CN104373198B - 用于冷凝控制的方法和系统 - Google Patents

用于冷凝控制的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104373198B
CN104373198B CN201410397677.3A CN201410397677A CN104373198B CN 104373198 B CN104373198 B CN 104373198B CN 201410397677 A CN201410397677 A CN 201410397677A CN 104373198 B CN104373198 B CN 104373198B
Authority
CN
China
Prior art keywords
compressor
temperature
engine
egr
charger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410397677.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104373198A (zh
Inventor
J·N·阿勒瑞
J·H·巴克兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN104373198A publication Critical patent/CN104373198A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104373198B publication Critical patent/CN104373198B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/04—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
    • F02B47/08—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only the substances including exhaust gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/068—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for warming-up
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0055—Special engine operating conditions, e.g. for regeneration of exhaust gas treatment apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0414—Air temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/064—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/07—Mixed pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is either taken out upstream of the turbine and reintroduced upstream of the compressor, or is taken out downstream of the turbine and reintroduced downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

本发明涉及用于冷凝控制的方法和系统。提供了用于在低温环境状况期间减少增压空气冷却器(CAC)处的冷凝液积聚的方法和系统。可以在发动机冷启动期间保持废气门关闭同时保持压缩机再循环阀打开，以便利用压缩机加热和增加的压缩机再循环来加快CAC加热。延迟EGR输送直至CAC充分变暖，以减少冷凝的倾向。

Description

用于冷凝控制的方法和系统
技术领域
本申请涉及利用进气空气的压缩加热来加速增压空气冷却器的升温的方法和系统。
背景技术
发动机系统可以被配置为具有升压装置(诸如涡轮增压器或机械增压器)，用于提供升压的空气充气并改善峰值功率输出。压缩机的使用允许较小排量的发动机提供与较大排量的发动机一样多的功率，但具有额外的燃料经济性益处。增压空气冷却器(CAC)可以被提供在压缩机的下游，用于冷却升压的空气充气，由此在空气充气被输送至发动机进气装置之前增加充气密度。因此，增压空气冷却器可以被耦接至冷却液环路，该冷却液环路不同于并且没有被连接至用来加热/冷却发动机的发动机冷却液环路。由于这样的分开，增压空气冷却器可以以冷却器温度(例如，环境温度)运行延长的持续时间。当在增压空气冷却器的上游引入排气再循环(EGR)时，会发生冷凝。当被吸入时，冷凝液会引起失火和NVH问题。
Vigild等人在US 2012/0297765中教导了一种间歇地升温CAC的方法。其中，增压空气冷却器经由多个阀装置流体地连接至发动机冷却回路和CAC冷却回路中的每一个。通过在第一组状况期间打开第一阀，CAC冷却回路暴露于来自发动机冷却回路的较热的冷却液，从而能使CAC冷却回路的温度能周期性升高。与之相比，通过在第二组状况期间打开第二阀，CAC冷却回路暴露于来自CAC冷却回路的较冷的冷却液，从而能使CAC冷却回路的较低温度被维持。
发明内容
然而，发明人在此已经认识到这种方法的潜在问题。作为一个示例，在冷启动状况期间，发动机冷却回路中的冷却液温度可能没有足够高以将足够的热传递到CAC冷却回路。在此类状况期间，任何EGR的引入能够导致CAC处的冷凝液积聚。虽然能够利用发动机热来使CAC升温，但它需要先前的发动机升温，其中在发动机冷启动期间发动机升温是慢的。此外，‘765的方法需要额外部件(诸如阀和流体通道)的使用，这可能增加系统的成本和复杂性。此外，关闭冷却回路泵限制到环境的热传递。
因此，在一个示例中，可以通过一种用于升压发动机的方法至少部分地解决上述问题，该方法包含：响应于低温状况，关闭废气门(WG)和EGR阀，同时打开压缩机再循环阀，以加热耦接在压缩机下游的增压空气冷却器。以此方式，涡轮能量到进气空气的传递可以被用来使进气空气充气升温，并且加热的空气充气的增加的压缩机再循环气流能够被用来使增压空气冷却器升温。
例如，发动机系统可以包括进气压缩机以及将下游增压空气冷却器(CAC)的出口耦接至压缩机入口的压缩机旁路。通过调整压缩机旁路中的压缩机再循环阀(CRV)的位置，可以使某一量的(冷却的)压缩空气从CAC的下游再循环至压缩机入口。CAC可以被耦接至冷却回路。发动机系统还可以包括用于驱动压缩机的排气涡轮以及耦接在涡轮两端的旁路中的废气门。在低温状况期间(诸如当CAC已经低于阈值温度达延长的一段时间时)、在发动机冷启动期间或当环境状况气温低时，发动机控制器可以自主关闭废气门，以增加排气压力并使涡轮旋转。通过经由涡轮回收排气能量并将能量传递给进气空气，增加CAC和进入的进气空气的温度。通过同时打开CRV，能够使加热的空气充气围绕压缩机和CAC再循环，由此加快CAC升温。此外，通过增加加热的空气在CAC两端的再循环(经由CRV)，到CAC(和CAC冷却回路)的热传递增加，而不会引起节气门入口压力的实质增加。
EGR阀可以维持关闭，同时废气门关闭而CRV打开，以便延迟EGR的输送直至CAC充分变暖。一旦CAC温度超过阈值温度，EGR阀可以打开。通过只在CAC充分变暖之后引入EGR，降低冷凝以及相关问题的倾向。CAC升温之后的低压EGR的增加的输送能够被用来加快发动机加热。具体地，当EGR被引入时，热可以由EGR冷却器排放(rejected)到发动机冷却回路，由此使发动机升温。
