CN103867360B - 通过使用加热的进气控制增压空气冷却器冷凝 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于调节进入发动机的进气的温度的方法和系统。响应于增压空气冷却器中的冷凝物和发动机工况，引气阀的位置被调节，以便吸入温暖或冷空气管道的空气。引气阀运行被进一步控制，以便降低燃料经济性损失。

Description

通过使用加热的进气控制增压空气冷却器冷凝

技术领域

本发明涉及通过使用加热的进气控制增压空气冷却器冷凝。

背景技术

涡轮增压和机械增压发动机可以经配置压缩进入发动机的环境空气，以便增加动力。所述空气的压缩会导致进入空气温度的增加，因此，增压空气冷却器（CAC）可以被用于冷却所述被加热的空气，从而增加其密度，并进一步增加发动机的潜在动力。当环境空气温度降低时，或在潮湿或阴雨天气，其中的进气被冷却到低于水的露点条件下，会在CAC中形成冷凝物。冷凝物会在所述CAC的底部或在内部通道以及冷却湍流器中聚集。当转矩增加时，例如加速期间，增加的质量空气流量会从所述CAC剥离冷凝物，导致所述冷凝物进入发动机中，并增加发动机失火和燃烧不稳定的可能性。

解决在CAC中形成冷凝物的一种方法可以使用温暖的或加热的进气来解决。加热的进气会增加进入CAC的增压空气的温度。通过增加在CAC入口的增压空气温度，穿过CAC行进的空气可以进一步远离冷凝点，从而降低了冷凝的量和发动机失火。不过，较暖的进气会增加进入发动机的进气歧管的空气的温度，在较暖的发动机工况下，导致爆震增加。

发明内容

在一个例子中，这个很明显的矛盾可以通过响应于增压空气冷却器的条件调节新鲜空气源位置的方法来解决。例如，通过调节引气阀的位置，热空气或冷空气可以被吸入到引气系统中。所述调节可以响应于工况，以便同时处理暖机运行、冷凝物的形成以及潜在的发动机爆震。例如，当CAC中的冷凝物的量高于阈值水平和/或发动机的温度低于阈值温度时，所述引气阀可以被调节成吸入温暖进气的第一位置。在另一个例子中，当点火正时是在临界爆震极限值的阈值内时，所述引气阀可以被调节到吸入冷却器进气的第二位置。

通过这种方式，燃料经济性的损失和在CAC中的冷凝物的形成可以被降低。例如，作为对增加的冷凝物形成的响应，较暖的进气可以被用于增加进入CAC的空气的温度。因此，通过CAC行进的空气可以进一步远离冷凝点，从而降低了形成的冷凝物量。此外，作为对较低的发动机温度的响应，较暖的进气可以被用于在冷启动期间加速发动机暖机（例如，增加发动机温度）和减少泵送损失。通过减少泵送损失，可提高燃料经济性。较暖的进气还可以增加进气节气门体的温度，从而降低节气门体的结冰。可替换地，作为对发动机爆震指示的响应，较冷进气可以被用于调节临界爆震极限值。所述发动机爆震指示可以包括点火正时是否在临界极限值的阈值内。当点火延迟接近临界爆震极限值时，燃料经济性损失会增加。因此，较冷进气会降低这些损失，并提高燃料经济性。

应当理解提供的上述发明内容是以简化形式介绍本发明选择的原理，其将在具体实施方式中进一步描述。不过，这不意味着所述发明内容等同于所要求的发明主题的关键或基本特征的范围，所述发明主题范围由附属的权利要求唯一限定。而且，所要求的主题不限于解决上述或本公开任何部分中的任何缺点的实施。

附图说明

图1示出包括增压空气冷却器的示例性发动机系统的示意图。

图2示出包括引气阀的引气系统的示意图。

图3示出作为对发动机工况的响应，用于调节进气被吸入到引气系统的位置的方法的流程图。

图4示出根据本公开的实施例，用于确定CAC内冷凝物的量的方法的流程图。

图5示出基于发动机的工况调节引气阀的曲线图例子。

具体实施方式

下面的描述涉及用于解决增压空气冷却器（CAC）中的冷凝物的系统和方法，其包括调节进气被吸入到发动机系统，例如图1的系统。引气阀可以被调节，以便控制进入发动机的引气系统，例如图2的系统的进气的温度。响应于发动机的工况，调节引气阀的位置的方法在图3中示出。所述发动机的工况可以包括发动机温度和在CAC中的冷凝物形成，其可以通过图4提出的方法来确定。基于发动机的工况的示例性引气阀调节如图5所示。

现参照图1，包括多个汽缸的发动机10由电子发动机控制器12控制，其中所述多个汽缸中的一个如图1所示。发动机10包括燃烧室（汽缸）30和汽缸壁32，以及被安置在所述燃烧室中的活塞36，所述活塞被连接到曲轴40。示出的燃烧室30经由相应的进气门52和排气门54连通进气歧管46和排气歧管48。进气和排气门中的每个可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。排气门54的打开和关闭时间可以经由凸轮相位器58，相对于曲轴位置被调节。进气门52的打开和关闭时间可以经由凸轮相位器59，相对于曲轴位置被调节。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。通过这种方式，控制器12可以通过相位器58和59控制凸轮正时。根据各种因素，例如发动机负荷和发动机速度（RPM），可变凸轮正时（VCT）可以是超前或滞后的。

