CN103850778A

CN103850778A - 升压发动机增压空气冷却器冷凝减少设备

Info

Publication number: CN103850778A
Application number: CN201310643143.XA
Authority: CN
Inventors: R·W·坎宁安; C·P·格鲁格拉; D·J·斯泰尔斯
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2033-12-03
Also published as: DE102013224393B4; RU2666697C2; DE102013224393A1; US20140150755A1; US9605587B2; CN103850778B; RU2013153577A

Abstract

本发明提供了用于向增压空气冷却器提供辅助热以便减少冷凝物形成的方法和系统。冷却剂阀门可控制加热的发动机冷却剂到增压空气冷却器的进口侧的运送。可基于增压空气冷却器中的冷凝物形成和增压空气冷却器出口的温度调整所述冷却剂阀门。

Description

升压发动机增压空气冷却器冷凝减少设备

背景技术

在压缩空气进入发动机之前，涡轮增压发动机利用增压空气冷却器（CAC）冷却来自涡轮增压器的压缩空气。来自车辆外部的环境空气，或冷却剂，经过CAC，以冷却经过CAC的内部的进气。当环境空气温度降低时，或在潮湿的或雨季条件期间，此时增压空气被冷却至水露点之下，可在CAC中形成冷凝物。当进气包含再循环的排气时，冷凝物能变成酸性的，且腐蚀CAC外壳。在水-空气冷却器的情况中，这种腐蚀能够导致空气充气、大气、和可能地冷却剂之间的泄露。冷凝物可在CAC的底部聚集，然后在加速（或踩加速器踏板）期间被立即抽吸到发动机内，增加了发动机失火的机会。

解决冷凝物形成的其他尝试包含限制流向CAC的环境空气，以便减少冷却效率。然而，减少对CAC的冷却也会减少对其他发动机组件的冷却。减少由于冷凝物吸入产生的发动机失火的另一个方法包括从CAC分离和/或排出冷凝物。虽然这可减少CAC中的冷凝物水平（level），但将冷凝物移到另一个位置或容器，其会引起其他问题如冷冻和腐蚀。

发明内容

在一个示例中，可通过用于响应工况，调整对CAC的增压空气进口侧的加热来解决上述问题。工况可包含CAC中的一个或更多冷凝物形成条件。可响应增加的冷凝物形成增加对CAC的进口侧的加热。以这种方法，可增加经过CAC的增压空气的温度，减少冷凝物形成。

在另一个示例中，调整加热包含调整电热源操作。

作为一个示例，可响应CAC中的冷凝物形成条件和/或CAC出口温度调整冷却剂阀门，以便将加热的发动机冷却剂运送到CAC的增压空气进口侧。例如，当打开冷却剂阀门时，可将加热的发动机冷却剂运送到CAC的进口侧，增加进入CAC的增压空气的温度。可替换地，当关闭冷却剂阀门时，可以不将加热的发动机冷却剂运送到CAC的进口侧。在一个示例中，当CAC出口温度小于阈值温度时，可打开冷却剂阀门。在另一个示例中，当冷凝物形成低于阈值和/或CAC出口温度大于阈值温度时，可关闭冷却剂阀门。阈值温度可以发动机爆震的阈值为基础，以便通过冷却较少的进气和/或加热进气减少增加发动机爆震的可能性。以这种方法，可在维持相对有效的发动机操作期间减少冷凝物形成。

在另一个示例中，一种发动机方法包括：响应在发动机冷却剂温度在阈值冷却剂温度之上期间增加的冷凝物形成的可能性，增加发动机冷却剂到增压空气冷却器的增压空气进口侧的流量；以及在发动机冷却剂温度低于阈值冷却剂温度期间不增加发动机冷却剂到增压空气冷却器的增压空气进口侧的流量。

在另一个示例中，阈值冷却剂温度以进入增压空气冷却器的增压空气进口侧的增压空气的温度为基础。

在另一个示例中，进一步响应增压空气冷却器出口温度增加发动机冷却剂的流量。

在另一个示例中，方法进一步包括将冷却剂阀门调整为完全打开，以便增加流量，以及维持冷却剂阀门完全地关闭，以便不增加流量，其中当打开冷却剂阀门时，加热的发动机冷却剂被运送给增压空气冷却器的增压空气进口侧，和当关闭冷却剂阀门时，不将加热的发动机冷却剂运送给增压空气冷却器的增压空气进口侧。

在另一个示例中，当冷凝物形成大于阈值且增压空气冷却器出口温度小于阈值温度时，打开冷却剂阀门。

在另一个示例中，当一个或更多冷凝物形成小于阈值且增压空气冷却器出口温度大于阈值温度时，关闭冷却剂阀门。

在另一个示例中，当经过增压空气冷却器的空气质量流量速度高于阈值速度时，关闭冷却剂阀门。

在另一个示例中，一种发动机方法包括：在第一条件期间，包括当冷凝物形成大于阈值且增压空气冷却器出口温度小于阈值温度时，调整冷却剂阀门，以便将加热的发动机冷却剂运送给增压空气冷却器的增压空气进口侧；以及在不同于第一条件的第二条件期间，关闭冷却剂阀门，以便停止将加热的发动机冷却剂运送到增压空气冷却器的增压空气进口侧。

