CN110500170A - 用于回路的控制阀的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于回路的控制阀的方法和系统。提供了用于调节冷却剂流的控制装置的方法和系统。在一个示例中，控制装置可以被成形为接收增压空气、发动机冷却剂和增压空气冷却器冷却剂，以调节增压空气冷却器冷却剂到散热器的流。

Description

用于回路的控制阀的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年5月16日提交的德国专利申请No.102018207621.9的优先权。为了所有目的，上面提及的申请的整个内容以引用方式被全部并入本文。

技术领域

本发明大体涉及一种用于调节冷却剂流的控制阀。

背景技术

内燃发动机可以被配备有涡轮增压器以提高内燃发动机的效率。为了进一步提高效率，由涡轮增压器的压缩机压缩的增压空气可以被冷却，因为通过压缩加热的增压空气包括更大的体积，因此具有比冷却空气更低的密度。相应的增压空气冷却器可以被连接到指定的冷却剂回路，该冷却剂回路也称为低温冷却剂回路。低温冷却剂回路可以包括电动泵，能够经由该电动泵控制冷却剂的流。有效控制可能需要复杂的控制策略和低温冷却剂回路中的至少一个附加温度传感器，这是复杂且昂贵的。因此，需要一种能够控制冷却剂流到增压空气冷却器的系统。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过包括控制阀的系统来解决，该控制阀被成形为响应于增压压力/充气压力(charge pressure)、发动机冷却剂压力或低温冷却剂的温度调节从冷却器到散热器的低温冷却剂的流。以这种方式，可以在没有复杂的电子阀和/或控制方案的情况下调节冷却剂的流。

作为一个示例，控制阀包括上腔室，所述上腔室包括定位成接收升压空气的膜。所述上腔室可以被进一步成形为接收发动机冷却剂。膜和发动机冷却剂中的每一个可以压在封闭件(closure)上以将封闭件的位置调节到部分打开位置或完全打开位置。所述上腔室可以被进一步成形为接收致动器，所述致动器响应于恒温器中感测的温度而被致动，其中所述致动器致动进入所述上腔室并且压靠(press against)在所述封闭件上以将所述封闭件的位置调节到完全打开位置。通过将所述封闭件的位置调节到部分打开或完全打开位置，来自增压空气冷却器的冷却剂可以流到散热器，在此冷却剂的温度可以降低。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被随附的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面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示出了增压空气冷却系统的布置的先前示例。

图2示出了本公开的增压空气冷却系统的实施例。

图3示出了处于第一位置的控制阀。

图4示出了处于第二位置的控制阀。

图5示出了处于第二位置的控制阀。

图6示出了处于第二位置的控制阀。

图7示出了示出压力和阀运动之间的相关性的图形。

图8示出了示出内燃发动机的负载与进气道中的增压压力之间的相关性的图形。

图9示出了示出内燃发动机的旋转速度和冷却剂压力之间的相关性的图形。

图10示出了用于调节控制阀的方法。

图11示出了描绘控制阀的开启状态和相关参数之间的相关性的表格。

具体实施方式

以下描述涉及用于控制阀的系统和方法，该控制阀被成形为响应于增压压力、发动机冷却剂压力和增压空气冷却器冷却剂温度中的一个或多个调节从增压空气冷却器到散热器的冷却剂流。图1示出了增压空气冷却系统的布置的先前示例。图2示出了本公开的增压空气冷却系统的实施例。图3示出了处于第一位置的控制阀。图4示出了处于第二位置的控制阀。图5示出了处于第二位置的控制阀。图6示出了处于第二位置的控制阀。图7示出了示出压力和阀运动之间的相关性的图形。图8示出了示出内燃发动机的负载与进气道中的增压压力之间的相关性的图形。图9示出了示出内燃发动机的旋转速度和冷却剂压力之间的相关性的图形。图10示出了用于调节控制阀的方法。图11示出了描绘控制阀的开启状态和相关参数之间的相关性的表格。

本公开的第一实施例包括用于控制流动布置的管路中的第一流体介质的流动的控制装置，其包括壳体，该壳体具有用于第一流体介质的带有入口和出口的流动路径，用于至少部分地打开和关闭流动路径的封闭件，用于至少一个第二流体介质的入口，用于至少一个第三流体介质的入口，以及具有与第一流体介质的管路的流体连接的恒温器，其中通过第二流体介质的压力、第三流体介质的压力和恒温器，封闭件能够抵抗封闭弹簧的阻力被移动，使得处于第一工作状态的封闭件关闭，并且在第二工作状态下至少部分地打开第一流体介质的流动路径。

根据本公开的控制阀有利地允许自动控制第一流体介质的流动。用于第二和第三流体介质和恒温器的入口有利地布置在控制阀的同一侧上，使得从同一侧，至少一个力能够被施加在封闭件上，以使其抵抗弹簧力移动。第二和第三流体介质的压力和第一流体介质的温度被描述为参数，基于该参数能够控制控制阀的开启状态。

优选地，第一流体介质是用于车辆内燃发动机的增压空气冷却器的低温冷却剂回路的冷却剂。用于增压空气冷却器的冷却剂回路在此称为第一冷却剂回路或低温冷却剂回路。经由控制阀，有利地可以自动地控制增压空气冷却器的低温冷却剂回路中的冷却剂流。

优选地，第二流体介质的入口具有与内燃发动机的进气道的流体连接。因此，第二流体介质是压缩的增压空气，其在布置在内燃发动机的进气道中的压缩机的下游分支并且被引导到控制阀。增压压力取决于内燃发动机的负载。例如，如果负载较高，则增压压力也较高。因此，有利地，取决于增压压力，特定速率的流动是可能的，以便在相对高的增压压力下允许冷却低温冷却剂回路中的冷却剂，这在与高增压压力相关的增压空气的高温下是必需的。