示出的燃料喷射器66被安置为将燃料直接喷射到燃烧室30中，本领域的技术人员称之为直接喷射。可替换地，燃料可以被喷射到进气道，本领域的技术人员称之为进气道喷射。燃料喷射器66输送与来自控制器12的信号FPW的脉冲宽度成比例的液态燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨（未示出）的燃料系统（未示出）被输送到燃料喷射器66中。燃料喷射器66被响应于控制器12的驱动器68提供工作电流。在一个例子中，高压、双级燃料系统被用于生成更高的燃料压力。此外，示出的进气歧管46连通可选的电子节气门62，所述电子节气门调节节气门板64的位置，以便控制进气增压室44的空气流。压缩机162吸入进气口42的空气，以便供应进气增压室44。进气口42可以是引气系统的一部分，所述引气系统吸入一个或更多管道（图1未示出）的空气。所述一个或更多管道可以分别吸入车辆外面或车辆的发动机罩下方的较冷或较暖空气。接着，引气阀（图1未示出）可以控制进气被吸入到所述引气系统中的位置。进气180可以从所述引气阀下游行进到进气口42。所述引气系统和引气阀的细节在图2中示出。

排气旋转涡轮164被联接到压缩机162，所述压缩机压缩增压室44中的空气。各种布置可以被提供以驱动所述压缩机。对于机械增压器，压缩机162可以至少部分由发动机和/或电机驱动，并且可以不包括涡轮机。因此，经由涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或更多汽缸的压缩量可以由控制器12改变。涡轮增压器废气门171是当涡轮增压器废气门171处于打开状态时，允许排气经由旁路通道173绕过涡轮机164的阀。当废气门171处于完全闭合位置时，所有的排气穿过涡轮机164。

进一步地，在公开的实施例中，排气再循环（EGR）系统可以经由EGR通道140，将排气歧管48的排气的期望部分引导到进气增压室44。提供给进气增压室44的EGR量可以由控制器12经由EGR阀172改变。在某些情况下，所述EGR系统可以被用于调节所述燃烧室内空气和燃料的混合物的温度。图1示出高压EGR系统，其中，EGR被从涡轮增压器的涡轮上游引导到涡轮增压器的压缩机的下游。在其他实施例中，所述发动机可以附加或可替换地包括低压EGR系统，其中，EGR被从涡轮增压器的涡轮下游引导到涡轮增压器的压缩机的上游。当可运行时，所述EGR会引起压缩空气的冷凝物形成，尤其是当压缩空气被增压空气冷却器冷却时，正如下面将要详细描述的一样。具体地，EGR包含作为燃烧副产物的大量水。由于EGR是相对高的温度，并且包含很多水，露点温度也会相对高。因此，EGR的冷凝物形成甚至比通过压缩空气并将其降低到露点温度形成的冷凝物形成高得多。

进气增压室44可以进一步包括增压空气冷却器（CAC）166（例如，中间冷却器），以便降低涡轮增压或机械增压吸入气体的温度。在某些实施例中，CAC166可以是空气到空气加热交换器。在某些实施例中，CAC166可以是空气到液体加热交换器。CAC166可以包括阀，其选择性调节流经增压空气冷却器166的进气的流速度，作为对在增压冷却冷却器内形成冷凝物的响应。

压缩机162的热增压空气进入CAC166的入口，在所述热增压空气流经CAC166的时候，所述CAC对其冷却，接着所述热增压空气流过所述CAC，穿过节气门62，进入发动机进气歧管46。车辆外面的环境空气流可以进入发动机10，穿过车辆前端并穿过所述CAC，辅助冷却所述增压空气。当环境空气温度降低时，或在潮湿或阴雨天气，其中的增压空气被冷却到低于水的露点条件下，会在所述CAC中形成冷凝物并聚集。当增压空气包括再循环排气时，冷凝物会变成酸性的并腐蚀CAC外壳。所述腐蚀会导致增压空气、大气的泄漏，以及在水-空气冷却器的情况下，可能会导致冷却剂的泄漏。冷凝物会在所述CAC的底部聚集，在加速事件阶段，所述冷凝器会被立即引入到发动机中。由于水的摄入，这会增加发动机失火或燃烧不稳定（以晚/缓慢点火的形式）的几率。

通过控制穿过所述CAC的温度（例如，入口和出口增压空气温度），冷凝物形成可以被降低，从而降低发动机失火的几率。在一个例子中，通过增加在CAC入口的增压空气温度，通过CAC行进的空气可以进一步远离冷凝点，从而降低了冷凝的量。增加在所述CAC入口的空气温度的一个例子可以包括控制引气系统的进气的温度。例如，引气阀可以将发动机罩下面的较暖空气按路线输送到所述引气系统并穿过增压室44到达CAC166。所述引气系统的进一步细节和控制进气的温度方法在图2-5中提出。

无分电器的点火系统88经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花，作为对控制器12的响应。示出的通用排气氧（UEGO）传感器126被联接到涡轮机164上游的排气歧管48。可替换地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。

在某些例子中，发动机可以被联接到混合动力汽车中的马达/电池系统。混合动力汽车可以具有他们的并行配置、串联配置或者变化和组合。进一步地，在某些例子中，其他发动机配置可以被采用，例如，柴油发动机。所述电机可以在抽取操作过程中被使用，以便保持驱动转矩需求，这将在下面进一步描述。

