用于控制可變增壓空氣冷卻器的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于控制可變增壓空氣冷卻器的方法。提供增壓空氣冷卻器的實施例。在一個示例中，發(fā)動機方法包括增加通過增壓空氣冷卻器的進氣流速，并且響應于所述增加的進氣流速協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)進氣歧管節(jié)氣門和渦輪增壓器廢氣門中的一個或多個的位置以保持扭矩。以此方式，進氣流速可以被增加，同時保持期望的扭矩。
【專利說明】用于控制可變增壓空氣冷卻器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及包含增壓空氣冷卻器的發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓發(fā)動機和機械增壓發(fā)動機可以被配置為壓縮進入發(fā)動機的環(huán)境空氣以增加功率。因為壓縮空氣可能引起空氣溫度增加，因此增壓空氣冷卻器可以被用于冷卻被加熱的空氣，由此增加其密度并進一步增加發(fā)動機的潛在功率。然而，如果環(huán)境空氣的濕度高，則在溫度比壓縮空氣的露點低的增壓空氣冷卻器的內(nèi)表面上可以形成冷凝(例如水滴)。在例如猛烈的車輛加速的瞬態(tài)條件期間，這些水滴可能被吹出增壓空氣冷卻器并進入發(fā)動機的燃燒室，導致例如增加發(fā)動機熄火的可能性、損失扭矩和發(fā)動機轉(zhuǎn)速以及不完全燃燒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明人已經(jīng)認識到以上問題，并提出至少部分地解決這些問題的方法。在一個實施例中，發(fā)動機方法包括增加通過增壓空氣冷卻器的進氣流速，并響應于增加的進氣流速，協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)進氣歧管節(jié)氣門和渦輪增壓器廢氣門中的一個或更多個的位置以保持扭矩。
[0004]以此方式，在可能形成冷凝的條件期間，通過增壓空氣冷卻器的進氣流速可以增加以破壞表面張力并防止在增壓空氣冷卻器內(nèi)形成冷凝。可能由增加的進氣流速引起的扭矩擾動可以通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門和廢氣門被補償，保持所要求的扭矩。
[0005]在一個示例中，增壓空氣冷卻器可以包含閥，該閥被配置為在低冷凝條件(例如，高進氣流速)期間打開，允許進氣流過增壓空氣冷卻器的整個體積。該閥可以被配置為在高冷凝條件(例如，低進氣流速)期間關(guān)閉，阻擋進氣流過整個增壓空氣冷卻器并代之以引導進氣通過部分增壓空氣冷卻器。通過使進氣僅路經(jīng)增壓空氣冷卻器的一部分體積而不是通過整個體積，進氣流速增加并且增壓空氣冷卻器中冷凝的形成減少。進一步地，節(jié)氣門和廢氣門可以與增壓空氣冷卻器閥協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)以提供所要求的扭矩。
[0006]在另一個實施例中，發(fā)動機方法包括基于進氣露點和增壓空氣冷卻器溫度之間的差值，選擇性地使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第一體積或第二體積，第二體積是第一體積的一部分；并且當進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第一體積和第二體積之間時，調(diào)節(jié)進氣歧管節(jié)氣門和渦輪增壓器廢氣門中的一個或更多個的位置以保持扭矩。
[0007]在另一個實施例中，發(fā)動機方法進一步包括當差值小于閾值時使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第二體積。
[0008]在另一個實施例中，發(fā)動機方法進一步包括打開設(shè)置在增壓空氣冷卻器的入口中的閥，以使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第一體積，和關(guān)閉設(shè)置在增壓空氣冷卻器的入口中的閥，以使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第二體積。
[0009]在另一個實施例中，調(diào)節(jié)進氣歧管節(jié)氣門和渦輪增壓器廢氣門中的一個或更多個進一步包括當關(guān)閉閥時打開進氣歧管節(jié)氣門和關(guān)閉渦輪增壓器廢氣門。[0010]在另一個實施例中，發(fā)動機方法進一步包括在關(guān)閉閥前延遲點火正時。
[0011 ] 在另一個實施例中，調(diào)節(jié)進氣歧管節(jié)氣門和渦輪增壓器廢氣門中的一個或更多個進一步包含當打開閥時關(guān)閉進氣歧管節(jié)氣門和打開渦輪增壓器廢氣門。
[0012]在另一個實施例中，發(fā)動機方法包括:當冷凝形成值低于閾值時，通過打開設(shè)置在增壓空氣冷卻器的入口中的閥，經(jīng)由增壓空氣冷卻器的第一體積冷卻進氣；當冷凝形成值高于閾值時，通過關(guān)閉閥，經(jīng)由增壓空氣冷卻器的第二體積冷卻進氣，第二體積是第一體積的子區(qū)域；并且當閥打開或關(guān)閉時，協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)進氣歧管節(jié)氣門或渦輪增壓器廢氣門中的一個或更多個以保持扭矩。
[0013]在另一個實施例中，協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)進氣歧管節(jié)氣門或渦輪增壓器廢氣門中的一個或更多個進一步包括當關(guān)閉閥時關(guān)閉進氣歧管節(jié)氣門和打開渦輪增壓器廢氣門。
[0014]在另一個實施例中，協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)進氣歧管節(jié)氣門或渦輪增壓器廢氣門中的一個或更多個進一步包括當閥打開時打開進氣歧管節(jié)氣門和關(guān)閉渦輪增壓器廢氣門。
[0015]在另一個實施例中，冷凝形成值基于質(zhì)量空氣流量、環(huán)境溫度、增壓空氣冷卻器出口溫度、濕度及EGR總量被估計。
[0016]在另一個實施例中，冷凝形成值基于發(fā)動機負載和增壓空氣冷卻器出口溫度被估計。
[0017]本發(fā)明的以上優(yōu)點及其它優(yōu)點以及特征將通過單獨或結(jié)合附圖在以下【具體實施方式】中顯而易見。
[0018]應當理解的是，提供以上概述以便以簡化的形式介紹在【具體實施方式】中進一步描述的一系列概念。這并不意味著識別所要求保護的主題的關(guān)鍵或必要特征，要求保護的主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一地限定。進一步地，所要求保護的主題不限于解決以上或在本公開的任何部分提及的缺點的實施方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是包含增壓空氣冷卻器的示例發(fā)動機的原理圖。
