用于将水分从发动机部件移除的方法和系统与流程

文档序号:17748020发布日期:2019-05-24 20:46阅读:305来源:国知局
用于将水分从发动机部件移除的方法和系统与流程

本说明书总体涉及用于将水分从发动机进气歧管、排气歧管和气缸移除的方法和系统。



背景技术:
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技术实现要素:

在发动机进气中累积的冷凝液可在发动机燃烧的同时被摄入发动机中,从而引起失火。例如,来自湿润空气的水分可冷凝在发动机部件(诸如进气歧管和增压空气冷却器)上并且局部地形成水坑。累积在进气歧管中或耦接到进气歧管的增压空气冷却器(cac)中的冷凝液可与进气空气一起在发动机操作期间被吸入发动机气缸中,从而引起燃烧不稳定性。

各种方法被提供用于减少由于冷凝液的摄入而引起发动机失火的发生。在us20140100074中示出的一个示例性方法中,glugla等人公开了增加通过增压空气冷却器(cac)的气流以便将冷凝液从cac清除的方法。在发动机无燃烧状态期间,变速器系统降挡到更低挡位以通过cac增加发动机速度和气流以便清除储存到发动机气缸的冷凝液。通过在发动机无燃烧状态期间清除冷凝液,由水的摄入产生的失火事件可减少。

然而,本文的发明人已经意识到利用上述方法的潜在缺点。作为一个示例,所述方法可能不能解决在发动机操作之前累积在一个或多个发动机部件处的冷凝液。glugla的方法清除通常在升压发动机操作期间累积的cac冷凝液。发明人已经意识到冷凝液也可在发动机未运转时累积在发动机中。例如,在当发动机停机时的状态期间(诸如在车辆钥匙关断状态期间,或在使用来自系统电池的马达转矩进行混合动力车辆推进期间),来自环境空气的水分可冷凝并累积在发动机进气歧管和排气歧管中。所累积的水分的量可以是环境状态(诸如环境湿度和环境温度)的函数。特别地,如果截留在停机发动机内侧的空气的温度低于露点温度,那么水分可开始累积在发动机中。在一个示例中,如果车辆停车在具有升高的环境湿度的区域中,那么当进气空气温度低于露点温度时,湿润空气可通过进气节流阀和/或排气尾管进入进气歧管、发动机气缸和排气歧管,并且冷凝液可收集在其中。在钥匙接通时,当发动机起动并且燃料在发动机气缸中燃烧时,由于收集在发动机部件中的冷凝液,摇动事件的持续时间可能延长。此外,在排气歧管中的水分可增加排气氧传感器起作用所需的时间,从而致使发动机在开环控制下操作更长的持续时间并且排放质量受到不利影响。另外,溅射在进气和/或排气氧传感器上的水可导致由传感器产生不准确测量,这可不利地影响确定空燃比和所期望的发动机稀释的t水平。另外,可将来自进气歧管的水分以及进气空气一起吸入气缸中。然后将水分摄入气缸中,从而致使发动机失火并且降低燃烧稳定性。

本文的发明人已经意识到上文描述的问题可通过包括如下的发动机方法来解决:响应于高于阈值环境湿度,旋转未被供给燃料的发动机并且操作进气电动升压器来通过发动机的进气歧管和排气歧管传送压缩空气。以此方式,当环境湿度是高的,而发动机并不燃烧燃料时,电动升压器可操作来使压缩空气流动通过发动机部件并且移除任何累积的水分。

作为一个示例,当发动机诸如在车辆钥匙关断状态期间、在使用马达转矩进行车辆推进期间或在减速燃料关闭状态期间并不燃烧燃料时,环境状态可基于来自发动机系统传感器和/或来自可通信地耦接到车辆的外部网络的输入来监测。例如,环境湿度可被测量并且发动机进气歧管温度可相对于阈值温度(诸如露点温度)被监测。如果车辆处于具有高于阈值环境湿度的区域中,而进气空气温度低于阈值温度,那么水分饱和的空气可进入发动机部件并且在所述发动机部件中冷凝,从而降低发动机稳定性。发动机可以是升压发动机,所述升压发动机包括涡轮驱动的进气空气压缩机和电驱动的进气空气压缩机(在本文也称为电池操作的电动升压器),所述电驱动的进气空气压缩机选择性地被操作用于在增加的转矩需求期间提供另外的升压。如果冷凝液累积在车辆钥匙关断事件期间被确定,那么在预测即将到来的发动机点火事件中,发动机的进气节流阀可被完全地打开,并且发动机可通过马达而未被供给燃料进行旋转。另外,电动升压器可操作来使压缩空气流动通过包括进气歧管、发动机气缸和排气通道的发动机部件。压缩空气通过发动机增加的流动使累积的水分能够被清除。特别地,由于压缩,进气空气的温度增加,从而促进了累积水分的蒸发,并且从而使发动机部件干燥。任选地,排气再循环(egr)阀可打开,使得压缩空气可除通过发动机气缸之外通过egr通道从进气歧管传送至排气歧管,从而使发动机气缸和排气歧管干燥。类似地,在dfso事件或使用机器转矩进行车辆推进期间,电动升压器可适当地操作以用于使发动机部件干燥。电动升压器操作的速度和持续时间可基于确定量的水分收集来调整。一旦水分已经被充分地移除,发动机就可在提高的燃烧稳定性下起动并且减少失火发生率。

以此方式,通过选择性地操作电动升压器,当发动机不燃烧时累积在发动机部件中的水分可被有效地移除,从而减少在后续发动机操作期间发动机气缸中水摄入的可能性。因此,失火发生率可减小。通过使用用于使发动机进气歧管、排气歧管和发动机气缸干燥的现有电动升压器,移除了对用于冷凝液移除的另外的部件的需要。在车辆起动之前操作电动升压器以用于水分移除的技术效应在于更干燥的发动机可摇动更短的持续时间,从而提高发动机起动时间。通过在发动机起动之前将水分从排气歧管移除,加热氧传感器可被促进并且对发动机加燃料的闭环控制可被更早地启动,从而提高燃料经济和排放质量。总之,通过在发动机无燃烧状态期间适时地清除累积在进气歧管、排气歧管中和发动机气缸内的水,燃烧不稳定性和失火发生率可在发动机重新开始燃烧时降低。

应当理解,提供以上概述来引入在详述中进一步描述的概念选择的简单形式。这并不意味着识别要求保护的主题的关键或本质特征,所述要求保护的主题的范围由详述之后的权利要求书独特限定。此外,所要求保护的主题并不局限于解决以上或本公开中任何部分所记录的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出包括耦接到混合动力车辆的电动升压器的示例性发动机系统。

图2示出说明可被实现来在发动机无燃烧状态期间移除累积在发动机部件中的水分的示例性方法的流程图。

图3示出说明可被实现来在车辆钥匙接通之前移除累积在发动机部件中的水分的示例性方法的流程图。

图4示出根据本公开的用于从发动机部件进行水分移除的电动升压器的示例性操作。

具体实施方式

下列描述涉及用于将水分从发动机部件(诸如发动机进气歧管、排气歧管和气缸)移除的系统和方法。如参考耦接到混合动力车辆系统的示例性发动机系统所描述,如图1中所示,电动升压器可操作来移除累积在发动机部件中的水分。发动机控制器可被配置为执行控制例程(诸如图2的示例性例程)以在发动机无燃烧状态期间移除累积在发动机部件中的水分。控制器可选择性地操作电动升压器来在发动机诸如通过图3的控制例程起动之前将水分从发动机部件移除。能够移除累积的水的示例性电动升压器操作在图4中示出。

图1示出车辆系统102的示意图101,所述车辆系统102具有包括发动机10的示例性发动机系统100。在一个示例中,发动机系统100可以是柴油发动机系统。在另一个示例中,发动机系统100可以是汽油发动机系统。在描绘的实施例中,发动机10是耦接到涡轮增压器15的升压发动机,所述涡轮增压器15包括由涡轮116驱动的压缩机114。特别地,新鲜空气通过空气净化器112沿进气通道42引入发动机10中并且流动至压缩机114。压缩机可以是任何合适的进气空气压缩机,诸如马达驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统10中,压缩机是通过轴19机械地耦接到涡轮116的涡轮增压器压缩机,涡轮116通过使发动机排气口扩展来驱动。

如图1所示,压缩机114通过增压空气冷却器(cac)118耦接到节流阀20。节流阀20耦接到发动机进气歧管22。压缩的空气充气从压缩机流动通过增压空气冷却器118和节流阀20至进气歧管22。在图1中示出的实施例中,进气歧管22内的空气充气的压力由歧管空气压力(map)传感器124感测。进入进气通道42的环境空气的温度可通过进气空气温度(iat)传感器51估算。

