用于增压发动机以主动维持目标进气歧管空气温度的增压空气冷却控制.pdf

本申请提供用于根据目标歧管增压空气温度，调节增压空气冷却器风扇或增压空气冷却器冷却剂泵以及发动机冷却风扇和/或车辆格栅百叶窗的方法和系统。在一个示例中，可以根据目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器冷却介质温度的差值，调节格栅百叶窗位置和/或发动机冷却风扇速度。进一步地，可以根据增压空气冷却器入口增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值，调节增压空气冷却器风扇速度或增压空气冷却器冷却剂泵速度。

1.  一种发动机方法，包括：
根据目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器冷却介质温度的差值，调节格栅百叶窗位置和发动机冷却风扇速度中的一个或多个；以及，
根据增压空气冷却器入口增压空气温度与所述目标歧管增压空气温度的差值，调节局部增压空气冷却器冷却元件。

2.  如权利要求1所述的方法，进一步包括，根据所述目标歧管增压空气温度与所述增压空气冷却器冷却介质温度的所述差值，调节所述格栅百叶窗位置和所述发动机冷却风扇速度二者。

3.  如权利要求2所述的方法，其中所述增压空气冷却器是水-至-空气增压空气冷却器，所述增压空气冷却器冷却介质是冷却剂，并且调节所述局部增压空气冷却器冷却元件包括调节冷却剂泵速度。

4.  如权利要求3所述的方法，其中调节所述冷却剂泵的速度进一步根据质量空气流率、目标冷却剂温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值、以及测量的歧管增压空气温度与所述目标歧管增压空气温度的差值。

5.  如权利要求4所述的方法，其中所述目标冷却剂温度基于所述目标歧管增压空气温度，所述目标冷却剂温度随着目标歧管增压空气温度降低而降低。

6.  如权利要求3所述的方法，其中调整所述格栅百叶窗位置和所述发动机冷却风扇速度中的一个或多个进一步根据环境温度。

7.  如权利要求1所述的方法，其中所述增压空气冷却器是空气- 至-空气增压空气冷却器，所述增压空气冷却器冷却介质是发动机罩下的空气，并且调节所述局部增压空气冷却器冷却元件包括调节增压空气冷却器风扇。

8.  如权利要求7所述的方法，其中调节所述增压空气冷却器风扇进一步根据质量空气流率、所述目标歧管增压空气温度与所述环境空气温度的差值、以及测量的歧管增压空气温度与所述目标歧管增压空气温度的差值。

9.  如权利要求1所述的方法，其中调节所述格栅百叶窗位置和所述发动机冷却风扇速度中的一个或多个进一步根据车辆速度、发动机温度以及外界天气条件。

10.  一种发动机方法，包括：
根据局部冷却百分比调节冷却剂泵速度或增压空气冷却器风扇速度中的一项，所述局部冷却百分比基于增压空气冷却器入口空气温度与目标歧管增压空气温度的差值以及所述增压空气冷却器的冷却能力；以及
以第一量调节格栅百叶窗的位置，并以第二量调节发动机冷却风扇速度，所述第一和第二量基于外部冷却百分比和车辆工况，所述外部冷却百分比基于所述目标歧管增压空气温度与所述增压空气冷却器冷却剂冷却介质温度的差值。

11.  如权利要求10所述的方法，其中所述局部冷却百分比进一步基于空气质量流量以及测量的歧管增压空气温度与所述目标歧管增压空气温度的差值，并且其中所述局部冷却百分比随着质量空气流量增加和所测量的歧管增压空气温度与所述目标歧管增压空气温度的所述差值增加而增加。

12.  如权利要求10所述的方法，其中所述外部冷却百分比进一步 基于环境温度，所述外部冷却百分比随着环境温度增加而减小。

13.  如权利要求10所述的方法，其中所述增压空气冷却器是水-至-空气增压空气冷却器，并且所述冷却能力基于目标冷却剂温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值。

14.  如权利要求12所述的方法，进一步包括，根据所述估计的局部冷却百分比确定所述冷却剂泵速度，并且其中局部冷却百分比增加，所述冷却剂泵速度增加。

15.  如权利要求12所述的方法，其中所述增压空气冷却器冷却介质的温度是增压空气冷却器入口温度，并且其中所述外部冷却百分比随着所述目标歧管增压空气温度与所述增压空气冷却器入口冷却剂温度的所述差值的减小而增加。

16.  如权利要求10所述的方法，其中所述增压空气冷却器是空气-至-空气增压空气冷却器，并且所述冷却能力基于所述目标歧管增压空气温度与环境温度的差值。

17.  如权利要求16所述的方法，进一步包括，根据所述估计的冷却百分比确定所述增压空气冷却器风扇速度，并且其中局部冷却百分比增加，所述增压空气冷却器风扇速度增加。

18.  如权利要求16所述的方法，其中所述增压空气冷却器冷却介质的所述温度是发动机罩下空气的温度，并且其中所述外部冷却百分比随着所述目标歧管增压空气温度与所述发动机罩下空气温度的所述差值的减小而减小。

19.  如权利要求10所述的方法，进一步包括，根据车辆速度、发动机温度以及外界天气条件中的一个或多个确定所述第一量和所述第二量。

20.  一种发动机系统，包括：
发动机，包括进气歧管；
压缩机，在节气门上游耦合于所述进气歧管；
水-至-空气增压空气冷却器，耦合于所述压缩机的下游；
冷却剂泵，耦合于所述增压空气冷却器的水侧；
格栅百叶窗，被设置在车辆前端；
发动机冷却风扇；以及
控制器，具有如下计算机可读指令，用于根据目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值，调节格栅百叶窗的开口和所述发动机冷却风扇的速度中的一项或多项；以及
根据增压空气冷却器入口空气温度与所述目标歧管增压空气温度的差值、目标冷却剂温度与所述增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值、质量空气流、以及所测量的歧管增压空气温度与所述目标歧管增压空气温度的差值，调节所述冷却剂泵的速度。