[0020]圖2A示出包括處于打開位置的閥的示例增壓空氣冷卻器進氣裝置的入口部分的原理圖。
[0021]圖2B是圖2A中閥處于閉合位置的增壓空氣冷卻器進氣裝置的原理圖。
[0022]圖3是圖示說明根據(jù)本公開的實施例的用于控制空氣流通過增壓空氣冷卻器的方法的流程圖。
[0023]圖4是圖示說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于執(zhí)行增壓空氣冷卻器的清除循環(huán)的方法的流程圖。
[0024]圖5是圖示說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器閥期間調(diào)節(jié)其它運行參數(shù)的方法的流程圖。
[0025]圖6是圖示說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于控制渦輪增壓器喘振的方法的流程圖。
[0026]圖7是圖示說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的喘振區(qū)域的示例圖。
【具體實施方式】[0027]增壓空氣冷卻器中的冷凝形成可能對發(fā)動機不利，因為在燃燒期間冷凝物吸入到汽缸可能引起燃燒不穩(wěn)定和/或熄火。進一步地，冷凝形成可以降低增壓空氣冷卻器的性能，尤其是如果在延長的發(fā)動機關(guān)閉期間積聚的冷凝物結(jié)冰。為了減少冷凝積聚，設(shè)置在增壓空氣冷卻器的入口中的閥可以關(guān)閉，以選擇性地使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的一部分，相對于當進氣行進穿過整個增壓空氣冷卻器時的速率，提高進氣流速。閥可以響應于冷凝形成值打開或關(guān)閉，冷凝形成值提供對冷凝在增壓空氣冷卻器中形成的可能性的估計。進一步地，為了避免因調(diào)節(jié)閥導致的扭矩擾動，節(jié)氣門和/或廢氣門可以與閥協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)。圖1是包含增壓空氣冷卻器的發(fā)動機系統(tǒng)的圖示。增壓空氣冷卻器入口閥在圖2A中示為處于其打開位置，并且在圖2B中示為處于其關(guān)閉位置。圖1的發(fā)動機系統(tǒng)還包含控制器，該控制器被配置為實施圖3-6中所描述的方法。圖1的控制器也可以包含存儲在其中的一個或更多個圖，例如圖7中描述的圖。
[0028]首先，圖1是示出可以包含在機動車的推進系統(tǒng)中的示例發(fā)動機10的原理圖。發(fā)動機10被示出具有四個汽缸30。然而，根據(jù)本發(fā)明，可以使用其它數(shù)量的汽缸。發(fā)動機10可以至少部分地通過包含控制器12的控制系統(tǒng)和通過來自車輛操作者132經(jīng)由輸入裝置130的輸入而被控制。在這個示例中，輸入裝置130包含加速器踏板和用于產(chǎn)生比例踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機10的每個燃燒室(例如，汽缸)30可以包含燃燒室壁，活塞(未示出)設(shè)置在其中?；钊梢赃B接至曲軸40，使得活塞的往復運動被轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。曲軸40可以經(jīng)由中間傳動系統(tǒng)(未示出)連接至車輛的至少一個驅(qū)動輪。進一步地，起動機馬達可以經(jīng)由飛輪連接至曲軸40，以使發(fā)動機10能夠啟動運行。
[0029]燃燒室30可以經(jīng)由進氣道42從進氣歧管44接收進氣，并且可以經(jīng)由排氣歧管46將燃燒氣體排放至排氣道48。進氣歧管44和排氣歧管46可以經(jīng)由各自的進氣門和排氣門(未示出)選擇性地與燃燒室30連通。在某些實施例中，燃燒室30可以包含兩個或更多進氣門和/或兩個或更多排氣門。
[0030]燃料噴射器50被示出直接連接至燃燒室30，用于與接收自控制器12的信號FPW的脈沖寬度成比例地將燃料直接噴射在燃燒室中。以此方式，燃料噴射器50提供至燃燒室30的所謂的燃料直接噴射；然而將認識到的是進氣道噴射也是可能的。燃料可以通過包含燃料箱、燃料泵和燃料導軌的燃料系統(tǒng)(未示出)輸送到燃料噴射器50。
[0031]進氣道42可以包含具有節(jié)流板22的節(jié)氣門21以調(diào)節(jié)到進氣歧管的空氣流。在這個具體示例中，節(jié)流板22的位置可以通過控制器12改變，以實現(xiàn)電子節(jié)氣門控制(ETC)。以此方式中，節(jié)氣門21可以被操控，以改變提供至除其它發(fā)動機汽缸之外的燃燒室30的進氣。在某些實施例中，額外的節(jié)氣門可以存在于進氣道42中。例如，如圖1所描述的，具有節(jié)流板24的額外節(jié)氣門23位于壓縮機60的上游。
[0032]進一步地，在所公開的實施例中，排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)可以經(jīng)由EGR通道140使期望部分的排氣從排氣通道48路經(jīng)至進氣道42。提供至進氣道42的EGR量可以經(jīng)由EGR閥142由控制器12改變。在某些條件下，EGR系統(tǒng)可以用于調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)空氣和燃料混合物的溫度。圖1示出高壓EGR系統(tǒng)，其中EGR從渦輪增壓器的渦輪的上游途經(jīng)至渦輪增壓器的壓縮機的下游。在其他實施例中，發(fā)動機可以額外或可替代地包含低壓EGR系統(tǒng)，其中EGR從渦輪增壓器的渦輪的下游途經(jīng)至渦輪增壓器的壓縮機的上游。當可操作時，EGR系統(tǒng)可以減少由壓縮空氣形成冷凝物，尤其是當壓縮空氣通過增壓空氣冷卻器冷卻時，如下文更詳細說明的。
[0033]發(fā)動機10可以進一步包含壓縮裝置，例如渦輪增壓器或機械增壓器，其包含沿進氣歧管44設(shè)置的至少一個壓縮機60。對于渦輪增壓器，壓縮機60可以經(jīng)由例如軸或其它連接裝置至少部分地由渦輪62驅(qū)動。渦輪62可以沿排氣道48設(shè)置?？梢蕴峁┒喾N布置以驅(qū)動壓縮機。對于機械增壓器，壓縮機60可以至少部分地由發(fā)動機和/或電機驅(qū)動，并且可以不包含渦輪。因此，經(jīng)由渦輪增壓器或機械增壓器提供至發(fā)動機的一個或更多個汽缸的壓縮量可以由控制器12改變。
[0034]進一步地，排氣道48可以包含廢氣門26，用于從渦輪62分流排氣。另外，進氣道42可以包含壓縮機再循環(huán)閥(CRV) 27，其被配置為分流壓縮機60周圍的進氣。廢氣門26和/或CRV27可以由控制器12控制以便例如當期望較低的增壓壓力時被打開。
