減少渦輪增壓發(fā)動機(jī)過熱的制作方法
【專利摘要】一種方法，包括響應(yīng)于在渦輪增壓發(fā)動機(jī)中的冷卻劑損失，基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和汽缸蓋溫度停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸，同時限制一個或多個起作用的汽缸的發(fā)動機(jī)負(fù)荷。
【專利說明】減少渦輪增壓發(fā)動機(jī)過熱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及減少渦輪增壓發(fā)動機(jī)過熱。

【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機(jī)可借助循環(huán)諸如水的冷卻劑流體通過發(fā)動機(jī)中的通路而被冷卻。在冷卻系統(tǒng)退化(例如水泵退化)或冷卻劑損耗(例如由于冷卻劑系統(tǒng)泄漏)的情況下，發(fā)動機(jī)金屬組件可能過熱。
[0003]Gebby等人(US7，204，235)通過交替關(guān)閉發(fā)動機(jī)汽缸的每一列燃料噴射器和以未燃燒的進(jìn)氣來空氣冷卻停用的發(fā)動機(jī)汽缸列解決了在冷卻系統(tǒng)退化情況下的過熱。交替停用汽缸的每一列可提供部分發(fā)動機(jī)扭矩給車輛運(yùn)行。
[0004]本發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識到以上方法的潛在問題。S卩，以渦輪增壓和其它高比功率(high-specific power)輸出的發(fā)動機(jī),傳統(tǒng)的故障安全冷卻策略諸如交替發(fā)動機(jī)汽缸列的停用和空氣冷卻可能不能保持汽缸蓋溫度低于發(fā)動機(jī)金屬熔點(diǎn)。因此，渦輪增壓發(fā)動機(jī)經(jīng)常在傳統(tǒng)安全故障冷卻策略啟動之后不久禁用。此外，即使一些汽缸在冷卻期間保持燃燒，發(fā)動機(jī)可能不能提供足夠的扭矩以維持車輛操作性和車輛駕駛性，特別是在渦輪增壓發(fā)動機(jī)中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]解決上述問題的一個方法是用于安全故障冷卻策略(FSC)的方法,包括響應(yīng)于在渦輪增壓發(fā)動機(jī)中的冷卻系統(tǒng)退化和/或在渦輪增壓發(fā)動機(jī)中的冷卻劑損耗，停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)汽缸負(fù)荷。此外，該方法可包括響應(yīng)于超過第二閾值溫度的發(fā)動機(jī)汽缸溫度，停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)汽缸負(fù)荷?；谠黾优ぞ赝瑫r保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速并且保持發(fā)動機(jī)氣缸溫度低于第三閾值溫度，可選擇停用的汽缸數(shù)量和負(fù)荷限制，第三閾值溫度大于第二閾值溫度。以這種方式，發(fā)動機(jī)金屬組件的過熱可被減少同時維持車輛操作性和駕駛性。
[0006]當(dāng)單獨(dú)或結(jié)合附圖時，本描述的以上優(yōu)點(diǎn)和其它優(yōu)點(diǎn)和特征將容易從以下詳細(xì)描述中顯而易見。
[0007]應(yīng)該理解，提供以上
【發(fā)明內(nèi)容】
以簡化形式引入精選構(gòu)思，其進(jìn)一步在【具體實(shí)施方式】中描述。這并不意味著識別要求主題的關(guān)鍵或必要特征，其范圍由隨附【具體實(shí)施方式】的權(quán)利要求唯一限定。此外，要求的主體并不限于解決以上或在本公開任何部分所述的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1示出描繪示例渦輪增壓發(fā)動機(jī)的示意圖；
[0009]圖2示出描繪安裝在發(fā)動機(jī)排氣歧管中的示例溫度傳感器的局部橫截面的示意圖。
[0010]圖3示出汽缸熱點(diǎn)溫度隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的示例曲線。
[0011]圖4示出汽缸熱點(diǎn)溫度隨負(fù)荷變化的示例曲線。
[0012]圖5示出扭矩隨負(fù)荷變化的示例曲線。
[0013]圖6示出扭矩隨軸轉(zhuǎn)速變化的示例曲線。
[0014]圖7-10示出用于示例程序的流程圖。
[0015]圖11示出描繪用于渦輪增壓發(fā)動機(jī)的安全故障冷卻策略的示例概覽的示意圖。
[0016]圖12是示出在用于渦輪增壓發(fā)動機(jī)的故障安全冷卻策略執(zhí)行期間的車輛工況的示例時間軸。

【具體實(shí)施方式】
[0017]本描述涉及響應(yīng)于在渦輪增壓發(fā)動機(jī)中的冷卻劑損耗，停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷的方法。在一個不例中，該方法包括停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制一個或多個起作用的汽缸負(fù)荷同時保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并且同時保持發(fā)動機(jī)汽缸低于第三閾值溫度。以這種方式，發(fā)動機(jī)汽缸過熱可以緩解，同時在一定發(fā)動機(jī)工況范圍內(nèi)保持車輛的駕駛性和車輛操作性。
[0018]圖1示出渦輪增壓發(fā)動機(jī)的示例，包括進(jìn)氣壓縮機(jī)、排氣渦輪機(jī)、廢氣門和發(fā)動機(jī)控制器。圖2示出可用于提供發(fā)動機(jī)汽缸蓋溫度指示的排氣歧管溫度傳感器的示例。圖3-5分別是汽缸蓋溫度隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化、汽缸蓋溫度隨負(fù)荷的變化以及扭矩隨負(fù)荷的變化的示例曲線，而圖6是扭矩隨輸出軸轉(zhuǎn)速變化的曲線。圖7示出說明圖3-6如何被用于映射故障安全冷卻策略(FSC)中預(yù)定發(fā)動機(jī)運(yùn)行點(diǎn)的發(fā)動工況的示例方法，用于緩解發(fā)動機(jī)過熱同時保持車輛駕駛性和車輛操作性。圖8-10是圖示說明用于如下方法的示例程序的流程圖，所述方法基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和汽缸蓋溫度而停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制一個或多個起作用汽缸的負(fù)荷，而圖11示出方法概覽。圖12是示例時間軸，其圖示說明在檢測到冷卻劑損耗之后車輛工況同時停用發(fā)動機(jī)汽缸并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷。
[0019]參考圖1，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10包括多個汽缸，在圖1中示出其中一個汽缸，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10由電子發(fā)動機(jī)控制器12控制。發(fā)動機(jī)10包括燃燒室30和汽缸壁32，活塞36位于其中并且被連接至曲軸40。燃燒室30被示出經(jīng)由各自的進(jìn)氣門52和排氣門54與進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48連通。排氣歧管48可以是整體的排氣歧管或分離的排氣歧管。每一個進(jìn)氣和排氣門可由進(jìn)氣凸輪51和排氣凸輪53操作。進(jìn)氣凸輪51的位置可由進(jìn)氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可由排氣凸輪傳感器57確定。
[0020]燃料噴射器66被示出定位直接噴射燃料到汽缸30中，其被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為直接噴射?？商娲?，燃料可以被噴射至進(jìn)氣口，其被本領(lǐng)域的技術(shù)人員稱為進(jìn)氣道噴射。燃料噴射器66輸送由控制器12提供的與脈沖寬度成比例的液體燃料。燃料通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌(未不出)的燃料系統(tǒng)(未不出)輸送至燃料噴射器66。
[0021]進(jìn)氣歧管44通過壓縮機(jī)162供應(yīng)空氣。排氣轉(zhuǎn)動聯(lián)接到軸161的渦輪機(jī)164，從而驅(qū)動壓縮機(jī)162。在一些示例中，旁通通道77被包括以便排氣可在選擇的工況期間旁通渦輪機(jī)164。通過旁通通道77的流動經(jīng)由廢氣門75調(diào)節(jié)。此外，壓縮機(jī)旁通通道86可在一些示例中被提供以限制由壓縮機(jī)162提供的壓力。通過旁通通道86的流動經(jīng)由閥85調(diào)節(jié)。此外，進(jìn)氣歧管44被示出與中央節(jié)氣門62連通，該中央節(jié)氣門62調(diào)節(jié)節(jié)流板64的位置從而控制來自發(fā)動機(jī)進(jìn)氣42的空氣流。中央節(jié)氣門62可電操作。
