使用进气氧传感器估计增压空气冷却器冷凝物存储的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用进气氧传感器估计增压空气冷却器冷凝物存储的方法。
【背景技术】
[0002]涡轮增压的和机械增压的发动机可以经配置压缩进入发动机的周围空气，以便增加动力。空气的压缩可以导致空气温度的增加，因此，中冷器或增压空气冷却器(CAC)可以用来冷却被加热的空气，从而增加其密度并且进一步增加发动机的潜在动力。当周围空气温度下降时，或者在潮湿或多雨的气象条件期间，此时进气空气被冷却到低于水露点，则在CAC中可以形成冷凝物。冷凝物可以聚集在CAC的底部处或在内部通道中，且冷却紊流器。在某些气流条件下，冷凝物会离开CAC并且作为水滴进入发动机的进气歧管。如果发动机吸收过多冷凝物，则会发生发动机失火和/或燃烧不稳定。
[0003]解决发动机由于摄取冷凝物而失火的其他尝试包括避免冷凝物累积。在一个示例中，为减少冷凝物形成，会降低CAC的冷却效率。然而，发明人在此已经认识到使用此类方法的潜在问题。特别地，尽管一些方法可以减少或减慢在CAC中的冷凝物形成，但是冷凝物仍然会随着时间累积。如果这种累积不能被停止，则在加速期间冷凝物的摄取会导致发动机失火。此外，在另一个示例中，可调整发动机致动器以增加在冷凝物摄取期间的燃烧稳定性。在一个示例中，冷凝物摄取可以基于质量空气流率和在CAC中的冷凝物的量；然而，这些参数不会准确反映离开CAC并且进入进气歧管的增压空气中的水的量。因此，发动机失火和/或不稳定燃烧仍会发生。
【发明内容】
[0004]在一个示例中，通过基于在增压空气冷却器(CAC)处的水存储来调整发动机致动器的方法，可以解决上述问题，所述水存储基于被放置在CAC下游的氧传感器的输出和环境湿度。特别地，氧传感器可以被放置在CAC的出口处。发动机控制器可以使用氧传感器的输出来确定在CAC处的水存储。在一个示例中，水存储可以包括水存储量或水存储率(例如，在CAC内的水积聚率)中的一个或更多个。然后，响应确定的水存储值，发动机控制器可以调整发动机操作，以增加燃烧稳定性、减少在CAC中的冷凝物形成和/或从CAC中排出冷凝物。因此，在CAC内的冷凝物形成可以减少，并且由于摄取水而导致的发动机失火和燃烧不稳定性可以被减少。
[0005]应该理解，提供上述
【发明内容】
是为了以简化形式引入所选概念，其将在具体实施例中进一步描述。这并非意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征，其要求保护的范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
【附图说明】
[0006]图1为包括增压空气冷却器的示例性发动机系统的示意图。
[0007]图2为用于操作氧传感器以确定在增压空气冷却器处的水存储的方法的流程图。
[0008]图3为用于基于在增压空气冷却器处的水存储调整发动机操作的方法的流程图。
[0009]图4示出说明了基于在增压空气冷却器处的水存储的发动机操作的示例性调整的图表。
【具体实施方式】
[0010]以下描述涉及用于估计在诸如图1的系统的发动机系统内的增压空气冷却器(CAC)中的水存储的系统和方法。第一氧传感器可以被放置在CAC的出口处。在一个不例中，氧传感器可以是可变电压进气氧传感器，其可以在可变电压(VVs)模式和基本模式之间操作。图2示出了用于操作确定在CAC处的水存储的第一氧传感器的方法。特别地，水存储量或在CAC内积聚的水的量,可以基于第一氧传感器的输出和环境湿度被确定。第一氧传感器可以与被放置在进气歧管内的确定EGR流量的第二进气氧传感器不同。如在图3中所示，发动机控制器可以基于水存储量调整发动机操作。调整发动机操作可以包括，调整发动机致动器以减少CAC的冷却效率、从CAC中清除冷凝物和/或增加在发动机摄取水期间的燃烧稳定性。图4示出基于在CAC处的水存储的示例性发动机致动器调整。这样，将第一氧传感器放置在CAC的出口处可以允许确定在CAC中的冷凝物存储。然后，基于冷凝物存储的发动机致动器调整可以减少在CAC中的冷凝物形成，增加在从CAC清除冷凝物期间的燃烧稳定性，且/或减少在CAC内的水存储。
[0011]图1为示出示例性发动机10的示意图，该发动机可以被包括在汽车的推进系统中。所示发动机10具有四个汽缸或燃烧室30。然而，根据本公开，也可以使用其他数目的汽缸。发动机10可以至少部分由包括控制器12的控制系统和经由输入装置130来自车辆操作员132的输入控制。在该示例中，输入装置130包括加速踏板和用于生成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，其中活塞(未示出)放置在燃烧室壁中。活塞可以联接到曲轴40，使得活塞的往复运动被转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统150联接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动机马达可以经由飞轮联接到曲轴40，以便启用发动机10的起动操作。曲轴40也可以用于驱动交流发电机(未在图1中示出)。