[0035]進氣道42可以進一步包含增壓空氣冷卻器(CAC) 80 (例如，中間冷卻器)以降低渦輪增壓或機械增壓的進氣的溫度。在某些實施例中，增壓空氣冷卻器80可以是空氣-空氣熱交換器。在其它實施例中，增壓空氣冷卻器80可以是空氣-液體熱交換器。如下文將更詳細地討論的，增壓空氣冷卻器80可以包含閥，以響應于增壓空氣冷卻器內(nèi)的冷凝形成選擇性地調(diào)節(jié)行進通過增壓空氣冷卻器80的進氣的流速。
[0036]控制器12在圖1中被示為微型計算機，其包含微處理器單元(CPU)102、輸入/輸出端口(I/O) 104、在這個具體示例中被示為只讀存儲器芯片(ROM) 106的用于可執(zhí)行程序和校準值的電子存儲介質(zhì)、隨機存取存儲器(RAM) 108、?；畲鎯ζ?KAM) 110和數(shù)據(jù)總線。控制器12可以接收來自連接至發(fā)動機10的傳感器的各種信號，用于執(zhí)行各種功能以運行發(fā)動機10，除了之前討論的那些信號之外，還包括來自質(zhì)量空氣流量傳感器120的吸入的質(zhì)量空氣流量(MAF)的測量值；來自在發(fā)動機10內(nèi)的某一位置中示意性示出的溫度傳感器112的發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT);來自連接至曲軸40的霍爾效應傳感器118 (或其他類型)的表面點火感測信號(PIP);來自如所討論的節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置(TP);來自如所討論的傳感器122的歧管絕對壓力信號(MAP)。發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號(RPM)可以通過控制器12根據(jù)信號PIP產(chǎn)生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可以被用于提供進氣歧管44中的真空或壓力的指示。注意，可以使用以上傳感器的各種組合，例如使用MAF傳感器而不使用MAP傳感器，或者反之亦然。在化學計量運行期間，MAP傳感器可以給出發(fā)動機扭矩的指示。而且，該傳感器連同檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以提供被引入汽缸中的充氣(包含空氣)的估計。在一個示例中，也被用作發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器118在曲軸40的每次回轉(zhuǎn)生成預定數(shù)量的等間隔脈沖。
[0037]可以向控制器12發(fā)送信號的其它傳感器包括在增壓空氣冷卻器80的出口處的溫度傳感器124和增壓壓力傳感器126。未描述的其他傳感器也可以存在，例如用于確定增壓空氣冷卻器的入口處的進氣速度的傳感器，以及其它傳感器。在某些示例中，存儲介質(zhì)只讀存儲器106可以用計算機可讀數(shù)據(jù)編程，該計算機可讀數(shù)據(jù)表示可由處理器102執(zhí)行用于執(zhí)行以下所描述的方法和其它可預見但未具體列舉的變體的指令。
[0038]如上所述，圖1僅示出多汽缸發(fā)動機的一個汽缸，并且每個汽缸可以類似地包含其自己的一組進氣/排氣門、燃料噴射器、點火系統(tǒng)等等。
[0039]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2A和圖2B，其描述了增壓空氣冷卻器80的入口側(cè)。如圖2A和圖2B所描述的，增壓空氣冷卻器80包含可操控的熱傳遞區(qū)域202，其被配置為從增壓空氣冷卻器80的內(nèi)部傳遞熱量到增壓空氣冷卻器80的外部。增壓空氣冷卻器80包含位于增壓空氣冷卻器80的熱傳遞區(qū)域202中的多個冷卻管204。多個冷卻管204與入口槽(inlet tank)206流體連通。入口槽206被配置為經(jīng)由連接至進氣道(在圖2A和圖2B中未示出)的上游區(qū)域的一個或更多個入口管道208接收進氣。進氣從入口槽206流向多個冷卻管204。通過冷卻管204后，使進氣路經(jīng)連接至進氣道的下游區(qū)域的出口槽(未示出)。增壓空氣冷卻器80也可以包含增壓空氣冷卻器閥210，該增壓空氣冷卻器閥210被配置為將可操控的熱傳遞區(qū)域從包含相對大區(qū)域的第一體積214 (在圖2A中示出)改變?yōu)榘鄬π^(qū)域的第二體積216 (在圖2B中示出)。
[0040]入口槽206可以包含隔板212，其將入口槽206分為第一部分和第二部分。隔板212可以包含一個或更多個孔。圖2A描述閥210處于打開位置。當閥210打開時，進氣可以通過隔板212的一個或更多個孔，使得進氣流過入口槽206的第一部分和第二部分兩者，并且流過增壓空氣冷卻器80的第一體積214?；救康亩鄠€冷卻管204可以限定第一體積214。在一個示例中，增壓空氣冷卻器80可以包含21根冷卻管，并且第一體積214可以包含全部21根冷卻管。
[0041]圖2B描述了閥210處于關(guān)閉位置。當關(guān)閉時，閥210阻擋隔板212的一個或更多個孔。因此，進氣僅流過入口槽206的第一部分，并流過增壓空氣冷卻器80的第二體積216。多個冷卻管204的一部分可以限定第二體積216。第二體積216被完全包含在第一體積214內(nèi)。也就是，組成第二體積216的冷卻管也組成第一體積214的一部分。因此，當閥210關(guān)閉時，進氣僅流過第二體積216，并且當閥210打開時，進氣流過包含第二體積216的第一體積214。在一個示例中，增壓空氣冷卻器80可以包含21根冷卻管，并且第二體積216可以包含少于21根冷卻管。第二體積216可以包含少于組成第一體積214的冷卻管的一半的冷卻管，比如9根冷卻管。
[0042]閥210可以是或可以類似于瓣閥。閥210可以包含底座構(gòu)件(例如，隔板212)，其包含具有一個或更多個孔穿過其中的基本平坦的固定構(gòu)件。例如擋板或平板的閉合構(gòu)件可以被配置為從第一位置移動到第二位置，該第一位置與底座構(gòu)件間隔開，由此打開一個或更多個孔，在該第一位置，進氣能夠流入第一體積214，該第二位置鄰近底座構(gòu)件，由此關(guān)閉一個或更多個孔，在該第二位置，進氣僅能流入第二體積216。
[0043]隔板212可以是閥210的一部分。例如，隔板212可以是閥座。隔板212也可以是分割線或基準面等，在功能上將增壓空氣冷卻器80分為兩部分。某些實施例可以包含兩個或更多個隔板，將入口分為三個或更多部分。在某些示例中，此處關(guān)于入口槽206描述的一個或更多個配置可以被替代，或另外被包含在出口槽(未示出)中?；救康亩鄠€冷卻管204可以與出口槽相互流體連通。將理解的是，作為替換，全部管可以在入口側(cè)流體連通并在出口側(cè)被分為管的兩個或更多個部分。類似地配置的閥也可以被包含在出口槽中，并用于控制允許或防止流體通過類似配置的孔。
[0044]各種實施例可以包含致動器(未示出)以打開或關(guān)閉閥210。致動器可以是以下中的一個或多個:電動致動器、真空控制的致動器、機械壓力膜片、脈寬調(diào)制電子控制器。當進氣被允許通過增壓空氣冷卻器的所有管時，即當閥打開時，進氣也將經(jīng)歷壓力下降，并且閥在兩側(cè)將暴露于到來的進氣壓力。以此方式，致動器可以僅需提供動力以打開和關(guān)閉閥，以便將閥從打開狀態(tài)改變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)，但可以不需要提供動力以保持擋板打開或保持擋板閉人
