發動機控制系統和方法

2023-08-01 20:21:01 2

發動機控制系統和方法
【專利摘要】本發明提供了用於從增壓空氣冷卻器向發動機進氣抽取凝結物同時減少與水分吸入有關的失火事件的方法和系統。在抽取期間，根據每個循環抽取的凝結物的量調節火花正時。當在踩加速器踏板期間與主動清除程序期間抽取凝結物時，不同地調節火花正時。
【專利說明】發動機控制系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及發動機控制系統和方法。
【背景技術】
[0002]發動機可以通過利用壓縮進入空氣的增壓裝置增加輸出功率。由於進氣壓縮增加空氣溫度，因此在壓縮機的下遊可以用增壓空氣冷卻器來冷卻被壓縮的空氣，進一步增加發動機的潛在的功率輸出。當進入空氣通過增壓空氣冷卻器並且被冷卻到低於露點時，發生凝結。凝結物可以聚集在收集器並且其後以控制的速率被提供給運行的發動機。但是，水分引進到發動機中能夠增加失火事件的可能性。發動機控制系統可能必須採用各種爆震和失火控制方法來解決爆震。
[0003]用於解決溼度引起燃燒問題的一種示範性方法由Sasaki等人公開在US2011/0303178中。其中，爆震界限點火正時根據燃料辛烷含量與基本燃料辛烷含量之間的偏差以及環境溼度與基本環境溼度(之間)的偏差來調節。這使得由於燃料辛烷含量的突然變化和高環境溼度引起的失火事件發生能夠減少。

【發明內容】

[0004]但是本文的發明人已經認識到這種方法的潛在問題。即便在調節點火正時的情況下，也可能發生失火事件。具體說，凝結物形成可以涉及各種因素，包括但不限於，環境溼度。可以影響在增壓空氣冷卻器中的凝結物形成的其他因素包括，例如，質量空氣流量、環境溫度、增壓空氣冷卻器出口溫度、環境溫度、增壓空氣冷卻器對環境壓力比、EGR等。此外，凝結物形成和凝結物抽取可以影響進氣歧管溼度。因此，可能存在當環境溼度低但是進氣歧管溼度高的情況。如果在這種情況期間根據環境溼度調節火花點火正時，吸入的凝結物能夠減慢燃燒的燃燒速度，並且能夠使燃燒效率變差。同樣，可能存在當環境溼度高但進氣歧管溼度低的情況。如果在這種情況期間根據環境溼度調節火花正時，燃燒效率也會再次降低並且爆震事件的頻率會增加。
[0005]在一個例子中，上述一些問題可以通過用於增壓發動機的方法來解決，包括根據環境溼度將火花正時從初始設置調節到最終設置，該調節基於增壓空氣冷卻器中的凝結物的量的改變。以這種方式，當冷卻器儲存或抽取凝結物時增壓空氣冷卻器中的凝結物時能夠減少爆震和失火。
[0006]作為一個例子，在當凝結物被儲存在增壓空氣冷卻器中時的狀態期間，可以延遲臨界爆震界限和火花正時。因此，由於凝結物被儲存在增壓空氣冷卻器，引起的進氣歧管溼度可以低於環境溼度。所施加的火花延遲的量可以基於該由此引起的進氣歧管溼度和環境溼度之差。通過應用該火花延遲，可以降低在儲存期間產生的爆震的可能性並且能夠提高燃燒穩定性。作為另一個例子，在當從該增壓空氣冷卻器向發動機進氣釋放凝結物期間，可以提前臨界爆震界限和火花正時(或延遲減少)。結果，由於凝結物從增壓空氣冷卻器釋放，由此引起的進氣歧管溼度可以高於環境溼度。所施加的火花提前的量可以基於該由此引起的進氣歧管溼度和環境溼度之差。通過施加火花提前，提高在抽取期間的爆震容限和燃燒穩定性。比較而言，在增壓空氣冷卻器的穩定狀態期間，當凝結物量基本上不變化時，可以保持火花正時。
[0007]以這種方式，可以根據在增壓空氣冷卻器儲存或從增壓空氣冷卻器釋放凝結物的量所引起的進氣歧管的溼度的改變進行火花調節。通過在抽取凝結物時提前臨界爆震界限和火花正時，從該抽取增加的進氣歧管溼度能夠有利地用於限制爆震。通過在存儲凝結物時延遲臨界爆震界限和火花正時能夠提高燃燒穩定性。總的說來，可以實現凝結物的控制而不降低發動機性能。
[0008]在另一個例子中，一種用於增壓發動機的方法，包括:在第一狀態期間，當進氣歧管溼度高於環境溼度時，將火花正時提前到MBT ;在第二狀態期間，當進氣歧管溼度低於環境溼度時，從MBT延遲火花正時；並且在第三狀態期間，當進氣歧管溼度為環境溼度時，將火花正時保持在MBT。
[0009]在另一個例子中，該第一狀態包括從增壓空氣冷卻器向發動機進氣歧管抽取凝結物；其中該第二狀態包括在增壓空氣冷卻器中儲存凝結物；並且其中該第三狀態包括在增壓空氣冷卻器中凝結物量處於穩定狀態。
[0010]在另一個例子中，在第一狀態期間，火花提前的量基於轉矩差，並且在第二狀態期間，火花延遲的量基於轉矩差。
[0011 ] 在另一個例子中，環境溼度由增壓空氣冷卻器上遊的進氣通道中的第一傳感器估測，並且其中該進氣歧管溼度由增壓空氣冷卻器下遊的進氣通道中的第二傳感器估測。
[0012]在另一個例子中，一種用於增壓發動機的方法，包括響應從增壓空氣冷卻器(CAC)到發動機的凝結物流，調節火花正時。
[0013]在另一個例子中，響應凝結物流調節火花正時包括響應從CAC到發動機的凝結物的體積和速率調節火花正時。
[0014]在另一個例子中，該調節包括，在增加在CAC中的凝結物儲存期間，延遲火花正時，並且在從CAC釋放凝結物期間，提前火花正時。
[0015]在另一個例子中，延遲火花正時包括相對於當CAC中的凝結物量處於穩定狀態時的火花正時來延遲火花正時，並且其中提前火花正時包括相對於當CAC中的凝結物量處於穩定狀態時的火花正時來提前火花正時。
[0016]在另一個例子中，當CAC中的凝結物量處於穩定狀態時火花正時是在MBT。
[0017]在另一個例子中，延遲火花正時包括根據進氣歧管氧傳感器、空氣品質流率和進氣溼度傳感器其中之一或更多調節火花延遲的量；並且其中提前火花正時包括根據凝結物流率或溼度讀數調節火花正時提前的量。
[0018]在另一個例子中，從CAC到發動機的凝結物流量根據環境溫度、環境溼度、進入空氣EGR含量、質量空氣流量、增壓空氣冷卻器出口溫度、和增壓空氣冷卻器壓力對環境壓力之比的每個來估測。
[0019]應當明白，提供上面的概述是為了以簡單的形式引進選擇的構思，這種構思在其後的詳細描述中進一步描述。這並不意味著視為所要求保護主題的關鍵的或本質特徵，所要求保護主題的範圍由權利要求唯一地限定。而且，所要求保護的主題不限於解決上面或本發明的任何部分指出的任何缺點的實施方式。【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是包括增壓空氣冷卻器的示範性發動機系統的示意圖。
[0021]圖2示出用於根據工況和凝結物量從增壓空氣冷卻器(CAC)抽取凝結物的方法的高水平流程圖。
[0022]圖3示出根據本發明的實施例用於確定CAC內的凝結物量的方法的流程圖。
[0023]圖4示出用於判斷是否存在能夠實現主動的CAC清除程序的條件的方法的流程圖。
[0024]圖5示出用於執行主動的(pro-active) CAC清除程序的方法的流程圖。
[0025]圖6示出用於根據溼度和CAC中的凝結物量調節臨界爆震界限和火花點火正時的方法的流程圖。
[0026]圖7-8示出示範性凝結物抽取操作。