在另一个示例中，第二条件包含当冷凝物形成小于阈值、增压空气冷却器出口温度大于阈值温度，和经过增压空气冷却器的空气质量流量速度高于阈值速度时中的一个或更多。

应该理解，以简化形式提供上述主要内容以介绍进一步在具体实施方式中描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，其保护范畴仅由下列具体实施方式后面的权利要求限定。此外，所述主旨不限于解决上述或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是包含增压空气冷却器和冷却系统的示例发动机系统的示意图。

图2显示用于调整发动机冷却剂到CAC的增压空气进口侧的运送的方法的流程图。

图3根据本公开的实施例显示了图示用于确定CAC内的冷凝物的量的方法的流程图。

图4显示基于CAC中的冷凝物形成和CAC出口温度对冷却剂阀门调整的图示示例。

具体实施方式

具体实施方式涉及用于向增压空气冷却器（CAC）的增压空气进口侧提供热以减少冷凝物形成的系统和方法。可响应CAC中的冷凝物形成调整对发动机系统中（如图1的发动机系统）的CAC的增压空气进口侧的加热。在一个示例中，调整加热可包含调整加热的发动机冷却剂到CAC的进口侧的运送速度。在图2中显示基于冷凝物形成和CAC出口温度的用于调整加热的发动机冷却剂到CAC的运送的方法。可响应增加的或减少的冷凝物形成调整冷却剂阀门。冷凝物形成可包含大量冷凝物形成，如由图3介绍的方法确定的。图4图示响应冷凝物形成和CAC出口温度对冷却剂阀门的示例调整。

图1显示示意性地图示的机动车辆中的发动机系统100的示例实施例。在车辆如公路车辆和其他类型交通工具中可包含发动机系统100。在参考车辆描述发动机系统100的示例应用时，应该明白，可使用多种类型的发动机和车辆推进系统，包含轿车、卡车，等等。

在描述的实施例中，发动机10是耦合至涡轮增压器13的增压发动机，其中涡轮增压器13包含由涡轮机16驱动的压缩机14。具体地，通过空气过滤器11，沿着进气管通道42将新鲜空气引入发动机10且流向压缩机14。压缩机可以是合适的进气压缩机，如马达驱动的或传动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中，将压缩机显示为通过轴19机械地耦合至涡轮机16的涡轮增压器压缩机，由膨胀的发动机排气装置驱动涡轮机16。在一个实施例中，可在双涡流涡轮增压器内耦合压缩机和涡轮机。在另一个实施例中，涡轮增压器可以是可变几何的涡轮增压器（VGT），其中涡轮机几何形状作为发动机转速和其他工况的函数被积极地改变。

如图1示出的，通过增压空气冷却器（CAC）18将压缩机14耦合至节气门20。例如，CAC可以是空气对空气或空气对水的热交换器。将节气门20耦合至发动机进气歧管22。热的压缩的增压空气从压缩机进入CAC18的增压空气进口26，随着它经过CAC冷却，然后离开增压空气出口27，以便经过节气门进入进气歧管。来自车辆外部的环境空气流可通过车辆前端进入发动机10，且穿越CAC，以便帮助冷却增压空气。当环境空气温度降低时，或在将进气冷却至水露点之下的潮湿的或雨季条件期间，可在CAC中形成且积聚冷凝物。当进气包含再循环的排气时，冷凝物能够变成酸性的，并腐蚀CAC外壳。在水-空气冷却器的情况中，这种腐蚀能够导致空气充气（air charge）、大气、和可能地冷却剂之间的泄露。另外，冷凝物可在CAC的底部聚集，然后在加速（或踩加速器踏板）期间被立即抽吸到发动机内，增加发动机失火的机会。因而，如此处关于图2-4阐述的，可控制CAC进口上的温度，以便减少冷凝物形成和发动机失火事件。

在图1示出的实施例中，通过歧管空气压力（MAP）传感器24感测进气歧管内的空气充气的压力和通过增压压力传感器124感测增压压力。可在压缩机14的进口和出口之间串联地耦合压缩机旁通阀（未示出）。压缩机旁通阀可以是经配置以便在选定的工况下打开，以便减轻过多的增压压力的常闭阀。例如，可在减少发动机转速的条件期间打开压缩机旁通阀，以避免压缩机喘振。

通过一系列进气门（未示出）将进气歧管22耦合至一系列燃烧室31。进一步通过一系列排气门（未示出）将燃烧室耦合至排气歧管36。在描述的实施例中，显示单一的排气歧管36。然而，在其他实施例中，排气歧管可包含多个排气歧管部段。具有多个排气歧管部段的配置能够将来自不同燃烧室的排气引导到发动机系统的不同位置。所示通用排气氧（UEGO）传感器126耦合至涡轮机16上游的排气歧管36。可替换地，双态排气氧传感器可替代UEGO传感器126。

