CN105587400B - 用于涡轮增压器驱动的冷却剂泵的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于涡轮增压器驱动的冷却剂泵的系统和方法。提供用于使用涡轮增压器的排气驱动的转动为冷却剂泵供以动力以驱动冷却剂流动通过增压空气冷却器的方法和系统。在一种示例中，方法可以包括用冷却剂泵调整通过增压空气冷却器的冷却剂流动，所述冷却剂泵被来自涡轮增压器的转动功率机械地驱动。这样，随着涡轮增压器速度的增加，冷却剂流量可以增加，并且方法可进一步包括调整涡轮增压器涡轮的废气门以调整提供给冷却剂泵的功率。

Description

用于涡轮增压器驱动的冷却剂泵的系统和方法

技术领域

本发明的领域大体涉及用于内燃发动机的增压空气冷却器冷却剂回路。

背景技术

涡轮增压和机械增压发动机可以被构造成压缩进入发动机的环境空气，以便增加动力。因为空气的压缩会导致空气温度的增加，所以可以采用增压空气冷却器(CAC；也称为中间冷却器)来冷却被加热空气，从而增加空气的密度并且进一步增加发动机的潜在动力。在一种示例中，CAC可以是液冷式CAC且其中冷却剂流过CAC的内部冷却管。同样地，会需要被联接到CAC的冷却剂泵以控制流过CAC的冷却剂，并且因而局部CAC冷却。CAC可以用于在温度足够低以增加燃烧稳定性但又足够高以减少在CAC内的冷凝物形成时维持增压空气。

然而，如果发生由CAC过冷，那么在比压缩空气的露点更冷的CAC的任何内表面上可形成冷凝物(例如，水滴)。在瞬态状态期间，诸如在猛烈的车辆加速期间，这些水滴会被吹出CAC并进入发动机的燃烧室内，从而导致例如发动机不点火、扭矩和发动机转速损失以及不完全燃烧的可能性增加。

一种用于控制CAC的温度以便减少进入燃烧室的冷凝物量的方法公开于Borrmann等人的美国专利申请公开2003/0056772中。在Borrmann的文献中，提供了具有水冷式CAC、热交换器和冷却剂泵的增压空气冷却回路以冷却递送到内燃发动机的增压空气的温度。为了调制增压空气温度，提供了电动水泵，并且该电动水泵响应于与相邻CAC被设置的温度传感器通信的调节单元。当温度传感器测量冷却剂的温度时，其将信号中继到调节单元以打开或关闭电动冷却剂泵。

发明内容

本文的发明人已认识到以上系统的各种问题。具体地，具有水冷却式CAC的前述增压空气冷却回路需要由电动或发动机驱动的冷却剂泵驱动的增压空气冷却回路。然而，这种构造需要附加回路和能量以驱动冷却剂泵。因而，增加了这种系统的复杂性、能量消耗和包装负担。结果，可存在制造成本上的提高和燃料经济性上的总体减少。

作为一种示例，上述问题可以通过用于基于涡轮增压器速度用单个冷却剂泵调整通过增压空气冷却器的冷却剂流量的方法来解决，其中所述单个冷却剂泵通过来自涡轮增压器的转动功率机械地驱动。用这种方式，单个冷却剂泵的操作由来自涡轮增压器的转动功率供以动力，并且单个冷却剂泵的操作由涡轮增压器的速度控制，从而减少发动机功率消耗并控制发动机的复杂性。

例如，冷却剂泵可以被机械地联接到将涡轮增压器压缩机联接到涡轮增压器涡轮的涡轮增压器的转轴并且因而由所述转轴驱动。这样，冷却剂泵通过涡轮增压器的速度供以动力，并且随着转轴速度的增加冷却剂泵的速度增加。冷却剂泵可以设置在包括增压空气冷却器(CAC)、低温散热器和恒温器阀的增压空气冷却回路中。随涡轮增压器速度的增加，通过CAC的冷却剂流量增加。进一步地，随涡轮增压器速度的增加，来自压缩机和到CAC的增压空气流量也增加。用这种方式，CAC可以给随涡轮增压器速度的增加而增加的增压空气流量提供所需的冷却。这样，在冷却剂泵被机械地联接到的涡轮增压器的转轴的旋转速度和由压缩机产生的受热增压空气之间存在正的线性关系。而且，冷却剂泵直接联接到涡轮增压器的转轴的系统消除对驱动增压空气冷却回路的附加电气系统(例如，电气、电池或发动机驱动的部件)的需要。因此，可以减少发动机控制的复杂性和功率消耗。

应当理解，提供以上概要以简化形式来介绍选择的在详细描述中进一步描述的概念。并不旨在识别要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由随附于详细描述的权利要求书唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实现。

附图说明

图1是包括增压空气冷却器、冷却剂泵和涡轮增压器的示例发动机示意图。

图2是联接到涡轮增压器的示例增压空气冷却回路的放大示意图。

图3是示出用于为冷却剂泵供以动力的示例方法的流程图。

图4是示出用于基于冷却剂泵的冷却剂载荷调整废气门的示例方法的流程图。

具体实施方式

以下描述涉及用于使用涡轮增压器的排气驱动的旋转给冷却剂泵供以动力以驱动冷却剂的方法和系统。在一种示例中，具有叶轮的冷却剂泵可操作地联接到从涡轮增压器的压缩机侧轴向延伸的转轴。随转轴响应于排气的流动而旋转，叶轮可同时旋转，从而为冷却剂泵供以动力以驱动冷却剂到回路(诸如增压空气冷却回路)中，而无需附加发动机驱动或电动的冷却剂泵或电源。因而，通过在发动机系统(诸如在图1中示出的发动机系统)中的CAC可以提供增压空气冷却。CAC可以是用由单个冷却剂泵泵送的内部循环冷却剂冷却增压空气的水至空气CAC。图2示出系统的实施例的另一示例，所述系统包括带有被联接到涡轮增压器的转轴的冷却剂泵的增压空气冷却回路，使得具有叶轮的冷却剂泵以基本上与涡轮相同的RPM旋转。图3示出用于使用图1和图2的系统驱动冷却剂流动的示例方法。图4示出用于基于对设置在围绕涡轮增压器的涡轮的旁路通道中的废气门阀的调整控制驱动冷却剂泵的功率量的示例方法。

图1示出在机动车辆中示意性示出的发动机系统100的示例实施例。发动机系统100可以被包括在诸如公路车辆的车辆以及其它类型交通工具中。虽然发动机系统100的示例应用将参考车辆进行描述，不过应该理解，可以使用各种类型的发动机和车辆推进系统，包括客车、卡车等。

在所描述的实施例中，发动机10是被联接到包括通过涡轮16驱动的压缩机14的涡轮增压器13的升压发动机。具体地，新鲜空气沿进气通道42经由空气净化器11引入到发动机10中并流向压缩机14。压缩机可以是合适的进气空气压缩机，诸如马达驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中，压缩机14被示为经由转轴19机械地联接到涡轮16的涡轮增压器压缩机，涡轮16通过使发动机排气膨胀来驱动。这样，压缩机14的速度可以基于涡轮16的速度。随涡轮16的速度增加，因而压缩机的速度也增加，以便可以提供更多升压到进气歧管22。在图1示出的实施例中，在进气歧管内增压空气的压力通过歧管空气压力(MAP)传感器124进行感测。由于流过压缩机能够加热压缩空气，所以提供下游CAC 18，以便升压进气增压空气在递送到发动机进气口之前能够被冷却。

