减少增压空气冷却器冷凝物的废气门控制的制作方法

减少增压空气冷却器冷凝物的废气门控制的制作方法
【专利摘要】本发明提供了用于响应于增压空气冷却器(CAC)中的冷凝物形成状况而调整废气门的方法和系统。在一个示例中，当吸气压力大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力时，响应于吸气压力大于阈值压力，可以打开废气门。另外，在某些行驶状况期间，可以打开压缩机再循环阀，以进一步降低吸气压力。
【专利说明】减少增压空气冷却器冷凝物的废气门控制

【技术领域】
[0001]本发明涉及减少增压空气冷却器冷凝物的废气门控制。

【背景技术】
[0002]发动机可以使用涡轮增压器或机械增压器来压缩进入发动机的环境空气，以便增加功率。空气的压缩可以引起空气温度的增加，因此中间冷却器或增压空气冷却器(CAC)可以被用来冷却被加热的空气，由此增加空气密度，并进一步增加发动机的潜在功率。当环境空气温度降低时，或在潮湿或者多雨的天气情况下，在此情况下进气空气被冷却至水的露点之下，冷凝物会在CAC中形成。另外，当进入CAC的增压空气被升压(例如，吸气压力和升压压力大于大气压力)时，如果CAC温度降至露点温度之下，冷凝物则会形成。因此，冷凝物可以在CAC的底部处或在内部通道中聚集，并冷却湍流器。当扭矩增加时，诸如加速期间，增加的质量空气流量会从CAC带走冷凝物，将其吸入到发动机内，并增加发动机失火和燃烧不稳定的可能性。
[0003]发动机可以利用废气门使排气流围绕涡轮增压器的涡轮转向，从而控制向发动机的进气歧管提供的升压量。例如，打开废气门可以降低升压压力和吸气压力。一种控制升压和/或吸气压力的方法包括主动控制废气门。Hartman等人在U.S.6，779，344中示出了一种示例方法。在其中，调整废气门以使实际的升压压力与期望的升压压力相匹配。期望的升压压力可以基于期望的歧管压力(基于空气质量流量)和压缩机喘振特性。
[0004]然而，发明人在此已经认识到这类系统的潜在问题。作为一个示例，以此方式控制废气门会引起废气门在扭矩需求不需要增加的升压时的情况下维持关闭。因此，关闭的废气门会在节气门之前积聚吸气压力，由此增加CAC中的冷凝物形成的可能性。


【发明内容】

[0005]在一个示例中，可以通过一种用于响应于增压空气冷却器冷凝物形成状况而调整发动机中的废气门以降低吸气压力的方法来解决上述问题。具体地，当压缩机与节气门之间的吸气压力(例如，节气门之前的压力)大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力并且发动机处于稳态状况时，响应于增压空气冷却器冷凝物形成状况，可以打开废气门。在一个示例中，冷凝物形成状况包括吸气压力大于大气压力(例如，吸气压力比大于I)。在另一示例中，冷凝物形成状况包括湿度大于第一阈值。在为降低吸气压力打开废气门之后，响应于吸气压力降至大气压力之下和扭矩需求的增加中的一个或多个，可以关闭废气门。另夕卜，在某些发动机工况期间，除了打开废气门外，还可以打开压缩机再循环阀，以增加吸气压力的降低。
[0006]应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些精选构思，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特征或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随【具体实施方式】之后的权利要求唯一地确定。另外，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。

【专利附图】

【附图说明】
[0007]图1是包括增压空气冷却器的示例发动机系统的示意图。
[0008]图2示出了图示说明用于基于发动机工况调整废气门和/或压缩机再循环阀以减少增压空气冷却器中的冷凝物形成的的方法的流程图。
[0009]图3示出了图示说明用于调整废气门以降低吸气压力并随后减少增压空气冷却器中的冷凝物形成的方法的流程图。
[0010]图4示出了图示说明用于调整压缩机再循环阀以降低吸气压力并随后减少减少增压空气冷却器中的冷凝物形成的方法的流程图。
[0011]图5示出了图示说明基于发动机工况的示例废气门和压缩机再循环阀调整的绘图。

【具体实施方式】
[0012]以下描述涉及用于响应于增压空气冷却器(CAC)中的冷凝物形成状况而调整废气门和/或压缩机再循环阀的系统和方法。发动机系统(诸如图1所示的发动机系统)可以包括涡轮增压器，其中通过涡轮的排气流驱动压缩机。发动机可以包括可运转为使气流分别围绕涡轮和压缩机转向的废气门和压缩机再循环阀(CRV)。因此，打开废气门和/或CRV，可以降低升压，由此增加在进气节气门上游且在增压空气冷却器(CAC)下游测量的吸气压力，并降低CAC中的冷凝物形成的可能性。在所选行驶状况期间，诸如当吸气压力大于产生扭矩需求所需的进气歧管压力(MAP)需要的压力时，发动机控制器可以打开废气门和/或CRV，以降低吸气压力，并随后减少CAC中的冷凝物形成。以此方式，控制器可以打开废气门和/或CRV，以便当可以在不升压的情况下产生扭矩需求所需的MAP时降低吸气压力。在图2-4处介绍了用于基于发动机工况调整废气门和/或CRV以减低吸气压力的方法。图5图示说明了基于CAC冷凝物形成状况和另外的发动机工况的示例废气门和CRV调整。