[0027]圖9示出響應進氣歧管溼度和CAC凝結物量調節臨界爆震界限和火花正時的圖示例子。
[0028]圖10示出在主動清除循環期間響應從增壓空氣冷卻器抽取凝結物調節火花正時的圖示例子。
[0029]圖11示出在踩加速器踏板期間響應從CAC抽取凝結物調節火花點火正時的圖示例子。
【具體實施方式】
[0030]下面的描述涉及如下系統和方法:用於從增壓空氣冷卻器(CAC)向發動機系統，例如圖1的系統，抽取凝結物，同時還響應凝結物流，調節發動機致動器，包括火花正時。響應駕駛員起動的輸入，例如踩加速器踏板狀態，可以發生CAC凝結物抽取。可選地，響應凝結物量和其他的系統變量可以進行CAC的主動凝結物清除。在兩種抽取情況下，可以調節發動機致動器以保持轉矩並改善發動機性能。發動機控制器可以構造成執行控制程序，例如圖2的程序，以估測CAC中的凝結物量，並且響應於踩加速器踏板凝結物清除或進行主動凝結物清除，同時相應地調節點火火花正時。控制器根據圖3所示的模式(方法)推知CAC中的凝結物的量。如果存在能夠實現主動CAC清除程序(圖4)的條件，則可以執行主動抽取程序(圖5)，其中通過CAC的空氣流主動增加以抽取凝結物。可選地，在踩加速器踏板期間由於增加的空氣流抽取可能發生。在抽取期間可以通過調節一系列發動機控制可以保持發動機轉矩。示範性的調節和抽取操作在圖7-8示出。這些例子強調需要用來起動並執行CAC清除循環的各種控制。根據由CAC中的凝結物的量部分地確定的進氣歧管溼度的變化，火花正時也可以由控制器調節，正如圖6詳細描述的。圖9示出根據溼度和CAC凝結物量對臨界爆震界限和火花正時的示範性調節。具有對火花正時的伴隨調節的示範性的抽取操作在圖11-12示出。
[0031]現在參考圖1，包括多個汽缸的內燃發動機10——圖1示出其中一個汽缸——由電子發動機控制器12控制。發動機10包括燃燒室(汽缸)30和具有設置在其中的活塞36的汽缸壁32，並且活塞36連接於曲軸40。燃燒室30被示出通過相應的進氣門52和排氣門54與進氣歧管46和排氣歧管48連通。進氣和排氣門每個可以由進氣凸輪51和排氣凸輪53操作。排氣門54的打開和關閉時間可以經由凸輪相位器58相對於曲軸位置來調節。進氣門52的打開和關閉時間可以經由凸輪相位器59相對於曲軸位置來調節。進氣凸輪51的位置可以由凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可以由排氣凸輪傳感器57確定。以這種方式，控制器12可以通過相位器58和59控制凸輪正時。根據諸如發動機負荷和發動機速度(RPM)的各種因素可變凸輪正時(VCT)可以提前或延遲。
[0032]燃料噴嘴66被示出設置成將燃料直接噴射到汽缸30中，對於本領域的技術人員來說這就是通常所說的直接噴射。可選地，燃料可以噴射到進氣口，對於本領域的技術人員來說這就是通常所說的進氣道噴射。燃料噴嘴66與來自控制器12的信號的脈衝寬度FPW成比例地提供液體燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵、和燃料軌(未示出)的燃料系統(未示出)提供給燃料噴嘴66。從響應控制器12的驅動器68供給燃料噴嘴66操作電流。在一個例子中，高壓雙級燃料系統用來產生較高燃料壓力。此外，進氣歧管46被示出與可選的電子節氣門62連接，該電子節氣門62調節節氣門板64的位置以控制來自進氣增壓室44的空氣流。壓縮機162從進氣口 42吸入空氣以供給進氣增壓室44。排氣旋轉渦輪164連接於壓縮增壓室44中的空氣的壓縮機162。可以提供各種設置以驅動壓縮機。對於機械增壓器，壓縮機162可以至少由發動機和/或電機部分地驅動，並且可以不包括渦輪。因此，通過渦輪增壓器或機械增壓器提供給發動機的一個或更多汽缸的壓縮量可以通過控制器12改變。當渦輪增壓器廢氣門171處於打開狀態時，渦輪增壓器廢氣門171是允許排氣經由旁通通道173旁通渦輪164的閥。當廢氣門171處於完全關閉位置時，基本上所有的排氣通過渦輪164。
[0033]而且，在公開的實施例中，排氣再循環(EGR)系統經由EGR通道140可以將希望的排氣部分從排氣歧管48發送到進氣增壓室44。提供給進氣增壓室44的EGR的量可以經由EGR閥172由控制器12改變。在一些條件下，EGR系統可以用來調節燃燒室中的空氣和燃料混合物的溫度。圖1示出高壓EGR系統，其中EGR從渦輪增壓器的渦輪的上遊發送到渦輪增壓器的壓縮機的下遊。在其他實施例中，發動機可以附加地或可選地包括低壓EGR系統，其中EGR從渦輪增壓器的渦輪的下遊發送到該渦輪增壓器壓縮機的上遊。正如在下面更詳細地描述的，工作時，該EGR系統可以包括來自壓縮的空氣的凝結物形成，特別是，當壓縮空氣被增壓空氣冷卻器冷卻時。具體說，作為燃燒的副產品的EGR包含大量的水分。由於EGR具有較高的溫度並且包含大量水分，露點溫度也會比較高。因此，來自EGR的凝結物形成甚至比來自壓縮空氣的凝結物的形成高得多並且將它降低到露點溫度。
[0034]進氣增壓室44還可以包括增壓空氣冷卻器(CAC) 166 (例如中間冷卻器)以降低渦輪增壓的或機械增壓的進入氣體的溫度。在一些實施例中，CAC166可以是空氣至空氣的換熱器。在其他實施例中，CAC166可以是空氣至液體的換熱器。CAC166可以包括閥，以響應在增壓空氣冷卻器中的冷凝物形成選擇地調節通過增壓空氣冷卻器166的進入空氣的流動速度。
[0035]來自壓縮機162的熱增壓空氣進入CAC166的進口，當它通過該CAC166時被冷卻，並且然後離開以通過節氣門62並且進入發動機進氣歧管46中。來自車輛外面的環境空氣流可以通過車輛前端進入發動機10並且通過CAC，以幫助冷卻該增壓空氣。當環境溫度下降時或者在潮溼或多雨的氣候條件期間可以形成凝結物並聚集在CAC中，其中增壓空氣被冷卻到低於水的露點。當增壓空氣包括再循環排氣時，凝結物可以變成酸性的並且腐蝕CAC殼體。該腐蝕能夠導致空氣充氣、大氣和水對空氣冷卻器的情況下的可能的冷卻劑之間的洩漏。為了減少凝結物的聚集和腐蝕的危險，凝結物可以收集在CAC的底部，並且然後在選擇的發動機運行狀態期間，例如在加速事件期間，被抽取到發動機中。但是，如果凝結物在加速事件期間被立刻引進到發動機中，由於水的吸入可能存在增加發動機失火或燃燒不穩定的機會(以延遲的/緩慢的燃燒的形式)。因此，正如在本文中參考圖2-5詳細地說明的，凝結物可以在控制的條件下從CAC抽取到發動機。這種控制的抽取可以幫助減少發動機失火事件的可能性。在一個例子中，在踩加速器踏板狀態期間凝結物可以利用增加的空氣流從CAC抽取。在另一個例子中，在控制發動機致動器以保持轉矩要求時通過增加到發動機進氣的空氣流可以從CAC主動/前攝地抽取凝結物。
[0036]無分配器點火系統88響應控制器12通過火花塞92為燃燒室30提供點火火花。通用排氣氧(UEGO)傳感器126被示出在渦輪164的上遊連接於排氣歧管48。可選地，雙態排氣氧傳感器可以代替UEGO傳感器126。
[0037]在一些實例中，發動機可以連接於混合動力車輛的電機/蓄電池系統。混合動力車輛可以具有並聯的結構、串聯的結構、或其變化或組合。而且，在一些實例中，可以採用其他的發動機結構，例如，柴油發動機。