[0012]发动机输出扭矩可以被传递至液力变矩器(未示出)以驱动自动传动系统150。进一步地，包括前进离合器154的一个或更多个离合器可以接合，以推进汽车。在一个示例中，液力变矩器可以被称为传动系统150的部件。进一步地，传动系统150可以包括多个齿轮离合器152，其根据需要接合以激活多个固定的传动齿轮比。特别地，通过调整多个齿轮离合器152的接合，传动装置可在较高档位/齿轮(即，具有较低齿轮比的齿轮)和较低档位/齿轮(即，具有较高齿轮比的齿轮)之间转换。正因如此，当传动装置在较高档位时，齿轮比差使得传动装置具有较低扭矩放大倍数，而当传动装置在较低档位时，齿轮比差使得传动装置具有较高扭矩放大倍数。车辆可以具有四个可用档位，其中传动档位四(传动第四档位)为最高可用档位，并且传动档位一(传动第一档位)为最低可用档位。在另一些实施例中，车辆可以具有多于或少于四个可用档位。如在此所详述，控制器可以改变传动档位(例如，使传动档位升档或降档)，以调整在传动装置和液力变矩器上运送至车辆轮156的扭矩的量(即，发动机轴输出扭矩)。
[0013]随着传动装置换档到较低档位，发动机转速(Ne或RPM)增加，从而增加发动机气流。在较高RPM下，由旋转发动机生成的进气歧管真空可增加。如以下进一步所讨论，在一些示例中，降档可以被用于增加发动机气流并且清除在增压空气冷却器(CAC)SO中累积的冷凝物。
[0014]燃烧室30可以从进气歧管44接收进气空气，并且可以经由排气歧管46将燃烧气体排放至排气通道48。经由各自的进气门和排气门(未示出)，进气歧管44和排气歧管46能够与燃烧室30选择性连通。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]所示燃料喷射器50直接联接到燃烧室30，用于在燃烧室30中与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接喷射燃料。以这种方式，燃料喷射器50提供被称为燃料的直接喷射进入燃烧室30 ;然而应该清楚，进气道喷射也是可能的。通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)，可将燃料输送到燃料喷射器50。
[0016]在被称为点火的过程中，被喷射的燃料由已知的诸如火花塞52的点火器件点燃，从而引起燃烧。火花点火正时可以被控制为使得火花在制造商的规定时间之前(提前)或之后(延迟)发生。例如，火花正时可以从最大破坏扭矩(MBT)正时延迟，以控制发动机爆震，或者火花正时在高湿度条件下可以被提前。具体地，可以提前MBT以考虑到慢的燃烧率。在一个示例中，火花可以在踩油门踏板期间延迟。在可替代的实施例中，可以使用压缩点火点燃所喷射的燃料。
[0017]进气歧管44可以从进气通道42接收进气空气。进气通道42包括具有节流板22的节气门21，以调节到进气歧管44的流量。在该特定的示例中，节流板22的位置(TP)可以由控制器12改变，以启用电子节气门控制(ETC)。以这种方式，节气门21可以经操作改变被提供给燃烧室30的进气空气。例如，控制器12可以调整节流板22以增大节气门21的开度。增大节气门21的开度可以增加被供给到进气歧管44的空气的量。在可替代的示例中，节气门21的开度可以减小或完全闭合，以切断到进气歧管44的气流。在一些实施例中，附加的节气门可以存在于进气通道42中，诸如在压缩机60上游的节气门(未示出)。
[0018]进一步地，在所公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可以经由诸如高压EGR通道140的EGR通道将期望的排气部分从排气通道48运送至进气通道42。经由诸如高压EGR阀142的EGR阀，控制器12可以改变被提供给进气通道42的EGR的量。在一些条件下，EGR系统可以被用于调节在燃烧室内的空气和燃料混合物的温度。图1示出高压EGR系统，其中EGR通过EGR通道140从涡轮增压器的涡轮的上游被运送至涡轮增压器的压缩机的下游。图1也示出低压EGR系统，其中EGR通过低压EGR通道157从涡轮增压器的涡轮的下游被运送至涡轮增压器的压缩机的上游。低压EGR阀155可以控制被提供给进气通道42的EGR的量。如在图1中所示，在一些实施例中，发动机可以包括高压EGR系统和低压EGR系统两者。在另一些实施例中，发动机可以包括低压EGR系统或闻压EGR系统中任意一者。如以下更详细地描述，当可操作时，特别是当压缩空气由增压空气冷却器冷却时，EGR系统可以诱导从压缩空气形成冷凝物。
[0019]发动机10可以进一步包括诸如涡轮增压器或机械增压器的压缩装置，其包括沿着进气通道42布置的至少一个压缩机60。对于涡轮增压器，经由例如轴或其他联接布置，压缩机60可以至少部分地