CN102536412B - 冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机冷却系统。在一个实施例中，内燃发动机包含：舱室热交换器回路，其包括在进口侧通向汽缸体冷却剂套的连接管路；主冷却剂泵，其布置在舱室热交换器回路中；辅助冷却剂泵，其布置在连接管路中；以及止回阀。这样，可通过辅助冷却剂泵向发动机及关联的组件提供额外的冷却和/或加热。

Description

冷却系统

相关申请

本申请要求2010年11月3日提交的德国专利申请102010060319.8的权益，其全部内容通过引用包括在此。

技术领域

本公开涉及具有冷却剂回路的内燃发动机。

背景技术

传统的冷却系统具有至少一个汽缸盖冷却剂套、一个汽缸体冷却剂套、通常为机械泵的主冷却泵、通常为电动泵的辅助冷却泵、散热器、恒温器、热交换器、蒸汽分离器以及进一步组件和相应的连接管路。在特定冷却剂温度例如90℃以下，冷却剂流过主冷却泵、冷却剂套、热交换器、油冷却器、蒸汽分离器和恒温器，即通过“小冷却回路”。一旦已达到特定温度，恒温器就开启，结果冷却剂又流过与热交换器并联的散热器。

已知这样的实践，即分别允许冷却剂回路中的冷却剂流过内燃发动机的汽缸体和汽缸盖。这样，就能够不同地冷却具体通过燃烧室和通道壁来耦合至助燃空气的汽缸盖和具体热耦合至摩擦点的汽缸体。“分离冷却概念”(单独的冷却剂回路)意图确保当内燃发动机处于预热阶段时汽缸盖被冷却，该意图为开始应不冷却汽缸体，因而允许使汽缸体更快达到要求的运行温度。

为了提高内燃发动机的预热性能，能够使用“无流策略”，其中无冷却剂流过汽缸体水套。为了该目的，提供另外的截止阀，而恒温器由比例阀代替，并且机械泵进一步由电动泵代替。机械泵由内燃发动机驱动，而电动泵由可控电动马达驱动。

作为替换，因此能够通过结合分离冷却概念和无流策略而提高预热性能，结果是汽缸体不被冷却而汽缸盖被冷却。

然而，现有系统也可包括提供具有辅助冷却剂泵的内燃发动机以便提高内燃发动机的耐久性的实践，尤其是其涡轮增压器在“热浸阶段”的耐久性，即发动机已被在暖环境中关掉的阶段。

依照当前传统构造，排气涡轮增压器包括具有压缩机叶轮和涡轮旋转轮以及轴的转子，轴布置在压缩机叶轮和涡轮旋转轮之间，并且在相应转子轴承中可转动地安装在涡轮侧和压缩机侧上。转子轴承通常可为具有油润滑的滑动轴承或滚动接触轴承。通常轴承被提供有润滑剂(例如发动机油)，其例如通过压力管路传至各个轴承位置。除了润滑轴承，润滑剂的目的也是为了冷却后者。冷却非常重要，尤其对于涡轮侧轴承来说更是如此，因为通过热涡轮旋转轮将大量的热引入该轴。

因为该原因而特别难以处理的运行状态是将内燃发动机从高负荷运行状态快速关闭。停止时中断润滑剂的供应，并且不再确保热从该轴消散。结果是由于热涡轮引起的轴的持续传热，残留在轴承组件的暴露部分中的润滑油过热以及关联的润滑油碳化。最后，润滑油碳化引起转子轴承积碳，而这常常引起对涡轮增压器的损害。

尤其能够在具有“自动起动/停止系统”的机动车辆上观察上述关键运行状态，即内燃发动机从具有高负荷的运行状态快速关闭，因为如果不需要动力驱动机动车辆(停止状态)时，例如在红绿灯处停止时，该系统自动关闭内燃发动机。