[0038]在運行期間，發動機10內的每個汽缸通常進行四個衝程循環:該循環包括進氣衝程、壓縮衝程、膨脹衝程和排氣衝程。在進氣衝程期間，一般而言，排氣門54關閉而進氣門52打開。空氣經由進氣歧管46引進到燃燒室30，並且活塞36運動到汽缸底部以便增大燃燒室30內的容積。在活塞36接近汽缸底部並且在其衝程的末尾(例如，當燃燒室30在其最大容積時)的位置通常被本領域的技術人員叫做下止點(BDC)。在壓縮衝程期間，進氣門52和排氣門54都關閉。活塞36朝著汽缸蓋運動以便壓縮燃燒室30內的空氣。在活塞36處在其衝程末尾並且最接近汽缸蓋(例如，當燃燒室30處在最小容積時)的位置通常被本領域的技術人員叫做上止點(TDC)。在其後叫做噴射的過程中，燃料被引進燃燒室中。在其後叫做點火的過程中，噴射的燃料通過諸如火花塞92的已知的點火裝置被點火，導致燃燒。火花點火正時可以被控制使得火花發生在製造商規定的時間之前(提前)或之後(延遲)。例如，火花正時可以從最大制動轉矩(MBT)正時延遲以控制發動機爆震，或在高溼度條件下提前。具體說，考慮到緩慢燃燒速度MBT可以提前。在膨脹衝程期間，膨脹的氣體將活塞向後推到BDC。曲軸40將活塞的移動轉換成旋轉軸的旋轉轉矩。曲軸40可以用來驅動交流發電機168。最後，在排氣衝程期間，排氣門54打開以將燃燒過的空氣燃料混合物釋放到排氣歧管48並且活塞返回到TDC。應當指出，上面僅僅作為一個例子描述，並且進氣和排氣門的打開和/或關閉正時可以變化，例如，提供正的或負的門重疊、延遲進氣門關閉或各種其他例子。
[0039]在圖1中控制器12被示出為常規的微型計算機，包括:微處理單元102、輸入/輸出埠 104、示為只讀存儲器106的用於可執行程序和校正值的電子存儲介質、隨機存取存儲器108、保活存儲器110和常規的數據總線。控制器12被示出接收來自連接於發動機10的傳感器的各種信號，除了上面提到的那些信號之外，還包括:來自連接於冷卻水套114的溫度傳感器112的發動機冷卻劑溫度(ECT);連接於加速器踏板130用於檢測由車輛駕駛員132施加的力的踏板位置傳感器134 ;來自連接於進氣歧管46的壓力傳感器122的發動機歧管絕對壓力(MAP)的測量；來自壓力傳感器123的增壓壓力(Boost)的測量；來自質量空氣流傳感器120的質量空氣流(MAF)的測量；來自傳感器5的節氣門位置(TP)測量；以及來自溫度傳感器124的增壓空氣冷卻器166的出口的溫度。用於被處理器12處理的氣壓也可以被感測(傳感器沒有示出)。在本發明的優選方面，發動機位置傳感器118產生表面點火感測信號(PIP)。對於曲軸的每一轉這產生預定數目的等間隔脈衝，由此能夠確定發動機的速度(RPM)。應當指出，可以用上述傳感器的各種組合，例如沒有MAP傳感器的MAF傳感器，反之亦然。在化學計量運行期間，MAP傳感器可以給出發動機轉矩的指示。而且，這個傳感器與檢測的發動機速度一起能夠提供引進汽缸的進氣(包括空氣)的估測。也可以存在未示出的其他傳感器，例如，用於在增壓空氣冷卻器的進口確定進入空氣速度的傳感器，以及其他傳感器。
[0040]還有，控制器12可以與各種致動器連接，可包括發動機致動器，例如，燃料噴嘴、電子控制的進入空氣節氣門板、火花塞、凸輪等。可以控制各種發動機致動器以提供或保持由車輛駕駛員132規定的轉矩要求。這些致動器可以調節某些發動機控制參數，包括:可變凸輪正時、空氣燃料比(AFR)、交流發電機負載、火花正時、節氣門位置等。例如，當從踏板位置傳感器134指示PP增加時(例如，在踩加速器踏板期間)，轉矩要求被增加。
[0041]響應踩加速器踏板，控制器12可以增加節氣門62的打開，增加進入空氣流。正如本文中在圖2和圖11詳細說明的，在踩加速器踏板期間可得到的增加的空氣流可以有利地用來將凝結物從CAC抽取到發動機進氣。在抽取期間通過燃燒相位調整火花正時調節可以同時用來保持轉矩。
[0042]在一些實施例中，質量空氣流的增加，例如響應CAC中的凝結物的量，可以由系統而不是車輛駕駛員起動。例如，可以指示從CAC抽取凝結物，要求增加通過CAC的質量空氣流。在這種情況下，儘管空氣流增加，發動機轉矩可能需要保持不變。在這裡，可以調節發動機致動器以保持請求的轉矩要求。例如，通過相對於MBT延遲或提前火花正時，可以減小轉矩以補償在清除程序期間的空氣流的(主動)增加。在另一個實例中，在主動清除程序期間延遲或提前VCT可以用來減少轉矩。在一些實施例中，調節AFR稀於或濃於RBT (針對最佳轉矩的濃化程度)可以在較大的節氣門打開時減少功率輸出，有助於保持轉矩要求。還有，增加交流發電機負載可以提供轉矩補償。具有電機的車輛(例如混合動力車輛)能夠增加交流發動機到較大的程度，因為它們可以具有較大的工作範圍。
[0043]返回到圖1，在一些例子中，儲存介質只讀存儲器106可以用計算機可讀的數據和預期到但未具體列出的其他變量編程，計算機可讀的數據表示由微處理器單元102可執行的用於進行下面所描述的方法的指令。示範性的方法在本文中參考圖2-6進行描述。
[0044]轉向圖2，圖2示出在保持希望的轉矩水平的同時，用於在踩加速器踏板或主動凝結物清除程序期間從CAC抽取凝結物的示範性的方法200。選擇可以基於車輛工況和CAC凝結物量。通過在踩加速器踏板期間執行清除程序，在踩加速器踏板時增加的空氣流可以用來抽取凝結物。在其他狀態期間，空氣流可以主動地增加以能夠完成抽取。
[0045]在202，方法200包括估測和/或測量發動機工況。這可以包括駕駛員轉矩要求(根據踏板位置)、發動機速度(Ne )和負荷、ECT、增壓、環境溫度、MAF、MAP、EGR量、空氣-燃料比(A/F)、環境溼度、環境壓力、BP、發動機溫度、排氣催化劑溫度、CAC狀態(進口和出口溫度、進口和出口壓力、通過該CAC的流動速度等)以及其他參數。在204，根據發動機工況和轉矩要求該程序調節一個或更多發動機致動器設置。被調節的致動器設置可以包括，例如，可變凸輪正時(VCT)、AFR、節氣門打開、火花正時等。
[0046]在206，方法200包括確定CAC中的凝結物水平。這可以包括從多個傳感器檢索諸如環境空氣溫度、環境空氣溼度、進口和出口增壓空氣溫度、以及進口和出口增壓空氣壓力並且利用這些變量確定CAC中的凝結物的量。在一個例子中，在208，在CAC中的凝結物水平基於根據環境溫度、CAC出口溫度、質量流量、溼度等計算CAC內的凝結物形成的速度的模型(在圖3中詳細地示出)。在另一個例子中，在210，冷凝形成值映射到CAC出口溫度和CAC壓力對環境壓力之比。在一個可選的例子中，冷凝形成值可以映射到CAC出口溫度和發動機負荷。發動機負荷可以是空氣品質、轉矩、加速器踏板位置和節氣門位置的函數，並且因此可以提供通過CAC的空氣流動速度的指示。例如，中等發動機負荷與較冷的CAC出口溫度的組合可以指示由於CAC的冷表面和較低進氣流動速度引起的高冷凝形成值。在一個例子中，該映射可以包括環境溫度的調節器/調節項(modifier)。在另一個例子中，CAC對環境壓力的壓力比可以用來估測冷凝形成。其中，發動機負荷可以正常化並且在進氣歧管中(節氣門後面)估測，所以其可能為低於CAC中的壓力。
