CN107521330B - 用于车辆冷却系统的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆冷却系统的方法和系统。提供了方法和系统用于估计车辆动力传动系统组件的冷却需求并基于车辆动力传动系统组件的估计的冷却需求和冷却系统组件的能量使用选择车辆冷却系统的运行模式。在满足车辆的冷却需求的同时，基于选择的运行模式，可以同时调整散热器风扇速度、冷却液系统泵输出、车辆进气格栅开度、和联接至动力传动系统组件隔热外壳的通风口的开度，以使冷却寄生损失最小化。

Description

用于车辆冷却系统的方法和系统
技术领域
本说明书总体上涉及用于调整车辆冷却系统的多个组件的方法和系统。
技术背景
车辆冷却系统可以包括多个冷却组件，如散热器、冷却风扇、冷却液循环系统等。不同的冷却组件利用来自发动机和/或来自电池的动力进行操作。此外，冷却系统可以例如通过主动进气格栅(active grille shutter,AGS)开度从车辆的前端接收冷却空气，以帮助冷却发动机、变速器和发动机盖下面的区域中的其他组件。这类前端气流可以通过当车辆运动时增加气动阻力来引起发动机功率的寄生损失。
不同方法可以用于减小当向车辆组件提供冷却时由于AGS开度引起的车辆气动阻力。Klop等人在US 20140370795中示出了用于AGS调整的一个示例性方法。其中，AGS包括可以致动到完全打开位置(允许进气流最大)与关闭位置(完全阻挡进气流)之间的中间位置的有角度位移的叶片。联接至所述叶片的致动器可以基于发动机转速进行调整以便调整叶片开口并由此控制通过AGS的气流引起的气动阻力。
然而，发明人在此已经意识到此类系统潜在的问题。具体地，基于发动机转速控制AGS开度可以引起发动机冷却需求与车辆气动阻力相冲突的状况。作为一个示例，在高发动机转速和高发动机温度状况期间，AGS可以关闭以减小气动阻力，然而，这可能引起提供给车辆组件的发动机冷却并非最佳。作为另一个示例，在发动机转速低而期望保留发动机热量的状况(如发动机冷起动)期间，AGS的开口可以引起一些空气通过车辆的前端进入，从而引起发动机温度降低。作为又一个示例，在湿状况期间(如在雨天期间)，或在洗车时，AGS可以不打开以避免水渗透到发动机中。然而，在这类状况期间，发动机温度控制可能需要有效冷却。虽然其他车辆冷却组件(如冷却风扇和冷却液循环系统)可以在这类状况期间用于车辆冷却，但这类冷却组件的连续使用会增加发动机寄生损失。具体地，发动机功率或电池功率消耗增加对发动机燃料效率和性能造成不利影响。
发明内容
在一个示例中，上述问题可以通过一种用于车辆的方法解决，所述方法包括：基于工况估计动力传动系统组件冷却需求；并且响应于动力传动系统组件冷却需求，同时调整散热器风扇速度、冷却液系统泵输出、车辆进气格栅开度、和联接至发动机隔热外壳的通风口的通风口开度中的每一者。以此方式，通过包括围绕动力传动系统组件(如发动机、变速器和液力变矩器中的一者)的隔热外壳，组件的热损失可以受到限制，并且为了协同动力传动系统冷却益处，可以同时调整外壳的侧面上的通风口与主动进气格栅、散热器风扇、和循环冷却液系统。
作为一个示例，车辆动力传动系统组件(如发动机或变速器)可以封闭在隔热外壳内，该隔热外壳包括一个或多个壁上的多个可调通风口。基于封闭组件的期望温度，通风口可以打开到不同的程度以促进经由车辆主动进气格栅(AGS)被吸入发动机盖下面的区中的冷却空气流动通过外壳内的动力传动系统组件。AGS的开度可以与隔热外壳上的通风口的开度协调，以调节流入封闭的(一个或多个)车辆组件中的环境空气的量、速度、和温度。例如，在气动阻力很可能发生并且期望发动机冷却的状况期间，可以减小AGS开度以限制气动阻力，同时增大外壳通风口的开度以增大通过发动机组件的冷却空气流量。此外，可以调整额外冷却组件(如，定位在AGS与隔热外壳之间的散热器风扇和用于循环冷却液通过不同的车辆组件的泵)以帮助发动机冷却。作为另一个示例，在冷起动状况期间，AGS和通风口两者可以保持完全关闭以减小发动机的热损失，由此促进封闭发动机的加快的加热。取决于车辆组件的冷却需求，车辆冷却系统可以在多个模式之一下运行，每个模式带有AGS、外壳通风口、和不同的其他发动机冷却组件的不同设置组合。在考虑由于气动阻力引起的损失、以及燃料和电池功率消耗的同时，控制器可以选择满足给定冷却需求并且寄生损失最低的模式。
以此方式，通过将车辆动力传动系统组件(如发动机)封闭在带有可调通风口的隔热外壳内，可以减少在低温运行期间(如在冷起动状况期间)的散热。通过在这类状况期间保存发动机热量，可以加快达到催化剂起燃温度，由此改进排放质量。并且，在发动机在较高温度下运行期间，通过打开外壳的通风口，可以从车辆组件有效地散热，由此具有冷却效果。通过将可调通风口的操作与车辆的进气格栅系统的操作协调，热量可以保留在发动机中，同时也减小车辆的气动阻力，从而提供协同冷却益处。以选定模式运行车辆冷却系统的技术效果是，其中，在考虑动力使用和气动阻力引起的寄生损失的同时，调整不同冷却系统组件(包括可调通风口、AGS格栅、一个或多个冷却液泵、以及一个或多个冷却/散热器风扇)的设置以满足冷却需求。因此，可以减小寄生损失，而不有损发动机冷却。其结果是，可以改进发动机性能和燃料效率。
应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍对在详细说明中进一步描述的概念的选择。并不旨在识别所要求保护的主题的关键或重要特征，其范围由随附权利要求书唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决了如上所述的或本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了联接至冷却系统的车辆发动机系统的示例性实施例。
图2示出了图1的冷却系统的较高温度和较低温度冷却液回路的示例性实施例。
图3示出了展示可以实施用于选择冷却系统的合适运行模式的示例性方法的流程图。
图4示出了展示冷却系统的示例性运行模式的表格。
图5示出了根据本公开的冷却系统的多个组件的示例性操作。
具体实施方式
以下描述涉及用于基于车辆动力传动系统组件的冷却/加热需求调整车辆冷却系统的多项设置的系统和方法。图1中示出了示例性发动机系统和相关联的冷却系统。冷却系统可以包括较低温度冷却液回路和较高温度冷却液回路，如图2中所示。发动机控制器可以被配置成用于执行控制程序(如图3的示例性程序)以选择冷却系统的合适运行模式并且随后基于所选择的模式调整冷却系统的多个组件的设置。图4中将车辆冷却系统的不同运行模式制成表格。参照图5示出了冷却系统的多个组件的示例性操作。
图1示出了示意性展示的机动车辆102中的车辆冷却系统104和发动机系统100的示例性实施例。发动机系统100可以包括在除其他类型车辆以外的车辆(如，道路车辆)中。虽然将参照车辆描述发动机系统100的示例性应用，但应理解，可以使用不同类型的发动机和车辆推进系统，包括乘用车、卡车等。
在所描绘的实施例中，发动机10是联接至涡轮增压器13的增压发动机，涡轮增压器包括由涡轮机116驱动的压缩机114。具体地，新鲜空气经由空气净化器11沿进气通道42引入发动机10并流入压缩机114。压缩机可以是合适的进气压缩机，如马达驱动的或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中，将压缩机显示为经由轴19机械地联接至涡轮机116的涡轮增压器压缩机，涡轮机116通过膨胀发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮机可以联接在双涡流涡轮增压器内。在另一个实施例中，涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT)，其中，涡轮机几何根据发动机转速和其他工况主动变化。