[0022]無分點(diǎn)器火系統(tǒng)88響應(yīng)于控制器12，經(jīng)由火花塞92提供點(diǎn)火火花到燃燒室30，用于點(diǎn)燃空氣燃料混合物。在其它示例中，發(fā)動機(jī)可以是不具有點(diǎn)火系統(tǒng)的壓縮點(diǎn)火發(fā)動機(jī)，諸如柴油發(fā)動機(jī)。通用排氣氧氣(UEGO)傳感器126示出聯(lián)接到催化轉(zhuǎn)換器70上游的排氣歧管48?？商娲兀p態(tài)排氣氧氣傳感器可以用UEGO傳感器126替代。
[0023]在一個示例中，轉(zhuǎn)換器70可包括多個催化劑磚。在另一個示例中，可使用多個排放控制裝置，每個具有多個磚。在一個示例中，轉(zhuǎn)換器70可以是三元催化劑。
[0024]控制器12在圖1中被示出為傳統(tǒng)的微型計算機(jī)，其包括:微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、只讀存儲器106、隨機(jī)存取存儲器108、?；畲鎯ζ?10和常規(guī)數(shù)據(jù)總線。除了先前討論的那些信號，控制器12被示出接收來自聯(lián)接至發(fā)動機(jī)10的傳感器的各種信號，其包括:來自聯(lián)接到冷卻套管114上的溫度傳感器112的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ECT);來自溫度傳感器59的汽缸蓋溫度(CHT)和/或排氣歧管溫度(EMT)、聯(lián)接到加速器踏板130用于感測由腳132調(diào)節(jié)的加速器位置的位置傳感器134 ;來自聯(lián)接到進(jìn)氣歧管44的溫度傳感器122的發(fā)動機(jī)歧管壓力(MAP)的測量；來自感測曲軸40位置的霍爾效應(yīng)傳感器118的發(fā)動機(jī)位置傳感器；來自傳感器120(例如熱線式空氣流量計)的進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣質(zhì)量的測量；以及來自傳感器58的節(jié)氣門位置的測量。大氣壓力可同樣由控制器12感測(傳感器未示出)用于被控制器12處理。在本描述的優(yōu)選方面，發(fā)動機(jī)位置傳感器118產(chǎn)生曲軸每轉(zhuǎn)的預(yù)定數(shù)量的等間隔脈沖，由此可確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)。
[0025]控制器12可還與消息中心196通信。消息中心196可包括指示器燈和/或基于文本的顯示器，其中消息顯示給操作者，諸如要求操作者輸入以啟動發(fā)動機(jī)的消息，如以下所討論的。消息中心還可包括用于接收操作者輸入的各種輸入部分，諸如按鈕、觸摸屏、聲音輸入/識別等。在替代實(shí)施例中，消息中心可通信音頻消息給操作者而不顯示。
[0026]在一些示例中，發(fā)動機(jī)可在混合動力車輛中聯(lián)接至電機(jī)/電池系統(tǒng)?；旌蟿恿囕v可具有并聯(lián)配置、串聯(lián)配置或其變化或組合。此外，在一些實(shí)施例中，其它發(fā)動機(jī)配置可被利用，例如柴油發(fā)動機(jī)。
[0027]在操作期間，在發(fā)動機(jī)10內(nèi)的每一個汽缸通常經(jīng)歷四沖程循環(huán):循環(huán)包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。在進(jìn)氣沖程期間，一般排氣門54關(guān)閉并且進(jìn)氣門52打開?？諝饨?jīng)由進(jìn)氣歧管44引入燃燒室30，并且活塞36移動至汽缸的底部，以便增加燃燒室30的容積。在活塞36接近汽缸底部和在其沖程末尾處(例如當(dāng)燃燒室30處于最大容積時)的位置通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為下止點(diǎn)(BDC)。在壓縮沖程期間，進(jìn)氣門52和排氣門54關(guān)閉。活塞36朝向汽缸蓋移動以便壓縮燃燒室30內(nèi)的空氣。在活塞36在其沖程末尾處并且最接近汽缸蓋(例如當(dāng)燃燒室30處于最小容積時)的點(diǎn)通常被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為上止點(diǎn)(TDC)。在下文中稱為噴射的過程中，燃料被引入燃燒室。在下文中稱為點(diǎn)火的過程中，噴射燃料由諸如火花塞92的已知點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，引起燃燒。在膨脹沖程期間，膨脹氣體推動活塞36返回BDC。曲軸40將活塞運(yùn)動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩。最后，在排氣沖程期間，排氣門54打開以釋放燃燒的空氣-燃料混合物到排氣歧管48，并且活塞返回至TDC。注意，上述僅描述為示例，并且該進(jìn)氣和排氣門打開和/或關(guān)閉正時可改變，諸如提供正或負(fù)的氣門重疊、延遲的進(jìn)氣門關(guān)閉或各種其它示例。
[0028]現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖2，其示出集成排氣歧管(IEM)的部分橫截面200。作為示例，排氣歧管48可以是IEM。IEM可包括在其中用于再循環(huán)冷卻劑流體的集成冷卻通道230，從而改善從排氣流通過排氣端口 220的熱量去除。IEM可由鋁制造，其可比傳統(tǒng)的鑄鐵分離排氣歧管更輕，從而提高燃料經(jīng)濟(jì)性和馬力，但是由于更低的金屬熔點(diǎn)，可能在冷卻系統(tǒng)退化期間更容易遭受發(fā)動機(jī)過熱。例如，鋁汽缸蓋的發(fā)動機(jī)熔點(diǎn)可能比非熱處理鋁蓋的發(fā)動機(jī)熔點(diǎn)更低，其可比用于熱處理的汽缸蓋的發(fā)動機(jī)熔點(diǎn)更低。
[0029]排氣歧管溫度(EMT)傳感器250可直接安裝到IEM主體中，并且可用于提供排氣歧管溫度、發(fā)動機(jī)溫度、汽缸蓋溫度和/或發(fā)動機(jī)排氣溫度的指示給發(fā)動機(jī)控制器12。此夕卜，EMT傳感器250可用于發(fā)出冷卻系統(tǒng)退化和/或冷卻劑損耗的信號，或啟動向操作者提供對冷卻劑溫度接近冷卻沸點(diǎn)的指示。
[0030]在另一個示例中，諸如熱電偶的溫度傳感器可直接安裝到排氣歧管48的主體中，以便提供發(fā)動機(jī)汽缸溫度的指示給控制器12。在其它示例中，發(fā)動機(jī)汽缸溫度可由位于發(fā)動機(jī)汽缸、發(fā)動機(jī)汽缸蓋等處的溫度傳感器測量。以這種方式，在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間發(fā)動機(jī)汽缸溫度可被測量并且通信至控制器12。如上所述，EMT、CHT或另一個發(fā)動機(jī)汽缸溫度可用于測量并且通信發(fā)動機(jī)汽缸溫度，并且可用于指示發(fā)動機(jī)過熱。
[0031]在高比功率輸出發(fā)動機(jī)中，特別是渦輪增壓發(fā)動機(jī)中，即便一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸停用，大于過熱閾值溫度330的發(fā)動機(jī)汽缸溫度可在高負(fù)荷處生成。停用發(fā)動機(jī)汽缸可包括停止燃料噴射至發(fā)動機(jī)汽缸。以這種方式，在沒有燃料噴射和燃燒的情況下，可以通過泵送進(jìn)氣通過發(fā)動機(jī)汽缸而空氣冷卻停用的發(fā)動機(jī)汽缸，以緩解發(fā)動機(jī)過熱。作為進(jìn)一步的示例，停用發(fā)動機(jī)汽缸可進(jìn)一步包括保持進(jìn)氣和排氣汽缸氣門處于關(guān)閉位置。以這種方式，在沒有燃料噴射、燃燒和空氣流的情況下，停用的發(fā)動機(jī)汽缸可以通過壓縮和膨脹捕獲在停用的發(fā)動機(jī)汽缸中的空氣。
[0032]停用汽缸可包括在一個時刻停用一個或多個汽缸，例如交替停用汽缸列或分布式停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸。分布式停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸可包括以循環(huán)方式停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸，其中發(fā)動機(jī)汽缸的停用在發(fā)動機(jī)汽缸之間均勻循環(huán)或分布。
