用于再生排氣再循環(huán)冷卻器的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開用于排氣再循環(huán)冷卻器的再生的各種方法和系統(tǒng)。一種示例性方法包括在發(fā)動機(jī)怠速狀態(tài)期間調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)冷卻器對排氣實(shí)施的冷卻，以維持歧管空氣溫度。所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)所述排氣再循環(huán)冷卻器的有效性在怠速狀態(tài)之前或期間降低到閾值有效性以下時(shí)，在所述怠速狀態(tài)期間開始所述排氣再循環(huán)冷卻器的再生。
【專利說明】用于再生排氣再循環(huán)冷卻器的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明所公開主題的實(shí)施例涉及內(nèi)燃機(jī)。其他實(shí)施例涉及使連接至內(nèi)燃機(jī)的排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的排氣再循環(huán)冷卻器的再生。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(jī)可利用排氣從發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)(進(jìn)氣通道(intakepassage))的再循環(huán)來減少常規(guī)排放，這一過程也稱為排氣再循環(huán)(Exhaust GasRecirculat1n ；EGR)。此外，一些EGR系統(tǒng)可包括在再循環(huán)排氣進(jìn)入進(jìn)氣通道之前降低再循環(huán)排氣溫度的EGR冷卻器。在這一實(shí)例中，當(dāng)排氣中的微粒物質(zhì)和其他化合物(例如，煙灰、烴類、油、燃料、銹、灰分、礦物質(zhì)沉積物等)積累在EGR冷卻器內(nèi)時(shí)可發(fā)生EGR冷卻器結(jié)垢，從而降低EGR冷卻器的效率并增加EGR冷卻器上的壓降和排出冷卻器的氣體的溫度，進(jìn)而導(dǎo)致排放增加并且燃料效率減小。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個實(shí)施例中，一種方法包括在發(fā)動機(jī)怠速狀態(tài)期間(during an idlecondit1n)調(diào)節(jié)由排氣再循環(huán)冷卻器對排氣進(jìn)行的冷卻以維持歧管空氣溫度(MAT)。所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)EGR冷卻器的有效性在怠速狀態(tài)之前或期間降低到閾值有效性以下時(shí)，在怠速狀態(tài)期間開始EGR冷卻器的再生。
[0004]在一個實(shí)施例中，EGR冷卻器的有效性可定義為熱傳遞比率。低于閾值有效性的有效性可表明EGR冷卻器結(jié)垢，因?yàn)闊醾鬟f比率相對較低。例如，在怠速狀態(tài)期間，穿過排氣再循環(huán)冷卻器的排氣流可減少，從而降低排氣再循環(huán)冷卻器的溫度。當(dāng)排氣再循環(huán)冷卻器的溫度降至足夠低時(shí)，微粒物質(zhì)在EGR冷卻器中的堆積可暫停，以使得EGR冷卻器得到清理。此外，在繞過排氣再循環(huán)冷卻器的構(gòu)造中，將排氣輸送到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣通道而不進(jìn)行冷卻。這樣，可增強(qiáng)由充入空氣冷卻器對充入空氣進(jìn)行的冷卻，以使得充入空氣與排氣的混合物溫度維持在所需歧管空氣溫度下，即便在EGR冷卻器再生操作期間也一樣。以這種方式，可使EGR冷卻器再生，同時(shí)在怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件期間維持EGR量，并且同時(shí)還維持充入溫度。
[0005]應(yīng)了解，提供以上簡述以便以簡化形式介紹在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的精選概念。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，所要求保護(hù)的主題的范圍唯一由【具體實(shí)施方式】之后的權(quán)利要求書來限定。此外，所要求保護(hù)的主題并不限于解決以上或本公開的任何部分中指出的任何缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]參考附圖閱讀以下對非限制性實(shí)施例的描述將會更好地理解本發(fā)明，在附圖中:
[0007]圖1示出具有排氣再循環(huán)系統(tǒng)的車輛的示意圖，所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)包括排氣再循環(huán)冷卻器和排氣再循環(huán)冷卻器旁路。
[0008]圖2示出冷卻系統(tǒng)的示意圖。
[0009]圖3示出說明一種用于在非怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件期間控制穿過排氣再循環(huán)冷卻器的排氣流的方法的流程圖。
[0010]圖4示出說明一種用于在怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行模式期間控制冷卻系統(tǒng)的排氣再循環(huán)冷卻器和充入空氣冷卻器的方法的流程圖。
[0011]圖5示出說明一種用于在怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件期間使排氣再循環(huán)冷卻器再生的方法的流程圖。
[0012]圖6示出說明一種用于在怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件期間使排氣再循環(huán)冷卻器再生的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]以下描述涉及用于使排氣再循環(huán)(EGR)冷卻器再生的方法和系統(tǒng)的各種實(shí)施例。在一個實(shí)施例中，一種方法包括在發(fā)動機(jī)怠速狀態(tài)期間調(diào)節(jié)由EGR冷卻器對排氣和由充入空氣冷卻器對充入空氣進(jìn)行的冷卻以維持歧管空氣溫度(Manifold Air Temperature ；MAT)。如本發(fā)明所使用的“維持”包括來自歧管空氣溫度的可能偏差或波動和作用來重新建立歧管空氣溫度的方法(或系統(tǒng))。所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)EGR冷卻器的有效性在怠速狀態(tài)之前或期間降低到閾值有效性以下時(shí)，在怠速狀態(tài)期間開始EGR冷卻器的再生。在一些實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)可包括具有EGR冷卻器旁路閥(或其他控制元件)的EGR冷卻器旁路。在這一構(gòu)造中，可繞過EGR冷卻器，同時(shí)維持EGR量。由于進(jìn)入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣通道的未冷卻排氣，可增強(qiáng)由充入空氣冷卻器對充入空氣進(jìn)行的冷卻以使得將排氣與充入空氣的混合物溫度維持在所需歧管空氣溫度下。如本發(fā)明將描述，EGR冷卻器的再生可不僅通過減少穿過EGR冷卻器的排氣流，而且通過減少穿過EGR冷卻器的冷卻流體流，同時(shí)切斷穿過EGR冷卻器的排氣流和/或通過發(fā)動機(jī)散熱器降低冷卻流體的溫度來開始。