[0047]在212，方法200判斷在CAC中凝結物儲存是否增加。也就是，可以判斷在CAC的凝結物的量(或凝結物水平)是否隨著時間增加。如果凝結物儲存增加，則在214，在增加凝結物儲存期間該程序包括延遲火花點火，以便控制爆震。方法200從212和214繼續以在216判斷CAC凝結物量是否高於閾值Tl。該閾值Tl可以反映凝結物的量，高於它時，發動機的吸入可以引起失火事件。如果CAC凝結物量不高於閾值Tl，則該程序在218判斷CAC凝結物量是否處在穩定狀態條件(例如，凝結物量不增加或減少)。如果CAC凝結物量處於穩定狀態，則該程序在220將點火正時維持在MBT。如果CAC凝結物量不是處在穩定狀態，則程序結束。
[0048]返回到216，如果凝結物量高於閾值Tl，則程序在222判斷是否存在踩加速器踏板情況。在一個例子中，踩加速器踏板情況可以根據節氣門變化或質量空氣流量變化推知。在另一個例子中，踩加速器踏板情況可以根據車輛駕駛員施加加速器踏板和踏板位置被移動超過閾值位置(或閾值量)來推知。作為又一個例子，當車輛加速時踩加速器踏板情況可以被推知。如果存在踩加速器踏板，在224在踩加速器踏板期間凝結物從CAC抽取到發動機進氣歧管中。具體說，根據踏板位置的變化增加到進氣歧管的空氣流以便增加轉矩(由車輛駕駛員請求)。此外，在引進抽取循環的踩加速器踏板期間在224該程序提前火花正時以在減少由凝結物吸入引起的失火事件的同時能夠提供希望的轉矩。在另一個例子中，不提前火花正時而是限制火花延遲的量。
[0049]如果在222確定沒有踩加速器踏板情況，則該方法可以進行主動凝結物清除程序，以在226從CAC抽取凝結物。這可以包括在保持轉矩的同時增加到進氣歧管的空氣流(而不對應踏板位置的變化)，以抽取凝結物。在226的抽取循環期間可以延遲火花正時，以減少由於增加空氣流產生的轉矩，因而在抽取期間能夠保持發動機轉矩。正如在圖4詳細地示出的，在開始主動凝結物清除程序之前可以被評價的附加的狀況可以包括確定燃燒穩定性和空氣流在預定的排出(blow-off)空氣流水平範圍內。以這種方式，如果不滿足穩定燃燒條件，即便凝結物量高於閾值並且空氣流在排出空氣流水平範圍內，可以不執行主動CAC清除程序。關於主動清除循環的細節在圖5示出，在下面進一步說明。
[0050]圖3示出用於估測儲存在CAC內的凝結物的量的方法300。根據相對於閾值的在CAC的凝結物的量，可以開始凝結物抽取程序，例如圖2所討論的程序。
[0051]該方法在302通過確定發動機工況開始。如在202 —樣，發動機工況可以包括環境狀況、CAC狀況、質量空氣流量、EGR流量、發動機速度和負荷、增壓等。接著，在304，該程序判斷環境溼度是否已知。在一個例子中，根據連接於發動機的溼度傳感器的輸出可以知道環境溼度。如果不知道溼度(例如，如果發動機不包括溼度傳感器)，在306溼度可以設置為100%。但是，如果溼度是已知的，在308由溼度傳感器提供的該已知的溼度值可以用作溼度設置
[0052]環境溫度和溼度可以用來確定進入空氣的露點，該露點還可以受進入空氣中的EGR量的影響(例如EGR可以具有與來自大氣的空氣不同的溼度和溫度)。露點和CAC出口溫度之間的差表示在該冷卻器內是否將形成冷凝，並且質量空氣流可以影響在該冷卻器內實際上聚集多少冷凝。在310，一種算法可以作為CAC出口溫度和壓力的函數計算CAC出口的飽和蒸氣壓。然後在312該算法計算在該飽和蒸汽壓下的水分的質量。最後，通過從環境空氣中的水分的質量減去在CAC出口的飽和蒸氣壓狀態下的水分的質量在314確定在CAC出口的冷凝形成速率。通過在316確定凝結物測量之間的時間量，在318方法300可以確定從最後一次測量以來在CAC內的凝結物的量。測量之間的時間量可以基於發動機工況或外部氣候狀況。例如，如果存在可以增加凝結物形成的條件，例如下雨，則測量之間的時間可以縮短以更好地跟蹤凝結物形成。在另一個例子中，如果CAC中的凝結物量達到凝結物抽取的閾值量，則凝結物測量之間的時間可以較短。可選地，如果CAC中的凝結物的量較低或不存在凝結物形成條件(例如高溼度)則在316測量之間的時間可以增加。在又一個實例中，測量可以採用固定的預定時間間隔。在一個例子中，形成為空氣流量質量速率的一部分的凝結物形成的估測將比實際狀況的可能變化更快地被採樣。即使以每個採樣0.5秒的速率，為了在凝結物形成期間以影響燃燒的水平跟蹤凝結物，也可以進行充分的估測。通過將318估測的凝結物值加到前面的凝結物值，然後在320減去從最後的程序以來的任何凝結物損失(即，例如，通過抽取程序除去的凝結物的量)，在322計算在CAC中的當前的凝結物量。如果CAC出口溫度高於露點，凝結物損失可以假定為零。可選地，高於露點的凝結物損失可以通過蒸發來跟蹤。
[0053]除了確定CAC中的凝結物的量之外，方法300可以用來確定從CAC到發動機進氣歧管的凝結物流。例如，CAC可以處在三種狀態。在第一種狀態，可以儲存凝結物使得凝結物量(在322確定的)增加。例如，如果在318的凝結物量或在314的冷凝形成速率是正值，可以認為CAC中的凝結物量增加。在這裡，水分可以通過CAC從空氣循環除去並且儲存在該CAC中。因此，在這種狀態期間，由於從循環的空氣中除去水分，進入進氣歧管的(在通過CAC之後)的空氣的溼度可以低於(進入CAC的)環境空氣的溼度。
[0054]在第二種狀態，CAC可以將凝結物從CAC釋放(例如，抽取)到發動機進氣歧管，因此凝結物量減少。例如，如果在318的凝結物量或在314的冷凝形成速率是負值，可以認為CAC中的凝結物量減少。在這裡，已經存儲在CAC中的水分可以釋放到進氣歧管中。因此，在這種狀態期間，由於從CAC除去水，進入進氣歧管的(在通過CAC之後)的空氣的溼度可以高於(進入CAC的)環境空氣的溼度。在這裡，釋放可以或者由於空氣品質速度或者由於蒸發引起的。在速率減小與空氣流成線性關係的情況下，當流率高於閾值時，凝結物儲存減少或凝結物除去可以作為空氣品質流率的函數發生。因此，水釋放的蒸發部分以非常低的速率發生，並且只在不形成凝結物的長期穩態巡航狀況下在確定凝結物儲存減少時才被考慮。
[0055]在第三種狀態，CAC可以處在該CAC中的凝結物量基本不變(即，既不增加也不減少)的穩態。例如，如果在318的凝結物量或在314的冷凝形成速率處於零或大約為零，可以認為凝結物量處在穩定狀態。在穩定狀態期間，進氣歧管溼度可以與環境溼度基本相同。
[0056]現在轉向圖4，圖4示出用於判斷是否可以進行主動CAC清除程序的方法400。具體說，方法400判斷是否出現能夠進行主動CAC清除程序(其中通過CAC的空氣流主動增加而沒有對應的轉矩增加)而在水分吸入期間不引起失火的條件。
[0057]方法400包括，在402，判斷是否滿足能夠進行清除程序的發動機工況。這包括，例如，用於穩定燃燒條件的運行要求。用於穩定燃燒的運行要求可以包括，例如，發動機冷卻劑溫度高於閾值，火花延遲在閾值內，VCT延遲不大於閾值，EGR量低於閾值，以及燃料量在預定的水平內。如果這些條件不滿足，由於燃燒穩定性可能受影響，可以不進行主動CAC清除程序。響應於條件不被滿足，該程序進行到408，在408，在不進行主動清除程序的情況下可以進行若干步驟以能夠實現抽取CAC凝結物。