[0033]基于車輛和發(fā)動機(jī)工況，可選擇停用汽缸的數(shù)量。例如，隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加并且隨著發(fā)動機(jī)汽缸溫度增加，可停用更大數(shù)量的汽缸。另一方面，隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低和/或發(fā)動機(jī)汽缸溫度降低，可停用更小數(shù)量的汽缸。作為進(jìn)一步的示例，偶數(shù)數(shù)量的汽缸可被停用從而緩解發(fā)動機(jī)噪聲、振動和聲振粗糙度(NVH)。作為進(jìn)一步的示例，在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間汽缸的數(shù)量可保持運(yùn)行，以提供用于保持車輛操作性和車輛駕駛性能的發(fā)動機(jī)扭矩。例如，在六汽缸發(fā)動機(jī)中三個汽缸可被停用，而在八汽缸發(fā)動機(jī)中4個汽缸可被停用。
[0034]發(fā)動機(jī)過熱可指發(fā)動機(jī)汽缸溫度(例如EMT或CHT)超過發(fā)動機(jī)金屬過熱溫度1160(參見圖11)，超過該溫度發(fā)動機(jī)金屬組件過熱可發(fā)生。例如發(fā)動機(jī)金屬過熱溫度1160可對應(yīng)于發(fā)動機(jī)金屬或汽缸金屬過熱溫度，超過該溫度發(fā)動機(jī)金屬過熱可發(fā)生。
[0035]圖3-7圖示說明表征發(fā)動機(jī)，例如渦輪增壓發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)運(yùn)行區(qū)域(例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)域、停用的汽缸數(shù)量、負(fù)荷和其它發(fā)動機(jī)工況)的方法。發(fā)動機(jī)表征可以在沒有冷卻劑的情況下執(zhí)行，從而在冷卻系統(tǒng)退化期間將發(fā)動機(jī)工況與發(fā)動機(jī)汽缸溫度或CHT關(guān)聯(lián)。此外，CHT可包括終端發(fā)動機(jī)汽缸溫度，其中終端發(fā)動機(jī)汽缸溫度可以是穩(wěn)態(tài)發(fā)動機(jī)汽缸溫度。發(fā)動機(jī)汽缸溫度可進(jìn)一步包括熱點(diǎn)終端溫度，其中熱點(diǎn)終端溫度可由溫度傳感器在易于過熱的發(fā)動機(jī)汽缸位置處測量。表征發(fā)動機(jī)運(yùn)行區(qū)域可被預(yù)定并且離線執(zhí)行，和/或當(dāng)車輛處于運(yùn)行中時在線執(zhí)行。在沒有冷卻劑的情況下發(fā)動機(jī)運(yùn)行區(qū)域的表征可響應(yīng)于冷卻系統(tǒng)退化而幫助確定發(fā)動機(jī)運(yùn)行條件，同時保持車輛駕駛性和車輛操作性，并且同時減少發(fā)動機(jī)過熱。
[0036]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖3，其示出當(dāng)在恒定負(fù)荷和恒定數(shù)量的停用汽缸處發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)關(guān)閉(例如沒有冷卻劑流和/或冷卻劑損耗)CHT隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的曲線300。在圖3中，CHT曲線310可與由溫度傳感器測量的汽缸熱點(diǎn)溫度對應(yīng)，所述溫度傳感器位于易于過熱的發(fā)動機(jī)汽缸位置處。一般地，CHT可隨著增加發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速而穩(wěn)步增加，在更高的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速處穩(wěn)定。額外的CHT曲線可隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量CHT并且改變停用汽缸的數(shù)量以及一個或多個起作用汽缸的負(fù)荷而確定。作為示例，通過比較CHT曲線，當(dāng)停用氣缸的數(shù)量增加并且當(dāng)限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷加劇時，CHT可被發(fā)現(xiàn)降低。此外，閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320可被發(fā)現(xiàn)，高于該轉(zhuǎn)速發(fā)動機(jī)不能被充分空氣冷卻。例如，高于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320，CHT可超過過熱閾值溫度330，盡管停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷。作為另一個示例，高于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320，停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷可能不能充分冷卻發(fā)動機(jī)，從而降低CHT低于過熱的閾值溫度330。在圖3中，過熱的閾值溫度330大致450° F，然而，過熱的閾值溫度可對于不同的發(fā)動機(jī)類型、發(fā)動機(jī)汽缸構(gòu)造材料等改變。
[0037]停用汽缸的數(shù)量可指在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間在任何時刻停用汽缸的數(shù)量。然而，汽缸停用可分布在發(fā)動機(jī)汽缸的全部或一些之間。例如，汽缸停用可在所有的發(fā)動機(jī)汽缸之間以規(guī)定的均勻或非均勻的方式循環(huán)或旋轉(zhuǎn)，以緩解發(fā)動機(jī)過熱。
[0038]接著，圖4示出當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)關(guān)閉(例如沒有冷卻劑流)時在恒定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(例如100rpm)處CHT隨負(fù)荷變化的示例曲線400。CHT可表示穩(wěn)態(tài)終端汽缸熱點(diǎn)溫度。曲線410、420、430、440和450示出分別用于零、一、二、三和四個停用汽缸的情況下的發(fā)動機(jī)CHT。一般地，CHT可隨著負(fù)荷增加而增加，在更高的負(fù)荷處穩(wěn)定。此外，CHT可隨著停用汽缸的數(shù)量增加而減少。曲線410、420、430、440和450與過熱閾值溫度330的交叉點(diǎn)可用于確定在冷卻系統(tǒng)關(guān)閉時的如下發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制，在該發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制下在發(fā)動機(jī)可被操作用于停用每一個汽缸，以便保持CHT低于過熱的閾值溫度。在低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320的其它發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速處的CHT隨負(fù)荷變化的額外曲線可用于映射如下負(fù)荷，在該負(fù)荷下發(fā)動機(jī)可運(yùn)行停用每一個汽缸數(shù)量。以這種方式，可得知在一定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和停用汽缸數(shù)量范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制。作為示例，對于一個或多個汽缸的發(fā)動機(jī)負(fù)荷或負(fù)荷可由打開廢氣門閥75以減少進(jìn)氣壓縮、打開在旁通通道86的閥85以減少進(jìn)氣壓縮、關(guān)閉節(jié)流閥64等中的一個或多個而限制。
[0039]現(xiàn)轉(zhuǎn)向圖5，其示出在恒定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(例如100rpm)處的扭矩輸出隨負(fù)荷變化的示例曲線500。曲線510、520、530、540和550示出分別用于零、一、二、三和四個停用汽缸的情況下的發(fā)動機(jī)扭矩。一般地，扭矩輸出可隨著增加負(fù)荷而近似線性增加。此外，隨著停用汽缸數(shù)量增加，扭矩輸出可降低。扭矩輸出隨負(fù)荷變化的額外扭矩輸出可針對低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320的其它發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速生成，并且可被用于映射與發(fā)動機(jī)負(fù)荷和停用汽缸的數(shù)量對應(yīng)的發(fā)動機(jī)扭矩輸出。以這種方式，可獲得當(dāng)冷卻系統(tǒng)關(guān)閉時在一定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和停用汽缸數(shù)量范圍內(nèi)的輸出扭矩。為了保持車輛操作性和車輛駕駛性，除了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和CHT之外，停用一個或多個汽缸同時限制負(fù)荷可還基于增加扭矩。