[0013]图1是示出了示例发动机10的示意图，发动机10可以被包括在车辆的推进系统中。发动机10被显示为具有四个汽缸或燃烧室30。然而，根据本公开可以使用其他数量的汽缸。发动机10可以至少部分地被包括控制器12的控制系统以及被经由输入装置130来自车辆操作者132的输入控制。在这个示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(例如，汽缸)30可以包括燃烧室壁，活塞(未示出)被设置在其中。活塞可以被联接至曲轴40，使得活塞的往复运动被转换为曲轴的旋转运动。曲轴40可以联接到车辆的至少一个驱动轮并且利用发动机输出转矩推动车辆。曲轴40还可以被用来驱动交流发电机152。
[0014]燃烧室30可以接收来自进气歧管44的进气空气，并且可以经由排气歧管46将燃烧后的气体排至排气通道48。进气歧管44和排气歧管46可以经由各自的进气门和排气门(未示出)与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
[0015]燃料喷射器50被显示为直接联接至燃烧室30，以便与从控制器12接收的信号FPff的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射进其中。以此方式，燃料喷射器50提供被称为进入燃烧室30内的燃料直接喷射；然而，应当明白，进气道喷射也是可能的。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器50。
[0016]在被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火手段(诸如火花塞92)点燃，从而导致燃烧。火花点火正时可以被控制为使得火花在制造商规定的时间之前(提前)或之后(延迟)发生。例如，可以根据控制发动机爆震或在高湿度的情况下提前的最大制动扭矩(MBT)正时而延迟火花正时。具体地，考虑到缓慢的燃烧速率，可以提前MBT。在一个示例中，可以在踩加速器踏板期间延迟火花。
[0017]进气歧管44可以接收来自进气通道42的进气。进气通道42可以包括具有节流板22的节气门21，以便调节到进气歧管44的气流。在这个具体的示例中，控制器12可以改变节流板22的位置(TP)，从而实现电子节气门控制(ETC)。以此方式，节气门21可以被运转为改变提供给燃烧室30的进气空气。例如，控制器12可以调整节流板22，以增加节气门21的开度。增加节气门21的开度可以增加提供给进气歧管44的空气量。在替代的示例中，节气门21的开度可以减小或完全关闭，以切断到进气歧管44的气流。在一些实施例中，附加节气门可以存在于进气通道42中，诸如压缩机60下游的节气门(未示出)。
[0018]另外，在所公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可以经由EGR通道(诸如高压EGR通道140)将期望的一部分排气从排气通道48送至进气通道42。控制器12可以经由EGR阀(诸如高压EGR阀142)改变提供给进气通道42的EGR量。在一些情况下，EGR系统可以用于调节燃烧室内的空气与燃混合气的温度。图1示出了高压EGR系统，其中通过EGR通道140将EGR从涡轮增压器的涡轮的上游送至涡轮增压器的压缩机的下游。图1还示出了低压EGR系统，其中通过低压EGR通道156将EGR从涡轮增压器的涡轮的下游送至涡轮增压器的压缩机的上游。低压EGR阀154可以控制提供给进气通道42的EGR量。在一些实施例中，如图1所示，发动机可以包括高压EGR系统和低压EGR系统。在其它实施例中，发动机可以包括低压EGR系统或高压EGR系统中的任一个。当可运转时，特别是当压缩空气被增压空气冷却器冷却时，EGR系统可能会由于压缩空气而引起引起冷凝物的形成，这将在下文中更详细地进行描述。
[0019]发动机10还可以包括压缩装置，诸如涡轮增压器或机械增压器，其至少包括沿进气通道42布置的压缩机60。对于涡轮增压器来说，压缩机60可以至少部分地由涡轮62经由例如轴或其他联接设备驱动。涡轮62可以沿排气通道48布置。各种布置可以被提供，以便驱动压缩机。对于机械增压器来说，压缩机60可以至少部分地由发动机和/或电动机驱动，并且可以不包括涡轮。因此，经由涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或多个汽缸的压缩量可以被控制器12改变。
[0020]在图1所示的实施例中，可以主要通过涡轮62驱动压缩器60。可以通过流过排气通道48的排气驱动涡轮62。因此，涡轮62的驱动运动可以驱动压缩器60。因此，压缩器60的转速可以基于涡轮62的转速。随着压缩器60的转速增加，可以通过进气通道42为进气歧管44提供更多升压。
[0021]另外，排气通道48可以包括废气门26，其用于使排气转向远离涡轮62。另外，进气通道42可以包括压缩机旁通或再循环阀(CRV) 27，其被配置为使进气空气围绕压缩机60转向。例如，废气门26和/或CRV27可以被控制器12控制，以便在更低的升压压力被期望时打开。例如，响应于压缩机喘振或潜在的压缩机喘振事件，控制器12可以打开CRV27，以降低压缩机60出口的压力。这可以减少或停止压缩机喘振。在一些实施例中，CRV27可以是可在关闭与打开位置之间可调整的二位阀。在其他实施例中，CRV27可以是可调整到完全打开与完全关闭之间的多个位置的多位阀。因此，可以调整CRV27，以改变围绕压缩机60的流量并控制吸气压力，这将在下文中进一步讨论。