一个或多个传感器可耦接到压缩机114的入口。例如,温度传感器55可耦接到入口以便估算压缩机入口温度,并且压力传感器56可耦接到入口以便估算压缩机入口压力。作为另一个示例,环境湿度传感器57可耦接到入口以便估算进入进气歧管的空气充气的湿度。其他传感器可例如包括空燃比传感器等。在其他示例中,压缩机入口状态(诸如湿度、温度、压力等)中的一个或多个可基于发动机操作状态被推断出。此外,当排气再循环(egr)被启用时,传感器可估算包括新鲜空气、重复循环的压缩空气和在压缩机入口处接收的残余废气的空气充气混合物的温度、压力、湿度和空燃比。

废气门致动器92可被致动打开以将至少一些排气压力通过废气门91从涡轮上游向外转储至涡轮下游的位置。通过减少涡轮上游的排气压力,涡轮速度可减少,这进而帮助减少压缩机喘振。

为了辅助涡轮增压器15,另外的进气空气压缩机(在本文也称为电动升压器155)可并入车辆推进系统中。电动升压器155可通过车载能量存储装置250供能,所述车载能量存储装置250可包括电池、电容器、超级电容器等。电动升压器可包括由电动马达驱动的压缩机。电动升压器的操作速度可包括调整电动马达的操作速度,电动马达通过车载能量存储装置250操作。

在一个示例中,电动升压器155可响应于对增加的车轮转矩的需求而被致动,以便当涡轮增压器涡轮加速时向发动机快速地提供期望的增压空气。因此,增加的转矩可在无需引发涡轮迟滞的情况下被满足,如果来自电动升压器的辅助不可用,那么可否则发生所述涡轮迟滞。在这种示例中,响应于涡轮增压器加速至阈值速度(例如,70,000rpm),电动升压器155可被停止致动或去激活。更特别地,电动升压器155的操作控制可基于从车辆控制器(例如,控制器12)接收的命令信号(例如,占空比或脉冲宽度信号)来实现。例如,控制器可向电动升压器致动器155b发送信号,所述电动升压器致动器155b可使电动升压器致动。在另一个示例中,控制器可向电动升压器致动器155b发送信号,所述电动升压器致动器155b可使电动升压器停止致动。在一个示例中,电动升压器致动器可包括驱动压缩空气的电动马达。

电动升压器155可定位在第一电动升压器导管159a与第二电动升压器导管159b之间。第一电动升压器导管159a可在电动升压器旁通阀161上游将进气通道42流体耦接到电动升压器155。第二电动升压器导管159b可在电动升压器旁通阀161下游将电动升压器155流体耦接到进气通道42。作为示例,空气可通过第一电动升压器导管159a在电动升压器旁通阀161上游被吸入电动升压器155中,并且压缩的空气可离开电动升压器155并且通过第二电动升压器导管在电动升压器旁通阀161下游传送至进气通道42。以此方式,压缩的空气可传送至发动机进气口22。

在电动升压器155被激活以比如果仅仅依赖于涡轮增压器15更快地提供升压的情况下,可理解电动升压器旁通阀161可在电动升压器155被激活时被命令关闭。以此方式,进气空气可流动通过涡轮增压器15并且通过电动升压器155。一旦涡轮增压器达到阈值速度,电动升压器155可断开,并且电动升压器旁通阀161可被命令打开。

电动升压器155也可响应于在发动机无燃烧状态期间冷凝液累积而适当地操作以移除累积在发动机进气歧管22、排气歧管36和燃烧室(发动机气缸)30中的冷凝液。当电动升压器155操作时,压缩空气可通过进气歧管、发动机气缸和排气歧管被传送以移除累积在这些发动机部件中的任何水分。可通过egr通道180和发动机气缸中的一个或多个将压缩的空气从进气歧管传送至排气歧管。电动升压器155的操作速度和操作持续时间可基于测量的环境湿度与阈值环境湿度之间的差、发动机温度和增压空气冷却器的冷凝液液位中的每一者。在车辆钥匙关断状态期间,电动升压器155也可操作来基于预测的即将到来的发动机起动来将水分从发动机部件移除。发动机起动可基于从车载数据库13检索的驾驶历史来预测。使用电动升压器155的水分移除方法的细节在图2和图3中作详细说明。

进气歧管22通过一系列进气阀(未示出)耦接到一系列燃烧室30。燃烧室通过一系列排气阀(未示出)进一步耦接到排气歧管36。在所描绘的实施例中,示出单一排气歧管36。然而,在其他实施例中,排气歧管可包括多个排气歧管区段。具有多个排气歧管区段的配置可能够将来自不同燃烧室的流出物引导至发动机系统中的不同位置。

在一个实施例中,排气阀和进气阀中的每一者可以电的方式致动或控制。在另一个实施例中,排气阀和进气阀中的每一者可凸轮致动或控制。无论是以电的方式致动还是凸轮致动,排气阀和进气阀打开和关闭的定时可根据需要针对期望的燃烧和排放控制性能进行调整。

燃烧室30可通过喷射器66被供应一种或多种燃料,诸如汽油、乙醇燃料共混物、柴油、生物柴油、压缩的天然气等。燃料可通过直接喷射、端口喷射、节流阀体喷射或其任何组合供应至燃烧室。在燃烧室中,燃烧可通过火花点火和/或压缩点火被启动。

如图1所示,可将来自一个或多个排气歧管区段的排气引导至涡轮116以驱动涡轮。来自涡轮和废气门的组合流然后流动通过排放控制装置170。在一个示例中,排放控制装置170可以是起燃催化剂。通常,排气后处理装置170被配置为催化地处理排气流,并且从而减少排气流中一种或多种物质的量。例如,排气后处理装置170可被配置为当排气流贫乏时截留来自排气流的nox,并且当排气流富余时减少截留的nox。在其他示例中,排气后处理装置170可被配置为借助于还原剂使nox不成比例或选择性地减少nox。在其他示例中,排气后处理装置170可被配置为氧化排气流中残余的烃和/或一氧化碳。具有任何这类功能性的不同排气后处理催化剂可在排气后处理阶段中单独地或一起布置在基面涂层或其他地方中。在一些实施例中,排气后处理阶段可包括被配置为截留和氧化排气流中的碳烟微粒的可再生滤碳烟器。

排气再循环(egr)递送通道180可在涡轮116上游耦接到排气通道104以在压缩机114下游向发动机进气歧管提供高压力egr(hp-egr)。egr阀152可在egr通道180和进气通道42的接合部处耦接到egr通道180。egr阀152可打开以准许控制量的排气进入压缩机出口以用于实现令人期望的燃烧和排放控制性能。egr阀152可被配置为连续地可变阀或开/关阀。在另外的实施例中,发动机系统可包括低压egr(lp-egr)流动路径,其中排气从涡轮116下游吸入并且在压缩机114上游重复循环至发动机进气歧管。

一个或多个传感器可耦接到egr通道180以用于提供关于egr的成分和状态的细节。例如,温度传感器可被提供用于确定egr的温度,压力传感器可被提供用于确定egr的压力,湿度传感器可被提供用于确定egr的湿度或水含量,并且空燃比传感器可被提供用于估算egr的空燃比。可替代地,egr状态可由耦接到压缩机入口的一个或多个温度传感器、压力传感器、湿度传感器和空燃比传感器推断出。

许多传感器(包括排气温度传感器128、排气氧传感器、排气流量传感器和排气压力传感器129)可耦接到主排气通道104。氧传感器可以是线性氧传感器或uego(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或ego、hego(加热的ego)、nox、hc或co传感器。

发动机系统100还可包括控制系统14。控制系统14被示出从多个传感器16(其各种示例在本文中被描述)接收信息并且向多个致动器18(其各种示例在本文中被描述)发送控制信号。作为一个示例,传感器16可包括位于涡轮116上游的排气传感器126、map传感器124、排气温度传感器128、排气压力传感器129、压缩机入口温度传感器55、压缩机入口压力传感器56、环境湿度传感器57、iat传感器51、发动机冷却液温度传感器和egr传感器。其他传感器(诸如另外的压力、温度、空/燃比和成分传感器)可耦接到发动机系统100的各种位置。此外,耦接到车辆系统的外部的传感器(诸如雨水传感器(挡风玻璃传感器)130)可用来估算环境湿度。

致动器18可例如包括电动升压器旁通阀161、节流阀20、电动升压器致动器155b、egr阀152、废气门92和燃料喷射器66。控制系统14可包括控制器12。控制器12可基于编程在其中的对应于一个或多个例程的指令或代码从各种传感器接收输入数据,处理输入数据并且响应于处理的输入数据触发各种致动器。在一个示例中,响应于在车辆钥匙关断状态期间如基于来自环境湿度传感器57的输入确定的高于阈值环境湿度状态和如基于来自iat传感器51的输入确定的低于阈值环境温度,在预测车辆钥匙接通事件时,控制器12可将信号发送至电动升压器旁通阀161中的每一者以将阀致动至关闭位置并且发送至增压器致动器155b以致动电动升压器155以便通过进气歧管使压缩空气流动来将累积的冷凝液从进气歧管移除。