在操作中，发动机10内的每个汽缸通常经受四冲程循环：所述循环包括进气冲程，压缩冲程，膨胀冲程以及排气冲程。在进气冲程期间，排气门54通常关闭，而进气门52打开。空气经由进气歧管46被引入到燃烧室30中，以及活塞36运动到所述汽缸的底部，以便增加在燃烧室30内的容积。活塞36接近所述汽缸的底部并在其冲程结束的位置（例如，当燃烧室30在其最大容积时）通常被本领域的技术人员称为下止点（BDC）。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54被关闭。活塞36向所述汽缸顶部运动，以便压缩在燃烧室30内的空气。在活塞36结束其冲程并最接近汽缸顶部的点位（例如，当燃烧室30在其最小容积时）通常被本领域的技术人员称为上止点（TDC）。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入到所述燃烧室。在下文被称为点火的过程中，被喷射的燃料通过已知的点火手段，例如火花塞92被点火，产生燃烧。火花点火正时可以被控制，使得在制造商规定的时间之前（提前）或之后（延迟）出现火花。例如，火花正时可以从最大制动转矩（MBT）正时被延迟，以便控制发动机爆震，或在高潮湿条件下被提前。尤其是，针对缓慢燃烧速率，MBT可以被提前。在膨胀冲程期间，膨胀的气体推动活塞36返回BDC。曲轴40将活塞运动转换为旋转轴的可旋转扭矩。曲轴40可以被用于驱动交流发电机168。最后，在排气冲程期间，排气门54打开，将被燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48，以及所述活塞返回到TDC。需要注意的是，上述仅仅作为例子示出，并且进气和排气门的打开和/或关闭正时可以改变，以便提供例如正的或负的气门重叠，稍后的引气阀关闭，或各种其他例子。

控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括：微处理器单元102，输入/输出端口104，被示为只读存储器106的用于可执行程序和计算值的电子存储介质，随机存取存储器108，保活存储器110，以及常规数据总线。除了之前所述的那些信号之外，控制器12被示出接收被联接到发动机10的传感器的各种信号，所述信号包括：被联接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度（ECT）；被联接到加速踏板130，用于感测由车辆操作员132施加的力的踏板位置传感器134；被联接到进气歧管46的压力传感器122的发动机歧管绝对压力（MAP）的测量；压力传感器123的增压（增压）测量结果（Boost）；空气质量流量传感器120感应的空气质量流量（MAF）的测量；传感器5的节气门位置（TP）的测量结果；以及温度传感器124在增压空气冷却器166出口的温度。大气压也可以被感测（传感器未示出），供控制器12处理。在本说明书的优选方面中，发动机位置传感器118产生表面点火感测信号（PIP）。所述曲轴每转一圈，这产生预定数量的等间隔脉冲，发动机速度（RPM）可以借此被确定。需要注意的是，上述传感器的各种组合可以被使用，例如没有MAP传感器的MAF传感器，或者，反之亦然。在化学计量操作期间，所述MAP传感器可以给出发动机转矩的指示。进一步地，这种传感器以及被检测出的发动机速度可以提供被引入到所述汽缸中的充气（包括空气）的估算。未示出的其他传感器也可以存在，例如用于确定在增压空气冷却器入口的进气速度的传感器，以及其他传感器。

而且，控制器12可以连通各种致动器，其可以包括发动机致动器，例如燃料喷射器、电子控制的进气节流板、火花塞、凸轮轴等。各种发动机致动器可以被控制，以便提供或保持由车辆操作员指定的转矩要求。这些致动器可以调节特定的发动机控制参数，其包括：可变凸轮正时（VCT），空气-燃料比（AFR），交流发电机负荷，火花正时，节气门位置等。例如，当踏板位置传感器134指示PP增加时（例如，在踩加速器踏板期间），转矩要求增加。

现转向图2，其示出用于车辆202的发动机10的引气系统204的例子。引气系统204可以包括用于吸入新鲜进气的一个或更多空气管道。进气可以首先从所述一个或更多空气管道进入所述吸气系统。因此，所述空气管道可以在所述压缩机和空气滤清器的上游，在所述吸气系统的入口吸入进气。在其他实施例中，如图2所示，所述吸气系统可以包括两个空气管道。第一空气管道210（也被称为暖空气管道）可以吸入车辆的发动机罩206下面的暖和空气，所述暖和空气可以被温暖到比从其他位置吸入的空气更高的程度，下面将要讨论。第一空气管道210的入口端可以被放置靠近，例如毗邻排气歧管或环绕排气歧管48的外壳。因此，靠近排气歧管48，在发动机罩206下面的较暖空气可以通过第一空气管道210被吸入到所述引气系统中。第二空气管道208（也被称为冷空气管道）可以从更加远离所述排气歧管的另一个位置，例如车辆外面吸入较冷或少温暖的空气。例如，车辆202可以包括携带格栅的前端。所述格栅可以包括格栅挡板214，其允许外面的冷空气216进入车辆202。冷空气216可以通过第二空气管道208进入发动机进气口。通过这种方式，较冷的进气可以从外部空气流被吸入到第二空气管道208中。