优选地，第三流体介质的入口具有与内燃发动机的冷却剂回路的流体连接。本文将内燃发动机的冷却剂回路称为第二或高温冷却剂回路。相应的连接管路直接从其主泵的下游分支出高温冷却剂回路。以这种方式，根据高温冷却剂回路中的冷却剂的压力来控制第一流体介质的流动。由于用于高温冷却剂回路的流动的主泵由内燃发动机的曲轴驱动，因此高温冷却剂回路中的冷却剂的压力取决于内燃发动机的旋转速度。当内燃发动机正以高转速运转时，控制阀有利地允许第一流体介质更快地流出。这更有效地冷却增压空气，并且更多(更密集的)增压空气可用于内燃发动机中的燃料燃烧。

特别优选的是，控制阀具有用于内燃发动机的冷却剂的另一个入口，内燃发动机的冷却剂的静压经由所述另一个入口作用在封闭件上，以便补偿内燃发动机的冷却剂在封闭件上的热引起的压力动作。用于静压动作的入口经由从膨胀箱到管路的流体连接被提供。

控制阀的恒温器通过泄漏通路连接到第一流体介质的管路，其中直径小于第一流体介质的管路的管路从控制阀入口的上游分支并再次通向控制阀出口的下游。

在控制阀的优选实施例中，超过一个参数的阈值足以打开封闭件。还优选地，可能需要超过两个参数的阈值以打开封闭件。一个参数可以优先于其他参数，使得两个参数可以协作但仅第三个参数就足够。优选地，恒温器的动作优先于第二流体介质的压力和第三流体介质的压力。

优选地，控制阀的开启特性由封闭件的压力负载表面的形成和封闭弹簧的力确定。

本公开的第二方面涉及一种内燃发动机的布置，其在进气道中具有增压空气冷却器，所述进气道被连接到第一冷却剂回路，其中内燃发动机连接到第二冷却剂回路，并且第一和第二冷却剂回路连接到共同的膨胀箱。为了控制第一冷却剂回路中的冷却剂的流动，根据本发明的控制阀布置在第一冷却剂的管路中，其中用于控制封闭件的位置的控制阀具有到进气道的流体连接、到第二冷却剂回路的流体连接、到膨胀箱的流体连接以及流体地连接到第一冷却剂的管路的恒温器。

该布置的优点对应于根据本发明的控制阀的优点。特别有利地，根据本发明的布置允许对用于增压空气冷却器的低压冷却剂回路进行简单且稳健的控制。

控制阀到进气道的流体连接从涡轮增压器的压缩机下游的进气道分支出来。控制阀到第二冷却剂回路的流体连接从主泵下游的第二冷却剂回路分支出来。

第一和第二冷却剂有利地是相同的，因此可以使用相同的膨胀箱。例如，水-乙二醇混合物可用于低温冷却剂回路和高温冷却剂回路这两者。

本公开的第三方面涉及一种用于操作根据本公开的布置的方法。该方法可以包括操作内燃发动机，其中低温冷却剂回路的控制阀处于第一工作状态和/或第一位置，其中第一冷却剂回路的流动路径是关闭的。该方法还可以包括：当已经超过进气的压力的特定第一阈值时，通过进气压力至少部分地打开封闭件，使得控制阀处于第二工作状态，和/或当已经超过第二冷却剂的压力的特定第一阈值时，通过高温冷却剂回路中的冷却剂的压力至少部分地打开封闭件，使得控制阀处于第二工作状态，和/或当已经超过第一冷却剂回路中的冷却剂温度的特定第一阈值时，通过恒温器的动作至少部分地打开封闭件，使得控制阀处于第二工作状态。

优选地，超过至少一个参数的阈值足以至少部分地打开封闭件。换句话说，优选地，仅第二冷却剂回路中的进气的压力或冷却剂的压力，或仅第一冷却剂回路中的冷却剂的温度，足以打开控制阀。

优选地，封闭件的开启程度取决于参数值高于第一阈值的程度。在本文的上下文中，第一阈值的概念用于设置用于打开封闭件(与闭合状态不同)的相关性。可以确定另外的阈值，其对应于封闭件的各种开启程度。例如，第一阈值可以导致封闭件的50％开启并且第二阈值可以导致封闭件的完全(100％)开启。

图3至图6示出了具有各种部件的相对定位的示例构造。至少在一个示例中，如果被示为彼此直接接触或直接联接，那么此类元件可以分别被称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，被示为彼此邻接或相邻的元件可以分别是彼此邻接或相邻的。作为一示例，彼此共面接触的部件放置可以被称为共面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，被设置为彼此分开且在其之间仅有空间而没有其他部件的元件可以被称为如此。作为又一示例，被示为在彼此的上方/下方、在彼此的相反侧或彼此的左侧/右侧可以相对于彼此被称为如此。另外，如在图中示出的，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”，并且最底部元件或元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如在本文中使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于图的竖直轴线，并且被用来描述图的元件相对于彼此的定位。因此，在一个示例中，被示为在其他元件上方的元件被定位为在其他元件的竖直上方。作为又一示例，在图内描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，诸如为圆形的、直的、平坦的、弧形的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。另外，在至少一个示例中，被示为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。此外，在一个示例中，被示为在另一元件内或被示为在另一元件外面的元件可以被称为如此。应认识到，被称为“基本上类似和/或相同”的一个或多个部件与彼此的差别在于制造公差(例如，在1-5％偏差内)。

现在转向图1，其示出具有进气道3的内燃发动机2的常规布置1，该进气道3被提供以向内燃发动机2供应增压空气。在作为涡轮增压器的一部分的压缩机4的下游，冷却器5布置在进气道3中以用于冷却增压空气。增压空气冷却器5连接到第一冷却剂回路6，第一冷却剂回路6也称为低温冷却剂回路6。电动泵7、用于冷却冷却剂的第一冷却散热器8和第一温度传感器9布置在低温冷却剂回路6中。所使用的冷却剂例如是水-乙二醇混合物。低温冷却剂回路6经由包含通流限制器62的第一膨胀管路61和第一供应管路63被连接到膨胀箱10。