以此方式，排气热可以经由废气门进行回收，并在低温状况期间添加到CAC，以便在低温发动机状况期间加快CAC的升温。通过加快CAC的升温，能够在低温环境状况期间实现EGR益处。通过增加不具有冷凝的EGR运转的窗口，能够改善总的燃料经济性。通过延迟EGR到压缩机入口的引入直至CAC已经被升温，减少EGR冷凝。因此，这减少了失火以及其他与冷凝液吸入有关的NVH问题的发生。
应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围被紧随具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出了升压发动机系统的示例实施例。
图2示出了耦接至图1的发动机系统的冷却回路的示例实施例。
图3示出了图示说明可以实施的用于利用压缩加热来加快CAC升温和冷却的EGR输送的程序的高级别流程图。
图4示出了根据本公开的用于CAC温度控制的示例调整。
具体实施方式
提供了用于自发动机系统(诸如图1的发动机系统)回收排气热以使流过增压空气冷却器(CAC)的充气升温的方法和系统。这样做，能够使流过增压空气冷却器的冷却回路(诸如图2的回路)的进气空气充气和冷却液升温。发动机控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图3的程序)，以便在低温状况期间通过关闭废气门来回收排气热，以增加涡轮上游的排气压力和温度。通过升高背压，从排气排放能量提取功。因此，涡轮动力经由压缩机传递给进气空气。通过同时打开压缩机再循环阀，能够使加热的充气在CAC两端再循环，由此升温CAC冷却回路。一旦CAC已经被充分升温，则可以开始EGR输送。参照图4示出了示例调整。
图1示意地示出了包括发动机10的示例发动机系统100的各个方面。在所描述的实施例中，发动机10是升压发动机，其被耦接至涡轮增压器13，涡轮增压器13包括由涡轮116驱动的压缩机114。具体地，新鲜空气沿进气通道42经由空气净化器112被引入发动机10，并流向压缩机114。压缩机可以是任何合适的进气空气压缩机，诸如马达驱动的或传动轴驱动的机械增压器压缩机。然而，在发动机系统100中，压缩机是经由轴19机械地耦接至涡轮116的涡轮增压器压缩机，涡轮116由膨胀的发动机排气驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮可以被耦接在双涡管涡轮增压器内。在另一实施例中，涡轮增压器可以是可变几何形状的涡轮增压器(VGT)，其中涡轮的几何形状作为发动机转速的函数而自主改变。
如在图1中示出的，压缩机114通过增压空气冷却器(CAC)18(在本文中也被称为中间冷却器)耦接至节流阀20。节流阀20被耦接至发动机进气歧管22。来自压缩机的、被压缩的空气充气流过增压空气冷却器18和节流阀到进气歧管。例如，增压空气冷却器可以是空气到水的热交换器。在下文中参照图2提供了被耦接至CAC的冷却回路的详细描述。在图1所示的实施例中，进气歧管内空气充气的压力由歧管空气压力(MAP)传感器124感测。由于通过压缩机的气流能够加热压缩空气，因此提供下游CAC 18，以便能够在输送至发动机进气装置之前冷却升压的进气空气充气。
一个或更多个传感器可以被耦接至压缩机114的入口。例如，温度传感器55可以被耦接至该入口，用于测量压缩机入口温度，并且压力传感器56可以被耦接至该入口，用于测量压缩机入口压力。作为另一示例，湿度传感器57可以被耦接至该入口，用于估计进入压缩机的空气充气的湿度。其他传感器可以包括，例如，空燃比传感器等。在其他示例中，可以基于发动机工况推测压缩机入口状况(诸如湿度，温度，压力等)中的一个或更多个。此外，当EGR被启用时，传感器可以估计空气充气混合气的温度、压力、湿度和空燃比，其中该空气充气混合气包括在压缩机入口处接收的新鲜空气、再循环的压缩空气和剩余排气。