如图1中所示，压缩机114通过增压空气冷却器(CAC)118联接至节气门20。节气门20联接至发动机进气歧管22。压缩的空气充气从压缩机流经增压空气冷却器118和节气门20到达进气歧管。例如，增压空气冷却器118可以是空气-空气热交换器或空气-水热交换器。在图1所示的实施例中，进气歧管内的空气充气压力由歧管空气压力(MAP)传感器24感测。压缩机旁通阀(未示出)可以在压缩机114的进口和出口之间串联联接。压缩机旁通阀可以是被配置成在选择的工况下打开以减轻过大的增压压力的常闭阀。例如，压缩机旁通阀可以在发动机转速降低的状况下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)联接至一系列燃烧室31。燃烧室经由一系列排气门(未示出)进一步联接至排气歧管36。在所描绘的实施例中，示出了单个排气歧管36。然而，在其他实施例中，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配置可以使不同的燃烧室的流出物被引导至发动机系统中的不同位置。
如图1中所示，一个或多个排气歧管区段的排气引导至涡轮机116以驱动涡轮机。当期望减小的涡轮机扭矩时，一些排气可以反而被引导通过废气门(未示出)，从而绕过涡轮机。来自涡轮机和废气门的组合流然后流过排放控制装置70。通常，一个或多个排放控制装置70可以包括一个或多个排放后处理催化器，其被配置成用于催化处理排气流，并且由此减少排气流中的一种或多种物质的量。
来自排放控制装置70的经处理的排气的全部或一部分可以经由排气通道35释放到大气中。取决于工况，然而，一些排气可以反而转向到EGR通道51，通过EGR冷却器50和EGR阀52，到达压缩机114的进口。以此方式，压缩机被配置成用于收容(admit)从涡轮机116下游捕集的排气。EGR阀可以打开以将控制量的冷却排气收容到压缩机进口，以达到期望的燃烧和排放控制性能。以此方式，发动机系统100被适配成用于提供外部低压(LP)EGR。除了发动机系统100中相对长的LP EGR流动路径以外，压缩机旋转提供了排气到进气充气的均匀化。进一步地，针对增大的可用EGR质量和改进的性能，EGR分支点和混合点的布置提供了对排气的有效冷却。
冷却系统104包括冷却液循环系统105、位于车辆前端的主动进气格栅(AGS)115、联接至冷却液循环系统105的散热器80、和联接至散热器80的风扇92。冷却系统104可以分成高温冷却回路和低温冷却回路，每个回路包括一组不同的车辆组件。低温冷却回路和高温冷却回路具有可以同时调节或彼此独立调节的分开的冷却液泵，用于调整通过每个回路的组件的冷却液流量。
如参照图2详述的，高温冷却回路可以包括在较高温度下运行的车辆组件，而低温冷却回路可以包括最佳运行需要较低温度的车辆组件，因此，低温冷却回路和高温冷却回路的冷却/加热需求可变化。在一个示例中，低温冷却回路冷却液泵可以被配置成用于使冷却液循环通过增压空气冷却器和空调系统，而高温冷却回路冷却液泵可以被配置成用于使冷却液循环通过涡轮增压发动机和变速器中的每一者。将关于图2讨论关于两个回路中的每个回路的细节。
发动机100可以封闭在隔热外壳83中。在一个示例中，隔热外壳83可以是两个壁之间夹着隔热材料的双壁外壳，由此限制通过外壳83的壁的热流量。发动机组件的外表面与外壳83的内表面之间可以具有间隙。为了促进空气流过发动机，可调通风口85可以定位在外壳83的两个相对壁上。具体地，通风口85可以与AGS和散热器风扇92对准以允许环境空气流过发动机。此外或替代地，通风口85可以包括在外壳83的上下壁上。通风口85形成冷却系统104的一部分，并且基于期望的发动机温度，通风口可以打开到不同的程度以促进冷却空气流过发动机。通风口85的开度可以被调节成使得通风口可以完全关闭、部分打开、或完全打开。在一个示例中，在冷起动状况期间，当期望加快发动机变热时，可以选择冷却系统运行模式，其中，通风口85可以完全关闭，由此限制冷却空气流过发动机，并且保存发动机热量。通过将发动机封闭在隔热外壳内，可以将发动机热量保留较长持续时间，甚至是在发动机关闭之后。在一个示例中，热外壳83在大小上可以更小并选择性地封闭气缸盖和气缸体，而EGR冷却器50、CAC、压缩机118、涡轮机116、进气歧管22、排气歧管36等可以在外壳外。
除了封闭发动机系统以外，一个或多个其他动力传动系统组件(如变速器和液力变矩器)也可以完全或部分封闭在隔热外壳中。在一个示例中，动力传动系统组件的仅一部分可以封闭在外壳内，而其余部分可以保持不隔热。在另一个示例中，冷却需求较低的动力传动系统组件可以用直接放在组件壁上的隔热材料永久地隔热，而不在外壳的壁上提供有通风口。这类布置可以减少包装问题。在另外其他示例中，如发动机联接在混合动力传动系统中的情况，动力传动系统组件可以包括包含电动机(如电动马达或发电机)的驱动桥。
例如，主动进气格栅(AGS)115可以覆盖车辆的从发动机盖正下方横跨到保险杠底部的前部区域。在一些实施例中，AGS 115中的所有单独的格栅112可以通过控制器协调移动。在其他实施例中，进气格栅可以分成子区域，并且控制器可以独立调节每个区域的打开/关闭。AGS 115提供开口以便接纳通过或在车辆前端附近并进入发动机隔室的气流。这类气流然后可以由散热器80和其他组件用于保持发动机和/变速器冷却。进一步地，气流可以从车辆空调系统排出热量并且可以改进装备有增压空气冷却器(CAC)118的涡轮增压/机械增压发动机的性能，增压空气冷却器降低进入进气歧管/发动机的空气温度。其他发动机盖下面的组件(燃料系统、电池等)也可以从冷却空气流获益。因此，进气格栅系统可以帮助冷却系统104冷却内燃发动机10。
AGS 115可在打开位置与关闭位置之间移动，并且可以维持在其位置或多个中间位置。这是因为关闭和/或部分地关闭AGS 115减少了通过格栅接收的气流量，因此减小车辆上的气动阻力。通过AGS的环境空气流引起的气动阻力可以与车速成正比，车速越高，通过AGS进入的环境空气体积越大，并且随之发生的气动阻力越大。将进气格栅维持在打开位置上允许足够的发动机冷却；然而，这还可以增大车辆上的阻力，由此增大发动机功率的寄生损失和降低燃料经济性。因此，响应于冷却需求，控制器可以将通过在能够提供期望的冷却的多个模式中的每个模式下运行冷却系统引起的寄生损失进行比较，并选择寄生功率损失最小的运行模式。
冷却液循环系统105使冷却液循环通过内燃发动机10以吸收废热，并将加热后的冷却液分别经由冷却液管线82和84分配给散热器80和/加热器芯90。具体地，图1示出了联接至发动机10的冷却系统105，其经由发动机驱动的水泵86将发动机冷却液从发动机10循环到散热器80，并经由冷却液管线82返回到发动机10。发动机驱动的水泵86可以经由前端附件驱动器(FEAD)88联接至发动机，并且经由带、链等与发动机转速成比例地旋转。具体地，发动机驱动的水泵86使冷却液循环通过发动机体、盖等中的通道以吸收发动机热量，发动机热量然后经由散热器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)可以与曲轴速度成比例，其在图1的示例中与发动机转速成正比。在另一个示例中，可以使用马达控制的泵，其可以独立于发动机旋转进行调整。冷却液的温度可以基于温度传感器39来估计，并且进一步地，温度可以通过位于冷却液管线82中的恒温阀38来调节，该恒温阀可保持关闭，直到冷却液达到阈值温度。
联接至散热器80的风扇92可以用于当车辆102缓慢移动或停止而发动机在运转时维持气流通过散热器80。基于冷却系统104的运行模式，风扇的速度可以由控制器12控制，如以下更详细描述的。替代地，风扇92可以联接至由发动机曲轴驱动的发动机附件驱动系统。
如上所述，冷却液可以流过冷却管线82，和/或流过冷却液管线84到达热量可以传递至客厢106的加热器芯90，并且冷却液流回到发动机10。在一些示例中，发动机驱动的水泵86可以运行将冷却液循环通过冷却液管线82和84二者。
冷却系统104的多个组件可以基于发动机和其他车辆组件的冷却需求来调整。用于冷却液循环的不同冷却系统组件(如散热器风扇92和发动机驱动的水泵86)可以使用发动机功率和/或电池功率来运行，引起功率寄生损失。因此，冷却系统104可以在适于提供期望冷却水平同时最小化寄生损失的具体模式下运行。冷却系统104的运行模式可以基于各种系统变量，包括发动机温度、车辆驾驶状况、CAC中冷凝物的形成、和外界天气状况。