从增压空气冷却器5，增压空气被引导到内燃发动机2的气缸盖21。气缸盖21连接到气缸22。气缸22包含活塞，由燃料的燃烧所引起的活塞的纵向运动被转换成曲轴的旋转运动。

内燃发动机连接到第二冷却剂回路11，第二冷却剂回路11也称为高温冷却剂回路11。高温冷却剂回路11的流由主泵23引起，主泵23由内燃发动机2的曲轴驱动。高温冷却剂回路11的冷却剂(例如，水-乙二醇混合物)的压力因此与内燃发动机2的旋转速度具有功能相关性(参见图8)。相同的冷却剂(例如，水-乙二醇混合物)用于低温冷却剂回路6和高温冷却剂回路11中。第二冷却散热器12和第二温度传感器13布置在高温冷却剂回路11中。冷却流体取决于其温度可以经由第一部分管路121被传导通过第二冷却散热器12或者经由第二部分管路122绕过该第二冷却散热器12。为了控制冷却流体的流动，提供三通阀14，在该三通阀处部分管路121、122合并成公共管路123。第二冷却剂回路11还经由第二膨胀管路111、第三膨胀管路112和第二供应管路113被连接到膨胀箱10。

第一和第二温度传感器9、13连接到控制装置15。控制装置连接到电动泵7。取决于低温冷却剂回路6中的和高温冷却剂回路11中的相应冷却流体的温度，电动泵7经由来自控制装置15的控制命令被接通或其管路被激活。

控制装置15(在本文中可互换地称为控制器15)在图1中被示出为微型计算机，其可以包括微处理器单元、输入/输出端口、只读存储器、随机存取存储器、保活存储器和传统数据总线中的一者或多者。控制器15被示为从联接到发动机2的传感器接收各种信号。

现在转向图2，其示出了根据本公开的布置1的实施例。相比于图1，布置1具有布置在低温冷却剂回路6中的控制装置30。控制装置30经由增压压力控制入口40与进气道连接，该连接从压缩机4下游的进气道3分支出来。根据增压压力经由增压压力控制入口40控制控制阀30的开启状态。此外，控制阀30经由冷却剂压力控制入口41与高温冷却剂回路11连接。经由冷却剂压力控制入口41，控制阀30的开启状态根据高温冷却剂回路11中的冷却剂的压力来控制。此外，控制阀30经由冷却剂压力补偿入口42连接到管路113，该管路从膨胀箱10通向高压冷却剂回路11。通过冷却的温度升高所引起的高温冷却剂回路11中的压力升高经由冷却剂压力补偿入口42补偿。

现在转向图3，其示出了根据本发明的控制阀30的实施例。控制阀30具有圆柱形壳体31，其中壳体的形状也可以不同地设计。通道(tunnel)32引导通过控制阀30并且传导低温冷却剂回路6的冷却剂。通道32具有入口33和出口34。图3至图6中的实心箭头示出在所示情况下有效(active)的压力，而带轮廓的箭头示出在所示情况下不起作用(not active)的压力。

壳体31包含封闭件35。封闭件35通过弹簧36的力被向上压，即在控制入口40和41的方向上。这样，控制阀30被保持在闭合位置中，如图3所示。通过阀门30的通道32在此被阻挡。当通过弹簧36向上压封闭件35时，它可以在第一位置(例如，闭合位置)占据与控制入口40和41相邻的阀的上腔室。上腔室可以从冷却剂压力控制入口41接收第二冷却剂，其中上腔室中的冷却剂与通道32流体地分离。此外，当封闭件移动到第一位置之外的位置时，通道32可以流体地连接第一冷却剂回路6，如图4到图6所示。

在壳体的顶部上，增压压力控制入口40和冷却剂压力控制入口41通向壳体31中。在特定的阈值以上，增压压力和冷却剂压力在封闭件35上施加足够的压力以克服弹簧36的力并且将封闭件35从上腔室移出第一位置到达部分打开位置或完全打开位置。

恒温器37也布置在壳体31的顶部上。在控制阀30的下游，泄漏通路38从第一冷却剂回路6的管路分支。泄漏通路38创建从第一冷却剂回路6到恒温器37的流体连接。恒温器37检测第一冷却剂回路6中的冷却剂的温度，并且根据第一冷却剂回路6中的冷却剂的温度，在封闭件35上施加力以控制控制阀30的开启状态。泄漏通路38再次通向控制阀30下游的第一冷却剂回路6的管路中。

膜39在增压压力控制入口40的开口区域中被布置在控制阀30中，其中增压空气的压力作用在膜39上。在增压压力的特定阈值之上，膜39被拉伸因此，封闭件35抵抗弹簧的力而被移动。膜39可包括具有高耐久性的可塌缩材料。在一个示例中，材料可以是聚合物或其他类似材料。

现在转向图4，其示出处于打开状态的控制阀30。封闭件35通过增压压力的作用抵抗弹簧36的力被压下，使得通道32打开，并且来自第一冷却剂回路6的冷却剂可以流过控制阀30。通道32被示出为完全打开。很明显，膜39被拉伸。取决于增压压力的水平，控制阀30也可以仅部分地打开，其中流动通过的冷却剂的量受到限制。控制阀30的开启状态与压力Δp相关，如图7所示。增压压力取决于内燃发动机2上的负载量，如经由图8的曲线图形800所示。

在图4的示例中，膜39填充控制阀30的上腔室的一部分，从而抵抗弹簧36的力向下推动封闭件35。膜39被示出处于被完全充气的位置中，其中膜39填充有热空气并膨胀到其最大体积。这可以对应于控制阀的完全打开位置，其中发动机速度相对较低并且发动机负载相对较高。应当理解，可以将膜的充气调节至小于最大体积的体积。以这种方式，控制阀30可以被调节到部分打开位置(例如，图3中所示的闭合位置和图4中所示的当前位置之间的位置)。在部分打开位置中，通道32可以与第一冷却剂回路6部分对准，使得其入口33和其出口34不与第一冷却剂回路6的开口完全对准。以这种方式，通过处于部分打开位置的通道32的流率可以小于完全打开位置的流率。在一个示例中，通过通道32的流率与通道32和第一冷却剂回路6之间的对准成比例，其中当通道32更对齐时，流率增加。

