用于使用次进气节气门减少增压空气冷却器冷凝物的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于使用次进气节气门减少增压空气冷却器冷凝物的方法和系统。
【背景技术】
[0002]发动机可利用涡轮增压器或机械增压器以压缩进入发动机的环境空气，以便增加功率。空气的压缩可导致空气温度的增加，因此可利用中冷器或增压空气冷却器(CAC)冷却加热的空气，从而增加其密度并进一步增加发动机的潜在功率。当环境空气温度减小时，或者在潮湿或多雨天气条件期间(其中进气空气被冷却到低于水露点温度)，冷凝物可在CAC中形成。进一步地，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温度下降到低于露点温度，冷凝物可形成。因此，冷凝物可聚集在CAC的底部处，或者聚集在CAC的内部通道中。当转矩增加时，诸如在加速期间，增加的质量空气流量可从CAC带走冷凝物，将其吸入到发动机中并增加发动机失火和燃烧不稳定的可能性。
[0003]解决冷凝物形成的其他尝试包括限制行进通过CAC的进气空气或者限制到CAC的环境空气流，以便增加CAC空气的温度。一个示例方法是由Craig等人在U.S.6，408，831中示出。其中，进气空气温度由环境空气流限制系统和进气空气流限制系统控制。控制器限定这些限制装置的位置并连接到多个传感器，所述多个传感器测量不同变量(如环境空气温度和进气空气温度)。
【发明内容】
[0004]然而，发明人在此已经认识到此类系统的潜在问题。具体地，实施阻断或限制冷空气流过CAC可以是具有挑战性的且昂贵的。进一步地，朝向CAC流动的冷却气流也可用来冷却其他发动机系统部件。因此，限制冷却气流至CAC也可限制冷却气流到其他发动机系统部件。
[0005]在一个示例中，上述问题可由一种方法解决，该方法用于响应于在增压空气冷却器处的冷凝物形成条件调整定位在压缩机的下游并且在增压空气冷却器的上游的次节气门。例如，调整次节气门可包括响应于CAC中冷凝物水平增加到高于阈值水平减小次节气门的开度。减小次节气门的开度可减小CAC处的压力，并且随后减小相对湿度。由于减小CAC压力的结果，CAC内的冷凝物水平可减小，从而降低由于冷凝物吸入而引起的不稳定燃烧和/或发动机失火的可能性。
[0006]作为一个示例，次节气门被定位在发动机的进气通道内、在主节气门和CAC的上游且在压缩机的下游。主节气门可在当冷凝物水平大于阈值水平时的发动机运转期间基于转矩需求被调整。进一步地，次节气门可在此时间期间被完全打开。然而，当CAC中的冷凝物水平增加到高于阈值水平时，如果主节气门未被完全打开(如由转矩需求所要求的)，发动机控制器可减小次节气门的开度。该发动机控制器也可增加主节气门的开度，以便补偿减小次节气门的开度并继续提供所需的转矩。次节气门位置可在一段持续时间内降低，直到冷凝物水平减小且/或直到转矩需求增加从而要求次节气门的更大开度。以这种方式，调整主节气门和次节气门的位置可减少在CAC内积聚的冷凝物，从而减少与冷凝物相关的发动机失火事件的可能性。
[0007]应该理解，提供以上概要是以简化的形式介绍在【具体实施方式】中进一步被描述的一些概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由【具体实施方式】之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上面或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】
[0008]图1是包括增压空气冷却器和次进气节气门的示例发动机系统的示意图。
[0009]图2是用于基于在增压空气冷却器中的冷凝物形成调整次进气节气门的方法的流程图。
[0010]图3示出用于推断在增压空气冷却器处的冷凝物水平的方法的流程图。
[0011]图4是基于增压空气冷却器冷凝物和转矩需求对主节气门位置和次节气门位置的示例调整的曲线图。
【具体实施方式】
[0012]下列描述涉及用于调整定位在发动机系统(如图1中所示的发动机系统)的进气装置中的次进气节气门的系统和方法。次节气门可被定位在进气通道内、在压缩机的下游且在增压空气冷却器(CAC)和主进气节气门的上游。因此，主节气门和次节气门彼此串联被定位。在一些示例中，减小次节气门的开度可降低CAC处的压力。因此，CAC内的空气的相对湿度可减小，从而至少部分地“干燥”CAC并减少CAC内积聚的冷凝物的量。图2示出用于基于CAC内的冷凝物水平调整次节气门的方法。该方法可进一步包括基于转矩需求和次节气门的位置调整主节气门。例如，在减小次节气门的开度期间，发动机控制器可增加主节气门的开度，以便维持气流到发动机且输送所需的转矩。减少次节气门的量和持续时间可以基于冷凝物水平。用于确定CAC处冷凝物水平的方法在图3处被示出。基于CAC冷凝物和转矩需求对主节气门和次节气门的示例调整在图4处被示出。