为了避免该情况，通过将冷却剂流引入涡轮壳而将涡轮壳包括到冷却剂回路中并借助于电动辅助冷却剂泵对其进行冷却。

然而，电动辅助冷却剂泵也应该在内燃发动机的停止阶段向舱室热交换器提供冷却剂。在以下情况下使用另外的热源有用，例如涡轮壳和/或排气歧管被整合在汽缸盖中。

然而，在预热阶段，相对于其他区域(例如汽缸体和/或汽缸盖的新鲜空气侧)例如涡轮壳中和/或排气歧管的冷却剂限制温度(指定温度)可更快达到。因而，由于高冷却剂温度，即使例如汽缸套仍未被加热并且因此实际上为冷的情况下，例如也放弃“无流策略”。

发明内容

发明人在此已认识到上述方法的问题，并且提供一种发动机系统，从而至少部分解决这些问题。在一个实施例中，内燃发动机包含：舱室热交换器回路，其包括通往出口侧进入汽缸体冷却剂套的连接管路；主冷却剂泵，其布置在舱室热交换器回路中；辅助冷却剂泵，其布置在连接管路中；以及止回阀。

这样，可通过辅助冷却器泵补充加热乘客舱室以及冷却发动机和/或涡轮，而同时提供一种简化系统，因而增加发动机效率，并且进一步提高内燃发动机的冷却和/或预热性能。

当单独考虑或结合附图考虑时，将通过以下具体实施方式详细说明更容易明白上述优点和其他优点以及本发明的特征。

应明白，提供上述发明从而以引出一系列方案的简化形式，后者将在详细说明中进一步描述。并不试图指出所要求保护的主题的关键或本质特征，其范围由所附权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上述部分和本公开任何部分提到的缺点的实施方式。

附图说明

图1示出车辆系统布局的例子，其包括汽车动力传动系统。

图2示出局部发动机视图。

图3示出用于内燃发动机的依照本公开的冷却剂回路。

图4示出流程图，其图解依照本公开的实施例冷却发动机的一种方法。

具体实施方式

图1示出车辆系统100，其包括通过曲轴40耦合至变矩器11的内燃发动机10。发动机10可为汽油发动机。在替换实施例中，可使用其他的发动机构造，例如柴油发动机。发动机10可通过发动机起动系统24起动，后者包括起动器以及一个或更多起动器齿轮。在一个例子中，起动器可为马达驱动(例如电池驱动或电容器驱动)。在另一例子中，起动器可为动力传动系统驱动马达，例如通过耦合装置连接发动机的混合发电装置。耦合装置可包括变速器、一个或更多齿轮和/或任何其他适当的耦合装置。起动器可经配置从而支持发动机在低但非零的发动机转速下重新起动，例如50rpm或更低。可替换地，发动机可在低转速范围内重新起动，例如50-100rpm之间。可替换地，发动机可在更高的转速范围内重新起动，例如高于200rpm。

变矩器11也通过涡轮轴17耦合至变速器15。变矩器11具有旁路离合器(未示出)，后者能够啮合、脱开或部分啮合。当该离合器脱开或者正在脱开时，就称变矩器处于非锁止状态。涡轮轴也被认为是变速器输入轴。在一个实施例中，变速器15包含具有多个可选择离散齿轮比的电子控制变速器。变速器15也可包含多个其他的例如最终传动比的齿轮。可替换地，变速器15可为连续可变变速器(CVT)。

变速器15可进一步通过轮轴21耦合至轮胎19。轮胎19使车辆(未示出)接触道路23。注意，在一个例示实施例中，该动力传动系统耦合在行驶在道路上的客车中。虽然可使用各种车辆构造，但是在一个例子中，发动机为单动力源，并且因此该车辆不是混合动力电动车辆、插电混合动力车辆等等。在其他实施例中，可在混合动力汽车中包含本方法。

图2描述内燃发动机10(图1)的燃烧室或汽缸的例示性实施例。发动机10可从包括控制器12的控制系统接收控制参数，并且通过输入装置132从车辆操作者130接收输入。在该例子中，输入装置132包括加速器踏板和踏板位置传感器134，其用于产生成比例的踏板位置信号PP。发动机10的汽缸(在此也为“燃烧室”)14可包括具有定位在其中的活塞138的燃烧室壁136。活塞138可耦合至曲轴140，以便活塞的往复运动被转化为曲轴的转动运动。曲轴140可通过传动系统耦合至客车的至少一个驱动轮。此外，起动器马达可通过飞轮耦合至曲轴140，从而能够进行发动机10的起动操作。

