1993-12-29 塔奇斯顿有限公司 废气涡轮增压内燃机的受控冷却***
US20080022677A1 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 David Barbe System and Method for Diagnostic of Low Pressure Exhaust Gas Recirculation System and Adapting of Measurement Devices
CN101371027A (zh) * 2006-10-25 2009-02-18 丰田自动车株式会社 用于内燃机的排气再循环装置
CN101424212A (zh) * 2007-10-29 2009-05-06 福特环球技术公司 包括旋转分离的进气压缩机和排气涡轮的内燃机压缩***

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103850779A (zh) * 2012-12-05 2014-06-11 福特环球技术公司 增压空气冷却器部件诊断

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Publication number Publication date
CN102269064B (zh) 2017-07-28
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