用于增压发动机以主动维持目标进气歧管空气温度的增压空气冷却控制
技术领域
本申请涉及用于增压发动机以主动维持目标进气歧管空气温度的增压空气冷却控制。
背景技术
涡轮增压发动机利用增压空气冷却器（CAC）冷却来自于涡轮增压器的压缩空气，在其进入发动机之前。CAC可以使用通过CAC的冷却的冷却剂，或者利用通过CAC的环境空气，以冷却通过CAC内侧的增压空气。因此，耦合于CAC的CAC冷却剂泵或者CAC风扇，可以控制局部CAC冷却。被定位在车辆前端的格栅百叶窗和发动机冷却风扇，可以控制从车辆外侧进入CAC的环境空气流，从而控制外部CAC冷却。歧管增压空气温度，或排出CAC的空气的温度，可通过调节局部和外部CAC冷却来控制。CAC可用于将增压空气维持在足够低的温度，从而增加燃烧稳定性，但是也维持在足够高的温度，从而减少在CAC内部形成的冷凝物。然而，在一些情况下，CAC对于响应温度波动并增加（而不是降低）下游的增压空气温度较慢。
解决维持目标增压空气温度的其他尝试包括，响应于所测量的歧管增压空气温度（例如，CAC出口空气温度），调节CAC冷却剂泵（例如，打开/关闭）、格栅百叶窗和/或发动机冷却风扇。例如，响应于歧管增压空气温度升高超过目标值，冷却剂泵可以被打开，以降低排出CAC的增压空气的温度。
但是，本文的发明人已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，响应于所测量的歧管增压空气温度而单独调节上述冷却设备，可导致维持目标歧管增压空气温度的精确度降低。例如，当环境空气温度升高或降低时，这种控制类型不会调节冷却设备，直到歧管增压空气温度偏离目标温度。因此，冷凝物形成或燃烧不稳定性会增加。
发明内容
作为一个示例，上述问题可以通过以下方法解决，即，根据目标歧管增压空气温度和额外的空气和冷却剂的温度，调节增压空气冷却器风扇或增压空气冷却器冷却剂泵，以及发动机冷却风扇和/或车辆格栅百叶窗。额外的空气和冷却剂温度可包括环境空气温度、CAC冷却剂温度和CAC入口空气温度。
在一个示例中，可以根据目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值，调节格栅百叶窗位置和发动机冷却风扇速度中的一个或多个。对格栅百叶窗和发动机冷却风扇的调节可以进一步根据环境温度。另外，冷却机泵输出，如冷却机泵速度，可以根据增压空气冷却器入口空气温度与目标增压空气冷却器空气温度的差值来调节。对冷却机泵速度的调节可以进一步根据空气质量流量速度，目标冷却剂温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值（例如，CAC冷却能力），和所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值。利用这种方法，根据上述温度值，泵和发动机冷却风扇只有当被要求时才运行。因此，以这种方式控制歧管增压空气温度，可以提高发动机的运行效率，并降低冷却系统部件的磨损，同时增加维持目标歧管增压空气温度的准确度和精确度。
应理解，上述概要是以简化形式介绍将在具体实施方式中进一步描述的精选构思。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，本发明的范围由遵循具体实施方式的权利要求书唯一地限定。另外，所要求保护的主题并不限于解决以上或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出发动机冷却系统、增压空气冷却器和相关的车辆内部件的第一实施例的示意图。
图2示出发动机冷却系统、增压空气冷却器和相关的车辆内部件的第二实施例的示意图。
图3示出CAC、散热器和发动机在车辆内相对于格栅百叶窗和相关的环境空气流的位置的第一实施例。
图4示出CAC、散热器和发动机在车辆内相对于格栅百叶窗和相关的环境空气流的位置的第二实施例。
图5示出用于确定CAC冷却模式的方法的流程图。
图6示出用于根据发动机温度调节局部和外部CAC冷却的方法的流程图。
图7示出图示说明用于确定水-至-空气CAC的局部和外部冷却百分比的算法的示例图。
图8示出图示说明用于确定空气-至-空气CAC的局部和外部冷却百分比的算法的示例图。
具体实施方式
以下描述涉及的系统和方法用于，根据目标歧管增压空气温度，调节增压空气冷却器风扇或增压空气冷却器冷却剂泵，以及发动机冷却风扇和/或车辆格栅百叶窗。增压空气冷却可由发动机系统中的增压空气冷却器提供，如图1-2中示出的发动机系统。增压空气冷却器（CAC）可以是水-至-空气CAC，用内部循环的冷却剂来冷却增压空气，或者是空气-至-空气CAC，用通过CAC的叶片的环境气流来冷却增压空气。在这两种CAC类型中，从车辆外侧增加的环境空气流可以增加CAC冷却。通过增大格栅百叶窗的开口和/或增加发动机冷却风扇的速度，进入CAC的环境气流可增加。图3-4示出CAC、散热器和发动机在车辆内相对于格栅百叶窗和相关的环境空气流的位置。根据所测量的歧管增压空气温度和增压空气冷却器冷却剂温度，发动机控制器可以调节增压空气冷却器的冷却模式。根据冷却模式，CAC可以向流过CAC的增压空气提供更多或更少的冷却。图5示出用于根据所测量的歧管增压空气温度和增压空气冷却器冷却剂温度，确定CAC冷却模式的方法。如果CAC处于连续冷却模式，控制器可以不断地根据发动机温度调节局部和外部CAC冷却。在一个示例中，局部冷却可由低温散热器电路的冷却剂泵提供，并且外部冷却可由格栅百叶窗和/或发动机冷却风扇提供。图6示出用于调节局部CAC冷却和外部CAC冷却的方法。局部和外部冷却的百分比或量，可通过一种利用发动机中的多个冷却剂和空气温度的算法来确定。图7-8是图示说明用于确定CAC的局部 和外部冷却百分比的算法的示意图。
图1示意性地示出机动车102中的格栅百叶窗系统110和发动机系统100的第一示例实施例。发动机系统100可被以包括在车辆内，如公路车辆以及其他类型的车辆。尽管将参考车辆对发动机100的示例应用进行描述，但是应理解，各种类型的发动机和车辆推进系统可以被使用，包括客车、货车等。
在所描述的实施例中，发动机10是耦合于涡轮增压器13的增压发动机，涡轮增压器13包括由涡轮机16驱动的压缩机14。具体地，新鲜空气通过空气净化器11沿着进气通道42导入发动机10，并流入压缩机14。压缩机可以是合适的进气压缩机，如电机驱动或驱动轴驱动的增压器压缩机。在发动机系统100中，压缩机被示出为涡轮增压器压缩机，通过轴19机械耦合于涡轮机16，涡轮机16由膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮机可以耦合在双涡管涡轮增压器内。在另一个实施例中，涡轮增压器可以是可变几何形状涡轮增压器（VGT），其中涡轮几何形状随发动机转速等工况主动变化。在又一个实施例中，涡轮机和压缩机可以被包括作为一个增压器。
如图1所示，压缩机14通过节气门20耦合于增压空气冷却器（CAC）18。在可选实施例中，节气门20可耦合于发动机进气歧管22，位于CAC18的下游。热压缩进气从压缩机流出，通过节气门20，进入CAC18的入口，随着其通过CAC而冷却，并且然后排出，进入进气歧管22。在图1示出的实施例中，CAC18是水-至-空气热交换器。因此，CAC18包含一系列冷却剂管，水或冷却剂可以从其中流过，以冷却通过冷却剂管外侧的增压空气。CAC18的冷却剂管可连接于低温散热器电路130。低温散热器电路130可包括低温散热器118、冷却剂管120和冷却剂泵122。低温散热器118可以冷却从CAC18流出的变热的冷却剂。因此，冷却剂泵122可以通过冷却剂管120，从低温散热器118抽吸冷却的冷却剂，到CAC18中。然后冷却剂流过CAC18的冷却剂管，进而冷却从CAC18中通过的变热的增压空气。随着冷却剂通过CAC，冷却剂的温度可升高。然后，变热的冷却剂从CAC18返回到低温散热器118中，以便再次冷却。
低温散热器电路130还可以包括温度传感器132，用于测量在CAC 冷却剂入口处的冷却剂温度（例如，CAC冷却剂温度，CAC-CT）。冷却剂泵122可以是变速泵。因此，控制器12可以增加或降低冷却剂泵速度，以响应发动机工况。例如，冷却剂泵的速度可以被增加，以便增加对通过CAC18的增压空气的冷却。或者，冷却剂泵的速度可以被减小，以便减少对增压空气的冷却。因此，调节冷却剂泵122的速度，可以调节局部CAC冷却。控制冷却剂泵的进一步细节在下面相对图5-8给出。