[0014]在一個實(shí)施例中，EGR冷卻器可以是連接至車輛中的發(fā)動機(jī)的EGR系統(tǒng)的一部分。使用機(jī)車系統(tǒng)來舉例說明具有可附接有冷卻系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)的車輛類型中的一種。其他類型的車輛可包括公路車輛和除機(jī)動車輛或其他軌道車輛之外的非公路車輛，如采礦設(shè)備和海洋船只。本發(fā)明的其他實(shí)施例可用于連接至固定發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)可以是柴油機(jī)，或可燃燒另一種燃料或燃料組合。這些替代燃料可包括汽油、煤油、生物柴油、天然氣以及乙醇。合適的發(fā)動機(jī)可使用壓縮點(diǎn)火和/或火花點(diǎn)火。
[0015]圖1示出車輛系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例的框圖，所述車輛系統(tǒng)100在本發(fā)明中描繪為配置用于通過多個車輪112運(yùn)行于軌道102上如所描繪的機(jī)車車輛或其他軌道車輛106，軌道車輛106包括具有發(fā)動機(jī)104 (如內(nèi)燃機(jī))的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。
[0016]發(fā)動機(jī)104接收來自進(jìn)氣管(如進(jìn)氣歧管115)的用于燃燒的進(jìn)入空氣。進(jìn)氣管可以是氣體流動進(jìn)入發(fā)動機(jī)所穿過的任何一個或多個合適的管道。例如，進(jìn)氣管可包括進(jìn)氣歧管115、進(jìn)氣通道114等。進(jìn)氣通道114接收來自空氣過濾器(未示出)的環(huán)境空氣，所述空氣過濾器過濾來自軌道車輛106外部的空氣。由發(fā)動機(jī)104中的燃燒產(chǎn)生的排氣被供應(yīng)到排氣道，如排氣通道116。排氣道可以是氣體從發(fā)動機(jī)中流出所穿過的任何合適的管道。例如，排氣道可包括排氣歧管117、排氣通道116等。排氣流過排氣通道116并且流出軌道車輛106的排氣管(未示出)。
[0017]在圖1所描繪的示例性實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)104為具有十二個氣缸的V-12發(fā)動機(jī)。在其他實(shí)例中，發(fā)動機(jī)可以是￥-6、￥-8、￥-10、￥-16、1_4、1_6、1_8、對置式4或另一種發(fā)動機(jī)類型。如所描繪，發(fā)動機(jī)104包括一組非供體氣缸105，包括將排氣專門供應(yīng)到非供體氣缸排氣歧管117的六個氣缸；以及一組供體氣缸107，包括將排氣專門供應(yīng)到供體氣缸排氣歧管119的六個氣缸。在其他實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)可包括至少一個供體氣缸和至少一個非供體氣缸。例如，發(fā)動機(jī)可具有四個供體氣缸和八個非供體氣缸或者三個供體氣缸和九個非供體氣缸。應(yīng)理解，發(fā)動機(jī)可具有任何所需數(shù)量的供體氣缸和非供體氣缸，其中供體氣缸的數(shù)量通常低于非供體氣缸的數(shù)量。
[0018]如圖1所描繪，非供體氣缸105連接至排氣通道116以將排氣從發(fā)動機(jī)輸送到大氣中(在排氣穿過排氣處理系統(tǒng)130與第一渦輪增壓器120和第二渦輪增壓器124之后)。提供發(fā)動機(jī)排氣再循環(huán)(EGR)的供體氣缸107專門連接至EGR系統(tǒng)160的EGR通道162，所述EGR通道162將排氣從供體氣缸107輸送到發(fā)動機(jī)104的進(jìn)氣通道114而不是輸送到大氣中。通過將排氣引入至發(fā)動機(jī)104，減少了可供用于燃燒的氧氣量，從而降低燃燒火焰的溫度并且減少氮氧化物(例如，NOx)的形成。
[0019]在圖1所示的示例性實(shí)施例中，從供體氣缸107流向進(jìn)氣通道114的排氣在返回進(jìn)氣通道之前穿過熱交換器(如EGR冷卻器166)以降低排氣溫度(例如，冷卻)。EGR冷卻器166可以是(例如)空氣液體熱交換器。EGR系統(tǒng)160進(jìn)一步包括具有旁路控制元件170的EGR冷卻器旁路168。例如，EGR旁路控制元件170可以是閥，如由控制單元180控制的開/關(guān)閥，或者它可控制可變的EGR量。可啟動EGR旁路控制元件170以使得穿過EGR冷卻器166的EGR量減少，并且較高溫度的排氣進(jìn)入進(jìn)氣通道114。在這一實(shí)例中，可調(diào)節(jié)設(shè)置于進(jìn)氣通道114中(例如再循環(huán)排氣所進(jìn)入處的上游)的一個或多個充入空氣冷卻器132和134以增強(qiáng)充入空氣的冷卻，以使得充入空氣與排氣的混合物溫度維持在所需溫度下，如以下將進(jìn)一步描述。在其他實(shí)例中，EGR系統(tǒng)160可不包括EGR冷卻器旁路。替代地，EGR系統(tǒng)可包括EGR冷卻器控制元件。可啟動EGR冷卻器控制元件以使得穿過EGR冷卻器的排氣流減少；然而，在這一構(gòu)造中，未流過EGR冷卻器的排氣被引導(dǎo)到排氣通道116而不是進(jìn)氣通道114。
[0020]此外，EGR系統(tǒng)160包括設(shè)置在排氣通道116與EGR通道162之間的EGR控制元件164。例如，EGR控制元件164可以是由控制單元180控制的開/關(guān)閥(用于打開或關(guān)閉EGR流)，或者它可控制可變的EGR量。在一些實(shí)例中，可啟動EGR控制元件164以使得EGR量減少(排氣從EGR通道162流到排氣通道116)。在其他實(shí)例中，可啟動EGR控制元件164以使得EGR量增加(例如，排氣從排氣通道116流到EGR通道162)。在一些實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)160可包括多個EGR閥或其他用于控制EGR量的流控制元件。
[0021]在其他實(shí)施例中，發(fā)動機(jī)可不具有指定用于EGR的任何氣缸，例如，發(fā)動機(jī)可不包括供體氣缸。在這一構(gòu)造中，可將EGR從排氣通道中的一個位置輸送到進(jìn)氣通道。在一些實(shí)例中，EGR量可由設(shè)置在進(jìn)氣通道與排氣通道之間的EGR通道中的一個或多個EGR閥(或其他流控制元件)控制。
[0022]如圖1所示，車輛系統(tǒng)100進(jìn)一步包括EGR混合器172，所述EGR混合器172將再循環(huán)排氣與充入空氣混合以使得排氣可均勻分布于充入空氣與排氣混合物中。在圖1所描繪的示例性實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)160為將排氣從排氣通道116中的渦輪增壓器120和124上游位置輸送至進(jìn)氣通道114中的渦輪增壓器120和124下游位置處的高壓EGR系統(tǒng)。在其他實(shí)施例中，車輛系統(tǒng)100可另外或替代地包括將排氣從排氣通道116中的渦輪增壓器120和124下游發(fā)送到進(jìn)氣通道114中的渦輪增壓器120和124上游位置的低壓EGR系統(tǒng)。