作为一个示例，控制器可以基于第一模式下的能量损失相对于第二模式下的能量损失、增压空气冷却器中的冷凝物水平、当地天气状况、当地天气预报和环境湿度在第一运行模式与第二运行模式之间选择，第一运行模式包括散热器风扇速度、冷却液系统泵输出、车辆进气格栅开度、和通风口开度中的每一者的第一设置，第二运行模式包括散热器风扇速度、冷却液系统泵输出、车辆进气格栅开度、和通风口开度中的每一者的第二不同设置，其中，第一模式与第二模式中的每一者满足动力传动系统组件冷却需求。选择可以包括当第一模式的能量损失低于第二模式的能量损失时选择第一模式、和当第二模式的能量损失低于第一模式的能量损失时选择第二模式。关于图3讨论了一种描述了冷却系统104的具体运行模式的选择方法。参照图4讨论了不同的运行模式。AGS 115开度、可调通风口85的位置、散热器风扇92的速度、和水泵86的速度中的每一者可以基于所选择的冷却系统运行模式来调节。以此方式，可以减少寄生损失并且可以改进发动机性能和燃料效率而不有损发动机冷却。
车内通信系统26可以经由不同的无线协议(如无线网络、小区信号塔传输、和/或以上的组合)与无线通信装置40通信。从车内通信系统26获得的数据可以包括实时和预报天气状况。天气状况，如温度、降水(例如，雨、雪、冰雹等)和湿度，可以通过不同的无线通信装置应用和天气预报网站来获得。当前和未来天气数据可以与GPS 34获得的当前和未来行进路线相关。在一个示例中，通信系统26可以访问存储在互联网或其他云计算系统上的不同天气地图。例如，所存储的天气地图可以包括作为等值线图(contour map)提供的雨、湿度、降水、和/或温度信息。在一个示例中，无线通信装置40可以将实时湿度数据中继到车内通信与娱乐系统26、和/或GPS 34，然后将其中继到控制器12。控制器12还可以从多个传感器或车辆系统信号中推断出湿度。这些可以包括雨传感器、环境湿度传感器、雨刮器(wiper)开/关信号、或在减速燃料切断(DFSO)期间的通用排气氧(UEGO)传感器和系统。控制器12将所接收的湿度数据与阈值相比较并且确定适当的冷却系统104模式选择。
发动机系统100可以进一步包括控制系统14。所示控制系统14从多个传感器16(本文描述了其各种示例)接收信息，并且将控制信号发送到多个致动器18(本文中描述了其各种示例)。作为一个示例，传感器16可以包括排气温度传感器126、变速器油温传感器、冷却系统传感器(如冷却液温度传感器39、风扇速度传感器、客厢温度传感器等)、CAC 118传感器(如CAC进口气体温度和压力传感器、CAC出口气体温度和压力传感器等)、排气氧传感器128和129、排气压力传感器、MAP传感器24、MAF传感器、发动机转速传感器、车速传感器、压缩机进口温度传感器、压缩机进口压力传感器、压缩机进口湿度传感器、EGR传感器。此外，控制系统14可以接收来自传感器的信号，如定位于车辆系统102的外部的传感器33。传感器33可以是环境空气温度传感器、环境空气湿度传感器、和环境空气压力传感器中的至少一者。如附加的压力传感器、温度传感器、空气/燃料比传感器、和成分传感器的其它传感器可以联接到车辆系统100中的不同位置。此外，控制系统14可以接收来自全球定位系统(GPS)34和/或车辆102的车内通信系统26的数据。致动器18可以例如包括AGS 115、通风口85、泵86、风扇92叶片、节气门20、EGR阀52、废气门、和燃料喷射器66。控制系统14可以包括控制器12。基于其中编程的对应于一个或多个程序(如图3的示例性程序)的指令或代码，控制器12可以接收来自不同传感器的输入数据，处理输入数据，并且响应于处理的输入数据来触发不同的致动器。
例如，基于冷却液温度传感器39估计的冷却液温度、和排气温度传感器126估计的排气温度中的每个，控制器可以选择冷却系统104的合适的运行模式，以便提供期望的发动机冷却同时最小化发动机功率的寄生损失。进一步地，来自多个其他冷却系统传感器(如风扇速度传感器、客厢温度传感器、环境湿度传感器等)和CAC 118传感器(如CAC进口气体温度和压力传感器、CAC出口气体温度和压力传感器等)的输入可以由控制器用于冷却系统运行模式选择。响应于所选择的冷却系统104的运行模式，可以同时调整包括AGS115、通风口85、泵86和风扇92的多个致动器。
现在转到图2，示出了联接至图1的发动机的示例性冷却系统200。在一个示例中，冷却系统200可以是图1的冷却系统104。冷却系统200可以基于发动机系统组件和变速器系统的冷却需求在多个模式下运行，同时最小化由于冷却系统组件的运行引起的发动机功率损失。
冷却系统200包括第一冷却回路202和第二冷却回路204，每个联接至不同组发动机系统组件。第一冷却回路202包括低温散热器206、冷却液泵208、空调系统(AC)212和水-空气增压空气冷却器(CAC)210并且由于回路组件的低排热容量而组成低温回路。第二冷却回路204包括高温散热器216、冷却液泵228、238、EGR冷却器251、油冷却器234、发动机组件(如涡轮增压器236、加热器芯218)并且由于回路组件的高排热容量而组成高温回路。并且，变速器系统242可以是第二高温冷却回路的一部分。
返回第一冷却回路202，冷却液泵208被配置成用于将从AC 212和CAC210的热冷却液泵送到散热器206，从而使得可以将热排到环境。泵208使用发动机功率或电池功率来运行。具体地，经由位于朝向车辆前部的主动进气格栅(如图1的AGS 115)进入车辆的环境空气(由进入散热器206的小箭头描绘)可以流过散热器206，从而带走在散热器排出的热。AC212可以包括压缩机，其中，循环通过客舱的空气可以被压缩并冷却。CAC 210可以被配置成用于在从压缩机接收的压缩后的进气充气被递送到发动机进气之前冷却该空气充气。在增压发动机运行期间，在压缩机压缩的进气在通过CAC(如图1的CAC 118)时被递送到发动机。来自空气的热被排到流过CAC的冷却液中。
在冷CAC状况下，冷却液泵208可以在较低速度下运行或者可以被停用以便减小第一冷却回路202中的冷却液流量。如此，当CAC温度高于第一较低阈值时，EGR可以被递送到CAC凝聚风险降低的预压缩机位置。在一个示例中，当CAC温度高于第二较高阈值时，控制器可以选择冷却液系统200的运行模式，从而使得可以运行冷却液泵208以使热冷却液循环通过散热器206，从而能够实现CAC的温度控制。
第二冷却回路204是传统的冷却液环路并且使冷却液循环通过内燃发动机220，以吸收发动机废热并将加热后的冷却液分配到散热器216和/或加热器芯218。发动机220可以封闭在隔热外壳283内，以便减少发动机220组件的散热。为了促进空气流过发动机220，隔热外壳283的相对壁上可以有多个通风口285。可以调整通风口285的位置以便改变外壳283上的开口的大小。散热器216可以包括散热器风扇230以改进冷却效率。在一个示例中，散热器216可以是散热器80并且散热器风扇230可以是图1的风扇92。关于通风口的位置，散热器风扇230可以以如此方式定位使得在期望发动机冷却时从风扇吹出的空气可以进入隔热外壳283。第二冷却回路还可以使冷却液循环通过联接至EGR系统(如图1的EGR系统51)的EGR冷却器251。具体地，在EGR递送期间，在EGR冷却器251排出排气热量。第二冷却回路还使冷却液循环通过发动机油冷却器234和涡轮增压器236并接收从其中排出的热量。
发动机驱动的水泵228使冷却液循环通过发动机220中的通道，具体地通过进气歧管和排气歧管222，通过发动机盖224，并且然后通过发动机体226以吸收发动机热。热经由散热器216和风扇230从冷却液传递到环境空气。在递送EGR时的状况期间，在EGR冷却器251排出的热可以循环通过发动机220并且有利地用于暖热发动机，如在冷环境状况期间。发动机驱动的水泵228可以经由前端附件驱动器(如图1的FEAD 88)联接至发动机，并且经由带、链等以与发动机转速成比例地旋转。在一个示例中，当泵228是离心泵时，所产生的压力(和所得流)可以由冷却系统200的运行模式掌控，从而使得最少地使用发动机功率来使泵运行。辅助电动泵238、还有离心泵也可以包括在第二冷却回路204中，以帮助冷却液流过EGR系统和涡轮增压器。热冷却液也可以经由辅助泵238流到加热器芯218。可以采用辅助泵238在发动机220关闭时的场合期间使冷却液循环通过加热器芯218(例如，仅电动运行)和/或当发动机正运转时帮助发动机驱动的泵228。类似地，可以基于冷却系统的运行模式调整电动泵238产生的冷却液流量，从而使得最少地使用能量存储装置(电池)功率来运行泵。冷却液的温度可以由恒温阀240调节，恒温阀可以保持关闭，直到冷却液达到阈值温度。