引气阀212可以控制进气180在行进到进气歧管46和进入发动机10之前，被吸入到所述引气系统的位置。例如，引气阀212可以是在第一位置与第二位置之间可移动的单一的阀。引气阀212可以通过在竖直方向滑动，如箭头218所示，在所述第一与第二位置之间移动。当所述引气阀在所述第一位置时，较暖（例如，被温暖）的进气可以从所述发动机罩下面被第一空气导管210吸入。当所述引气阀处于所述第二位置（如图2所示）时，从车辆外面进入的较冷进气可以被第二空气管道208吸入。较冷的进气可以具有比被所述引气阀在第一位置时的较暖进气更少的温暖。在某些实施例中，所述引气阀在多个位置之间是可移动的，允许较冷和较暖空气的混合物进入发动机。例如，引气阀212可以被调节到所述第一与第二位置之间的中间位置，所述位置对所述冷空气管道和暖空气管道部分打开，允许较冷和较暖空气的混合物进入发动机。控制器12可以具有计算机可读指令，其调节所述引气阀的位置，以便控制穿过所述CAC进入所述进气歧管的进气的温度。如下面进一步所讨论的，所述控制器可以响应发动机的工况，调节所述引气阀。

通过调节所述引气阀的位置，进气被吸入的位置可以被改变。通过这种方式，调节所述引气阀的位置可以允许进气温度和发动机工况的控制。例如，较暖的空气可以增加在发动机启动或暖机期间的发动机性能。具体地，较暖的进气可以增加发动机的温度。通过增加发动机流体的温度，它们的粘性可以被降低，潜在降低摩擦损耗。泵送损耗是发动机必须执行的功以将空气引入引气系统、节气门、进气歧管和引气阀。较暖的空气可以是密度较小的。因此，为了获得所期望的汽缸空气增压，输送驾驶员所要求的转矩，所述节气门必须被打开更多。增加所述节气门的打开程度，相应降低泵送功。摩擦和泵送损耗的降低可以增加燃料的经济性。

作为另一个例子，进气的新鲜空气源位置可以响应于CAC的条件，例如所述CAC中的冷凝物形成被调节。如上所述，温暖的进气还会增加进入所述CAC的增压空气的温度。结果是，流经所述CAC的较暖空气可以在所述冷凝点之上。因此，较暖的进气会降低所述CAC中的冷凝物的量。此外，较暖的进气会温暖其他的发动机部件，例如节气门。在某些条件下，所述节气门会经历节气门体的结冰。因此，较暖的进气可以被用于降低节气门体的结冰。进一步地，在低发动机负荷和/或怠速条件期间以及在泵送损失可以被降低的期间，较暖的进气可以被利用。

在某些例子中，较暖的进气会降低发动机的性能。例如，进入进气歧管的较暖空气会导致延迟火花不得不提前到达临界爆震极限值。在火花趋近所述临界爆震极限值的时候（例如，从MBT火花位置延迟），燃料经济性会降低，从而导致燃料经济性损失。因此，如果由于接近临界爆震极限值的延迟火花，燃料经济性损失大于较暖进气对降低泵送损失的燃料经济性利益，所述引气阀会对较暖空气关闭，对较冷空气打开。如果发动机爆震极限值达到任何点，所述引气阀可以被调节到吸入较冷进气的第二位置。较冷空气会增加临界爆震极限值，使得火花延迟可以被提前更多。相反，较暖空气会降低临界爆震极限值，限制火花正时。

因此，所述引气阀可以响应于发动机的工况被控制。发动机工况可以包括发动机温度、所述CAC中的冷凝物的形成、发动机负荷、节气门体温度、泵送损失，以及临界爆震极限值。例如，所述引气阀可以被调节到第一位置，从而吸入车辆发动机罩下面的较暖空气。可替换地，所述引气阀可以被调节到第二位置，从而吸入具有比所述第一位置更少温暖的较冷进气。所述引气阀可以响应于所述CAC中的冷凝物的量、在第一阈值水平之上、低于阈值温度的发动机温度、低于阈值负荷的发动机负荷（例如，怠速条件）以及节气门体结冰中的每个被调节。当发动机启动时（例如，发动机冷启动状况），发动机温度低于阈值温度可以指示发动机暖机阶段。所述引气阀可以响应于在临界爆震极限值的阈值内的火花正时，被调节到所述第二位置。在这个例子中，由于接近临界爆震极限值的延迟火花的燃料经济性损失会大于由于降低泵送损失的燃料经济性好处。在某些实施例中，所述引气阀可以被移动到中间位置，允许较暖和较冷空气的混合物被吸入到所述引气系统中。在一个例子中，所述引气阀可以被调节到所述中间位置，以便降低冷凝物形成，而又限制由于火花延迟接近临界爆震极限值所产生的燃料经济性损失。

在一个例子中，所述引气阀的定位可以围绕所期望的（例如，测量的）进气温度以闭环的方式完成。例如，所述引气阀可以基于所测量的进入（例如，吸入）空气温度的反馈在所述第一位置、第二位置以及所述中间位置之间被调节。具体地，所述进气温度可以基于所测量的进气温度和基于泵送摩擦以及MBT火花的临界火花延迟的阈值温度被控制。例如，所述阀可以基于所测量的相对于阈值温度的进气温度，被调节提高或降低进气温度。在一个例子中，较低的温度阈值可以基于泵送摩擦损失被设定。在另一个例子中，较高的温度阈值可以基于趋近临界爆震极限值的火花正时的燃料经济性损失被设定。例如，损失控制器可以调节所述引气阀吸入较冷空气，作为对进气温度高于较高温度阈值的响应。这会相应增加临界爆震极限值，使得火花延迟可以被提前更多。因此，由于接近临界爆震极限值的火花延迟的燃料经济性损失可以被降低。