[0040]現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖7，其示出說明示例方法700的流程圖，方法700作為用于渦輪增壓發(fā)動機(jī)的安全故障冷卻策略，所述示例方法確定當(dāng)冷卻系統(tǒng)關(guān)閉時用于停用一個或多個汽缸的發(fā)動機(jī)工況同時限制負(fù)荷。作為示例，方法700可執(zhí)行以表征用于預(yù)定故障安全冷卻策略操作條件的發(fā)動機(jī)。例如，如果冷卻流體損失或如果冷卻系統(tǒng)退化，則預(yù)定故障安全冷卻策略操作條件可用于開路控制策略。此外，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)組件的退化，故障安全冷卻策略操作條件可用于開路控制，以減少發(fā)動機(jī)過熱。當(dāng)車輛運(yùn)行時，方法700也可被執(zhí)行。例如，如果冷卻流體損失或如果冷卻系統(tǒng)退化，則一個或多個發(fā)動機(jī)工況可被測量并且提供輸入到閉路反饋控制方案用于防止發(fā)動機(jī)過熱。
[0041]方法700在710處開始，其中CHT隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化(例如曲線300)在一定發(fā)動機(jī)負(fù)荷和停用汽缸范圍內(nèi)測量，如由714、716等所示?？墒褂?14、716等由與過熱閾值溫度330對應(yīng)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320。高于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320，停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷可能不能減少發(fā)動機(jī)過熱。
[0042]接著，方法700在720處繼續(xù)，其中CHT隨負(fù)荷的變化(例如曲線400)在一定停用汽缸和低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)測量，如由724、726等所示。例如，如在724和726處所示，CHT隨負(fù)荷變化的曲線分別在100rpm和2000rpm處生成。CHT隨負(fù)荷的變化的測量可在低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320的其它發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速處進(jìn)一步執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)運(yùn)行的更細(xì)表征。接著，在730處，方法700測量在一定停用汽缸和低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩隨負(fù)荷的變化(例如曲線500)，如在734、736等中。例如，如在734和736處所示，扭矩隨負(fù)荷變化的曲線分別在100rpm和2000rpm處生成。扭矩隨負(fù)荷的變化的測量可進(jìn)一步在低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍處執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)運(yùn)行的更細(xì)表征。
[0043]接著，方法700在740處繼續(xù)，其中與在724、726等中的過熱閾值溫度330對應(yīng)的負(fù)荷和停用汽缸條件映射到相應(yīng)的扭矩隨負(fù)荷變化的曲線(例如734、736等)，如由744和746所示。以這種方式，當(dāng)控制系統(tǒng)退化時，與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷和停用汽缸的數(shù)量對應(yīng)的扭矩輸出可被確定用于操作低于過熱閾值溫度330和低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320的發(fā)動機(jī)。例如，通過增加停用汽缸的數(shù)量和/或通過降低發(fā)動機(jī)負(fù)荷，CHT可以降低。作為進(jìn)一步的示例，通過增加發(fā)動機(jī)負(fù)荷和/或通過減少停用汽缸的數(shù)量，扭矩輸出可以增加，同時保持CHT低于過熱閾值溫度330。因此，當(dāng)響應(yīng)于冷卻系統(tǒng)退化停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷時可實(shí)現(xiàn)車輛駕駛性和車輛操作性。
[0044]在724、726等，734、736等，以及744、746等中繪制的數(shù)據(jù)可以以在控制器12的RAM108或KAMllO中保持的查找表的形式存儲。因此，響應(yīng)于冷卻系統(tǒng)退化或當(dāng)安全故障冷卻啟動時，控制器12可參考預(yù)定的查找表從而確定用于渦輪增壓發(fā)動機(jī)的適當(dāng)工況，以保持車輛駕駛性和車輛操作。如上所述，方法700同樣可在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間在線執(zhí)行。方法700在740之后結(jié)束。
[0045]現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖6，其示出輸出軸扭矩隨輸出軸轉(zhuǎn)速變化的示例曲線600。曲線610、620、630,640和650分別對應(yīng)于用于第一、第二、第三、第四和第五檔位的輸出軸扭矩與輸出軸轉(zhuǎn)速。點(diǎn)A、B、C和D分別對應(yīng)于在第一和第二檔位曲線、第二和第三檔位曲線、第三和第四檔位曲線以及第四和第五尺寸曲線之間的交叉點(diǎn)。一般地，輸出軸扭矩可隨著輸出軸轉(zhuǎn)速增加而減少。此外，當(dāng)變速器升檔到更高的檔位時，隨著增加輸出軸轉(zhuǎn)速，輸出軸扭矩中的減少可減少。因此，通過升檔到更高的檔位，在扭矩中的減少可緩解，從而有助于保持車輛操作性和車輛駕駛性。
[0046]此外，在圖6中的表660示出在交叉點(diǎn)A、B、C和D中的每一個點(diǎn)處的發(fā)動機(jī)rpm值，指示發(fā)動機(jī)rpm可通過升檔保持低于2300rpm。例如，閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320可以是2300rpmo例如,在A處,從第一升檔到第二檔位從2300rpm減少發(fā)動機(jī)rpm到1450rpm,并且在B處,從第二升檔到第三檔位從2300rpm減少發(fā)動機(jī)rpm到1400rpm。以這種方式,與保持在恒定的檔位而沒有升檔相比，升檔可用于實(shí)現(xiàn)更高的輸出軸扭矩，同時保持發(fā)動機(jī)rpm低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320。例如，如由箭頭670所指示的，在2000rpm軸轉(zhuǎn)速處從第四檔位升檔到第五檔位增加了輸出軸扭矩。此外，升檔到更高的檔位可在更高的輸出軸轉(zhuǎn)速處緩解扭矩減少，同時保持停用汽缸的數(shù)量、發(fā)動機(jī)負(fù)荷和CHT。表680示出與輸出軸轉(zhuǎn)速對應(yīng)的可能車輛速度。車輛速度可隨著輸出軸轉(zhuǎn)速而線性增加。因此，升檔到更高的檔位可允許增加車輛速度并且緩解扭矩減少，同時保持停用的汽缸數(shù)量、發(fā)動機(jī)和CHT。
[0047]現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖11，其基于用于渦輪增壓發(fā)動機(jī)的汽缸蓋溫度而示出示例故障安全冷卻策略的概覽。曲線1100示出沿著溫度軸1105繪制的幾個溫度。溫度軸1105指示相對溫度并且不按比例繪制。高于第一閾值溫度II1CHTthi，發(fā)動機(jī)可在正常工況下操作。例如，當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度低于CHTthi時，冷卻系統(tǒng)可正常起作用(例如不退化)，并且故障安全冷卻策略可不啟動。
[0048]CHT可超過CHTthi指示冷卻系統(tǒng)退化(例如冷卻劑損失)的開始。因此，如果CHT升高到高于CHTthi，則警告可在諸如消息中心196的車輛操作者接口提供給車輛操作者。一旦接收到警告，則操作者可通過減速或停止車輛而減少發(fā)動機(jī)負(fù)荷，以便提醒發(fā)動機(jī)過熱和/或發(fā)動機(jī)金屬組件過熱。此外，警告可通知并且準(zhǔn)備故障安全冷卻啟動給操作者。