汽缸14能够通过一系列进气道142、144和146接收进气。进气道146除了与汽缸14相通，还能与发动机10的其他汽缸相通。在有些实施例中，一个或更多进气道可包括增压装置例如涡轮增压器或机械增压器。例如，图2示出配置有涡轮增压器的发动机10，其中涡轮增压器包括布置在进气道142和144之间的压缩机174，以及沿排气道148布置的排气涡轮176。压缩机174可由排气涡轮176经轴180至少部分提供动力，其中增压装置被配置为涡轮增压器。然而，在其他实施例中，例如发动机10具有机械增压器的例子中，可以可选地省略排气涡轮176，其中压缩机174由来自马达或发动机的机械输入提供动力。可沿发动机的进气道提供包含节流板的节气门162，用于改变提供给发动机汽缸的进气的流速和/或压力。例如，如图2所示，可在压缩机174的下游布置节气门162，或者可替换地在压缩机174的上游提供。

除了汽缸14，排气道148还能够从发动机10的其他汽缸接收排气。示出排气传感器128耦合至排放控制装置178上游的排气道148。可在各种适当的传感器中选择传感器128，用于提供排气空气/燃料比的指示，例如线性氧传感器或UEGO(通用排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO(如上所述)、HEGO(被加热的EGO)、NO_x、HC或CO传感器。排放控制装置178可为三元催化剂(TWC)、NO_x捕集器、各种其他排放控制装置或其组合。

由一个或更多位于排气道148中的温度传感器(未示出)评估排气温度。可替换地，可基于发动机工况，例如速度、负荷、空气-燃料比(AFR)、火花延迟等等推断排气温度。此外，可通过一个或更多排气传感器128计算排气温度。应明白，可以替换地通过在此列举的任何温度评估方法的组合评估排气温度。

每个发动机10汽缸都可包括一个或更多进气门以及一个或更多排气门。例如，示出汽缸14在汽缸14的上部区域包括至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在有些实施例中，发动机10的每个汽缸，包括汽缸14，都可在汽缸的上部区域包括至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。

可由控制器12经由凸轮致动系统151借助凸轮致动控制进气门150。类似地，可由控制器12通过凸轮致动系统153控制排气门156。凸轮致动系统151和153每个都可包括一个或更多凸轮，并且可利用一个或更多凸轮轮廓开关(CPS)、可变凸轮定时(CVT)、可变阀门正时(VVT)和/或可变阀门升程(VVL)系统，其可由控制器12操作，从而改变阀门运行。可分别通过阀门位置传感器155和157确定进气门150和排气门156的位置。在可替换实施例中，可由电动阀门致动控制进气和/或排气门。例如，汽缸14可替换地包括通过电动阀门致动控制的进气门以及通过包含CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。在另外的实施例中，可由公共阀门致动器或致动系统或可变阀门正时致动器或致动系统控制进气和排气门。

在有些实施例中，每个发动机10汽缸都可包括用于启动燃烧的火花塞192。在选择运行模式下，点火系统190能够响应来自控制器12的火花提前信号SA经火花塞192向燃烧室14提供点火火花。然而，在有些实施例中，可省略火花塞192，例如可通过自动点火或通过喷射燃料而启动发动机10的燃烧，如有些柴油发动机的情况就是如此。