风扇230可以联接至散热器216以便维持通过散热器216的气流。风扇230可以从系统能量存储装置(未示出)中得到功率或可以联接至发动机驱动的水泵228。风扇的速度可以由控制器基于所选择的冷却系统运行模式来调节。
在加热器芯处，热量可以传递到车辆客厢。在穿过加热器芯之后，冷却液然后流回到发动机10。加热器芯218因此可以充当冷却液与客厢之间的热交换器。翅片可以附接至加热器芯以增大热传递的表面积。例如，通过打开风扇，可以迫使空气经过翅片，以加快客厢加热。除气瓶(degas bottle)232位于冷却回路204中的高点处并且被配置成用于从冷却液中抽取空气。
为了向高温冷却回路和低温冷却回路两者的每个组件提供期望的冷却/加热同时最小化由于冷却系统组件的功率使用引起的发动机功率损失、和AGS开度引起的气动阻力，冷却系统可以在基于当前车辆和发动机工况选择的模式下运行。并且，冷却系统运行模式可以基于CAC冷凝物水平和外部天气状况来选择。基于所选择的模式，可以调整AGS开度、通风口285开度、散热器风扇230的速度、和泵228、238和208的速度中的每一者。关于图4讨论了冷却系统的不同运行模式。
以此方式，图1和图2的系统提供了一种车辆系统，车辆系统包括：动力传动系统，动力传动系统包括发动机和联接至车轮的变速器；位于车辆系统的前端的主动进气格栅；封闭发动机的隔热外壳，外壳包括在相对壁上的多个通风口；涡轮增压器，涡轮增压器包括进气压缩机和排气涡轮机；联接在压缩机下游的增压空气冷却器(CAC)；冷却系统，冷却系统包括低温冷却液环路和高温冷却液环路，低温冷却液环路包括第一冷却液泵和第一散热器，第二冷却液环路包括第二冷却液泵、第二散热器、和散热器风扇；以及控制器，控制器具有存储在非瞬态存储器上的计算机可读指令以用于：估计发动机和变速器中的每一者的冷却需求；初始选择冷却系统的满足冷却需求的多个运行模式，其中，初始选择的多个模式中的每个模式具有对冷却系统的组件的不同的设置；将初始选择的多个模式中的每个模式的能量使用相比较；并且进一步选择初始选择的多个模式中的能量使用最少的一个模式。
图3展示了用于选择车辆冷却系统(如图1的冷却系统104)的运行模式的示例性方法300。可由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合接收自发动机系统的传感器(诸如上文参照图1描述的传感器)的信号来执行用于实行方法300的指令和在此所包括的方法的剩余部分。根据以下描述的方法，控制器可以采用发动机系统的发动机致动器来调节发动机的运行。
在302，程序包括估计车辆和发动机当前运行参数，包括例如车速、发动机负荷、发动机转速、排气温度、排气空燃比、冷却液温度、环境空气温度、环境空气湿度、进口和出口增压空气温度、和进口和出口增压空气压力可以从多个车辆系统传感器来估计。增压空气冷却器(CAC)冷凝物水平可以基于CAC传感器来估计，如CAC进口气体温度和压力传感器、CAC出口气体温度和压力传感器等。并且，其他车辆组件(如变速器系统)的温度也可以从变速器油温传感器来估计。此外，针对计划的行进路线的当前天气状况和天气预报可以从车载全球定位系统(GPS)和无线通信系统中检索到。
基于所估计的发动机工况，在304，可以确定不同发动机组件(如发动机和变速器)的冷却需求。发动机冷却需求可以基于发动机运行温度、基于排气温度传感器的输出估计的发动机运行温度的变化速率来估计。类似地，变速器冷却需求可以基于变速器油温、基于变速器油温传感器的输出估计的变速器运行温度的变化速率来估计。如此，在305，低温冷却回路(如图2的低温冷却回路202)的不同组件的冷却需求可以基于运行温度、温度(随时间)的变化速率、和每个组件的工况来估计。作为一个示例，低温冷却回路的组件包括低温散热器、冷却液泵、空调系统(AC)和水-空气增压空气冷却器(CAC)。在一个示例中，如果AC压缩机的温度和/或温度的变化速率高于阈值，则在AC压缩机处的冷却需求可能增大。在另一个示例中，如果CAC冷凝物水平增大，CAC的加热需要可能增大从而使得CAC的温度可能升高，以便引起冷凝物形成减慢。此外，CAC中的CAC冷凝物(露点)的位置可以基于多个参数来确定，如环境空气温度、环境空气湿度、进口和出口增压空气温度、和进口和出口增压空气压力以及其他变量，如车速、风扇速度、进气格栅位置等。除了确定露点以外，控制器还可以确定露点在那个位置停留的时间量。如果露点停滞时间超过设定的时间极限，则可以调整冷却系统运行模式以移位露点的位置，以便减小CAC冷凝物在CAC表面上的腐蚀影响。冷却系统可以选择适合于对冷却液泵速度的最佳调整的模式，从而使得可以满足所需的冷却/加热需求而泵的能耗最低。
在306，高温冷却回路(如图2的高温冷却回路204)的不同组件的冷却需求可以基于运行温度、温度的变化速率、和每个组件的工况来估计。高温冷却回路的组件可以包括封闭在隔热外壳内的发动机系统。此外，其他车辆组件(如变速器系统)也可以是高温冷却回路的一部分。多个冷却系统组件，如发动机外壳的壁上的通风口、多个冷却液泵、带有散热器风扇的散热器、和主动进气格栅(AGS)，是高温冷却回路的一部分并且可以相应地调整以符合高温冷却回路的冷却/加热需求。在一个示例中，可以基于根据排气温度传感器(如图1的排气温度传感器126)确定的发动机的温度和/或温度变化速率以及发动机工况来估计发动机的冷却需求。在另一个示例中，可以基于即将到来的路线和天气状况来确定发动机的冷却需求。高于阈值的环境湿度(如在洗车时)、和对降水的指示可以基于联接至车辆的环境湿度传感器的输入来估计。并且经由GPS和/或通信系统从外部服务器(如气象站)获得的信息可以用于确定计划的路线上即将到来的潮湿状况。基于海拔可能有湿度变化，其可能影响车辆组件的冷却需求。
在306，控制器可以从各种不同的可能模式中选择冷却系统的一个或多个运行模式(冷却模式)，所选择的模式满足所确定的冷却需求。在图4详细讨论了冷却系统可运行的各种不同的冷却模式。满足冷却需求的每个选择的冷却模式可以由冷却模式组件(如AGS、发动机外壳通风口、散热器风扇和(一个或多个)冷却液泵)中的每个组件的特定设置来限定。如此，可以有可以满足动力传动系统冷却需要的多个冷却模式。然而，基于冷却系统组件的设置，由于在每种模式下的气动阻力、来自泵的能量使用、和风扇运行引起的寄生损失可以不同。除了寄生损失以外，每个模式也可以与不同的CAC冷凝物产生量相关联。例如，在下雨天气或高环境湿度状况期间，CAC冷凝可能性更高，这可以增大CAC腐蚀的风险。
因此，为了最小化发动机功率的寄生损失，在308，可以估计与每个选择的冷却模式相对应的寄生损失(如步骤306中选择的)。冷却系统的多个运行模式中的每个运行模式的能量使用估计可以基于在低温冷却液泵、高温冷却液泵、和散热器风扇中的每一者运行期间的发动机功率使用和电池功率使用、并且进一步基于在主动进气格栅打开期间的气动阻力来进行。在一个示例中，寄生损失可以包括由于AGS开度引起发动机功率损失引起的气动阻力。在另一个示例中，寄生损失可能由于散热器风扇和(一个或多个)冷却液系统泵的运行产生的发动机和/或电池功耗而发生。
在310，能够满足车辆组件的冷却需求同时具有最小寄生损失的合适冷却模式可以从在步骤306确定的多个冷却模式中选择出来。基于所选择的冷却模式，在312，可以调整AGS开度、发动机外壳通风口开度、散热器风扇速度、(一个或多个)冷却液泵速度中的每一者。
