[發明專利]估算增壓空氣冷卻器的冷凝物存儲和/或釋放的方法

有效

• 申請號: 201410401920.4
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104373212B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: J·E·羅林格爾;R·R·杰茲;R·瑞斯里斯
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02B77/08
• 分類號: F02B77/08;F02D45/00;F02B29/04;F02D43/00;F02P5/04;F02D41/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本發明涉及估算增壓空氣冷卻器的冷凝物存儲和/或釋放的方法，提供了用于估算在增壓空氣冷卻器(CAC)中的水存儲的方法和系統。在一個示例中，可響應于在CAC的水存儲參數調節發動機操作，水存儲參數基于設置在CAC下游的第一氧傳感器和設置在CAC上游的第二氧傳感器的輸出。進一步地，在其中沒有冷凝物在CAC中形成的特定發動機工況期間，可診斷第一氧傳感器和第二氧傳感器的操作。

技術領域

本發明涉及估算增壓空氣冷卻器的冷凝物存儲和/或釋放的方法。

背景技術

渦輪增壓發動機和機械增壓發動機可經配置壓縮進入發動機的環境空氣，以增加功率。空氣的壓縮可導致空氣溫度的增加，因此，中間冷卻器或增壓空氣冷卻器(CAC)可用于冷卻加熱的空氣，從而增加其密度，并進一步增加發動機的潛在功率。當環境空氣溫度降低時，或在潮濕或多雨天氣條件期間，其中進氣被冷卻到低于水的露點，冷凝物可在CAC中形成。冷凝物可在CAC底部或在內部通道和冷卻湍流器中聚集。在一定的空氣流量條件下，冷凝物可排出CAC并且作為水滴進入發動機的進氣歧管。如果太多的冷凝物由發動機攝取，則可發生發動機失火和/或燃燒不穩定。

解決由于冷凝物攝取造成的發動機失火的其他嘗試包括避免冷凝物積聚。在一個示例中，CAC的冷卻效率可降低以減少冷凝物的形成。然而，本發明人在此已經認識到這種方法的潛在問題。具體地，雖然一些方法可減少或減緩CAC中冷凝物的形成，但冷凝物仍可隨著時間積聚。如果不能停止這種積聚，在加速過程中的冷凝物攝取可導致發動機失火。此外，在另一個示例中，發動機致動器可被調節以在冷凝物攝取過程中增加燃燒穩定性。在一個示例中，冷凝物攝取可基于質量空氣流率和CAC中的冷凝物的量；然而，這些參數可能不會準確地反映排出CAC并進入進氣歧管的增壓空氣中的水量。結果，發動機失火和/或不穩定的燃燒仍可發生。

發明內容

在一個示例中，通過響應于在增壓空氣冷卻器(CAC)的水存儲參數而調節發動機操作以及產生診斷的方法，可解決上述問題，所述水存儲參數基于設置在增壓空氣冷卻器下游的第一氧傳感器的輸出和設置在增壓空氣冷卻器上游的第二氧傳感器的輸出。具體地，第一氧傳感器可設置在CAC的出口，并且第二氧傳感器可設置在CAC的入口。氧傳感器可以基于排氣再循環(EGR)流量的速率在可變電壓模式和基本模式之間調節。例如，如果EGR流量大于閾值，則氧傳感器可在較短的時間內(例如，調制更頻繁)以可變電壓模式操作，以便測量在CAC的入口和出口處的增壓空氣的含氧量。發動機控制器可以使用第一氧傳感器和第二氧傳感器的輸出以確定在CAC處的水存儲參數。在一個示例中，所述水存儲參數可包括自CAC的水釋放量、自CAC的水釋放速率、在CAC中的水存儲量以及在CAC中的水存儲速率中的一個或多個。發動機控制器然后可以響應于確定的水存儲參數而調節發動機操作，以增加燃燒穩定性、降低CAC中的冷凝物的形成、和/或從CAC中排出冷凝物。結果，可降低由于水攝取導致的發動機失火以及燃燒不穩定性。

在另一個示例中，可以基于發動機工況指示第一氧傳感器和第二氧傳感器的衰退。具體地，在發動機操作期間，當小于閾值的冷凝物在增壓空氣冷卻器中形成并且小于閾值的冷凝物離開增壓空氣冷卻器時，發動機控制器可基于相對彼此的第一氧傳感器和第二氧傳感器的輸出而指示第一氧傳感器和第二氧傳感器的衰退。基于可替代的冷凝物模型和/或發動機工況，可識別小于閾值(例如，大體上沒有冷凝物)的冷凝物在CAC中形成以及離開CAC的發動機操作。在該發動機操作期間，當第一氧傳感器的輸出不在第二氧傳感器的輸出的閾值內時，控制器可指示第一氧傳感器和第二氧傳感器的一個或多個的衰退。以這種方式，可診斷氧傳感器的功能，從而增加水存儲參數估算的準確度。

應當理解，提供上述發明內容以便以簡化的形式介紹在具體實施方式中進一步描述的所選概念。這并不意味著確定所要求保護的主題的關鍵或必要特征，其范圍由隨附權利要求書唯一地限定。此外，所要求保護的主題并不限于解決上述或本公開任何部分提及的任何缺點的實施方式。

附圖說明

圖1是包括增壓空氣冷卻器的示例發動機系統的示意圖。