在有些实施例中，每个发动机10汽缸都可配置有一个或更多向其提供燃料的燃料喷射器。作为非限制性例子，示出汽缸14包括一个燃料喷射器166。示出燃料喷射器166直接耦合至汽缸14，用于与通过电子驱动器168从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接向其中喷射燃料。这样，燃料喷射器166向燃烧汽缸14提供称为直接喷射(下文中也称为“DI”)的燃料。虽然图2示出喷射器166为侧喷射器，但是其也可位于活塞之上，例如接近火花塞192的位置。当以醇基燃料运行发动机时，由于一些醇基燃料的较低挥发性，该活塞可改进混合和燃烧。可替换地，喷射器可位于进气门之上并与其邻近，从而改进混合。可将燃料从包括燃料箱、燃料泵和燃料管的高压燃料系统8传送至燃料喷射器166。可替换地，可通过单级燃料泵以较低压力传送燃料，在该情况下，与使用高压燃料系统相比，压缩冲程期间，直接燃料喷射正时可能更受到限制。此外，虽然未示出，但是燃料箱可具有向控制器12提供信号的压力变换器。应明白，在可替换实施例中，喷射器166可为向汽缸14上游的进气道中提供燃料的进气道喷射器。

如上所述，图2仅示出多汽缸发动机的一个汽缸。同样，每个汽缸都可类似地包括其自己的进气/排气门组、燃料喷射器、火花塞等等。

燃料系统8中的燃料箱可盛放不同燃料性质的燃料，例如不同的燃料成分。这些差异可包括不同的醇含量、不同的辛烷、不同的汽化器热、不同的燃料混合和/或其组合等等。

图2中所示的控制器12为微型计算机，其包括微处理器单元106、输入/输出端口108、电子存储媒介、随机存取存储器112、保活存储器114以及数据总线，其中电子存储媒介用于可执行程序和校准值，在该特殊例子中示出为只读存储器芯片110。能够用呈现可由处理器106执行的指令的计算机可读数据对存储媒介只读存储器110编程，从而执行如下所述的方法以及程序，以及其他被预期但是未具体列举的变体。除了上述这些信号，控制器112还可从耦合至发动机10的传感器接收各种信号，包括来自质量空气流传感器122的进气质量空气流(MAF)的测量值；来自耦合至冷却剂套118的温度传感器116的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦合至曲轴140的霍尔效应传感器120(或其他类型的传感器)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；来自传感器124的绝对歧管压力信号(MAP)，来自EGO传感器128的汽缸AFR，以及来自爆震传感器和曲轴加速传感器的反常燃烧。可由控制器12从信号PIP产生发动机转速信号RPM。可使用来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP，从而提供进气歧管中的真空或压力指示。

参考图3，其示出冷却发动机如发动机10的分离冷却系统300，其中汽缸盖套302能够具有出口侧冷却区域306和进口侧冷却区域304，并且提供与汽缸盖水套302分离的汽缸体水套308，尽管所述汽缸体水套308能够与汽缸盖的进口侧冷却区域304接触(通过汽缸盖垫)。然而，未示出以下组件，如蒸汽分离器、散热器、汽缸体恒温器、管路、旁路和油冷却器。

图3示出第一冷却剂循环或舱室热交换器回路310，其中布置有舱室热交换器312和主冷却剂泵314。从主冷却剂泵314开始，冷却剂流进汽缸盖302，并且从中流出，流经涡轮增压器涡轮176的涡轮壳316。冷却剂从涡轮增压器涡轮176，或更具体地从涡轮壳316，流至舱室热交换器312，并且流回主冷却剂泵314。

在主冷却泵314上游，从舱室热交换器回路310分叉的是包括连接管路318的第二循环，其在进口侧通向汽缸体水套308。在连接管路318中布置辅助冷却剂泵320。在汽缸体水套308的出口侧上提供通向舱室热交换器回路310的管路322。控制元件324(优选具体为简单的止回阀)布置在管路322中。

明显地，能够通过依照公开的主冷却剂泵314和辅助冷却剂泵320以及简单的止回阀324的布置实现这样一种冷却系统，其具有简单很多的构造，用于提高内燃发动机10的预热性能及其耐久性，尤其是其受到高和低热应力的组件的耐久性。也能够实现通过主冷却剂泵314和辅助冷却剂泵320的适当控制的非常简单的冷却策略。