[0022]进气通道42还可以包括增压空气冷却器(CAC) 80 (例如，中间冷却器)，以降低涡轮增压或机械增压的进气的温度。在一些实施例中，CAC80可以是空气到空气的热交换器。在其他实施例中，CAC80可以是空气到液体的热交换器。CAC80还可以是可变容积的CAC。来自压缩机60的热增压空气(升压的空气)进入CAC80的进口，当其行进通过CAC时进行冷却，然后离开，从而经过节气门21，然后进入发动机进气歧管44。来自车辆外部的环境气流可以通过车辆前端并穿过CAC进入发动机10，从而辅助冷却增压空气。当环境空气温度降低时，或在潮湿或者多雨的天气的情况下，在此情况下增压空气被冷却至水的露点之下，冷凝物可以在CAC中形成并累积。另外，当进入CAC的增压空气被升压(例如，升压压力和/或CAC压力大于大气压力)时，如果CAC温度降至露点温度之下，冷凝物则会形成。当增压空气包括再循环的排气时,冷凝物能够变为酸性的,并腐蚀CAC壳体。腐蚀能够导致空气充气、大气以及在水到空气的冷却器的情况下的可能的冷却液之间的泄漏。另外，如果冷凝物CAC中积聚，它则会在气流增加的时候被发动机吸入。因此，不稳定燃烧和/或发动机失火会发生。
[0023]可以在节气门21之前，在CAC出口处测量吸气压力。因此，吸气压力可以被称为节气门之前的压力。在一个示例中，可以利用(诸如传感器124)确定吸气压力。吸气压力与大气压力之比可以被称为吸气压力比。CAC压力(可以是吸气压力或平均CAC压力)之比可以被称为CAC压力比。当CAC压力比和/或吸气压力比大于I时,吸气压力大于大气压力，并且发动机在升压的情况下运转。因此，当吸气压力比大于I时，冷凝物会在CAC中形成。然而，如果吸气压力比被维持在I或在I之下，冷凝物则不会形成。以此方式，将吸气压力比从在I之上减小至I或减小至I之下可以减少CAC冷凝物形成。
[0024]可以通过降低升压来减小吸气压力比。在一个示例中，打开废气门26可以降低升压。例如，控制器12可以打开废气门26，由此引起排气绕过涡轮62。这相应降低涡轮的转速，并且随后降低压缩机60的转速。减慢压缩机60的转速导致更少的升压，由此降低升压压力、CAC压力和吸气压力。在另一示例中，打开CRV27可以降低升压。例如，控制器12可以打开CRV27，由此引起进气围绕压缩机再循环。这会引起升压压力降至大气压力。因此，CAC压力和吸气压力会降低，并且导致的吸气压力比会大体上等于I。
[0025]尽管打开CRV27或废气门26可以降低升压，但在一些情况下，打开废气门26会导致涡轮迟滞。例如，为降低升压压力，控制器可以打开废气门26，由此降低涡轮与压缩机转速。如果控制器在废气门26的打开期间接收到增加的扭矩需求，压缩机则会旋转过慢不能立即输送扭矩需求所需的升压压力。关闭废气门26并将压缩机转速增加至输送所需升压需用的时间可以被称为涡轮迟滞。由于涡轮迟滞，可能存在发动机扭矩输出的延迟。因此，当发动机处于稳态状况时，控制器只打开废气门26以降低吸气压力。在一个示例中，稳态状况可以包括以巡航控制方式和/或以相对恒定的踏板位置运转的发动机。因此，扭矩需求可以不增加。如果发动机未在稳态运转，则可以打开CRV27，同时保持废气门26关闭。以此方式，可以降低吸气压力，以减少CAC冷凝物形成，同时还降低涡轮迟滞的可能性。
[0026]另外，打开CRV27不仅会降低吸气压力，而且会增加进入CAC的吸入空气或增压空气的温度。例如，当CRV打开时，吸入空气可以围绕压缩机再循环，并且被压缩机再压缩。再压缩吸入空气可以增加吸入空气的温度，由此增加进入CAC的增压空气的温度。这可以有助于将CAC内的空气温度维持在露点温度之上，由此减少CAC中的冷凝物形成。在替代的示例中，可替代地或额外地，旁通通道可以被设置在CAC之后，使得冷却的增压空气围绕CAC和压缩机再循环。在一些示例中，可以调整CRV27的打开量，以改变通过CRV27和压缩机的流量。例如，控制器可以调整CRV27的位置，以实现目标吸气压力和/或CAC中的空气温度。
[0027]在一些示例中，打开CRV27和废气门26 二者可以更快地降低吸气压力，由此更快地减少冷凝物形成。因此，在一些情况下，控制器可以同时打开CRV27和废气门26，以便更快地降低吸气压力，并且减少CAC中的冷凝物形成。打开CRV27和废气门26 二者可以基于吸气压力、压缩机喘振水平、和/或环境空气或进气空气的湿度水平。以此方式，可以针对当前的温度与湿度水平调整CRV27和废气门26，以将吸气压力维持在露点之下。将会下文中关于图2-4讨论用于控制CRV27和废气门26来减少冷凝物形成的方法的进一步细节。
[0028]控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括微处理单元102、输入/输出端口104、在这个具体示例中作为只读存储片106示出的用于可执行程序和校准数值的电子存储介质、随机存取存储器108、保活存取器110和数据总线。控制器12可以接收来自联接至发动机10的传感器的各种信号，以便执行各种功能以使发动机10运转。除了之前所讨论的那些信号外，这些信号还可以包括来自MAF传感器120的引入的质量空气流量的测量；来自示意地显示在发动机10内的一个位置中的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自联接至曲轴40的霍尔效应传感器118 (或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自如所讨论的节气门位置传感器的节气门位置(TP);以及来自如所讨论的传感器122的歧管绝对压力信号MAP。发动机转速信号RPM可以由控制器12从信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以被用来提供进气歧管44中的真空或压力的指示。注意，可以使用上述传感器的各种组合，诸如有MAF传感器而没有MAP传感器，反之亦然。在化学计量运转期间，MAP传感器可以给出发动机扭矩的指示。另外，这个传感器连同所检测的发动机转速可以提供被吸入气缸内的充气(包括空气)的估计。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的霍尔效应传感器118可以在曲轴40的每次旋转产生预定数量的等间距脉冲。