[0049]如果CHT升到高于第二閾值溫度1120CHTTH2，則故障安全冷卻策略可停用一個或多個汽缸，同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷為一個或多個汽缸，以便防止發(fā)動機(jī)金屬組件過熱同時保持車輛駕駛性和車輛操作性。當(dāng)CHT大于CHTth2時，但是小于下限目標(biāo)溫度1130時，故障安全冷卻策略可停用一個或多個汽缸，同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷為一個或多個汽缸，以便保持當(dāng)前的CHT。此外，故障安全冷卻策略可允許暫時負(fù)荷移動高于發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制，以便車輛駕駛性能和車輛操作性可保持。例如，如果故障安全冷卻策略啟動，諸如當(dāng)啟動負(fù)荷定時器(LLT)小于閾值時間(timeTH)時，則從靜止啟動車輛到車輛的暫時加速可被允許短的持續(xù)時間，其中發(fā)動機(jī)負(fù)荷上升高于發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制。
[0050]當(dāng)CHT大于下限目標(biāo)溫度1130但小于上限目標(biāo)溫度1140時，故障安全冷卻策略可停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸，同時限制負(fù)荷為一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸。因?yàn)镃HT大于下限目標(biāo)溫度1130，可不執(zhí)行高于故障安全冷卻策略負(fù)荷限制的暫時負(fù)荷移動。
[0051]接著，如果CHT超過上限目標(biāo)溫度1140，則故障安全冷卻策略可停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸，同時限制負(fù)荷為一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸，以便降低CHT。例如,故障安全冷卻策略可增加停用汽缸的數(shù)量和/或減少發(fā)動機(jī)負(fù)荷以便降低CHT，同時保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)CHT大于上限目標(biāo)溫度1140時，降低CHT可通過保持CHT低于第三閾值溫度1150CHTTH3而緩解發(fā)動機(jī)關(guān)閉。高于CHTth3，發(fā)動機(jī)可關(guān)閉以便避免發(fā)動機(jī)金屬過熱，例如發(fā)動機(jī)金屬組件的過熱。因此，CHTth3可以是故障安全操作溫度。例如CHTth3可與過熱閾值溫度330對應(yīng)。因此，CHTth3可設(shè)定高于上限目標(biāo)溫度1140，但是低于發(fā)動機(jī)金屬過熱溫度1160。例如，發(fā)動機(jī)金屬過熱溫度1160可與金屬過熱溫度對應(yīng),并且CHTth3可以小于發(fā)動機(jī)金屬過熱溫度1160—個與操作限制對應(yīng)的量。以這種方式，如果發(fā)動機(jī)溫度增加高于CHTth3，則故障安全冷卻策略可在CHT達(dá)到發(fā)動機(jī)金屬過熱溫度1160之前關(guān)閉發(fā)動機(jī)，從而減少發(fā)動機(jī)金屬組件過熱的風(fēng)險。
[0052]現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖8-10，它們示出用于執(zhí)行渦輪增壓發(fā)動機(jī)操作的故障安全冷卻策略的示例方法的流程圖。方法800在810處開始，其中確定和/或測量諸如CHT、扭矩、rpm、負(fù)荷、電池充電狀態(tài)(SOC)等的發(fā)動機(jī)工況。方法800在820處繼續(xù)，其中確定CHT是否大于CHTTH3。如果CHT大于CHTth3,則發(fā)動機(jī)在826處關(guān)閉，并且方法800結(jié)束。
[0053]如果CHT不大于CHTth3,則方法800在830處繼續(xù)，其中確定CHT是否大于CHTTH3。如果CHT大于CHTth2,則故障安全冷卻(FSC)策略發(fā)動機(jī)控制模式在836處啟動(參見圖9)。如果CHT不大于CHTth2,則方法800在840處繼續(xù)，其中確定CHT是否大于CHTthi。如果CHT大于CHTthi,則警告指示器可在846處提供給比正常CHT更高的指示至操作者。如上所述，警告指示器可經(jīng)由消息中心196提供給操作者，并且操作者可通過減速或停止車輛以緩解發(fā)動機(jī)過熱而調(diào)節(jié)或減少車輛負(fù)荷。此外，警告指示器可用于提醒可能發(fā)生的發(fā)動機(jī)操作的故障安全冷卻策略控制模式的開端給操作者。在836和846之后，或如果在840處CHT不大于CHTthi，則方法800結(jié)束。
[0054]轉(zhuǎn)到圖9，其示出執(zhí)行渦輪增壓發(fā)動機(jī)FSC控制模式的方法900。方法900從方法800的836開始，并且在910處開始，其中查找表由控制器12參考用于基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和CHT限制的對于汽缸停用和負(fù)荷限制的FSC操作范圍。用于這些操作范圍的查找表可根據(jù)方法700而預(yù)定，并且參考圖3-7如上所解釋。例如，如在910中所示，F(xiàn)SC控制模式可根據(jù)用于CHT隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速912和914的變化以及檔位選擇916而確定負(fù)荷限制、停用汽缸的數(shù)量以及FSC升檔RPM。
[0055]對于特定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和CHT，查找表912和914可提供發(fā)動機(jī)負(fù)荷和停用的汽缸數(shù)量，在此情況下發(fā)動機(jī)可操作同時保持CHT高于第三閾值溫度。此外，查找表912和914可用于確定閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320?？纱嬖诙鄠€與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和CHT對應(yīng)的發(fā)動機(jī)負(fù)荷和停用汽缸的數(shù)量，在此發(fā)動機(jī)可操作同時保持CHT低于第三閾值溫度。在一個示例中，在多個與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和CHT對應(yīng)的發(fā)動機(jī)負(fù)荷和停用汽缸的數(shù)量之間，在此發(fā)動機(jī)可操作同時保持CHT低于第三閾值溫度，F(xiàn)SC策略可基于增加扭矩、減少負(fù)荷并且減少停用汽缸的數(shù)量而確定發(fā)動機(jī)負(fù)荷和停用的汽缸數(shù)量。
[0056]如果在904處發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速確定大于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(RPMth),則方法900在908處降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于RPMth。RPMth可對應(yīng)于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速320，在其上停用汽缸同時限制負(fù)荷可能不能充分保持發(fā)動機(jī)溫度低于CHTTH3。換句話說，高于RPMth，CHT可增加到高于CHTth3,即使一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸停用同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷。在減少發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于RPMth之后，方法900在836處返回方法800。
[0057]方法900在920處繼續(xù)，其中確定CHT是否大于上限目標(biāo)溫度1140CHTUT。如果CHT大于CHTut,則方法900繼續(xù)到930，其中FSC控制模式操作渦輪增壓發(fā)動機(jī)從而降低CHT，以便緩解發(fā)動機(jī)過熱的風(fēng)險。例如，根據(jù)在912、914和916中的查找表，通過停用一個或多個汽缸同時限制負(fù)荷為一個或多個汽缸，F(xiàn)SC控制模式可降低CHT并且可通過降低CHT增加到高于導(dǎo)致發(fā)動機(jī)關(guān)閉的CHTth3的風(fēng)險和增加到高于導(dǎo)致發(fā)動機(jī)金屬組件過熱的發(fā)動機(jī)金屬過熱溫度1160而保持車輛駕駛性和車輛操作性。作為示例，CHTut可通過操作限制設(shè)定低于CHTTH3。因此，如果CHT增加到高于CHTut,則FSC控制模式可增加停用汽缸的數(shù)量，并且加強(qiáng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制，以便降低CHT并且避免發(fā)動機(jī)關(guān)閉。