口 O
[0045]因此，圖2A和圖2B描述了增壓空氣冷卻器，其被配置為通過設(shè)置在增壓空氣冷卻器中的閥的調(diào)整，選擇性地引導進氣通過第一較大體積或第二較小體積。在某些實施例中，閥可以基于進氣流被機械地調(diào)整，例如閥擋板或平板可以通過被校準以匹配氣流的彈簧張力被保持關(guān)閉，使得閥擋板在高氣流條件下打開。因此，在低氣流條件下，進氣可以被引導通過增壓空氣冷卻器的第二體積，增加通過冷卻器的進氣流速以防止冷凝積聚。在其他實施例中，閥可以基于多種工況通過例如圖1所示的控制器12的控制器控制。例如，閥在低冷凝形成條件期間可以打開，并且在高冷凝形成條件期間被命令關(guān)閉。圖3是圖示說明方法300的流程圖，方法300可以通過控制器根據(jù)儲存在其中的指令實施，以基于冷凝形成調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器中閥的位置。
[0046]在步驟302，方法300包括確定發(fā)動機工況。確定的發(fā)動機工況可以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載、環(huán)境溫度、MAF、MAP、EGR量、濕度以及其他參數(shù)。在步驟304，根據(jù)工況確定冷凝形成值。冷凝形成值可以是冷凝將在增壓空氣冷卻器內(nèi)形成的可能性的指示。在某些實施例中，冷凝形成值可以是例如基于MAF信號確定的進氣流速。在另一個實施例中，冷凝形成值可以是基于進氣濕度和環(huán)境溫度而確定的進氣的露點與增壓空氣冷卻器的溫度之間的差值。
[0047]確定冷凝值的以上兩個實施例都基于一個或兩個簡單因素估計冷凝形成的可能性。然而，多種因素可以影響增壓空氣冷卻器內(nèi)的冷凝形成，例如氣流速率和進氣的露點。為了提供更準確的冷凝形成的指示，確定冷凝值可以包含基于步驟306中的模型確定冷凝形成率。該模型可以包含環(huán)境溫度、增壓空氣冷卻器出口溫度、質(zhì)量空氣流量、EGR流量及濕度的輸入值。如果濕度未知(例如，如果發(fā)動機不包括濕度傳感器)，濕度可以設(shè)定為100%。如以上所說明的，環(huán)境溫度和濕度可以提供進氣的露點的指示，其可能進一步受進氣中的EGR量的影響(例如EGR可以具有與大氣空氣不同的濕度和溫度)。露點和增壓空氣冷卻器出口溫度之間的差值指示冷凝是否將在冷卻器內(nèi)形成，并且質(zhì)量空氣流量可以影響多少冷凝實際積聚在冷卻器內(nèi)。冷凝形成率自身可以是冷凝形成值。在其他實施例中，冷凝形成率可以被用于確定在給定的時間段內(nèi)已經(jīng)積聚的冷凝量，并且冷凝量可以是冷凝形成值。
[0048]用于確定冷凝值的更簡單的機制可以包括冷凝形成值，在步驟308中冷凝形成值被映射為增壓空氣冷卻器出口溫度和發(fā)動機負載。發(fā)動機負載可以是空氣質(zhì)量、扭矩、加速器踏板位置和節(jié)氣門位置的函數(shù)，并且因此可以提供通過增壓空氣冷卻器的空氣流速的指示。例如，由于增壓空氣冷卻器的冷卻表面和相對低的進氣流速，適度的發(fā)動機負載結(jié)合相對低的增壓空氣冷卻器出口溫度可以指示高冷凝形成值。該圖可以包含環(huán)境溫度調(diào)節(jié)量。
[0049]在步驟310，方法300包含確定冷凝形成值是否超過第一閾值。該閾值可以取決于在步驟304中如何確定冷凝形成值。例如，如果冷凝形成值是進氣流速，則閾值可以是合適的進氣流速，在該合適的進氣流速以上，積聚的冷凝的表面張力可以破壞，使冷凝能夠被夾帶在氣流中。如果冷凝形成值是進氣露點與增壓空氣冷卻器溫度之間的差值，則閾值可以是零。如果冷凝形成率被確定為形成值，則其可以與閾值冷凝形成率比較。如果冷凝形成值基于溫度/負載圖而被確定，則該圖可以提供指示冷凝的可能性的數(shù)值(例如，0-1之間)，并且該數(shù)值可以與閾值比較。
[0050]在某些實施例中，第一閾值可以是這樣的閾值，即高于該閾值冷凝形成，并且低于該閾值冷凝不形成。以此方式，冷凝的任何指示可以高于該閾值。然而，在其他實施例中，第一閾值可以被設(shè)置為使得允許少量冷凝積聚。
[0051]如果冷凝形成值不超過第一閾值，則方法300進行到步驟324，之后會詳細說明步驟324。如果形成值超過第一閾值，則方法300進行到步驟312，以確定發(fā)動機氣流要求是否低于閾值。當冷凝形成值超過第一閾值時，增壓冷卻器中的閥可以被關(guān)閉以增加進氣流速并移除和/或防止增壓空氣冷卻器中的冷凝積聚。然而，當閥關(guān)閉時，經(jīng)過增壓空氣冷卻器的壓降增加，限制空氣經(jīng)增壓空氣冷卻器流至發(fā)動機進氣裝置。因此，增壓空氣冷卻器中的閥可以根據(jù)發(fā)動機的氣流要求被關(guān)閉，使得如果氣流要求高則閥保持打開，以避免扭矩擾動。發(fā)動機的氣流要求可以基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載、歧管壓力等被確定。閾值氣流要求可以基于當閥關(guān)閉時通過增壓空氣冷卻器的空氣量。
[0052]如果發(fā)動機氣流要求不低于閾值時，則方法300進行到步驟324，步驟324之后將詳細說明。如果氣流要求低于閾值，則方法300進行到步驟314，以增加通過增壓空氣冷卻器的進氣流速。如以上所說明的，增加進氣流速可以通過使冷凝物夾帶在氣流中而防止冷凝積聚。在步驟314中，增加進氣流速包括關(guān)閉增壓空氣冷卻器的入口中的閥，以使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第二較小體積。
[0053]在關(guān)閉閥之后，新的冷凝形成值可以被確定，并且在步驟318中，確定之后的冷凝形成值是否低于第二閾值。在某些實施例中，第二閾值可以等于第一閾值。然而，在其他實施例中，尤其是如果進氣流速是冷凝形成值，則第二閾值可以低于第一閾值。如果之后的冷凝形成值低于第二閾值，則在步驟320，閥可以被打開；如果冷凝形成值不低于第二閾值，則在步驟322，閥保持關(guān)閉。以此方式，冷凝形成值可以被持續(xù)監(jiān)測，并且相應地調(diào)整閥。通過將第一閾值和第二閾值設(shè)為不同，可以被避免圍繞第一閾值的頻繁轉(zhuǎn)換，尤其是當冷凝形成值是進氣速率時，因為閥的打開將引起進氣流速下降。
[0054]回到步驟310，如果冷凝形成值不超過第一閾值，則方法300進行到步驟324以保持進氣流速，其包括在步驟326中打開增壓空氣冷卻器的入口中的閥(或保持閥處于打開位置)，以使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第一較大體積。在閥處于打開位置并且進氣流過增壓空氣冷卻器的第一體積的持續(xù)運行期間，主動的清除循環(huán)可以被執(zhí)行。因此，在步驟328中，方法300包含如果被指示，則執(zhí)行清除循環(huán)，這將在下文中參考圖4詳細描述。