[0013]图1是示出可包括在汽车的推进系统中的示例发动机10的示意图。发动机10被示出具有四个汽缸或燃烧室30。然而，其他数量的汽缸可根据当前公开使用。发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统和由经由输入装置130的来自车辆操作员132的输入控制。在此示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号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可包括具有活塞(未示出)定位在其中的燃烧室壁。活塞可耦接到曲轴40，使得活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统150耦接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动器马达可经由飞轮耦接到曲轴40，以实现发动机10的起动运转。曲轴40也可用来驱动交流发电机(图1中未示出)。
[0014]发动机输出转矩可被传输到液力变矩器(未示出)以驱动自动变速器系统150。进一步地，可啮合包括前进离合器154的一个或更多个离合器来推进汽车。在一个示例中，液力变矩器可称为变速器系统150的部件。进一步地，变速器系统150可包括多个齿轮离合器152，其可根据需要被啮合以激活多个固定的变速器齿轮比/传动比。具体地，可通过调整多个齿轮离合器152的啮合，可以在较高档位(即具有较低齿轮比的档位)和较低档位(即具有较高齿轮比的档位)之间切换变速器。因此，在处于较高档位时齿轮比差启用变速器两端的较低转矩倍增(multiplicat1n)，而处于较低档位时启用变速器两端的较高转矩倍增。车辆可具有四个可用档位，其中变速器档位四(变速器第四档位)是最高的可用档位且变速器档位一(变速器第一档位)是最低的可用档位。在其他实施例中，车辆可具有多于四个或少于四个的可用档位。如本文详细说明的，控制器可改变变速器档位(例如，上移或下移变速器档位)以便调整通过变速器和液力变矩器输送至车辆车轮156的转矩(即发动机轴输出转矩)的量。随着变速器切换到较低档位，发动机转速(Ne或RPM)增加，从而增加发动机气流。可以在较高RPM处增加由旋转发动机生成的进气歧管真空。
[0015]燃烧室30可从进气歧管44接收进气空气且可经由排气歧管46排放燃烧气体至排气通道48。进气歧管44和排气歧管46可以经由各自进气门和排气门(未示出)选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
[0016]燃料喷射器50被示出直接耦接到燃烧室30，用于与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例直接喷射燃料在其中。以这种方式，燃料喷射器50提供所谓的燃料到燃烧室30中的直接喷射；然而应当理解的是进气道喷射也是可能的。可由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)将燃料输送到燃料喷射器50。
[0017]在称为点火的过程中，所喷射的燃料由已知的点火手段(如火花塞52)点燃，从而导致燃烧。火花点火正时可被控制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制动转矩(MBT)正时延迟以便控制发动机爆震，或者可以在高湿度条件下被提前。特别地，考虑到缓慢的燃烧速率可以提前MBT。在一个示例中，可在在踩加速器踏板期间延迟火花。在替代实施例中，压缩点火可用来点燃所喷射的燃料。
[0018]进气歧管44可从进气通道42接收进气空气。发动机10的发动机进气装置包括进气歧管44和进气通道42。进气通道42和/或进气歧管44包括主节气门21 (例如，第一节气门)，该主节气门具有节流板22以调节到进气歧管44的流。在此特定示例中，节流板22的位置(TP)可由控制器12改变以实现电子节气门控制(ETC)。以这种方式，可以运行主节气门21改变提供至燃烧室30的进气空气。例如，控制器12可调整节流板22增加主节气门21的开度。增加主节气门21的开度可增加供给至进气歧管44的空气的量。在替代示例中，可减小主节气门21的开度或完全关闭主节气门21，以切断气流到进气歧管4