[0058]如果CHT不大于CHTut，則方法900繼續(xù)到940，其中確定是否CHT大于CHTutj如果CHT大于CHTu,則方法900繼續(xù)到940，其中FSC控制模式操作發(fā)動機(jī)以保持CHT，以便緩解發(fā)動機(jī)過熱的風(fēng)險，同時保持車輛駕駛性和車輛操作性。例如，根據(jù)在912、914和916中的查找表，通過停用一個或多個汽缸，同時限制負(fù)荷為一個或多個汽缸，F(xiàn)SC控制模式可保持CHT以便保持CHT的風(fēng)險而保持車輛駕駛性和車輛操作性。
[0059]如果CHT不大于CHTu,則方法900繼續(xù)到960，其中FSC控制模式操作渦輪增壓發(fā)動機(jī)，從而保持CHT以便緩解發(fā)動機(jī)過熱的風(fēng)險，同時保持車輛駕駛性和車輛操作性。此夕卜，F(xiàn)SC控制模式操作發(fā)動機(jī)以允許暫時負(fù)荷移動高于發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制(參見圖10)。在930,950或960之后，方法900在836處返回到方法800。
[0060]現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖10，其示出在當(dāng)執(zhí)行用于減少發(fā)動機(jī)過熱風(fēng)險的FSC策略時的FSC控制模式期間，用于操作高于FSC負(fù)荷限制的渦輪增壓發(fā)動機(jī)的方法1000的流程圖。當(dāng)CHT大于CHTthi但小于CHTu時，方法1000執(zhí)行。方法1000在1010處開始，其中確定啟動負(fù)荷是否需要。啟動負(fù)荷需求可包括車輛操作者或發(fā)動機(jī)控制器的任何請求，從而在FSC控制模式期間操作發(fā)動機(jī)高于FSC負(fù)荷限制。例如，在FSC控制模式期間，當(dāng)車輛可在交通燈處從停止位置啟動時或當(dāng)在交叉口處轉(zhuǎn)彎時，可能要求啟動負(fù)荷。作為另一個示例，啟動負(fù)荷請求可包括當(dāng)加速穿過另一個車輛時，或當(dāng)爬短的上坡時，請求超過FSC負(fù)荷限制的發(fā)動機(jī)操作。例如當(dāng)從靜止加速車輛時，車輛操作者壓下加速踏板130時，啟動負(fù)荷請求可啟動。
[0061]如果請求啟動負(fù)荷，則方法1000在1040處繼續(xù)，其中確定啟動負(fù)荷定時器(LLT)是否大于閾值時間(timeTH)。作為示例，LLT可指示調(diào)節(jié)的累積時間的測量，即發(fā)動機(jī)在FSC控制模式期間高于FSC負(fù)荷限制操作。此外，LLT可基于車輛工況(指下面討論的1020和1030)而調(diào)節(jié)。閾值時間可設(shè)定以便在高于FSC負(fù)荷限制的發(fā)動機(jī)冗長或連續(xù)的啟動負(fù)荷操作被緩解，從而減少發(fā)動機(jī)過熱的風(fēng)險，同時保持車輛駕駛性和車輛操作性。
[0062]如果LLT大于timeTH，則方法1040不執(zhí)行啟動負(fù)荷并且在960處返回方法900。如果LLT小于timeTH，則方法1000在1050處繼續(xù)，其中啟動負(fù)荷請求被執(zhí)行。作為示例，控制器12可存儲查找表1056，其指定用于LLT和車輛速度(VSPD)值的啟動負(fù)荷限制。對于渦輪增壓發(fā)動機(jī)，查找表1056值可以如上參考圖3-7針對查找表912、914和916討論的方式測量并且預(yù)定。例如，在LLT和VSH)的更低值處，與當(dāng)LLT和VSPD值更高時相比，啟動負(fù)荷限制可更高，以便緩解發(fā)動機(jī)過熱的風(fēng)險，同時保持車輛駕駛性和車輛操作性。作為進(jìn)一步的示例，如果LLT小于但是接近等于timeTH，則啟動負(fù)荷限制可稍微大于由FSC控制模式限制(例如從912、914、916和方法900的負(fù)荷限制)指定的負(fù)荷限制。
[0063]在啟動1050中的啟動負(fù)荷之后，方法1000在1060處繼續(xù)，其中LLT增加。此外，隨著LLT增加，方法1000可減少啟動負(fù)荷限制，同時執(zhí)行啟動負(fù)荷以便緩解發(fā)動機(jī)過熱的風(fēng)險，同時保持車輛駕駛性和車輛操作性。在1060之后，方法1000在960處返回方法900。
[0064]返回到1010，如果不要求啟動負(fù)荷，則方法1000在1020處繼續(xù)，其中確定vsro是否小于閾值車輛速度vsrom。如果vsro不小于vsrom，則方法ιοοο在1030處繼續(xù)，其中確定發(fā)動機(jī)是否怠速。如果vsro在1020處小于vsrom，或如果發(fā)動機(jī)在1030處怠速，則方法1000在1040處繼續(xù)，其中LLT減小，因?yàn)樨?fù)荷可低于FSC負(fù)荷限制。如果發(fā)動機(jī)在1030處不怠速，則方法1000在960處返回方法900。
[0065]以這種方式，方法可包括響應(yīng)于在渦輪增壓發(fā)動機(jī)中冷卻劑的損耗，限制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并且停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷。該方法可進(jìn)一步包括響應(yīng)于超過第二閾值溫度的一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的發(fā)動機(jī)汽缸溫度，限制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并且停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷。限制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可包括限制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于如下閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，在其之上發(fā)動機(jī)汽缸溫度超過第三閾值溫度，第三閾值溫度大于第二閾值溫度。設(shè)定限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷的停用發(fā)動機(jī)汽缸的數(shù)量可基于增加可用的扭矩，同時保持發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于第三閾值溫度并且同時保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。設(shè)定停用的發(fā)動機(jī)汽缸的數(shù)量并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷可進(jìn)一步基于減少負(fù)荷，同時保持發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于第三閾值溫度，同時保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。此外，設(shè)定停用的發(fā)動機(jī)汽缸的數(shù)量并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷可基于減少停用汽缸的數(shù)量同時保持發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于第三閾值溫度，并且同時保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0066]該方法可進(jìn)一步包括升檔到更高的檔位并且增加車輛速度，同時保持發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于第三閾值溫度并且同時減少發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷可包括停用更大數(shù)量的發(fā)動機(jī)汽缸和/或隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加而加強(qiáng)負(fù)荷限制，并且可進(jìn)一步包括停用更大數(shù)量的發(fā)動機(jī)汽缸，和/或隨著發(fā)動機(jī)汽缸溫度增加而加強(qiáng)負(fù)荷限制。此外，停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷可包括分布式停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸。限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷可包括增加廢氣門打開、減少進(jìn)氣節(jié)流以及增加通過進(jìn)氣壓縮機(jī)旁通通道的進(jìn)氣流中的一個或多個。