CAC冷却可以进一步通过外部冷却元件调节。具体地，来自于车辆外侧环境空气流116，可以通过在车辆前端的格栅112进入发动机10，并且通过低温散热器118，从而辅助冷却从CAC18中通过的冷却剂的冷却。因此，增加通过低温散热器118的环境空气流116，可以进一步影响冷却剂的温度，从而改变CAC18的效率和冷却能力。例如，增加通过低温散热器118的环境空气流116可增加低温散热器的冷却效率，因此降低冷却剂温度。
当环境空气温度降低时，或者在湿或阴雨天气状况期间，其中增压空气被冷却到温度低于水的露点，会在CAC中形成并积聚冷凝物。当增压空气包括再循环排气时，冷凝物可以变成酸性的，并腐蚀CAC壳体。腐蚀可以导致增压空气、大气以及水-至-空气冷却器情况下的冷却剂之间出现泄漏。另外，冷凝物可以在CAC底部聚集，然后在加速期间（或者踩加速器踏板）被立刻吸入发动机，增加发动机失火的机会。因此，如本文参照图5-8所阐述的，在CAC出口处的温度可以被控制，以便减少冷凝物的形成和发动机失火事件，同时也充分地冷却用于燃烧的增压空气。
发动机系统100可进一步包括CAC入口温度传感器134和CAC出口温度传感器136。CAC入口温度传感器134可以感测进入CAC的增压空气的温度，而CAC出口温度传感器136可以感测从CAC排出的增压空气的温度。因此，CAC出口温度传感器136可以提供CAC出口温度，或歧管增压空气温度的读数。控制器12可以利用这些来自于传感器的数据，控制发动机系统的各个冷却元件，包括发动机冷却风扇92、冷却剂泵122以及格栅百叶窗114（在下文描述）的开度。在一些实施例中，第二风扇可被包括在发动机系统100内，直接耦合 于低温散热器118。
在图1示出的实施例中，进气歧管内增压空气的压力由歧管空气压力（MAP）传感器24感测，并且增压压力由增压压力传感器124感测。压缩机旁通阀（未示出）可以串联地耦合在压缩机14的入口和出口之间。压缩机旁通阀可以是常闭阀，经配置在选定工况下打开，以释放过量的增压压力。例如，在发动机速度降低的情况下，压缩机旁通阀可以被打开，以避免压缩机喘振。
进气歧管22通过一系列进气门（未示出）耦合于一系列燃烧室31。燃烧室通过一系列排气门（未示出）进一步耦合于排气歧管36。在所描述的实施例中，示出一个排气歧管36。但是，在其他实施例中，排气歧管可包括多个排气歧管部分。具有多个排气歧管部分的配置，可以使来自于不同的燃烧室的排气，被引导至发动机系统中的不同位置。宽域排气氧（UEGO）传感器126被示出为耦合于位于涡轮机16上游的排气歧管36。或者，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
如图1所示，来自于一个或多个排气歧管部分的排气被引导至涡轮机16，以驱动涡轮机。当需要减小涡轮转矩时，一些排气被引导为绕过涡轮机，而不是通过废气门（未示出）。来自于涡轮机和废气门的流合并之后，流动通过排放控制设备70。通常一个或多个排放控制设备70可包括一种或更多种后处理催化剂，经配置催化处理排气流，从而减少排气流中一种或多种物质的量。
排放控制设备70中的处理排气，通过排气管35，被全部或部分地释放到大气中。然而，根据工况，一些排气被改变方向，通过EGR冷却器50和EGR阀52进入压缩机14的入口，而不是进入EGR通道51。这样，压缩机被配置为允许排气从涡轮机16下游排出。EGR阀可以被打开以允许受控量的冷却排气通入压缩机入口，用于期望的燃烧和排放控制性能。这样，发动机系统100适用于提供外部低压（LP）EGR。压缩机的旋转，除了发动机系统100中的相对长的LP EGR流动路径之外，提供排气进入进气充气中的良好均化作用。EGR排气点和混合点的设置提供高效的排气冷却，用于增加的可用EGR质量和提高的性能。
机动车辆102进一步包括冷却系统104，其循环冷却剂通过内燃机 10吸收余热，并分别通过冷却剂管路82和84将加热的冷却剂分配至散热器80和/或加热器芯90。具体地，图1示出冷却系统104，耦合于发动机10，并通过发动机驱动的水泵86循环来自于发送机10的冷却剂，并通过冷却剂管路82返回至发动机10。发动机驱动的水泵86可以通过前端附件驱动（FEAD）88耦合于发动机，并通过带、链等与发动机转速按百分比地旋转。具体地，发动机驱动的水泵86循环冷却剂通过汽缸体、汽缸盖等等中的通道吸收发动机热量，然后这些热量通过散热器80运输至环境空气中。在示例中，其中发动机驱动的水泵86是离心泵，产生的压力（以及由此产生的流速）与曲轴转速成正比，在图1的示例中，直接正比于发动机转速。在另一个示例中，电机控制的泵可以被使用为能够独立于发动机的旋转来调节。冷却剂的温度可通过恒温阀38调节，恒温阀38位于冷却管路82中，保持关闭，直到冷却剂到达阈值温度才打开。
发动机系统100可包括电动风扇或发动机冷却风扇92，用于向低温散热器118、发动机冷却系统104和/或其他发动机系统部件引导冷却的气流。发动机冷却风扇92可以耦合于散热器80，以便当车辆102慢速移动或者车辆102在发动机运转时停止的情况下，维持气流通过散热器80。风扇转速或方向可以由控制器12控制，将在下文更详细地描述。在一个示例中，发动机冷却风扇92还可以引导冷却的气流穿过低温散热器118。或者，发动机冷却风扇92可耦合于由发动机曲轴驱动的发动机附件驱动系统。在一些实施例中，发动机系统中可以有两个或更多电动风扇。例如，一个可以耦合于散热器（如图示），用于发动机冷却，而另一个可以耦合到其他位置，直接向低温散热器118引导冷却的空气。在一个示例中，另一个电动风扇可以直接耦合于低温散热器118，用于额外控制冷却剂的温度。在该示例中，两个或更多电动风扇可以被单独地控制（例如，在不同的转速），用于向其各自的部件提供冷却。
发动机冷却剂可以流过冷却剂管路82，如上所述，和/或通过冷却剂管路84到达加热器芯90，在这里热量可以被传送至乘客舱106，并且冷却剂流回至发动机10中。在一些实施例中，发动机驱动的水泵86可以运行，以循环冷却剂通过两个冷却剂管路82和84。
图1进一步示出控制系统28。控制系统28可通信地耦合于发动机100的各个部件，执行本文所描述的控制程序和行为。例如，如图1所示，控制系统28可包括电子数字控制器12。控制器12可以是微计算机，包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存储器和数据总线。如图所示，控制器12可接收来自于多个传感器30的输入，可包括用户输入和/或传感器（如传动齿轮位置、油门踏板输入、制动器输入、变速箱选择器位置、车速、发动机转速、通过发动机的空气质量流量、增压压力、环境温度、环境湿度、进气空气温度、风扇速度等等），冷却系统传感器（如冷却剂温度、风扇速度、乘客舱温度、环境湿度等等）、CAC18传感器（如CAC入口空气温度和压力、CAC出口空气温度和压力等等）、冷却剂泵速度及其他。另外，控制器12可接收来自于GPS（全球定位系统）34和/或车辆102的车载通信和娱乐系统26的数据。
车载通信和娱乐系统26可以通过各种无线协议，如无线网络、蜂窝塔变速箱和/或它们的组合等与无线通信设备40通信。从车载通信和娱乐系统26获取的数据可包括实时和预测的天气条件。天气条件，如温度、降水（例如，雨水、雪、冰雹等等）和湿度，可通过各种无线通信设备应用和天气预报网站获得。从车载通信和娱乐系统获取数据可包括当前位置，以及沿着计划行驶路线的未来位置的当前和预测的天气条件。在一个实施例中，其中车载通信和娱乐系统包括GPS，当前和未来的天气数据可以与在GPS上显示的当前和未来的行驶路线相关。在可选实施例中，其中车辆系统包括专用的GPS34，每个GPS和车载通信和娱乐系统可以与无线通信设备40通信，并且相互之间可以通信，以传输当前和未来的行驶路线与当前和未来的天气数据。在一个示例中，娱乐系统可以访问存储在因特网或其他云计算机系统中的各种天气地图。所存储的天气地图可包括，例如，以等高线图提供的雨水、湿度、降雨和/或温度信息。在一个示例中，无线通信设备40可以实时地中继湿度数据至车载通信和娱乐系统26，和/或GPS34，然后湿度数据被中继至控制器12。控制器12对比所接收的湿度数据和阈值，并确定合适的电动风扇和格栅百叶窗调节。例如，如果湿度大于限定阈值，一个或多个格栅百叶窗被关闭并且电动风扇被关闭。