现在转向图5，其示出控制阀30再次示出处于打开状态。在此，通过第二冷却剂回路11的冷却剂压力的作用，封闭件35抵抗弹簧36的力被向下压。这里，通道32被示出为完全打开，使得来自第一冷却剂回路6的冷却剂可以不受阻碍地流动通过控制阀30。根据所述冷却剂压力的水平，控制阀30也可以仅部分打开，其中流动通过的冷却剂的量受到限制。冷却剂压力的影响受到由冷却剂压力补偿入口42产生的静态冷却剂压力的限制，使得仅由主泵23的影响产生的第二冷却剂回路11的冷却剂的压力对封闭件35的运动产生影响，而不是由于温度引起的压力增加。这里，控制阀30的开启状态与压力Δp相关，具体而言，与第二冷却剂回路11中的冷却剂的压力的压差Δp相关，如经由图7的曲线图形700所示。压力差取决于内燃发动机2的旋转速度，如图9的曲线图形900所示。

在图5的示例中，来自第二冷却剂回路11的冷却剂填充上腔室的至少一部分并且压靠在封闭件35上并克服弹簧36的力。在图5的示例知，封闭件35处于完全打开位置，其中通道32与第一冷却剂回路6完全对准。在一个示例中，图5的完全打开位置与图6的完全打开位置基本相同。类似于膜39，来自第二冷却剂回路11的冷却剂可以调节通道32与第一冷却剂回路6的对准。例如，如果来自第二冷却剂回路11的较少冷却剂进入上腔室，则封闭件35可以较少地压缩弹簧36并且通道32和第一冷却剂回路6之间的对准也可以减少，从而导致较少的冷却剂流到增压空气冷却器5。

虽然图4和图5中的控制阀30的位置是相似的，但是导致该位置的发动机状况是不同的。如上所述，图4中所示的位置可以响应于低发动机转速和高发动机负载而发生。图5中所示的位置可以由高发动机转速和低发动机负载引起。在一些示例中，膜39可以被部分地填充，而来自冷却剂压力控制入口41的冷却剂压靠在封闭件35上。无论如何，在膜39和来自冷却剂压力控制入口41的冷却剂之间的两个力中的较大者可以设定控制阀30的位置。

在图4和图5中，来自膨胀箱10的冷却剂流入控制阀30的下腔室。下腔室可以经由封闭件35与上腔室流体地分离。另外，下腔室可以与通道32流体地分离，使得通道中的冷却剂不会与下腔室中的冷却剂混合。下腔室中的冷却剂可以包括基于环境温度的温度和可以调节冷却剂压力的其他热条件。因此，经由冷却剂压力控制入口41进入上腔室的冷却剂与经由冷却剂压力补偿入口42进入下腔室的冷却剂之间的差异在于进入上腔室的冷却剂通过主泵23加压。如果使冷却剂流动不受泵23进入下腔室的影响，则下腔室中的冷却剂可以抵消进入上腔室的冷却剂的热变化，从而仅允许静压来致动封闭件35。这样，上腔室中的冷却剂可以抵抗弹簧的力和下腔室中的冷却剂的力按压。另外，填充膜的增压空气也可以压靠在封闭件上以克服弹簧的力和由于环境条件等而对冷却剂的热变化。

现在转向图6，其示出了控制阀30再次被示出为处于打开状态。这里，封闭件35由恒温器37的动作引起。当由恒温器37检测到超过第一冷却剂回路6的冷却剂温度的特定阈值时，恒温器37的致动器371被致动，该致动器抵抗弹簧36的力向下压封闭件35。然后，打开通道32，使得第一冷却剂回路6的冷却剂可以流过控制阀30。取决于冷却剂的温度，控制阀30也可以仅部分地打开，其中流动通过的冷却剂的量受到限制。

所述部分开启也由所述各个参数的各种阈值控制，使得控制阀30的特定开启程度对应于达到增压压力的特定值(另一阈值)，第二冷却剂回路11中的冷却剂的压力和/或第一冷却剂回路6中的冷却剂的温度。本领域技术人员根据取决于系统中存在的实际值的阈值调节控制阀。

例如，当膜被填充增压空气时，如果增压空气压力大于第一阈值增压压力并且小于第二阈值增压压力，则封闭件可以被移动到部分打开位置，其中当增压压力接近第二阈值增压压力时部分打开位置更加打开。如果增压压力超过或等于第二阈值增压压力，则封闭件被移动到完全打开位置。以这种方式，封闭件可以在完全闭合位置和完全打开位置之间的范围内被移动，其中在完全打开和完全闭合位置之间存在多个部分打开位置。部分打开位置的更开放位置可以比完全闭合位置更接近完全打开位置，并且部分打开位置的更闭合位置可以比完全打开位置更接近完全闭合位置。

在完全打开位置中，通道与第一冷却剂回路6的分离部分完全地对准，使得通过其的冷却剂流率达到最高冷却剂流率，并且增压空气冷却器冷却剂在散热器中被冷却。在部分打开位置中，通道可以仅与第一冷却剂回路6的分离部分部分地对准，使得冷却剂流率小于最高冷却剂流率。在闭合位置中，通道与第一冷却剂回路6的分离部分完全地错位，使得冷却剂流率为零，并且增压空气冷却器冷却剂在散热器中不被冷却。

作为另一示例，如果冷却剂的压力大于或等于第一阈值冷却剂压力并且小于第二阈值冷却剂压力，至少基于发动机转速由主泵23加压的来自冷却剂压力控制入口41的冷却剂可以将封闭件移动到多个部分打开位置中的一个部分打开位置。如果冷却剂压力大于或等于第二阈值冷却剂压力，则封闭件可以被移动到完全打开位置。