[0067]該方法可進(jìn)一步包括，在當(dāng)發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于上限目標(biāo)溫度并且高于下限目標(biāo)溫度時的第一條件期間，通過停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷而保持發(fā)動機(jī)汽缸，其中上限目標(biāo)溫度低于第三目標(biāo)溫度，并且其中下限目標(biāo)溫度大于第二閾值溫度。此外，該方法可包括，在當(dāng)發(fā)動機(jī)汽缸溫度高于上限目標(biāo)溫度的第二條件期間，通過停用一個或多個活動發(fā)動機(jī)汽缸同時限制負(fù)荷，而降低發(fā)動機(jī)汽缸溫度。在當(dāng)發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于下限目標(biāo)溫度時并且當(dāng)啟動負(fù)荷時間小于閾值時間時的第三條件期間，停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷可包括暫時增加發(fā)動機(jī)負(fù)荷高于負(fù)荷限制。此外，該方法可包括，當(dāng)負(fù)荷增加高于負(fù)荷極限時增加啟動負(fù)荷時間，以及當(dāng)渦輪增壓發(fā)動機(jī)怠速或當(dāng)車速度高于閾值速度時減小啟動負(fù)荷時間。
[0068]作為另一個示例，用于渦輪增壓發(fā)動機(jī)的方法可包括，在當(dāng)發(fā)動機(jī)汽缸溫度高于第二閾值溫度的條件期間，停用若干發(fā)動機(jī)汽缸并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷，基于在保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速并且同時保持發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于第三閾值溫度同時增加的可用扭矩，選擇停用的發(fā)動機(jī)汽缸的數(shù)量和發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制。第三閾值溫度可大于第二閾值溫度，并且該方法可進(jìn)一步包括停用更大數(shù)量的發(fā)動機(jī)汽缸，和/或隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加并且隨著發(fā)動機(jī)汽缸溫度增加，加強(qiáng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制。
[0069]作為另一個示例，用于渦輪增壓發(fā)動機(jī)的方法可包括，在不同的條件下停用不同數(shù)量的發(fā)動機(jī)汽缸，并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷同時保持發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于閾值溫度，并且保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。該方法可進(jìn)一步包括升檔到更高的檔位并且增加車輛速度同時增加可用的發(fā)動機(jī)扭矩。此外，該方法可包括，響應(yīng)于發(fā)動機(jī)組件退化，停用不同數(shù)量的發(fā)動機(jī)汽缸并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷，以減少發(fā)動機(jī)過熱。
[0070]現(xiàn)轉(zhuǎn)到圖12，其示出在冷卻系統(tǒng)退化被檢測到之后，在FSC策略下車輛操作的可能時間軸1200。時間軸1200近似按比例并且示出％踏板應(yīng)用1206、發(fā)動機(jī)負(fù)荷1210、汽缸削減 1220、RPM1230、CHT1250、VSPD1280 以及 LLT1296 的趨勢。此外，RPMth1236、CHIYt1240、CHTth21260和CHTth11270在CHT趨勢曲線上示出，并且Timera示出在LLT趨勢曲線上。汽缸削減1220指示停用汽缸的數(shù)量。
[0071]在tl之前，操作者踩下加速器踏板130，并且具有退化冷卻系統(tǒng)(例如冷卻劑損耗)的車輛從停止位置啟動。因此，%踏板應(yīng)用從O增加到100%，并且車輛速度從O增加到近似50mph。在tl之前的時刻to，由于退化的冷卻系統(tǒng)和啟動事件，CHT增加到高于CHTth1。同樣在11之前，汽缸削減是0，因?yàn)镃HIXCHTth2，所以發(fā)動機(jī)rpm從O快速增加到高于2000，并且負(fù)荷從O穩(wěn)步增加到大約40%。
[0072]在tl處，由于退化的冷卻系統(tǒng)，CHT繼續(xù)增加，超過CHTth2,并且啟動FSC控制模式。因此，在時刻tl時，汽缸削減增加并且負(fù)荷穩(wěn)定，因?yàn)镕SC控制模式停用一個或多個汽缸并且限制負(fù)荷為一個或多個活動汽缸，以便減少發(fā)動機(jī)過熱的風(fēng)險。此外，F(xiàn)SC控制模式降低發(fā)動機(jī)rpm (例如低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速RPMth1236)。在tl之后，CHT開始以逐步穩(wěn)定達(dá)到在CHTthi和CHTth2之間的近似恒定值。此外，由于負(fù)荷和發(fā)動機(jī)rpm降低，VSTO減少到大約30mph。因此，在tl之后，在車輛操作期間，CHT保持低于第三閾值溫度(未示出)，并且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速保持低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速RPMth1236，同時保持車輛駕駛性和車輛操作性。
[0073]有時在tl之后，在t2時車輛停止，例如在交通燈處或交叉口處。雖然在t2之后并且在t3之前，車輛停止，但是％踏板應(yīng)用降至0%，汽缸削減降至0，發(fā)動機(jī)rpm降低到低于lOOOrpm，并且VSro減少到Omph。在t3處，作出啟動請求，例如通過操作者踩下由增加到100%的％踏板應(yīng)用所指示的加速器踏板130。由于CHT〈CHIVT，并且LLT〈HMEth，所以啟動負(fù)荷執(zhí)行，并且LLT增加。因此，隨著車輛從停止位置啟動，高于FSC發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制，發(fā)動機(jī)負(fù)荷在t3處允許增加很短的持續(xù)時間。
[0074]在t3處，發(fā)動機(jī)負(fù)荷減少到低于FSC發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制，并且車輛繼續(xù)在FSC控制模式中操作。額外的車輛在t4和t7處停止，并且在t5和t8處執(zhí)行隨后的啟動負(fù)荷。因此，LLT1296在t5和t8處增加。從t3到t8并且超過t8，F(xiàn)SC控制模式保持在CHTth2和CHTu之間的CHT，從而通過停用一個或多個汽缸并且通過限制負(fù)荷為一個或多個汽缸而減少發(fā)動機(jī)過熱的風(fēng)險。
[0075]如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，在圖7-10中描述的方法可表示一個或多個任何數(shù)量的處理策略，諸如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等。因此，示出的各種步驟或功能可在示出的序列中并行執(zhí)行，或在一些情況下省略。同樣，處理的順序不一定需要實(shí)現(xiàn)在此描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，但是提供用于說明和描述。雖然沒有明確示出，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，一個或多個示出的步驟或功能可反復(fù)執(zhí)行，取決于使用的特定策略。