[0058]作為一個例子，在410，發動機控制器可以採取措施以減少在CAC的凝結物形成，例如通過調節CAC效率。可以通過利用格柵系統或冷卻風扇來調節CAC效率(例如減少)。例如，可以減少格柵的打開以減少外部冷空氣流通過CAC並且減小CAC效率。
[0059]在另一個例子中，在412，控制器可以調節一個或更多發動機運行參數或致動器以提高或增加發動機燃燒穩定性。例如，在凝結物吸入期間可以減少或限制施加的火花延遲的量。當提高燃燒穩定性後，可以重新開始圖4的程序以便當燃燒穩定性在閾值範圍內時能夠進行CAC清除程序。
[0060]在又一個例子中，在414，控制器可以等待直到主動CAC清除條件(正如在前面在402詳細說明的)被滿足。也就是，主動凝結物清除程序可以延遲直到在402所選擇的發動機條件被滿足。可選地，如果由於空氣流條件不滿足(即，空氣流不在406的閾值範圍內)而不起動清除程序，則控制器可以等待並且延遲CAC清除程序，直到空氣流條件被滿足(SP，直到空氣流在閾值範圍內)。
[0061]控制器可以至少根據在CAC內的凝結物的量在408選擇所述可選方案(410-414)其中之一。例如，如果較大量的(例如多於閾值量)凝結物已經聚集在CAC內，或凝結物形成的速率較高(例如，高於閾值速率)，可能需要更快地進行清除過程。在這種情況下，系統可以選擇主動調節發動機工況，而不是延遲清除程序的開始直到該條件依靠其自己被滿足。在一些例子中，該程序可以米用方案410-414的若干個。例如,在408,控制器可以執行一個或更多另外的措施以減少凝結物形成(例如，經由減少CAC效率並且因而減少在CAC的凝結物形成的格柵調節)，並且調節發動機工況以增加燃燒穩定性。
[0062]返回到402，如果能夠實現清除程序的發動機條件被滿足，在404，該程序確定合適的凝結物閾值(Tl)和空氣流閾值(T2和T3)。因此，當聚集在CAC的凝結物高於第一閾值Tl時，可以表示對CAC清除程序的需要。這個第一(凝結物)閾值Tl可以根據車輛工況而變化，包括例如，燃燒速度、發動機溫度和火花正時。在一些情況下，當發動機燃燒速度較快時，發動機可以允許較大量的凝結物被排出CAC。因此，當燃燒速度較高和/或發動機溫度較高時，第一(凝結物)閾值Tl可以設置成較高的值。相反，當燃燒速度較慢和/或發動機溫度較低時，第一(凝結物)閾值Tl可以設置成較低的值。在另一個例子中，當火花延遲增加時，第一(凝結物)閾值Tl可以減小。因此，當火花點火正時不延遲時第一(凝結物)閾值Tl可以具有較高的值，並且當火花點火正時延遲時具有較低的值。通過根據火花正時調節該凝結物閾值，可以減少在凝結物抽取期間的失火事件。在一個例子中，作為空氣品質流的函數的凝結物吸入的速度可以是主要(例如，支配的)因素，除非閾值量足夠低使得任何吸入速度都不引起失火。同樣，可以作為吸入速度的函數或根據來自進氣氧傳感器的反饋調節火花正時。
[0063]在404也可以設置空氣流閾值T2和T3，使得通過CAC並進入發動機進氣口的空氣流在排出的空氣流水平的範圍內。該排出的空氣流水平可以定義為在清除過程期間需要從CAC清除一定量的凝結物所需要的空氣流的量。因此，在404，該程序既根據CAC中凝結物的量確定排出的空氣流水平，又確定使能清除的空氣流閾值。例如，空氣流閾值可以定義成使得:I空氣流-T2 I <T3。在這個方程中，T2可以是排出的空氣流水平，空氣流是通過CAC並且進入發動機進氣歧管的當前的空氣流，而T3是設置的空氣流閾值的值。換句話說，只有如果通過CAC的空氣流高於或低於排出的空氣流水平T2的量小於該設置的空氣流閾值T3時，才可以啟動清除程序。也就是說，空氣流可能需要在下端由閾值T2-T3限定且上端由閾值T2+T3限定的範圍內。以這種方式，在抽取期間控制通過控制器的空氣流，以便能夠控制凝結物的排出。當空氣品質增加高於最小閾值時該排出可以是低於閾值的零並且是空氣品質的百分比。這允許緩慢地進行排出並且減少發動機失火的可能性或發動機性能的變差。空氣流閾值T3可以設置成以便在整個清除過程中保持燃燒穩定性。可選地，不是設置總的水平，而是設置吸入的閾值速度。於是吸入速度通過控制空氣流率(例如，通過限制(clip)空氣品質流率直到凝結物被抽取)來控制。為了保持燃燒穩定性，以在整個抽取過程中保持轉矩要求被改變的參數可以需要保持在一定的閾值內。這些參數可以包括火花正時、交流發電機載荷、VCT和AFR。因此，為了燃燒穩定性，T3可以設置成使得這些參數不增加或減少超過其閾值。例如，閾值T3可以設置成以便火花延遲不增加到高於可以引起燃燒不穩定性的程度。
[0064]在所有的凝結物和空氣流閾值被確定之後，在406方法400檢驗當前的凝結物和空氣流水平是否在這些閾值內。例如，該程序檢查在方法300確定的凝結物量是否高於閾值Tl。該程序也可以檢查空氣流是否在閾值範圍內，也就是，I空氣流-T2 I <T3。如果這兩個條件被滿足，程序繼續進行到416，在416，啟動CAC清除程序。這個清除程序的細節在圖5中概述並且在下面進一步討論。但是，如果在406不滿足這些條件，則程序返回到408，在408，如上面所討論的，進行一個或幾個動作。例如，該程序可以包括等待直到空氣流在414所規定的閾值內。
[0065]圖5示出用於進行CAC的主動清除程序的方法500。方法500可以由控制器12根據儲存在其中的指令來執行。方法500包括，在502，確定排出CAC中的凝結物所需要的空氣流增加。這可以從由方法300計算的CAC中的凝結物的量和對應排出的空氣流水平(如上面關於圖4所討論的閾值T2)來確定。該方法繼續進行到504，以確定用於在502所確定空氣流增加所需要的轉矩補償。由於空氣流的增加不是由於踏板位置變化或車輛駕駛員請求增加轉矩要求引起的，因此在這裡需要轉矩補償。相反，由於空氣流的增加是為了將凝結物從CAC排出到發動機中。因此，當空氣流水平增加時，可以要求較大的轉矩補償，以允許保持總的發動機轉矩。在506，控制器增加通過CAC規定量的空氣流，同時調節一個或更多發動機致動器以保持發動機轉矩。通過增加經由進氣歧管的質量空氣流量和延遲火花提前可以增加通過CAC的空氣流，以保持轉矩輸出。在一個例子中，增加通過進氣節氣門的空氣流將增加到發動機進氣歧管的空氣流。因此，通過在增加空氣流的同時調節發動機致動器，可以減少總的轉矩，使得在凝結物抽取循環期間能夠保持實際的轉矩要求。
[0066]調節發動機致動器以保持轉矩可以包括在508調節交流發電機載荷。例如，增加作用在發動機上的交流發電機載荷可以減少轉矩，補償增加的發動機空氣流。作用在發動機上的交流發電機載荷可以通過調節交流發電機線圈電流來增加。調節致動器也可以包括在510調節火花延遲。在一個例子中，增加火花延遲(即，將火花延遲到更加遠離MBT)可以減少轉矩並且有助於保持請求的轉矩要求。可選地，在512，調節致動器可以包括調節VCT。在一些實施例中，延遲VCT可以減少轉矩，補償發動機空氣流的增加。在又一個實例中，調節致動器可以包括在514調節空氣燃料比(AFR)。具體說，燃料變稀可以用來增加AFR，在較大的節氣門打開下減少功率輸出。因此，在一個例子中，增加AFR可以補償進入發動機的進氣歧管的增加的空氣流並且有助於保持轉矩。