在一个示例中，在车辆以较高速度运行期间，响应于高于阈值的发动机温度，在第一可能的运行模式下，AGS可以完全打开，并且通风口可以完全打开以使冷却环境空气流过发动机来冷却发动机。替代地，在相同的工况期间和对于相同的冷却需求，在第二可能冷却模式下，AGS可以关闭，散热器风扇速度和冷却液流量可以增大，并且通风口可以完全打开以使冷空气循环通过发动机以便冷却发动机。在车辆高速运行期间，由于AGS开度引起的气动阻力水平增大，第一冷却模式相比第二冷却模式可能具有更高的寄生损失。以此方式，发动机控制器可以估计每个车辆组件的冷却需求，如发动机和变速器，并且然后初始选择满足冷却需求的多个冷却系统运行模式，其中，初始选择的多个模式中的每个模式针对冷却系统的组件具有不同的设置。初始选择的多个模式中的每个模式的能量使用然后可以进行比较，并且可以进一步选择初始选择的多个模式中的能量使用最小的一个模式。基于所选择的(最终)运行模式，发动机控制器可以调整主动进气格栅(AGS)开度、散热器风扇速度、隔热发动机外壳的壁上的通风口的开度、和多个冷却泵的运行速度中的每个。
图4是示出了图1和图2的车辆冷却系统的示例性运行模式的表格400。
在此讨论的冷却模式基于发动机组件的冷却需求，可以使用相似的冷却模式来满足其他车辆组件的冷却需求，如变速器、和液力变矩器。
在一个示例中，控制器可以使发动机冷却系统在第一运行模式下运行，其中车体上的主动进气格栅和隔热发动机外壳上的通风口中的每一者关闭，第一和第二冷却液泵中的每一者以较低速度运行，并且禁用散热器风扇。冷却系统在冷起动状况期间或当发动机温度较低并且可能不期望进一步的发动机冷却时在第一模式下运行。在第一运行模式下，AGS和发动机外壳通风口可以完全关闭以减少任何较凉的环境空气流量到达发动机。隔热外壳可以促进发动机热量保留(散热较低)并且因此可以进一步加快达到催化剂起燃温度。散热器风扇可以不允运行来进一步减小通过发动机的气流。并且，低温回路泵和高温回路泵中的每一者可以在较低速度下运行以维持经由低温冷却回路和高温冷却回路中的每一者的较低冷却液流速。在第一运行模式下，发动机功率的总寄生损失在AGS关闭时较低，从而引起的气动阻力最小。并且，由于风扇未运行，并且泵在较低速度下运行，所以减少发动机功率的使用。以此方式，通过调整冷却系统的组件，发动机效率可以提高并且发动机热量可以在冷起动和较低温度状况下被保留。
在另一个示例中，控制器可以使车辆冷却系统在第二运行模式下运行，其中主动进气格栅关闭、通风口打开、第一冷却液泵以较低速度运行、第二冷却液泵以较高速度运行并且散热器风扇致动到较高速度。冷却系统在车辆以较高速度运行、并且发动机温度较高并且可能期望发动机冷却的状况期间在第二模式下运行。在第二运行模式下，由于车辆速度高，AGS可以维持在关闭位置上以便减小由于气动阻力引起的寄生损失。然而，由于期望发动机冷却，散热器风扇可以在较高速度下接通，并且外壳通风口可以完全打开以允许冷却空气循环通过发动机。此外，高温冷却回路的冷却液泵可以在较高速度下运行以增大通过发动机组件的冷却液流速。来自发动机系统的热可以传递到冷却液，由此对发动机组件具有冷却效果。低温冷却回路中的冷却液泵可以基于低温冷却回路组件的冷却需求在较低速度下运行。
冷却系统还可以响应于增压空气冷却器(CAC)中的高于阈值水平的冷凝物、高于阈值的环境湿度、和降水指示中的一者或多者在第二模式下运行。CAC冷凝物水平可以从细节中推断，如多个传感器估计的环境空气温度、环境空气湿度、进口和出口增压空气温度、和进口和出口增压空气压力。如果CAC冷凝物水平增大到高于阈值水平，在CAC抽取期间，通过发动机引起潜在的发动机不发火，可以摄入较大量的水。在较低运行温度下，加速CAC冷凝。因此，如果观察到CAC冷凝物水平高于阈值，则冷却系统可以运行以保留热量并且进一步阻碍低温冷却回路中温度的任何降低。在又另一个示例中，控制器可以使冷却系统在第三运行模式下运行，其中主动进气格栅和通风口中的每一者打开，第一和第二冷却液泵中的每一者以较低速度运行，并且禁用散热器风扇。冷却系统在车辆以较低速度运行、并且发动机温度高低并且期望发动机冷却的状况期间在第三模式下运行。在第三运行模式下，由于车速较低，AGS可以打开到期望的程度以便将冷环境空气接受到发动机系统中。外壳通风口可以同时打开以允许环境空气循环通过发动机组件，由此冷却该系统。由于车速较低，由于气动阻力引起的寄生损失可能较小。在这种冷却模式下，由于循环环境空气以便冷却发动机，为了减少由于发动机和/或电池功率消耗引起的寄生损失，散热器风扇可以关闭并且高温回路冷却液泵可以在较低速度下运行。经由AGS的环境空气有效地向低温回路组件提供冷却，因此，低温回路冷却液泵也可以在较低速度下运行。
当期望发动机冷却时，控制器在发动机温度较高的车辆非驾驶状况期间还可以使冷却系统在第三运行模式下运行。确定非驾驶状况可以包括检测车辆状况，如减速状况、制动状况、松加速器踏板状况、发动机转速变化速率小于预定阈值、来自自适应巡航控制系统的制动信号(其感测到在当前车辆正前方的车辆的距离并自动致动车辆制动器以维持与前车的阈值间隔)、或发出车辆非驾驶状况信号的另一种状况。作为一个示例，车辆非驾驶状况可以是驾驶员的制动踏板的下压量大于阈值。作为另一个示例，车辆非驾驶状况可以是驾驶员的制动力度(例如，制动踏板上的力)大于阈值。作为又一个示例，车辆非驾驶状况可以是制动压力大于阈值。作为再一个示例，车辆非驾驶状况可以是车辆制动器(例如，电致动的制动器)的致动程度大于阈值。
在进一步的示例中，控制器可以使冷却系统在第四运行模式下运行，其中主动进气格栅打开、通风口中关闭，第一和第二冷却液泵中的每一者以较低速度运行，并且禁用散热器风扇。冷却系统在车辆正以较低速度运行、并且发动机需要较少冷却的状况期间在第四模式下运行。其中，空气可以不循环通过隔热外壳。控制器还可以在发动机不期望冷却而AC冷凝器在较低车速下请求中度冷却时使冷却系统在第四运行模式下运行。
在更进一步的示例中，控制器可以使冷却系统在第五运行模式下运行，其中主动进气格栅打开、通风口中关闭，第一和第二冷却液泵中的每一者以较低速度运行，并且将散热器风扇致动到较低速度。冷却系统在车辆正以较低速度运行、并且发动机需要较少冷却的状况期间在第五模式下运行。然而，发动机和/或AC冷凝器的冷却要求可能比在第四模式下更高。为了提供期望的冷却，散热器风扇可以在隔热外壳上的通风口可以维持在封闭位置上的同时在较低速度下运行。因此，在第四模式下运行可以包括在低于阈值发动机转速和低于阈值空调系统温度中的每一者期间运行，并且在第五模式下运行可以包括低于阈值发动机转速、和高于阈值空调系统温度中的每一者。
还可以响应于CAC内的腐蚀风险选择冷却系统模式。在增压空气冷却器处的腐蚀风险可以基于露点在冷却器内的具体位置处的停滞的持续时间大于阈值持续时间来指示。如果冷凝物被限制于同一点持续长于阈值时期，则高度冷凝的水和酸性溶液可以在这个点形成，从而存在高腐蚀风险。对AGS的调整可以基于露点的位置来进行，以便移动冷凝物的位置。例如，如果露点在指定的中心位置左侧，则AGS可以关闭来减少冷却和将露点移动到中心位置的右侧。相反，如果露点在指定的中心位置右侧，则AGS可以打开来增大冷却和将露点移动到中心位置的左侧。一旦露点已经移位，则冷却系统可以在基于冷却需求和相关联的寄生损失而选择的冷却模式下运行。
以此方式，考虑发动机的冷却需求、CAC冷凝、环境状况和发动机功率的寄生损失，可以选择不同的冷却模式。可以理解，除了冷却系统的上述运行模式以外，可以有多个可能的运行模式适合于满足发动机、变速器和其他车辆组件的冷却需求。冷却模式之间的转变可以基于动力传动系统组件冷却需求、和每个模式的功率使用中每一者。通过在所选择的冷却模式下运行冷却系统，可以优化燃料效率和发动机性能。
图5示出了示例性运行顺序500，展示了图1和图2中所示的冷却系统的多个组件的协调运行。基于发动机冷却需求和冷却系统组件的运行引起的寄生能量损失来调整每个组件。横轴(x轴)表示时间，并且垂直标记t1-t5标识冷却系统运行的重要时间。
第一图，线502，示出了车速随时间的变化。虚线504示出了阈值车速，高于阈值车速，经由位于车辆前端的主动进气格栅(AGS)的开度进入发动机系统的空气引起的气动阻力可以引起巨大的发动机功率损失。第二图，线506，示出了经由发动机冷却液温度传感器和/或排气温度传感器估计的发动机温度随时间的变化。虚线508示出了阈值发动机温度，高于阈值发动机温度，可能期望发动机主动冷却。第三图，线510，示出了容纳在发动机进气歧管中的增压空气压缩机(CAC)上积聚的冷凝物水平。虚线512示出了CAC冷凝物水平，高于冷凝物水平，可以控制进一步的冷凝物积聚并且可以适时地抽取冷凝物。第四图，线514，示出了AGS的开度，并且第五图，线516，示出了环绕发动机的隔热外壳的侧壁上的通风口的开度。第六图，线518，示出了散热器风扇速度基于发动机冷却需求的变化。第七图，线520，示出了联接至冷却系统的低温冷却回路的泵的运行速度的变化，并且第八图，线522，示出了联接至冷却系统的高温冷却回路的泵的运行速度的变化。