如图1示出的，将来自一个或更多排气歧管部段的排气装置引导到涡轮机16，以便驱动涡轮机。当期望减少的涡轮扭矩时，可代替地通过排气门（没有示出）引导一些排气，旁通涡轮机。然后，来自涡轮机和排气门的组合的流流经排气排放控制设备70。通常，一个或更多排气排放控制设备70可包含一个或更多排气后处理催化剂，其经配置以催化地处理排气流，从而减少排气流中的一种或更多种物质的量。

可通过排气导管35将来自排气排放控制设备70的所有的或部分处理过的排气释放到大气中。然而，根据工况，代替地可将某些排气转移到EGR通道51，通过EGR冷却器50和EGR阀门52转移到压缩机14的进口。如此，压缩机经配置以便允许排气从涡轮机16的下游流出。可将EGR阀门打开，以便允许可控量的冷却的排气进入压缩机进口，用于期望的燃烧和排放控制性能。以这种方法，发动机系统100适合于提供外部、低压（LP）EGR。除了发动机系统100中相对长的LP EGR流程之外，压缩机的旋转提供极好的排气进入进气充气中的均化作用。进一步地，EGR离开和混合点的配置提供有效的排气冷却，用于增加可用的EGR质量且提高性能。

发动机系统100进一步包含循环通过内燃发动机10的冷却剂以吸收废热且分别通过冷却剂管路82、84、和48将加热的冷却剂分配给散热器80、加热器芯90、和/或CAC18的冷却系统。具体地，图1显示耦合至发动机10且通过发动机驱动的水泵86将来自发动机10的发动机冷却液循环给散热器80，并通过冷却剂管路82返回给发动机10的冷却系统104。发动机驱动的水泵86可通过前端附件驱动（FEAD）88耦合至发动机，且通过带、链条等等使其与发动机转速成比例地旋转。具体地，发动机驱动的水泵86通过汽缸体、汽缸盖等内的通道循环冷却剂，以便吸收发动机热量，然后通过散热器80将所述热量转移给周围空气。在发动机驱动的水泵86是离心泵的示例中，产生的压力（和形成的流量）可与曲轴转速成比例，在图1的示例中，其与发动机转速成正比。在另一个示例中，可使用能够独立于发动机旋转调整的电动机控制的泵。可通过位于冷却管路82的恒温控制阀38调整冷却剂的温度，可将该控制阀保持关闭，直到冷却剂达到阈值温度。冷却剂可通过上述冷却剂管路82，和/或通过冷却剂管路84流向加热器芯90，在那里，热量可以被转移给乘客舱，且冷却剂回流到发动机10。在某些示例中，可操作发动机驱动的水泵86以通过冷却剂管路82、84、和48循环冷却剂。

还可通过冷却剂管路48，将加热的发动机冷却剂从发动机运送到CAC18的增压空气进口侧44。冷却剂阀门40可控制加热的发动机冷却剂到CAC的增压空气进口侧（例如，进口侧）的流动。例如，当打开冷却剂阀门40时，加热的发动机冷却剂可流过冷却剂管路48，且通过冷却剂进入口54被运送到增压空气冷却器的增压空气进入侧。然后，加热的冷却剂流过CAC冷却剂管路段58，贯穿CAC的增压空气进口侧。可在CAC冷却剂管路段58和增压空气进口端44上进入CAC的增压空气之间交换热。然后，发动机冷却剂可通过冷却剂出口56离开CAC的增压空气进口侧，接着通过冷却剂管路48返回到冷却系统104的冷却剂流中。

以这种方式，可将热从加热的发动机冷却剂转移到进入的增压空气，增加进入CAC的增压空气进入侧的增压空气的温度。通过增加进入CAC的增压空气的温度，经过CAC的增压空气可保持在露点温度之上。由此，可减少冷凝物形成。例如，通过增加CAC的进口侧上的增压空气温度（例如，CAC进口温度），可增加CAC的增压空气出口侧46上的增压空气温度（例如，CAC出口温度）。如果将CAC出口温度维持在露点温度之上，可减少CAC中的冷凝物形成。可分别地通过进口温度传感器92和出口温度传感器94监视CAC进口温度和出口温度。

图1进一步显示控制系统28。可通信地将控制系统28耦合至发动机系统100的多个部件，以便执行此处描述的控制程序和动作。例如，如图1示出的，控制系统28可包含电子数字控制器12。控制器12可以是微型计算机，包含微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、保活存储器、和数据总线。如描述的，控制器12可接收来自多个传感器30的输入，其可包含用户输入和/或传感器（如变速齿轮位置、加速踏板输入、刹车输入、变速选择器位置、车辆速度、发动机转速、通过发动机的质量空气流量、增压压力、环境温度、环境湿度、进气温度、风扇转速，等等）、冷却系统传感器（如冷却剂温度、乘客舱温度、环境湿度等等）、CAC18传感器（如CAC进气温度和压力、CAC出口空气温度和压力等等）以及其他。