在其他实施例中，雨水的存在可以由其它信号或传感器推断（例如，雨水传感器）。在一个示例中，雨水可以从汽车挡风玻璃雨刮器打开/关闭信号推断。具体地，在一个示例中，当挡风玻璃刮雨器打开时，一个信号被发送至控制器12，以指示雨水。控制器可以利用该信息预测在CAC中形成冷凝物的可能性，并调节车辆致动器，如电动风扇92和/或格栅百叶窗系统110。
另外，控制器12可以与各种致动器32通信，致动器32可包括发动机致动器（如燃料喷射器、电子控制的进气节气门板、火花塞等等）冷却系统致动器（如乘客舱气候控制系统中的空气处理通风口和/或分流阀）及其他。在一些示例中，存储介质可以被编程为计算机可读的数据，表示可以由处理器用于执行下文描述的方法以及预期但未具体列出的其它变体的可执行指令。
如这里所指出的，被传输到从发动机流出的冷却剂的余热的量，可以根据工况而改变，因此影响被传输至气流的热量的量。例如，由于发动机输出扭矩或燃料流量减少，所产生的余热的量按百分比减少。
机动车辆102进一步包括格栅112，其提供开口（例如，格栅开口、保险杠开口等等）用于接收通过或在车辆前端附近并进入发动机舱的环境空气流116。环境空气流116然后被散热器80、发动机冷却风扇92和低温散热器118利用，以保持发动机和/或变速箱冷却。发动机冷却风扇92可被调整为进一步增加或减小进入发动机舱的空气流。
图2示意性地示出在机动车辆102中的格栅百叶窗系统110和发动机冷却系统100的第二实施例。前面参考图1描述的发动机部件，也可以被包括在图2示出的第二实施例中，因此，相同的部件被相应地编号在图2中。相同的部件的描述参见图1的上述描述。
在图2示出的第二实施例中，CAC218是空气-至-空气热交换器。因此，从CAC218中通过的增压空气是被空气冷却的，而不是被冷却剂冷却的（如图1所示）。来自于压缩机14的热压缩增压空气，进入CAC218的入口，随着其通过CAC，并且之后排出，通过节气门20进入进气歧管22而冷却。来自于车辆外部的环境空气流116可以通过位于车辆前端的格栅112进入发动机10，并且通过CAC，以辅助冷却增压空气。
如图2所示，发动机系统100可包括发动机冷却风扇92，用于向CAC218、发动机冷却系统104和/或其他发动机系统部件引导冷却的气流（例如，环境空气流116）。在一个示例中，发动机冷却风扇92还可以向CAC218引导冷却的气流。在一些实施例中，发动机系统中可以有两个或更多电动风扇。例如，一个可以耦合于用于发动机冷却的散热器（如图示），而另一个可以耦合于直接向CAC引导冷却的空气的其他位置。在一个示例中（如图2所示），另一个电动风扇可以直接耦合于CAC，用于额外地控制局部CAC冷却。在该示例中，每个风扇可以被单独地控制（例如，在不同的转速），以向其各自的组件提供冷却。
具体地，CAC风扇140可耦合于CAC218，进一步辅助冷却增压空气。例如，控制器12可提高CAC风扇140的转速，将环境空气流116朝CAC218牵引，并且进一步增加对增压空气的冷却。在可选实施例中，发动机冷却风扇92可以向散热器80和CAC218提供环境空气流。在该实施例中，CAC218可以不包括CAC风扇140。对于调节CAC风扇140来控制增压空气冷却和从CAC218排出的增压空气的温度的进一步细节，将在下面相对于图5-8示出。
图3-4示出CAC18，散热器80、发动机冷却风扇92和发动机冷却系统100在车辆内相对于格栅百叶窗和相关的环境空气流116的位置的两个示例实施例。其他的发动机舱部件（燃料系统、电池等等）也可以获益于冷却的空气流。因此，格栅百叶窗系统110和发动机冷却风扇92可以辅助冷却系统104冷却内燃机10。格栅百叶窗系统110包含一个或多个格栅百叶窗114，经配置调节通过格栅112接收的空气流的量。
在第一实施例中，如图3所示，CAC18是水-至-空气CAC。因此，CAC18可以流体耦合于低温散热器118和冷却剂泵122。在第一实施例中，冷却剂泵122可以控制局部CAC冷却，同时发动机冷却风扇92和/或格栅百叶窗114控制外部CAC冷却。在第二实施例中，如图4所示，CAC218是空气-至-空气CAC。因此，CAC218可以由通过CAC外部的空气流冷却，而不是由来自于低温散热器的冷却剂冷却。CAC风扇140可耦合于CAC218，进一步增加流入CAC218中的环 境空气流。在第二实施例中，CAC风扇140可以控制局部CAC冷却，同时发送机冷却风扇和/或格栅百叶窗控制外部CAC冷却。进一步地，在第二实施例中，控制器可以测量发动机舱温度，用于控制CAC风扇140、发动机冷却风扇92、和/或格栅百叶窗114。在一个示例中，发动机罩下温度可以是在CAC218中或者在CAC218周围的空气的温度。因此，温度传感器（未示出）可以被布置在车辆102的发动机罩下方，在CAC218附近。
如图3-4所示，格栅百叶窗114可以覆盖车辆的前部区域，例如，从发动机罩正下方跨越到保险杠的底部。通过覆盖CAC进气口，风阻减小并且进入CAC的外部冷却空气减少。在一些实施例中，所有的格栅百叶窗通过控制器协调地移动。在其他实施例中，格栅百叶窗可以被分成子区域，并且控制器可以独立地调节每个区域的打开/关闭。例如，第一区域可包括很大程度地影响风阻的格栅百叶窗，同时另一区域影响进入CAC的空气。在一个示例中，第一子区域可以从发动机罩正下方跨越到保险杠的顶部，而第二子区域可以从保险杠顶部跨越到保险杠底部。每个子区域可以包含一个或多个格栅百叶窗。在一些示例中，每个区域可包含相同数量的格栅百叶窗，而在其他示例中，一个子区域包含的格栅百叶窗的数量多于另一个子区域包含的数量。在一个实施例中，第一子区域可包含多个格栅百叶窗，而第二子区域包含一个格栅百叶窗。在可选实施例中，第一子区域可以仅包含一个格栅百叶窗，而第二子区域包含多个格栅百叶窗。
格栅百叶窗114可以在打开位置和关闭位置之间移动，并且可以保持在其中的一个位置或者它们的多个中间位置上。也就是说，格栅百叶窗114的开口可以调节，使得格栅百叶窗114被部分打开、部分关闭或者在打开位置和关闭位置之间循环，以最小的燃烧经济损失提供空气流来冷却发动机舱部件。这是因为关闭和/或部分关闭格栅百叶窗114减少通过格栅112接收的空气流的量，因此减小车辆上的空气阻力。将格栅百叶窗维持在打开位置允许充分的发动机冷却；但是，这也会增加车辆上的风阻并且降低燃料经济性。另一方面，关闭格栅百叶窗降低风阻并提高燃料经济性；但是，这样不能允许充分的发动机冷却。因此，格栅百叶窗的控制可以基于多个车辆工况，在下面进 一步描述。在一些实施例中，格栅百叶窗可以仅用于CAC冷却控制（例如，维持目标CAC出口温度）。在这种情况下，格栅百叶窗操作可具有很少或没有空气动力学的益处。
当格栅百叶窗打开时，发动机冷却风扇92和/或CAC风扇140可用于增加或减少进入发动机部件包括CAC18的冷却的环境空气流116。例如，通过增加发动机冷却风扇和/或CAC风扇转速，进入发动机的空气流的量和速率将增加。相反地，通过降低风扇转速，进入发动机的空气流速减小。在另一个示例中，发动机冷却风扇和/或CAC风扇可以在低转速的情况下打开，以减小CAC效率并提高CAC出口温度。具体地，低速的发动机冷却风扇不可以有效地进行冷却。但是，风扇的叶片可以起作用，辅助气流进入散热器和CAC。通过这种方式，环境空气流速直接影响CAC效率，并且出口温度可以被改变。当格栅百叶窗关闭时，少量的冷却的环境空气流进入格栅。但是，发动机冷却风扇和/或CAC风扇仍然可以操作提供空气流。除了控制转速，发动机冷却风扇还可以改变旋转方向。风扇的叶片可以被设计成，使得第一方向的旋转向发动机部件引导空气流。在接下来的描述中，第一方向将作为风扇运行的正常或基本方向。风扇叶片在与第一方向反向的第二方向的旋转，可以引导空气流远离发动机部件。借此，发动机旋转方向也可以用于改变到达发动机部件的冷却的空气流，并且因此改变CAC效率和出口温度。
在一些实施例中，控制系统28可经配置调节格栅百叶窗114的开口，以响应车辆工况。调节格栅百叶窗114的开口可包括打开一个或多个格栅百叶窗、关闭一个或多个格栅百叶窗、部分打开一个或多个格栅百叶窗、部分关闭一个或多个格栅百叶窗、调节打开和关闭时间等等。作为示例，控制器12可通信地连接于格栅百叶窗系统100，并且具有存储在其中的指令来调节格栅百叶窗114的开口。如此，控制器12可以通过增大或减小格栅百叶窗开口来调节车辆格栅百叶窗。