可通过控制器12控制辅助冷却剂泵320的运行。例如，马达326可驱动辅助泵320，并且控制器12可经配置从而开或关马达326，或者使其以可变速度运行。辅助冷却剂泵320的运行可响应乘客舱室的热需求。可通过舱室热交换器312加热乘客舱室。例如热需求可由传感器328感测的穿过热交换器312后的冷却剂温度确定。在一个实施例中，传感器328感测的温度越高，热需求就越低，而冷却剂的温度越低，热需求就越高。在其他实施例中，可基于涡轮的温度操作辅助泵，可基于由温度传感器(如图2中的传感器116)感测的发动机温度而评估涡轮温度。在其他状况中，可基于发动机转速、负荷、扭矩等等操作辅助泵。

可通过一个或更多耦合至发动机10的皮带或滑轮(未示出)机械驱动主冷却剂泵314。这样，主冷却剂泵314可以根据发动机转速运行，并且可当发动机不运行时可关闭，例如发动机自动停车期间。如上所述可独立于发动机运行的辅助冷却剂泵320，可被操作为在主冷却泵关闭并且指示发动机冷却(如当乘客舱室加热器开启时)的状况下冷却发动机。

如果舱室热交换器回路连接至汽缸盖冷却剂套，则是有利的，并且如果使管路从汽缸盖的出口侧通向涡轮壳(其连接至舱室热交换器)，则更是有利的。

如果控制元件(即单向止回阀)在通往舱室热交换器回路的管路中布置在汽缸体的出口侧，即在通向汽缸体的连接管路的相反侧，则是有利的。完全依照本公开，控制元件也可布置在其他位置，例如涡轮壳和舱室热交换器之间，例如从而降低辅助冷却剂泵的能量消耗。

优选具体为机械泵且优选机械耦合至曲轴的主冷却剂泵以这样的方式布置有利，即这些经受高热应力的内燃发动机区域(例如汽缸盖)，特别是具有集成排气歧管以及涡轮壳的其出口侧，被供以必需的冷却剂流有利。优选具体为电动泵且优选电动驱动(即不耦合至曲轴)的辅助冷却剂泵以这样的方式布置有利，即这些受摩擦力但是受热应力很少的内燃发动机的区域，被供以必须的冷却剂流有利。

依照本公开，然后依照内燃发动机的运行状态执行主冷却剂泵和辅助冷却剂泵的运行或控制策略。

因而，如果预热阶段探测不需要舱室加热，主冷却剂泵就准备在预热期间传送冷却剂。在该运行状态中，辅助冷却剂泵不活动。依照本公开，当发动机运行时，主冷却剂泵传送冷却剂。如果不需要加热并且发动机处于预热阶段，不必要将能量从发动机分离出来，即不激活辅助冷却剂泵。如果在预热阶段探测需要适度舱室加热，一样适用。

另一方面，如果需要大量舱室加热，即例如在预热阶段满加热功率，就不止激活主冷却剂泵，也激活辅助冷却剂泵，而辅助冷却剂泵被设为其最大功率。

如果内燃发动机处于停车状态，例如由于自动起动/停止系统的停车状态，并且探测需要舱室加热，主冷却剂泵不运行，即不传送冷却剂流，而辅助冷却剂泵同时以最大功率运行，结果是舱室热交换器回路中的冷却剂回路流过汽缸体。

如果探测到高需求运行状态，其也能够称为“疯狂驾驶员模式”，即冷启动后发动机立即高负荷，就运行主冷却剂泵和辅助冷却剂泵两者，而辅助冷却剂泵以全功率运行。

如果系统探测内燃发动机以高负荷或转速运行，就激活主冷却剂泵和辅助冷却剂泵两者，而辅助冷却剂泵优选以全功率运行。

如果系统探测内燃发动机在高负荷需求后停车，例如由于停止状态引起的自动起动/停止系统的原因，并且同时探测到“吸热阶段”，那么主冷却泵就不运行，而辅助冷却剂泵以全功率运行，结果是舱室热交换器回路中的冷却剂回路流经汽缸体，并且冷却涡轮壳。能够使用吸收的热从而为舱室加热。