在时间t1之前，发动机从一段不活跃期之后从静止开始起动，在不活跃期期间，不使用发动机推进车辆。发动机可以在低于阈值的发动机温度的冷起动状况下起动。在此时间期间，可以保存在发动机处产生的热以便升高发动机温度。环绕发动机的隔热外壳可以促进在这类状况期间通过发动机的热保留。AGS、和隔热外壳的壁上的通风口可以关闭以限制空气流过可能具有不期望的冷却效果的发动机。在这个时间期间，由于发动机的冷却需求低，所以散热器风扇可以不运行并且低温冷却液泵和高温冷却液泵中的每一者可以在较低速度下运行。以此方式，可以减少对由冷却系统组件的运行引起的对寄生损失有贡献的发动机和/或电池功率的使用。由于发动机在一段不活跃期之后起动，CAC冷凝物积聚水平在这个时间可能较低。
在时间t1，发动机温度可以升高到高于阈值水平(线508)并且在时间t1与t2之间可能期望发动机系统主动冷却。由于在这个时间期间，车速低于阈值速度，并且AGS可以完全打开以促进发动机经由环境气流冷却，而不引起不期望的气动阻力水平。通风口也可以打开以便使经由AGS进入车辆的环境空气流过发动机。由于环境气流可以满足可观的冷却需求，所以通过不运行散热器风扇和通过使低温冷却液泵在较低速度下运行，可以减小寄生损失。高温冷却液泵速度可以升高以便增大循环通过发动机组件的冷却液的流速。来自发动机系统的热可以传递到循环的冷却液以便经由散热器消散到大气中。
在时间t2，车速可以升高到高于阈值速度。在时间t2与t3之间，由于高于阈值发动机温度，所以发动机系统的冷却需求可能继续变得更高。响应于较高车速，AGS的开度可以减小以便减少通过AGS的空气流量和所产生的气动阻力。通风口继续维持在完全打开位置上以促进环境空气流过发动机系统。由于环境空气的流量可以由于AGS的部分关闭而已经减小，所以散热器风扇可以在较高速度下运行以便提供冷却空气流过发动机。并且，高温冷却液泵的运行速度可以进一步升高以便增大冷却液流速和从发动机组件到冷却液的热传递。在这个时间期间，AGS开度可以继续基于车速升高和发动机温度降低来调整。以此方式，通过连续调整冷却系统组件，可以优化由于气动阻力和发动机和/或电池功率的使用引起的寄生损失。
在时间t3，可以发生松加速器踏板事件，这启动了处于非驾驶状况的车辆运行。在这种状况下，控制器可以推断存在即将发生的低速运行(在时间t3与t4之间)。由于高于阈值发动机温度，在非驾驶状况期间，在时间t3与t4之间，发动机冷却可以通过完全打开AGS和外壳通风口以允许冷环境空气循环通过发动机来进行。由于冷却需要的大部分通过环境气流而满足，所以在此时间期间，可以通过不运行散热器风扇和通过在较低速度下运行低温冷却液泵和高温冷却液泵中的每一者可以减小寄生损失。并且，在这个时间期间，看到CAC冷凝物水平随时间稳定升高。
在时间t4，CAC冷凝物水平可以升高高于阈值512，并且可以控制冷凝物水平的进一步升高。CAC冷凝物水平可以从多种状况中推断，如多个传感器估计的环境空气温度、环境空气湿度、进口和出口增压空气温度、和进口和出口增压空气压力。为了减少在CAC处形成进一步的冷凝，可以升高CAC的温度。响应于期望升高CAC的温度，AGS可以完全关闭，以便减小冷环境空气通过包括CAC的发动机系统的流量。也可以减小通风口的开度，以阻碍气流通过CAC。低温冷却液泵可以在较低速度下运行以便降低通过CAC的冷却液流速。散热器风扇可以在较高速度下运行，并且也可以升高高温冷却液泵速度，从而使得向发动机系统的可能处于较高温度的其他组件提供一些冷却效果。
在时间t5，可以从多个传感器中推断CAC冷凝物水平已经降低到低于阈值，并且可能期望进一步CAC冷却。然而，在时间t4之后，可以推断出存在潮湿状况。潮湿状况，如降水(例如，雨、雪、冰雹等)、洗车、和高湿度，可以通过湿度传感器和不同的无线通信装置应用以及天气预报网站来推断。当前和未来天气数据可以与通过联接至车辆控制器的GPS获得的当前和未来行进路线相关。响应于检测到潮湿状况，AGS可以维持在关闭位置上以便阻碍任何湿气通过格栅进入发动机系统。为了提供冷却空气循环通过发动机系统，散热器风扇可以在较高速度下运行，并且发动机外壳的通风口可以完全打开以使来自风扇的空气循环通过发动机系统。由于潮湿天气状况，环境温度可能降低并且可能不期望进一步的发动机冷却，因此在这个时间期间，低温冷却液泵和高温冷却液泵中的每一者可以在较低速度下运行以降低循环冷却液的流速。
以此方式，基于发动机冷却需求、CAC状况、和天气状况，可以调整冷却系统的组件中的每个组件以提供期望的冷却，同时引起发动机功率的寄生损失最小。通过将车辆动力传动系统组件(如发动机系统)封闭在隔热外壳内，可以减少散热并且可以在较低温度运行期间加快达到催化剂起燃温度。通过在外壳的壁上提供通风口，可以确保通过发动机组件的气流并且在较高温度运行期间可以有效进行发动机冷却。并且，通过协调经由AGS和通风口协调通过发动机的气流，可以在冷却系统中以减小的寄生损失产生协同效应。
一种用于车辆的示例性方法包括：基于工况估计动力传动系统组件冷却需求；并且响应于动力传动系统组件冷却需求，同时调整散热器风扇速度、冷却液系统泵输出、车辆进气格栅开度、和联接至发动机隔热外壳的通风口的通风口开度中的每一者。在前述示例中，此外或可选地，工况包括动力传动系统组件的温度、和动力传动系统组件的温度随时间的变化速率。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，动力传动系统组件包括发动机、变速器和液力变矩器之一。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，同时调整包括基于第一模式下的能量损失相对于第二模式下的能量损失，在第一运行模式与第二运行模式之间选择，第一运行模式包括散热器风扇速度、冷却液系统泵输出、车辆进气格栅开度、和通风口开度中的每一者的第一设置，第二运行模式包括散热器风扇速度、冷却液系统泵输出、车辆进气格栅开度、和通风口开度中的每一者的第二不同设置，其中，第一模式与第二模式中的每一者满足动力传动系统组件冷却需求。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，第一模式下的能量损失基于散热器风扇速度和冷却液系统泵输出的第一设置的电功率消耗、和车辆进气格栅开度和通风口开度的第一设置的气动阻力，并且其中，第二模式下的能量损失基于散热器风扇速度和冷却液系统泵输出的第二设置的电功率消耗、和车辆进气格栅开度、和通风口开度的第二设置的气动阻力。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，选择包括当第一模式的能量损失低于第二模式的能量损失时选择第一模式、和当第二模式的能量损失低于第一模式的能量损失时选择第二模式。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，发动机是涡轮增压发动机，并且其中，第一模式的第一设置和第二模式的第二设置进一步基于联接在进气压缩机的下游的增压空气冷却器中的冷凝物水平、当地天气状况、当地天气预报、和环境湿度中的一者或多者。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，当冷凝物水平高于阈值时，或当当地天气状况包括降水时，第一模式的第一设置和第二模式的第二设置包括进气格栅关闭。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，在第一模式与第二模式之间选择进一步基于增压空气冷却器中的冷凝物水平、当地天气状况、当地天气预报、和环境湿度。此外或可选地，任何或所有前述示例进一步包括：基于露点在冷却器内的具体位置停滞持续时间大于阈值持续时间来指示在增压空气冷却器处的腐蚀风险；并且基于指示在第一模式与第二模式之间进行进一步选择，其中，进一步选择包括响应于腐蚀风险选择第一和第二模式中的已经关闭了进气格栅的一个模式。