现转向图3，其提出用于调节进气被吸入到引气系统的位置的方法300。通过调节引气阀的位置，进气的温度可以被改变。具体地，所述引气阀可以向发动机罩（第一位置）下面的较暖空气打开，或向外部空气流（第二位置）的较冷空气打开。所述引气阀可以被调节，作为对发动机工况的响应。这些工况可以包括发动机温度、在所述CAC中的冷凝物形成、泵送损失、临界爆震极限值以及节气门体结冰。

在302，所述程序通过估算和/或测量车辆的工况开始。发动机工况可以包括发动机速度和负载，发动机温度，节气门位置，空气质量流量，发动机空气流速率，CAC条件（入口和出口温度、入口和出口压力，等）、环境温度和湿度、MAP以及增压水平。冷凝物形成，例如在所述CAC中的冷凝物的量或水平可以基于在302的这些数据确定。在一个例子中，以及如在图4模型中进一步阐述的，在所述CAC内冷凝物形成的速率可以基于环境温度、CAC出口温度、CAC出口压力对环境压力比、空气质量流量、EGR以及湿度。接着，这可以被用于计算所述CAC中冷凝物的量或水平。在另一个例子中，冷凝物形成值可以被映射到CAC出口温度和CAC压力对环境压力的比值。在可替换例子中，所述冷凝物形成值可以被映射到CAC出口温度和发动机负荷。发动机负荷可以是空气质量、转矩、加速踏板位置以及节气门位置的函数，因此，可以提供通过所述CAC的空气流速度的指示。例如，由于所述CAC的冷表面和相对低的入口空气流速度，结合相对冷CAC出口温度的中等发动机负荷可以指示高的冷凝物形成值。所述映射可以进一步包括用于环境温度的调节器。

转向图3，在304，所述程序确定所述引气阀是否对较冷空气打开（例如，在第二位置，对冷空气管道打开）。如果所述引气阀对较冷空气打开，所述程序继续到306，以便检查是否存在发动机启动或发动机暖机条件。这个条件可以是低于阈值温度的发动机温度。如果这个条件满足，通过将所述引气阀从所述第二位置调节到第一位置，所述引气阀在316向较暖空气打开。不过，如果暖机条件不满足，所述程序继续到308，以便确定是否有冷凝物在所述CAC中形成。冷凝物形成可以基于所述CAC的条件（例如，入口和出口温度以及压力），环境条件（例如，环境温度和湿度），雨水传感器，发动机速度和负荷，等。在一个例子中，如果冷凝物形成，例如冷凝物形成的量或速率在第一阈值水平之上，那么，可以确认在所述CAC中的冷凝物形成。在一个例子中，所述第一阈值可以是在零之上的冷凝物的量或冷凝物形成的速率。在另一个例子中，所述第一阈值可以是大于零的值。在又一个例子中，所述第一阈值可以基于预测的冷凝物形成。例如，如果雨水或湿度传感器指示高的湿度，增加的冷凝物形成可以被预测，以及在308被用于指示在所述CAC中的冷凝物形成。通过这种方式，在308，所述程序可以确定是否存在生成冷凝物的条件。

返回308，如果冷凝物在所述CAC中形成（例如，冷凝物在第一阈值水平之上），所述控制器可以在316向较冷空气关闭所述引气阀，以及向较暖空气打开所述引气阀。可替换地，如果冷凝物未在所述CAC中形成（例如，冷凝物不在所述第一阈值水平之上），所述程序继续到310，以便确定发动机负荷是否低于阈值负荷。发动机负荷可以在302基于空气质量流量、转矩、加速踏板位置以及节气门位置被确定。例如，如果车辆处于怠速条件时，发动机负荷可以低于所述阈值负荷。如果在310，发动机负荷低于阈值负荷，所述引气阀可以在316被调节到向较暖空气打开的第一位置。可替换地，如果发动机负荷不是低于所述阈值负荷，所述程序可以继续到312，以便检查所述节气门体在结冰。可替换地，在310，空气质量流动速率可以被用于确定所述引气阀的位置。例如，如果空气质量流动速率低于第一阈值速率，所述引气阀可以向较暖空气打开。不过，如果空气质量流动速率高于第二阈值速率，所述引气阀可以被保持向较冷空气打开。所述第二阈值速率可以基于冷凝物被从所述CAC剥离并进入发动机的进气歧管的空气质量流动速率。在这个条件期间，冷凝物不会在所述CAC中形成，并且在吸入冷凝物期间，较冷空气可以提供更加稳定的燃烧。