控制系统28可以经进一步配置操作发动机冷却风扇92和/或CAC风扇140，以响应车辆工况。风扇操作可包括增加风扇转速、降低风扇转速、停止风扇旋转、反向改变风扇旋转方向、调节旋转开启/关闭时间等等。作为示例，控制器12可通信地连接于发动机冷却风扇92 和/或CAC风扇140，并且具有存储在其中的指令来调节发动机冷却风扇92和/或CAC风扇140的旋转。
图1和图3的系统提供车辆的发动机系统，该发动机系统具有包括进气歧管的发动机。发动机系统可以进一步包括耦合至位于节气门上游的进气歧管的压缩机；耦合至压缩机的下游的水-至-空气增压空气冷却器；耦合至增压空气冷却器的水侧的冷却剂泵；定位在车辆前端的格栅百叶窗；发动机冷却风扇；和控制器。在一个示例中，控制器可具有如下计算机可读指令，用于根据目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值，调节一个或多个格栅百叶窗的开口和发动机冷却风扇的速度。另外，控制器可具有如下计算机可读指令，用于根据增压空气冷却器入口空气温度与目标歧管增压空气温度的差值，和目标冷却剂温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值，调节冷却剂泵的速度。调节冷却剂泵的速度可以进一步根据空气质量流量，和所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值。
图2和4的系统提供车辆的发动机系统，该发动机系统具有包括进气歧管的发动机。发动机可以进一步包括压缩机，耦合于位于节气门上游的进气歧管；耦合于压缩机的下游的空气-至-空气增压空气冷却器，；耦合于增压空气冷却器的增压空气冷却器风扇；设置在车辆前端的格栅百叶窗；发动机冷却风扇；和控制器。在一个示例中，控制器可具有计算机可读指令，用于根据目标歧管增压空气温度与环境空气温度（例如，环境温度）的差值，调节一个或多个格栅百叶窗的开口和发动机冷却风扇的速度。另外，控制器可具有如下计算机可读指令，用于根据增压空气冷却器入口空气温度与目标歧管增压空气温度的差值，和目标歧管增压空气温度与环境空气温度的差值，调节增压空气冷却器风扇的速度。调节增压空气冷却器风扇的速度可以进一步根据空气质量流量，和所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值。
如上所述，CAC向通过CAC并进入发动机的进气歧管的增压空气提供冷却。根据预期歧管增压空气温度，MCAT（例如，在进气歧管中的增压空气的温度，位于CAC的下游和发动机汽缸的上游），由 CAC提供的冷却的量可以被增加或减少。CAC冷却可包括两个部分：局部CAC冷却和外部CAC冷却。局部CAC冷却可包括由CAC的硬件直接提供的热量或CAC的硬件上面的热量，而外部冷却可包括由外部介质提供的冷却，CAC在该外部介质中运转。例如，在水-至-空气CAC中，局部或小范围的冷却可以由冷却剂循环通过CAC的一侧并与流过CAC第二侧的增压空气交换热量来提供。在该示例中，外部冷却可由通过低温散热器外侧的外部气流提供。借此，外部气流可以增加或减少由低温散热器提供的冷却，因此影响通过CAC的冷却剂的温度。在另一个示例中，在空气-至-空气CAC中，局部冷却可以由通过CAC外部，由耦合于CAC外部的CAC风扇提供的局部气流提供。在该示例中，外部冷却可以由通过CAC外部（例如，从远离CAC的区域）的外部气流提供。增加局部和/或外部冷却可以降低MCAT，同时减少局部和/或外部冷却可以增加MCAT。
如此，调节CAC冷却可以包括调节局部CAC冷却和/或外部冷却。各种发动机部件可以调节对CAC的局部和/或外部冷却。在一个示例中，在水-至-空气CAC中，局部CAC冷却可以通过调节冷却剂泵（低温散热器电路的）速度来调节。例如，通过增加冷却剂泵速度，由CAC提供的局部冷却可以增加。相反地，通过降低冷却剂泵速度，局部CAC冷却可以减少。在另一个示例中，在空气-至-空气CAC中，局部CAC冷却可以通过调节CAC风扇的运转来调节。例如，通过增加CAC风扇的转速，提供至CAC的局部冷却可以增加。相反地，通过减小CAC风扇速度，提供至CAC的局部冷却可以减少。CAC的外部冷却可以通过调节发动机冷却风扇和/或格栅百叶窗的位置来调节。例如，通过增大一个或多个格栅百叶窗的开口，更多的冷却的气流可以进入发动机，因此增加CAC的外部冷却。另外，或者可选地，增加发动机冷却风扇速度可以增加进入CAC或低温散热器的气流，因此增加CAC的外部冷却。在另一个示例中，减小一个或多个格栅百叶窗的开口和/或降低发动机冷却风扇速度，可以减少CAC的外部冷却。
发动机冷却风扇操作、CAC风扇操作、冷却剂泵操作和/或格栅百叶窗操作可以根据目标歧管增压空气温度、MCAT调整。目标MCAT也可以指目标出口CAC温度。目标MCAT可以基于这样的温度，提 供稳定的燃烧同时减少CAC中形成的冷凝物。随着从CAC中排出的增压空气的温度升高，控制器可以增加火花延迟，以减少发动机爆震。但是，增加火花延迟可以提高燃烧稳定性。随着从CAC中排出的增压空气的温度降低，在CAC中形成的冷凝物增多，因此增加发动机失火和不稳定燃烧的可能性。因此，目标MCAT可以被设置成便于减少冷凝物形成，同时提高燃烧稳定性。
控制器可以利用目标MCAT，以及算法和额外的系统变量，确定CAC的局部和外部冷却。例如，该算法的输出可以是局部或外部冷却请求。局部冷却请求可以被表示为局部冷却百分比，其中百分比反映总的可用局部冷却的百分比。类似地，外部冷却请求可以被表示为外部冷却百分比，其中百分比反映总的可用外部冷却的百分比。
为了确定局部冷却百分比，控制器可以首先确定CAC的热负荷。热负荷可以基于目标MCAT和CAC入口增压空气温度（例如，进入CAC的增压空气的温度）。控制器还可以确定CAC的冷却能力，根据CAC入口冷却剂温度（例如，进入CAC的冷却剂的温度）和目标冷却剂温度。目标冷却剂温度可以基于目标歧管增压空气温度和环境温度。热负荷和冷却能力然后被用在前馈计算中，以确定基本局部冷却百分比。然后，根据通过CAC的空气质量流量调节基本局部冷却百分比。之后，根据目标MCAT和实际的、所测量的MCAT之间的误差，修改所调节的局部冷却百分比，修改为更高或更低。这样可以得到最终局部冷却百分比。
接着，控制器可以利用最终局部冷却百分比来调节CAC冷却剂泵或CAC风扇。例如，如果CAC是水-至-空气CAC，控制器可以调节冷却剂泵速度至这样的水平，提供最终局部冷却百分比。在一个示例中，100%的最终局部冷却百分比可以导致冷却剂泵速度增加到100%的最大泵速度。在另一个示例中，如果CAC是空气-至-空气CAC，控制器可以调节CAC风扇速度至这样的水平，提供局部冷却百分比。例如，50%的最终局部冷却百分比可以导致调节CAC风扇速度至50%的最大风扇速度。
为了增加运行效率并减少前馈冷却控制请求，可以调节外部冷却。为了确定外部冷却百分比，控制器可以首先确定环境空气温度和CAC 入口冷却剂温度，如果CAC是水-至-空气CAC。然后，外部冷却百分比可以基于环境空气温度与CAC入口冷却剂温度和目标MCAT。
接着控制器利用外部冷却百分比来调节格栅百叶窗和/或发动机冷却风扇。在一个示例中，控制器可以仅调节发动机冷却风扇和格栅百叶窗中的一个，以提供所确定的外部冷却百分比。例如，如果外部冷却百分比被确定为60%，格栅百叶窗可以被调节为这样的位置，对应于由格栅百叶窗提供的最大冷却的60%。在一个示例中，这可以包括将格栅百叶窗打开成60%的最大开口。或者，发动机冷却风扇可以被调节成提供60%的外部冷却百分比。例如，这可以包括增加发动机冷却风扇速度至60%的最大风扇速度。
在另一个示例中，控制器可以调节发动机冷却风扇和格栅百叶窗来提供所确定的外部冷却百分比。具体地，外部冷却请求可以在发动机冷却风扇和格栅百叶窗之间划分。在一个示例中，如果外部冷却百分比被确定为60%，格栅百叶窗可以提供40%的外部冷却，同时发动机冷却风扇提供20%的外部冷却。在另一个示例中，格栅百叶窗可以提供25%的外部冷却，同时发动机冷却风扇提供35%的外部冷却请求。
管理格栅百叶窗和发动机冷却风扇之间的外部冷却请求可以基于额外的车辆工况。额外的车辆工况可包括发动机温度、车辆行驶条件和外部天气条件。例如，格栅百叶窗和发动机冷却风扇可以被调节成提供外部冷却百分比请求，同时提供充足的发动机冷却并增加车辆燃料经济性。