在所选状况期间，诸如在松开加速器踏板期间，当从具有升压的发动机运转变为不具有升压的发动机运转时，压缩机喘振可能发生。这是由于当节气门在松开加速器踏板关闭时压缩机两端产生增加的压力差。增加的压力差减少了通过压缩机的前向气流，从而引起喘振和退化的涡轮增压器性能。此外，喘振可能导致NVH问题，诸如来自发动机进气系统的不期望的噪声。为了减轻升压压力并减少压缩机喘振，由压缩机114压缩的至少一部分空气充气可以被再循环至压缩机入口。这允许过多的升压压力基本上立即被减轻。压缩机再循环系统可以包括压缩机再循环通道70，用于在增压空气冷却器18的下游将来自压缩机出口的冷却的压缩空气再循环至压缩机入口。在一些实施例中，可以提供另外的压缩机再循环通道(未示出)，用于在增压空气冷却器18的上游将来自压缩机出口的未冷却的(或暖的)压缩空气再循环至压缩机入口。
压缩机再循环阀(CRV)72可以被耦接至压缩机再循环通道70(也被称为压缩机旁路)，以控制被再循环至压缩机入口的冷却的压缩机气流量。在所示出的示例中，CRV 72可以被配置为连续可变阀，其中该阀的位置从完全关闭位置到完全打开位置以及在两者之间的任何位置连续可变。CRV 72可以被设置在CAC 18下游且压缩机114入口上游的通道70中。在升压发动机运转期间可以调整CRV 72的位置，以改善峰值性能并提供喘振裕度(margin)。在一个示例中，在升压发动机运转期间可以维持CRV关闭，以改善升压响应和峰值性能。在另一示例中，可以在升压发动机运转期间维持CRV部分打开，以便为软喘振提供一些喘振裕度(特别是改善的裕度)。在任一种情况下，响应于喘振(例如，硬喘振)的指示，可以增加阀的打开。CRV的打开程度可以基于喘振的指示(例如，压缩机比、压缩机流率、压缩机两端的压力差等)。作为一个示例，响应于喘振的指示，可以增加CRV的打开(例如，阀可以从完全关闭位置或部分打开位置转变为完全打开位置)。
还可以通过降低涡轮116处的排气压力来减轻喘振。例如，废气门致动器92可以被致动为打开，以便经由废气门90将涡轮上游的至少一些排气压力卸至涡轮下游的位置。通过降低涡轮上游的排气压力，能够降低涡轮转速，这进而有助于减少压缩机喘振。然而，由于废气门的升压动力学，调整压缩机再循环阀对减少喘振的作用会比调整废气门对减少喘振的作用更快。
如在本文中所详述的，在所选状况期间，可以使废气门保持关闭，以增加排气热回收。具体地，在低温状况期间(诸如当CAC已经低于阈值温度达延长的一段时间时)、在发动机冷启动期间或当环境状况气温低时，发动机控制器可以自主关闭废气门，以增加排气压力并使涡轮旋转。涡轮动力经由压缩机传递给进气空气充气。通过同时打开CRV 72，能够使加热的空气充气围绕压缩机和CAC再循环，由此使CAC升温。增加空气充气温度和增加加热的空气充气围绕压缩机的再循环导致CAC处的热排放增加。因此，这加快CAC和发动机升温，并改善发动机性能。
进气歧管22通过一系列进气门(未示出)耦接至一系列燃烧室30。燃烧室还经由一系列排气门(未示出)耦接至排气歧管36。在所示出的实施例中，示出了单个排气歧管36。然而，在其他实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管段。具有多个排气歧管段的构造可以使来自不同燃烧室的废气能被引导至发动机系统中的不同位置。
在一个实施例中，排气门和进气门中的每一个均可以是电致动或电控制的。在另一实施例中，排气门和进气门中的每一个均可以是凸轮致动或控制的。不论是电致动还是凸轮致动，都可以根据对期望的燃烧与排放控制性能的需要调整排气门和进气门的打开与关闭正时。
可以经由喷射器66向燃烧室30供应一种或更多种燃料，诸如汽油、醇混合燃料、柴油、生物柴油、压缩天然气等。可以经由直接喷射、进气道喷射、节流阀体喷射或其任意组合向燃烧室供应燃料。在燃烧室中，可以经由火花点火和/或压缩点火开始燃烧。