返回312，节气门体结冰可以由测量节气门体温度的温度传感器确定。可替换地，节气门体结冰可以从发动机温度估算。在又一个例子中，所述节气门未移动到期望位置以及进气温度低于阈值可以指示节气门体结冰。如果所述控制器确定所述节气门体在结冰，所述程序在316向较暖空气打开所述引气阀。可替换地，如果所述节气门未结冰，所述程序继续到314，以便确定由于火花正时趋近临界爆震极限值的损失是否大于较暖空气对泵送损失的利益。火花正时损失可以是由于火花正时在MBT火花正时的临界爆震极限值的阈值内，对燃料经济性的损失。如果由于火花正时接近MBT火花正时的临界爆震极限值的燃料经济性损失小于较暖空气对泵送损失的利益，所述程序在316，向较暖空气打开所述引气阀。因此，泵送摩擦损失可以被降低。不过，在314，如果火花正时损失大于暖空气对泵送损失的利益，所述控制器可以在322，保持所述引气阀向较冷空气打开。

如果所述引气阀向较暖空气打开（例如，在第一位置），所述程序继续到318，以便检查火花正时是否在临界爆震极限值的阈值内。例如，如果火花延迟在临界爆震极限值的阈值内（例如，从MBT火花正时明显延迟），燃料经济性会被降低。如果火花正时在临界爆震极限值的阈值内，所述程序在324向较暖空气关闭所述引气阀，以及向较冷空气打开（例如，所述引气阀被从所述第一位置调节到所述第二位置）。不过，如果火花不在所述临界爆震极限值的阈值内，所述程序可以在320，将所述引气阀保持在向较暖空气打开的第一位置。

返回304，如果所述引气阀未向较冷空气打开，可以向较暖空气打开（例如，在第一位置，向暖空气管道打开）。在这个例子中，所述引气阀可分别向较暖空气（例如，被温暖）打开的第一位置与向较冷空气（例如，少变暖）打开的第二位置之间移动的。在替换例子中，所述引气阀可以具有允许较暖和较冷空气的混合物进入发动机的一个或更多中间位置。在一个例子中，如上所述，所述引气阀的位置可以围绕所期望的进气口温度，以闭环的方式被控制。在这个例子中，所述程序可以确定（MBT的）临界火花延迟的燃料经济性损失的百分比，并将这个值与由于较冷空气对泵送功增加相比较。接着，所述控制器可以实施围绕进气温度的闭环控制，以便平衡临界爆震极限值与泵送损失。

在图3所示的例子中，如果所述引气阀未向较冷空气打开，其可以向较暖空气打开。因此，所述程序继续到318，以便检查火花正时是否在临界爆震极限值的阈值内。如上所述，所述程序接着继续到324或320。

在某些实施例中，所述引气阀的默认或标准位置可以是所述第一位置，使得较暖进气被吸入到所述引气系统中。接着，当趋近临界爆震极限值的火花正时的燃料经济性损失大于较暖进气对泵送损失的利益，所述引气阀可以被调节到吸入较冷空气的第二位置。因此，所述引气阀可以被调节到吸入较冷空气，作为火花正时在MBT的火花正时的临界爆震极限值内的响应。

通过这种方式，通过调节引气阀的位置，进气的新鲜空气源位置可以被调节，作为对CAC的条件，例如所述CAC中的冷凝物形成的响应。冷凝物形成可以由用于估算所述CAC中冷凝物的量的方法，例如下面在图4中提出的方法确定。所述调节可以进一步响应于发动机爆震指示（例如，火花正时是否在临界极限值的阈值内）、节气门体结冰条件、发动机温度以及发动机负荷中的一个或更多。

图4示出用于估算被存储在CAC内的冷凝物的量的方法400。基于在所述CAC中相对于阈值的冷凝物的量，在加速时的引气阀的位置和发动机空气流的增加可以用图3和5所示的程序控制。

所述方法通过确定发动机工况在402开始。这些发动机工况可以包括，正如之前在302阐述的一样，环境条件、CAC条件（入口和出口温度以及压力，经过所述CAC的速率，等）、空气质量流量、MAP、EGR流、发动机速度和负荷、发动机温度、增压等。下一步，在404，所述程序确定环境湿度（湿度）是否是已知的。在一个例子中，基于被联接到发动机的湿度传感器的输出，所述环境湿度可以是已知的。在另一个例子中，湿度可以从UEGO下游的传感器推断或从信息电子装置（例如，互联网连接、车辆导航系统，等）或雨水/刮水器的传感器信号得到。如果所述湿度是未知的（例如，如果发动机不包括湿度传感器），所述湿度可以被设定在406到100%。在可替换实施例中，所述湿度可以基于被推断的条件，例如CAC效率和挡风玻璃刮水器的速度估算。不过，如果湿度是已知的，由湿度传感器提供的已知湿度值可以在408被用作湿度设定值。