如果与高需求运行状态相反，探测到内燃发动机的正常运行状态，就运行主冷却剂泵和辅助冷却剂泵，而辅助冷却剂泵以全功率运行，或遵循锯齿形曲线控制(脉冲宽度调制(PWM)开/关锯齿形曲线)。

通过主冷却剂泵和辅助冷却剂泵两者的有利布置，也通过使用简单的止回阀，以及通过依照本公开的控制策略，能够实现许多优势。

例如，内燃发动机在预热阶段起动(例如，冷起动)后，通过对预热阶段中经受摩擦的组件使用无流策略降低传递至冷却剂的热而有利地实现汽缸套和发动机润滑油的快速预热。内燃发动机或其汽缸冷却剂套能够独立于经受摩擦的组件的温度监控运行也有利，其通过以适当的方式简单控制辅助冷却剂泵实现，从而产生冷却剂流。此外，内燃发动机具有相当长的服务寿命，因为到达高负荷下经受高热应力的组件的冷却剂流是这样的，即热应力中有相当大的降低，并且因此失效。当内燃发动机停车时，例如由于自动起动/停止系统的停止状态，就通过激活辅助冷却剂泵以及使用内燃发动机(例如，涡轮壳、汽缸盖)的热容量而从舱室热交换器获得足够的加热性能。也消除了“吸热阶段”期间的组件损伤风险，因为当主冷却泵不运行时，经受严重热应力的组件(例如，涡轮壳、集成排气歧管)通过运行辅助冷却剂泵而充分冷却。因为在内燃发动机运行时，主冷却剂泵持续运行，由于能够将辅助冷却剂泵设计地消耗功率更低，所以也降低了能量消耗。

依照本公开的冷却系统的显著较不复杂构造也是明显有利的，因此也能够降低成本。传统的主冷却剂泵用于在内燃发动机运行期间保持汽缸盖和汽缸体的耐久性，而涡轮增压器(尤其是其涡轮侧)的耐久性依照本公开通过主冷却剂泵被进一步提高。

辅助冷却剂泵通常用于提高“吸热阶段”涡轮增压器的耐久性，并且使冷却剂流经舱室热交换器，经受低热应力(例如，汽缸体)的组件的耐久性依照本发明通过辅助冷却剂泵被进一步提高。通常，在汽缸体水套(分离冷却)中进一步提供另外的阀门。然而，依照本公开，提供简单的止回阀，并且所述止回阀能够用于在预热阶段引起流过汽缸体的流量可变，因而实际上能够以连续可变的形式控制传递的热。

图4示出依照本公开的一个实施例，冷却发动机的方法400。可由发动机控制系统(如控制器12)使用冷却系统(如冷却系统300)的组件执行方法400。方法400在402包含确定发动机运行参数。运行参数可包括发动机扭矩、发动机转速、冷却剂温度、节气门位置、刹车踏板位置和/或加速器踏板位置和车辆速度。在404，确定汽缸是否在接收燃料。在发动机的自动停车期间，为了关闭发动机，汽缸将不接收燃料。例如在以下情况下满足该条件，即如果激活正在行驶的车辆中的刹车踏板，并且车辆速度小于阈值，例如小于大约5km/h，并且特别优选大约0km/h(停止状况车辆速度)。可替换地或另外地，也能够通过节气门的快速关闭或加速器踏板的位置以及上述停止状况车辆速度确定停止状况。此处所用的自动停止的停止状况可指的是以下停止状况，其由控制器确定，而不需要车辆驾驶员指示发动机关闭，例如不需要驾驶员切断点火钥匙。当满足自动停止状况时，控制器12可起动通过切断燃油和提供给发动机的火花而关闭发动机。然而，在这些状况中，如下所述，仍可操作外部发动机组件。