在一种实施例中，提供增压空气冷却回路130，其包括具有叶轮和泵壳的冷却剂泵140，如图2所示(下面进一步描述)。冷却剂泵140机械地联接到涡轮增压器13的转轴19，如图2所示。在一种示例中，冷却剂泵140的叶轮被装配在涡轮16的一个或更多个减摩轴承和压缩机的一个或更多个减摩轴承之间(两者均未示出)的转轴19的位置处。在另一实施例中，在压缩机14的与涡轮16相反的侧面上在压缩机14近侧的转轴的下游端在轴向上通过一个或更多个适当的机构(诸如铸造或焊接)进行延伸(在图2中示出，下面进一步描述)。延伸部分的长度和宽度决定于与叶轮和其它冷却剂泵部件的尺寸和形状的兼容性。叶轮被装配在转轴的延伸部分上的一个位置处，并且可以被设置在压缩机14的一个或更多个减摩轴承和被安装在延伸部分的下游端处的一个或更多个减摩轴承之间(两者均未示出)。用这种方式，涡轮增压器13的转轴19充当驱动轮，并且可以安全地和有效地提供转动功率以驱动冷却剂泵140的叶轮。涡轮驱动的冷却剂泵可因此在高发动机速度期间提供通过增压空气冷却回路130的冷却剂的高压液压流动。进一步地，在一种实施例中，涡轮驱动的冷却剂泵可以仅通过来自涡轮增压器的转动功率而不通过任何附加发动机驱动或电力电源进行驱动。再进一步地，冷却剂泵140通过涡轮增压器速度而不通过附加发动机工况进行驱动。

在另一实施例中，冷却剂泵可以被整合到涡轮增压器13的轴承壳中和/或被整合到与涡轮16和压缩机14相同的转轴19上。因而，转轴19可包括一个或更多个叶轮和/或叶片，其可推进冷却剂通过腔体以使冷却剂泵能够在涡轮增压器涡轮壳体中起作用。

在一种示例中，较大排气流量进入到涡轮增压器中会要求来自压缩机的更多的增压空气冷却。由于较大空气流量导致涡轮和冷却剂泵同时增加RPM，所以可以通过涡轮驱动的冷却剂泵满足对更多的增压空气冷却的需要。所述另一种方式，随发动机速度增加并且给发动机提供增加的空气质量流量，经由CAC的增加的增压空气冷却可以是所需的。另外，随发动机速度增加，涡轮驱动的冷却剂泵的速度增加，从而给CAC提供增加的冷却剂流量，并且因而给流过CAC的增压空气提供增加的冷却。用这种方式，随发动机速度增加，CAC冷却也增加。在另一示例中，较小空气流量进入到涡轮增压器中导致对来自压缩机的增压空气的较少需求。因而，涡轮的较慢旋转将导致较小功率至涡轮驱动的冷却剂泵。用这种方式，经由冷却剂泵到涡轮增压器转轴的联接实现了增压空气的高效、有效和受控冷却。

冷却剂泵140可进一步包括泵壳，其中提供开口，通过该开口涡轮增压器13的转轴19可横贯并且可操作地联接到叶轮。另外，冷却剂泵140可包括轴向机械密封(未示出)。进一步地，不需要附加的发动机控制来响应于改变的空气质量流量、发动机速度和CAC冷却需要而调整冷却剂泵的操作。

在一种实施例中，压缩机和涡轮可以联接在双涡道涡轮增压器内。在另一种实施例中，涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT)，其中，涡轮几何形状作为发动机速度和其它工况的函数是灵活变化的。

另外，可以提供废气门142作为涡轮增压器13的一部分以转移围绕涡轮16的排气流，从而控制提供给发动机进气歧管22的升压量。具体地，废气门142被设置在围绕涡轮16的旁路通道中(例如，旁路通道入口联接到涡轮16上游的排气道并且旁路通道出口联接到涡轮16下游的排气道)。例如，打开废气门可减少升压压力。可以基于工况控制废气门阀以实现期望升压。在一些实施例中，基于通过在增压空气冷却回路130中的一个或更多个温度传感器(例如传感器134、传感器136和传感器214)测量的一个或更多个冷却剂温度调整废气门142，如图2-图4中所描述。在一些实施例中，驱动被联接的冷却剂泵所需的功率可引起废气门阀处于比传统的涡轮增压器更闭合的位置。这将使得能够实现较小的废气门机构，从而降低系统的成本和复杂性。

在一些实施例中，废气门142可以是多级废气门，诸如两级废气门，其具有被构造成能够控制升压压力的第一级和被构造成能够增加至排放物控制装置70的热通量的第二级。经由致动器144可以操作废气门142，所述致动器144例如可以是电动或气动致动器。例如当期望较低的升压压力时或当优选转轴具有较少的排气驱动的转动时，废气门142可以经由致动器(例如，致动器144)被控制器12控制以打开。在一种示例中，废气门可被调整以响应于在冷却剂泵上的冷却剂载荷而增加或减少冷却剂泵140的泵速(如下面参照图4的进一步描述)。

在一种示例中，致动器144是电磁阀，不过各种合适的装置可以用于驱动废气门。致动器144经由连杆(例如，圆柱杆)将驱动力传输到废气门142的阀，其可在完全闭合位置和完全打开位置之间转换，并且可安放在两者间的任何位置处。阀的位置可因而是连续可变的，并且可以经由被构造成能够将信号发送到发动机控制器(诸如控制器12)的位置传感器(未示出)被监测。因而，供应给发动机的升压量可以经由致动器144通过驱动废气门阀来控制，从而改变废气门阀的位置和到达进气歧管与涡轮16的气体量。具体地，在一种示例中，控制器12可以被构造成能够基于发动机工况(例如，发动机速度和/或发动机载荷)和/或在增压空气冷却回路中的一个或更多个冷却剂温度来打开和关闭废气门142。

如图1所示，压缩机14通过节流阀20联接到CAC 18。在替代性实施例中，节流阀20可以联接到CAC 18下游的发动机进气歧管22。在另一示例中，CAC 18也可以是可变容量的CAC。来自压缩机的热的增压空气(升压空气)进入CAC 18的入口，随其穿过CAC的内部冷却管而冷却，并且然后离开进入发动机进气歧管22。来自车辆外部的环境空气流可通过车辆前端进入发动机10并横穿CAC 18，以帮助冷却增压空气。

在图1示出的实施例中，CAC 18是水至空气交换器。这样，CAC 18包括一系列内部冷却管，其中水或另一种合适的冷却剂可流动通过以冷却经过冷却管的外部的增压空气。CAC 18的冷却管可以被连接到增压空气冷却回路130。CAC 18包括被构造成能够接收冷却剂的冷却剂入口和被构造成能够排出冷却剂的冷却剂出口(未示出)。

增压空气冷却回路130也包括低温散热器118和冷却管120。在一种实施例中，如图2所示，被包括在冷却回路130中的冷却剂泵140可操作地和机械地联接到转轴19。在该示例中，冷却剂泵140被定位在低温散热器118的上游。不过，已经想到其它布置。例如，低温散热器118可以被定位在冷却剂泵140的下游。

低温散热器118被构造成能够从CAC 18流出的温暖的冷却剂中移除热。用这种方式，热可以被从增压空气抽离到CAC 18中的冷却剂并从冷却剂抽离到低温散热器118中的环境空气。这使得能够实现减小被递送到汽缸31的增压空气的温度，从而增加空气充入密度并且因此增加发动机功率。这样，冷却剂泵140可从低温散热器118中泵送冷却的冷却剂、通过冷却剂管120并泵送到CAC 18。

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可感测进入CAC的增压空气的温度，而CAC出口温度传感器136可感测离开CAC的增压空气的温度。这样，CAC出口温度传感器136可以给出CAC出口温度或歧管增压空气温度的读数。控制器120可以使用来自这些传感器的数据来控制发动机系统的各种冷却元件，包括发动机冷却风扇92、冷却剂泵140、废气门142和格栅栅门114的开口。在一些实施例中，第二风扇可以被包括在直接联接到低温散热器118的发动机系统100中。增压空气冷却回路130也可以包括用于测量在CAC冷却剂入口处的冷却剂温度的温度传感器132。在另一些实施例中，如图2所示，一个或更多个温度传感器214可以被设置在冷却回路130中，诸如在低温散热器118下游和冷却剂泵140上游的位置处。

CAC冷却可以进一步用外部冷却元件调整。具体地，来自车辆外部的环境空气流116可以通过在车辆前段处的格栅112进入发动机10并穿过低温散热器118，以帮助冷却穿过CAC 18的冷却剂。因而，增加横穿低温散热器118的环境空气流116可进一步影响冷却剂温度，从而改变CAC 18的效率和冷却能力。例如，增加横穿低温散热器118的环境空气流116可增加低温散热器冷却效率，从而降低冷却剂温度。控制器可调整格栅栅门114的位置以露出或覆盖格栅112，从而分别增加或减少进入发动机中的环境空气流116。此类环境空气流116可以然后被散热器80、发动机冷却风扇92和低温散热器118利用以保持冷却剂、发动机和/或变速器冷却。可以调整发动机冷却风扇92以进一步增加或减少到发动机部件的空气流。