在某些实施例中，控制器12可接收来自车辆的GPS和/或车载通讯系统和娱乐系统（未示出）的数据。车载通讯系统和娱乐系统可通过多种无线协议与无线通信设备通信，如无线网络、信号塔传输和/或其组合。从车载通讯系统和娱乐系统获得的数据可包含实时的和预测的天气状况。可通过多种无线通讯设备应用和天气预报网站获得天气状况，如温度、降水（例如，雨、雪、冰雹等等）和湿度。从车载通讯系统和娱乐系统获得的数据可包含关于当前位置以及沿着预定的行程的未来的位置的当前的和预测的天气状况。在一个示例中，无线通讯设备可向车载通讯系统和娱乐系统和/或GPS传递实时湿度数据，然后将其传递给控制器12。控制器12可利用湿度和降水数据预测和/或计算CAC中冷凝物形成。由此，然后，控制器可利用预测的冷凝物形成控制对CAC进口的加热，以便减少冷凝物形成。例如，控制器可利用上述数据控制加热的发动机冷却剂到CAC的进口侧的运送。

在其他实施例中，可从其他信号或传感器（例如，雨传感器）推断雨和/或高湿度的存在。在一个示例中，可从车辆雨刷打开/关闭信号推断雨。具体地，在一个示例中，当雨刷是打开的时，可将信号发送给控制器12，以便预示雨。控制器可利用这个信息预测CAC中冷凝物形成的可能性并调整车辆致动器，如对CAC的进口侧加热。下面参考图2-4详细地描述对CAC加热的调整。

此外，控制器12可与多种致动器32通讯，其可包含发动机致动器（如燃料喷射器、电子控制的进气节气门板、火花塞等等）、冷却系统致动器（如乘客舱温度控制系统中的空气处理换气孔和/或分流阀，等等）等等。在某些实施例中，可使用表示由用于执行下面描述的方法以及预期的但是没有具体列出的其他变体的处理器可执行的指令的计算机可读数据来编程存储介质。

如此处提到的，从发动机转移到冷却剂的废热的量可随着工况而变化，因此影响转移到进入CAC的增压空气的热量。例如，随着发动机输出扭矩或燃料流量的减少，可按比例地减少产生的废热的量。由此，离开发动机的冷却剂的温度会更低。结果，如果该较少的加热的发动机冷却剂通过冷却剂管路48进入CAC，可向CAC的增压空气进口侧提供较少的加热。因而，在一个示例中，可以以较慢的速度减少冷凝物形成。在一个实施例中，如果发动机冷却剂温度小于阈值冷却剂温度，冷却剂阀门可保持关闭，即使满足打开阀门的条件。例如，阈值冷却剂温度可以是位于或低于离开压缩机且进入CAC的增压空气温度之下的温度。在这个示例中，热可从增压空气转移到冷却剂，减少增压空气的温度。以这种方法，当发动机冷却剂温度在阈值冷却剂温度之上时，可增加发动机冷却剂到CAC的增压空气空口侧的流量，且当发动机冷却剂温度低于阈值冷却剂温度时，不增加流量。

如上述描述的，可通过增加CAC的增压空气进口侧的增压空气温度减少CAC中的冷凝物形成。可通过向CAC的增压空气进口端（例如，进口侧）提供辅助热以增加增压空气温度。可响应工况调整CAC的增压空气进口侧的加热，其中工况包含一个或更多冷凝物形成条件。冷凝物形成条件可包含CAC中的冷凝物的量和/或冷凝物形成的速度。冷凝物形成条件也可包含增加的环境湿度、减少的环境温度、增加的CAC的压力，和增加的冷凝物形成的可能性，其由环境条件、雨量传感器，和/或来自GPS和/或车载通讯系统和娱乐系统数据确定。下面关于图2-3描述确定冷凝物形成的进一步细节。

在一个示例中，可响应增加的冷凝物形成以增加CAC的增压空气进口侧的加热。还可响应CAC的增压空气出口侧上的温度和压力（例如，CAC出口温度和压力）进一步控制加热。例如，可响应达到阈值温度的CAC的增压空气出口侧上的温度以减少CAC的增压空气进口侧的加热。在一个示例中，达到阈值温度包含增加到或超过阈值温度。CAC的目的是在它进入发动机气缸用于燃烧之前冷却增压空气。如果没有充分地冷却增压空气，会发生发动机爆震。因而，阈值温度可以发动机爆震为基础。例如，如果CAC出口上的增压空气的温度高于阈值温度，会发生发动机爆震。可设定阈值温度以便限制加热，从而避免在当前的火花定时设定上发动机爆震的可能性。基于发动机爆震的阈值温度可进一步以增压空气温度、湿度、和歧管温度为基础。以这种方法，控制器可响应CAC出口温度和CAC中的冷凝物形成控制供应给CAC的增压空气进口侧的热。