[0023]如圖1所描繪，車輛系統(tǒng)100進(jìn)一步包括具有串聯(lián)布置的第一渦輪增壓器120和第二渦輪增壓器124的二級渦輪增壓器，所述渦輪增壓器120和124中的每一個都布置在進(jìn)氣通道114與排氣通道116之間。二級渦輪增壓器增加了被抽入進(jìn)氣通道114中的環(huán)境空氣的空氣充入，以便在燃燒期間提供更大的充入密度，以增加功率輸出和/或發(fā)動機(jī)運(yùn)行效率。第一渦輪增壓器120在相對較低壓力下運(yùn)行并且包括驅(qū)動第一壓縮機(jī)122的第一渦輪機(jī)121。第一渦輪機(jī)121和第一壓縮機(jī)122通過第一軸123機(jī)械連接。第二渦輪增壓器124在相對較高壓力下運(yùn)行并且包括驅(qū)動第二壓縮機(jī)126的第二渦輪機(jī)125。第二渦輪機(jī)和第二壓縮機(jī)通過第二軸127機(jī)械連接。在圖1所示的示例性實(shí)施例中，第二渦輪增壓器124設(shè)有允許排氣繞過第二渦輪增壓器124的排氣門128。例如，可打開排氣門128以使排氣流轉(zhuǎn)移離開第二渦輪機(jī)125。以這種方式，可在穩(wěn)態(tài)條件期間調(diào)節(jié)壓縮機(jī)126的旋轉(zhuǎn)速度和因此由渦輪增壓器120、124提供的對發(fā)動機(jī)104的增壓。在其他實(shí)施例中，渦輪增壓器120和124中的每一個均可設(shè)有排氣門或者僅第二渦輪增壓器124可設(shè)有排氣門。
[0024]車輛系統(tǒng)100進(jìn)一步包括連接在排氣通道中以便減少常規(guī)排放的排氣處理系統(tǒng)130。如圖1所描繪，排氣處理系統(tǒng)130設(shè)置在第一(低壓)渦輪增壓器120的渦輪機(jī)121下游。在其他實(shí)施例中，排氣處理系統(tǒng)可另外或替代地設(shè)置在第一渦輪增壓器120上游。排氣處理系統(tǒng)130可包括一個或多個部件。例如，排氣處理系統(tǒng)130可包括以下各項(xiàng)中的一個或多個:柴油微粒過濾器(DPF)、柴油氧化催化劑(DOC)、選擇性催化還原(SCR)催化劑、三效催化劑、NOx捕集器和/或各種其他排放控制裝置或其組合。
[0025]軌道車輛106進(jìn)一步包括控制單元180，所述控制單元180提供并配置用于控制與車輛系統(tǒng)100有關(guān)的各種部件。在一個實(shí)例中，控制單元180包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。控制單元180進(jìn)一步包括非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(未示出)，該存儲介質(zhì)包括用于使得能夠進(jìn)行車載監(jiān)測和對軌道車輛操作的控制的代碼?？刂茊卧?80在監(jiān)督對車輛系統(tǒng)100的控制與管理時(shí)，可配置用于接收來自多個發(fā)動機(jī)傳感器的信號(如本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明)，以便確定運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行條件，并且相應(yīng)地調(diào)節(jié)各個發(fā)動機(jī)致動器以控制軌道車輛106的運(yùn)行。例如，控制單元180可接收來自各個發(fā)動機(jī)傳感器的信號，包括(但不限于)發(fā)動機(jī)速度、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、增壓壓力、環(huán)境壓力、排氣溫度、排氣壓力等。相應(yīng)地，控制單元180可通過向各個部件(如牽引電動機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、氣缸閥、節(jié)流閥、熱交換器、排氣門或其他閥或流控制元件等)發(fā)送指令來控制車輛系統(tǒng)100。
[0026]作為另一個實(shí)例，控制單元可接收來自設(shè)置于整個車輛系統(tǒng)中的不同位置處的各個溫度傳感器的信號。例如，控制單元可接收來自定位于EGR冷卻器166上游的第一排氣溫度傳感器182、定位于EGR系統(tǒng)160中的EGR冷卻器下游的第二排氣溫度傳感器183以及定位于進(jìn)氣歧管115中的歧管空氣溫度(MAT)傳感器181的信號。例如，基于所接收的表示EGR溫度和歧管空氣溫度的信號，可調(diào)節(jié)充入空氣冷卻器132和134中之一或二者以使得所需歧管空氣溫度得以實(shí)現(xiàn)。在其他實(shí)例中，可調(diào)節(jié)EGR冷卻器旁路控制元件170和/或EGR控制元件164以調(diào)節(jié)流過EGR冷卻器的排氣量，從而控制歧管空氣溫度。
[0027]在一些實(shí)施例中，可安裝在軌道車輛中的升級套件包括非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括用于通過控制穿過EGR冷卻器的排氣流來使EGR冷卻器再生并且在再生期間調(diào)節(jié)充入空氣冷卻器以維持歧管空氣溫度的指令。升級套件可進(jìn)一步包括一個或多個傳感器或其他機(jī)械元件，如溫度傳感器、壓力傳感器、閥等。此外，升級套件可進(jìn)一步包括具有用于安裝另外的傳感器、機(jī)械元件和/或軟件升級的人類可讀指令的介質(zhì)。
[0028]圖1所描繪的車輛系統(tǒng)100可進(jìn)一步包括冷卻系統(tǒng)，如圖2所示的示例性冷卻系統(tǒng)200。冷卻系統(tǒng)200使冷卻流體(在圖2中由虛線表示)循環(huán)通過發(fā)動機(jī)104的氣缸的氣缸套202以吸收發(fā)動機(jī)廢熱并將加熱的冷卻流體分布到熱交換器，如散熱器204。冷卻系統(tǒng)進(jìn)一步使冷卻流體循環(huán)通過其他熱交換器以使經(jīng)過這些熱交換器的空氣冷卻，所述熱交換器如排氣再循環(huán)冷卻器166和充入空氣冷卻器132和134 (在圖2中僅示出134)。如本發(fā)明所使用的“冷卻流體”是指熱傳遞液體或半液體材料。合適冷卻流體的實(shí)例包括水、二醇類(glycols)、鹽溶液、醇以及前述兩種或更多種的混合物。在一些實(shí)施例中，涵蓋影響添加劑的更多特殊材料和/或性能，以包括腐蝕電阻、消泡劑、抗渣劑、去垢劑、抗膠凝劑、殺生物劑、防漏劑(如硅酸鹽)或定位劑(如染料)、防凍劑(如以上提到的二醇類和醇類)
坐寸ο
[0029]如圖2所描繪，冷卻流體儲存在冷卻流體儲罐206中。冷卻流體通過泵208從冷卻流體儲罐206泵送到發(fā)動機(jī)104的氣缸套202并且泵送到EGR冷卻器166。如所示，冷卻系統(tǒng)200具有分流回路，在所述分流回路中，冷卻流體的一部分210 (第一部分)經(jīng)過發(fā)動機(jī)104并且冷卻流體的不同部分212 (第二部分)經(jīng)過EGR冷卻器。作為一個實(shí)例，冷卻流體的40%可流過EGR冷卻器166并且60%可流過發(fā)動機(jī)104。作為另一個實(shí)例，冷卻流體的35%可流過EGR冷卻器166并且冷卻流體的65%可流過發(fā)動機(jī)104。應(yīng)理解，冷卻流體可以任何合適的比例劃分。冷卻流體的溫度由發(fā)動機(jī)冷卻流體內(nèi)溫度傳感器214確定。此夕卜，冷卻系統(tǒng)200包括控制元件216，如閥或其他用于控制進(jìn)入EGR冷卻器166中的冷卻流體流的合適控制元件。例如，如以下將參考圖5進(jìn)行更詳細(xì)描述，可控制控制元件216在怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間關(guān)閉，以便開始EGR冷卻器166的再生。