作为另一示例，如果增压压力或发动机冷却剂中的任一者等于在增压空气冷却器温度大于阈值冷却剂温度时将封闭件致动到部分打开位置的压力，则恒温器的致动器将封闭件移动到完全打开的位置。以这种方式，增压空气冷却器冷却剂温度可以优先于增压空气压力和发动机冷却剂压力。

应当理解，如果来自第二冷却剂回路11的冷却剂的温度足够高以致动恒温器37的致动器371，则致动器371可以独立于膜39和来自冷却剂压力控制入口41的在上腔室中的冷却剂设定封闭件35的位置。这样，当增压空气冷却器冷却剂温度超过阈值温度使得致动器371被致动时，则通道32与第一冷却剂回路6完全对准以提供最高流率以允许更多的增压空气冷却器冷却剂流到散热器。

现在转向图10，其示出了用于调节控制阀中的封闭件的位置的方法。在第一步骤S1中，内燃发动机2被操作。内燃发动机2的负载和旋转速度低，使得第二冷却剂回路11中的增压压力和冷却剂压力都不会超过相应的预定阈值。控制阀30关闭(图3)，使得第一冷却剂回路6的流动路径关闭。换句话说，没有冷却剂流过第一冷却剂回路，使得增压空气冷却器5不被冷却。

在第二步骤S2中，在已经超过增压压力的特定阈值之后，通过压缩进气的压力(增压压力)抵抗弹簧36的力向下按压封闭件35。控制阀30现在打开(图4)。根据图4，控制阀完全打开，使得第一冷却剂回路中的冷却剂可以全力流动，并且增压空气冷却器5被高效地冷却。如果冷却散热器8尚未激活则也被激活。

在第三步骤S3中，在已经超过冷却剂压力的特定阈值之后，通过由主泵23的动力提供的第二冷却剂回路的冷却剂压力抵抗弹簧36的力向下按压封闭件35。控制阀30打开(图5)。根据图5，控制阀完全打开，使得第一冷却剂回路中的冷却剂可以全力流动，并且增压空气冷却器5被高效地冷却。如果冷却散热器8尚未激活则也被激活。

在第四步骤S4中，如果已经超过第一冷却剂回路中的冷却剂温度的特定阈值，则通过恒温器的动作抵抗弹簧36的力向下按压封闭件。控制阀30打开(图6)。根据图6，控制阀完全打开，使得第一冷却剂回路中的冷却剂可以全力流动，并且增压空气冷却器5被高效地冷却。如果冷却散热器8尚未激活则也被激活。如将理解的，当增压空气冷却剂温度超过阈值温度时，可以独立于增压空气压力和发动机冷却剂压力将封闭件致动到完全打开位置。

步骤S2-S4可以并行执行，即同时执行，或者暂时重叠。因此，当超过所有所述参数的某些阈值时，控制阀30在任何情况下都打开。控制阀30可以设定为超过一个参数的阈值足以向下按压封闭件35。特别地，第一冷却剂回路6中的冷却剂的温度在此用作唯一适当的参数。控制阀也可以设置成使得两个参数可以配合以向下压封闭件35，其中特别是第二冷却剂回路11中的增压压力和冷却剂压力用作相应的参数。

图11以表格形式经由表格1100解释了一些示例性情况，其中控制阀30具有不同的开启状态，这取决于增压压力、第二冷却剂回路11中的冷却剂压力和第一冷却剂回路中的冷却剂温度的参数。

根据图11，当冷却剂温度低于70℃，冷却剂压力低于0.3巴并且增压压力低于0.2巴(列1)时，控制阀30关闭，即第一冷却剂回路中没有冷却剂流动。所述值被称为第一阈值。

如果超过这些中的一些，则控制阀30部分地打开，即在0和100％之间，然而特别是在高达20％的一部分，特别是10％。这例如使用列2中的值发生，在列2中冷却剂温度低于70℃且冷却剂压力低于0.3巴，但是增压压力介于0.2和0.6巴之间。类似地，当如列3中所示冷却剂温度低于70℃且增压压力低于0.2巴但是冷却剂压力在0.2和0.6巴之间时，控制阀30部分地打开。因此，0.6巴可以被认为是增压压力和冷却剂压力的第二阈值，其中当超过这些相应值时控制阀30完全打开。

如果冷却剂温度仍然低于70℃但是增压压力和冷却剂压力都超过0.4巴的值(列4)，则控制阀30完全地打开。这种情况也可以被定义为阈值。

如果温度超过其第一阈值70℃(列5)，则控制阀30也完全地打开。如从列5中显而易见的是如果第一冷却剂回路中的冷却剂的温度超过设定(第一)阈值，则这里的另外两个参数是不显著的。

以这种方式，可以在没有电子部件的情况下调节用于调节增压空气冷却剂流的控制阀。在没有电子部件的情况下调节控制阀的技术效果是降低用于涡轮增压发动机的冷却剂回路的制造成本。可以响应于增压压力、发动机冷却剂压力和增压空气冷却器冷却剂温度中的一个或多个来调节控制阀。

用于控制流动布置的管路中的第一流体介质的流动的控制装置的实施例，其包括：壳体，该壳体具有用于第一流体介质的带有入口和出口的流动路径，用于至少部分地打开和关闭流动路径的封闭件，用于至少一个第二流体介质的入口，用于至少一个第三流体介质的入口，以及具有与第一流体介质的管路的流体连接的恒温器，其中通过第二流体介质的压力、第三流体介质的压力和恒温器的致动器，封闭件能够抵抗封闭弹簧的阻力被移动，使得处于第一工作状态的封闭件关闭，并且在第二工作状态下至少部分地打开第一流体介质的流动路径。

所述控制装置的第一示例还包括，其中第一流体介质是用于车辆的内燃发动机的增压空气冷却器的低温冷却剂回路的冷却剂。

任选地包括第一示例的所述控制装置的第二示例还包括，其中第二流体介质的入口具有与内燃发动机的进气道的流体连接。

任选地包括任一前述示例的所述控制装置的第三示例还包括，其中第三流体介质的入口具有与内燃发动机的高温冷却剂回路的流体连接。

任选地包括任一前述示例的所述控制装置的第四示例还包括，其中控制阀具有用于内燃发动机的冷却剂的另一个入口，内燃发动机的冷却剂的静压经由所述另一个入口作用在封闭件上，以便补偿内燃发动机的冷却剂在封闭件上的热引起的压力动作。