[0029]可以将信号发送至控制器12的其他传感器包括在增压空气冷却器80出口处的温度和/或压力传感器124和升压压力传感器126。未被描述的其他传感器也可以存在，诸如用于确定在增压空气冷却器进口处的进气速度的传感器、用于确定进气湿度的传感器以及其他传感器。在一些示例中，存储介质只读存储片106可以用计算机可读数据编程，该计算机可读数据表示可由微处理器单元102执行的指令，用于实现以下所述方法以及期望但没有具体列出的其他变体。在本文中图2-3处对示例程序进行描述。
[0030]图1的系统提供了一种发动机系统，其包括:发动机，其具有进气歧管；节气门，其被设置在进气歧管的上游；涡轮增压器，其具有可运转为驱动压缩机的涡轮；压缩机再循环阀，其可运转为使进气围绕压缩机转向；增压空气冷却器，其被设置在节气门的上游且在压缩机的下游；废气门，其可运转为使排气围绕涡轮转向；以及控制器，其具有计算机可读指令，该指令用于:在吸气压力大于产生扭矩需求所需的进气歧管压力(例如，MAP)需要的压力并且发动机处于稳态时的行驶状况期间，响应于在增压空气冷却器下游且在节气门上游测量的吸气压力大于第一阈值压力，打开废气门。另外，响应于吸气压力大于第二阈值压力和/或压缩机喘振状况中的一个或多个，除了打开废气门外，控制器还可以打开压缩机再循环阀，第二阈值压力大于第一阈值压力。在吸气压力大于产生扭矩需求所需的进气歧管压力(例如，MAP)需要的压力并且发动机未处于稳态时的行驶状况期间，响应于吸气压力大于第一阈值压力，控制器可以打开压缩机再循环阀，同时维持废气门关闭。
[0031]现在转向图2，介绍了用于基于发动机工况调整废气门和/或压缩机再循环阀(CRV)以减少CAC中的冷凝物形成的方法200。在一个示例中，方法200可由图1所示的控制器12执行。具体地，控制器可以基于CAC中的冷凝物形成状况、扭矩需求和另外的发动机工况调整废气门和/或CRV (诸如图1所示的废气门26和CRV27)的位置。废气门和CRV的基础位置可以被关闭。此外，如在下文中所描述的，在方法200中，控制器可以完全打开以及完全关闭CRV和废气门。在替代的实施例中，控制器可以将废气门和/或CRV调整到完全打开与完全关闭之间的多个位置。
[0032]该方法在202处以估计和/或测量发动机工况开始。发动机工况可以包括发动机转速与负荷、升压压力、吸气压力、踏板位置、质量空气流量、MAP、EGR流量、湿度、发动机温度、扭矩需求、增压空气冷却器状况(入口温度、出口温度、入口压力、出口压力、通过冷却器的流率等)等。在204处，该方法包括确定CAC中的冷凝物形成状况是否存在。在一个示例中，冷凝物形成状况包括当吸气压力(例如，在CAC出口处、节气门上游的压力)大于阈值压力时，其中该阈值压力可以是第一阈值压力。在一个示例中，阈值压力可以是大气压力。在另一示例中，阈值压力可以是大于大气压力的压力。可替代地或额外地，控制器可以将吸气压力比确定为吸气压力与大气压力之比。因此，冷凝物形成状况可以包括当吸气压力比大于I时。在另一示例中，冷凝物形成状况包括当湿度大于第一阈值时。湿度可以是测量的或推测的湿度。例如，湿度可以是测量的环境湿度和/或进气空气湿度中的一个或多个。在替代的示例中，可以基于风挡刮水器开启/关闭状况或工作周期推测湿度。第一阈值可以基于冷凝物可能在CAC中形成的湿度水平。
[0033]如果在204处不存在冷凝物形成状况，该方法继续到206，以维持发动机工况。维持发动机工况可以包括将废气门和CRV维持在关闭位置。然而，如果在204处存在冷凝物形成状况，该方法继续到208，以确定吸气压力是否大于产生扭矩需求所需的进气歧管压力(MAP)需要的压力。具体地，在208处，控制器可以比较当前的和测量的或推测的大气压力(例如，实际的MAP)与扭矩需求所需的需要的MAP。可以基于踏板位置确定扭矩需求所需的MAP。例如，踏板位置输入可以表明产生要求的扭矩所需的增压空气量。然后增压空气量可以被用来确定需要的MAP。例如,如果扭矩需求增加,如通过踏板位置的增加所表明的,则会需要增加的MAP以产生要求的扭矩。因此，MAP可以随着扭矩需求的增加而增加。当产生扭矩需求所需的压力大于大气压力时，需要的MAP的增加还会导致需要的升压的增加。因此，在208处，控制器可以确定为产生需要的MAP并且随后产生要求的扭矩是否需要升压。在一个示例中，当加速器被部分地压低(例如，踏板位置大于O但小于大开的踏板)并且MAP小于大气压力时，吸气压力可以大于产生扭矩需求所需的MAP需要的压力。
[0034]返回到208，如果吸气压力不大于产生扭矩需求所需的MAP需要的压力(例如，需要MAP和升压的增加)，那么在210处，控制器维持CRV和废气门运转。维持CRV和废气门运转可以包括维持CRV和废气门关闭，即使冷凝物形成状况存在。此外，在210处，该方法可以包括调整可替代的参数以减少CAC冷凝物形成。可替代的参数可以包括关闭车辆格栅百叶窗、降低一个或多个发动机风扇的转速、降低CAC冷却剂冷却液泵转速、增加到进气歧管的气流以从CAC中抽取冷凝物等。
[0035]可替代地，如果在208处吸气压力大于产生扭矩需求所需的MAP需要的压力，该方法继续到212，以确定发动机是否在稳态状况运转。在一个示例中，稳态状况包括以巡航控制方式运转的发动机。在另一示例中，稳态状况包括相对恒定的踏板位置。例如，相对恒定的踏板位置可以导致维持在平均车速2mph内的车速。在另一示例中，可以在某一段时间内通过小于踏板位置的5%变化来表明相对恒定的踏板位置。此外，稳态状况可以包括大于零的踏板位置，由此表明加速器被至少部分地压低。以上列出的稳态状况可以表明踏板位置的突然增加，由此增加的扭矩需要不被期望。因此，如果在稳态状况期间打开废气门，则可以减低涡轮迟滞的风险。