[0030]離開發(fā)動機(jī)104的氣缸套202的冷卻流體218在進(jìn)入散熱器204之前與離開EGR冷卻器166的冷卻流體220結(jié)合。發(fā)動機(jī)冷卻流體外溫度由溫度傳感器222確定。散熱器204可以是通過空氣流使流過散熱器204的冷卻流體冷卻的空氣液體熱交換器。這樣，散熱器204可具有風(fēng)扇(未示出)，所述風(fēng)扇可具有可調(diào)節(jié)的速度以控制散熱器204的冷卻水平。冷卻流體的一部分224排出散熱器204并流回冷卻流體儲罐206。冷卻流體的剩余部分226流到子冷卻器228，在所述子冷卻器228中，冷卻流體冷卻至低于由散熱器204冷卻的冷卻流體的溫度。與散熱器204 —樣，子冷卻器228可為具有可調(diào)速風(fēng)扇的空氣液體熱交換器。
[0031]冷卻流體從子冷卻器228流到油冷卻器230，所述油冷卻器230是冷卻系統(tǒng)200的發(fā)動機(jī)油系統(tǒng)的一部分。油冷卻器230可以是通過冷卻流體使發(fā)動機(jī)油冷卻的液體至液體熱交換器。冷卻流體排出油冷卻器230并流到設(shè)置在渦輪增壓器120和124(在圖1中示出)下游的充入空氣冷卻器134。在一些實(shí)施例中，冷卻流體可另外或替代地流到設(shè)置于渦輪增壓器120與124之間的充入空氣冷卻器132。充入空氣冷卻器134可以是使環(huán)境發(fā)動機(jī)進(jìn)入空氣(例如，充入空氣)冷卻的液體空氣熱交換器。在其他實(shí)例中，充入空氣冷卻器134可以是包括改變排熱速率的可調(diào)節(jié)風(fēng)扇的空氣至空氣熱交換器。冷卻流體排出充入空氣冷卻器134并返回到冷卻流體儲罐206。
[0032]如上文所提到，冷卻系統(tǒng)200進(jìn)一步包括使發(fā)動機(jī)油(在圖2中由點(diǎn)劃線表示)或另一種合適的潤滑劑循環(huán)通過發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)油系統(tǒng)。由發(fā)動機(jī)廢熱進(jìn)行加熱的發(fā)動機(jī)油通過泵232從發(fā)動機(jī)中泵送到油冷卻器230。發(fā)動機(jī)油外溫度由溫度傳感器234確定。
[0033]發(fā)動機(jī)油從發(fā)動機(jī)油冷卻器230流到油過濾系統(tǒng)236，其中在冷卻的發(fā)動機(jī)油流回到發(fā)動機(jī)之前從發(fā)動機(jī)油中過濾微粒。發(fā)動機(jī)油內(nèi)溫度由溫度傳感器238確定。如圖2所描繪，發(fā)動機(jī)油系統(tǒng)進(jìn)一步包括具有恒溫器242的固定發(fā)動機(jī)油旁路240。例如，恒溫器242可打開以使得當(dāng)環(huán)境溫度大于閾值溫度時(shí)，發(fā)動機(jī)油可流過發(fā)動機(jī)油旁路240。以這種方式，到達(dá)發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)油流可增加，因?yàn)橛瓦^濾系統(tǒng)236不限制所有的發(fā)動機(jī)油流。
[0034]因此，車輛系統(tǒng)包括EGR系統(tǒng)，所述EGR系統(tǒng)具有EGR冷卻器和帶有EGR冷卻器旁路控制元件的EGR冷卻器旁路?？煽刂婆月房刂圃詼p少穿過EGR冷卻器的排氣流。因?yàn)榕艢饪闪鬟^EGR冷卻器旁路，所以即使穿過EGR冷卻器的排氣流減少，也可維持EGR總量。此外，可控制冷卻系統(tǒng)以使得穿過EGR冷卻器的冷卻流體流減少。以這種方式，可降低EGR冷卻器的溫度，以使得EGR冷卻器可再生，如以下將更詳細(xì)描述。
[0035]圖3至圖6示出說明用于包括具有EGR冷卻器的EGR系統(tǒng)的車輛系統(tǒng)的控制方法的流程圖。圖3示出一種用于在非怠速運(yùn)行模式期間控制穿過EGR冷卻器的排氣流的方法。圖4示出一種用于在怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行模式期間控制包括EGR冷卻器和充入空氣冷卻器的冷卻系統(tǒng)的方法。在車輛(如軌道車輛)中，多達(dá)50%或更多的發(fā)動機(jī)運(yùn)行可以是怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行。在一個具體的非限制性實(shí)例中，怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行可長達(dá)連續(xù)168個小時(shí)。例如，在此期間，EGR可以是減少常規(guī)所需的，并且這樣可通過EGR冷卻器進(jìn)行輸送。由于怠速運(yùn)行期間的較低排氣溫度和速度，EGR冷卻器結(jié)垢的機(jī)會可能會增加。因此，在怠速運(yùn)行模式期間，EGR冷卻器的再生可基于EGR冷卻器的有效性開始。在圖5和圖6中示出用于使EGR冷卻器再生的方法。參考圖3至圖6所描述的方法可由同一控制單元執(zhí)行。例如，這些方法可基于發(fā)動機(jī)的運(yùn)行條件來依次執(zhí)行。
[0036]圖3不出一種用于在包括EGR冷卻器芳路的EGR系統(tǒng)中在非怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)彳丁|旲式期間控制穿過EGR冷卻器的排氣流的方法300，所述EGR系統(tǒng)如以上參考圖1所描述的EGR系統(tǒng)160。確切地說，方法300包括確定發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度以及基于所述發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度調(diào)節(jié)穿過EGR冷卻器的排氣流。
[0037]在步驟302中，確定發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件。發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件可包括環(huán)境溫度和/或壓力、排氣溫度、發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、發(fā)動機(jī)速度等。
[0038]一旦確定了運(yùn)行條件，則在步驟304中確定發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度。例如，在一些實(shí)例中，發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度可通過發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度傳感器來測量。
[0039]在步驟306中，判定發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度是否小于閾值溫度。閾值發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度可基于發(fā)動機(jī)溫度和/或與排氣的熱交換。例如，如果發(fā)動機(jī)溫度相對低并且冷卻流體溫度相對低，則可減少或暫停在EGR冷卻器中與排氣的熱交換，以使得再循環(huán)排氣的溫度不會降低太多。在一個非限制性實(shí)例中，閾值溫度可為140° F(60°C)。
[0040]因此，當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度小于閾值溫度時(shí)，所述方法進(jìn)行到步驟308，其中打開EGR冷卻器旁路閥以減少穿過EGR冷卻器的排氣流。在一些實(shí)例中，旁路閥可完全打開以切斷到達(dá)EGR冷卻器的排氣流，以使得流過EGR系統(tǒng)的所有排氣均通過EGR冷卻器旁路進(jìn)行輸送。在其他實(shí)例中，旁路閥可部分打開以使得流過EGR系統(tǒng)的排氣的一部分通過EGR冷卻器旁路進(jìn)行輸送并且剩余部分繼續(xù)流過EGR冷卻器。在一些實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)可不包括EGR冷卻器旁路，但相反可包括EGR冷卻器閥。在這一實(shí)施例中，在步驟308中可調(diào)節(jié)EGR冷卻器閥和EGR閥。以這種方式，可減少穿過EGR冷卻器的排氣流；然而，排氣被輸送到排氣通道而不是進(jìn)氣通道，從而減少EGR量。