控制器12可耦接到无线通信装置156以用于使车辆102与网络云160直接通信。通过装置156使用无线通信150,车辆102可从网络云160检索关于电流和/或即将到来的环境状态(诸如环境湿度、温度、压力等)的数据。在完成驾驶循环时,控制器12内的数据库13可利用包括驾驶员行为数据、发动机操作状态、日期和时间信息和交通信息的传送信息更新。另外,在一些示例中,控制器可与从具有远程起动按钮的密钥卡接收无线信号的远程发动机起动接收器(或收发器)通信,远程起动按钮由来自远离车辆位置的位置的车辆操作者致动。在其他示例(未示出)中,远程发动机起动可通过蜂窝电话或基于智能电话的系统来启动,其中用户的蜂窝电话将数据发送给服务器并且服务器与车辆通信以起动发动机。

在一些示例中,车辆102可以是具有对一个或多个车轮155可用的多个转矩源的混合动力车辆。在其他示例中,车辆102是仅具有发动机的常规车辆或仅具有电机的电动车辆。在示出的示例中,车辆102包括发动机10和电机52。电机52可以是马达或马达/发电机。当一个或多个离合器156被接合时,发动机10的曲轴和电机52通过变速器46连接到车轮155。在描绘的示例中,第一离合器156设置在曲轴与电机52之间,并且第二离合器156设置在电机52与变速器46之间。控制器12可将信号发送至每个离合器156的致动器以接合离合器或使离合器脱离接合,以便连接曲轴或使曲轴从电机52和连接到其的部件断开连接,和/或连接电机52或使电机52与变速器46和连接到其的部件断开连接。变速器46可以是变速箱、行星齿轮系统或其他类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置,所述各种方式包括并联混合动力车辆、串联混合动力车辆或串并联混合动力车辆。

电机52从牵引电池58接收电力以向车轮55提供转矩。电机52也可作为发电机操作以例如在制动操作期间提供电力以便给牵引电池58充电。

以此方式,图1的部件使用于混合动力车辆的系统能够包括:车辆;电机,所述电机耦接到电池以用于推进车辆;发动机,所述发动机包括一个或多个气缸、进气歧管和排气歧管;进气通道,所述进气通道包括压缩机、位于压缩机下游的增压空气冷却器(cac)和位于cac下游的进气节流阀;导管,所述导管在压缩机下游和cac上游耦接到进气通道,导管包括马达驱动的电动升压器;电动升压器旁通阀,所述电动升压器旁通阀耦接在进气通道和导管的接合部处;加速踏板,所述加速踏板用于接收操作者转矩需求;一个或多个传感器,所述一个或多个传感器包括环境湿度传感器和耦接到进气歧管的进气空气温度传感器和耦接到车辆挡风玻璃刮水器的雨水传感器中的每一者;排气再循环(egr)通道,所述排气再循环(egr)通道在压缩机下游将排气歧管耦接到进气歧管,所述egr通道包括egr阀。所述系统还包括控制器,所述控制器具有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令,所述指令用于:在其中发动机被供给燃料旋转并且电动升压器的输出基于转矩需求而被调整的第一模式下操作发动机;以及在其中发动机未被供给燃料旋转并且电动升压器的所述输出至少基于环境湿度而被调整的第二模式下操作所述发动机。

图2示出可被实现来在发动机无燃烧状态期间移除累积在发动机部件中的水分的示例性方法200。用于执行方法200和包括在本文中的方法的剩余部分的指令可基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如上文参考图1描述的传感器)接收的信号由控制器执行。控制器可根据下文描述的方法采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。

在202处,例程包括确定车辆是否在操作中(正在被推进)。车辆可被确定来在车辆处于钥匙接通状态中时是可操作的。在一个示例中,可确定车辆是否使用发动机转矩和/或马达转矩被推进。在另一个示例中,可确定车辆在减速燃料关闭状态中是空转停止还是正在操作。这样,在车辆操作期间,发动机可以或可以不燃烧燃料和空气。

如果确定在206处车辆正在操作,那么例程包括确定发动机是否处于无燃烧状态中。发动机无燃烧状态可包括发动机空转停止状态、减速燃料关闭(dfso)状态和发动机停机事件。例如,当满足一个或多个空转停止状态时,发动机燃烧可被中止。作为示例,发动机空转停止状态可包括发动机空转长于阈值持续时间(诸如在交通中断处)、大于耦接至电机的电池的阈值充电状态(soc)(诸如至少超过30%充电),空调器不会发出针对重新起动发动机的请求(正如如果期望进行空气调节,则可被请求)。而且,如果车速低于阈值(例如,3mph),那么即使车辆不是处于静止,发动机空转停止也可被请求。另外,在发动机空转停止之前,耦接到发动机的排气歧管的排放控制装置可被分析来确定没有做出针对发动机重新起动的请求。

作为另一个示例,在dfso状态期间,向发动机气缸的燃料喷射可被中止,而气缸阀继续操作并且通过气缸泵送空气并且发动机继续旋转。在一个示例中,dfso状态可对加速踏板松开(也就是,其中操作者已经释放加速踏板并且请求转矩降低)(诸如当车辆可滑行时)作出响应。

作为另一个示例,当车辆仅使用来自混合动力电动车辆(hev)的电机(诸如图1中的电机52)的马达转矩推进时,发动机可进行无燃烧并且保持停机。车辆可在低于阈值发动机负载状态和高于电机电池的阈值soc期间通过马达转矩推进。阈值发动机负载可基于车辆操作状态来校准,所述车辆操作状态包括车速和电池soc。阈值soc可对应于期望推进车辆的最小马达电力。

如果确定发动机在发动机气缸中正在燃烧燃料,那么在208处,当前发动机操作可被维持并且电动升压器(诸如图1中的电动升压器155)可根据需要被操作来在增加的转矩需求期间提供升压辅助。电动升压器可并行于进气通道耦接到导管,所述导管在进气压缩机下游和增压空气冷却器上游耦接到进气通道。在当通过操作涡轮增压器(诸如图1中的进气压缩机114和排气涡轮116)提供的升压压力低于期望的升压压力时的状态期间,电动升压器可使用来自车载能量存储装置(诸如图1中的能量存储装置250)的能量来操作以提供期望的增压。电动升压器的操作速度和操作持续时间可基于涡轮增压器速度和如通过踏板位置传感器估算的转矩需求来调整。在一个示例中,电动升压器的操作速度和操作持续时间可随转矩需求的增加和涡轮增压器速度的降低而增加。在另一个示例中,电动升压器的操作速度和操作持续时间可随转矩需求的降低和涡轮增压器速度的增加而降低。

如果确定发动机处于无燃烧状态中,那么在210处,当前车辆和发动机操作状态可被估算和/或测量。这些可例如包括操作者转矩需求、车速、发动机温度、排气温度、歧管压力、歧管空气流动、电池充电状态等。此外,环境状态(诸如环境湿度、温度和大气压力)可被估算。在一个示例中,环境湿度可通过进气湿度传感器(诸如图1中的湿度传感器57)和挡风玻璃湿度传感器(诸如图1中的雨水传感器130)中的一个或多个来测量。在当前车辆位置处的环境湿度状态可从如从通过无线通信(诸如图2中的无线通信150)可通信地耦接到车辆的外部网络(诸如图1中的网络云160)检索的气候数据获得。

在212处,例程包括确定环境湿度是否高于阈值湿度。控制器可基于估算的露点温度来校正阈值环境湿度。估算的露点温度可基于测量的环境湿度和发动机进气歧管温度。控制器可基于计算使用查找表来确定露点温度,其中输入是环境湿度和发动机进气歧管温度中的每一者,并且输出是露点温度。控制器可基于来自进气空气温度传感器(诸如图1中的进气温度传感器51)和耦接到发动机冷却液系统的发动机冷却液温度传感器的输入来确定发动机进气歧管温度。在一个示例中,阈值是非零阈值,其中阈值湿度对应于湿度水平,高于所述湿度水平,来自空气的水分可冷凝并且累积在发动机中、发动机部件上。在另一个示例中,阈值相对湿度水平是50%。

如果确定当前环境湿度低于阈值湿度,那么可推断出在低于阈值环境湿度处,冷凝不可能在发动机部件中形成。因此,在215处,当前车辆操作可在标称设置处被维持而无需操作电动升压器来将冷凝液从发动机部件移除。