在一个实施例中，控制器可单独响应CAC出口温度控制对CAC的进口侧的加热。例如，当CAC出口温度在阈值范围内时，可将热量供应给CAC的增压空气进口侧。阈值范围内的下阈值可以是露点温度。由此，当CAC出口上的增压温度小于露点温度时，可增加加热。阈值范围中的更高的阈值可以是发动机爆震的阈值温度。由此，当CAC出口上的增压空气温度大于阈值温度时，可减少加热。以这种方法，可将CAC出口温度维持在露点温度之上以减少冷凝物形成且维持在阈值温度之下以减少发动机爆震。

在一个示例中，可通过加热的发动机冷却剂对CAC的增压空气进口侧提供热。如上述描述的，可将加热的发动机冷却剂运送到CAC的进口侧，在那里，可将热从冷却剂转移给进入的增压空气。在一个示例中，可通过调整冷却剂阀门的位置控制发动机冷却剂到CAC的增压空气进口侧的运送速度。由此，增加冷却剂阀门的开度可增加发动机冷却剂到CAC的进口侧的运送速度，而减少冷却剂阀门的开度可减少发动机冷却剂到CAC的进口侧的运送。在另一个示例中，控制器可调整冷却剂阀门打开，以便将加热的发动机冷却剂运送给CAC。可关闭相同的冷却剂阀门以停止加热的发动机冷却剂到CAC的运送。打开或关闭冷却剂阀门的时间长度可取决于加热的发动机冷却剂的温度、进入的增压空气温度、冷凝物形成、和CAC出口温度。例如，当发动机冷却剂温度较低和/或进入的增压空气温度较低时，冷却剂阀门可能打开较长时间。在另一个示例中，当进入的增压空气温度更高且因此CAC出口温度更高时，冷却剂阀门可能打开较短的时间。

进一步地，可响应通过CAC的空气质量流速（例如，经过CAC的增压空气流速）控制冷却器阀门。例如，当经过CAC的空气质量流速高于阈值速度时，可关闭冷却剂阀门。当经过CAC的空气质量流速高于阈值速度时，冷凝物不会粘附在CAC的内部通道和在CAC中聚集。由此，可在这个时间期间从CAC抽取冷凝物，并且可以不需要减少冷凝物形成。进一步地，以这种方法控制加热的发动机冷却剂的运送可减少发动机爆震。当冷却器入口空气进气温度可帮助减少发动机爆震时，会在高扭矩和功率需要条件期间出现更高的空气质量流速。例如，在踩加速器踏板期间，空气质量流量可增加到阈值速度之上，抽离来自CAC的冷凝物。在这个示例中，可关闭冷却剂阀门以增加增压空气的温度和减少发动机爆震。以这种方法，当通过CAC的空气质量流量速度高于阈值速度时，可关闭冷却剂阀门。由此，阈值速度可以空气质量流量速度为基础，其克服冷凝物的内表面张力，并从CAC的内部通道抽离冷凝物。

在可替换的实施例中，可通过电热源对CAC的进口侧提供热。可响应冷凝物形成和CAC出口温度控制电热源，如电加热器。例如，控制器可打开电热源以增加对CAC的进口侧的加热和减少冷凝物形成。在另一个示例中，控制器可关闭电热源以减少对CAC的进口侧的加热。尽管电热源不会增加发动机效率，但它可用于加热其他发动机部件。例如，电热源可用于减少发动机部件的节流损失和结冰。以这种方法，可通过调整电热源操作来调整对CAC的增压空气进口侧的加热。

以这种方法，可响应CAC内的冷凝物形成调整对CAC的增压空气进口侧的加热。可响应CAC的增压空气出口侧上的增压空气温度进一步调整加热。调整加热可包含响应增加的冷凝物形成增加加热，和响应增压空气冷却器出口的增压空气出口侧上的温度达到阈值温度而减少加热。在一个示例中，调整加热可包含调整发动机冷却剂到CAC的增压空气进口侧的运送速度。

现在转向图2，显示用于调整发动机冷却剂到CAC的增压空气进口侧（例如，进口侧）的运送的示例方法200。可响应CAC的条件控制沿着携带加热的发动机冷却剂的冷却剂管路的冷却剂阀门。CAC中的冷凝物形成和CAC的出口上的增压空气温度可确定冷却剂阀门的位置和是否将发动机冷却剂循环到CAC。

在202上，方法200包含估计和/或测量发动机工况。这些工况可包含发动机转速和负载、发动机冷却剂温度、增压水平、CAC的状态（例如，进口和出口温度，进口和出口压力）、环境温度和压力、和MAP。在204上，可基于该数据确定CAC中的冷凝物的量或水平。在一个示例中，在206上，以及如在图3的模式中进一步阐明的，CAC内的冷凝物形成速率可以环境温度、CAC出口温度和压力、空气质量流量、EGR和湿度为基础。然后，这可用于计算CAC中的冷凝物的量或水平。在另一个示例中，在208上，冷凝物形成值可映射至CAC出口温度和CAC压力对环境压力的比率。在一个可替换的示例中，冷凝物形成值可映射到CAC出口温度和发动机负载。发动机负载可以是空气质量、扭矩、油门踏板位置、和节气门位置的函数，并因而可提供通过CAC的空气流速的指示。例如，由于冷的CAC表面和相对低的进气空气流速，结合相对冷的CAC出口温度的适度的发动机负载可指示高的冷凝物形成值。该映射还可包含环境温度的调节器。