任选地包括任一前述示例的所述控制装置的第五示例还包括，其中恒温器的动作优先于第二流体介质的压力和第三流体介质的压力。

任选地包括任一前述示例的所述控制装置的第六示例还包括，其中控制阀的开启特性由封闭件的压力负载表面的形成和封闭件的弹簧的力确定。

一种内燃发动机的布置，其在进气道中具有增压空气冷却器，所述进气道被连接到第一冷却剂回路，其中内燃发动机连接到第二冷却剂回路，第一和第二冷却剂回路连接到共同的膨胀箱，其中为了控制第一冷却剂回路中的冷却剂的流动，任一前述示例中的控制阀被布置在该布置中，并且其中用于控制封闭件的位置的控制阀具有到进气道的连接、到第二冷却剂回路的连接、到膨胀箱的连接以及流体地连接到第一冷却剂的管路的恒温器。

用于操作布置的方法包括操作内燃发动机，其中第一冷却剂回路的控制阀处于第一工作状态，其中第一冷却剂回路的流动路径是关闭的；当已经超过进气的压力的特定阈值时，通过进气的压力至少部分地打开封闭件，使得控制阀处于第二工作状态，和/或当已经超过第二冷却剂回路中的冷却剂的压力的特定阈值时，通过第二冷却剂回路中的冷却剂的压力至少部分地打开封闭件，使得控制阀处于第二工作状态，和/或当已经超过第一冷却剂回路中的冷却剂的温度的特定阈值时，通过恒温器的动作至少部分地打开封闭件，使得控制阀处于第二工作状态。

所述方法的第一示例还包括，其中超过至少一个参数的阈值足以至少部分地打开封闭件。

任选地包括第一示例的所述方法的第二示例还包括，其中封闭件的开启程度取决于参数值高于阈值的程度/高度。

一种系统，其包括：控制阀，其被成形为响应于增压压力、发动机冷却剂压力或低温冷却剂的温度调节从冷却器到散热器的所述低温冷却剂的流。

所述系统的第一示例包括，其中所述冷却器经由冷却剂回路流体地联接到所述散热器，并且其中所述控制阀包括具有通道的封闭件，其中所述通道能够在所述封闭件的一些位置中部分地或完全地完成(complete)所述冷却剂回路。

任选地包括第一示例的所述系统的第二示例还包括，其中所述封闭件经由弹簧、膜、恒温器的致动器和进入所述控制阀的上腔室的发动机冷却剂中的一个或多个被致动。

任选地包括前述示例中的一个或多个的所述系统的第三示例还包括，其中响应于所述增压压力小于第一阈值增压压力、所述发动机冷却剂压力小于第一阈值冷却剂压力和所述低温冷却剂的所述温度小于阈值温度，所述弹簧将所述封闭件致动到完全闭合位置，其中所述完全闭合位置包括所述通道与所述冷却剂回路完全不对准。

任选地包括前述示例中的一个或多个的所述系统的第四示例还包括，其中响应于所述增压压力大于或等于第一阈值增压压力，所述膜压靠在所述封闭件上并且致动所述封闭件，其中所述膜至少部分地填充增压空气并且至少占据所述上腔室的一部分，其中当所述膜被至少部分地填充时，所述封闭件压缩所述弹簧，并且所述通道至少部分地与所述冷却剂回路对准以使冷却剂从所述冷却器流到所述散热器。

任选地包括前述示例中的一个或多个的所述系统的第五示例还包括，其中响应于所述发动机冷却剂压力大于或等于所述第一阈值冷却剂压力，所述发动机冷却剂抵抗所述弹簧的力压靠在所述封闭件上并且移动所述封闭件，其中所述通道至少部分地与所述冷却剂回路对准以使冷却剂从所述冷却器流到所述散热器。

任选地包括前述示例中的一个或多个的所述系统的第六示例还包括，其中所述上腔室中的发动机冷却剂不与所述通道和冷却剂回路中的低温冷却剂混合。

任选地包括前述示例中的一个或多个的所述系统的第七示例还包括，其中所述控制阀流体地联接到冷却剂压力补偿入口，其中所述冷却剂压力补偿入口将发动机冷却剂从膨胀箱引导到所述控制阀的下腔室，其中所述下腔室中的所述发动机冷却剂在平行于所述弹簧的所述力的方向上压靠在所述封闭件上，并且其中进入所述上腔室的所述发动机冷却剂由泵引导，其中所述上腔室中的发动机冷却剂不与所述下腔室中的发动机冷却剂混合，其中所述下腔室中的发动机冷却剂不与所述通道中的低温冷却剂混合。

任选地包括前述示例中的一个或多个的所述系统的第八示例还包括，其中响应于所述低温冷却剂的温度超过所述阈值温度，致动器压靠在所述封闭件上，其中所述致动器压靠在所述封闭件上并且将所述封闭件致动到完全打开位置，在所述完全打开位置所述通道与所述冷却剂回路完全对准。

任选地包括前述示例中的一个或多个的所述系统的第九示例还包括，其中所述冷却器是增压空气冷却器。

一种涡轮增压发动机的实施例，其包括：控制阀，其被成形为调节冷却剂通路中的冷却剂流，所述冷却剂通路将增压空气冷却器流体地连接到散热器，其中所述控制阀包括封闭件，所述封闭件能够响应于所述控制阀的上腔室中的力克服联接到所述封闭件的弹簧的力而移动，其中当克服所述弹簧的所述力时，所述封闭件的通道流体地连接所述冷却剂通路的分离部分。