环境温度、压力以及湿度可以被用于确定进气的露点，所述进气的露点进一步受进气中的EGR的量的影响（例如，EGR可以具有与大气中的空气不同的湿度和温度）。所述露点、CAC压力对环境压力的比率以及CAC出口温度的不同指示冷凝物是否将在所述冷却器中形成，以及空气质量流量会多大程度影响在所述冷却器内冷凝的实际聚集。在410，算法可以计算作为CAC出口温度和压力的函数的在CAC出口的饱和蒸汽压力。接着，所述算法在412计算在这个饱和蒸汽压力的水的质量。最终，在414，通过将环境空气中水的质量减去所述CAC出口的饱和蒸汽压力条件下的水的质量，在所述CAC出口的冷凝物形成速率被确定。通过在416确定冷凝物测量结果之间的时间量，方法400可以在418确定自最后测量结果以来，所述CAC内冷凝物的量。通过向之前的冷凝物值添加在418估算的冷凝物值，接着减去在420的自最后程序以来的任何冷凝物损失（就是说，例如通过清洗程序去除的冷凝物的量），所述CAC中的当前冷凝物数量在422被计算。如果所述CAC出口温度在所述露点之上，所述冷凝物损失可以被假设为零。可替换地，在所述露点之上的冷凝物损失可以通过蒸发进行跟踪。可替换地，在420，被去除的冷凝物的量可以作为空气质量的函数被建模或凭经验确定，并在每个软件任务环后被求积分（就是说，在程序400的每次运行后）。

现转向图5，其示出基于发动机工况进行调节的示例引气阀的曲线图500。具体地，曲线图500在曲线502示出引气阀位置的改变，其作为对在曲线504的发动机温度的改变、在曲线506示出CAC中的冷凝物水平的改变、在曲线508示出火花正时相对于临界爆震极限值516的改变的响应。另外，车辆速度在曲线510示出，以及节气门位置在曲线514示出。所述引气阀的位置还可以基于在更小节气门开口和更冷进气温度时会增加的泵送损失。火花正时可以从MBT提前或延迟。临界爆震极限值516可以基于发动机工况改变，所述发动机工况包括由所述引气阀的位置支配的进气的温度。所述引气阀可以在向较暖空气打开的第一位置（在曲线502被示为“W”）与向较冷空气打开的第二位置（在曲线502被示为“C”）之间被调节。

在时间t1之前，车辆速度（曲线510）和发动机负荷（曲线512）可以是低的，并且所述节气门开口可以是小的（曲线514）。发动机温度可以低于阈值温度518，指示发动机启动温度。作为对发动机暖机条件（例如，低于阈值温度的发动机温度）的响应，所述引气阀可以被调节在时间t1吸入较暖的进气（曲线502）。结果，临界爆震极限值516可以进一步从MBT被延迟。车辆速度（曲线510）可以增加，发动机负荷（曲线512）可以增加，节气门开口（曲线514）以及发动机温度（曲线504）可以增加。在时间t1与时间t2之间，火花从MBT变得更延迟。仅在时间t2之前，火花延迟的燃料经济性损失会变得大于较暖空气对泵送损失的燃料经济性效益。结果，所述引气阀可以被调节在时间t2吸入较冷进气（曲线502），以及临界爆震极限值516可以向MBT推进。

较冷的进气会导致在时间t2与时间t3之间，所述CAC冷凝物水平的增加（曲线506）。在时间t3，所述CAC冷凝物水平增加到第一阈值水平T1之上。在一个实施例中，第一阈值水平可以是相对的零，使得任何数量的冷凝物形成会导致所述控制器调节所述引气阀，以便吸入较暖的进气。因此，作为对在时间t3的冷凝物形成的响应，所述控制器可以调节所述引气阀，以便吸入较暖的进气（曲线502）。冷凝器可以缓慢减少，最终在时间t3与时间t4之间，下降到低于第一阈值水平T1。所述引气阀可以向较暖空气保持打开，以便降低泵送损失。泵送损失可以是由于部分打开的节气门（曲线514）。在时间t4，车辆可以加速，在曲线中示出为车辆速度的增加（曲线510）。作为响应，节气门开口和发动机负荷可以增加。在这个点，由于接近临界爆震极限值516的火花的燃料经济性损失会大于泵送损失。因此，在时间t5，所述引气阀可以被切换到吸入较冷进气。结果，临界爆震极限值516向MBT推进。接着，在时间t5之后，火花正时可以进一步远离临界爆震极限值516（曲线508）。在时间t6，所述车辆可以开始减速（曲线510），减少节气门开口和发动机负荷。在时间t6与时间t7之间的减速期间的火花正时可以接近MBT，此时的发动机负荷更轻，以及发动机不受临界限制（例如，临界爆震极限值516接近MBT）。在车辆继续减速的时候，发动机负荷可以在时间t7减少到低于阈值负荷520（曲线512）。作为响应，所述引气阀向较冷空气关闭，以及向较暖空气打开。

通过这种方式，作为对CAC中增加的冷凝物形成的响应，较暖进气可以被吸入到所述引气系统中。增加的冷凝物形成可以包括如在时间t3所示的所述CAC中的冷凝物水平在第一阈值水平之上。进一步地，作为对如在时间t1所示的发动机温度低于阈值温度以及如在时间t7所示的发动机负荷低于阈值负荷的响应，较暖进气可以被吸入到所述引气系统中。作为对减少的CAC冷凝物形成和潜在的发动机爆震的响应，所述控制器在时间t2和t5调节所述引气阀，以便将较冷的进气吸入到所述引气系统中。

通过这种方式，通过增加进入CAC的增压空气的温度，所述CAC中的冷凝物形成可以被降低。通过调节引气阀的位置，进入所述CAC和发动机的进气的温度可以响应于发动机的工况被控制。所述引气阀在两个或更多位置之间是可移动的，从而改变进气被吸入的位置。当在所述CAC中的冷凝物水平大于阈值水平、发动机温度低于阈值温度、发动机负荷低于阈值负荷或所述节气门体正在结冰时，所述引气阀可以向较暖空气打开。可替换地，当火花正时在临界爆震极限值的阈值内时，所述引气阀可以向较冷空气打开。因此，燃料经济性损失和冷凝物形成可以被降低。