如图1所示，来自一个或更多个排气歧管段的排气被引导至涡轮116，以驱动涡轮。当降低的涡轮扭矩被期望时，一些排气反而可以被引导通过废气门90，从而绕过涡轮。然后，来自涡轮和废气门的混合流流过排放控制装置170。一般而言，一个或更多个排放控制装置170可以包括一个或更多个排气后处理催化剂，其被配置为催化地处理排气流，并且由此减少排气流中的一种或更多种物质的量。例如，一种排气后处理催化剂可以被配置为，当排气流稀时从排气流捕集NOx，而当排气流浓时减少被捕集的NOx。在其他示例中，排气后处理催化剂可以被配置为在还原剂的帮助下使NOx比例失调或选择性地减少NOx。在其他示例中，排气后处理催化剂可以被配置为氧化排气流中的残余的碳氢化合物和/或一氧化碳。具有任何这类功能的不同排气后处理催化剂可以被分开地或一起布置在排气后处理阶段中的耐洗的涂层或其他地方中。在一些实施例中，排气后处理阶段可以包括可再生碳烟过滤器，其被配置为捕集并氧化排气流中的碳烟颗粒。
来自排放控制装置170的被处理的排气的全部或一部分可以经由排气管道35释放到大气。然而，取决于工况，剩余排气的一部分反而可以被转向至EGR通道50，通过EGR冷却器51和EGR阀52，到达压缩机114的入口。因此，EGR通道50将涡轮116下游的发动机排气歧管与压缩机114上游的发动机进气歧管耦接。在所示出的示例中，EGR通道50被示为与压缩机入口上游的压缩机再循环通道70合并。应认识到，在替代示例中，通道可以不合并，并且EGR通道可以独立于压缩机再循环通道被耦接至压缩机入口。
EGR阀52可以打开，从而准许受控量的被冷却的排气到达压缩机入口，用于期望的燃烧以及排放控制性能。以此方式，发动机系统100适合于通过从涡轮116的下游引出排气来提供外部的、低压(LP)EGR。EGR阀52还可以被配置为连续可变阀。然而，在替代示例中，EGR阀52可以被配置为开启/关闭阀。除了发动机系统100中相对长的LP-EGR流动路径外，压缩机的旋转提供了排气到进气空气充气内的优秀的均质化。另外，EGR离开点和混合点的布置为增加的可用EGR质量和改善的性能提供了非常有效的排气冷却。在另外的实施例中，发动机系统还可以包括高压EGR流动路径，其中排气从涡轮116的上游吸入，并被再循环至压缩机114下游的发动机进气歧管。
EGR冷却器51可以被耦接至EGR通道50，用于冷却输送至压缩机的EGR。此外，一个或更多个传感器可以被耦接至EGR通道50，用于提供关于EGR的成分与状况的详细信息。例如，可以提供温度传感器，用于确定EGR的温度，可以提供压力传感器，用于确定EGR的压力，可以提供湿度传感器，用于确定EGR的湿度或含水量，并且可以提供空燃比传感器54，用于估计EGR的空燃比。可替代地，可以通过耦接至压缩机入口的温度、压力、湿度和空燃比传感器55-57中的一个或更多个来推测EGR状况。可以基于发动机工况和EGR状况调整EGR阀的打开，以提供期望的发动机稀释量。
在低温CAC状况期间，诸如在发动机冷启动期间或当环境状况气温低时，由于EGR的相对高的含水量，在前压缩机位置处接收的EGR会发生冷凝。当被吸入发动机中时，冷凝可以导致失火事件和NVH问题。如参照图3所详述的，在此类状况期间，可以延迟低压EGR的输送，直至CAC已经被充分升温。此外，可以通过关闭废气门并回收排气热来加快CAC的升温。这样做，即使在低温环境状况期间能够提供EGR，从而扩大能够获得EGR益处的工作范围。
发动机系统100还可以包括控制系统14。控制系统14被示为接收来自多个传感器16(在本文中描述的传感器的各种示例)的信息，并将控制信号发送至多个致动器81(在本文中描述的致动器的各种示例)。作为一个示例，传感器16可以包括位于排放控制装置上游的排气传感器126、MAP传感器124、排气温度传感器128、排气压力传感器129、压缩机入口温度传感器55、压缩机入口压力传感器56、压缩机入口湿度传感器57和EGR传感器54。其他传感器(诸如另外的压力、温度、空燃比和成分传感器等)可以被耦接至发动机系统100中的各种位置。例如，致动器81可以包括节气门20、EGR阀52、压缩机再循环阀72、废气门92和燃料喷射器66。控制系统14可以包括控制器12。控制器可以接收来自各种传感器的输入数据，处理输入数据，以及基于对应于一个或更多个程序被编程在其中的指令或代码，响应于已处理的输入数据而触发各种致动器。在本文中关于图3描述示例控制程序。