[0067]在一些實施例中，上述參數的組合可以被調節以補償空氣流增加並且保持轉矩。在其他實施例中，根據其對燃燒穩定性的影響，對於這些調節參數可以採用優先等級。例如，增加交流發電機載荷可以不增加燃燒不穩定性到與VCT或火花調節可達到的同樣的程度。因此，在506，優先等級可以包括首先調節交流發電機載荷並且然後(如果要求進一步轉矩減少)繼續調節火花正時、VCT和/或AFR。在一些實施例中，可以設置激發器(trigger)以繼續到該等級中的下一個參數。例如，交流發電機載荷可以初始地用來減少轉矩，並且在最大交流發電機載荷已經作用在發動機上之後，該激發器可以設置成使得利用VCT、火花正時或AFR調節滿足剩餘的轉矩減少。該優先等級的順序也可以根據發動機工況和諸如車輛速度、車輛運行模式、蓄電池充電狀態等的其他車輛工況改變。在主動清除程序期間進行的示範性致動器調節在本文中將參考圖7-8進行詳細說明。
[0068]在進行所有的調節以能夠在506進行CAC清除程序之後，在516方法500參考閾值T4檢查凝結物量。如果CAC中的凝結物量已經被充分地抽取並且少於T4，則在520結束抽取循環並且所有發動機致動器和參數返回到其原來的設置(或到根據當前轉矩請求的修改的設置)。這些參數可以包括空氣流、火花正時、VCT、節氣門位置、AFR以及交流發電機載荷。但是，如果CAC中的凝結物的量不少於閾值T4，則在518清除循環繼續從CAC抽取凝結物。
[0069]在另一個實施例中，不是根據CAC中的凝結物的量結束抽取程序，而是可以根據從開始該抽取程序以來過去的閾值時間結束該清除程序。例如，當抽取程序開始時在506計時器可以開始並且響應在計時器上設置的時間量已經過去在516可以設置結束抽取循環的信號。在計時器上監控的閾值持續時間(在本文中也叫做循環時間)可以根據發動機工況和CAC中的凝結物的量進行調節。具體說，在一個例子中，響應CAC中的較大量的凝結物，可以允許經過較長的閾值持續時間。
[0070]因此，在從CAC抽取凝結物期間(例如在踩加速器踏板期間的抽取或在主動清除程序期間的抽取)引進發動機中的水分可以增加失火事件的可能性。在一個例子中，這可以通過在凝結物抽取(清除循環)期間和/或在凝結物儲存期間調節火花正時來解決。正如在本文中關於圖6詳細說明的，初始的臨界爆震界限可以根據環境溼度來設置。該初始的臨界設置也可以包括從MBT的初始火花延遲量。來自CAC的凝結物的流(在儲存和抽取期間)可以相對於環境溼度改變進氣歧管的溼度。因此，在凝結物抽取期間進氣歧管溼度和CAC凝結物流動狀態可以用來改變這些初始的設置，以減少發動機失火事件並且保持轉矩。
[0071]現在轉向圖6，圖6示出用於根據環境溼度和CAC中的凝結物量調節臨界爆震界限和火花正時的示範性方法600。方法600包括，在602，確定發動機進氣歧管溼度。在一個例子中，進氣歧管溼度可以從發動機進氣歧管氧傳感器精確地確定。在另一個例子中，溼度可以在減速燃料停止事件(DFSO)期間通過下遊催化劑UEGO確定。但是，當凝結物被吸入時這種裝置可能不能足夠快速地響應以進行火花調節。在又一個例子中，進氣溼度可以根據發動機工況、CAC中的凝結物儲存水平以及來自CAC的凝結物流(例如，量、流速等)(正如在前面的方法300中確定的)進行估測。在604，進氣歧管溼度與環境溼度進行比較。如果在604進氣歧管溼度大於環境溼度，在606該程序提前臨界爆震界限。具體說，爆震界限可以提前以利用增加發動機上的溼度帶來的減少爆震的效果。該程序然後在凝結物抽取期間(即，在減少CAC中的凝結物量期間)朝著MBT或改變的臨界爆震界限提前火花正時。例如，在由於踩加速器踏板的凝結物清除循環期間，當凝結物開始抽取到發動機進氣歧管時，該進氣歧管溼度可以高於環境溼度。在這種情況下，火花正時可以朝著MBT或新的臨界爆震界限提前通過初始的臨界爆震設置。在凝結物清除循環期間可以調節火花提前的量以保持發動機轉矩。例如，火花提前的量可以基於踏板位置、發動機速度和/或節氣門位置。於是經由火花提前的轉矩減少可以作為火花從MBT火花提前多少的函數來確定。附加地或可替換地，可以利用來自曲軸加速的閉合迴路反饋，從而如果燃燒速度緩慢則提前火花並且根據來自爆震傳感器的臨界反饋限制火花提前。
[0072]如果在604進氣歧管溼度不大於環境溼度，於是在610，可以判斷進氣歧管溼度是否小於環境溼度。如果是，在612該程序延遲該臨界爆震界限。具體說，該爆震界限可以延遲以補償減小的溼度對發動機爆震的影響。然後在凝結物儲存期間(也就是，在增加CAC中的凝結物量期間)該程序延遲火花正時至修正的臨界爆震界限。例如，在增加在CAC中的凝結物量(儲存)的周期期間，火花正時可以從初始的火花延遲的量延遲到最終的較大的火花延遲的量。在凝結物儲存期間可以調節火花延遲的量以保持發動機轉矩。
[0073]在610如果進氣歧管的溼度不低於環境溼度,於是在616可以確定進氣歧管溼度與環境溼度基本相同。因此，在穩定狀態的CAC的凝結物量期間，其中凝結物量既不增加也不減少而是保持基本相同，該進氣歧管溼度與環境溼度基本相同。如果進氣歧管溼度與環境溼度基本相同，在618該程序保持初始的臨界爆震界限。於是，在620，在穩定狀態的CAC的凝結物量期間，火花正時保持在鄰界爆震界限。在對鄰界爆震界限和火花正時進行全部調節之後，該程序結束。
[0074]圖7示出利用在前面在圖2-5中所示的方法的主動CAC清除程序的圖示例子。在整個時間上(沿著X軸)曲線圖700用曲線702示出發動機空氣流的例子，用曲線704示出火花正時，用曲線706示出節氣門打開，用曲線708示出可變凸輪正時(VCT)，用曲線710示出增壓空氣冷卻器凝結物量(CAC CL)，用曲線712示出踏板位置(PP)，以及用曲線714示出發動機轉矩。在這個例子中，響應CAC凝結物量發動機空氣流增加，起動包括調節火花正時的清除(抽取)過程以保持發動機轉矩。[0075]在tl之前，在PP(712)、轉矩(714)、VCT(708)、節氣門打開(706)、火花正時(704)以及發動機空氣流(702)保持比較恆定的同時CAC凝結物量(CAC CL)增加(710)。在時間tl，正如通過增加踏板位置(712)所指示的，響應踩加速器踏板車輛加速。結果，為了滿足增加轉矩要求，節氣門打開增加(706)，增加發動機空氣流(702)和轉矩(714)。在時間t2，發動機空氣流(702)增加到高於閾值T2，該閾值T2對應於CAC排出空氣流水平(也就是，高於它的CAC凝結物可以被排出到發動機進氣口中的空氣流水平)。因此在t2，當發動機空氣流減少低於T2時，CAC凝結物量(710)以速率Rl開始減少直到時間t3。。在踩加速器踏板期間(以716示出)凝結物排出的第一個例子不引起發動機失火，因為凝結物的量比較少(在閾值量Tl以下)。因此閾值量Tl可以對應於觸發主動清除循環的凝結物的量。應當明白，在可選的實施例中，凝結物量減少的速率(Rl)可以是用於失火控制的因素。但是，如果凝結物的總量足夠小，減少的速率可以不是失火控制的因素。因此，為了控制吸入速度，通過調節節氣門空氣流的變化速度可以減慢。但是，這可以導致車輛駕駛員經受實際的和感覺的性能/加速的不同。應當明白如果車輛是混合式應用，電機轉矩可以用來形成或提供總的駕駛員要求的轉矩，同時保持發動機的空氣流或凝結物的變化速率。在這種情況下混合動力的電動機將輸出轉矩代替吸收轉矩(例如可以用來主動清除以增加發動機空氣流)。