如果确定汽缸在接收燃料，方法400继续进行至406，从而取决于工况，以辅助冷却剂泵补充主冷却剂泵。如上所述，主冷却剂泵可以根据发动机转速运行。辅助泵可由控制器控制，从而基于运行参数向发动机提供另外的冷却和/或润滑剂。在一个例子中，可在408基于热需求操作辅助泵。热需求可为车辆的乘客舱室中要求的热的范围。如果热需求高于阈值，由主泵运行的冷却剂循环不能单独提供，就可运行辅助泵，以便可通过汽缸体冷却剂套加热冷却剂，并且将其传送至汽缸盖冷却剂套，用于舱室热交换器中与舱室之间的最终热交换。除了运行辅助泵之外，其可经控制从而以足够高的速度运行，以便汽缸体冷却剂套出口处的冷却剂压力足以开启布置在其中的止回阀。

在另一例子中，辅助冷却剂泵可在410基于发动机转速和负荷运行。如果转速和/或负荷高于阈值，例如在发动机的高需求阶段，主冷却剂泵提供的冷却可能不足以冷却发动机。可运行辅助泵，从而另外冷却汽缸体。

如果在404确定汽缸不在接收燃料(例如，发动机处于自动停止)，方法400进行至412，从而基于工况运行辅助冷却剂泵。由于汽缸不在接收燃料，所以主冷却剂泵不运行。因此，通过辅助冷却剂泵完成任何冷却剂的传送。这包括在414基于热需求而运行辅助冷却剂泵。当车辆处于自动停止时，发动机不运行，但是附属系统，如舱室加热系统可运行。因此，能够在414运行辅助冷却剂泵，从而将冷却剂经过汽缸体和汽缸盖冷却剂循环传送至热交换器，从而向乘客舱室供热。

在其他例子中，可在416基于涡轮温度运行辅助冷却剂泵。因为涡轮经受高排气温度，其可由汽缸盖冷却剂循环冷却，从而防止涡轮损伤。在正常的发动机工况下，其包括经主泵传送至涡轮的冷却剂。然而，当发动机不运行时，例如在自动停止期间，来自主泵的冷却剂流停止。为了确保自动停止后发动机关闭之后的另外冷却，可在416运行辅助泵，从而向涡轮提供冷却剂流。

能够依照内燃发动机的运行状态，使用下表1描述方法200的冷却策略：

表1

应明白，在此公开的构造和方法实际上为例示性的，并且不应在限制意义上考虑这些具体实施例，因为可能有许多变化。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4以及其他发动机类型。本发明的主题包括各种系统和构造以及在此公开的其他构造、功能和/或特性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别指出新颖且非显而易见的一些组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”元件或“第一个”元件或其等效物。该权利要求应被理解为包括一个或更多该元件的结合，而不是需要或排除两个或更多该元件。可通过对这些权利要求的修改或通过在该申请或相关申请中提出新权利要求而要求保护公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合。该权利要求，无论比原始权利要求的范围更宽、更窄、相等或不同，也都被视为包括在本公开的主题之内。

Claims (19)

1.一种具有分离冷却类型的冷却系统的内燃发动机，其包含：

舱室热交换器回路，其包括在进口侧通向汽缸体冷却剂套的连接管路；

第一冷却剂循环，其包括主冷却剂泵，所述主冷却剂泵泵送冷却剂通过汽缸盖冷却剂套；

第二冷却剂循环，其包括流体连接至汽缸体冷却剂套的进口的所述连接管路；

辅助冷却剂泵，其布置在所述连接管路中；以及

冷却剂压力开启的止回阀，其设置在流体连接至所述汽缸体冷却剂套的出口的管路中，所述管路在所述主冷却剂泵和所述汽缸盖冷却剂套的进口之间的位置流体连接至所述第一冷却剂循环的冷却剂管路，所述止回阀基于来自所述汽缸体冷却剂套的所述冷却剂的压力，控制从所述汽缸体冷却剂套到所述第一冷却剂循环的冷却剂的流动。

2.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述第一冷却剂循环包括舱室热交换器，其中所述止回阀是简单的球形和弹簧止回阀。

3.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述第一冷却剂循环使冷却剂流动通过涡轮增压器的涡轮壳。

4.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述止回阀在通往所述热交换器回路的管路中布置在所述汽缸体的出口侧。