现在转向图2，其示出了耦接至图1的发动机的示例冷却系统200。因此，发动机可以被耦接至客运车辆或其他道路车辆。冷却系统能使从压缩加热回收的排气热传递给CAC，以便加快发动机加热。具体地，通过关闭冷却液泵，通过升温的压缩机的进气空气充气的气流加热被留在系统中的进气空气。
冷却系统200包括第一冷却回路202和第二冷却回路204，每一个均被耦接至发动机系统部件的不同组。第一冷却回路202包括低温散热器206、冷却液泵208和水到空气的增压空气冷却器(CAC)210，并构成低温回路。第二冷却回路204包括高温散热器216、冷却液泵228、238、EGR冷却器251、机油冷却器234、涡轮增压器236、加热器芯218，并构成高温回路。
返回到第一冷却回路202，冷却液泵208被配置为，将自CAC 210接收的热冷却液泵送到散热器206内，以便能够将热排放到环境中。具体地，环境空气(通过进入散热器206的小箭头所示出的)可以流过散热器206，从而获得在散热器处排放的热。CAC 210可以被配置为，在空气充气被输送至发动机进气装置之前冷却自压缩机接收的压缩进气空气充气。在升压发动机运转期间，流过通过CAC(诸如图1的CAC 18)的通道，在压缩机处压缩的进气空气被输送至发动机。来自空气的热被排放到流过CAC的冷却液。
如在本文中所详述的，在低温CAC状况期间，冷却液泵208可以不运转，并且冷却液可以停滞在第一冷却回路202中。在此类状况期间，废气门关闭可以被用来增加进气空气充气的压缩加热，而CRV打开可以被用来增加加热的空气充气在压缩机两端的再循环。组合方法增加了在CAC 210处排放的热量，从而导致CAC温度的上升。因此，当CAC温度超过第一更低阈值时，可以在CAC冷凝的风险降低的情况下，将EGR输送至前压缩机位置。然而，当CAC温度超过第二更高阈值时，冷却液泵208可以被运转为使热冷却液循环通过散热器206，从而实现CAC的温度控制。在一个示例中，由于回路的较低热排放能力，第一冷却回路202可以构成低温冷却回路。
第二冷却回路204是传统的冷却液环路，并使冷却液循环通过内燃发动机220，以吸收发动机废热，并将加热的冷却液分配给散热器216和/或加热器芯218。散热器216可以包括散热器风扇230，以改善冷却效率。第二冷却回路还使冷却液循环通过耦接至(图1的)EGR系统的EGR冷却器251。具体地，在EGR输送期间，在EGR冷却器251处排放排气热。第二冷却回路还使冷却液循环通过发动机机油冷却器234和涡轮增压器230，并接收自发动机机油冷却器234和涡轮增压器230排放的热。
发动机驱动的水泵228使冷却液循环通过发动机220中的通道，具体地，通过进气和排气歧管222，通过汽缸盖224，并且然后通过汽缸体226，以吸收发动机热。流过EGR冷却器251和散热器216，冷却液从发动机流回到发动机。经由散热器216和风扇230将热传递到环境空气。因此，在EGR被输送的状况期间，能够使在EGR冷却器251处排放的热循环通过发动机220，并且被有利地用来使发动机(诸如在低温环境状况期间)升温。发动机驱动的水泵228可以经由前端附件驱动系统(FEAD，未示出)耦连至发动机，并且经由带、链等与发动机转速成比例地旋转。在一个示例中，其中泵228是离心泵，产生的压力(以及导致的流动)可以与曲轴转速成比例，在图2的示例中，其与发动机转速成正比。辅助电动泵238也可以被包括在第二冷却回路204中，以辅助冷却液流过EGR系统和涡轮增压器。冷却液的温度可以由恒温器阀240调节，恒温器阀240可以保持关闭直至冷却液到达阈值温度。
风扇230可以被耦接至散热器216，以便当车辆缓慢移动或停止而发动机在运行时维持通过散热器216的气流。在一些示例中，风扇速度可以由控制器控制。可替代地，风扇230可以被耦接至发动机驱动的水泵228。
热冷却液也可以经由辅助泵238流向加热器芯218。辅助泵238可以被用来在发动机220关闭(例如，仅电动运转)时的情况期间使冷却液循环通过加热器芯218，和/或被用来在发动机正运行时辅助发动机驱动的泵228。类似发动机驱动的泵228，辅助泵可以是离心泵；然而，通过辅助泵产生的压力(以及导致的流动)与通过系统能量存储装置(未示出)向泵供应的功率量成比例。