如果确定发动机正在无燃烧,那么可推断出发动机温度可下降成低于露点温度(当来自燃烧的热量丢失到大气中时)并且通过至少部分地打开的进气节流阀进入进气歧管的空气中的水分可在发动机进气歧管处局部地冷凝。而且,在低于如基于来自进气空气温度(诸如图1中的iat传感器51)的输入估算的阈值环境空气温度期间,进入进气歧管的空气中的水分可在发动机进气歧管处冷凝。湿润空气可在发动机停机时截留在发动机进气歧管和发动机气缸内侧。截留的空气的量可以是节流阀开口和气缸阀位置的函数。当发动机冷却时,来自截留空气的水可在发动机部件上冷凝。另外,由于进气通道和/或节流阀的劣化,在进气歧管的一部分中可存在开口(诸如漏缝),所述开口允许在进气歧管与大气之间流体连通。湿润空气可通过这种开口进入发动机系统,即使当发动机不正在燃烧并且水坑可在进气歧管中形成时。如果一个或多个发动机阀也在此时打开(诸如由于发动机停止位置在发动机停机期间是气缸的进气阀或排气阀打开的位置),湿润空气可进入发动机气缸。发动机气缸壁的温度也可在发动机无燃烧状态期间由于在发动机操作期间生成的热量丢失到大气中而降低,从而允许水分凝结到发动机气缸内侧。

在214处,控制器可将信号发送至耦接到进气节流阀的致动器以将节流阀打开至大开口位置以便允许环境空气进入发动机进气歧管,所述环境空气然后可被加压并且通过发动机进气歧管、发动机气缸和发动机排气歧管传送以移除任何累积的水分。控制器还可将信号发送至耦接到电动升压器旁通阀的致动器以将电动升压器旁通阀致动至完全关闭位置。通过关闭电动升压器旁通阀,通过节流阀进入进气通道的空气的整个体积可通过并行于进气通道耦接在第一电动升压器导管(诸如图1中的第一导管159a)与第二电动升压器导管(诸如图1中的第二导管159b)之间的电动升压器流动。

在216处,电动升压器可操作来通过进气歧管使加压的空气流动以移除水分。控制器可将信号发送至电动升压器致动器(诸如图1中的致动器155b)以使用来自耦接到电动升压器的能量存储装置的能量致动电动升压器。当通过大开口节流阀进入进气歧管的环境空气流动通过电动升压器时,空气被加压(压缩)。由于空气的加压,空气的温度可增加。当处于升高的温度下的压缩的空气流动通过进气歧管时,冷凝在进气歧管中的水分可蒸发。此外,冷凝液可与流动的空气一起从进气歧管被携带出去。然后水蒸气可在加压的空气流下从进气歧管移除。加压的空气还可移除累积在增压空气冷却器(cac)中的任何冷凝液,所述增压空气冷却器(cac)在电动升压器下游耦接到进气歧管。以此方式,冷凝在进气歧管中的水分可被移除,从而使进气歧管在后续的发动机燃烧事件之前干燥并且在燃烧期间减少水摄入的可能性。

操作电动升压器可包括在217处基于环境湿度、cac冷凝液浓度和发动机温度来调整电动升压器操作的速度和持续时间。cac冷凝液浓度可基于在发动机停机之前进气压缩机和cac的操作持续时间和操作速度、环境湿度和发动机操作状态中的一者或多者来估算,所述发动机操作状态包括在紧接发动机停机之前的发动机温度。待从发动机部件被移除的水分的量可与环境湿度和cac冷凝液浓度成正比例,并且待从发动机部件移除的水分的量可与发动机温度成反比例。在环境湿度增加成高于阈值湿度的情况下,环境空气的水分含量增加,从而对应地导致发动机部件内冷凝液形成增加。在发动机操作期间,由进气压缩机压缩的空气可在其通过cac流动时被冷却。当空气冷却时,来自压缩空气的水分可冷凝并且使cac的过滤饱和。冷凝液可从cac被定期地和/或适当地移除以减少水摄入到发动机气缸中的可能性。发动机温度可在紧接发动机停机之后保留升高(诸如高于露点温度)并且升高的温度可减少冷凝液形成的可能性。

电动升压器的操作包括电操作的压缩机的转动速度和电动升压器的操作持续时间。当压缩机的转动速度增加时,大量的空气可通过进气歧管被压缩和传送,从而有利于将更大量的水分从进气歧管移除。当压缩机的操作持续时间增加时,可延长将水分从发动机部件移除的过程,从而使发动机部件干燥至更大程度。控制器可基于环境湿度与阈值湿度之间的差、cac冷凝液浓度和发动机温度中的每一者来确定驱动电动升压器的马达的操作速度和马达的操作持续时间。在一个示例中,马达的操作速度和/或马达的操作持续时间可随环境湿度与阈值湿度之间的差和cac冷凝液浓度中的一者或多者的增加以及发动机温度的降低而增加。在另一个示例中,马达的操作速度和/或马达的操作持续时间可随环境湿度与阈值湿度之间的差和cac冷凝液浓度中的一者或多者的降低以及发动机温度的增加而降低。控制器可基于计算使用查找表来确定马达的操作速度和马达的操作持续时间中的每一者,其中输入是环境湿度与阈值湿度之间的差、cac冷凝液浓度和发动机温度中的每一者,并且输出是马达的操作速度和操作持续时间。控制器还可基于逻辑规则来作出逻辑确定(例如,关于马达的操作速度和/或操作持续时间),所述逻辑规则是环境湿度与阈值湿度之间的差、cac冷凝液浓度和发动机温度中的每一者的函数。控制器然后可生成被发送至电动升压器致动器的控制信号。增加包括向电动升压器的致动器以命令的方式发送具有更高占空比或脉冲宽度的信号。在218处,例程包括通过电机(诸如图1中的电机52)使用电极转矩来旋转未被供给燃料的发动机。控制器可将信号发送至电动马达的致动器以在空转速度下(诸如在400rpm处或大约400rpm下)开始使发动机旋转。由于在燃烧室中由旋转发动机产生的低压,可通过发动机气缸将加压的空气从进气歧管传送至排气通道。空气可通过相应的进气阀进入每个发动机气缸并且通过相应的排气阀离开气缸。当具有升高温度的加压空气流动通过发动机气缸时,截留在发动机气缸内的任何水分可与空气流一起被蒸发和移除,从而使气缸干燥。另外,使发动机旋转可导致可被转换成热能的能量产生摩擦损耗。热能可进一步有利于将水分从发动机气缸移除。在流动通过发动机气缸之后,可通过排气通道和排气尾管将加压的空气传送至大气。由于湿润空气通过排气尾管进入排气通道,水分可累积在排气通道中并且进入排气后处理装置。在后续发动机起动时,由于累积在排气后处理装置中的水分,对于排气后处理装置而言可能花费更长的时间来达到起燃温度,从而不利地影响排放质量。当流动通过排气通道时,累积在排气通道中的水分还可与空气流一起被移除至大气,从而使排气通道和排气后处理装置干燥。

在诸如低于给用于使发动机旋转的电机供电的电池的阈值充电状态的状态期间,发动机可不会旋转并且替代性传送可用来使加压空气从进气歧管流动至排气通道。在一个示例中,在219处,耦接到排气再循环(egr)通道(诸如图1中的egr通道180)(其将排气歧管耦接到进气歧管)的egr阀(诸如图1中的egr阀152)可被打开来通过egr通道将加压的空气从进气歧管传送至排气通道。当egr通道在电动升压器和cac下游耦接到进气歧管时,离开电动升压器的加压空气可通过egr通道流动至排气通道。当处于升高温度下的加压的空气流动通过排气通道和容纳在排气通道中的排气后处理装置时,累积在排气通道中的水分还可与空气流一起被移除至大气,从而使排气通道和排气后处理装置干燥。以此方式,响应于在发动机无燃烧状态期间高于阈值环境湿度,egr阀可被打开并且进气电动升压器可操作来在不使发动机(被供给燃料或未被供给燃料)旋转的情况下,通过egr通道使压缩空气传送通过发动机的进气歧管和排气歧管。