[0055]圖4圖示說明用于執(zhí)行增壓空氣冷卻器的清除循環(huán)的方法400。在執(zhí)行圖3所示的方法300期間，方法400可以被執(zhí)行，例如當增壓空氣冷卻器的入口中的閥處于打開位置時，方法400可以被定期執(zhí)行。方法400包括，在步驟402，確定是否指示增壓空氣冷卻器清除循環(huán)。如以上關(guān)于圖3所描述的，當冷凝形成值不超過閾值時，可以不必增加進氣流速以防止冷凝形成，但是在某些條件下，閥可以被主動地關(guān)閉以清除增壓空氣冷卻器。啟動清除循環(huán)的條件可以包括在增壓空氣冷卻器中的閥處于打開位置的情況下的持續(xù)運行，這可以導致增壓空氣冷卻器內(nèi)冷凝的逐漸積聚，其需要定期去除。
[0056]如果清除循環(huán)沒有被指示，則方法400退出。如果清除循環(huán)被指示，則方法400進行到步驟404以確定發(fā)動機氣流要求是否低于閾值，與以上關(guān)于圖3所描述的氣流要求確定類似。如果氣流要求不低于閾值，則增壓空氣冷卻器的體積的減小將使到進氣口的氣流減少到氣流要求以下，減小扭矩。因此，清除循環(huán)不被執(zhí)行，并且方法400退出。
[0057]如果氣流要求低于閾值，則方法400進行到步驟406，以確定發(fā)動機是否運行在高燃燒穩(wěn)定性條件。在清除循環(huán)期間，少量冷凝物可以行進至發(fā)動機，這可能引起熄火或其他不穩(wěn)定燃燒事件。為了緩解不穩(wěn)定燃燒事件，清除循環(huán)可以僅當燃燒穩(wěn)定性高的時候被執(zhí)行，使得冷凝物(如果存在足夠大量)可以被發(fā)動機接受。穩(wěn)定的燃燒條件可以包括低負載、沒有EGR或低EGR的穩(wěn)態(tài)條件。如果不存在高燃燒穩(wěn)定性條件，則方法400可以包括，在步驟416，調(diào)節(jié)運行參數(shù)以增加燃燒穩(wěn)定性。例如，EGR量可以被減少。然而，在某些實施例中，方法400可以包括在執(zhí)行清除循環(huán)之前等待，直到車輛以高燃燒穩(wěn)定性運行，而不是命令調(diào)節(jié)運行參數(shù)以增加燃燒穩(wěn)定性。
[0058]一旦車輛以高燃燒穩(wěn)定性運行，方法400進行到步驟408以關(guān)閉增壓空氣冷卻器的入口中的閥，以使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第二體積。相比于當閥響應于冷凝形成值而關(guān)閉時，在清除循環(huán)期間，閥可以以此方式被控制以避免將冷凝物突然去除到發(fā)動機。這可以包括，在步驟410中緩慢傾斜關(guān)閉的閥。閥可以被緩慢閉合以逐漸增加進氣速率，而不是快速移動閥并引起經(jīng)過增壓空氣冷卻器的進氣速率快速增加。這樣，冷凝物可以被逐漸地引導至發(fā)動機?？商鎿Q地或額外地，在步驟412中閥可以在打開和關(guān)閉位置之間切換，以便清除小段的(in short bursts)冷凝物,而不是一個大量的冷凝物。關(guān)閉閥以避免突然去除冷凝物的其它機制也是可能的。
[0059]在步驟414，清除循環(huán)完成后(例如，閥已經(jīng)關(guān)閉閾值時間量之后)，閥返回到打開位置，并且如以上所述，閥位置的控制繼續(xù)基于冷凝形成值。
[0060]因此，以上關(guān)于圖3和圖4所描述的方法提供基于進氣露點和增壓空氣冷卻器溫度之間的差值，選擇性地使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第一體積或第二體積，第二體積是第一體積的一部分。使進氣路經(jīng)第一體積包括打開增壓空氣冷卻器的入口中的閥，并且使進氣路經(jīng)第二體積包括關(guān)閉增壓空氣冷卻器的入口中的閥。當露點和增壓空氣冷卻器溫度之間的差值低于閾值時，可以使進氣路經(jīng)第一體積。當差值超過閾值時，可以使進氣路經(jīng)第二體積。第二體積被包含在第一體積內(nèi)，使得第一體積包含第二體積及額外的體積。
[0061]該方法也提供當冷凝形成值低于閾值時，經(jīng)由增壓空氣冷卻器的第一體積冷卻進氣，并且當冷凝形成值高于閾值時，經(jīng)由增壓空氣冷卻器的第二體積冷卻進氣，第二體積是第一體積的子區(qū)域。通過第一體積冷卻進氣包括打開增壓空氣冷卻器的入口中的閥，并且通過第二體積冷卻進氣包括關(guān)閉增壓空氣冷卻器的入口中的閥。多個冷卻管可以位于增壓空氣冷卻器內(nèi)，并且第一體積可以包含基本全部冷卻管。第二體積可以包含少于一半的冷卻管。在某些實施例中，冷凝形成值可以基于質(zhì)量空氣流量、環(huán)境溫度、增壓空氣冷卻器出口溫度、濕度及EGR量被估計。在其他實施例中，冷凝形成值可以基于發(fā)動機負載和增壓空氣冷卻器出口溫度被估計。增壓空氣冷卻器的入口中的閥可以在低發(fā)動機負載下被打開，以便對進氣提供最大冷卻。在較高負載下，例如中等負載，閥可以被關(guān)閉以防止冷凝積聚。在最大負載下，閥可以被打開以對進氣提供最大冷卻。
[0062]以上所描述的系統(tǒng)和方法提供基于增壓空氣冷卻器內(nèi)的冷凝狀況打開或閉合增壓空氣冷卻器閥。當閥關(guān)閉時，通過增壓空氣冷卻器的氣流被限制為較小體積。該減少的通過增壓空氣冷卻器的氣流可能導致扭矩擾動，因為比期望的空氣量更少的空氣量被傳送至發(fā)動機進氣口。為了補償通過增壓空氣冷卻器的氣流的變化，另外的運行參數(shù)可以被調(diào)節(jié)以保持所要求的扭矩。
[0063]圖5是圖示說明方法500的流程圖，方法500用于響應于增壓空氣冷卻器閥的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)另外的運行參數(shù)。方法500可以通過控制器12根據(jù)存儲在其中的指令而被執(zhí)行。方法500包括，在步驟502確定發(fā)動機運行參數(shù)。發(fā)動機運行參數(shù)可以包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載、發(fā)動機溫度、增壓空氣冷卻器閥的位置、增壓空氣冷卻器內(nèi)的冷凝狀況以及其它參數(shù)。
[0064]在步驟504，進氣歧管節(jié)氣門位置和渦輪增壓器廢氣門位置可以基于期望的扭矩和增壓水平被調(diào)節(jié)。如以上關(guān)于圖1所說明的，節(jié)氣門(例如，節(jié)氣門21)可以根據(jù)操作者的要求被調(diào)節(jié)以便傳遞期望的扭矩，并且廢氣門(例如，廢氣門26)位置可以基于通過渦輪增壓器渦輪的質(zhì)量空氣流量被調(diào)節(jié)，以便保持期望的增壓水平和/或防止渦輪增壓器喘振或超速事件。
[0065]在步驟506，方法500包括確定增壓空氣冷卻器閥(例如閥210)當前是否關(guān)閉。確定增壓空氣冷卻器閥是否關(guān)閉可以包括確定增壓空氣冷卻器是否即將被關(guān)閉，例如通過確定工況是否指示閥將被關(guān)閉，或是否已經(jīng)發(fā)送命令關(guān)閉閥。如之前所說明的，當增壓空氣冷卻器中的狀況指示冷凝可以在增壓空氣冷卻器中積聚時，增壓空氣冷卻器閥可以被關(guān)閉。另外，增壓空氣冷卻器閥可以響應于其它參數(shù)被關(guān)閉，例如壓縮機喘振，在下文中結(jié)合圖6和圖7說明。