在替代性示例中，压缩机旁通阀(未示出)可以被串联联接在压缩机14的入口和出口之间。压缩机旁通阀可以是常闭阀，其被构造成能够在选定工况下打开以释放过量升压并通过在引入系统中再循环空气来提供通过压缩机的增加的质量流量。例如，压缩机旁通阀可以在降低发动机速度以避免压缩机喘振的状况下被打开。

进气歧管22通过一系列进气门(未示出)被联接到一系列燃烧室31。燃烧室进一步经由一系列排气门(未示出)被联接到排气歧管36。在描述的实施例中，示出单个排气歧管36。不过，在另一些实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管区段。具有多个排气歧管区段的构造可使得来自不同燃烧室的流出物能够被引导到在发动机系统中的不同位置。所示出的通用排气氧(UEGO)传感器126被联接到涡轮16上游的排气歧管36。替代性地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。

如图1所示，来自所述一个或更多个排气歧管区段的排气被引导到涡轮16以驱动涡轮的转动。当期望降低涡轮扭矩时，可以引导一些排气不是通过上述废气门142，而是绕过涡轮16。来自涡轮和废气门的组合流然后流过排放物控制装置70。通常，一个或更多个排放物控制装置70可包括一个或更多个排气后处理催化剂，其被构造成能够催化地处理排气流并且从而减少在排气流中的一种或更多种物质的量。

来自排放物控制装置70的经处理排气中的所有或一部分可以经由排气导管35被释放到大气。不过，根据工况，一些排气可以不被转向到EGR通道51，而是通过EGR冷却器50和EGR阀52被转向到压缩机14的入口。以这种方式，压缩机被构造成能够接纳来自涡轮16的下游或涡轮16的上游放出的排气。可以打开EGR阀来接纳受控量的被冷却排气到压缩机入口以用于期望的燃烧和排放物控制性能。用这种方式，如果从涡轮的上游去掉，那么发动机系统100适于提供外部低压(LP)EGR或高压(HP)EGR。除在发动机系统100中相对较长的EGR流动路径之外，压缩机的转动还提供到进气空气充气中的排气的均质化。进一步地，EGR去掉(EGR take-off)和混合点的配置提供排气的有效冷却以用于增加可用的EGR质量并改善性能。

机动车辆102进一步包括冷却系统104，其使冷却剂循环通过内燃发动机10以吸收废热，并且分别经由冷却剂管线82和冷却剂管线84将受热冷却剂分布到散热器80和/或加热器芯90。具体地，图1示出冷却系统104，其被联接到发动机10并且经由发动机驱动的水泵86使发动机冷却剂从发动机10循环到散热器80，并经由冷却剂管线82返回到发动机10。发动机驱动的水泵86可以经由前端辅助驱动(FEAD)88被联接到发动机，并且经由皮带、链条等与发动机速度成比例地转动。具体地，发动机驱动的水泵86使冷却剂循环通过在发动机缸体、缸盖等中的通道以吸收发动机热，所述热然后经由散热器80传递到环境空气。在发动机驱动的水泵86是离心泵的示例中，所产生的压力(和所得流量)可以与曲柄轴速度成比例，其在图1的示例中直接与发动机速度成比例。在另一示例中，可以使用能够独立于发动机转动被调整的马达控制的泵。冷却剂的温度可以通过位于冷却剂管线82中的恒温器阀38进行调节，所述恒温器阀38可以保持关闭直到冷却剂到达阈值温度。

发动机系统100可以包括用于朝CAC 18引导冷却气流的发动机冷却风扇92、发动机冷却系统104或其它发动机系统部件。发动机冷却风扇可以被联接到散热器80，以便当车辆102正慢慢运动或者停止同时发动机正运行时维持气流通过散热器80。风扇转动速度或方向可以通过控制器12来控制。在一种示例中，发动机冷却风扇也可以朝CAC 18引导冷却气流。替代性地，发动机冷却风扇92可以被联接到被发动机曲轴驱动的发动机辅助驱动系统。在另一些实施例中，发动机冷却风扇92可作为专用CAC风扇。在该实施例中，电风扇可以被联接到CAC或被放置在直接朝CAC引导气流的位置。在另一实施例中，可存在两台或更多台电风扇。例如，一个可以被联接到散热器(如图所示)用于发动机冷却，而另一个可以被联接在直接朝CAC引导冷却空气的任意位置。在该示例中，所述两台或更多台电风扇可以被单独控制(例如，处于不同转动速度)以给它们各自的部件提供冷却。

发动机冷却剂可以流动通过冷却剂管线82(如上所述)和/或通过冷却剂管线84到达加热器芯90，其中热可以被传递到车厢106，并且冷却剂流回到发动机10。在一些示例中，发动机驱动的水泵86可操作以使冷却剂循环通过冷却剂管线82和冷却剂管线84两者。

图1进一步示出控制系统28。控制系统28可以被通信地联接到发动机系统100的各种部件以执行本文所述的控制程序和动作。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可以是微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)、输入/输出端口(I/O)、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(RAM)、保活存储器(KAM)和数据总线。如所述，控制器12可从多个传感器30接收输入，这可以包括用户输入和/或传感器(诸如冷却剂温度、变速器齿轮位置、气动踏板输入、制动器输入、变速器选择器位置、车速、发动机速度、通过发动机的质量空气流量、升压压力、环境温度、环境湿度、进气空气温度、风扇速度等)、冷却系统传感器(诸如冷却剂温度、风扇速度、车厢温度、环境湿度等)、CAC18传感器(诸如CAC入口空气的温度和压力、CAC出口空气的温度和压力等)、冷却剂泵的速度以及其它。控制器也可将多个控制信号发送到各种发动机致动器32，以便基于从传感器30接收的信号调整发动机操作。例如，致动器32可包括用于调整废气门142的位置的致动器144和用于调整节流阀20的位置、调整发动机冷却风扇92的操作等的各种其它致动器。

图2示出图1的发动机系统的一部分的另一示例实施例，其包括涡轮增压器13和增压空气冷却回路130，所述增压空气冷却回路130包括冷却剂泵140、CAC 18、低温散热器118、恒温器阀212以及设置在恒温器阀214处或附近以用于测量穿过其中的冷却剂的一个或更多个温度的至少一个温度传感器214。例如，温度传感器214可以被包括作为恒温器阀214的一部分。

在一种实施例中，冷却剂泵140包括叶轮204，其中叶轮204可操作地联接到在涡轮16方向的对向上从压缩机14轴向延伸的转轴19的延伸部分202。换言之，转轴19的延伸部分202从压缩机14向外延伸且在轴向方向上远离涡轮16延伸。在该示例中，一个或更多个附加轴承可以在远离压缩机206的距离处被安装在转轴的延伸部分202的远端，其中叶轮204被设置在其间。附加轴承降低了在泵和轴之间的摩擦应力，并且为冷却剂泵140提供支撑和安全。

在另一示例中，叶轮204可以被可操作地联接在涡轮16的第一组轴承和压缩机14的第二组轴承之间的转轴19上，以使得冷却剂泵140大体位于靠近转轴19的中心、在压缩机14和涡轮16之间。涡轮的轴承壳可以包括适于使得旋转叶片能够泵送冷却剂的通道。在另一示例中，没有安装叶轮。而是，多个齿轮(未示出)可以被构造成将转轴的功率传递到外部冷却剂泵。在一种实施例中，在转轴19和冷却剂泵140上的一对或更多对齿轮的互锁和互补齿被构造成随涡轮16从排气流转动而在相反方向上一起转动。用这种方式，一对或更多对齿轮可提供力以驱动冷却剂通过增压空气冷却回路130。在替代性实施例中，包括链条、皮带和齿轮驱动轴的多个驱动机构可以被构造成提供力以驱动冷却剂通过增压空气冷却回路130。