返回图2，在210上，程序确定CAC中的冷凝物形成是否大于阈值。在一个示例中，该阈值可以是冷凝物的阈值量。在另一个示例中，该阈值可以是冷凝物形成的阈值速度。在一个示例中，可将冷凝物形成的阈值速度设定为零，或相对小的值，这样可进一步减少冷凝物形成。在又一个示例中，阈值可以以预测的冷凝物形成为基础。例如，如果雨量或湿度传感器指示湿度较大，可预测增加的冷凝物形成且其可用于控制冷却剂阀门。另外，可在204上确定冷凝物形成的可能性。可通过环境条件（例如，温度和湿度）、雨传感器、和/或来自GPS和/或车载通讯系统和娱乐系统的数据确定增加的冷凝物形成的可能性。如果冷凝物形成不大于阈值，发动机冷却剂不被循环到CAC的进口侧。如果冷却剂阀门是打开的，程序在212上关闭冷却剂阀门，否则冷却剂阀门仍然关闭。然而，如果在210上冷凝物形成大于阈值，程序继续到214，以确定CAC出口温度是否小于阈值温度。如上述讨论的，阈值温度可以发动机爆震的阈值为基础。以这种方法，阈值温度可以是在现有的火花定时设置的用于稳定燃烧的最大温度。如果CAC的出口侧上的增压空气温度大于阈值温度，发动机冷却剂不被循环到CAC的增压空气进口侧。如果冷却剂阀门是打开的，程序在212上关闭冷却剂阀门，否则冷却剂阀门可仍然关闭。然而，如果CAC出口温度小于阈值温度，程序继续以确定与阈值冷却剂温度有关的发动机冷却剂温度。

在215上，程序确定离开发动机的发动机冷却剂温度是否大于阈值冷却剂温度。阈值冷却剂温度可以以进入CAC的增压空气进口的增压空气的温度为基础。例如，阈值冷却剂温度可以在进入CAC的增压空气的温度之上或高于该温度的温度。由此，阈值冷却剂温度可以是最小的冷却剂温度，其仍然可将热转移给增压空气和增加增压空气的温度。如果发动机冷却剂温度不高于阈值冷却剂温度，发动机冷却剂不被循环到CAC的增压空气进口侧。如果冷却剂阀门是打开的，程序在212上关闭冷却剂阀门，否则冷却剂阀门可仍然关闭。然而，如果发动机冷却剂的温度大于阈值冷却剂温度，在216上，控制器可通过打开冷却剂阀门将加热的发动机冷却剂循环到CAC。

在218上，程序确定CAC冷凝物形成是否小于阈值或者CAC出口温度是否大于阈值温度。如果这些条件都不满足，在220上可保持打开冷却剂阀门以继续将加热的发动机冷却剂循环到CAC。当在218上满足一个或两个条件时，控制器可在222上关闭冷却剂阀门，以便停止将加热的冷却剂循环给CAC的进口侧。

以这种方法，响应CAC中的冷凝物形成和/或CAC出口温度可调整冷却剂阀门，以便控制加热的发动机冷却剂到CAC的进口侧的运送。在一个示例中，可响应发动机冷却剂温度在阈值冷却剂温度之上期间增加的冷凝物形成的可能性增加发动机冷却剂到CAC的增压空气进口侧的流量。在另一个示例中，在发动机冷却剂温度低于阈值冷却剂温度期间可以不增加发动机冷却剂到CAC的增压空气进口侧的流量。可将冷却剂阀门调整为全开以增加流量和维持全关从而不增加流量。

在一个示例中，当冷凝物形成大于阈值且增压空气冷却器出口温度小于阈值时，打开冷却剂阀门。在另一个示例中，当一个或更多冷凝物形成小于阈值且增压空气冷却器出口温度大于阈值温度时，关闭冷却剂阀门。由此，调整冷却剂阀门以将加热的冷却剂运送给CAC可减少CAC冷凝物形成和发动机失火。