需要注意的是，本文包括的示例性控制程序可以被用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文描述的具体程序可以表示若干处理策略中的一个或更多，例如事件驱动，中断驱动，多重任务，多冲程及其类似处理策略。因此，示出的各个动作，操作或功能可以以示出的顺序执行，并行执行，或在某些情况下，可以被省略。同样，处理次序不一定必然实现本文描述的示例性实施例的特征和优势，而仅仅是为了便于说明和描述，提供在本文中。根据所采用的特定策略，一个或更多示出的动作或功能可以被重复执行。进一步地，描述的动作可以图形化表示被程序化到发动机控制系统的计算机可读存储介质中的代码。

应当明白，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，这些具体的实施例不应被视为对本发明的限制，这是因为很多变化是可能的。例如，上述技术可以被施加到V-6，I-4，I-6，V-12，对置4，以及其他的发动机类型。所述各个系统配置中的一个或更多可以和所描述的诊断程序中的一个或更多结合在一起使用。本公开的主题包括本文公开的各个系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖和非明显组合以及子组合。

Claims (20)

1.一种发动机方法，其包括：

响应于增压空气冷却器中的冷凝物的确定量，调节吸入到压缩机上游的发动机的引气系统中的进气的新鲜空气源的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节进一步响应于发动机爆震指示、节气门体结冰状况、发动机温度和发动机负荷中的一个或多个。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述调节包括调节引气阀的位置，所述引气阀被定位在所述压缩机上游的所述引气系统的入口处，用于调节被吸入到所述引气系统的所述入口中的进气的位置，并且其中所述发动机爆震指示包括火花正时是否在临界极限值的阈值内或从最大制动转矩正时延迟的量内。

4.根据权利要求3所述的方法，其中当所述引气阀处于第一位置时，温暖的进气从车辆的发动机罩下面吸入。

5.根据权利要求4所述的方法，其中当所述引气阀处于第二位置时，吸入与在所述第一位置相比较不温暖的进气。

6.根据权利要求4所述的方法，其中响应于所述增压空气冷却器中的冷凝物的量在第一阈值水平之上和发动机温度低于阈值温度中的每一个，所述引气阀被调节到所述第一位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述发动机温度低于所述阈值温度包括发动机冷启动状况的发动机暖机阶段。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述引气阀进一步响应于怠速状况被调节到所述第一位置。

9.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括响应于由于火花延迟接近最大制动转矩火花正时的临界爆震极限值造成的燃料经济性损失小于较暖空气的泵送损失效益，将所述引气阀调节到所述第一位置。

10.根据权利要求5所述的方法，其中响应于火花正时在最大制动转矩火花正时的临界爆震极限值内，所述引气阀被调节到所述第二位置。

11.根据权利要求3所述的方法，其中所述引气阀是在第一与第二位置之间能够移动的单一阀。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述引气阀能够移动到在所述第一与第二位置之间的中间位置。

13.根据权利要求12所述的方法，其中当所述引气阀处于所述中间位置时，较暖空气与较冷空气的混合物被吸入到引气系统中。

14.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括基于所测量的进气温度的反馈，在所述第一、第二与中间位置之间调节所述引气阀。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述基于所测量的进气温度调节所述引气阀进一步包括基于泵送摩擦和从最大制动转矩火花的临界火花延迟，确定阈值温度。

16.一种发动机方法，其包括：

响应于增压空气冷却器中的冷凝物的确定量的增加高于非零阈值水平，将变暖的进气吸入到压缩机上游的引气系统中，以及；

响应于所述增压空气冷却器中的冷凝物的所述确定量的减少低于所述非零阈值水平和发动机爆震可能性中的一个或多个，将相对于所述变暖的进气的较少变暖的进气吸入到所述压缩机上游的所述引气系统中。

17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括，响应于发动机温度低于阈值温度，将变暖的进气吸入到所述引气系统中。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述变暖的进气从车辆发动机罩的下面吸入。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述较少变暖的进气从外部的空气流吸入。

20.一种车辆的发动机系统，其包括：

包括进气歧管和排气歧管的发动机；

包括压缩机的涡轮增压器；

引气系统，所述引气系统包括毗邻于所述排气歧管，用于将变暖的空气从发动机罩下面吸入到定位在所述压缩机上游的所述引气系统的入口中的第一空气管道、用于将较冷空气从离所述排气歧管较远的另一个位置吸入到所述引气系统的所述入口中的第二空气管道、以及被定位在所述压缩机上游的所述引气系统的所述入口处的引气阀，该引气阀用于调节被吸入到所述引气系统的所述入口中的进气的位置；

在所述引气阀下游的增压空气冷却器；

在所述增压空气冷却器下游及所述进气歧管上游的进气节气门；以及

具有指令的控制器，所述指令用于调节所述引气阀的位置，以便响应于发动机温度、在所述增压空气冷却器中的冷凝物形成、发动机负荷、节气门体结冰、泵送损失以及临界爆震极限值，控制穿过所述增压空气冷却器并流入所述进气歧管的进气的温度。