在另一实施例中，冷却剂泵140的叶轮204基本上被泵壳208包封。泵壳208在围绕叶轮204的外圆周一定距离处形成泵送室206。冷却剂泵140也可包括用于不局限于泵送室206中的冷却剂的储存室(未示出)以及连接泵送室206和储存室的导管(未示出)。在叶轮204的外圆周上的多个叶片随轴19转动在泵送室内产生离心力和多个涡流而将冷却剂从泵壳208推出到增压空气冷却回路130中。

如上所述，随涡轮16转动，为经由叶轮204联接到涡轮的转轴19的冷却剂泵140供以动力以驱动在增压空气冷却回路130中冷却剂的流动。冷却回路130包含多个冷却剂管120，其中冷却剂从冷却剂泵140行进到第一冷却剂环路250和/或第二冷却剂环路260中。

第一冷却剂环路250包括冷却剂从冷却剂泵140到CAC 18并且然后到低温散热器118的顺序运动。然后冷却剂可以或可以不被引导通过恒温器阀212回到冷却剂泵140。具体地，在CAC 18中，热被从增压空气210传递到冷却剂，诸如水或另一种适当的溶剂。冷却剂然后向下游行进到低温散热器118，其中在冷却剂中的热从冷却剂传递到环境空气。在一种示例中，低温散热器118可以额外具有通过风扇(未示出)朝其引导的环境空气以获得增加的热传递速率。

冷却剂可前进到恒温器阀212(如果提供的话)，借此如果满足阈值冷却剂温度，那么恒温器阀212可以被打开以允许冷却剂流过。在本文中，为了允许冷却剂流过第一冷却剂环路250的恒温器阀212的打开位置是指第一阀位置。如果冷却剂温度处于或高于阈值冷却剂温度，那么冷却剂可返回到冷却剂泵140。值得注意的是，如果恒温器阀212在第一阀位置中，那么恒温器阀212可以被构造成能够向馈送到恒温器阀212中的其它冷却剂管线闭合，诸如下面描述的旁路管线230。

而且，因为第一冷却剂环路250包括多个部件，即CAC 18包括多个内部冷却管和低温散热器118，所以流过其中的冷却剂经受较高水平的阻力。因此，随冷却剂回到在第一冷却剂环路250中的冷却剂泵140，由于较高的冷却剂流动阻力的原因，冷却剂泵140经受较大的背压。结果，与穿过具有较少电阻部件的第二冷却剂环路260的冷却剂相比，当冷却剂穿过第一冷却剂环路250时，在冷却剂泵上存在较高的冷却剂载荷。用这种方式，较高的冷却剂载荷可需求更多转动功率以驱动冷却剂泵，并且因而，可以期望较大的涡轮扭矩。

在第一冷却剂环路250中的增压空气210的冷却允许被冷却的高密度增压空气被引导到发动机10的进气歧管22，使得燃烧效率被有效地增加。由于增加的涡轮速度，在冷却回路130中的冷却剂的增加的流量允许较高流入量的增压空气210更迅速和有效地被冷却。

类似于第一冷却剂环路250，第二冷却剂环路260可包括来自冷却剂泵140的冷却剂的顺序运动。然而，代替进入CAC 18的入口，冷却剂进入绕过CAC 18和低温散热器118的旁路管线230。旁路管线230将冷却剂馈送到恒温器阀212，借此如果冷却剂温度低于阈值冷却剂温度，那么恒温器阀212可以被构造成允许冷却剂流过旁路管线230并流向冷却剂泵140。在本文中，为了允许冷却剂流过第二冷却剂环路260的恒温器阀212的打开位置是指第二阀位置。如果恒温器阀212在第二阀位置，那么恒温器阀212可以被构造成向馈送到恒温器阀212中的其它冷却剂管线闭合，诸如从低温散热器118联接到在第一冷却剂环路250中的恒温器阀212的冷却剂管120。因此，如果冷却剂温度低于阈值冷却剂温度，那么冷却剂从旁路管线230流回到冷却剂泵140。

此外，因为与第一冷却剂环路250相比第二冷却剂环路260包括较少的部件(即，冷却剂不穿过CAC或低温散热器)，那么由此流过的冷却剂经受较低的流动阻力。随冷却剂回到在第二冷却剂环路260中的冷却剂泵140，在冷却剂泵140上存在较小的背压和阻力，从而导致与当恒温器阀212在第一位置并且冷却剂流过第一冷却剂环路250时相比在冷却剂泵上具有较低的冷却剂载荷。低冷却剂载荷可需求较少转动功率以驱动冷却剂泵，并且因而，可以期望较小的涡轮扭矩。

换言之，与当冷却剂流过第二冷却剂环路260时相比，冷却剂流过第一冷却剂环路250可导致在冷却剂泵140上增加的冷却剂载荷。因此，当冷却剂温度大于阈值冷却剂温度时，则恒温器阀212可以是在第一阀位置。在该具体示例中，冷却剂泵140可需要来自涡轮的附加功率以驱动冷却剂泵140从而递送必要的冷却剂流至CAC 18。另一方面，当冷却剂温度小于阈值冷却剂温度时，恒温器阀212在第二阀位置，并且冷却剂泵140可需要来自涡轮的较少功率以递送必要的冷却剂流至CAC 18。具体地，在恒温器阀212的第一位置和第二位置之间的转换(并且因而在冷却剂流过第一冷却剂环路250和第二冷却剂环路260之间的转换)可导致在冷却剂泵上冷却剂载荷方面的改变。在该转换期间，由于改变冷却剂载荷可存在通过冷却剂泵140输出的泵送功率上的滞后，从而导致冷却剂流量方面的改变。因而，在一种示例中，控制器可调整废气门以调整涡轮增压器速度，以便给冷却剂泵140提供更多或更少的转动功率，并且补偿改变冷却剂载荷，如下面参考图4的进一步描述。

在一种实施例中，在恒温器阀212的上游且与其相邻或在其下游且与其相邻处还提供至少一个温度传感器214。在另一些示例中，温度传感器214可以被设置在冷却剂泵140的上游且与其相邻。温度传感器214可以是热电偶、热敏电阻或任何其它温度感测装置。在另一实施例中，温度传感器214可以被整合在恒温器阀212内。同样地，恒温器阀212可基于相对于恒温器阀212的温度设定点(例如，阈值冷却剂温度)的测量的冷却剂温度而自动调整，无需来自控制器的输入。在一种实施例中，温度传感器214测量来自低温散热器118的冷却剂温度。替代性地，传感器214可测量在旁路管线230中的冷却剂温度。温度传感器214被构造成发送要被控制器12(在图1中所示的)存储且检索的温度测量。因此，控制器12可使用来自温度传感器214的数据以控制发动机系统的各种元件，诸如废气门142(在图1中所示的)的打开和闭合。当温度传感器214从第二位置转换到第一位置时，基于来自温度传感器214的一个或更多个温度测量对废气门142的调整可补偿在冷却剂泵效率上的滞后，或者反之亦然。

在替代性实施例中，没有提供温度传感器。而是，一个或更多个压力传感器和/或流量传感器可以被设置在恒温器阀212的下游且与其相邻的位置处，以便感测冷却剂的流动。类似于温度传感器214，这些附加和/或替代性传感器可以与控制器12通信，以便来自压力传感器和/或流量传感器的测量可以提供预测性信息来调整一个或更多个发动机参数，诸如废气门142(在图1中所示的)的打开或闭合。

用这种方式，在图2中示出的系统允许通过CAC冷却回路130的冷却剂流量由涡轮驱动的冷却剂泵140进行驱动。例如，涡轮驱动的冷却剂泵140可以由涡轮增压器转轴19的转动功率进行驱动。在一种示例中，冷却剂泵140可以由被定位在压缩机14和涡轮16之间的转轴19直接驱动。在另一示例中，冷却剂泵140可以由从压缩机轴向向外并远离涡轮延伸的转轴19的延伸部分202进行驱动。因而，冷却剂泵140的叶轮204或替代性机械部件(诸如一对或更多对互补齿轮)可以被直接联接到转轴19或转轴19的延伸部分202，以便将来自转轴19的转动功率传递到冷却剂泵140。这样，冷却剂泵的速度直接相关于涡轮增压器13的转轴19的速度，并且因而直接相关于发动机的速度(例如，RPM)。因而，如下面的进一步所述，随发动机速度增加，冷却剂泵速度增加(无需通过控制器致动)，从而给流过CAC 18的增压空气提供增加的冷却。