在一个示例中,发动机可未被供给燃料而旋转,同时将egr阀维持在打开位置中以将加压的空气通过发动机气缸和egr通道中的每一者从进气歧管传送至排气歧管。

在220处,电动升压器可被继续操作直到已经将充分量的水分从进气歧管移除。作为示例,控制器可基于环境湿度和电动升压器的操作持续时间来确定是否已经移除充分量的水分。可推断出如果电动升压器已经操作特定持续时间和/或如果环境湿度已经降低至低于阈值湿度,使得来自环境的另外的水分冷凝液可被减少,那么充分量的水分已经被移除。电动升压器操作的特定持续时间在步骤217中基于环境湿度与阈值湿度之间的差、cac冷凝液浓度和发动机温度中的每一者来确定。控制器还可基于发动机温度来确定是否已经将充分的水分从发动机系统移除。这样,如果重新开始燃烧,那么发动机温度可增加至高于阈值温度并且在高于阈值发动机温度处,累积在进气歧管中的水分可蒸发,从而使进气歧管干燥。阈值发动机温度可基于露点温度和水的沸点来校准。在另一个示例中,操作电动升压器用于水分移除可在发动机起动处中止,并且在发动机操作期间,电动升压器可适当地用于提供期望的升压压力。

返回步骤202,如果确定车辆不操作,那么可推断出车辆处于静止并且使用发动机转矩和/或马达转矩不会被推进。当车辆处于静止时,车辆可停留在发动机关闭状态下。发动机温度可下降成低于露点温度,并且包含在环境空气中的水分可冷凝在冷却器发动机部件上。在后续的发动机操作时,由于累积在发动机部件中的水分,对于发动机而言可花费延长的持续时间进行摇动,从而增加了电池电力的损耗,并且也不利地影响了驾驶体验。另外,在进气歧管和气缸内累积的水分可在发动机操作时被摄入,并且可引起发动机失火。而且,累积在排气歧管中的水分可在后续发动机起动期间不利地影响排放质量。

因此,在204处,在下一次钥匙接通时,在预测发动机起动时,可将控制器从睡眠模式(激活)唤醒以估算环境湿度并且将水分从发动机进气歧管和排气歧管选择性地移除。选择性移除水分包括响应于环境湿度高于阈值湿度,将水分从发动机部件移除。水分移除方法的细节在图3中阐述。如果确定环境湿度低于阈值湿度,那么可推断出在发动机部件中尚不存在显著的冷凝液累积,并且可能不期望在紧接后续发动机起动之前移除水分。

以此方式,发动机中的电动升压器可响应于在操作压缩机时转矩需求高于阈值而在第一模式下操作,并且发动机中的电动升压器可响应于环境湿度高于阈值湿度而在第二模式下操作。电动升压器操作可响应于燃料悬浮液喷射至一个或多个发动机气缸、发动机温度降低至低于阈值温度和环境湿度增加至高于阈值湿度中的每一者而从第一模式转换到第二模式,其中阈值湿度和阈值温度中的每一者基于估算的露点温度而被校准。此外,对于配备有电热塞的发动机(诸如柴油发动机)而言,在发动机无燃烧状态期间,响应于高于阈值湿度状态,电热塞可被激活来加热发动机进气歧管。通过加热发动机进气歧管,使累积的冷凝液蒸发可被促进并且另外的冷凝液形成可被减少。

图3示出用于在车辆钥匙接通之前,在高于阈值环境湿度状态期间,移除累积在静止车辆的发动机部件中的水分的示例性方法300。方法300可以是方法200的一部分并且可例如在方法200的步骤210中执行。

在302处,例程包括确定是否已经请求车辆远程起动。远程起动可响应于从在车辆外部的源接收的车辆钥匙接通信号而得以确认。在一个示例中,操作者可远程地请求发动机起动,使得车辆车厢加热可启动并且车厢在操作者进入车厢并且开始驾驶车辆之前达到期望的温度。在另一个示例中,诸如在车辆具有至少一些自主功能的情况下,响应于针对远程车辆起动的请求,电机可操作来获得期望的车厢温度并且然后车辆可使用机器转矩和/或发动机转矩来推进。在另外的示例中,自主车辆的操作者可使用无线通信从远程位置启动车辆操作(推进)。车辆可通过无线通信可通信地耦接到用于远程发动机起动的外部源(诸如密钥卡、蜂窝电话或智能电话)。基于从远程源接收的信号,控制器可在请求的时间处调度发动机起动。发动机起动时间可基于远程起动请求来确定。例如,由于远程起动请求被接收,发动机可在持续时间之后起动,所述持续时间基于车厢加热请求以及从操作者(或基于操作者设置预定义的)任何其他辅助请求(例如,娱乐系统操作、导航系统操作)。

如果确定远程车辆起动尚未被请求,那么在312处,车辆的驾驶历史可从数据库(诸如图1中的数据库13)检索。控制器还可使用无线通信从网络云(诸如图1中的网络云160)检索车辆的日期、时间和位置信息(诸如全球定位系统坐标)。在一个示例中,如果车辆基于驾驶历史停留在第一位置(诸如操作者房子中的车库)处,那么可已知车辆在每周的每个工作日在特定时间处(例如,在上午8点处)从第一位置向第二位置(例如,向操作者办公室的停车库)操作,并且车辆可在不同的时间处操作并且在周末期间向不同的第三位置操作。如果车辆基于检索驾驶历史停留在第一位置,那么车辆的位置、日期和时间信息在实际的发动机起动之前,控制器可在某个时刻预测即将到来的车辆钥匙接通事件和发动机起动事件。

在314处,例程包括确定车辆起动是否被预测在阈值时间量内。阈值时间可基于移除累积在发动机部件中的水分所需的估算的持续时间来确定。作为示例,随着累积在发动机部件中的水分的量的增加,移除累积的水分所需的时间可增加。控制器可基于环境湿度、cac冷凝液浓度和发动机温度中的每一者确定移除水分所需的时间并且因此确定阈值时间。控制器可基于计算使用查找表来确定阈值时间,其中输入是环境湿度、cac冷凝液浓度和发动机温度中的每一者,并且输出是阈值时间。例如,如果移除水分所需的持续时间是3分钟,那么阈值时间可设置成4分钟,使得大量的水分可在实际的发动机起动之前被移除。

如果确定车辆起动被预测不在阈值时间内,那么将水分从发动机部件移除可被延迟,并且在316处,电动升压器可被维持在去激活状态。

如果确定车辆起动被预测在阈值时间内,那么在304处,在实际的发动机起动之前,控制器可将信号发送至耦接到进气节流阀的致动器以将节流阀打开至大开口位置以便允许环境空气进入发动机进气歧管,所述环境空气可被加压并且通过发动机进气歧管、发动机气缸和发动机排气歧管传送以移除任何累积的水分。控制器还可将信号发送至耦接到电动升压器旁通阀的致动器以将电动升压器旁通阀致动至完全关闭位置。通过关闭电动升压器旁通阀,通过节流阀进入进气通道的整个体积的空气可通过电动升压器流动到cac。而且,如果在步骤302处确定车辆远程起动已经被请求,那么例程可直接前进至步骤304。

在306处,电动升压器可操作来通过进气歧管使加压的空气流动以移除水分。控制器可将信号发送至电动升压器致动器(诸如图1中的致动器155b)以使用来自耦接到电动升压器的能量存储装置的能量致动电动升压器。当通过大开口节流阀进入进气歧管的环境空气流动通过电动升压器时,空气被加压(压缩)并且空气的温度可增加。当处于升高的温度下的压缩的空气流动通过进气歧管时,冷凝在进气歧管中的水分可蒸发。然后水蒸气可随加压的空气流从进气歧管移除。加压的空气还可移除累积在增压空气冷却器(cac)中的任何冷凝液,所述增压空气冷却器(cac)在电动升压器下游耦接到进气歧管。以此方式,冷凝在进气歧管中的水分可被移除,从而使进气歧管在即将到来的发动机操作之前干燥,从而在燃烧期间减少摄入水的可能性。

操作电动升压器可包括:在307处,基于环境湿度、cac冷凝液浓度和发动机温度来调整电动升压器的操作。待从发动机部件移除的水分的量可与环境湿度和cac冷凝液浓度成正比例,并且待从发动机部件移除的水分的量可与发动机温度成反比例。

电动升压器的操作包括电动升压器的转动速度和电动升压器的操作持续时间。控制器可基于环境湿度与阈值湿度之间的差、cac冷凝液浓度和环境温度中的每一者来确定驱动电动升压器的马达的操作速度和马达的操作持续时间。在一个示例中,马达的操作速度和/或马达的操作持续时间可随环境湿度与阈值湿度之间的差和cac冷凝液浓度中的一者或多者的增加以及环境温度的降低而增加。控制器可基于计算使用查找表来确定马达的操作速度和马达的操作持续时间,其中输入是环境湿度与阈值湿度之间的差、cac冷凝液浓度和环境温度中的每一者,并且输出是马达的操作速度和操作持续时间。控制器也可基于逻辑规则作出逻辑确定(例如,关于马达的操作速度和/或操作持续时间),所述逻辑规则是环境湿度与阈值湿度之间的差、cac冷凝液浓度和环境温度中的每一者的函数。控制器然后可生成被发送至电动升压器致动器的控制信号。