[0066]如果增壓空氣冷卻器閥正在被關(guān)閉，則方法500進行到步驟508以協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)另外的參數(shù)以保持扭矩。調(diào)節(jié)另外的參數(shù)可以包括在步驟510調(diào)節(jié)節(jié)氣門位置。如以上所說明的，初始節(jié)氣門位置可以基于駕駛員要求的扭矩被設(shè)定。在一個示例中，當增壓空氣冷卻器閥關(guān)閉時，節(jié)氣門可以被調(diào)節(jié)為處于較少受限的位置(例如，打開更多)，以便防止對進氣裝置的氣流的進一步限制。調(diào)節(jié)另外的參數(shù)也可以包括在步驟512調(diào)節(jié)廢氣門位置。在某些情況下，通過增壓空氣冷卻器的所減少的氣流可以通過增加增壓壓力被補償。例如，增壓壓力可以通過關(guān)閉廢氣門以便弓I導全部排氣通過渦輪、增加進氣壓縮而被增加。在步驟514，調(diào)節(jié)另外的參數(shù)可以包括延遲點火正時。如果由關(guān)閉增壓空氣冷卻器閥而引起的扭矩擾動沒有通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門和廢氣門被補償，則點火正時可以被調(diào)節(jié)以進一步控制扭矩量。在某些實施例中，點火正時可以在增壓空氣冷卻器關(guān)閉前被延遲，并且在閥已經(jīng)關(guān)閉后提前返回至預定的正時。
[0067]返回至步驟506，如果確定增壓空氣冷卻器沒有關(guān)閉或沒有即將關(guān)閉，則方法500進行到步驟516，確定增壓空氣冷卻器閥是否打開(或者閥是否即將打開)。如果閥打開，則方法500進行到步驟518以協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)運行參數(shù)以保持扭矩。當閥打開時，比期望空氣量更大的空氣量可以流至進氣口，引起扭矩增加。為了將扭矩保持在駕駛員要求的水平，可以調(diào)節(jié)額外的運行參數(shù)以及增壓空氣冷卻器閥的打開。調(diào)節(jié)的參數(shù)可以包括在步驟520調(diào)節(jié)節(jié)氣門，在步驟522調(diào)節(jié)廢氣門，并且在步驟524提前點火正時。在一個示例中，節(jié)氣門可以被關(guān)閉并且廢氣門可以被打開，以抵消由增壓空氣冷卻器閥打開而引起的扭矩增加。關(guān)閉節(jié)氣門、打開廢氣門和提前點火正時可以在增壓空氣冷卻器閥打開之前執(zhí)行，或者可以在閥打開時執(zhí)行。
[0068]返回到步驟516，如果確定增壓空氣冷卻器閥沒有打開或沒有即將打開，則方法500進行到步驟526，以基于期望的扭矩和增壓水平繼續(xù)調(diào)節(jié)節(jié)氣門和廢氣門位置。如果閥沒有打開或閉合而是處于在穩(wěn)定位置，則不存在來自增壓空氣冷卻器的扭矩擾動，并且因此節(jié)氣門和廢氣門可以分別基于扭矩和增壓水平被調(diào)節(jié)，而不是被調(diào)節(jié)以引起來自增壓空氣冷卻器的氣流擾動。然后方法500返回。[0069]雖然以上所列舉的示例包括響應于增壓空氣冷卻器閥關(guān)閉而打開節(jié)氣門和關(guān)閉廢氣門，但在某些情況下，當增壓空氣冷卻器閥關(guān)閉時節(jié)氣門可以關(guān)閉和/或廢氣門可以打開。例如，在瞬態(tài)操作事件(例如減小發(fā)動機負載)期間，節(jié)氣門可以被短暫關(guān)閉以在瞬態(tài)事件期間傳遞所要求的空氣流量。類似地，在某些情況下，當增壓空氣冷卻器閥打開時節(jié)氣門可以打開和/或廢氣門可以關(guān)閉。
[0070]因此，方法500提供一種發(fā)動機方法，該方法包括增加通過增壓空氣冷卻器的進氣流速，并且響應于增加的進氣流速協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)一個或更多個進氣歧管節(jié)氣門和渦輪增壓器廢氣門的位置以保持扭矩。增加進氣流速可以包括關(guān)閉設(shè)置在增壓空氣冷卻器的入口中的閥，以引導空氣流通過增壓空氣冷卻器的子區(qū)域，并且協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)一個或更多個進氣歧管節(jié)氣門和渦輪增壓器廢氣門的位置可以包括當閥關(guān)閉時打開進氣歧管節(jié)氣門和關(guān)閉渦輪增壓器廢氣門中的一個或更多個。進氣流速可以響應于增壓空氣冷卻器內(nèi)的估計冷凝形成值而增加，并且冷凝形成值可以基于質(zhì)量空氣流量、環(huán)境溫度、增壓空氣冷卻器出口溫度以及EGR量而被估計。
[0071]進一步地，當估計冷凝形成值低于閾值時，閥可以打開以引導空氣流通過增壓空氣冷卻器的整個區(qū)域，并且當閥打開時，進氣歧管節(jié)氣門可以關(guān)閉并且渦輪增壓器廢氣門可以打開。點火正時可以在閥關(guān)閉之前或關(guān)閉時被調(diào)節(jié)。
[0072]在另一個實施例中，發(fā)動機方法包括基于進氣露點和增壓空氣冷卻器溫度之間的差值，選擇性地使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第一體積或第二體積，第二體積是第一體積的一部分，并且進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第一體積和第二體積之間時，調(diào)節(jié)進氣歧管節(jié)氣門和渦輪增壓器廢氣門位置中的一個或更多個以保持扭矩。
[0073]當差值大于閾值時，可以使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第一體積，并且當差值小于閾值時，可以使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第二體積。為了使空氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第一體積，設(shè)置在增壓空氣冷卻器的入口中的閥可以被打開，并且設(shè)置在增壓空氣冷卻器的入口中的閥可以被關(guān)閉以使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第二體積。當關(guān)閉閥時，進氣歧管節(jié)氣門可以打開并且渦輪增壓器廢氣門可以關(guān)閉，并且當打開閥時，節(jié)氣門可以關(guān)閉并且廢氣門打開。