[0041]在步驟310中，調(diào)節(jié)由充入空氣冷卻器進(jìn)行的冷卻以維持所需歧管空氣溫度。例如，因?yàn)樵傺h(huán)排氣的溫度較高，這是由于排氣未經(jīng)過冷卻器，因此排氣與充入空氣的混合物溫度增加，從而提高歧管空氣溫度。這樣，由充入空氣冷卻器進(jìn)行的冷卻可得到調(diào)節(jié)。所需歧管空氣溫度可基于發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件，如發(fā)動機(jī)負(fù)荷、空氣燃料比等。在一個實(shí)例中，可通過提高充入空氣冷卻器的風(fēng)扇速度來增強(qiáng)冷卻。在另一個實(shí)例中，可通過提高發(fā)動機(jī)散熱器的風(fēng)扇速度來增強(qiáng)由充入空氣冷卻器進(jìn)行的冷卻，以增強(qiáng)對經(jīng)過充入空氣冷卻器的冷卻流體的冷卻。在又一個實(shí)例中，可通過調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)中的恒溫器來增強(qiáng)由充入空氣冷卻器進(jìn)行的冷卻。應(yīng)理解，由充入空氣冷卻器對充入空氣進(jìn)行的增強(qiáng)的冷卻可以任何合適的方式執(zhí)行。
[0042]在另一方面，如果確定發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度大于閾值溫度，則所述方法進(jìn)展到步驟312，其中關(guān)閉EGR冷卻器旁路閥以增加穿過EGR冷卻器的排氣流。在一些實(shí)例中，EGR冷卻器旁路閥可完全關(guān)閉以使得基本上所有流過EGR系統(tǒng)的排氣流過EGR冷卻器。在其他實(shí)例中，EGR冷卻器旁路閥可部分關(guān)閉以使得排氣的一部分流過EGR冷卻器旁路并且剩余部分流過EGR冷卻器。如上所述，在一些實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)可不包括EGR冷卻器旁路。在這一實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)EGR冷卻器閥和EGR閥以使得穿過EGR冷卻器的排氣流減少并且EGR量減小。
[0043]在步驟314中，調(diào)節(jié)EGR冷卻器旁路閥和/或充入空氣冷卻器以維持所需歧管空氣溫度。例如，當(dāng)穿過EGR冷卻器的排氣流減少時(shí)，由充入空氣冷卻器進(jìn)行的冷卻可增強(qiáng)。當(dāng)穿過EGR冷卻器的排氣流增加時(shí)，由充入空氣冷卻器進(jìn)行的冷卻可減弱。如上所述，所需歧管空氣溫度可基于各種發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)，如發(fā)動機(jī)負(fù)荷、空氣燃料比等。
[0044]因此，可基于發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度調(diào)節(jié)穿過EGR冷卻器的排氣流。當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度較低時(shí)，如在發(fā)動機(jī)啟動不久之后，排氣可通過EGR冷卻器旁路而不是通過EGR冷卻器輸送到排氣通道。一旦發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度達(dá)到閾值溫度，則排氣可通過EGR冷卻器輸送到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣通道。
[0045]在一些實(shí)施例中，車輛系統(tǒng)可具有自動發(fā)動機(jī)啟動停止(AESS)系統(tǒng)。AESS系統(tǒng)監(jiān)控運(yùn)行參數(shù)，如環(huán)境溫度、電池充電狀態(tài)、制動系統(tǒng)空氣壓力、冷卻流體溫度等?；谒O(jiān)控的運(yùn)行參數(shù)，AESS系統(tǒng)在怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行被檢測到時(shí)關(guān)閉發(fā)動機(jī)，同時(shí)使軌道車輛保持處于準(zhǔn)備啟動的狀態(tài)。這樣，可增加車輛系統(tǒng)的效率。例如，在怠速運(yùn)行期間節(jié)省燃料并減少排放。然而，在一些實(shí)例中，AESS可能未能關(guān)閉發(fā)動機(jī)。例如，AESS可能在環(huán)境溫度太低的條件下失效。因此，當(dāng)AESS在怠速運(yùn)行期間未能關(guān)閉發(fā)動機(jī)時(shí)，可執(zhí)行用于在怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間減少EGR冷卻器結(jié)垢并使EGR冷卻器再生的控制方法，如以下參考圖4至圖6所描述。
[0046]在下文描述用于控制冷卻系統(tǒng)以使EGR冷卻器再生的各種方法。在一個實(shí)施例中，一種方法包括在發(fā)動機(jī)怠速狀態(tài)期間調(diào)節(jié)由排氣再循環(huán)冷卻器對排氣進(jìn)行的冷卻以維持歧管空氣溫度。所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)排氣再循環(huán)冷卻器的有效性在怠速狀態(tài)之前或期間降低到閾值有效性以下時(shí)，在怠速狀態(tài)期間開始排氣再循環(huán)冷卻器的再生。
[0047]在另一個實(shí)施例中，一種用于排氣再循環(huán)系統(tǒng)的方法包括在非怠速狀態(tài)期間，將第一量的排氣基于運(yùn)行參數(shù)引導(dǎo)穿過排氣再循環(huán)系統(tǒng)并且通過調(diào)節(jié)由充入空氣冷卻器對充入空氣的冷卻來維持歧管空氣溫度。所述方法進(jìn)一步包括在怠速狀態(tài)期間，調(diào)節(jié)圍繞著排氣再循環(huán)冷卻器的旁路的旁路控制元件以減少流過排氣再循環(huán)冷卻器的第二量的排氣并且當(dāng)排氣再循環(huán)冷卻器的有效性降低到閾值有效性以下時(shí)，開始排氣再循環(huán)冷卻器的再生。
[0048]圖4示出一種用于在怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行模式期間控制包括EGR冷卻器的冷卻系統(tǒng)的方法400。確切地說，所述方法確定發(fā)動機(jī)是否處于怠速運(yùn)行下并且調(diào)節(jié)EGR旁路閥(或其他控制元件)以控制穿過EGR冷卻器的排氣流，并且調(diào)節(jié)充入空氣冷卻器中的冷卻以使得所需歧管空氣溫度得以維持。
[0049]在步驟402中，確定運(yùn)行條件。運(yùn)行條件可包括發(fā)動機(jī)速度、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、排氣溫
/又寸。
[0050]一旦確定了運(yùn)行條件，則在步驟404中判定發(fā)動機(jī)是否處于怠速運(yùn)行條件下。例如，可判定如果發(fā)動機(jī)速度小于閾值速度或者發(fā)動機(jī)負(fù)荷小于閾值負(fù)荷，則發(fā)動機(jī)處于怠速運(yùn)行條件下。