打开格栅百叶窗可以增加车辆的风阻。因此，在一些示例中，当车辆加速时，格栅百叶窗可以被关闭，以减小风阻并提高燃料经济性。在一些情况下，在减速过程中，车辆可以被关闭并且变速箱与发动机断开连接，以提高燃料经济性。在这种情况下，需要额外地冷却发动机。在该情况下，在开始减速时打开格栅百叶窗并增加发动机冷却风扇速度，可以允许预冷却发动机，从而保持较低的发动机温度。这样还可以允许格栅百叶窗保持关闭更长的时间段，在接下来的驱动条件下，减小车辆风阻并且再次提高燃料经济性。
在上述示例中，如果请求关闭格栅百叶窗来提高燃料经济性，外部冷却百分比可以由发动机冷却风扇提供，而不是通过增大格栅百叶 窗的开口提供。在另一个示例中，如果环境湿度较高并且可以增加在CAC中形成冷凝物，格栅百叶窗可以保持关闭，并且外部冷却百分比可以由发动机冷却风扇提供。借此，发动机冷却风扇和格栅百叶窗对于外部冷却百分比的贡献，可以基于额外的车辆和发动机工况。因此，发动机冷却风扇和格栅百叶窗可以被调节成提供外部冷却百分比，同时还提供充分的发动机冷却并提高车辆燃料经济性。如果没有请求调节外部冷却（例如，外部冷却百分比基本等于当前有发动机冷却风扇和格栅百叶窗提供的冷却百分比），发动机冷却风扇和格栅百叶窗可以根据车辆工况来调节，如上所述。
通过这种方式，一个或多个格栅百叶窗位置和发动机冷却风扇速度，可以根据目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器冷却介质的温度的差值来调节。进一步地，局部增压空气冷却器冷却元件，可以根据增压空气冷却器入口增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值来调节。在一个示例中，增压空气冷却器是水-至-空气增压空气冷却器，增压空气冷却器冷却介质是冷却剂，并且调节局部增压空气冷却器冷却元件包括调节冷却剂泵速度。调节冷却剂泵速度可以进一步根据空气质量流量，目标冷却剂温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值，以及所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值。目标冷却剂温度基于目标歧管增压空气温度，目标歧管增压空气温度降低，使得目标冷却剂温度降低。调节一个或多个格栅百叶窗位置和发动机冷却风扇速度可以进一步根据环境温度。
在另一个示例中，增压空气冷却器是空气-至-空气增压空气冷却器，增压空气冷却器冷却介质是发动机罩下的空气，并且调节局部增压空气冷却器冷却元件包括调节增压空气冷却器风扇。在该示例中，调节增压空气冷却器风扇可以进一步根据质量空气流率、目标歧管增压空气温度与环境空气温度的差值以及所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值。调节一个或多个格栅百叶窗位置和发动机冷却风扇速度可以进一步根据车速、发动机温度和外界天气条件。
设在CAC的增压空气冷却可以被控制，以响应歧管增压空气温度，MCAT，并且，如果CAC是水-至-空气热交换器，还响应流过CAC的冷却剂的冷却剂温度（例如，CAC冷却剂温度，CAC-CT）。具体 地，根据MCAT和CAC-CT，CAC可以处于各种冷却模式，要求不同量的局部和外部CAC冷却。例如，根据这些相对于阈值的温度，CAC可以处于完全冷却模式、零冷却模式、最少预防性冷却模式或者连续冷却模式。
图5示出用于确定CAC冷却模式的示例方法500。方法500可以通过车辆的控制系统执行，如控制器12。方法开始于502，估计和/或测量发动机工况。发动机工况可包括发动机速度和负荷、环境温度和湿度、CAC入口增压空气温度、CAC出口增压空气温度（例如，歧管增压空气温度）、CAC入口冷却剂温度（例如，CAC-CT），空气质量流量、冷却剂泵速度、格栅百叶窗位置、发动机冷却风扇速度、CAC风扇速度、发动机温度（例如，发动机冷却剂温度和发动机罩下的温度）等等。方法500将MCAT和CAC-CT与阈值比较，确定CAC冷却模式。如果CAC是空气-至-空气CAC，方法500可以被修改，使得发动机罩下的温度或发动机系统的温度，与阈值比较，而不是与CAC-CT比较。
在504，方法包括确定MCAT是否低于第一阈值温度，T1，并且CAC-CT是否低于第二阈值温度，T2。在一个示例中，第一阈值温度T1和第二阈值温度T2可以是最小阈值。例如，如果MCAT和/或CAC-CT低于它们各自的阈值（例如，T1和T2），CAC冷却量会太高。在这种情况下，在CAC中可以形成冷凝物。在506，如果MCAT低于第一阈值T1，并且CAC-CT低于第二阈值温度T2，CAC可以转换到零冷却温度模式。因此，控制器可以不产生局部冷却请求和外部冷却请求。例如，在506，控制器可以降低冷却剂泵速度或CAC风扇速度（基于CAC是水-至-空气CAC还是空气-至-空气CAC）至0%。这可以包括关闭冷却剂泵或CAC风扇，使得没有局部冷却被提供至CAC。在这种模式下，控制器也可以不增加发动机冷却风扇速度和格栅百叶窗打开请求。在一个示例中，这可以包括关闭格栅百叶窗和/或关闭发动机冷却风扇。在另一个示例中，这可以包括允许格栅百叶窗和/或发动机冷却风扇被控制，根据其他发动机工况，如车速和发动机冷却剂温度。
回到504，如果MCAT不低于第一阈值温度T1或者CAC-CT不 低于第二阈值温度T2，方法继续到508。在508，方法确定MCAT是否高于阈值温度T3或者CAC-CT是否高于第四阈值温度T4。在一个示例中，第三阈值温度T3和第四阈值温度T4可以是最大阈值。例如，如果MCAT和/或CAC-CT高于它们各自的阈值（例如，T3和T4），CAC冷却量会太低。在这种情况下，MCAT可以处于这样的水平，使得发动机爆震和/或不稳定燃烧可以出现。因此，第三阈值温度T3和第四阈值温度T4可以基于可导致不稳定燃烧的MCAT。在510，如果MCAT高于第三阈值温度T3或者CAC-CT高于第四阈值温度T4，CAC可以转换到完全冷却模式。因此，控制器可以产生完全的，或者最大的，局部冷却请求和完全外部冷却请求。在这种情况下，局部和外部冷却百分比或请求可以是100%。方法在510可包括提高冷却剂泵速度或CAC风扇速度至100%（例如，最大速度）。完全外部冷却请求可包括，增加发动机冷去风扇速度和格栅百叶窗开口请求至100%。在一个示例中，这可以包括增加发动机冷却风扇速度至100%，并且增加格栅百叶窗的开口至100%（例如，开口最大）。在另一个示例中，这可以包括增加发动机冷却风扇速度和格栅百叶窗开口至由其他发动机工况允许的最高水平。这可以根据车辆的燃料经济性。例如，如果车辆在完全冷却模式期间加速，根据车辆燃料效率，发动机冷却风扇速度可以增加到100%，同时格栅百叶窗打开为小于100%的百分比。如果在较高MCAT的不稳定燃烧导致的损失高于燃料经济性损失，则格栅百叶窗可以打开至100%。
回到508，如果MCAT低于第三阈值温度T3并且CAC-CT低于第四阈值温度T4，方法继续到512。在512，方法包括确定MCAT是否在第一阈值温度T1和第五阈值温度T5之间，或者确定CAC-CT是否在第二阈值温度T2和第六阈值温度T6之间。第五阈值温度T5和第六阈值温度T6可以是发动机的最小正常运行温度。例如，如果MCAT和/或CAC-CT分别高于第五阈值温度T5和/或第六阈值温度T6，则可以需要最少的冷却干预。在514，如果MCAT在第一阈值温度T1和第五阈值温度T5之间，或者如果CAC-CT在第二阈值温度T2和第六阈值温度T6之间，CAC可以转换到最少预防性冷却模式。较低的局部冷却请求可包括调节冷却剂泵速度或CAC风扇速度至 30%。在一个示例中，30%可以是泵或风扇的最小速度或者占空比（例如，用于运转风扇或泵并获得精确的局部和/或外部冷却百分比的最低运行速度）。因此，在一些示例中，在514，局部冷却百分比可以低于或高于30%，基于用于获得精确的冷却百分比的冷却剂泵或CAC风扇的最小运行速度。在514，控制器可以不增加发动机冷却风扇速度和格栅百叶窗开口请求。这可以包括根据发动机工况，如车速和发动机冷却剂温度、操作格栅百叶窗和发动机冷却风扇。