现在转向图3，公开了驱动在增压空气冷却回路(诸如在图1-图2中示出的增压空气冷却回路)中的冷却剂的示例方法。在一种示例中，图3的方法可以自动地被执行，而无需通过在图1-图2中呈现的系统部件的发动机控制器(诸如图1中示出的控制器12)的介入。因而，图3的方法可以下面继续参考图2进行描述。在程序300中开始时，恒温器阀212可以在第一位置，并且因而冷却剂可流过第一冷却剂环路250，如上所述。

程序300在302处开始，即使用从排气歧管(例如，在图1-图2中示出的排气歧管36)流出并通过涡轮的排气驱动涡轮(例如，图1-图2的涡轮16)的转动。在一种示例中，在第一条件期间，其中发动机速度和/或载荷在较高水平，比当发动机速度和/或载荷在较低水平时更大量的排气进入涡轮增压器的涡轮，从而产生增加的涡轮扭矩和能量以驱动压缩机14和冷却剂泵140。结果，在304处，通过涡轮增压器的转轴19的转动驱动冷却剂泵140。如上面参考图2的描述，冷却剂泵的机械部件(诸如叶轮204)被机械地联接到涡轮增压器的转轴19。这样，转轴19的转动被传递到冷却剂泵的机械部件，从而驱动冷却剂泵的转动。例如，被可操作地联接到转轴19的叶轮204可产生大量的力以便使得冷却剂在增压空气冷却回路130中循环。

在306处，程序包括用冷却剂泵140泵送冷却剂通过增压空气冷却回路130。如上所述，冷却剂泵的速度通过转轴19的转动来控制，并且因而随着发动机速度的增加而增加。通过在增压空气冷却回路130中的冷却剂泵140泵送的冷却剂从冷却剂泵140向下游行进到CAC 18。流过CAC 18的内部冷却管的冷却剂可将热从流过CAC的增压空气传递走并传递到冷却剂中。用这种方式，程序在308处包括将热从增压空气传递到在CAC 18中的CAC冷却剂。这样，冷却剂可从由压缩机14生成的增压空气吸收热。在通过冷却剂将增压空气(例如，在图2中示出的增压空气210)充分冷却后，增压空气被引导到进气歧管22。因而，被递送到汽缸31的增压空气的温度在CAC处降低，从而增加发动机功率。

在另一示例中，在第二条件(诸如降低的发动机速度和/或载荷)期间，较少的排气会进入涡轮增压器。因此，存在降低的涡轮扭矩，从而既减少增压空气生成又降低驱动冷却剂泵的功率。因而，较少的冷却剂行进到CAC 18。

用这种方式，在源自压缩机的增压空气的量和通过CAC的所述增压空气的冷却量之间存在正比关系。因此，增压空气的给定量的期望冷却可以被涡轮增压器驱动的冷却剂泵140满足，而不是通过电动或附加的发动机驱动的冷却剂泵。

从308出发，程序在310处包括传递来自在增压空气冷却回路130中的低温散热器(例如，在图1-图2中示出的低温散热器118)中的冷却剂的热。例如，来自CAC 18的较热冷却剂可以在增压空气冷却回路130中向下游行进以便被低温散热器118接收。在一种示例中，来自冷却剂的热被传递到流过低温散热器118的作为传热流体的环境空气。低温散热器118可以经由恒温器阀212被流体地联接回到冷却回路的冷却剂泵140。

如上面参考图2所述，恒温器阀212用于控制冷却剂在第一冷却剂环路250或第二冷却剂环路260中流动回到冷却剂泵140。在一种实施例中，如果满足阈值冷却剂温度(例如，恒温器阀212的设定点温度)，那么恒温器阀212可以被构造成允许冷却剂流过第一冷却剂环路250。在312处，如果冷却剂温度被确认为大于在恒温器阀212处的阈值冷却剂温度，那么阀在314处可以保持在第一位置以允许冷却剂流过第一冷却剂环路250(称为第一阀位置)。用这种方式，当冷却剂温度处于或高于温度阈值时，那么在第一冷却剂环路250中的冷却剂可返回到冷却剂泵140以便再次被向下游泵送到CAC 18和低温散热器118。

在另一实施例中，如果在312处冷却剂温度被确认为小于在恒温器阀212处的阈值冷却剂温度，那么恒温器阀212在316处被调整到第二位置以允许冷却剂流过第二冷却剂环路260(称为第二阀位置)。因此，如果冷却剂温度低于阈值冷却剂温度，那么经由第二冷却剂环路260来自旁路管线230的冷却剂可流回到冷却剂泵140。

应当理解，当恒温器阀212在第一阀位置中时，冷却剂可流过第一冷却剂环路250但不流过第二冷却剂环路260的旁路管线230。当恒温器阀212在第二阀位置中时，冷却剂可流过第二冷却剂环路260但不流过第一冷却剂环路250的CAC 18和低温散热器118。用这种方式，冷却剂流量可以在需求不同量冷却剂冷却的各种条件下被控制。

在一些实施例中，一个或更多个温度传感器，例如温度传感器214，被设置在恒温器阀212处或附近，以便确定流过其中的冷却剂温度。一个或更多个温度传感器可向控制器12提供测量值，所述控制器可进而使用温度数据来预测在冷却剂泵上的冷却剂载荷并且控制对废气门的调整，如下面的图4中所述。在另一些实施例中，CAC入口温度传感器134和CAC出口温度传感器136可以被用来代替或补充在程序300中的温度传感器214和/或用于调整废气门。

总之，程序300允许冷却剂流量基于涡轮增压器涡轮的转动速度并因而基于调节产生的热增压空气的量产生更一致和成比例的调节。在发动机速度(并且因而涡轮增压器速度)和到发动机的增压空气流量之间的准线性关系允许控制增压空气的温度。例如，随涡轮增压器速度增加，到发动机的增压空气流量的增加需要增加冷却。然而，冷却剂泵的速度也随着发动机速度的增加而增加，从而提供适度的增压空气冷却。进一步地，通过仅由涡轮增压器驱动而不是由任何附加电动或发动机驱动的泵驱动的冷却剂泵可以提供冷却剂流量，从而减少发动机的功率消耗。更进一步地，通过用由涡轮增压器提供的扭矩自动调整通过增压空气冷却回路的冷却剂流量，发动机控制的复杂性降低。换言之，用涡轮增压器的转动代替控制器调整的致动器来驱动冷却剂泵，发动机控制的复杂性降低，同时基于发动机速度提供适度的增压空气冷却。

现在参考图4，用于响应于冷却剂温度转换高于或低于阈值温度以及恒温器阀在第一位置和第二位置之间改变位置中的一个或更多个，调整设置在围绕涡轮增压器的涡轮的旁路通道中的废气门的示例方法，如上所述。由于废气门控制通过涡轮的排气的流动，所以废气门的打开和闭合的调节允许控制被提供给冷却剂泵的功率(例如，转动功率)。换言之，废气门的位置(或开口的量)可调整从发动机流出和流向涡轮的排气的量，从而改变由涡轮生成并穿过涡轮增压器轴(例如，在图1-图2中示出的转轴19)的转动速度和轴功率。因而，对废气门的调整可增加或降低涡轮扭矩、转轴19的旋转以及因此被供应到冷却剂泵140的驱动力。

在一种示例中，废气门的位置可以至少部分地基于在冷却剂泵140上的冷却剂载荷。在冷却剂泵140上的冷却剂载荷可以基于恒温器阀212是处于第一位置(即，打开以允许冷却剂流过第一冷却剂环路250)还是第二位置(即，打开以允许冷却剂流过第二冷却剂环路260)而改变。例如，当恒温器阀212在第一位置时，阀212向低温散热器118打开而向旁路管线230闭合。结果，在冷却剂泵上的冷却剂载荷可以比当恒温器阀212向旁路管线230打开而向低温散热器118闭合时较高。