[0051]如果確定發(fā)動機(jī)處于怠速運(yùn)行條件下，則所述方法繼續(xù)到步驟406，其中調(diào)節(jié)EGR冷卻器旁路閥和由充入空氣冷卻器(“CAC”)對充入空氣進(jìn)行的冷卻以維持所需歧管空氣溫度。例如，所需歧管空氣溫度可基于發(fā)動機(jī)速度、發(fā)動機(jī)負(fù)荷和/或空氣燃料比。與在非怠速運(yùn)行條件期間相比，所需歧管空氣溫度在怠速運(yùn)行條件期間可更高或更低。這樣，在一個實(shí)例中，可調(diào)節(jié)EGR冷卻器旁路閥以使得穿過EGR冷卻器的排氣流減少，以提高再循環(huán)排氣的溫度。在另一個實(shí)例中，可調(diào)節(jié)EGR冷卻器旁路閥以增加穿過EGR冷卻器的排氣流并降低再循環(huán)排氣的溫度。當(dāng)需要降低的歧管空氣溫度時(shí)，可提高充入空氣冷卻器的風(fēng)扇速度以進(jìn)一步降低再循環(huán)排氣/充入空氣混合物的溫度。
[0052]在步驟408中，確定EGR冷卻器的有效性。例如，EGR冷卻器的有效性是可使用以下各項(xiàng)中的三個溫度值計(jì)算的熱傳遞比:排氣內(nèi)(Τη#?)、排氣外(τη#,)、冷卻流體內(nèi)(Τ
冷卻流體內(nèi))以及冷卻'流體外(Τ冷卻流體外)，根據(jù)諸如以下的公式:
[0053]

體內(nèi)令卻流休外
[0054]或其變體。因此，設(shè)置在EGR通道中的EGR冷卻器入口和出口處的兩個或更多個傳感器可測量流入和流出EGR冷卻器的排氣的排氣溫度以及流入和流出EGR冷卻器的冷卻流體的冷卻流體溫度。
[0055]一旦有效性確定，則在步驟410中確定所述有效性是否小于閾值有效性。閾值有效性可基于EGR冷卻器在給定有效性下的效率。例如，隨著EGR冷卻器有效性的減小，EGR冷卻器的效率減小。作為一個非限制性實(shí)例，閾值有效性可在85百分比(％)與95百分比之間，并且更確切地說為90%。例如，因來自排氣的微粒堆積而結(jié)垢的EGR冷卻器可具有較低有效性，因?yàn)榕艢饪赡軟]有有效地冷卻。因此，在步驟412中，當(dāng)EGR冷卻器的有效性小于閾值有效性時(shí)，開始EGR冷卻器的再生以清理EGR冷卻器。再生可不僅僅通過減少穿過冷卻器的排氣流，而且通過減少穿過冷卻器的冷卻流體流(如以下參考圖5所描述)或者降低流過冷卻器的冷卻流體的溫度(如以下參考圖6所描述)或者通過同時(shí)減少穿過冷卻器的排氣流、減少穿過冷卻器的冷卻流體流以及降低流過冷卻器的冷卻流體的溫度來執(zhí)行。
[0056]在另一方面，如果所述有效性大于閾值有效性，則所述方法進(jìn)展到418并且冷卻系統(tǒng)的當(dāng)前運(yùn)行繼續(xù)進(jìn)行。
[0057]返回到步驟404，如果確定發(fā)動機(jī)不處于怠速運(yùn)行條件下，則所述方法進(jìn)展到步驟414，其中確定有效性是否小于閾值有效性。如果確定所述有效性小于閾值有效性，則所述方法進(jìn)展到上述步驟410。在一些實(shí)例中，非怠速狀態(tài)期間的閾值有效性可與怠速狀態(tài)期間的閾值有效性相同。在其他實(shí)例中，非怠速狀態(tài)期間的閾值有效性可小于或大于怠速狀態(tài)期間的閾值有效性。在另一方面，如果確定所述有效性大于閾值有效性，則所述方法繼續(xù)到416，其中所述方法返回到圖3的方法300，在所述方法300中基于發(fā)動機(jī)冷卻流體溫度控制穿過EGR冷卻器的排氣流。
[0058]以這種方式，可在怠速發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件期間減少穿過EGR冷卻器的排氣流。因?yàn)镋GR冷卻器的結(jié)垢在怠速運(yùn)行期間可由于低冷卻流體溫度和熱遷移、低排氣溫度、高攜帶油等而增加，因此減少穿過冷卻器的排氣流可減少EGR冷卻器的結(jié)垢。當(dāng)穿過EGR冷卻器的排氣流通過EGR冷卻器旁路減少時(shí)，EGR的總量仍得以維持。由于更多的排氣圍繞著EGR冷卻器流動而不是流過EGR冷卻器，因此再循環(huán)排氣具有較高的溫度。這樣，可增強(qiáng)由充入空氣冷卻器對充入空氣的冷卻以使得歧管空氣溫度得以維持。
[0059]圖5示出一種用于使具有分冷卻流體回路的冷卻系統(tǒng)中的EGR冷卻器再生的方法500，其中冷卻流體的不同部分流過EGR冷卻器和發(fā)動機(jī)，如以上參考圖2所描述。確切地說，所述方法減少穿過EGR冷卻器的流并切斷到達(dá)EGR冷卻器的冷卻流體流。這樣，可顯著降低冷卻器的溫度，以使得已堆積在EGR冷卻器內(nèi)部的微粒物質(zhì)可凝固并從EGR冷卻器上脫落。
[0060]從方法400的步驟412繼續(xù)，在步驟502中，減少穿過EGR冷卻器的排氣流。例如，可調(diào)節(jié)EGR冷卻器旁路閥以減少穿過EGR冷卻器的一些或所有排氣流同時(shí)維持所需的EGR量。在EGR系統(tǒng)不具有EGR冷卻器旁路的實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)EGR冷卻器閥和EGR閥以使得穿過EGR冷卻器的排氣流至少部分減少。然而,在這一實(shí)施例中，當(dāng)穿過EGR冷卻器的排氣流減少時(shí)，EGR量也減少。
[0061]一旦穿過EGR冷卻器的排氣流減少，則所述方法進(jìn)行到步驟504，其中切斷穿過EGR冷卻器的冷卻流體流。作為一個實(shí)例，冷卻系統(tǒng)可包括可啟動來減少穿過EGR冷卻器的一些或所有冷卻流體流的閥。通過減少穿過EGR冷卻器的排氣流和冷卻流體流，EGR冷卻器的溫度可降低至可發(fā)生EGR冷卻器再生的環(huán)境溫度。因此，在步驟506中，確定EGR冷卻器溫度(例如，EGR冷卻器的核心溫度)是否小于閾值溫度。閾值溫度可以是已積累在EGR冷卻器中的微粒物質(zhì)(如煙灰)可冷卻并脫落的溫度。作為一個非限制性實(shí)例，閾值溫度可在40°C與50°C之間。
[0062]如果確定EGR冷卻器溫度大于閾值溫度，則所述方法返回到步驟506并等待EGR冷卻器溫度達(dá)到閾值溫度。在另一方面，如果確定EGR冷卻器溫度小于閾值溫度，則所述方法繼續(xù)到步驟508并且繼續(xù)運(yùn)行(例如，減少穿過EGR冷卻器的排氣流和冷卻流體流)預(yù)定持續(xù)時(shí)間。作為非限制性實(shí)例，預(yù)定持續(xù)時(shí)間可以是4至5個小時(shí)(例如，每次繼續(xù)運(yùn)行4至5個小時(shí))。作為更具體的實(shí)例，預(yù)定持續(xù)時(shí)間可以是I至2個小時(shí)(例如，每次繼續(xù)運(yùn)行I至2個小時(shí))。在EGR冷卻器的再生期間，可調(diào)節(jié)充入空氣冷卻器對充入空氣的冷卻。例如，當(dāng)排氣流繞過EGR冷卻器時(shí)，進(jìn)入進(jìn)氣通道的排氣可以是相對熱的。這樣，可提高充入空氣冷卻器的風(fēng)扇速度以使得排氣/充入空氣混合物維持所需歧管空氣溫度。
[0063]一旦預(yù)定持續(xù)時(shí)間已過去，則所述方法返回到方法400的步驟402，其中執(zhí)行冷卻系統(tǒng)的怠速模式，如以上參考圖4所描述。
[0064]因此，可減少穿過EGR冷卻器的冷卻流體流，同時(shí)減少穿過EGR冷卻器的排氣流以開始EGR冷卻器的再生。通過減少穿過EGR冷卻器的冷卻流體流，可降低EGR冷卻器的核心溫度以使得所積累的微粒物質(zhì)可從EGR冷卻器中脫落，從而清理EGR冷卻器。
[0065]圖6不出一種用于使冷卻系統(tǒng)中的EGR冷卻器再生的方法600。確切地說,所述方法減少了穿過EGR冷卻器的排氣流并降低了流過EGR冷卻器的冷卻流體的溫度。以這種方式，可降低EGR冷卻器的溫度以使得可發(fā)生EGR冷卻器的再生以從EGR冷卻器中清理積累的微粒物質(zhì)。