[0074]在進一步的實施例中，發(fā)動機方法包括當冷凝形成值低于閾值時，通過打開設(shè)置在增壓空氣冷卻器的入口中的閥經(jīng)由增壓空氣冷卻器的第一體積冷卻進氣，并且當冷凝形成值高于閾值時，通過關(guān)閉閥經(jīng)由增壓空氣冷卻器的第二體積冷卻進氣，第二體積是第一體積的子區(qū)域。當閥打開或關(guān)閉時，進氣歧管節(jié)氣門和渦輪增壓器廢氣門中的一個或更多個可以被協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)以保持扭矩。與以上實施例類似，當閥關(guān)閉時，節(jié)氣門可以打開并且廢氣門可以關(guān)閉，當閥打開時，節(jié)氣門可以關(guān)閉并且廢氣門可以打開。
[0075]如以上所說明的，增壓空氣冷卻器閥可以響應于壓縮機運行在喘振區(qū)域而被調(diào)節(jié)。壓縮機喘振可以產(chǎn)生于通過壓縮機的低氣流，在某些條件下，例如駕駛員松油門事件，經(jīng)過壓縮機的流速和壓力比可以波動至可能導致噪聲擾動的水平，并且在更嚴重的情況下，可能導致性能問題和壓縮機損壞。為了緩解此類喘振事件，當壓縮機運行在接近喘振水平時，壓縮機下游的體積可以通過關(guān)閉增壓空氣冷卻器閥而被減少。
[0076]圖6是圖示說明方法600的流程圖，方法600用于響應于壓縮機運行在喘振區(qū)域而調(diào)節(jié)增壓壓縮機閥(例如閥210)。如此處所使用的和下面將詳細說明的，術(shù)語“喘振區(qū)域”包括導致喘振(例如，超過喘振水平)的壓縮機運行點，以及接近喘振水平但沒有導致喘振(但是當小氣流波動發(fā)生時可以將壓縮機推向喘振)的運行點。此外，如果預計壓縮機將進入喘振或當轉(zhuǎn)入下一個所要求的運行點時，壓縮機可以被認為運行在喘振區(qū)域。方法600可以通過控制器12執(zhí)行。
[0077]在步驟602，方法600包括確定發(fā)動機運行參數(shù)，例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載、增壓壓力、通過壓縮機的質(zhì)量空氣流量、壓縮機壓力比等。在步驟604，確定增壓空氣冷卻器的出口溫度是否低于閾值。如果溫度不低于閾值，則方法600進行到步驟606以打開增壓空氣冷卻器閥。當增壓空氣冷卻器出口處的溫度超過高溫度閾值時，閥可以打開以提供最大氣流，并且因此通過增壓空氣冷卻器提供最大冷卻。
[0078]如果增壓空氣冷卻器出口溫度低于閾值，則方法600進行到步驟608以確定壓縮機當前是否運行在或預計運行在喘振區(qū)域。壓縮機的喘振區(qū)域是壓縮機壓力比(例如，增壓壓力)和通過壓縮機的氣流的函數(shù)。壓力比和通過壓縮機的氣流可以映射至壓縮機運行圖，壓縮機運行圖指示壓縮機是否運行在喘振?？商鎿Q地，壓縮機運行在喘振區(qū)域可以基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載而被確定。進一步地，即使壓縮機目前沒有運行在喘振，可以基于下一個要求的運行點預示隨后運行在喘振。例如，如果松油門事件或發(fā)動機轉(zhuǎn)速或負載的其他降低已經(jīng)發(fā)生，可以預測通過壓縮機的氣流將減少，并且因此可以估計壓縮機將運行在喘振區(qū)域。
[0079]示例壓縮機運行圖700被描述在圖7中。通過壓縮機的流速被描繪在X-軸上，而壓縮機的壓力比被描繪在y-軸上。示例喘振線通過直線702指示。喘振線702左側(cè)的壓力-流量坐標為喘振區(qū)域704，其條件是足夠低的流量和足夠高的壓力以引起壓縮機喘振。另外，剛剛到喘振線702右側(cè)的壓力-流量坐標可能也處于喘振區(qū)域704，因為它們可能太接近喘振線，使得壓縮機流量的小幅波動可能導致壓縮機喘振，并且因此當壓力-流量坐標處于此區(qū)域內(nèi)時，可以采取主動措施以防止喘振。不在喘振區(qū)域704內(nèi)的所有壓縮機運行點可以是非喘振區(qū)域。圖700的喘振線和喘振區(qū)域作為示例示出，因為各種渦輪增壓器的喘振區(qū)域可以不同，這取決于渦輪增壓器的參數(shù)，例如尺寸。
[0080]在一個示例中，在點706所指示的壓力比為2.5并且流速為5磅質(zhì)量/分鐘處,喘振可能發(fā)生。為了避免喘振，通過壓縮機的流速可以被增加至達到喘振線，例如流速可以被增加大約4磅質(zhì)量/分鐘到9磅質(zhì)量/分鐘以避免喘振?？商鎿Q地或額外地，為了防止喘振，一個或更多個壓縮機再循環(huán)閥(CRV)可以打開和/或增壓空氣冷卻器閥可以關(guān)閉，如下面所說明的。
[0081]返回到圖6所示的方法600，如果在步驟608確定壓縮機運行在喘振區(qū)域或者如果預計壓縮機將要運行在喘振區(qū)域，則方法600進行到步驟610以打開CRV以便增加通過壓縮機的氣流。在步驟612，確定壓縮機是否仍然運行在或預計將運行在喘振區(qū)域。如果是，則方法600進行到步驟614以閉合增壓空氣冷卻器閥。通過關(guān)閉增壓空氣冷卻器閥，壓縮機下游的體積被減小，這可以降低壓縮機在給定的工況下喘振的傾向。如果壓縮機不再運行在或不再預計運行在喘振區(qū)域內(nèi)，則方法600進行到步驟616，這將在下面討論。
[0082]返回到步驟608，如果確定壓縮機沒有運行在喘振區(qū)域，則方法600進行到步驟616以估計冷凝形成值，如以上所討論的。在步驟618，增壓空氣冷卻器閥可以基于估計的冷凝形成值被調(diào)節(jié)。例如，如果冷凝值超過閾值，則閥可以關(guān)閉，并且如果冷凝值低于閾值，則閥可以打開。如果增壓空氣冷卻器閥打開，例如，壓縮機下游的體積的變化可以增加壓縮機喘振的傾向。因此，在步驟620，如果增壓空氣冷卻器閥的調(diào)節(jié)將壓縮機推向喘振，則CRV可以打開。CRV可以包括多個限制水平，使得它可以以連續(xù)變化的方式打開。CRV的位置可以與增壓空氣冷卻器的體積變化相配合，以降低壓縮機壓力比并增加氣流以防止喘振。可替換地，CRV可以是僅能打開或關(guān)閉的開/關(guān)閥，并且模型可以被用于預測壓縮機何時將達到喘振區(qū)域，并且CRV可以基于模型預測的喘振運行而打開。在某些實施例中，只有當壓縮機能夠在CRV打開的情況下滿足發(fā)動機增壓要求時，CRV才可以被打開。另外，在某些實施例中，喘振控制可以進一步通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門提供，并且通過調(diào)節(jié)點火正時、曲軸位置等保持所要求的扭矩。然后方法600返回。
[0083]雖然方法600在CRV已經(jīng)打開后調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器以控制喘振，但其他的安排是可能的。例如，增壓空氣冷卻器閥可以在壓縮機運行在喘振區(qū)域的任何時間被調(diào)節(jié)，并且CRV閥可以只有當壓縮機仍運行在喘振區(qū)域時被調(diào)節(jié)。在另一個示例中，當運行在喘振區(qū)域被檢測到時，CRV和增壓空氣冷卻器閥兩者可以以協(xié)調(diào)的方式被調(diào)節(jié)。進一步地，在某些情況下，增壓空氣冷卻器閥可以被調(diào)節(jié)以提供避免喘振和冷凝控制兩者。例如，如果冷凝狀況指示增壓空氣冷卻器閥將要被關(guān)閉并且如果壓縮機運行在喘振，則作為CRV的替代或除CRV以外，還可以優(yōu)先調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器閥。相反地，如果壓縮機運行在喘振而冷凝狀況指示增壓空氣冷卻器閥將打開，則CRV可以首先被用于控制喘振，并且如果壓縮機仍然運行在喘振，則增壓空氣冷卻器閥可以關(guān)閉?？刂破骺梢员慌渲脼閷淠芾?、喘振控制和發(fā)動機氣流以及冷卻要求進行優(yōu)先排序以便確定增壓空氣冷卻器閥是打開還是關(guān)閉。