在308处,例程包括通过电机(诸如图1中的电机52)使用马达转矩来旋转未被供给燃料的发动机。控制器可将信号发送至电动马达的致动器以在空转速度下(诸如在400rpm下或大约400rpm下)开始使发动机旋转。由于由旋转发动机产生的低压,可通过发动机气缸将加压的空气从进气歧管传送至排气通道。空气可通过相应的进气阀进入发动机气缸并且通过相应的排气阀离开气缸。当具有升高的温度的加压的空气流动通过发动机气缸时,截留在发动机气缸内的任何水分可与空气流一起被蒸发和移除,从而使气缸干燥。在流动通过发动机气缸之后,可通过排气通道和排气尾管将加压的空气传送至大气。当流动通过排气通道时,累积在排气通道中的水分还可与空气流一起被移除至大气,从而使排气通道和排气后处理装置干燥。在一个示例中,耦接到排气再循环(egr)通道(诸如图1中的egr通道180)的egr阀(诸如图1中的egr阀152)可被打开来通过egr通道将加压的空气从进气歧管传送至排气通道。

在310处,电动升压器可被继续操作直到已经将充分量的水分从进气歧管移除。作为示例,控制器可基于环境湿度和电动升压器的操作持续时间来确定是否已经移除充分量的水分。可推断出如果电动升压器已经操作特定持续时间和/或如果环境湿度已经降低至低于阈值湿度,使得来自环境的另外的水分冷凝液可被减少,那么充分量的水分已经被移除。电动升压器操作的特定持续时间在步骤307中基于环境湿度、cac冷凝液浓度和发动机温度中的每一者来确定。在一个示例中,操作电动升压器用于水分移除可继续直到后续发动机起动并且跟随发动机起动,电动升压器可用于根据需要提供期望的升压压力。

在一个示例中,在当更高量的冷凝液存在于发动机部件中时的状态期间(诸如在更高的环境湿度状态、阵雨期间),充分量的水分可在发动机起动之前被移除。可在发动机起动之前未被移除的剩余量的水分可通过在紧接着的后续发动机无燃烧状态(诸如减速燃料关闭(dfso)状态)期间操作电动升压器来移除。

方法300可在高于阈值湿度状态期间而不管在发动机部件中的实际的水分累积如何而被执行。移除水分可先发性地执行,以移除可在车辆关闭状态期间已经累积在发动机部件中的任何水分。而且,先发性移除水分可被执行来移除可在发动机在燃料开始燃烧之前将被摇动的时间期间在发动机部件中形成的任何冷凝液。以此方式,车辆可在环境湿度高于阈值的情况下操作;并且响应于当发动机不燃烧时湿度高于非零阈值,发动机可未被供给燃料而转动(旋转),并且进气电动升压器可操作来通过发动机的进气歧管和排气歧管传送压缩的空气,从而在燃料重新开始燃烧之前将冷凝液从发动机部件移除。

图4示出示例性时间线400,其示出操作电动升压器(电动升压器)来移除累积在发动机部件中的水。水平线(x轴)表示时间并且垂直标记t1–t7识别在用于操作电动升压器的例程中的显著时间。

第一曲线,即,线402示出车速随时间的变化。第二曲线,即,线404示出发动机是否被供给燃料或未被供给燃料而操作。发动机可被供给燃料而转动,其中燃料通过燃料注射器被供应给发动机气缸。发动机也可诸如在减速上或通过耦接到混合动力电动车辆(hev)的电机而被供给燃料转动。第三曲线,即,线406示出加速器踏板的位置,其表示驾驶员转矩需求。第四曲线,即,线408示出操作耦接到hev的电机。机器可操作来提供马达转矩以推进hev。第五曲线,即,线410示出如基于来自耦接到发动机进气歧管的环境湿度传感器的输入所估算的环境湿度。虚线411示出阈值湿度,高于所述阈值湿度,来自空气的水可冷凝在包括进气歧管的发动机部件上。第六曲线,即,线412示出电动升压器(诸如图1中的电动升压器155)的操作速度,所述电动升压器平行于进气歧管在进气压缩机下游和增压空气冷却器(cac)上游耦接到导管。第七曲线,即,线414示出进气节流阀的开口。第八曲线,即,线416示出耦接到排气再循环(egr)通道的egr阀的开口,egr通道的一个端部在电动升压器和cac中的每一者下游耦接到进气通道,并且egr通道的另一端部在排气涡轮上游耦接到排气通道。

在时间t1之前,车辆被钥匙关断并且处于静止,并且不会由发动机转矩或机器转矩推进。在紧接发动机停机之前已经存在于发动机部件内侧的空气中的水分可冷凝并且累积在包括进气歧管、排气歧管和发动机气缸的发动机部件内。由于车辆停留在具有高于阈值411环境湿度的区域中,湿润空气可通过排气尾管进入发动机排气歧管并且冷凝在包括排气歧管的发动机部件上。进气节流阀和egr阀维持在基本上关闭的位置中。

在时间t1处,控制器接收远程起动请求。特别地,控制器从在车辆外部的源接收信号,从而在时间t2处请求车辆起动。响应于在时间t1处调度车辆钥匙接通事件,控制器向耦接到电动升压器的致动器发送信号以操作电动升压器并且使加压的空气流动通过进气歧管。控制器也可将进气节流阀致动至大开口位置以允许空气流动通过电动升压器并且进入进气歧管中。在电动升压器处,被吸入的环境空气被加压并且增压空气温度增加。在升高温度下的加压空气流动通过包括cac的进气歧管,从而使来自进气歧管和cac的累积的水分蒸发。控制器还在t1处将信号发送至电机以使未被供给燃料的发动机转动。当发动机转动时,压缩的空气以及来自进气歧管的累积的水分通过发动机气缸被传送至排气歧管。累积在气缸中的水分也可通过压缩的空气流动通过发动机而被移除。压缩的空气然后流动通过排气歧管,从而蒸发和移除累积在排气通道中的任何水分。以此方式,在时间t1与t2之间,在实际的车辆钥匙接通之前,电动升压器被操作来使加压的空气流动通过进气歧管、发动机气缸和排气歧管,从而通过排气尾管将累积的水分从发动机部件移动至大气。通过在发动机起动事件之前移除累积的水分,发动机摆动的持续时间可被减少并且水摄入和发生失火的可能性也可被减少。

在时间t2处,车辆被起动并且发动机未被供给燃料而操作,以使用发动机转矩推进车辆。控制器将信号发送至耦接到发动机气缸的燃料注射器,以启动向气缸供燃料,并且空气和燃料的燃烧开始。控制器基于加速踏板位置,并且在时间t2与t3之间基于转矩需求来推断转矩需求,控制器调整(在本文减少)电动升压器的操作速度以提供期望的升压压力。而且,控制线将信号发送至耦接到进气节流阀的致动器以将进气节流阀的开口调整成与转矩需求成比例。在发动机燃烧状态期间,在时间t2与t3之间,由于从发动机操作产生的热量,即使环境湿度高于阈值411,水分也不会冷凝在发动机部件内。而且,当发动机被供给燃料时,在时间t2处,控制器中止电机的操作,因为马达功率不再被需要来使未被供给燃料的发动机转动。

在时间t3处,响应于松加速器踏板状态,转矩需求的降低被推断出。由于降低的转矩需求,控制器将信号发送至燃料注射器以不能向发动机气缸供燃料。在时间t3与t4之间,车辆在减速燃料关闭(dfso)状态下操作。由于中止燃烧,热量不再在发动机处生成,并且发动机温度可减少至低于露点温度。

响应于发动机在普遍的高于阈值湿度状态期间在延长的dfso状态下操作,在时间t4处,推断出来自存在于发动机进气歧管内侧的空气的水可冷凝并且累积在发动机部件内。

因此,在时间t4处,进气节流阀开口增加至大开口位置并且电动升压器速度增加。由电动升压器压缩的空气通过进气歧管传送以移除任何累积的水分。在时间t4处,egr阀被完全地打开以允许压缩的空气通过egr通道从进气歧管流动至排气歧管。在时间t3与t4之间,压缩的空气流动通过进气歧管、egr通道、排气歧管中的每一者,从而将水分从这些部件中的每一者移除。

在时间t5处,当车辆进入诸如由于阵雨而具有甚至更高湿度的区域时,推断出在普遍的dfso(发动机非燃烧)状态期间在发动机部件中冷凝液形成可增加。因此,在时间t5处,电动升压器的操作速度被增加来增加流动通过发动机部件的加压的空气的量。在时间t5与t6之间,当气流流动通过进气歧管、egr通道和排气歧管时,由于电动升压器速度的增加,压缩的空气的温度增加,从而进一步有利于蒸发和累积的冷凝液的移除。