在加热器芯处，热可以被传递到车辆乘客舱。冷却液然后流回到发动机。加热器芯218因此可以用作冷却液与乘客舱之间的热交换器。散热片可以被附接至加热器芯，以增加用于热传递的表面面积。例如通过使风扇运转，可以迫使空气经过散热片，以加快乘客舱的加热。除气瓶232被布置在冷却回路204中的高点处，并且被配置为从冷却液中净化空气。应认识到，在图2的实施例中，通过较细的线所示出的冷却回路的较小软管，而较大软管由较粗的线指示。
现在转向图3，其示出了用于在低温状况期间利用压缩加热来加热发动机进气空气充气并且由此加热增压空气冷却器和发动机的示例方法300。通过回收排气热并利用它来加快CAC的升温，即使在低温环境状况期间也能实现EGR益处。
在302处，程序包括估计和/或测量发动机工况，诸如发动机转速、发动机冷却液温度(ECT)、大气压力(BP)、环境温度与湿度、MAP、MAF、MAT、扭矩需求(Tq)等。在304处，基于估计的发动机工况确定所需的EGR量。例如，基于当前状况，可以确定所需发动机稀释量，并且可以计算对应于期望的发动机稀释的EGR的量。
EGR具有较大的含水量。因此，低压EGR(LP-EGR)在前压缩机位置处到发动机进气装置的增添增加了在压缩机入口以及增压空气冷却器出口处的冷凝风险。具体地，在低温环境状况下，当潮湿的EGR与低温环境空气混合时，会形成水滴。冲击以高速(例如，200,000rpm或以上)旋转的压缩机叶片的水滴会对叶片造成损坏。此外，由于吸入的水减慢了燃烧速率，因此水到发动机内的引入会增加失火事件的可能性。此外，NVH问题是可能的。如下所详述，可以在低温状况(例如，低温环境状况、低温发动机状况或低温CAC状况)期间延迟EGR的输送，直至CAC已经被充分升温，以降低冷凝的风险。同时，借助再循环通过压缩机旁路的压缩加热可以被有利地用来加快CAC、涡轮增压器壳体和发动机的升温。这允许EGR被更早地输送，并且即使在低温状况期间再循环也能够被用来将涡轮增压器入口温度升高至环境温度之上。
在确定期望的EGR量之后，程序进入到306-310，以确定是否存在低温状况。如在本文中所详述的，低温状况包括低温环境状况(例如，其中环境温度低于阈值)、低温发动机状况(例如，其中发动机冷却液温度低于阈值)和低温CAC状况(例如，其中CAC温度低于阈值)中的一个或更多个。
具体地，在306处，可以确定是否存在发动机冷启动状况。如果发动机冷却液温度低于阈值，或如果排气催化剂温度低于起燃温度，发动机冷启动可以被确认。如果发动机冷启动没有被确认，那么在308处，可以确定是否存在低温环境状况。如果低温环境状况不存在，那么在310处，可以确定是否存在低温CAC状况。因此，在低温环境状况和低温CAC状况期间，可以确定温度(环境或CAC)是否低于阈值和/或温度是否已经低于阈值达某一持续时间。
如果在306-310处低温状况(即，低温环境状况、低温CAC状况或冷启动状况)没有被确认，那么在312处，程序包括启用EGR输送。具体地，可以调整低压EGR通道中的EGR阀的打开，以提供期望的EGR量(如之前在304处确定的)。在一个示例中，其中EGR阀是连续可变阀，这可以包括随着期望的EGR量增加而增加EGR阀的打开。在替代示例中，其中EGR阀是开启/关闭阀，可以使EGR阀转变为打开或开启位置，以启用EGR输送。同样在312处，可以基于输送的EGR调整排气废气门和进气CRV中的一个或更多个的打开，以满足扭矩和升压需求以及期望的喘振裕度。例如，当输送的EGR增加时，可以调节(例如，增加)废气门的打开，并且可以减小CRV的打开，以实现峰值发动机性能。
如果低温状况中的任一种被确认，程序进入到316，以关闭EGR阀(或保持EGR阀关闭)，并延迟EGR输送直至充分的CAC升温已经发生。因此，关闭EGR阀包括不提供排气再循环。