回到512，如果MCAT不在第一阈值温度T1和第五阈值温度T5之间，并且CAC-CT不在第二阈值温度T2和第六阈值温度T6之间，方法继续到516。在516，控制器可以确定MCAT和CAC-CT在运行阈值温度（例如，分别为第五阈值温度T5和第六阈值温度T6）和较高的温度阈值（例如，分别为第三阈值温度T3和第四阈值温度T4）之间。因此，在518，控制器可以操作CAC处于连续冷却模式。这可以包括按要求调节冷却剂泵、发动机冷却风扇、CAC风扇和/或格栅百叶窗，根据目标MCAT和额外的发动机温度。在连续冷却模式中运行的细节在图6-8示出。
图6示出根据所确定的局部冷却和外部冷却百分比调节局部和外部CAC冷却的示例方法600。方法600可以由车辆的控制系统执行，如控制器12，通过从各个传感器测量各个发动机运行参数并利用算法，确定局部冷却百分比请求和外部冷却百分比请求。方法开始于602，确定MCAT，CAC-CT（例如，在CAC冷却剂入口处的冷却剂温度）、CAC入口增压空气温度、空气质量流量和环境空气温度。在604，控制器利用在602确定的数据，确定最终局部冷却百分比。最终局部冷却百分比可以利用在图7-8示出的算法确定。最终冷却百分比可以是，CAC风扇或CAC冷却剂泵可以提供的最大局部冷却量的一个百分比，基于CAC的类型（例如，空气-至-空气与水-至-空气）。
在606，当确定局部冷却百分比之后，可以根据局部冷却百分比调节冷却剂泵或CAC风扇。具体地，根据局部冷却百分比，控制器可以确定所要求的冷却剂泵速度或CAC风扇速度。例如，如果局部冷却百分比50%，控制器可以调节冷却剂泵或CAC风扇至50%的最大冷却剂泵或CAC风扇速度。在606，如果冷却剂泵速度或CAC风扇速 度低于所确定的要求冷却剂泵速度或CAC风扇速度，方法可包括增加冷却剂泵速度或CAC风扇速度至所确定的百分比。或者，在606，如果冷却剂泵速度或CAC风扇速度高于所确定的要求冷却剂泵速度或CAC风扇速度，方法可包括降低冷却剂泵速度或CAC风扇速度至所确定的百分比。在606，如果冷却剂泵速度或CAC风扇速度基本等于所确定的要求冷却剂泵速度或CAC风扇速度，方法可包括维持冷却剂泵速度或CAC风扇速度处于当前速度。
在调节冷却剂泵或CAC风扇提供所确定的局部冷却百分比之后，方法继续至608，确定外部冷却百分比。外部冷却百分比可以利用在图7-8示出的算法确定。外部冷却百分比可以是，格栅百叶窗和/或发动机冷却风扇可以提供的最大外部冷却量的一个百分比。
在610，当确定外部冷却比例之后，控制器可以根据外部冷却比例，调节格栅百叶窗和/或发动机冷却风扇。具体地，根据局部冷却百分比，控制器可以确定所要求的格栅百叶窗开口和发动机冷却风扇速度。如上所述，外部冷却比例可以在格栅百叶窗和发动机冷却比例之间划分。因此，由格栅百叶窗和发动机冷却风扇提供的外部冷却百分比部分，可以根据额外的发动机工况。例如，如果其他发动机或车辆工况要求格栅百叶窗被关闭或者开口较小（如用于加速时的燃料经济性），外部冷却百分比可以主要由发动机冷却风扇提供。例如，在这种情况下，如果外部冷却比例被确定是40%，发动机冷却风扇速度可以被调节成最大速度的40%，同时格栅百叶窗保持关闭（或者开口较小）。借此，发动机冷却风扇和格栅百叶窗使用方式可以基于外部冷却百分比和车辆工况，如车速和发动机温度。
在610，如果由当前的格栅百叶窗开口和发动机冷却风扇速度提供的外部冷却，低于所确定的外部冷却百分比，方法可包括增大格栅百叶窗开口和/或增加发动机冷却风扇速度，以提供所确定的外部冷却百分比。如上所述，格栅百叶窗的开口增大量与发动机冷却风扇速度的增加量，可以基于额外的车辆工况。在一些实施例中，控制器可以增大格栅百叶窗开口至较大的量，以便发动机冷却风扇速度可以维持在较低的速度。因此，发动机冷却风扇磨损和能量消耗可以降低。
或者，在610，如果有当前的格栅百叶窗开口和发动机冷却风扇 速度提供的外部冷却高于所确定的外部冷却百分比，方法可包括减小格栅百叶窗开口和/或降低发动机冷却风扇速度，以提供所确定的外部冷却百分比。在一个示例中，这可以包括降低发动机冷却风扇速度，同时维持格栅百叶窗开口。在另一个示例中，这可以包括减小格栅百叶窗开口，同时维持发动机冷却风扇速度。在又一个示例中，这可以包括降低发动机冷却风扇速度，并减小格栅百叶窗开口。在610，如果由当前的格栅百叶窗开口和发动机冷却速度提供的外部冷却基本等于所确定的外部冷却百分比，方法可包括维持格栅百叶窗开口和发动机冷却风扇速度。或者，如果为了燃料经济性或者提高车辆性能，必须调节发动机冷却风扇或格栅百叶窗，控制器可以调节另一个外部冷却设备（例如，当发动机冷却风扇被调节用于燃料经济性时，调节格栅百叶窗）来提供所确定的外部冷却百分比。
在一些实施例中，方法在604和608可以同时发生。因此，发动机冷却风扇和格栅百叶窗可以在冷却剂泵或CAC风扇处被同时调节。进一步地，局部冷却百分比和外部冷却百分比可以连续地计算或确定，使得格栅百叶窗、发动机冷却风扇、CAC风扇和/或冷却剂泵可以被连续地调节，以维持MCAT接近目标MCAT。借此，可以减少冷凝物的形成，同时提高燃烧稳定性。
图7示出图示说明用于确定水-至-空气CAC的局部和外部冷却百分比的算法的示意图700。在示意图700中示出的算法，可以被存储在车辆的控制系统中并由其执行，如控制器12。具体地，控制器12可以利用方法600在602确定的发动机运行参数，确定局部冷却百分比和外部冷却百分比。之后，这两个百分比被用在方法600中，以调节CAC风扇、CAC冷却剂泵、发动机冷却风扇和/或格栅百叶窗。
局部冷却计算在702示出。首先，在706，控制器可以通过确定CAC入口增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值，计算CAC的热负荷。歧管增压空气温度可以和CAC出口增压空气温度相同。在708，控制器通过确定目标冷却剂温度与CAC入口冷却剂温度（例如，CAC-CT）的差值，计算CAC的冷却能力。目标冷却剂温度可以给予目标歧管增压空气温度。因此，更低的目标歧管增压空气温度，使目标冷却剂温度可以更低。
在710，控制器12可以利用前馈计算，根据所确定的热负荷和冷却能力，确定基本局部冷却百分比。在一个示例中，控制器可包括三维查找表，将热负荷与冷却能力比较，并确定用于热负荷的局部冷却百分比和冷却能力值。
CAC效率可以关联通过CAC的气流量。因此，在712，控制器可以根据空气质量流量（例如，通过CAC的气流量）确定倍增系数。然后，基本冷却百分比乘以所确定的倍增系数，以便确定所调节的局部冷却百分比。之后，在714，控制器根据实际的，或者所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值，修改所调节的局部冷却百分比，控制器可以使所调节的局部冷却百分比增加或减小这样的量，所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值大小。例如，如果所测量的歧管增压空气温度低于目标歧管增压空气温度，控制器可以使所调节的局部冷却百分比减小这样的量，所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值大小。在该示例中，所调节的局部冷却百分比的减小量，可以随着所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值大小的增加而增加。在另一个示例中，如果所测量的歧管增压空气温度高于目标歧管增压空气温度，控制器可以使所调节的局部冷却百分比增加这样的量，所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值大小。在该示例中，所调节的局部冷却百分比的增加量，可以随着所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值大小的增加而增加。换句话说，局部冷却百分比，可以随着所测量的目标歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值的增加而增加。
在716，输出是最终局部冷却百分比。该最终局部冷却百分比然后被控制器用于确定对CAC冷却剂泵的调节，如上面在图6描述的。