在时间t6处,响应于踏板位置的改变,转矩需求的增加被推断出。在时间t6与t7之间,发动机并不旋转并且需求的转矩通过操作电机来供应。湿度继续处于高于阈值411水平处并且电动升压器继续操作来使加压空气流动通过进气歧管、egr通道和排气歧管以移除累积的水分。

在时间t7处,车辆进入具有阈值411湿度的区域并且据推断水分的冷凝可不再在发动机部件内发生。而且,在时间t6处,响应于踩加速踏板,转矩需求的增加被推断出并且向发动机供燃料重新开始。在时间t6处,由于由燃烧生成的热量,进气歧管和排气歧管中任何剩余的水分可被蒸发,从而使发动机部件干燥。

以此方式,通过在实际的发动机起动之前操作电动升压器,累积在发动机进气歧管和排气歧管中的水分可被移除,从而减少发动机摆动时间并且提高驾驶体验。通过在发动机起动之前将水从排气歧管移除,加热氧传感器可被促进并且飞溅在氧传感器上的水可被减少,从而提高测量的准确性和排放质量。适当地使用电动升压器来在发动机无燃烧状态期间使进气歧管干燥的技术效应在于在后续的燃烧事件期间,水摄入发动机气缸中的可能性减少,从而减少了失火的发生。总体而言,通过在发动机无燃烧状态期间使进气歧管和排气歧管干燥,在紧接着的后续发动机燃烧状态期间,燃烧稳定性可增加,并且排放质量可被提高。

用于混合动力车辆的示例性发动机方法包括:在环境湿度高于阈值的情况下操作所述车辆;以及响应于所述湿度高于(非零)阈值,旋转未被供给燃料的发动机并且操作进气电动升压器来通过发动机的进气歧管和排气歧管传送加压空气。在任何前述示例中,另外地或任选地,旋转未被供给燃料的所述发动机包括在发动机无燃烧状态期间在向前或默认方向上旋转所述发动机。在所述前述示例中的任一个或全部中,另外地或任选地,所述发动机耦接在车辆中,并且其中所述发动机无燃烧状态包括减速燃料关闭状态、车辆钥匙关断状态和仅通过机器转矩进行车辆推进中的一者。在所述前述示例中的任一个或全部中,所述方法还包括另外地或任选地,基于从车载数据库检索的驾驶历史预测发动机起动,并且其中所述旋转未被供给燃料的所述发动机响应于所述预测的发动机起动并且在实际的发动机起动之前进行。在所述前述示例中的任一个或全部中,所述方法还包括另外地或任选地,基于从在所述车辆外部的源接收的信号调度发动机起动,并且其中所述旋转未被供给燃料的所述发动机响应于所述调度的发动机起动。在所述前述示例中的任一个或全部中,所述方法还包括另外地或任选地,所述电动升压器平行于进气通道耦接到导管,所述导管在所述进气压缩机下游和增压空气冷却器上游耦接到所述进气通道,所述方法还包括通过电动升压器旁通阀调节通过所述电动升压器的空气流动,所述电动升压器旁通阀在所述进气压缩机下游耦接到所述进气通道。在所述前述示例中的任一个或全部中,另外地或任选地,操作所述电动升压器包括关闭所述旁通阀来将空气充气引导到所述导管中,同时基于测量的环境湿度与阈值环境湿度之间的差来调整所述电动升压器的操作速度和操作持续时间,所述阈值环境湿度基于估算的露点温度来校准。在所述前述示例中的任一个或全部中,另外地或任选地,所述调整所述电动升压器的所述速度和所述操作持续时间还基于发动机温度和所述增压空气冷却器的冷凝液液位,所述电动升压器的所述速度和所述电动升压器的所述操作持续时间中的每一者随所述差和所述增压空气冷却器冷凝液液位中的一者或多者的增加而增加,所述电动升压器的所述速度和所述电动升压器的所述操作持续时间中的每一者随所述发动机温度的增加而降低。在所述前述示例中的任一个或全部中,另外地或任选地,所述电动升压器包括由电动马达驱动的压缩机,并且调整所述电动升压器的所述速度包括调整所述电动马达的操作速度,所述电动马达通过车载能量存储装置操作。在所述前述示例中的任一个或全部中,所述方法还包括另外地或任选地,在关闭所述电动升压器旁通阀的同时,将耦接在所述增压空气冷却器下游的进气节流阀致动至大开口位置以将压缩空气从所述电动升压器传送到所述进气歧管中。在所述前述示例中的任一个或全部中,另外地或任选地,所述发动机包括排气再循环通道,所述排气再循环通道在所述电动升压器下游将所述排气歧管耦接到所述进气歧管,并且其中通过所述进气歧管和所述排气歧管传送所述压缩空气还包括打开耦接到所述排气再循环通道的排气再循环阀以使离开所述电动升压器的压缩空气流动至所述排气歧管。在所述前述示例中的任一个或全部中,另外地或任选地,环境湿度通过进气湿度传感器、挡风玻璃湿度传感器中的一者或多者测量,或基于包括从通过无线通信可通信地耦接到车辆的外部网络检索的环境湿度状态的气候数据来推断。

另一个发动机示例性方法包括:在发动机关闭状态期间,基于驾驶员历史来预测即将到来的发动机点火事件;以及响应于在环境湿度高于阈值的同时发生的即将到来的发动机点火事件,完全地打开进气节流阀;通过马达旋转未被供给燃料的发动机;以及通过致动器旋转进气电动升压器以基于环境湿度通过发动机的进气歧管、发动机气缸和排气歧管中的每一者传送压缩的环境空气达一定的持续时间。在任何先前的示例中,另外地或任选地,驾驶员历史从车载数据库检索并且其中所述预测响应于从在所述车辆外部的源检索的远程钥匙接通请求。在所述前述示例中的任一个或全部中,另外地或任选地,所述压缩空气在通过增压空气冷却器时从所述电动升压器传送至所述进气歧管,并且其中所述持续时间还基于发动机温度和累积在所述增压空气冷却器中的冷凝液的量,所述持续时间随环境湿度和累积在增压空气冷却器中的冷凝液的量增加而增加,所述持续时间随发动机温度增加而降低。在所述前述示例中的任一个或全部中,所述方法还包括另外地或任选地,打开耦接到排气再循环(egr)通道的排气再循环阀以通过所述egr通道将所述压缩的环境空气的至少一部分从所述进气歧管传送至所述排气歧管,所述egr通道在所述增压空气冷却器和所述电动升压器中的每一者下游耦接到所述进气歧管。

在另一个示例中,混合动力车辆系统包括:车辆;电机,所述电机耦接到电池以用于推进所述车辆;发动机,所述发动机包括一个或多个气缸、进气歧管和排气歧管;进气通道,所述进气通道包括压缩机、位于所述压缩机下游的增压空气冷却器(cac)和位于所述cac下游的进气节流阀;导管,所述导管在所述压缩机下游和所述cac上游耦接到所述进气通道,所述导管包括马达驱动的电动升压器;电动升压器旁通阀,所述电动升压器旁通阀耦接在所述进气通道和所述导管的接合部处;加速踏板,所述加速踏板用于接收操作者转矩需求;一个或多个传感器,所述一个或多个传感器包括环境湿度传感器和耦接到所述进气歧管的进气空气温度传感器和耦接到车辆挡风玻璃刮水器的雨水传感器中的每一者;排气再循环(egr)通道,所述排气再循环(egr)通道在所述压缩机下游将所述排气歧管耦接到所述进气歧管,所述egr通道包括egr阀;以及控制器,所述控制器具有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令,所述指令用于:在其中所述发动机被供给燃料旋转并且所述电动升压器的输出基于转矩需求而被调整的第一模式下操作所述发动机;并且在其中所述发动机未被供给燃料旋转并且所述电动升压器的所述输出至少基于环境湿度而被调整的第二模式下操作所述发动机。在任一前述示例中,另外地或任选地,所述控制器包括指令,所述指令用于在操作所述压缩机的同时响应于所述转矩需求高于阈值而在所述第一模式下操作所述发动机,并且响应于所述环境湿度高于阈值湿度而在所述第二模式下操作所述发动机,所述阈值湿度依据露点温度来校准。在所述前述示例中的任一个或全部中,另外地或任选地,在所述第二模式下操作包括在减速燃料关闭事件期间旋转未被供给燃料的所述发动机并且打开所述egr值,所述电动升压器的所述输出在所述第二模式下操作期间随环境湿度的增加而增加以使压缩空气流动至所述进气歧管、所述一个或多个气缸和所述排气歧管,所述压缩空气的至少一部分通过所述egr通道从所述进气歧管流动至所述排气歧管。在所述前述示例中的任一个或全部中,另外地或任选地,所述控制器包含另外的指令,所述另外的指令用于:响应于燃料悬浮液喷射至所述一个或多个发动机气缸、发动机温度降低至低于阈值温度和环境湿度增加至高于阈值湿度中的每一者而从所述第一模式转换到所述第二模式,其中所述阈值湿度和所述阈值温度中的每一者基于估算的露点温度而被校准。