[0076]在時間t3之後，在例子700中當時間前進時，CAC凝結物量開始增加直到時間t4，當它達到閾值水平Tl (710)時。在這一點，發動機空氣流在下閾值T5和上閾值T2之間，因此I空氣流-T2 I < T3 (702)。在這個例子中，T3是凝結物排出量T2和空氣流閾值T5之間的差。由於發動機空氣流在設置的閾值範圍內(即小於上閾值T2但是高於下閾值T5)，並且CAC中的凝結物量高於閾值Tl，因此主動CAC清除程序被起動。因此在t4 (706)節氣門打開增加，增加發動機空氣流到高於閾值T2 (702)。在同時，控制器增加火花延遲較大的量ASl (704)，以便在整個清除過程期間(714)保持發動機轉矩要求。CAC中的凝結物量以速率R2 (710)開始緩慢地下降。在這個利用主動程序(在718示出)的第二凝結物抽取期間，抽取速率R2小於抽取速率Rl (在前面716的抽取操作期間)，因為發動機空氣流在較低水平(在718上的L2和在716上的LI)。發動機空氣流(702)、火花正時(704)和轉矩(714)保持穩定直到時間t5，當CAC中的凝結物量減少到閾值量T4 (710)時。結束該清除過程並且將所有的參數返回到其在先的或當前的請求的設置。
[0077]關於圖7，在t4起動的CAC清除過程(在718示出)根據工況可以用許多不同的方式進行。在一個所示的例子中，轉矩補償通過僅僅調節單個發動機運行參數來實現，具體說，僅僅通過增加火花延遲(704)來實現。通過延遲火花正時，儘管增加空氣流但是轉矩保持恆定。因此，車輛駕駛員意識不到車輛性能的任何變化並且操作性能不受影響。但是，在另一個例子中，轉矩補償可以通過調節不同的發動機致動器的組合來進行，正如在前面關於圖5所討論的(在506)。這些致動器可以調節發動機控制，例如交流發電機載荷、火花正時、VCT和AFR。具體說，在清除程序期間可以同時調節若干個這些參數以保持轉矩要求。這種抽取程序的例子在圖8中示出。
[0078]圖8示出在圖2-5所示的該方法另一個圖示例子800。在整個時間上，曲線圖800再一次以802示出發動機空氣流的例子，用曲線804示出火花正時，用曲線806示出節氣門打開，用曲線808示出可變凸輪正時(VCT)，用曲線810示出增壓空氣冷卻器凝結物量(CACCL)，用曲線812示出踏板位置(PP)，以及用曲線814示出發動機轉矩。響應CAC凝結物量發動機空氣流增加，起動包括調節火花正時和VCT的清除過程以保持發動機轉矩。
[0079]曲線圖800以與曲線圖700相同的方式進行，直到t4。在t4，CAC中的凝結物量達到閾值Tl (810)並且空氣流水平在T5和T2之間(802)。結果，CAC清除過程被起動。在t4節氣門打開增加(806 )，增加發動機空氣流高於T2 (802 )。在同時，控制器調節參數的組合以在整個清除過程中保持轉矩。
[0080]與僅僅調節火花正時的例子700不一樣，在例子800中控制器調節火花正時和VCT。在t4，火花正時延遲較小的量A S2(804)(其小於在例子700中施加的火花延遲A SI)。在這裡，由於在例子800中VCT也延遲(見曲線808)，火花正時可以延遲到較小的程度。也就是說，通過利用伴隨的VCT調節，在抽取程序期間施加的火花延遲的量可以減小。在其他的例子中，除了這些參數之外或與這些參數結合，可以實現交流發電機載荷和/或AFR的增力口。在t5，抽取過程結束並且所有的參數返回到其在先的或當前請求的設置。
[0081]圖9示出用於根據環境溼度和CAC中的凝結物量調節臨界爆震界限和火花正時的方法600的圖示的例子。示例曲線圖900用曲線904示出對臨界爆震界限的調節，用曲線902示出火花正時，用曲線906示出發動機進氣歧管溼度的變化，以及用曲線910示出CAC凝結物量。
[0082]在tl之前，凝結物可以儲存在CAC。由於連續地將水分從進氣中抽取到增壓空氣冷卻器中，進氣歧管溼度(906)低於環境溼度(908)。在這個時間期間，CAC以第一狀態工作，其中凝結物量增加(910)，表示凝結物儲存在CAC中。響應進氣歧管溼度低於環境溼度，該臨界爆震界限可以延遲(904)以補償可以由低進氣歧管溼度產生的增加的爆震效果。此夕卜，在這個第一狀態期間，火花正時從MBT延遲到改變的臨界爆震界限。
[0083]在時間tl，儲存在CAC的凝結物的量可以增加高於閾值。響應踩加速器踏板可以進行CAC抽取。由於連續地從增壓空氣冷卻器除去水分到發動機進氣中，進氣歧管溼度(906)增加高於環境溼度(908)。進氣歧管溼度保持高於環境溼度直到時間t2。在這段時間期間，CAC以第二狀態工作，其中由於抽取(CAC清除)循環凝結物量減少(910)。響應進氣歧管溼度高於環境溼度，臨界爆震界限可以提前(904)以利用可以由較高的進氣歧管溼度引起的爆震減少效果。此外，響應凝結物抽取，控制器將火花正時提前到MBT。
[0084]在時間t2之後，進氣歧管溼度(906)可以基本上處於環境溼度(908)或大致處在環境溼度。因此，臨界爆震界限返回到MBT(904)。在這裡，在時間t2之後CAC可以以第三狀態工作，其中凝結物量處在穩定狀態(910)。在第三狀態期間，控制器將火花正時保持在MBT (902)。
[0085]以這種方式，在CAC儲存凝結物期間可以延遲臨界爆震界限和火花正時，而在從CAC釋放凝結物期間可以提前臨界爆震界限和火花正時。通過響應來自CAC的水分吸入調節臨界爆震界限和火花正時，能夠減少由於水分吸入引起的發動機失火事件和轉矩損失。
[0086]現在轉向圖10和11，兩個圖示實例示出用於對於兩種不同的駕駛條件響應從增壓空氣冷卻器抽取凝結物調節火花正時。在圖10中，在主動清除循環期間從CAC抽取凝結物。在踏板位置被保持低於閾值(即，不是踩加速器踏板狀態)時，這種清除循環響應CAC中的凝結物量而被起動。曲線圖1000用曲線1002示出踏板位置(PP)，用曲線1004示出到進氣歧管的空氣流，用曲線1006示出凝結物抽取，並且用曲線1008示出火花正時(火花)。