图3图示用于估计CAC内存储的冷凝物的量的方法300。基于相对于阈值的CAC上的冷凝物的量，可调整冷却剂阀门以便将加热的发动机冷却剂循环给CAC的进口侧。

在302上通过确定发动机工况开始方法。如先前在202上阐明的，这些工况可包含环境条件，CAC条件（进口和出口温度和压力，通过CAC的流速，等等）、空气质量流量、MAP、EGR流量、发动机转速和负载、发动机温度、增压、环境压力等等。接下来，在304上，程序确定环境湿度（湿度）是否已知。在一个示例中，根据耦合至发动机的湿度传感器的输出，环境湿度可以是已知的。在另一个示例中，可从下游UEGO传感器推断或从信息电子（infotronics）（例如，互联网连接、车辆导航系统，等等）或雨/雨刷传感器信号获得湿度。如果湿度不详（例如，如果发动机不包含湿度传感器），在306上湿度可被设定为100％。在一个可替换的实施例中，可基于推断的条件如CAC效率和雨刷速度估计湿度。然而，如果湿度已知，在308上，由湿度传感器提供的该已知的湿度值可被用作湿度设置。

环境温度、压力和湿度可用于确定进入空气的露点，其还可由进入空气中的EGR的量（例如，EGR可具有不同于环境空气的湿度和温度）和CAC压力与环境压力的压力比影响。露点、CAC与环境压力的压力比、和CAC出口温度之间的差异指示冷却器内是否形成冷凝物，并且空气质量流量可影响实际上在冷却器内积聚多少冷凝物。另外，CAC的内部设计可表征和确定停留于空气流量中的冷凝物的量和CAC中的冷凝物的量。可经验地确定或根据CAC的内部设计的内部特征建模带走值和保留值。

在310上，算法可计算作为CAC出口温度和压力的函数的CAC出口上的饱和蒸汽压。然后，在312上该算法计算这个饱和汽压上的水的质量。最后，在314上，通过从环境空气的水质量减去CAC出口上的饱和蒸汽压条件下的水的质量和由经验确定查找函数确定的或根据CAC的内部设计特征建模的保留值来确定CAC出口上的冷凝物形成速率。通过在316上确定冷凝物测量之间的时间量，方法300可在318确定CAC内从上一次测量起的冷凝物的量。在322上，通过将在318上估计的冷凝物值加上先前的冷凝物值然后减去在320上的自最后程序起的任何冷凝物损耗（也就是，冷凝物移除量。例如，通过抽取程序）计算CAC中的当前的冷凝物量。如果CAC出口温度在露点之上，可假设冷凝物损耗是零。可替换地，在320上，移除的冷凝物的量可作为空气质量的函数建模或经验确定去，或者如果存在蒸发的条件，可建模蒸发速度，并向下与每一个软件任务环结合（也就是，与程序300的每一个循环）。

转向图4，图表400显示基于CAC中的冷凝物形成和CAC出口温度对冷却剂阀门的示例调整。具体地，图表400在图线402上显示冷凝物形成的变化，在图线404上显示CAC的增压空气出口侧上的增压空气温度的变化（例如，CAC出口温度）、在图线406上显示CAC的增压空气进口侧上的增压空气温度的变化（例如，CAC进口温度）、在图线408上显示冷却剂阀门位置的变化、和在图线410上显示发动机冷却剂温度的变化。在这个示例中，冷却剂阀门可在打开和关闭位置之间移动，打开位置允许加热的发动机冷却剂从冷却系统流动到CAC的进口侧。在一个可替换的实施例中，可在多个位置之间调整冷却剂阀门以获得通过CAC冷却剂管路部段的不同的冷却剂流速。

在时间t1之前，CAC中的冷凝物形成可在阈值T1之下（图线402），且CAC出口温度可在阈值温度T2之下（图线404）。因此，可关闭冷却剂阀门（图线408）并且CAC进口温度会相对低（图线406）。在时间t1，冷凝物形成可达到阈值T1，而CAC出口温度仍然在阈值温度T2之下。发动机冷却剂温度可以在阈值冷却剂温度T3之上（图线410）。响应增加的冷凝物形成，控制器可在时间t1上打开冷却剂阀门，允许将加热的冷却剂循环到CAC的进口侧。由于加热的冷却剂将热转移给进入的增压空气，在时间t1之后（图线406）CAC进口温度稳定地增加。CAC出口温度随着CAC的进口侧上的增压空气的温度增加而增加（图线404）。由此，冷凝物形成随着CAC出口温度的增加而减少（图线402）。

在时间t2上，冷凝物形成减少至阈值T1之下。作为响应，控制器可关闭冷却剂阀门，以便停止将加热的冷却剂循环给CAC。在冷却剂阀门关闭之后，可减少CAC进口温度（图线406）。CAC出口温度刚刚在时间t2之后增加到阈值温度T2之上（图线404）；然而，它开始随着CAC进口温度的减少而缓慢地减少。在时间t3上，冷凝物形成可增加到阈值T1之上（图线402）。然而，在时间t3上CAC出口温度可高于阈值温度T2（图线404）。因而，尽管冷凝物形成增加，冷却剂阀门仍然关闭。在时间t4上，CAC出口温度减少至阈值温度T2之下，而冷凝物形成仍然在阈值T1之上。同样，在这个时间上，发动机冷却剂温度仍然在阈值冷却剂温度T3之上。结果，可打开冷却剂阀门，以便将加热的发动机冷却剂循环给CAC的进口侧。在时间t4之后，CAC进口温度增加（图线406）而冷凝物形成减少（图线402）。在时间t4之后，CAC出口温度开始增加一段时间，直到它在时间t5上达到阈值温度T2（图线404）。响应CAC出口温度达到阈值温度T2，关闭冷却剂阀门，切断流向CAC的进口侧的加热的发动机冷却剂流。