所述涡轮增压发动机的第一示例还包括，其中所述控制阀包括膜，所述膜包括可塌缩材料，其中所述膜流体地联接到增压压力控制入口，其中响应于增压压力大于或等于第一阈值增压压力且小于第二阈值增压压力，所述膜将所述封闭件致动到部分打开位置，其中所述部分打开位置包括使所述通道与所述冷却剂通路部分地对准，其中响应于所述增压压力大于或等于所述第二阈值增压压力，所述膜将所述封闭件致动到完全打开位置，其中所述完全打开位置包括所述通道与所述冷却剂通路完全对准。

任选地包括第一示例的所述涡轮增压发动机的第二示例还包括，其中所述控制阀包括冷却剂压力控制入口，所述冷却剂压力控制入口被成形为使由主泵引导的发动机冷却剂流入所述控制阀的上腔室，其中所述控制阀还包括冷却剂压力补偿入口，所述冷却剂压力补偿入口被成形为使发动机冷却剂从膨胀箱流到所述控制阀的下腔室，其中所述上腔室和所述下腔室经由所述封闭件流体地分离，其中响应于所述上腔室中的冷却剂的冷却剂压力大于或等于第一阈值冷却剂压力且小于第二阈值冷却剂压力，所述封闭件被移动到部分打开位置，其中响应于所述冷却剂压力大于或等于所述第二阈值冷却剂压力，所述封闭件被移动到完全打开位置。

任选地包括前述示例中的一个或多个的所述涡轮增压发动机的第三示例还包括，其中所述控制阀包括恒温器，所述恒温器包括致动器，其中响应于流到所述恒温器的增压空气冷却器冷却剂包括大于阈值温度的温度，所述致动器被致动，其中所述致动器将所述封闭件致动到所述完全打开位置。

任选地包括前述示例中的一个或多个的所述涡轮增压发动机的第四示例还包括，其中所述控制阀包括冷却剂温度补偿通路，其中所述冷却剂温度补偿通路将膨胀箱流体地联接到所述控制阀的下腔室，其中所述下腔室经由所述封闭件与所述上腔室流体地分离。

一种方法，其包括：使增压空气流到设置在控制阀中的膜，以使所述膜充气并且压靠在封闭件上以在与弹簧的力的方向相反的方向上致动所述封闭件；使发动机冷却剂流入所述控制阀的上腔室以压靠在所述封闭件上以在与所述弹簧的力的方向相反的方向上致动所述封闭件；以及使增压空气冷却器冷却剂流入所述控制阀的恒温器中以致动致动器以压靠在所述封闭件上，从而在与所述弹簧的力的方向相反的方向上致动所述封闭件。

所述方法的第一示例还包括，其中使所述增压空气流到所述膜还包括响应于增压空气压力大于或等于第一阈值增压空气压力且小于第二阈值增压空气压力，将所述封闭件调节到部分打开位置，其中所述部分打开位置包括将所述封闭件的通道与将增压空气冷却器流体地联接到散热器的冷却剂回路的分离部分部分地对准，还包括响应于所述增压空气压力大于所述第二阈值增压空气压力，将所述封闭件调节到完全打开位置，其中所述完全打开位置包括使所述封闭件的所述通道与所述冷却剂回路的分离部分完全对准，其中所述增压空气冷却器冷却剂通过所述冷却剂回路的流率在所述完全打开位置中比在所述部分打开位置中更大。

任选地包括第一示例的所述方法的第二示例还包括，其中使所述发动机冷却剂流入所述上腔室包括冷却剂泵基于发动机转速设定所述发动机冷却剂的压力，其中使所述发动机冷却剂流动还包括响应于所述发动机冷却剂的压力大于或等于第一阈值冷却剂压力且小于第二阈值冷却剂压力，将所述封闭件调节至部分打开位置，还包括响应于所述发动机冷却剂的所述压力大于或等于所述第二阈值冷却剂压力将所述封闭件调节到完全打开位置。

任选地包括前述示例中的一个或多个的所述方法的第三示例还包括，其中使所述增压空气冷却器冷却剂流动还包括响应于所述增压空气冷却器冷却剂的温度大于阈值增压空气冷却器温度，致动所述致动器。

任选地包括前述示例中的一个或多个的所述方法的第四示例还包括，其还包括经由冷却剂温度补偿管路使冷却剂从膨胀箱流入所述控制阀的下腔室，其中所述下腔室经由所述封闭件与所述上腔室流体地分离。

注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中，并且可以由包括与各种传感器、致动器和其他发动机硬件相结合的控制器的控制系统执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的本发明的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入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的代码，其中通过配合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。

应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

如本文中使用的，术语“大约”被解释为范围的平均±5％，除非另外指定。

以下权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求，无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种系统，其包括：

控制阀，其被成形为响应于增压压力、发动机冷却剂压力或低温冷却剂的温度调节从冷却器到散热器的所述低温冷却剂的流。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却器经由冷却剂回路流体地联接到所述散热器，并且其中所述控制阀包括具有通道的封闭件，其中所述通道能够在所述封闭件的一些位置中部分地或完全地完成所述冷却剂回路。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述封闭件经由弹簧、膜、恒温器的致动器和进入所述控制阀的上腔室的发动机冷却剂中的一个或多个被致动。

4.根据权利要求3所述的系统，其中响应于所述增压压力小于第一阈值增压压力、所述发动机冷却剂压力小于第一阈值冷却剂压力和所述低温冷却剂的所述温度小于阈值温度，所述弹簧将所述封闭件致动到完全闭合位置，其中所述完全闭合位置包括所述通道与所述冷却剂回路完全不对准。

5.根据权利要求3所述的系统，其中响应于所述增压压力大于或等于第一阈值增压压力，所述膜压靠在所述封闭件上并且致动所述封闭件，其中所述膜至少部分地填充增压空气并且至少占据所述上腔室的一部分，其中当所述膜被至少部分地填充时，所述封闭件压缩所述弹簧，并且所述通道至少部分地与所述冷却剂回路对准以使冷却剂从所述冷却器流到所述散热器。