[0087]在tl之前，無凝結物抽取可以進行，例如，在CAC的凝結物量少於閾值量。在時間tl，響應凝結物量增加高於閾值，啟動凝結物抽取程序。具體說，啟動主動抽取程序。因此，為了抽取凝結物，到空氣進氣歧管的空氣流增加(例如高於排出的空氣流水平)，如曲線1004所示。在這裡，響應CAC中的凝結物量空氣流增加。也就是，即便踏板位置保持低於閾值(1002)並且沒有收到來自車輛駕駛員的增加轉矩的要求，空氣流也增加。空氣流的增加能夠實現從CAC抽取凝結物(1006 )。由於凝結物抽取根據凝結物量和空氣流閾值由控制方法(方法400)起動，因此每個發動機循環抽取較低的凝結物量，而且抽取進行較長的持續時間。響應以較低的抽取速率(也就是，每個循環較低的抽取量)的延長的凝結物抽取，火花正時從MBT延遲(1008)。在這裡，火花延遲用來保持發動機轉矩恆定不變。在時間t2，由於返回的凝結物量低於閾值因此完成凝結物清除循環。因此，在t2，空氣流減少並且返回到原來的設置(1004)，結束凝結物抽取(1006)。火花正時也返回到MBT (1008)。
[0088]關於圖11，通過增加踏板位置示出在踩加速器踏板期間從CAC抽取凝結物。響應由踩加速器踏板引起的到進氣歧管的空氣流的增加從CAC抽取凝結物。曲線圖1100用曲線1102示出踏板位置，用曲線1104示出到進氣歧管的空氣流(空氣流)，用曲線1106示出凝結物抽取，並且用曲線1108示出火花正時(火花)。
[0089]在tl之前，無凝結物抽取可以進行，例如，CAC的凝結物量少於閾值量。在時間tl，響應表示踩加速器踏板(1102)的踏板位置超過閾值，到進氣歧管的空氣流增加高於排出的空氣流水平(1104)。於是增加的空氣流從CAC抽取凝結物(1106)。由於凝結物抽取通過踩加速器踏板起動，在較短的時間內每個循環抽取較高的凝結物量。響應以較高抽取速率的加快的凝結物抽取(即，每個循環較高的抽取量)，火花正時被朝著MBT提前(1008)。在這裡，火花提前被用來減少失火的可能性和增加發動機轉矩。在時間t2，踏板位置減小(1102)，結束踩加速器踏板。空氣流返回到原來的較低的水平，減少凝結物抽取(1106)。火花正時也可以返回到其在先的火花延遲量(1108)。
[0090]以這種方式，根據每個循環抽取的凝結物的量調節火花正時的同時，可以將凝結物從CAC抽取到進氣歧管中。每個循環抽取的凝結物的量可以基於環境條件和發動機工況，包括環境溫度、環境溼度、進入空氣EGR含量、質量空氣流量以及CAC出口溫度。每個循環抽取的凝結物的量還可以基於踏板位置。例如，當踏板位置超過閾值位置時(例如,在踩加速器踏板期間)並且空氣品質流率增加時，每個循環抽取的凝結物的量可以增加。火花正時可以根據抽取的性質提前或延遲，例如，根據抽取是在踩加速器踏板期間還是在主動清除期間。在踩加速器踏板的例子中，當每個循環抽取的凝結物的量較高(例如，高於閾值)時，火花正時可以提前。火花提前的量可以基於踏板位置(例如，踩加速器踏板的程度)，和駕駛員轉矩要求。作為另一個例子，根據估測的凝結物吸入速率或測量的凝結物吸入速率(例如，如根據進氣氧傳感器估測的)，火花提前的量可以從基本值變化。在這裡，來自進氣氧傳感器的反饋可以提供對進氣中的水分量的估測。在另一個例子中，例如在主動CAC清除期間，在每個循環抽取的凝結物的量較低(例如，低於閾值)的情況下，在空氣流增加時火花正時可以延遲以保持發動機轉矩恆定不變。
[0091]正如在上面所描述的，通過增加到發動機進氣歧管的空氣流可以從CAC抽取凝結物。響應駕駛員起動的踩加速器踏板或周期性的主動凝結物清除循環，空氣流可以增加至凝結物排出水平。在凝結物抽取期間，可以調節發動機致動器以保持轉矩要求。發動機致動器調節可以包括調節火花正時、VCT、交流發電機載荷、以及AFR比。通過調節發動機致動器以保持轉矩要求，增加空氣流來抽取CAC可以不被車輛駕駛員注意。火花正時調節也可以基於CAC中的凝結物的量、進氣歧管溼度、環境溼度和來自CAC的凝結物的流量。具體說，在踩加速器踏板期間當CAC被抽取時可以增加火花提前，以補償可以減慢燃燒速度的較高的溼度並減少爆震的危險。通過增加火花提前，可以增強燃燒穩定性並且減少失火危險。CAC中的凝結物的量的計算也可以用來確定什麼時候需要清除循環。如果滿足所有的發動機工況和發動機空氣流閾值，則可以啟動清除循環。以這種方式，進行周期性的凝結物清除循環可以有助於防止大量的凝結物同時吸入和發動機失火。在凝結物儲存和抽取期間，通過利用各種方法調節火花正時，可以減少發動機失火。
[0092]正如本領域的技術人員將會明白的，本文描述的程序可以表示利用各種發動機致動器控制的任何數目的CAC清除過程的其中一個或更多。因此，所示的各種步驟或功能可以以所示的順序進行，同時進行，或在一些情況下可以省略。同樣，為了實現這裡所述的目的、特徵和優點，控制的次序不是必需要求的，而是為了容易示出和描述而提供。雖然沒有明確示出，但是本領域的普通技術人員將會認識到一個或更多所示的步驟或功能根據所用的特定策略可以重複地進行。
[0093]本發明的主題包括本文所公開的各種系統和結構、以及其他特徵、功能、動作、和/或性質以及其任何和所有等同物的所有新穎且非顯而易見的組合和子組合。
【權利要求】
1.一種用於增壓發動機的方法，包括: 將火花正時從基於環境溼度的初始設置調節到最終設置，所述調節基於增壓空氣冷卻器處的凝結物水平的變化。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述基於環境溼度的初始設置包括基於環境溼度的初始臨界設置，所述初始臨界設置包括從MBT的初始火花延遲量。
3.根據權利要求2所述的方法，其中調節到最終設置包括以從MBT的最終火花延遲量從所述初始臨界設置調節到最終設置。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述調節包括在降低所述增壓空氣冷卻器處的凝結物水平期間朝著MBT提前超過所述初始臨界設置，並且在提高所述增壓空氣冷卻器處的凝結物水平期間從所述初始火花延遲量延遲到最終的較大的火花延遲量。
5.根據權利要求4所述的方法，其中降低凝結物水平包括增壓空氣冷卻器凝結物抽取狀況，在該狀況中凝結物從所述增壓空氣冷卻器抽取到發動機進氣歧管。
6.根據權利要求5所述的方法，其中提高凝結物水平包括增壓空氣冷卻器凝結物儲存狀況，在該狀況中凝結物儲存在所述增壓空氣冷卻器。
7.根據權利要求6所述的方法，其中在所述提前期間，調節火花提前的量以在降低凝結物水平期間保持發動機轉矩。
8.根據權利要求6所述的方法，其中在所述延遲期間，調節最終火花延遲量以在提高凝結物水平期間保持發動機轉矩。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述在增壓空氣冷卻器處的凝結物水平的變化至少部分地從發動機進氣歧管氧傳感器推知。
10.一種用於增壓發動機的方法，包括: 在第一狀況期間，當進氣歧管溼度高於環境溼度時，提前火花正時到MBT ； 在第二狀況期間，當進氣歧管溼度低於環境溼度時，從MBT延遲火花正時； 在第三狀況期間，當進氣歧管溼度處於環境溼度時，將火花正時保持在BMT。
【文檔編號】F02P5/14GK103775195SQ201310491858
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2012年10月19日
【發明者】C·P·格盧格拉, G·蘇尼拉 申請人:福特環球技術公司