在时间t6上，发动机冷却剂温度减少至阈值冷却剂温度T3之下（图线410）。因为在这个时间上冷却剂阀门关闭，阀门仍然关闭（图线408）。在时间t7上，冷凝物形成增加到阈值T1之上（图线402）而CAC出口温度在阈值温度T2之下。然而，因为发动机冷却剂温度在阈值冷却剂温度T3之下，冷却剂阀门仍然关闭，并且没有发动机冷却剂流向CAC的增压空气进口侧。

以这种方法，响应CAC中的冷凝物形成和CAC出口温度做出对冷却剂阀门的调整。在第一条件期间，如在时间t1和时间t4上显示的，调整冷却剂阀门，以便将加热的发动机冷却剂运送给CAC的增压空气进口侧。第一条件可包含当冷凝物形成大于阈值和增压空气冷却器出口温度小于阈值温度时。在第二条件期间，如在时间t2和时间t5上显示的，关闭冷却剂阀门，以便停止将加热的发动机冷却剂运送给CAC的增压空气进口侧。第二条件可包含当冷凝物形成小于阈值和增压空气冷却器出口温度大于阈值温度时中的一个或更多。

以这种方法，为了减少冷凝物形成和发动机失火，可将热供应给CAC的进口侧。在一个示例中，可通过流经CAC的增压空气进口侧上的冷却剂管路部段的加热的发动机冷却剂提供热。可通过调节安置在加热的冷却剂管路中的冷却剂阀门控制加热的发动机冷却剂到CAC的运送。可打开冷却剂阀门，以便响应增加的冷却剂形成，从而增加对CAC的进口侧的加热。可替换地，可关闭冷却剂阀门，以便响应CAC出口上增加的增压空气温度，从而减少对CAC的进口侧的加热。以这种方法，可控制对CAC的进口侧的加热来减少冷凝物形成和发动机失火，同时也减少爆震的可能性。

注意，此处包含的示例控制程序能够与各种发动机和/或车载系统配置一起使用。此处描述的具体程序可代表许多处理策略中的一个或更多，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。由此，可以以图示的顺序、并行的顺序执行图示的各种动作、操作、和/或功能，或在某些情形中省略。同样，为了实现此处描述的示例实施例的特征和优势，不一定要求按照处理的顺序，仅为了说明和描述的简便而提供处理的顺序。取决于根据所使用的具体策略，可重复地执行一个或更多图示的动作和/或功能。进一步地，在发动机控制系统中，描述的动作可图形化地表示被编码到计算机可读存储介质中的代码。

应该明白，此处公开的配置和程序本质上示例性的，且应该明白，不能将这些具体的实施例认为是限制的意义，因为许多变化是可能的。例如，能将上述技术应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4和其他发动机类型。进一步地，可结合一个或更多描述的诊断程序使用一个或更多各种系统配置。本公开的主旨包含此处公开的各种系统和配置，和其他特征、功能、和/或性能的所有新颖和显而易见的组合和子组合。

Claims

1.一种发动机方法，其包括：

响应工况，调整增压空气冷却器的增压空气进口侧的加热。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述工况包含所述增压空气冷却器中的一个或多个冷凝物形成条件，所述方法进一步包括响应所述增压空气冷却器的增压空气出口侧的增压空气温度调整所述加热。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于环境湿度、环境温度和增压空气冷却器压力中的一个或多个调整所述加热。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整加热包含响应增加的冷凝物形成增加所述增压空气冷却器的所述增压空气进口侧的加热。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述调整加热包含响应所述增压空气冷却器的增压空气出口侧的所述增压空气温度达到阈值温度减少加热。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括响应减少的冷凝物形成减少加热。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述阈值温度基于发动机爆震。

8.根据权利要求1所述的方法，其中调整加热包含调整发动机冷却剂到所述增压空气冷却器的增压空气进口侧的运送速率，其中所述调整发动机冷却剂的运送速率包含调整冷却剂阀门位置。

9.根据权利要求8所述的方法，其中调整所述冷却剂阀门位置包含随着冷凝物形成增加而增大冷却剂阀门的开度，以及随着冷凝物形成减少且所述增压空气冷却器的增压空气出口侧的温度增加而减小所述冷却剂阀门的开度。

10.一种发动机方法，其包括：

响应发动机冷却剂温度在阈值冷却剂温度之上的期间冷凝物形成增加的可能性，增加发动机冷却剂到增压空气冷却器的增压空气进口侧的流量；以及

在发动机冷却剂温度低于所述阈值冷却剂温度期间，不增加发动机冷却剂到所述增压空气冷却器的增压空气进口侧的流量。