[發明專利]使用電驅動進氣壓縮機的發動機冷卻

在審

• 申請號: 201811204397.0
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109667653A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 艾德·M·杜道爾
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F01P1/02
• 分類號: F01P1/02;F02B39/10;F02B29/04;F02D17/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

提供用于通過操作電驅動進氣壓縮機來冷卻發動機的方法和系統。在一個示例中，響應于基于測量的或推斷出的發動機溫度確定所述發動機溫度大于閾值溫度，在發動機在不加燃料的情況下旋轉的同時，采用所述車輛的電驅動進氣壓縮機來引導空氣穿過增壓空氣冷卻器和發動機氣缸。以此方式，可降低所述發動機溫度，即使在通常不適合發動機冷卻的條件下，諸如在怠速?停止時或當發動機冷卻劑系統劣化時，也是如此。

發明領域

本說明書大體上涉及用于控制車輛的電驅動進氣壓縮機以冷卻過熱車輛發動機的方法和系統。

背景技術/發明內容

車輛可包括冷卻劑系統，所述冷卻劑系統被配置為通過將熱量傳遞到環境空氣來減少發動機的過熱。其中，冷卻劑循環通過發動機缸體以從熱發動機移除熱量，然后加熱的冷卻劑循環通過車輛前部附近的散熱器。加熱的冷卻劑也可循環通過熱交換器以加熱乘客艙。所述冷卻劑系統可包括各種部件，諸如各種閥、泵以及一個或多個恒溫器。在發生由于部件失靈(例如，水泵劣化)或者由于冷卻劑系統的冷卻劑損失(例如，由于冷卻劑泄漏)所致的冷卻劑系統劣化的情況下，發動機可過熱。在由于增壓和較高負載的渦輪增壓直接噴射發動機中，發動機過熱可能會加劇。

已開發出各種方法來解決發生冷卻劑系統劣化的情況下的發動機過熱。Willard等人在美國專利號9,217,379中展示的一種示例性方法通過交替地關閉通向一個或多個氣缸的燃料同時使用加燃料的氣缸維持車輛扭矩需求來解決發動機過熱。當冷的未燃燒空氣流經未加燃料的氣缸時，實現氣缸冷卻。通過切斷個別氣缸的燃料，提供了冷卻和扭矩控制的靈活性。在再一些方法中，成排地切斷氣缸燃料供給以冷卻停用的排，而活動的排繼續產生扭矩以用于車輛推進。

本發明人已認識到上述方法的潛在問題。作為一個示例，在配置有起動-停止能力的發動機中，甚至在停用所有氣缸的情況下，機罩下溫度也可繼續爬升。由于車輛靜止且并不移動，因此即使激活附加的冷卻風扇，怠速-停止的發動機也可繼續過熱。如果重新起動發動機來增加冷卻空氣流量，則與起動-停止操作相關聯的燃料經濟效益可能會丟失。同樣地，在混合動力電動車輛中，拉動關閉的發動機(通過從純電動模式轉變出)以使冷空氣流經過熱的發動機可能導致凈燃料損失。

本發明人已開發出至少部分地解決上述問題的系統和方法。在一個示例中，一種用于冷卻過熱發動機的方法包括當發動機溫度大于閾值溫度時且當滿足發動機怠速-停止條件時，在不加燃料的情況下使發動機旋轉并且操作電氣進氣壓縮機經由增壓空氣冷卻器將空氣引導到發動機氣缸。以此方式，可加快發動機冷卻而無需重新起動發動機。

作為一個示例，增壓發動機可被配置有聯接到電動馬達的進氣壓縮機。電動進氣壓縮機可包括在電動渦輪增壓器中，或者可在渦輪驅動進氣壓縮機下游聯接到機械渦輪增壓器。響應于滿足發動機怠速-停止條件，可禁用發動機加燃料。此外，可評估發動機溫度。響應于高于閾值發動機溫度或高于閾值的發動機溫度上升速率，發動機控制器可在不加燃料的情況下(諸如經由起動馬達或混合動力傳動系電動馬達)使發動機旋轉，同時也啟用電動進氣壓縮機。其中，向驅動電動進氣壓縮機的電動馬達命令的脈沖寬度可隨發動機冷卻所需程度增加而增加。由于壓縮機操作，經由旋轉的發動機抽吸的進氣可在通過增壓空氣冷卻器時進行冷卻之后被遞送到發動機氣缸。一旦發動機得到充分冷卻，就可停用電動進氣壓縮機且可使發動機旋轉到并維持處于停止，直到滿足發動機重新起動條件。在一個示例中，電動進氣壓縮機操作可在現有冷卻劑系統風扇進行操作時執行以加快冷卻。在再一些示例中，當混合動力電動車輛以純發動機或輔助模式進行操作時響應于發動機過熱，車輛可暫時轉變為純電動模式，并且電動進氣壓縮機的操作可與發動機的不加燃料的旋轉協作以降低發動機溫度。其后，發動機操作可恢復。