当由于恒温器阀212从第二阀位置转换到第一阀位置而造成冷却剂泵载荷变得较高时，会需要转动功率的增加，以便驱动冷却剂泵并且提供所需的冷却剂泵速度。当恒温器阀212在上述两个位置之间转换时，在为了驱动冷却剂泵所需的涡轮增压器转动功率方面的滞后可导致直到涡轮增压器和/或冷却剂泵可补偿的改变。因而，在恒温器阀212位置方面的改变(或预期改变)可以用于预测在冷却剂泵载荷方面的改变，并且因而确定对涡轮增压器速度的期望调整。作为一种示例，控制器(诸如在图1中所示的控制器12)可调整废气门的位置，以便调整涡轮增压器轴的转动速度，并且因而调整供应给冷却剂泵的转动功率。

一种评估冷却剂泵上游的恒温器阀212是否正在改变位置(或将改变位置)的方法是通过由一个或更多个温度传感器(诸如温度传感器214)测量在恒温器阀212处的冷却剂的至少一个温度。如在图2-图3中所讨论，当冷却剂温度处于或高于阈值冷却剂温度时，恒温器阀212可转换到准许冷却剂流过第一冷却剂环路250的第一位置。替代性地，当冷却剂温度低于阈值冷却剂温度时，恒温器阀212可移动到允许冷却剂流过第二冷却剂环路260的第二位置。因此，使用至少一个温度传感器214测量处于或相邻于阀212的冷却剂温度可预测恒温器阀212什么时候可改变位置。用这种方式，在恒温器阀214处测量的至少一个温度可提供在冷却剂泵上的冷却剂载荷的估计并且因而对涡轮扭矩的量的估计，其可以经由改变为在废气门142上的阀位置而可由控制器12调整，这是充分循环在冷却剂泵140上的冷却剂载荷中的预测增加或减小所需的。

换言之，如果恒温器阀212向第一冷却剂环路250打开，那么由于冷却剂作为流过CAC 18的内部冷却管和低温散热器118的结果可具有增加的阻力，所以在冷却剂泵上存在冷却剂载荷方面的增加。为此，流入到涡轮中的排气增加对于驱动机械地联接到冷却剂泵140的涡轮增压器13的转轴19是所需的。

相反，如果恒温器阀212向第二冷却剂环路260打开，那么在冷却剂泵140上可存在较低的冷却剂载荷，并且因而需要较少的转动功率被供应到冷却剂泵140。为了给冷却剂泵提供更多或更少的功率，一种可能方法是通过对废气门阀调整。由于废气门位置调节到涡轮的排气的量，所以废气门142的阀的部分或完全打开或闭合可影响驱动冷却剂泵的转动功率。在本文中，可以发起程序400以响应于在恒温器阀212处冷却剂的一个或更多个温度来控制废气门。替代性地或除此之外，废气门的位置可以响应于如从阀位置传感器和/或来自控制器的命令所确定的恒温器阀212的位置的改变而被控制。此外，可以通过车辆的控制器(诸如控制器12)执行程序400，所述控制器可检索来自一个或更多个传感器(诸如温度和位置传感器)的数据并且递送命令到废气门142。

程序400在402处通过估计和/或测量发动机工况而开始。发动机工况可包括发动机速度和发动机载荷、环境温度和湿度、空气质量流量、冷却剂泵速度、格栅栅门位置、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机罩下温度)等。在另一些实施例中，条件可以用传感器(诸如传感器24、传感器124、传感器126、传感器132、传感器134、传感器136和传感器214)直接测量，如在图1-图2中所示。经评估的条件可包括冷却剂温度、发动机油温度、空气质量流量(MAF)、歧管压力(MAP)、升压(例如，来自传感器123的BOOST压力)、节气门入口压力(TIP)、发动机速度、空转速度、大气压力、驾驶员要求扭矩(例如，来自踏板位置传感器)、空气温度、车速等。

在404处，通过设置在恒温器阀212上游和/或下游的温度传感器214测量一个或更多个温度读数。在另一些实施例中，可以提供附加和/或替代性传感器，如图3所述。例如，流量传感器可以被安装在恒温器阀的下游以感测冷却剂泵上游的冷却剂的流量。在另一示例中，转动传感器可以被设置在叶轮204和/或转轴19上，以便测量由于来自排气歧管的排气流动的结果所导致的由涡轮16表现出的扭矩量。更进一步地，方法在404处可包括基于来自恒温器阀212的位置传感器的反馈确定恒温器阀212的位置。

在从一个或更多个传感器获得测量后，在406处，那么可以通过控制器12确定恒温器阀212是否从第二阀位置改变为第一阀位置。换言之，评估恒温器阀212是否从允许冷却剂在第二冷却剂环路260中流动的位置转换到允许冷却剂在第一冷却剂环路250中流动的位置。该确定可以基本上基于通过一个或更多个温度传感器提供的冷却剂温度的一个或更多个测量(在404处所测量的)。如上所述，当冷却剂处于或高于预先确定的阈值冷却剂温度时，恒温器阀212在第一阀位置中，而当冷却剂低于相同的预先确定的阈值冷却剂温度时，恒温器阀212在第二阀位置中。在替代性实施例中，恒温器阀可以是电子成比例流量控制阀。这样，响应于由电子成比例流量控制恒温器阀发送的一个或更多个温度和/或位置信号，控制器12可确定阀位置(例如，第一、第二和/或一个或更多个中间位置)。

具体地，在一种示例中，可以确定冷却剂是否在阈值冷却剂温度处，在所述阈值冷却剂温度处蜡致动恒温器阀(诸如恒温器阀212)从第二阀位置转换到第一阀位置。在该示例中，阈值冷却剂温度可以为80℃。因而，如果通过温度传感器214感测的一个或更多个冷却剂温度被测量为处于或接近80℃，那么恒温器阀214可以从第二阀位置转换到第一阀位置。在另一示例中，阈值冷却剂温度可以不同于80℃。

在另一示例中，如果通过温度传感器214测量的冷却剂温度中的一个或更多个在阈值冷却剂温度的窄温度范围内(例如，超出阈值冷却剂温度5℃)并且也不断地增加，那么程序可预测恒温器阀212可以在第二阀位置和第一阀位置之间转换，反之亦然。换言之，控制器12通过由在恒温器阀212处的温度传感器214测量冷却剂温度，可确定冷却剂温度是否增加到并超过阈值冷却剂温度。

如果在406处由控制器12确认冷却剂温度增加，那么恒温器阀214可以从第二阀位置转换到第一阀位置。由于恒温器阀212的第一阀位置允许流过第一冷却剂环路250，那么在冷却剂泵140上的下游冷却剂载荷在阀位置转换之后可增加，如以上在图2-图3中所讨论。

在另一示例中，方法在406处可包括基于来自恒温器阀212的位置传感器的反馈确定恒温器阀212是否正从第二位置移动到第一位置。因而，如果位置传感器探测到改变或阀的改变位置，那么方法可以继续到408。

因而，在408处，指出在冷却剂泵上的冷却剂载荷可以增加。在冷却剂泵140上较高的冷却剂载荷可需要增加的涡轮扭矩以由冷却剂泵驱动更多抗性冷却剂流量并通过CAC。因此，经由控制器12，程序400在410处可递送一个或更多个信号到废气门142的致动器144，以减小废气门的开口。在一种示例中，废气门可以完全闭合。在另一示例中，废气门可以部分闭合。因此，几乎没有源自排气歧管的排气被转移背离涡轮增压器，并且因而可以之后被用于增强排气流以转动地驱动涡轮16、转轴19和冷却剂泵140。

另一方面，如果控制器12没有确认恒温器阀212从第二阀位置改变为第一阀位置，实际上，可以在412处确认恒温器阀212是否正从第一阀位置改变为第二阀位置。因此，如果来自冷却剂温度传感器中的一个或更多个的一个或更多个测量小于阈值冷却剂温度或在低于阈值冷却剂温度的窄温度范围内且/或不断地降低，那么可以由控制器12确定恒温器阀212正从第一阀位置转换为第二阀位置。替代性地，来自恒温器阀位置传感器的反馈可确定恒温器阀212是否正从第一阀位置转换为第二阀位置。