[0036]返回到212，如果发动机未在稳态运转，该方法继续到214，以打开CRV，从而降低吸气压力，并减少CAC冷凝物形成。在图4处介绍了用于在吸气压力降低期间控制CRV的方法。如果控制器在降低吸气压力期间接收到需要增加的升压的扭矩需求的增加，打开CRV而非废气门可以减少涡轮迟滞。
[0037]可替代地，在212处，如果发动机处于稳态，该方法继续到216，以打开废气门，从而降低吸气压力，并减少CAC冷凝物形成。在图3处介绍了用于在吸气压力降低期间控制废气门的方法。在216处，该方法还可以包括打开CRV以降低吸气压力。在一些实施例中，控制器可以仅打开CRV以降低吸气压力。在这些实施例中，方法200可以直接从208进入到214。尽管这会降低涡轮迟滞的风险，但在废气门保持关闭的情况下吸气压力会更缓慢地降低。
[0038]以此方式，当吸气压力大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力时，响应于CAC冷凝物形成状况，可以调整废气门和/或CRV。用于调整废气门和/或CRV的方法可以由发动机控制器执行。在一个示例中，当吸气压力大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力时，响应于CAC冷凝物形成状况，控制器可以仅调整废气门。在另一示例中，当吸气压力大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力时，响应于CAC冷凝物形成状况，控制器可以仅调整CRV。在另一示例中，当吸气压力大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力时，响应于CAC冷凝物形成状况，控制器可以调整CRV和废气门。冷凝物形成状况可以包括吸气压力大于大气压力、吸气压力比大于1、和/或湿度大于第一阈值中的一个或多个。另外，可以在压缩机与节气门之间测量吸气压力。
[0039]具体地，当吸气压力大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力并且发动机处于稳态状况时，响应于CAC冷凝物形成状况，控制器可以打开废气门。稳态状况可以包括巡航控制运转和恒定踏板位置中的一个或多个。另外，响应于吸气压力大于阈值压力、湿度大于第二阈值和压缩机喘振状况中的一个或多个，除了打开废气门外，控制器还可以打开CRV，其中阈值压力是大于大气压力的阈值量，第二阈值大于第一阈值。在为降低吸气压力打开废气门之后，响应于吸气压力降至大气压力(或可以将CAC温度维持在吸气温度处的露点之上的压力)或降至大气压力(或可以将CAC温度维持在吸气温度处的露点之上的压力)之下和/或扭矩需求的增加中的一个或多个，控制器可以关闭废气门。在另一示例中，当吸气压力大于需要的压力并且发动机未处于稳态状况时，响应于增压空气冷却器冷凝物形成状况，控制器可以维持废气门关闭并打开压缩机再循环阀。在另一示例中，当吸气压力不大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力时，响应于增压空气冷却器冷凝物形成状况，控制器可以维持废气门和压缩机再循环阀二者关闭。
[0040]图3示出了用于调整废气门以降低吸气压力并随后减少CAC中的冷凝物形成的方法300。方法300从方法200中的216继续。该方法在302处以确定CAC处的冷凝物形成状况的水平或严重程度，和/或确定压缩机喘振状况是否存在开始。具体地，在302处，该方法确定冷凝物形成状况是否大于阈值。大于阈值的冷凝物形成状况(低于露点状况的吸气压力和温度)可以包括吸气压力大于第二阈值压力。第二阈值压力可以是大于第一阈值压力或大气压力的阈值量。当吸气压力增加时，CAC中的冷凝物形成的可能性也会增加。另夕卜，大于阈值的冷凝物形成状况可以包括吸气压力和吸入空气温度低于露点状况(例如，冷凝物可以形成的状况)。此外，或可替代地，大于阈值的冷凝物形成状况可以包括湿度大于第二阈值，其中第二阈值大于第一阈值(如在图2中的204处介绍的)。在302处,确定喘振状况是否存在可以包括确定吸气压力是否大于喘振阈值和/或确定是否存在松加速器踏板。在一些实施例中，潜在喘振状况的存在会导致控制器打开CRV以减少或避免压缩机喘振。
[0041]如果在302处没有条件满足，该方法继续到304，以打开废气门，从而将吸气压力降至大气压力(例如，ATM)。因此，吸气压力比可以减小至I。在306处，控制器确定扭矩需求是否正在增加，和/或确定吸气压力比是否大体上等于或小于I (例如，吸气压力是否处在大气压力或在大气压力之下)。如果扭矩需求没有正在增加(例如，发动机保持在稳态)并且吸气压力比保持在I之上，废气门保持打开，并且该方法循环回到306。然而，如果在306处一个或多个条件满足，该方法继续到308，以关闭废气门并停止降低吸气压力。
[0042]返回到302，如果在302处一个或多个条件满足，该方法继续到310，以打开废气门和CRV 二者，从而将吸气压力降至大气压力(例如，ATM)。一起打开废气门和CRV可以比仅打开废气门或CRV中的一个更快地降低吸气压力和吸气压力比。另外，打开CRV可以增加增压空气(例如，吸入空气)的温度，并且由此减少CAC中的冷凝物形成。在312处，该方法包括确定扭矩需求是否正在增加，和/或确定吸气压力比是否大体上等于或小于I (例如，吸气压力是否处在大气压力或在大气压力之下)。如果扭矩需求没有正在增加(例如，发动机保持在稳态)并且吸气压力比保持在I之上，废气门保持打开，并且该方法循环回到312。然而，如果在312处一个或多个条件满足，该方法继续到314，以关闭废气门。以此方式，控制器可以关闭废气门以减少涡轮迟滞，同时维持CRV打开以继续降低吸气压力。