6.根据权利要求3所述的系统，其中响应于所述发动机冷却剂压力大于或等于所述第一阈值冷却剂压力，所述发动机冷却剂抵抗所述弹簧的力压靠在所述封闭件上并且移动所述封闭件，其中所述通道至少部分地与所述冷却剂回路对准以使冷却剂从所述冷却器流到所述散热器。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述上腔室中的发动机冷却剂不与所述通道和冷却剂回路中的低温冷却剂混合。

8.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制阀流体地联接到冷却剂压力补偿入口，其中所述冷却剂压力补偿入口将发动机冷却剂从膨胀箱引导到所述控制阀的下腔室，其中所述下腔室中的所述发动机冷却剂在平行于所述弹簧的所述力的方向上压靠在所述封闭件上，并且进入所述上腔室的所述发动机冷却剂由泵引导，其中所述上腔室中的发动机冷却剂不与所述下腔室中的发动机冷却剂混合，其中所述下腔室中的发动机冷却剂不与所述通道中的低温冷却剂混合。

9.根据权利要求3所述的系统，其中响应于所述低温冷却剂的温度超过所述阈值温度，致动器压靠在所述封闭件上，其中所述致动器压靠在所述封闭件上并且将所述封闭件致动到完全打开位置，在所述完全打开位置所述通道与所述冷却剂回路完全对准。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述冷却器是增压空气冷却器。

11.一种涡轮增压发动机，其包括：

控制阀，其被成形为调节冷却剂通路中的冷却剂流，所述冷却剂通路将增压空气冷却器流体地连接到散热器，其中所述控制阀包括封闭件，所述封闭件能够响应于所述控制阀的上腔室中的力克服联接到所述封闭件的弹簧的力而移动，其中当克服所述弹簧的所述力时，所述封闭件的通道流体地连接所述冷却剂通路的分离部分。

12.根据权利要求11所述的涡轮增压发动机，其中所述控制阀包括膜，所述膜包括可塌缩材料，其中所述膜流体地联接到增压压力控制入口，其中响应于增压压力大于或等于第一阈值增压压力且小于第二阈值增压压力，所述膜将所述封闭件致动到部分打开位置，其中所述部分打开位置包括使所述通道与所述冷却剂通路部分地对准，其中响应于所述增压压力大于或等于所述第二阈值增压压力，所述膜将所述封闭件致动到完全打开位置，其中所述完全打开位置包括所述通道与所述冷却剂通路完全对准。

13.根据权利要求11所述的涡轮增压发动机，其中所述控制阀包括冷却剂压力控制入口，所述冷却剂压力控制入口被成形为使由主泵引导的发动机冷却剂流入所述控制阀的上腔室，其中所述控制阀还包括冷却剂压力补偿入口，所述冷却剂压力补偿入口被成形为使发动机冷却剂从膨胀箱流到所述控制阀的下腔室，其中所述上腔室和所述下腔室经由所述封闭件流体地分离，其中响应于所述上腔室中的冷却剂的冷却剂压力大于或等于第一阈值冷却剂压力且小于第二阈值冷却剂压力，所述封闭件被移动到部分打开位置，其中响应于所述冷却剂压力大于或等于所述第二阈值冷却剂压力，所述封闭件被移动到完全打开位置。

14.根据权利要求11所述的涡轮增压发动机，其中所述控制阀包括恒温器，所述恒温器包括致动器，其中响应于流到所述恒温器的增压空气冷却器冷却剂包括大于阈值温度的温度，所述致动器被致动，其中所述致动器将所述封闭件致动到所述完全打开位置。

15.根据权利要求11所述的涡轮增压发动机，其中所述控制阀包括冷却剂温度补偿通路，其中所述冷却剂温度补偿通路将膨胀箱流体地联接到所述控制阀的下腔室，其中所述下腔室经由所述封闭件与所述上腔室流体地分离。

16.一种方法，其包括：

使增压空气流到设置在控制阀中的膜，以使所述膜充气并且压靠在封闭件上以在与弹簧的力的方向相反的方向上致动所述封闭件；

使发动机冷却剂流入所述控制阀的上腔室以压靠在所述封闭件上以在与所述弹簧的力的方向相反的方向上致动所述封闭件；以及

使增压空气冷却器冷却剂流入所述控制阀的恒温器中以致动致动器以压靠在所述封闭件上，从而在与所述弹簧的力的方向相反的方向上致动所述封闭件。

17.根据权利要求16所述的方法，其中使所述增压空气流到所述膜还包括响应于增压空气压力大于或等于第一阈值增压空气压力且小于第二阈值增压空气压力，将所述封闭件调节到部分打开位置，其中所述部分打开位置包括将所述封闭件的通道与将增压空气冷却器流体地联接到散热器的冷却剂回路的分离部分部分地对准，还包括响应于所述增压空气压力大于所述第二阈值增压空气压力，将所述封闭件调节到完全打开位置，其中所述完全打开位置包括使所述封闭件的所述通道与所述冷却剂回路的分离部分完全对准，其中所述增压空气冷却器冷却剂通过所述冷却剂回路的流率在所述完全打开位置中比在所述部分打开位置中更大。

18.根据权利要求16所述的方法，其中使所述发动机冷却剂流入所述上腔室包括冷却剂泵基于发动机转速设定所述发动机冷却剂的压力，其中使所述发动机冷却剂流动还包括响应于所述发动机冷却剂的压力大于或等于第一阈值冷却剂压力且小于第二阈值冷却剂压力将所述封闭件调节至部分打开位置，还包括响应于所述发动机冷却剂的所述压力大于或等于所述第二阈值冷却剂压力将所述封闭件调节到完全打开位置。

19.根据权利要求16所述的方法，其中使所述增压空气冷却器冷却剂流动还包括响应于所述增压空气冷却器冷却剂的温度大于阈值增压空气冷却器温度，致动所述致动器。

20.根据权利要求16所述的方法，其还包括经由冷却剂温度补偿管路使冷却剂从膨胀箱流入所述控制阀的下腔室，其中所述下腔室经由所述封闭件与所述上腔室流体地分离。