用于车辆的另一个示例性方法包括：使车辆冷却系统在第一模式下运行，其中，车体上的主动进气格栅和隔热发动机外壳上的通风口中的每一者关闭，第一和第二冷却液泵中的每一者以较低速度运行，并且禁用散热器风扇；使车辆冷却系统在第二模式下运行，其中，主动进气格栅关闭、通风口打开、第一冷却液泵以较低速度运行、第二冷却液泵以较高速度运行并且散热器风扇致动到较高速度；使车辆冷却系统在第三模式下运行，其中，主动进气格栅和通风口中的每一者打开，第一和第二冷却液泵中的每一者以较低速度运行，并且禁用散热器风扇；使车辆冷却系统在第四模式下运行，其中，主动进气格栅打开，通风口关闭，第一和第二冷却液泵中的每一者以较低速度运行，并且禁用散热器风扇；使车辆冷却系统在第五模式下运行，其中，主动进气格栅打开、通风口关闭，第一和第二冷却液泵中的每一者以较低速度运行，并且将散热器风扇致动到较低速度，其中第一冷却液泵是低温冷却回路冷却液泵，而第二冷却液泵是高温冷却回路冷却液泵。前述示例此外或可选地进一步包括：基于动力传动系统组件冷却需求和每个模式的功率使用中的每一个，在第一、第二、第三、第四和第五模式之间进行选择，其中，每个模式的功率使用基于由于主动进气格栅和通风口引起的气动阻力、以及散热器风扇和第一和第二冷却液泵的电功率消耗。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，动力传动系统组件冷却需求包括发动机冷却需求和变速器冷却需求中的一者或多者，发动机冷却需求基于在发动机运行期间的发动机温度和发动机温度的变化速率，变速器冷却需求基于在发动机运行期间的变速器油温和变速器油温的变化速率。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，选择包括选择满足动力传动系统组件冷却需求并且具有最低功率使用的模式。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，在第一模式下运行包括在发动机冷起动状况期间运行，其中，在第二模式下运行包括在高于阈值发动机温度和高于阈值发动机转速中的每一者期间运行，其中，在第三模式下运行包括在高于阈值发动机温度和低于阈值发动机转速中的每一者期间运行，其中，在第四模式下运行包括在低于阈值发动机转速和低于阈值空调系统温度中的每一者期间运行，并且其中，在第五模式下运行包括在低于阈值发动机转速和高于阈值空调系统温度中的每一者。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，车辆系统包括带有进气压缩机和联接在压缩机下游的增压空气冷却器的涡轮增压发动机，方法进一步包括在进气格栅关闭的第六模式下运行车辆冷却系统，第六模式是响应于增压空气冷却器中高于阈值冷凝物水平、高于阈值环境湿度、以及降水指示而选择的。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，低温冷却回路冷却液泵可以被配置成用于使冷却液循环通过增压空气冷却器和空调系统，并且其中，高温冷却回路冷却液泵可以被配置成用于使冷却液循环通过涡轮增压发动机和变速器中的每一者。
在又另一个示例中，车辆系统包括：动力传动系统，动力传动系统包括发动机和联接至车轮的变速器；位于车辆系统的前端的主动进气格栅；封闭发动机的隔热外壳，外壳包括在相对壁上的多个通风口；涡轮增压器，涡轮增压器包括进气压缩机和排气涡轮机；联接在压缩机下游的增压空气冷却器(CAC)；冷却系统，冷却系统包括低温冷却液环路和高温冷却液环路，低温冷却液环路包括第一冷却液泵和第一散热器，第二冷却液环路包括第二冷却液泵、第二散热器、和散热器风扇；以及控制器，控制器具有存储在非瞬态存储器上的计算机可读指令以用于：估计发动机和变速器中的每一者的冷却需求；初始选择冷却系统的满足冷却需求的多个运行模式，其中，初始选择的多个模式中的每个模式具有冷却系统的组件的不同的设置；将初始选择的多个模式中的每个模式的能量使用相比较；并且进一步选择初始选择的多个模式中的能量使用最少的一个模式。前述示例此外或可选地进一步包括：联接至排气歧管的排气温度传感器和联接至变速器的变速器油温传感器，其中，控制器进一步包括用于以下内容的指令：基于排气温度传感器的输出来估计发动机的冷却需求；并且基于变速器油温传感器的输出来估计变速器的冷却需求。在任何或所有前述示例中，此外或可选地，控制器进一步包括用于以下内容的指令：基于在低温冷却液泵、高温冷却液泵、和散热器风扇中的每一者运行期间的发动机功率使用和电池功率使用、并且进一步基于在主动进气格栅打开期间的气动阻力来估计冷却系统的多个运行模式中的每个运行模式的能量使用。
以此方式，通过计算车辆动力传动系统组件的冷却需求和选择冷却系统的运行模式，其中，每个组件(包括可调通风口、AGS、冷却液泵和冷却风扇)可同时调整，可以满足组件的冷却需求，同时可以使功率使用和气动阻力引起的寄生损失最小化。因此，可以改进发动机性能和燃料效率。将车辆动力传动系统组件(如发动机系统)封闭在隔热外壳内的技术效果是在较低温度运行期间可以保存热量。通过在冷起动状况期间减少发动机系统的散热，可以加快达到催化剂起燃温度，由此改进排放质量。
注意，本文所包括的示例性控制和估算程序可结合各种发动机和/或车辆系统配置使用。本文所公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在非瞬态存储器中，并且可由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其它发动机硬件来实行。在此描述的具体程序可以表示任意数量的处理策略中的一个或多个处理策略，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。如此，所展示的各种动作、操作和/或功能可以按照所展示的顺序、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，处理顺序不必要求达到在此描述的示例实施例的特征和优点，但是提供为了方便展示和说明。根据使用的具体策略，一个或多个展示的动作、操作和/或功能可以重复执行。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可以以图形方式表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读储存介质的非瞬态储存器中的代码，其中，通过在包括各种发动机硬件组件的系统中执行指令并结合电子控制器来执行所描述的动作。
应理解，在此公开的配置和程序性质上是示例性的，且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变体是可能的。例如，可以将以上技术应用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸发动机和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置、以及其它特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求书具体地指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合及子组合。这些权利要求可以引用“一个”元件或“第一”元件或其等效物。这种权利要求应当被理解为包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。可以通过本权利要求书的修改或通过此申请或相关申请中的新权利要求的陈述来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合或子组合。此类权利要求书，与原权利要求书相比在范围上无论更宽、更窄、对等、还是不同，同样被认为是被包括在本公开的主题之中。

Claims (19)

1.一种用于车辆的方法，包括：
基于工况估计动力传动系统组件冷却需求；并且