[0043]在316处，控制器确定需要的MAP大于可用于产生需要的MAP的压力，和/或确定吸气压力比大体上等于或小于I (例如，吸气压力是否处在大气压力或在大气压力之下)。可用于产生需要的MAP的压力可以是吸气压力。需要的MAP可以基于扭矩需求或需要。因此，如果需要的MAP大于吸气压力并且已经调整节气门和其他发动机致动器以增加扭矩时，那么会需要升压的增加。例如，如果发动机需要增加的压力以产生需要的扭矩，则会需要升压以增加吸气压力并向进气歧管供应更大量的压力。因此，在316处，该方法可以包括确定是否需要升压。
[0044]如果需要的MAP不大于吸气压力并且吸气压力比保持在I之上，那么在318处CRV保持打开，并且该方法循环回到316。然而，如果在316处一个或多个满足，该方法继续到320，以关闭CRV。在替代的实施例中，即使吸气压力比大体上等于1，CRV也可以保持打开直至需要的MAP大于吸气压力为止。因此，在316处，该方法可以包括仅确定需要的MAP是都大于当前的MAP。以此方式，吸气压力可以保持低水平直至需要增加的升压为止，由此降低CAC中的冷凝物形成的可能性。
[0045]以此方式，在吸气压力大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力并且发动机处于稳态时的行驶状况期间，响应于吸气压力大于第一阈值压力，可以打开废气门以降低吸气压力。在吸气压力大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力并且发动机处于稳态时的行驶状况期间，响应于湿度大于第一阈值，还可以打开废气门。另外，响应于吸气压力大于第二阈值压力、湿度大于第二阈值和/或压缩机喘振状况中的一个或多个，可以打开压缩机再循环阀，第二阈值压力大于第一阈值压力，第二阈值大于第一阈值。在压缩机再循环阀和废气门之后，响应于扭矩需求增加和/或吸气压力降至阈值压力或降至阈值压力之下(例如，吸气压力比减小至I)中的一个或多个，可以关闭废气门，然后响应于扭矩需求所需的吸气压力大于吸气压力和/或吸气压力降至阈值压力或降至阈值压力之下中的一个或多个，可以关闭压缩机再循环阀。
[0046]在为降低吸气压力打开废气门之后，响应于吸气压力降至阈值压力或降至阈值压力之下和扭矩需求的增加中的一个或多个，可以关闭废气门。另外，当发动机未处于稳态时，压缩机再循环阀可以被打开，并且废气门可以被维持关闭。因此，可以通过打开压缩机再循环阀来降低吸气压力，同时减少涡轮迟滞。在一个示例中，第一阈值压力基于冷凝物在增压空气冷却器形成的压力。在另一示例中，第一阈值压力是大气压力。
[0047]图4示出了用于调整CRV以降低吸气压力并随后减少CAC中的冷凝物形成的方法400。方法400从方法200中的214继续。该方法在402处以打开压缩机再循环阀开始。对于扭矩需求所需要的吸气压力大于吸气压力，在404处，该方法包括确定需要的MAP是否大于当前的吸气压力。如上所述，需要的MAP可以基于扭矩需求。可以通过踏板位置的增加来表明扭矩需求的增加。如果需要的MAP大于当前的吸气压力，则会需要吸气压力的增加，以产生需要的MAP。可以通过运转压缩机并产生升压来增加吸气压力。如果需要的MAP大于当前的吸气压力并且需要升压，该方法继续到406，以关闭CRV。关闭CRV可以允许压缩机向进气歧管供应如扭矩需求所需的增加的升压。
[0048]然而，如果在404处需要的MAP不大于吸气压力并且不需要升压，该方法继续到408，以确定吸气压力比是否大体上等于或小于I (例如，吸气压力是否小于或等于大气或阈值压力、或者是否低于给定吸气温度处的露点)。如果吸气压力比大体上等于I或小于1，那么在406处控制器关闭CRV。在替代的实施例中，即使吸气压力比减小至1，控制器也可以维持CRV关闭直至需要的MAP增加至当前的MAP之上为止。在408处，如果吸气压力比仍大于1，那么在410处控制器维持CRV打开，并且该方法然后返回到404。
[0049]以此方式，在节气门之前的压力大于产生扭矩需求所需的MAP需要的压力时的行驶状况期间，响应于增压空气冷却器冷凝物形成状况，发动机控制器可以打开压缩机再循环阀。在一个示例中，冷凝物形成状况包括吸气压力大于大气压力和湿度大于第一阈值中的一个或多个。湿度可以是进气空气的测量的湿度和推测的湿度中的一个或多个。在一个示例中，在为降低吸气压力打开压缩机再循环阀之后，响应于增加至吸气压力之上的需要的歧管压力，控制器可以关闭压缩机再循环阀。在另一示例中，在为降低吸气压力打开压缩机再循环阀之后，响应于吸气压力降至大气压力，控制器可以关闭压缩机再循环阀。另外，在吸气压力大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力并且发动机处于稳态时的行驶状况期间，响应于增压空气冷却器冷凝物形成状况，控制器可以打开废气门。打开废气门可以辅助降低吸气压力，由此以更快的速率降低吸气压力。然后，响应于扭矩需求的增加和吸气压力降至大气压力中的一个或多个，控制器可以关闭废气门。另外，当吸气压力不大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力时，控制器可以维持压缩机再循环阀关闭，并调整可替代的发动机运转参数。在一个示例中，调整可替代的发动机运转参数可以包括，调整车辆格栅百叶窗系统、调整一个或多个发动机风扇的转速、和/或调整到进气歧管的气流。在另一示例中，响应于压缩机喘振状况，控制器可以打开压缩机再循环阀。