[0076]這完成了描述。在不背離本描述精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將聯(lián)想到許多變化和修改。例如，單缸、12、13、14、15、V6、V8、V10、V12和V16渦輪增壓或在天然氣、汽油、柴油或替代性燃料配置上的高比功率輸出發(fā)動機(jī)操作可使用有利的本描述。此外，本說明還可應(yīng)用到非渦輪增壓發(fā)動機(jī)或非高比功率輸出發(fā)動機(jī)，以減少發(fā)動機(jī)過熱。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，其包括: 響應(yīng)于在渦輪增壓發(fā)動機(jī)中的冷卻劑損失，限制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并且停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括，響應(yīng)于所述一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸的發(fā)動機(jī)汽缸溫度超過第二閾值溫度，限制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并且停用一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中限制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于所述閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速包括限制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于如下閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，其中高于所述閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速所述發(fā)動機(jī)汽缸溫度超過第三閾值溫度，所述第三閾值溫度大于所述第二閾值溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中設(shè)定停用發(fā)動機(jī)汽缸的數(shù)量并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷是基于增加的可用扭矩，同時保持所述發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于所述第三閾值溫度并且同時保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中設(shè)定所述停用發(fā)動機(jī)汽缸的數(shù)量并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷進(jìn)一步基于減少的負(fù)荷，同時保持所述發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于所述第三閾值溫度并且同時保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中設(shè)定所述停用發(fā)動機(jī)汽缸的數(shù)量并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷進(jìn)一步基于減少所述停用汽缸的數(shù)量，同時保持發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于所述第三閾值溫度并且同時保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所 述的方法，其進(jìn)一步包括升檔至較高的檔位并且增加車輛速度，同時保持所述發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于所述第三閾值溫度并且同時降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中停用所述一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷包括隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加停用較大數(shù)量的發(fā)動機(jī)汽缸和/或加強(qiáng)負(fù)荷限制。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中停用所述一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷包括隨著所述發(fā)動機(jī)汽缸溫度增加而停用較大數(shù)量的發(fā)動機(jī)汽缸和/或加強(qiáng)負(fù)荷限制。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷包括增加廢氣門閥開口、減少進(jìn)氣節(jié)流以及增加通過進(jìn)氣壓縮機(jī)旁通通路的進(jìn)氣流中的一個或多個。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中停用所述一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷包括分布式停用所述一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包括在當(dāng)所述發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于上限目標(biāo)溫度并且高于較低的目標(biāo)溫度時的第一條件期間，通過停用所述一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷而保持所述發(fā)動機(jī)汽缸溫度，其中所述上限目標(biāo)溫度小于所述第三閾值溫度，以及其中所述較低的目標(biāo)溫度大于所述第二閾值溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括在當(dāng)所述發(fā)動機(jī)汽缸溫度高于所述上限目標(biāo)溫度時的第二條件期間，通過停用所述一個或多個起作用的發(fā)動機(jī)汽缸同時限制所述負(fù)荷而降低所述發(fā)動機(jī)汽缸溫度，
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包括在當(dāng)所述發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于所述較低的目標(biāo)溫度并且當(dāng)啟動負(fù)荷時間小于閾值時間時的第三條件期間，停用所述一個或多個發(fā)動機(jī)汽缸同時限制負(fù)荷包括暫時增加發(fā)動機(jī)負(fù)荷到高于負(fù)荷限制。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包括當(dāng)所述負(fù)荷增加到高于所述負(fù)荷限制時增加所述啟動負(fù)荷時間，并且當(dāng)所述渦輪增壓發(fā)動機(jī)怠速時或當(dāng)所述車輛速度高于閾值速度時減小所述啟動負(fù)荷時間。
16.一種用于渦輪增壓發(fā)動機(jī)的方法，其包括: 在當(dāng)發(fā)動機(jī)汽缸溫度高于第二閾值溫度時的條件期間，停用若干發(fā)動機(jī)汽缸并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷，選擇的停用發(fā)動機(jī)汽缸的數(shù)量和發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制基于可用的扭矩增加同時保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速并且保持所述發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于第三閾值溫度。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述第三閾值溫度大于所述第二閾值溫度，所述方法進(jìn)一步包括，隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加并且隨著發(fā)動機(jī)汽缸溫度增加停用更大數(shù)量的發(fā)動機(jī)汽缸和/或加強(qiáng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷限制。
18.一種用于渦輪增壓發(fā)動機(jī)的方法，其包括: 在不同的條件下停用不同數(shù)量的發(fā)動機(jī)汽缸并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷，同時: 保持發(fā)動機(jī)汽缸溫度低于閾值溫度；以及 保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于閾值發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進(jìn)一步包括升檔至較高的檔位并且增加車輛速度，同時增加可用的發(fā)動機(jī)扭矩。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包括響應(yīng)于發(fā)動機(jī)組件退化而停用不同數(shù)量的發(fā)動機(jī)汽缸并且限制發(fā)動機(jī)負(fù)荷以減少發(fā)動機(jī)過熱。
【文檔編號】F02D9/00GK104047737SQ201410089736
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月12日
【發(fā)明者】K·維拉德, J·E·羅林格, V·E·馬魯齊 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司