[0084]因此，方法600提供一種發(fā)動機方法，該方法包括在第一條件下，基于壓縮機喘振條件調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器的體積，并且在第二條件下，基于增壓空氣冷卻器內(nèi)的估計冷凝形成值調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器的體積。在某些實施例中，第一和第二條件可以相互排斥，使得增壓空氣冷卻器體積僅基于壓縮機喘振條件或僅基于冷凝形成值被調(diào)節(jié)。這些條件可以包括當前的或預測的壓縮機運行在喘振區(qū)域作為第一條件，和壓縮機運行在非喘振區(qū)域作為第二條件。然而，在其它實施例中，第一和第二條件可以不相互排斥。
[0085]增壓空氣冷卻器的體積可以通過調(diào)節(jié)設(shè)置在增壓空氣冷卻器的入口中的增壓空氣冷卻器閥而被調(diào)節(jié)。例如，當估計的冷凝形成值低于閾值時，增壓空氣冷卻器閥可以打開以引導氣流通過增壓空氣冷卻器的整個區(qū)域，并且當估計的冷凝形成值高于閾值時，增壓空氣冷卻器閥可以關(guān)閉以引導氣流通過增壓空氣冷卻器的子區(qū)域。在另一個示例中，在當前或預測的壓縮機運行處于喘振區(qū)域內(nèi)時，增壓空氣冷卻器的體積可以通過關(guān)閉增壓空氣冷卻器閥而減小。
[0086]當增壓空氣冷卻器閥被調(diào)節(jié)時，壓縮機再循環(huán)閥可以被調(diào)節(jié)。如果增壓空氣冷卻器閥的位置基于估計的冷凝形成值被調(diào)節(jié)，則壓縮機再循環(huán)閥的位置可以被調(diào)節(jié)以避免壓縮機喘振。在某些條件下，調(diào)節(jié)增壓空氣冷卻器閥以防止喘振和/或控制冷凝可以被取代。例如，如果增壓空氣冷卻器出口溫度高于閾值，則增壓空氣冷卻器閥可以打開，以便對增壓氣體提供最大冷卻。
[0087]將意識到的是，本文公開的構(gòu)造和方法本質(zhì)上是示例性的，并且這些具體實施例并不被認為是限制性的，因為多種變化是可能的。例如，以上技術(shù)可以被應用于V-6、L-4、L-6、V-12、對置4缸以及其它發(fā)動機類型。本公開的主題包括本文公開的各種系統(tǒng)和構(gòu)造以及其他特征、功能和/或?qū)傩缘乃行路f和非顯而易見的組合和子組合。
[0088]隨附的權(quán)利要求具體指出被認為新穎和非顯而易見的某些組合及子組合。這些權(quán)利要求可以涉及“一個”元件或“第一”元件或其等價物。這種權(quán)利要求應當被理解為包含一個或更多個這種元件的組合，既不要求也不排除兩個或更多個這種元件。所公開的特征、功能、元件和/或?qū)傩缘钠渌M合和子組合可以通過修改本權(quán)利要求或通過在本申請或相關(guān)申請中提出新的權(quán)利要求而被要求保護。這種權(quán)利要求，不管在范圍上比原權(quán)利要求更寬、更窄、相同或不同，都認為被包含在本公開的主題內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機方法，其包括: 增加通過增壓空氣冷卻器的進氣流速；以及 響應于所述增加的進氣流速，協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)進氣歧管節(jié)氣門和渦輪增壓器廢氣門中的一個或多個的位置以保持扭矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機方法，其中增加進氣流速進一步包括關(guān)閉設(shè)置在所述增壓空氣冷卻器的入口中的閥，以引導氣流通過所述增壓空氣冷卻器的子區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機方法，其中協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)所述進氣歧管節(jié)氣門和所述渦輪增壓器廢氣門中的一個或多個的位置進一步包括當所述閥關(guān)閉時打開所述進氣歧管節(jié)氣門和關(guān)閉所述渦輪增壓器廢氣門中的一個或多個。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機方法，其中所述進氣流速響應于所述增壓空氣冷卻器內(nèi)的估計的冷凝形成值而被增加，所述冷凝形成值基于質(zhì)量空氣流量、環(huán)境溫度、增壓空氣冷卻器出口溫度和EGR量被估計。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機方法，其中響應于所述增壓空氣冷卻器內(nèi)的所述估計的冷凝形成值增加通過所述增壓空氣冷卻器的進氣流速進一步包括響應于所述估計的冷凝形成值高于閾值而增加進氣流速。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機方法，其進一步包括，當所述估計的冷凝形成值低于閾值時，打開所述閥以引導氣流通過所述增壓空氣冷卻器的整個區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機方法，其進一步包括當所述閥打開時關(guān)閉所述進氣歧管節(jié)氣門和打開所述渦輪增壓器廢氣門。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動機方法，其進一步包括在打開或關(guān)閉所述閥之前調(diào)節(jié)點火正時。
9.一種發(fā)動機方法，其包括: 基于進氣露點和增壓空氣冷卻器溫度之間的差值，選擇性地使進氣路經(jīng)增壓空氣冷卻器的第一體積或第二體積，所述第二體積是所述第一體積的一部分；以及 當所述進氣路經(jīng)所述增壓空氣冷卻器的所述第一體積和第二體積之間時，調(diào)節(jié)進氣歧管節(jié)氣門和渦輪增壓器廢氣門中的一個或多個的位置以保持扭矩。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)動機方法，其進一步包括當所述差值大于閾值時使進氣路經(jīng)所述增壓空氣冷卻器的所述第一體積。
【文檔編號】F02B29/04GK103628972SQ201310363229
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月20日
【發(fā)明者】C·P·格盧格拉, C·A·科克里爾, S·S·山田, P·A·法比安, J·H·巴克蘭 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司