如果确认恒温器阀212正从第一位置向第二位置改变位置，在414处，可以由于第二冷却剂环路260具有比第一冷却剂环路250较少的冷却剂流动阻力，预测在冷却剂泵上的冷却剂载荷将减少。因此，可以需要减少涡轮扭矩来递送所需的冷却剂流量。在416处，控制器12可因而经由致动器144增大废气门142的开口以达到或接近打开位置。结果，排气可以被转移背离涡轮以便将在排气污染控制装置70中处理。

如果在412处恒温器阀212没有正从第一阀位置改变为第二阀位置，那么在418处废气门142不被调整，并且可以提示没有信号到致动器144。

总之，测量在恒温器阀212处或附近的位置的冷却剂的至少一个温度可以预测在冷却剂泵140上的冷却剂载荷。为了补偿冷却剂载荷的改变，对废气门142的废气门阀的位置的调整可以被用于允许适当量的排气流向涡轮，以便减少所需涡轮增压器转动功率的上述滞后以驱动冷却剂泵。因而，恒温器阀212的位置的改变(或预期改变)可以被用于预测冷却剂泵载荷的改变，并且因而确定对涡轮增压器速度的期望调整。

另外，在另一些实施例中，在冷却剂泵140上的预期冷却剂载荷也可考虑到在402处测量的可有助于进入涡轮增压器的排气量和由压缩机生成的增压空气量的改变的各种发动机工况。例如，高发动机速度和载荷可转化成涡轮转动的较高速率，并且因此生成增加量的增压空气。因此，在冷却剂泵上的估计载荷也可以是高的，并且可以发信号给致动器144以闭合废气门142。应当理解，发动机工况和/或一个或更多个传感器的测量和估计单独或组合地可以用于估计冷却剂载荷，并且因而估计废气门阀的致动。

可操作地将冷却剂泵联接到涡轮增压器使得可以随着涡轮增压器的涡轮转动而控制能量的技术效果具有控制增压空气温度的能力，且同时降低下游冷却回路的能量消耗并且因此增加燃料效率。通过将冷却剂泵的叶轮或适于传递转动功率的冷却剂泵的替代性机械部件联接到涡轮增压器的转轴，冷却剂泵可充分满足增压空气的冷却需求。具体地，因为流过发动机排气通道到涡轮增压器涡轮为涡轮增压器压缩机和冷却剂泵两者都供以动力的膨胀废气，对通过在热增压空气量方面的增加的冷却的需求可以通过在驱动在增压空气冷却环路中的冷却剂泵的功率方面同时增加来满足。此外，响应于改变冷却剂泵的冷却剂载荷对废气门的调整允许计量涡轮增压器轴的所需转动速度从而为冷却剂泵供以动力以给增压空气冷却提供所需冷却剂流量的预测性响应。用这种方式，可以更迅速和有效地冷却增压空气，无需具有复杂控制部件的附加的电或发动机驱动冷却剂泵。

因而，在一种示例中，本文所述的方法提供用于基于涡轮增压器速度用单个冷却剂泵调整通过增压空气冷却器的冷却剂流量。单个冷却剂泵通过来自涡轮增压器的转动功率被机械地驱动。单个冷却剂泵可以是通过来自涡轮增压器的转动功率驱动的唯一的冷却剂泵，并且在一个示例中可以是联接到涡轮增压器轴的唯一的泵，以及在整个发动机冷却剂回路中泵送冷却剂的唯一的冷却剂泵。在一种示例中，方法可包括随涡轮增压器速度增加而增加到增压空气冷却器的冷却剂流量，以及随涡轮增压器速度减小而较小到增压空气冷却器的冷却剂流量。在另一示例中，方法可提供用于随涡轮增压器速度的增加而增加来自增压空气冷却器上游的涡轮增压器的压缩机的增压空气流量，并且随涡轮增压器速度的减小而减小来自该压缩机的增压空气流量，其中压缩机定位在增压空气冷却器的上游。

在一种实施例中，方法还包括驱动单个冷却剂泵的叶轮以用涡轮增压器的转轴泵送冷却剂通过增压空气冷却回路到增压空气冷却器。在该示例中，叶轮可以可操作地联接到转轴。更进一步地，在另一实施例中，具有第一位置和第二位置的恒温器阀被设置在增压空气冷却回路中的增压空气冷却的下游，并且所述阀可以基于循环通过增压空气冷却回路的冷却剂的冷却剂温度进行调整。

具体地，在一种示例中，方法可包括当冷却剂温度大于阈值冷却剂温度时将恒温器阀调整到第一位置中，在所述第一位置处，冷却剂从增压空气冷却器的出口流出、通过低温散热器到单个冷却剂泵，并且然后通过增压空气冷却器。在另一示例中，方法也包括当冷却剂温度小于阈值冷却剂温度时将恒温器阀调整到第二位置中，在所述第二位置处，冷却剂流量绕过增压空气冷却器并且从增压空气冷却器的入口直接流出并流向单个冷却剂泵，而无需流过低温散热器和增压空气冷却器。

另外，恒温器阀可以包括温度传感器，使得调整恒温器阀的位置是基于冷却剂温度的，并且当冷却剂温度转变高于或低于阈值温度时可自动发生而无需由控制器致动。

方法可进一步包括响应于冷却剂温度转换高于或低于阈值温度以及恒温器阀在第一位置和第二位置之间改变位置中的一个或更多个，调整设置在围绕涡轮增压器的涡轮的旁路通道中的废气门。

在一种实施例中，本文提供的系统提供了包括由涡轮通过转轴驱动的压缩机的涡轮增压器、定位在压缩机的下游的液冷式增压空气冷却器(CAC)以及定位在冷却剂流向CAC的冷却剂回路中的冷却剂泵。此外，冷却剂泵可以被机械地联接到转轴并且由所述转轴驱动。在一种示例中，冷却剂泵是在回路中唯一的冷却剂泵，并且包括直接联接到转轴的叶轮。在一种实施例中，叶轮直接联接到从压缩机轴向向外并远离涡轮延伸的转轴的一部分。在另一示例中，叶轮在压缩机和涡轮之间位置处直接联接到转轴。在另一示例中，未提供叶轮。实际上，转轴和冷却剂泵可均具有互补(complementary)且联锁(interlocking)齿轮，其中转轴的转动通过互补且联锁齿轮或泵驱动系统的一些其它实施例被转化成冷却剂泵的转动。

此外，在一种实施例中，本文公开的系统包括联接到在冷却剂回路中的CAC下游和冷却剂泵上游的低温散热器。在一种示例中，也可以提供联接在冷却剂回路中的CAC和低温散热器下游的恒温器阀。在另一示例中，恒温器阀可在引导冷却剂通过CAC、低温散热器和冷却剂泵的第一位置和引导冷却剂通过绕开CAC和低温散热器的旁路通道并到冷却剂泵的第二位置之间调整。在另一实施例中，恒温器阀可以是电子成比例流量控制阀。

在另一实施例中，系统可包括被设置在围绕涡轮的旁路通道中的废气门。废气门可以通过带有计算机可读指令的控制器进行调节，该指令用于在当恒温器阀从第二位置转换时的第一条件期间减小废气门的开口。另一方面，在当恒温器阀从第一位置转换到第二位置时的第二条件期间，控制器可指令废气门以增大废气门的开口。

另外，本文提供用于用冷却剂泵驱动冷却剂通过增压空气冷却器的方法。在该示例中，冷却剂泵可以通过涡轮增压器机械地驱动。方法也可提供用于响应于冷却剂泵的冷却剂载荷的改变，调整设置在围绕涡轮增压器的涡轮的旁路通道中的废气门的位置。

在一种实施例中，增压空气冷却器和冷却剂泵可以定位在增压空气冷却环路中。增压空气冷却环路也可包括低温散热器和带有温度传感器的恒温器阀，所述温度传感器被构造成能够测量冷却剂温度。而且，响应于冷却剂温度增加高于阈值温度，恒温器阀可以调整到冷却剂流过增压空气冷却器、低温散热器和冷却剂泵的第一位置中。在另一示例中，恒温器阀可以调整到冷却剂绕过增压空气冷却器和低温散热器第二位置中。实际上，响应于冷却剂温度降低低于阈值温度，冷却剂可通过旁路通道流向冷却剂泵。