[0050]图5示出了基于发动机工况的废气门和压缩机再循环阀(CRV)调整的图形示例。具体地，绘图500在曲线502处示出了踏板位置(PP)的变化，在曲线504处示出了扭矩需求的变化，在曲线508处示出了需要的MAP的变化，在曲线512处示出了吸气压力的变化，在曲线516处示出了湿度的变化，在曲线518处示出了 CRV位置的变化，并且在曲线520处示出了废气门位置的变化。吸气压力可以是在CAC出口处、进气节气门上游的估计的或测量的压力。在曲线512处，比较吸气压力与CAC中的冷凝物形成的阈值压力。在这个示例中，阈值压力是大气压力510。因此，当吸气压力在大气压力510之上时，吸气压力比会大于1，并且冷凝物会在CAC中形成。如上所述，湿度可以是进气空气的测量的或推测的湿度。另外，绘图500示出了在打开与关闭位置之间被调整的CRV和废气门。在替代的实施例中，控制器可以将废气门和/或CRV调整到完全打开与完全关闭之间的多个位置。
[0051]在时间tl之前，踏板位置(曲线502)、扭矩需求(曲线504)和需要的MAP (曲线508)可以处在相对恒定的水平。CRV和废气门都被关闭(曲线518和520)。吸气压力靠近需要的MAP ;然而，吸气压力和湿度保持在或在其各自的表明冷凝物形成状况的阈值(曲线512和516)之下。在时间tl处，吸气压力增加大气压力510之上(曲线512)，同时保持大于需要的MAP (曲线512和508)。同样在时间tl处,踏板位置相对恒定,表明发动机处于稳态。在上述行驶状况期间，响应于吸气压力增加至大气压力510之上，控制器打开废气门以降低吸气压力(曲线520)。在时间tl处，CRV保持关闭，因为冷凝物形成状况没有在阈值之上(例如，吸气压力没有在第二阈值压力之上)。然而，在替代的实施例中，CRV还可以在时间tl处打开，以增加吸气压力降低的速率。在另一实施例中，可以在时间tl处打开CRV，而非打开废气门，因此废气门可以保持关闭。
[0052]在时间t2处，吸气压力降至大气压力510。作为响应，控制器关闭废气门(曲线520)。在时间t3处，湿度增加至阈值514之上，由此表明CAC处冷凝物形成状况的存在(曲线516)。同样在时间t3处，踏板位置降低(曲线502)，并且吸气压力大于产生扭矩需求所需的MAP需要的压力。因此，当吸气压力大于扭矩需求所需的压力并且发动机未处于稳态时，响应于湿度增加至阈值514之上，控制器在时间t3处打开CRV。在时间t4处，踏板位置增加(曲线502)，由此增加扭矩需求(曲线504)。因此，需要的MAP在时间t5处增加至吸气压力之上。作为响应，控制器关闭CRV，以增加向发动机供应的升压。
[0053]在关闭CRV之后，吸气压力进一步增加至大气压力510之上。然而，由于需要的MAP仍大于吸气压力，因此废气门和CRV保持关闭。在时间t5与时间t6之间，踏板位置达到稳定，并且发动机在稳态状况运转。在时间t6处，吸气压力增加至需要的MAP之上(曲线512和508)。在此时，吸气压力可以是在大气压力510之上的阈值量522 (例如，吸气压力大于第二阈值压力)。因此，控制器在时间t6处打开CRV和废气门二者。仅在时间t7之前，踏板位置增加(曲线502)。踏板位置的增加引起扭矩需求在时间t7处开始增加。响应于扭矩需求增加，控制器关闭废气门；然而，CRV保持打开。保持CRV打开更长时间允许吸气压力继续降低同时减少涡轮迟滞。在时间t8处，需要的MAP增加至吸气压力之上。因此，控制器关闭CRV(曲线518)。
[0054]如在图5中的时间11与时间t6处所示，在第一状况期间，响应于吸气压力大于第一阈值压力和湿度大于阈值中的一个或多个，控制器可以打开废气门。第一状况包括当吸气压力大于基于扭矩需求所需的压力并且发动机处于稳态时。另外，响应于压缩机喘振状况和吸气压力大于第二阈值压力(如在时间t6处所示的)中的一个或多个，控制器可以打开CRV，第二阈值压力大于第一阈值压力。
[0055]如在时间t3处所示，在第二状况期间，响应于湿度大于阈值(例如，图5所示的阈值514)，控制器可以打开CRV。在另一示例中，在第二状况期间，响应于吸气压力大于第一阈值压力，控制器可以打开CRV。如图5所示，第一阈值压力是大气压力。第二状况包括当吸气压力大于基于扭矩需求所需的压力并且发动机未处于稳态时。在另一实施例中，第二状况可以包括当吸气压力大于基于扭矩需求所需的压力时。在这个实施例中，代替打开废气门或除了打开废气门外，可以在时间tl处打开CRV。
[0056]如在时间t5处所示，在第三状况期间，控制器维持CRV和废气门关闭。第三状况包括当吸气压力处于需要的水平或在需要的水平之下，需要的水平基于扭矩需求。在时间t5处，即使吸气压力大于大气压力,废气门和CRV也保持关闭。
[0057]以此方式，响应于增压空气冷却器(CAC)冷凝物形成状况而打开压缩机再循环阀(CRV)和/或废气门中的一个或多个可以降低吸气压力，由此降低CAC中的冷凝物形成的可能性。在一个示例中，冷凝物形成状况可以包括吸气压力大于阈值压力。阈值压力可以是大气压力。类似地，还可以根据吸气压力比大于I确定冷凝物形成状况，吸气压力比是吸气压力与大气压力之比。在另一示例中，冷凝物形成状况可以包括湿度大于冷凝物形成的阈值。
[0058]具体地，在吸气压力大于产生扭矩需求所需的进气歧管压力(MAP)需要的压力时的行驶状况期间，响应于一个或多个冷凝物形成状况，控制器可以打开废气门和/或CRV。在一个示例中，当发动机处于稳态并且冷凝物形成状况在阈值之下时，控制器可以仅打开废气门。在另一示例中，当发动机未处于稳态时，控制器可以仅打开CRV。在另一示例中，当发动机处于稳态并且冷凝物形成状况大于阈值时，控制器可以打开CRV和废气门二者。冷凝物形成状况的阈值可以基于表明冷凝物形成增加的吸气压力和/或湿度水平。在废气门和/或CRV中的一个或多个之后，当扭矩需求增加时和/或当吸气压力已经降至大气压力时，控制器可以关闭阀。以此方式调整CRV和废气门可以在发动机需要更高的歧管压力时降低吸气压力。因此，可以减少CAC中的冷凝物形成，由此降低发动机不发火和/或不稳定燃烧的可能性。