5.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述主冷却剂泵为机械泵，而所述辅助冷却剂泵为电动泵。

6.根据权利要求1所述的内燃发动机，其进一步包含控制系统，所述控制系统包括指令，从而：

依照内燃发动机的运行状态激活或停用所述主冷却剂泵和所述辅助冷却剂泵。

7.根据权利要求6所述的内燃发动机，其中在预热阶段如果不需要舱室加热或探测需要中等舱室加热，所述主冷却剂泵就传送冷却剂，而不激活所述辅助冷却剂泵。

8.根据权利要求7所述的内燃发动机，其中如果在所述预热阶段探测到大量的舱室加热需求，就激活所述主冷却剂泵和所述辅助冷却剂泵。

9.根据权利要求6所述的内燃发动机，其中如果所述内燃发动机处于停止状态，并且探测到舱室加热的需求，和/或如果探测到“吸热阶段”，就不激活所述主冷却剂泵并且以最大功率运行所述辅助冷却剂泵，以便冷却剂在所述第一冷却剂循环和所述第二冷却剂循环中循环，流过汽缸体。

10.根据权利要求6所述的内燃发动机，如果探测到高需求运行状态和/或如果系统探测到所述内燃发动机在高负荷或转速下运行，就运行所述主冷却剂泵和所述辅助冷却剂泵两者。

11.一种冷却车辆的发动机的方法，其包含：

在所述发动机的预热阶段，

运行主冷却剂泵从而使冷却剂流经包括汽缸盖冷却剂套的第一冷却剂循环；以及

基于所述车辆的乘客舱室的加热需求，运行辅助冷却剂泵，从而使冷却剂流经包括汽缸体冷却剂套的第二冷却剂循环，其中所述辅助冷却剂泵经运行以使足够压力下的所述冷却剂流经所述汽缸体冷却剂套，从而打开连接在所述汽缸体冷却剂套和所述第一冷却剂循环之间的止回阀，所述冷却剂从所述汽缸体冷却剂套流经所述第二冷却剂循环、流经所述止回阀并到达所述第一冷却剂循环的所述汽缸盖冷却剂套的进口。

12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含在所述发动机自动关闭的发动机自动停止状况期间，基于所述加热需求，关闭所述主冷却剂泵，并且运行所述辅助冷却剂泵。

13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含在所述发动机自动关闭的发动机自动停止状况期间，基于耦合至所述发动机的涡轮的温度，关闭所述主冷却剂泵，并且运行所述辅助冷却剂泵。

14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含当发动机转速和负荷高于阈值时，运行所述主冷却剂泵和所述辅助冷却剂泵两者。

15.根据权利要求11所述的方法，其中基于所述车辆的乘客舱室的加热需求运行辅助冷却剂泵从而使冷却剂流经所述第二冷却剂循环进一步包含，当所述加热需求高于阈值时，运行所述辅助冷却剂泵。

16.一种车辆发动机的冷却系统，其包含：

第一冷却剂循环，其包括主冷却剂泵、汽缸盖冷却剂套、涡轮壳中的涡轮以及热交换器；

第二冷却剂循环，其包括辅助冷却剂泵、汽缸体冷却剂套以及止回阀，所述止回阀基于退出所述汽缸体冷却剂套的冷却剂的压力而打开，从而允许冷却剂从所述汽缸体冷却剂套流到所述汽缸盖冷却剂套的进口；以及

控制系统，其包括指令，从而：

在所述发动机自动停止期间，基于所述车辆的乘客舱室的加热需求而运行所述辅助泵。

17.根据权利要求16所述的冷却系统，其中所述控制系统包括指令，从而在所述发动机自动停止期间，基于所述涡轮的温度运行所述辅助泵。

18.根据权利要求16所述的冷却系统，其中所述控制系统包括指令，从而当所述冷却剂的温度低于阈值时，基于所述加热需求而运行所述辅助泵。

19.根据权利要求16所述的冷却系统，其中所述主冷却剂泵由所述发动机机械驱动，并且其中所述辅助冷却剂泵由被所述控制系统控制的外部马达电驱动。