[0066]從方法400的步驟412繼續(xù)，在步驟602中，減少穿過EGR冷卻器的排氣流。例如，如上所述，可調(diào)節(jié)EGR冷卻器旁路閥以減少穿過EGR冷卻器的一些或所有排氣流同時(shí)維持所需的EGR量。在EGR系統(tǒng)不具有EGR冷卻器旁路的實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)EGR冷卻器閥和EGR閥以使得穿過EGR冷卻器的排氣流至少部分減少。然而在這一實(shí)施例中，當(dāng)穿過EGR冷卻器的排氣流減少時(shí)，EGR量也減少。
[0067]一旦穿過EGR冷卻器的排氣流減少，則所述方法進(jìn)行到步驟604，其中使散熱器的溫度下降以降低流過EGR冷卻器的冷卻流體的溫度。在一個實(shí)例中，可提高散熱器風(fēng)扇的速度以便增強(qiáng)由散熱器對冷卻流體進(jìn)行的冷卻。在另一個實(shí)例中，可提高冷卻流體穿過散熱器的速度以便增強(qiáng)由散熱器對冷卻流體進(jìn)行的冷卻。通過降低流過EGR冷卻器的冷卻流體的溫度，EGR冷卻器的溫度(例如，EGR冷卻器的核心溫度)可降低至可發(fā)生再生的溫度。因此，在步驟606中，判定EGR冷卻器溫度是否小于閾值溫度。閾值溫度可以是已積累在EGR冷卻器中的微粒物質(zhì)(如煙灰)可冷卻并脫落的溫度。作為一個非限制性實(shí)例，閾值溫度可在40°C與50°C之間。
[0068]如果確定EGR冷卻器溫度大于閾值溫度，則所述方法返回到步驟606并等待EGR冷卻器溫度達(dá)到閾值溫度。在另一方面，如果確定EGR冷卻器溫度小于閾值溫度，則所述方法進(jìn)行到步驟608并且繼續(xù)運(yùn)行(例如，減少排氣流并降低EGR冷卻器的冷卻流體溫度)預(yù)定持續(xù)時(shí)間。作為非限制性實(shí)例，預(yù)定持續(xù)時(shí)間可以是4至5個小時(shí)。作為更具體的實(shí)例，預(yù)定持續(xù)時(shí)間可以是I至2個小時(shí)。在EGR冷卻器的再生期間，可調(diào)節(jié)由充入空氣冷卻器對充入空氣的冷卻，如上所述。例如，當(dāng)排氣流繞過EGR冷卻器時(shí)，進(jìn)入進(jìn)氣通道的排氣可以是相對熱的。這樣，可提高充入空氣冷卻器的風(fēng)扇速度以使得排氣/充入空氣混合物維持所需歧管空氣溫度。在一些實(shí)例中，提高充入空氣冷卻器的風(fēng)扇速度可能不是必要的，因?yàn)閬碜陨崞鞯睦鋮s流體已經(jīng)處于使EGR冷卻器再生的較低溫度下。
[0069]一旦預(yù)定持續(xù)時(shí)間已過去，則所述方法返回到方法400的步驟402，其中執(zhí)行冷卻系統(tǒng)的怠速模式，如以上參考圖4所描述。
[0070]因此，可通過增強(qiáng)對冷卻液體的冷卻來開始EGR冷卻器的再生，同時(shí)穿過EGR冷卻器的排氣流減少。通過降低冷卻流體的溫度，可降低EGR冷卻器的核心溫度以使得所積累的微粒物質(zhì)可脫落，從而清理EGR冷卻器。
[0071]盡管本發(fā)明中已關(guān)于在發(fā)動機(jī)怠速狀態(tài)期間調(diào)節(jié)EGR冷卻器對排氣的冷卻來維持歧管空氣溫度以及在某些運(yùn)行條件下開始EGR冷卻器的再生描述了各種實(shí)施例，但其他實(shí)施例更一般來說也涉及EGR冷卻器旁路控制。例如，在一個實(shí)施例中，一種發(fā)動機(jī)系統(tǒng)控制方法包括在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)怠速狀態(tài)期間啟動EGR冷卻器旁路的一個或多個旁路控制元件以完全繞過EGR冷卻器。也就是說,通過通道(passageway)輸送到EGR冷卻器的所有EGR均繞過(bypass around) EGR冷卻器，其中沒有EGR經(jīng)過所述冷卻器。在另一個實(shí)施例中，一種發(fā)動機(jī)系統(tǒng)控制方法包括啟動發(fā)動機(jī)，以及如果所測量的溫度(例如，外部環(huán)境溫度、進(jìn)氣歧管內(nèi)溫度、發(fā)動機(jī)油罐溫度、與發(fā)動機(jī)相關(guān)聯(lián)的其他內(nèi)部溫度)小于指示發(fā)動機(jī)冷啟動的閾值溫度，則圍繞著EGR冷卻器輸送所有EGR。也就是說，經(jīng)過通道到達(dá)EGR冷卻器的所有EGR均繞過所述冷卻器周圍，其中沒有EGR經(jīng)過所述冷卻器。可通過啟動EGR冷卻器旁路的一個或多個旁路控制元件完全繞過EGR冷卻器來完成旁路。在任一個實(shí)施例中，存在至少兩種可能的運(yùn)行模式:(i) EGR從發(fā)動機(jī)排氣道(例如,供體氣缸的排氣道)輸送到EGR冷卻器并穿過它以便冷卻；或者(ii)在怠速或冷啟動期間，EGR從發(fā)動機(jī)排氣道進(jìn)行輸送，并且取代經(jīng)過EGR冷卻器，所有EGR均繞過EGR冷卻器以用于提供到發(fā)動機(jī)空氣進(jìn)氣管。
[0072]如本發(fā)明使用的術(shù)語“之間”當(dāng)指代由兩個端點(diǎn)定義的值的范圍時(shí)，如在值“X”與值“Y”之間，意指包括所說明的端點(diǎn)的范圍。
[0073]如本發(fā)明中所使用，以單數(shù)形式列舉并通過字詞“一”或“一個”引出的元件或步驟應(yīng)理解為不排除多個所述元件或步驟，除非明確指出此類排除情況。此外，對本發(fā)明的“一個實(shí)施例”的參考并不旨在解釋為排除同樣包含所述特征的其他實(shí)施例的存在。另外，除非與明確指出情況相反，否則“包括(comprising) ”、“包含(including) ”或“具有”擁有具體性質(zhì)的某個元件或多個元件的實(shí)施例可以包括不具有所述性質(zhì)的其他的此類元件。術(shù)語“包括(including) ”和“其中(in which) ”用作對應(yīng)術(shù)語“包括(comprising) ”和“其中(wherein)”的簡明語言等效物。另外，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等僅用作標(biāo)簽，并且并不旨在對它們的對象強(qiáng)加數(shù)字要求或特定位置順序。
[0074]本發(fā)明使用實(shí)例來揭示本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及實(shí)施所涵蓋的任何方法。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定，并可包括所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員想出的其他實(shí)例。如果其他此類實(shí)例的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義相同，或如果此類實(shí)例包括的等效結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義無實(shí)質(zhì)差別，則此類實(shí)例也屬于權(quán)利要求書的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，所述方法包括: 在發(fā)動機(jī)怠速狀態(tài)期間調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)冷卻器對排氣實(shí)施的冷卻，以維持歧管空氣溫度；以及 當(dāng)所述排氣再循環(huán)冷卻器有效性在所述怠速狀態(tài)之前或期間降低到閾值有效性以下時(shí)，在所述怠速狀態(tài)期間開始所述排氣再循環(huán)冷卻器的再生。