需注意,示例性控制和包括在本文中的估算例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非暂态存储器中并且可由包括控制器组合各种传感器、致动器和其他发动机硬件的控制系统执行。本文描述的特定例程可表示任意数目的处理策略(诸如事件驱动、中断驱动的、多任务、多线程等)中的一个或多个。这样,所示出的各种动作、操作和/或功能可以所示出的序列执行、并行执行或者在一些情况下被省略。同样,处理顺序对于实现本文所述的示例性实施例的特征和优点不是必须的,而是为了易于说明和描述而提供的。所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可取决于使用的特定策略而重复地执行。另外,所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示代码以在发动机控制系统中被编程到计算机可读存储介质的非暂态存储器中,其中所描述的动作通过在包括各种发动机硬件部件组合电动控制器的系统中执行指令来执行。

应当理解,本文公开的配置和例程本质上是示例性的,并且这些特定实施例不应当在限制性意义上进行考虑,因为许多的变型是可能的。例如,上述技术能运用于v-6、i-4、i-6、v-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的全部新颖且非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求书特别指出被认为是新颖的且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这类权利要求应当被理解成包括并入一个或多个这类元件,既不要求也不排除两个或更多这类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可通过修改本权利要求或在本申请或相关申请中提出新的权利要求而要求保护。这类权利要求,无论与原始的权利要求的范围是不同的、较宽的、较窄的还是相同的,也都认为包含在了本公开的内容的主旨之内。

根据本发明,一种用于混合动力车辆的发动机的方法包括响应于高于阈值环境湿度,旋转未被供给燃料的发动机并且操作进气电动升压器来通过发动机的进气歧管和排气歧管传送压缩空气。

根据实施例,旋转未被供给燃料的所述发动机包括在发动机无燃烧状态期间在向前或默认方向上旋转所述发动机。

根据实施例,所述发动机耦接在车辆中,并且其中所述发动机无燃烧状态包括减速燃料关闭状态、车辆钥匙关断状态和仅通过机器转矩进行车辆推进中的一者。

根据实施例,上述发明的进一步特征在于基于从车载数据库检索的驾驶历史预测发动机起动,并且其中所述旋转未被供给燃料的所述发动机响应于所述预测的发动机起动并且在实际的发动机起动之前进行。

根据实施例,上述发明的进一步特征在于基于从在所述车辆外部的源接收的信号调度发动机起动,并且其中所述旋转未被供给燃料的所述发动机响应于所述调度的发动机起动。

根据实施例,所述电动升压器平行于进气通道耦接到导管,所述导管在进气压缩机下游和增压空气冷却器上游耦接到进气通道,所述方法还包括通过电动升压器旁通阀调节通过所述电动升压器的空气流动,所述电动升压器旁通阀在所述进气压缩机下游耦接到所述进气通道。

根据实施例,操作所述电动升压器包括关闭所述旁通阀来将空气充气引导到所述导管中,同时基于测量的环境湿度与阈值环境湿度之间的差来调整所述电动升压器的操作速度和操作持续时间,所述阈值环境湿度基于估算的露点温度来校准。

根据实施例,所述调整所述电动升压器的所述速度和所述操作持续时间还基于发动机温度和所述增压空气冷却器的冷凝液液位,所述电动升压器的所述速度和所述电动升压器的所述操作持续时间中的每一者随所述差和所述增压空气冷却器冷凝液液位中的一者或多者的增加而增加,所述电动升压器的所述速度和所述电动升压器的所述操作持续时间中的每一者随所述发动机温度的增加而降低。

根据实施例,所述电动升压器包括由电动马达驱动的压缩机,并且调整所述电动升压器的所述速度包括调整所述电动马达的操作速度,所述电动马达通过车载能量存储装置操作。

根据实施例,上述发明的进一步特征在于在关闭所述电动升压器旁通阀的同时,将耦接在所述增压空气冷却器下游的进气节流阀致动至大开口位置以将压缩的空气从所述电动升压器传送到所述进气歧管中。

根据实施例,所述发动机包括排气再循环通道,所述排气再循环通道在所述电动升压器下游将所述排气歧管耦接到所述进气歧管,并且其中通过所述进气歧管和所述排气歧管传送所述压缩的空气还包括打开耦接到所述排气再循环通道的排气再循环阀以使离开所述电动升压器的压缩空气流动至所述排气歧管。

根据实施例,所述环境湿度通过进气湿度传感器、挡风玻璃湿度传感器中的一者或多者测量,或基于包括从通过无线通信可通信地耦接到车辆的外部网络检索的环境湿度状态的气候数据来推断。

根据本发明,一种车辆方法包括在发动机关闭状态期间,基于驾驶员历史来预测即将到来的发动机点火事件;以及响应于在环境湿度高于阈值的同时发生的即将到来的发动机点火事件,完全地打开进气节流阀;通过马达旋转未被供给燃料的发动机;以及通过致动器旋转进气电动升压器以基于环境湿度通过发动机的进气歧管、发动机气缸和排气歧管中的每一者传送压缩的环境空气达一定的持续时间。

根据实施例,驾驶员历史从车载数据库检索并且其中所述预测响应于从在所述车辆外部的源检索的远程钥匙接通请求。

根据实施例,所述压缩空气在通过增压空气冷却器时从所述电动升压器传送至所述进气歧管,并且其中所述持续时间还基于发动机温度和累积在所述增压空气冷却器中的冷凝液的量,所述持续时间随环境湿度和累积在增压空气冷却器中的冷凝液的量增加而增加,所述持续时间随发动机温度增加而降低。

根据实施例,上诉发明的进一步特征在于打开耦接到排气再循环(egr)通道的排气再循环阀以通过所述egr通道将所述压缩的环境空气的至少一部分从所述进气歧管传送至所述排气歧管,所述egr通道在所述增压空气冷却器和所述电动升压器中的每一者下游耦接到所述进气歧管。

根据本发明,提供一种混合动力车辆系统,其具有:车辆;电机,所述电机耦接到电池以用于推进所述车辆;发动机,所述发动机包括一个或多个气缸、进气歧管和排气歧管;进气通道,所述进气通道包括压缩机、位于所述压缩机下游的增压空气冷却器(cac)和位于所述cac下游的进气节流阀;导管,所述导管在所述压缩机下游和所述cac上游耦接到所述进气通道,所述导管包括马达驱动的电动升压器;电动升压器旁通阀,所述电动升压器旁通阀耦接在所述进气通道和所述导管的接合部处;加速踏板,所述加速踏板用于接收操作者转矩需求;一个或多个传感器,所述一个或多个传感器包括环境湿度传感器和耦接到所述进气歧管的进气空气温度传感器和耦接到车辆挡风玻璃刮水器的雨水传感器中的每一者;排气再循环(egr)通道,所述排气再循环(egr)通道在所述压缩机下游将所述排气歧管耦接到所述进气歧管,所述egr通道包括egr阀;以及控制器,所述控制器具有存储在非暂态存储器上的计算机可读指令,所述指令用于:在其中所述发动机被供给燃料旋转并且所述电动升压器的输出基于转矩需求而被调整的第一模式下操作所述发动机;并且在其中所述发动机未被供给燃料旋转并且所述电动升压器的所述输出至少基于环境湿度而被调整的第二模式下操作所述发动机。

根据实施例,所述控制器包括指令,所述指令用于在操作所述压缩机的同时响应于所述转矩需求高于阈值而在所述第一模式下操作所述发动机,并且响应于所述环境湿度高于阈值湿度而在所述第二模式下操作所述发动机,所述阈值湿度依据露点温度来校准。

根据实施例,在所述第二模式下操作包括在减速燃料关闭事件期间旋转未被供给燃料的所述发动机并且打开所述egr阀,所述电动升压器的所述输出在所述第二模式下操作期间随环境湿度的增加而增加以使压缩空气流动至所述进气歧管、所述一个或多个气缸和所述排气歧管,所述压缩空气的至少一部分通过所述egr通道从所述进气歧管流动至所述排气歧管。

根据实施例,所述控制器包含另外的指令,所述另外的指令用于:响应于燃料悬浮液喷射至所述一个或多个发动机气缸、发动机温度降低至低于阈值温度和环境湿度增加至高于阈值湿度中的每一者而从所述第一模式转换到所述第二模式,其中所述阈值湿度和所述阈值温度中的每一者基于估算的露点温度而被校准。

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