另外，方法可进一步包括基于恒温器阀的位置的改变确定冷却剂泵的冷却剂载荷的改变。在一种示例中，响应于恒温器阀从第二位置转换到第一位置冷却剂载荷增加。在另一示例中，响应于恒温器阀从第一位置转换到第二位置冷却剂载荷减小。更进一步地，方法可包括响应于冷却剂泵的冷却剂载荷的增加而减小废气门的开口的量，以及响应于冷却剂泵的冷却剂载荷的减小而增加废气门的开口的量。

要注意的是，本文所包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。本文所公开的控制方法和程序可以存储为在非临时性存储器中的可执行指令，并且可以通过包括与各种传感器、致动器和其它发动机硬件通信的控制器的控制系统来完成。本文所述的特定程序可表示许多处理策略(诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。同样地，所示的各种动作、操作和/或功能可以以所示的序列执行、并行地执行，或在省略一些情况下执行。同样地，处理的顺序不一定需要实现本文所述的示例实施例的特征和优点，但提供以便于说明和描述。所示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以根据使用的特别的策略重复地执行。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可以图形表示要被编程到在发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过实行在系统中指令来完成，所述系统包括与电子控制器通信的各种发动机硬件部件。

应当理解，本文所公开的构造和程序事实上是示例性的，并且这些特定实施例不是以限制的意义来考虑的，因为许多变化是可以的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-3、I-6、V-8、V-12、对置4缸以及其它发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统与构造，和其它特征、功能和/或属性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求书特别指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同形式。此类权利要求应当理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不需要也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性其它组合和子组合其它可以通过本权利要求书的修正或通过在该或相关申请中新的权利要求的提出来要求保护。此类权利要求，无论是更宽、更窄、等于或不同于原始权利要求的范围，也被认为包括在本公开的主题之内。

Claims (15)

1.一种用于发动机的方法，所述方法包括：

基于涡轮增压器速度用单个冷却剂泵调整通过增压空气冷却器的冷却剂流量，所述单个冷却剂泵由来自涡轮增压器的转动功率机械地驱动；以及

基于通过增压空气冷却回路循环的冷却剂的冷却剂温度调整设置在所述增压空气冷却回路中所述增压空气冷却器下游的恒温器阀的位置，所述增压空气冷却回路包括所述单个冷却剂泵，其中所述调整所述恒温器阀的所述位置包括：

当冷却剂温度大于阈值冷却剂温度时将所述恒温器阀调整到第一位置，在所述第一位置处，冷却剂从所述增压空气冷却器的出口流出、通过低温散热器、到所述单个冷却剂泵并且然后通过所述增压空气冷却器；以及

当所述冷却剂温度小于所述阈值冷却剂温度时将所述恒温器阀调整到第二位置，在所述第二位置处，冷却剂流动绕过所述增压空气冷却器并且从所述增压空气冷却器的入口直接流出并流向所述单个冷却剂泵，而不流过所述低温散热器和所述增压空气冷却器。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

随所述涡轮增压器速度的增加而增加到所述增压空气冷却器的所述冷却剂流量；以及

随所述涡轮增压器速度的减小而减小到所述增压空气冷却器的所述冷却剂流量。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括随涡轮增压器速度的增加而增加来自所述涡轮增压器的压缩机的增压空气流量，并且随涡轮增压器速度的减小而减小来自所述压缩机的增压空气流量，其中所述压缩机被定位在所述增压空气冷却器的上游。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括用所述涡轮增压器的转轴驱动所述单个冷却剂泵的叶轮以便泵送冷却剂通过所述增压空气冷却回路到所述增压空气冷却器，其中所述叶轮被可操作地联接到所述转轴，联接是与至远程定位的泵相同的轴、齿轮、皮带、链条或齿轮驱动轴。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述恒温器阀包括温度传感器，并且其中基于所述冷却剂温度调整所述恒温器阀的所述位置包括当所述冷却剂温度转变到高于或低于所述阈值冷却剂温度时自动调整所述恒温器阀的所述位置而无需由控制器致动。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括响应于所述冷却剂温度转变高于或低于到所述阈值冷却剂温度以及所述恒温器阀在所述第一位置和所述第二位置之间改变位置中的一个或多个，调整设置在围绕所述涡轮增压器的涡轮的旁路通道中的废气门。

7.一种用于发动机的系统，所述系统包括：

涡轮增压器，所述涡轮增压器包括由涡轮通过转轴驱动的压缩机；

液冷式增压空气冷却器，即CAC，所述CAC被定位在所述压缩机的下游；

低温散热器，所述低温散热器被定位在所述CAC的下游以耗散热；

冷却剂泵，所述冷却剂泵被定位在使得冷却剂流向所述CAC的冷却剂回路中，所述冷却剂泵被机械地联接到所述转轴并且由所述转轴驱动；

所述低温散热器被联接在所述冷却剂回路中的所述CAC下游和所述冷却剂泵上游；以及

恒温器阀，所述恒温器阀被联接在所述冷却剂回路中的所述CAC和所述低温散热器的下游，所述恒温器阀可在引导冷却剂通过所述CAC、所述低温散热器和所述冷却剂泵的第一位置和引导冷却剂通过绕开所述CAC和所述低温散热器的旁路通道并到所述冷却剂泵的第二位置之间调整。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述冷却剂泵包括被直接联接到所述转轴的叶轮，其中所述叶轮随着所述转轴的转动而转动，并且其中所述冷却剂泵是在所述冷却剂回路中的唯一冷却剂泵。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述叶轮被直接联接到从所述压缩机轴向向外并远离涡轮延伸的所述转轴的一部分。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述叶轮在所述压缩机和所述涡轮之间的位置处被直接联接到所述转轴。

11.根据权利要求7所述的系统，进一步包括：

设置在围绕所述涡轮的旁路通道中的废气门；以及

带有计算机可读指令的控制器，该计算机可读指令用于：

在当所述恒温器阀正从所述第二位置转换到所述第一位置时的第一条件期间，减小所述废气门的开口；以及

在当所述恒温器阀正从所述第一位置转换到所述第二位置时的第二条件期间，增大所述废气门的开口。

12.根据权利要求7所述的系统，其中所述转轴和所述冷却剂泵均具有互补且联锁齿轮，其中所述转轴的转动通过所述互补且联锁齿轮被转化成所述冷却剂泵的转动。

13.一种用于发动机的方法，所述方法包括：

用冷却剂泵驱动冷却剂通过增压空气冷却器，所述冷却剂泵被涡轮增压器机械地驱动；以及

响应于所述冷却剂泵的变化冷却剂载荷，调整被设置在围绕所述涡轮增压器的涡轮的旁路通道中的废气门的位置，

其中所述增压空气冷却器和所述冷却剂泵被定位在增压空气冷却环路中，所述增压空气冷却环路进一步包括低温散热器和包括温度传感器的恒温器阀，所述温度传感器被构造成能够测量冷却剂温度，并且所述方法进一步包括响应于所述冷却剂温度增加到高于阈值温度将所述恒温器阀调整到冷却剂流过所述增压空气冷却器、所述低温散热器和所述冷却剂泵的第一位置，以及响应于所述冷却剂温度降低到低于所述阈值温度将所述恒温器阀调整到冷却剂绕过所述增压空气冷却器和低温散热器并通过旁路通道流向所述冷却剂泵的第二位置。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括基于所述恒温器阀的变化位置确定所述冷却剂泵的所述变化冷却剂载荷，其中响应于所述恒温器阀从所述第二位置转换到所述第一位置所述冷却剂载荷增加，并且响应于所述恒温器阀从所述第一位置转换到所述第二位置所述冷却剂载荷减小。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括响应于所述冷却剂泵的冷却剂载荷的增加而减小所述废气门的开口的量，以及响应于所述冷却剂泵的冷却剂载荷的减小而增加所述废气门的所述开口的量。