[0059]注意，在本文中包括的示例控制和估算程序能够与各种发动机和/或车辆系统构造一起使用。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、多线程等等。因此，所描述的各种动作、操作或功能可以以所示顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样地，实现本文中所描述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代码。
[0060]应理解，本文中所公开的构造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、1-4、1-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。另外，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程序结合使用。本公开的主题包括本文中所公开的各种系统和构造和其它的特征、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。
【权利要求】
1.一种用于发动机的方法，其包含: 当吸气压力大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力时，响应于增压空气冷却器冷凝物形成状况，调整废气门。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包含，当所述吸气压力大于需要的压力并且所述发动机处于稳态状况时，响应于增压空气冷却器冷凝物形成状况，打开所述废气门。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在压缩机与节气门之间测量所述吸气压力，并且其中稳态状况包括巡航控制运转和恒定踏板位置中的一个或多个。
4.根据权利要求2所述的方法，其中冷凝物形成状况包括所述吸气压力大于大气压力和湿度大于第一阈值中的一个或多个。
5.根据权利要求4所述的方法，其还包含，响应于所述吸气压力大于阈值压力、所述湿度大于第二阈值和压缩机喘振状况中的一个或多个，除了打开所述废气门外，还打开压缩机再循环阀，所述阈值压力是大于大气压力的一个阈值量，所述第二阈值大于所述第一阈值。
6.根据权利要求2所述的方法，其还包含，响应于吸气压力降至大气压力或降至大气压力之下和扭矩需求的增加中的一个或多个，关闭所述废气门。
7.根据权利要求1所述的方法，其还包含，当所述吸气压力大于产生所述扭矩需求所需的所述歧管压力需要的压力并且所述发动机未处于稳态状况时，响应于增压空气冷却器冷凝物形成状况，维持所述废气门关闭并打开压缩机再循环阀。
8.根据权利要求1所述的方法，其还包含，当所述吸气压力不大于所述扭矩需求所需的压力时，响应于增压空气冷却器冷凝物形成状况，维持所述废气门关闭。
9.一种用于发动机的方法，其包含: 在所述吸气压力大于产生扭矩需求所需的歧管压力需要的压力并且所述发动机处于稳态时的行驶状况期间，响应于吸气压力大于第一阈值压力，打开废气门以降低所述吸气压力。
10.根据权利要求9所述的方法，其还包含，在所述吸气压力大于所述扭矩需求所需的所述歧管压力需要的压力并且所述发动机处于稳态时的行驶状况期间，响应于湿度大于第一阈值，打开所述废气门。
11.根据权利要求10所述的方法，其还包含，响应于所述吸气压力大于第二阈值压力、湿度大于第二阈值和压缩机喘振状况中的一个或多个，打开压缩机再循环阀，所述第二阈值压力大于所述第一阈值压力，所述第二阈值大于所述第一阈值。
12.根据权利要求11所述的方法，其还包含，响应于所述扭矩需求增加和所述吸气压力降至所述阈值压力或降至所述阈值压力之下中的一个或多个，关闭所述废气门，然后响应于所述扭矩需求所需的吸气压力大于所述吸气压力和所述吸气压力降至所述阈值压力或降至所述阈值压力之下中的一个或多个，关闭所述压缩机再循环阀。
13.根据权利要求9所述的方法，其还包含，在为降低所述吸气压力打开所述废气门之后，响应于所述吸气压力降至所述阈值压力或降至所述阈值压力之下和扭矩需求的增加中的一个或多个，关闭所述废气门。
14.根据权利要求9所述的方法，其还包含，当所述发动机未处于稳态时，打开压缩机再循环阀，并且维持所述废气门关闭。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一阈值压力基于冷凝物在增压空气冷却器中形成的压力。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一阈值压力是大气压力。
17.—种发动机方法,其包含: 在第一状况期间，响应于吸气压力大于第一阈值压力和湿度大于阈值中的一个或多个，打开废气门；以及 在第二状况期间，响应于所述吸气压力大于所述第一阈值压力和所述湿度大于所述阈值中的一个或多个，打开压缩机再循环阀。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一状况包括当所述吸气压力大于基于扭矩需求的所需的压力并且所述发动机处于稳态时。
19.根据权利要求18所述的方法，其还包含，响应于压缩机喘振状况和所述吸气压力大于第二阈值压力中的一个或多个，打开所述压缩机再循环阀，所述第二阈值压力大于所述第一阈值压力。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二状况包括当所述吸气压力大于基于扭矩需求的所需的压力并且所述发动机未处于稳态时。
【文档编号】F02D23/00GK104131886SQ201410184029
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2013年5月2日
【发明者】C·P·格鲁格拉, S·S·雅玛达 申请人:福特环球技术公司