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括在所述怠速狀態(tài)期間調(diào)節(jié)圍繞著所述排氣再循環(huán)冷卻器的旁路的旁路控制元件，以減少穿過所述排氣再循環(huán)冷卻器的排氣流。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括完全打開圍繞著所述排氣再循環(huán)冷卻器的旁路的旁路控制元件，以減少穿過所述排氣再循環(huán)冷卻器的排氣流，從而開始所述排氣再循環(huán)冷卻器的所述再生。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括減少穿過所述排氣再循環(huán)冷卻器的冷卻流體流，以開始所述排氣再循環(huán)冷卻器的所述再生。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括降低流過所述排氣再循環(huán)冷卻器的冷卻流體的溫度，以開始所述排氣再循環(huán)冷卻器的所述再生。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括執(zhí)行所述排氣再循環(huán)冷卻器的再生連續(xù)持續(xù)一至兩個小時(shí)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括在所述怠速狀態(tài)期間調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)控制元件以減少排氣再循環(huán)量。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述閾值有效性在85%與95%之間。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括在非怠速狀態(tài)期間，當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻流體的溫度大于閾值溫度時(shí)，引導(dǎo)排氣流穿過所述排氣再循環(huán)冷卻器。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括在所述怠速狀態(tài)期間調(diào)節(jié)充入空氣冷卻器對充入空氣實(shí)施的冷卻以維持所述歧管空氣溫度。
11.一種用于排氣再循環(huán)系統(tǒng)的方法，所述方法包括: 在非怠速狀態(tài)期間: 基于運(yùn)行參數(shù)引導(dǎo)第一量的排氣穿過所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)；以及 通過調(diào)節(jié)充入空氣冷卻器對充入空氣實(shí)施的冷卻來維持歧管空氣溫度；以及 在怠速狀態(tài)期間: 調(diào)節(jié)圍繞著排氣再循環(huán)冷卻器的旁路的旁路控制元件，以減少流過所述排氣再循環(huán)冷卻器的第二量的排氣；以及 當(dāng)所述排氣再循環(huán)冷卻器的有效性降低到閾值有效性以下時(shí)，開始所述排氣再循環(huán)冷卻器的再生。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)所述充入空氣冷卻器的風(fēng)扇速率，以調(diào)節(jié)所述充入空氣冷卻器實(shí)施的冷卻。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括打開所述旁路控制元件，以減少穿過所述排氣再循環(huán)冷卻器的排氣流，從而開始所述排氣再循環(huán)冷卻器的所述再生。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括減少穿過所述排氣再循環(huán)冷卻器的冷卻流體流，同時(shí)切斷穿過所述排氣再循環(huán)冷卻器的排氣流，以降低所述排氣再循環(huán)冷卻器的溫度。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括提高發(fā)動機(jī)散熱器的風(fēng)扇速度，以降低所述排氣再循環(huán)冷卻器的溫度，所述發(fā)動機(jī)散熱器通過冷卻流體系統(tǒng)流體連接至所述排氣再循環(huán)冷卻器。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括在所述排氣再循環(huán)冷卻器再生期間調(diào)節(jié)所述充入空氣冷卻器對所述充入空氣實(shí)施的冷卻，以維持所述歧管空氣溫度。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括當(dāng)所述排氣再循環(huán)冷卻器的所述有效性在所述非怠速狀態(tài)期間降低到所述閾值有效性以下時(shí)，在后一個怠速狀態(tài)期間開始所述排氣再循環(huán)冷卻器的再生。
18.一種用于發(fā)動機(jī)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 設(shè)置在所述發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣通道中的充入空氣冷卻器； 排氣再循環(huán)系統(tǒng)，所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)包括排氣再循環(huán)冷卻器和具有排氣再循環(huán)冷卻器旁路控制元件的排氣再循環(huán)冷卻器旁路；以及 控制單元，所述控制單元配置用于識別所述發(fā)動機(jī)的怠速狀態(tài)和所述排氣再循環(huán)冷卻器的有效性，以響應(yīng)于所述怠速狀態(tài)而調(diào)節(jié)所述排氣再循環(huán)冷卻器旁路控制元件來減少流過所述排氣再循環(huán)冷卻器的第一量的排氣，從而當(dāng)所述有效性在所述怠速狀態(tài)之前或期間降低到閾值有效性以下時(shí)，在所述怠速狀態(tài)期間開始所述排氣再循環(huán)冷卻器的再生，并且在所述怠速狀態(tài)期間和在所述排氣再循環(huán)冷卻器的再生期間調(diào)節(jié)所述充入空氣冷卻器對充入空氣實(shí)施的冷卻。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元進(jìn)一步配置用于在繞過所述排氣再循環(huán)冷卻器的第二量的排氣增加時(shí)增強(qiáng)由所述充入空氣冷卻器對所述充入空氣實(shí)施的冷卻。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括與所述排氣再循環(huán)冷卻器流體連通的散熱器，并且其中所述控制單元進(jìn)一步配置用于提高所述散熱器的風(fēng)扇速度，以降低流過所述排氣再循環(huán)冷卻器的冷卻流體溫度，從而開始所述排氣再循環(huán)冷卻器的再生。
21.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于控制到達(dá)所述排氣再循環(huán)冷卻器的冷卻流體流的流控制元件，并且其中所述控制單元進(jìn)一步配置用于關(guān)閉所述流控制元件，以減少到達(dá)所述排氣再循環(huán)冷卻器的冷卻流體流，從而開始所述排氣再循環(huán)冷卻器的再生。
【文檔編號】F02M25/08GK104185732SQ201280055296
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月9日
【發(fā)明者】E.D.彼得斯, A.克林貝爾, M.伊斯特 申請人:通用電氣公司