外部冷却计算在704示出。外部冷却百分比请求，可以基于冷却介质温度与可用于去除热量的外界温度的函数。在水-至-空气CAC的情况下，如图7所示，冷却介质是由冷却剂泵循环、通过CAC的冷却剂，并且外界温度是环境温度。在718，控制器可以根据目标歧管增压空气温度与CAC入口冷却剂温度的差值，确定外部冷却百分比。冷却剂温度向目标歧管增压空气温度上升的越多，越多的外部冷却可以 被请求。换言之，随着目标歧管增压空气温度与CAC入口冷却剂温度的差值减小，外部冷却百分比或请求可以增加。外部冷却百分比可以进一步根据环境温度。在一个示例中，如果环境温度较高，由于较高的环境温度提供较少的冷却至低温散热器，并且因此提供较少的冷却至CAC，外部冷却百分比可以减小。在该示例中，打开格栅百叶窗和/或运行发动机冷却风扇可以降低系统总效率，因为可以是较低的外部冷却利益。然后，如果最终外部冷却百分比较低，在702的局部冷却计算可以代替地增加局部冷却百分比。在另一个示例中，如果环境温度较低，外部冷却百分比可以增加，因为较低的环境温度提供到低温散热器的冷却增加，进而通过冷却的冷却剂提供到CAC的冷却增加。
从718输出的是外部冷却百分比。然后，该外部冷却百分比被控制器用于确定对格栅百叶窗和发动机冷却风扇的调节，如上面在图6描述的。
图8示出图示说明用于确定空气-至-空气CAC的局部和外部冷却百分比的算法的示意图800。在示意图800中示出的算法，可以与在示意图700中示出的算法相似。因此，当一些输入参数不同时，可以进行许多相同的计算。例如，由于示意图800示出用于空气-至-空气CAC的算法，该算法不使用冷却剂温度。环境温度被代替使用，表示冷却介质的温度（代替冷却剂温度）。在示意图800中示出的算法，可以被存储在车辆的控制系统中并由其执行，如控制器12。具体地，控制器12可以利用方法600在602确定的发动机运行参数，确定局部冷却百分比和外部冷却百分比。然后，这些参数被用在方法600中，以调节CAC风扇、CAC冷却剂泵、发动机冷却风扇和/或格栅百叶窗。
局部冷却计算在802示出。首先，在806，控制器可以通过确定CAC入口增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值，计算CAC的热负荷。在808，控制器通过确定目标歧管增压空气温度与环境温度的差值，计算CAC的冷却能力。
如上述在示意图700中的710，在810，控制器12可以利用前馈计算，根据所确定的热负荷和冷却能力，确定基本局部冷却百分比。然后，在712，控制器可以根据空气质量流量确定倍增系数。基本冷却百分比然后乘以所确定的倍增系数，以便确定所调节的局部冷却百 分比。接下来，在814，控制器根据实际的或者所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值，修改所调节的局部冷却百分比。在814的过程可以与上述示意图700中的714相同。在814的输出是最终局部冷却百分比。该最终局部冷却百分比然后被控制器用于确定对CAC冷却剂泵的调节，如上面在图6描述的。
外部冷却计算在804示出。外部冷却百分比请求，可以基于冷却介质温度与可抵挡热量的可用外界温度的函数。在空气-至-空气CAC的情况下，如图8所示，冷却介质是发动机罩下的空气或发动机舱空气，并且外界温度是发动机罩下的空气或发动机舱空气温度。因此，增压空气冷却器冷却介质温度是发动机罩下的空气温度。在818，控制器可以根据目标歧管增压空气温度与发动机罩下空气温度的差值，确定外部冷却百分比。发动机罩下空气温度向目标歧管增压空气温度上升的越多，越少的外部冷却可以被请求。换言之，随着目标歧管增压空气温度与发动机罩下空气温度的差值减小，外部冷却百分比或请求可以减小。如上所述，外部冷却百分比可以进一步根据环境温度。例如，控制器可以根据环境温度确定比例系数。在一个示例中，如果环境温度较高，外部冷却百分比可以减小，因为较高的环境温度可提供较少的冷却至CAC。在该示例中，打开格栅百叶窗和/或运行发动机冷却风扇可以降低系统总效率，因为可以是较低的外部冷却利益。然后，在802，如果最终外部冷却百分比较低，局部冷却计算可以代替地增加局部冷却百分比。在另一个示例中，如果环境温度较低，外部冷却百分比可以增加，因为较低的环境温度可以提供至CAC的冷却增加。
从818输出的是外部冷却百分比。然后，该外部冷却百分比被控制器用于确定对格栅百叶窗和发动机冷却风扇的调节，如上面在图6描述的。
借此，根据增压空气冷却器入口空气温度与目标歧管增压空气温度的差值，和增压空气冷却器的冷却能力，可以估计用于增压空气冷却器的局部冷却百分比。用于增压空气冷却器的外部冷却百分比，可以根据目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器冷却介质温度的差值来估计。然后，冷却剂泵速度或增压空气冷却器风扇速度中的一个，可以根据局部冷却百分比调节。最后，格栅百叶窗位置可以被调节第 一数量，并且发动机冷却风扇速度可以被调节第二数量，第一和第二数量基于外部冷却百分比和车辆工况。进一步地，第一数量和第二数量可以根据车速、发动机温度、和外部天气条件中的一个或多个来确定。
局部冷却百分比可以进一步基于空气质量流量，和所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值。随着空气质量流量增加和所测量的歧管增压空气温度与目标歧管增压空气温度的差值增加，局部冷却百分比可以增加。外部冷却百分比可以进一步基于环境温度，随着环境温度升高，外部冷却百分比减小。
在一个示例中，增压空气冷却器可以是水-至-空气增压空气冷却器，并且冷却能力可基于目标冷却剂温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值。进一步地，冷却剂泵速度可以根据所估计的局部冷却百分比确定。在一些情况下，冷却剂泵速度可以增加，用于增加局部冷却百分比。对于水-至-空气增压空气冷却器，增压空气冷却器冷却介质的温度是增压空气冷却器入口冷却剂温度，并且其中随着目标歧管增压空气温度与增压空气冷却器入口冷却剂温度的差值减小，外部冷却百分比增加。
在另一个示例中，增压空气冷却器可以是空气-至-空气增压空气冷却器，并且冷却能力可以基于目标歧管增压空气温度与环境温度的差值。进一步地，增压空气冷却器风扇速度可以根据所估计的冷却百分比计算。增压空气冷却器风扇速度可以增加，用于增加局部冷却百分比。对于空气-至-空气增压空气冷却器，增压空气冷却器冷却介质的温度是发动机罩下的空气温度。随着目标歧管增压空气温度与发动机罩下的空气温度的差值减小，外部冷却百分比可以减小。
通过这种方式，局部冷却百分比或请求和外部冷却百分比或请求，可以根据目标歧管增压空气温度和额外的发动机空气和冷却剂温度确定。然后，局部冷却百分比和外部冷却百分比可以用于调节发动机冷却剂泵，CAC风扇，发动机冷却风扇，和/或车辆格栅百叶窗，以提供所确定的冷却百分比。冷却百分比可以进一步根据环境温度和额外的车辆工况来调节。例如，格栅百叶窗和发动机冷却风扇调节也可以基于增压车辆燃料经济性和发动机效率。通过按照这种方式调节冷却元 件，进入发动机的增压空气可以被控制为接近目标温度，从而减少冷凝物形成和发动机爆震，同时也提高发动机效率。
注意到，被包括在本文中的示例控制程序，可用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文所描述的具体例程表示一个或多个任意数量的处理策略，如事件驱动，中断驱动，多任务，多线程等等。因此，各种图示行为，操作，或功能可以按照图示顺序执行，并行执行，或在某些情况下被省略。因此，处理的顺序不一定需要实现本文所描述的示例实施例的特征和优点，而是被提供为便于说明和描述。根据所使用的具体策略，一个或多个所说明的动作或功能可以被重复执行。进一步地，所描述的动作可以以图形方式表示代码，被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质中。
应当理解，本文所公开的配置和例程是示例性的，且这些具体实施例不以限制性的意义考虑，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6，I-4，I-6，V-12，对置4，及其他发动机类型。进一步地，一个或多个各种系统配置可以与一个或多个所描述的诊断例程组合使用。本公开的主题内容包括各种系统和配置，及其他特征，功能，和/或本文所公开的性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。