响应于所述动力传动系统组件冷却需求，同时调整散热器风扇速度、冷却液系统泵输出、车辆进气格栅开度、和联接至发动机隔热外壳的通风口的通风口开度中的每一者，其中所述同时调整包括基于第一运行模式下的能量损失相对于第二运行模式下的能量损失，在所述第一运行模式与所述第二运行模式之间选择，所述第一运行模式包括所述散热器风扇速度、所述冷却液系统泵输出、所述车辆进气格栅开度、和所述通风口开度中的每一者的第一设置，所述第二运行模式包括所述散热器风扇速度、所述冷却液系统泵输出、所述车辆进气格栅开度、和所述通风口开度中的每一者的不同的第二设置，其中所述第一运行模式与所述第二运行模式中的每一者满足所述动力传动系统组件冷却需求。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述工况包括动力传动系统组件的温度、和所述动力传动系统组件的温度随时间的变化速率。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述动力传动系统组件包括发动机、变速器和液力变矩器之一。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一运行模式下的能量损失基于所述散热器风扇速度和所述冷却液系统泵输出的第一设置的电功率消耗、和所述车辆进气格栅开度和所述通风口开度的第一设置的气动阻力，并且其中，所述第二运行模式下的能量损失基于所述散热器风扇速度和所述冷却液系统泵输出的第二设置的电功率消耗、和所述车辆进气格栅开度和所述通风口开度的第二设置的气动阻力。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述选择包括当所述第一运行模式的能量损失低于所述第二运行模式的能量损失时选择所述第一运行模式，以及当所述第二运行模式的能量损失低于所述第一运行模式的能量损失时选择所述第二运行模式。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述发动机是涡轮增压发动机，并且其中，所述第一运行模式的第一设置和所述第二运行模式的第二设置进一步基于联接在进气压缩机的下游的增压空气冷却器中的冷凝物水平、当地天气状况、当地天气预报、和环境湿度中的一者或多者。
7.如权利要求6所述的方法，其中，当所述冷凝物水平高于阈值时，或当所述当地天气状况包括降水时，所述第一运行模式的第一设置和所述第二运行模式的第二设置包括所述进气格栅关闭。
8.如权利要求6所述的方法，其中，在所述第一运行模式与所述第二运行模式之间的所述选择进一步基于所述增压空气冷却器中的冷凝物水平、所述当地天气状况、所述当地天气预报、和所述环境湿度。
9.如权利要求6所述的方法，进一步包括：
基于露点在所述冷却器内的具体位置处的停滞持续时间大于阈值持续时间，指示在所述增压空气冷却器处的腐蚀风险；并且
基于所述指示，在所述第一运行模式与所述第二运行模式之间进一步选择，其中，所述进一步选择包括响应于所述腐蚀风险选择已经关闭进气格栅的所述第一运行模式和第二运行模式中的一个。
10.一种用于车辆的方法，包括：
使车辆冷却系统在第一模式下运行，其中，车体上的主动进气格栅和隔热发动机外壳上的通风口中的每一者关闭，第一冷却液泵和第二冷却液泵中的每一者以较低速度运行，并且禁用散热器风扇；
使所述车辆冷却系统在第二模式下运行，其中，所述主动进气格栅关闭，所述通风口打开，所述第一冷却液泵以所述较低速度运行，所述第二冷却液泵以较高速度运行并且所述散热器风扇被致动到较高速度；
使所述车辆冷却系统在第三模式下运行，其中，所述主动进气格栅和所述通风口中的每一者打开，所述第一冷却液泵和第二冷却液泵中的每一者以所述较低速度运行，并且禁用所述散热器风扇；
使所述车辆冷却系统在第四模式下运行，其中，所述主动进气格栅打开，所述通风口关闭，所述第一冷却液泵和第二冷却液泵中的每一者以所述较低速度运行，并且禁用所述散热器风扇；并且
使所述车辆冷却系统在第五模式下运行，其中，所述主动进气格栅打开，所述通风口关闭，所述第一冷却液泵和第二冷却液泵中的每一者以所述较低速度运行，并且将所述散热器风扇致动到较低速度，其中所述第一冷却液泵是低温冷却回路冷却液泵，而所述第二冷却液泵是高温冷却回路冷却液泵。
11.如权利要求10所述的方法，进一步包括：基于动力传动系统组件冷却需求和每个模式的功率使用中的每一个，在所述第一模式、第二模式、第三模式、第四模式和第五模式之间进行选择，其中，每个模式的所述功率使用基于由于所述主动进气格栅和所述通风口引起的气动阻力、以及所述散热器风扇和所述第一冷却液泵和第二冷却液泵的电功率消耗。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述动力传动系统组件冷却需求包括发动机冷却需求和变速器冷却需求中的一者或多者，所述发动机冷却需求基于在发动机运行期间的发动机温度和发动机温度的变化速率，所述变速器冷却需求基于在发动机运行期间的变速器油温和变速器油温的变化速率。
13.如权利要求11所述的方法，其中，所述选择包括选择满足所述动力传动系统组件冷却需求并且具有最低功率使用的模式。
14.如权利要求10所述的方法，其中，在所述第一模式下运行包括在发动机冷起动状况期间运行，其中，在所述第二模式下运行包括在高于阈值发动机温度和高于阈值发动机转速中的每一者期间运行，其中，在所述第三模式下运行包括在高于阈值发动机温度和低于阈值发动机转速中的每一者期间运行，其中，在所述第四模式下运行包括在低于阈值发动机转速和低于阈值空调系统温度中的每一者期间运行，并且其中，在所述第五模式下运行包括在低于阈值发动机转速和高于阈值空调系统温度中的每一者期间运行。
15.如权利要求10所述的方法，其中，所述车辆冷却系统包括带有进气压缩机和联接在所述压缩机的下游的增压空气冷却器的涡轮增压发动机，所述方法进一步包括：
响应于所述增压空气冷却器中的高于阈值水平的冷凝物、高于阈值的环境湿度、和降水指示中的一者或多者，使所述车辆冷却系统在所述第二模式下运行。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述低温冷却回路冷却液泵被配置成用于使冷却液循环通过所述增压空气冷却器和空调系统，并且其中，所述高温冷却回路冷却液泵被配置成用于使冷却液循环通过所述涡轮增压发动机和变速器中的每一者。
17.一种车辆系统，包括：
动力传动系统，所述动力传动系统包括发动机和联接至车轮的变速器；
位于所述车辆系统的前端的主动进气格栅；
封闭所述发动机的隔热外壳，所述外壳包括在相对壁上的多个通风口；
涡轮增压器，所述涡轮增压器包括进气压缩机和排气涡轮机；
联接在所述压缩机下游的增压空气冷却器即CAC；
冷却系统，所述冷却系统包括低温冷却液环路和高温冷却液环路，所述低温冷却液环路包括第一冷却液泵和第一散热器，所述高温冷却液环路包括第二冷却液泵、第二散热器和散热器风扇；以及
控制器，所述控制器具有存储在非瞬态存储器上的计算机可读指令，以用于：
估计所述发动机和所述变速器中的每一者的冷却需求；
初始选择所述冷却系统的满足所述冷却需求的多个运行模式，其中，所述初始选择的多个运行模式中的每个运行模式具有所述冷却系统的组件的不同的设置；
将所述初始选择的多个运行模式中的每个运行模式的能量使用相比较；并且
进一步选择所述初始选择的多个运行模式中的能量使用最少的一个运行模式。
18.如权利要求17所述的系统，进一步包括联接至排气歧管的排气温度传感器和联接至所述变速器的变速器油温传感器，其中，所述控制器进一步包括用于以下的指令：
基于所述排气温度传感器的输出，估计所述发动机的冷却需求；并且
基于所述变速器油温传感器的输出，估计所述变速器的冷却需求。
19.如权利要求17所述的系统，其中，所述控制器包括进一步的指令，以用于：
基于在所述第一冷却液泵、所述第二冷却液泵和所述散热器风扇中的每一者运行期间的发动机功率使用和电池功率使用，并且进一步基于在所述主动进气格栅打开期间的气动阻力，估计所述冷却系统的所述多个运行模式中的每个运行模式的能量使用。
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