在318处，程序包括关闭废气门同时保持EGR阀关闭。因此，通过关闭废气门，能实现进气空气充气的压缩加热。具体地，增加涡轮上游的充气压力(并且由此增加充气温度)，这进而增加CAC下游的充气的温度。这导致进气空气充气的压缩加热。在320处，当关闭废气门和EGR阀时，程序包括打开CRV以加热耦接至进气压缩机下游的CAC。打开CRV包括经由CRV使压缩空气从CAC的下游和进气节气门的上游再循环至压缩机入口。通过同时打开CRV而关闭废气门，能够使加热的空气充气围绕压缩机和CAC再循环，由此使CAC升温。此外，通过增加加热的空气在CAC两端(经由CRV)的再循环，到CAC和CAC冷却回路的热传递增加，而不会引起节气门入口压力的实质增加。
实质上，排气热在涡轮处被回收，并被排放到CAC冷却回路(诸如图2的冷却回路202)内，以加快CAC的升温。因此，当排气热被排放到冷却回路内时，回路的冷却液泵可以不运转，并且热可以被排放到停滞的冷却液。然后，一旦CAC已经充分升温，冷却液泵可以被运转为使冷却液通过散热器循环或流过散热器，以实现CAC的温度控制。例如，泵可以运转，并且冷却液可以流过散热器，从而散失CAC热，以便将CAC维持在阈值温度处或附近(例如，在25-30℃处或附近)。
返回到图3，进气空气充气的压缩加热可以继续，直至CAC已经被充分升温。具体地，废气门和EGR阀可以保持关闭，并且CRV可以被控制(例如，被保持打开达某一持续时间)直至压缩机温度超过阈值温度。在替代示例中，当需要升压时，可以关闭CRV，以增加升压压力。压缩机温度可以包括压缩机入口温度、压缩机出口温度、和/或(位于压缩机下游的CAC的)增压空气冷却器温度。在一个示例中，温度传感器可以被耦接至CAC上游的冷却回路，以估计压缩机温度。可替代地，温度传感器可以被耦接至CAC入口或出口，以估计压缩机温度。
经由压缩加热的发动机冷却液的间接加热以及进气空气充气的直接加热还能够改善系统加热器以及冷启动排气排放装置的性能。具体地，相对于较冷的环境空气，通过较暖的进气空气可以减少碳氢化合物或碳烟排放。
在所示出的示例中，在322处，可以确定增压空气冷却器温度(T_CAC)是否高于阈值温度(Thr1)。如果否，可以维持废气门和EGR阀关闭。阈值温度可以基于环境湿度和环境温度中的一个或更多个。例如，当环境湿度增加时，可以增加阈值温度。阈值温度可以进一步基于耦接至CAC的第一冷却回路的冷却液温度。在一个示例中，阈值温度是25℃。
一旦CAC已经被充分升温(例如，在某一持续时间之后)，在324处，程序包括打开EGR阀以启用LP-EGR，并经由EGR通道和设置在EGR阀上游的EGR冷却器使排气从排气涡轮的下游再循环至压缩机入口。可以基于期望的EGR量或流率调整EGR阀的打开。因此，一旦EGR被启用，热从EGR冷却器排放到第二不同冷却回路。第二冷却回路可以被耦接至EGR冷却器，并且被进一步耦接至发动机，但没有被耦接至CAC(诸如图2的冷却回路204)。这种热排放允许在发动机冷启动期间进一步增加发动机温度。
在326处，程序包括基于扭矩和升压需求以及期望的喘振裕度调整废气门和CRV的打开。例如，当打开EGR阀时，可以打开废气门，其中基于操作者扭矩需求，调整废气门的打开并使压缩机再循环流量与废气门的打开相协调，以提供升压压力。以此方式，基于增压空气冷却器状况，具体地，基于相对于阈值的增压空气冷却器温度，可以延迟低压EGR的输送。
因此，当CAC正升温时，但在CAC变热之前，冷却液可以停滞在第一冷却回路中。然后，一旦CAC变热，可以通过使第一冷却回路的泵运转而使冷却液循环通过第一冷却回路。具体地，在328处，可以确定CAC温度(T_CAC)是否超过比第一阈值温度(Thr1)更高的第二阈值温度(Thr2)。如果是，那么在330处，冷却液泵可以运转，并且可以使冷却液流过第一CAC冷却回路。然后可以使冷却液循环通过CAC，并且在流过散热器之后，过多热可以被排放到大气。这允许CAC的温度被维持。
应认识到，尽管为加热CAC关闭废气门能够通过更早启用EGR(与不关闭废气门并且没有利用压缩加热使CAC升温的发动机冷启动相比)来增加发动机泵气损失，但改善了总的发动机燃料经济性。更高的进气MAP(来自对于给定空气质量需要更少节流的加热的进气空气充气)还可以降低进气泵气功，并为排气泵气损失提供额外的补偿。
以此方式，经由利用涡轮从排气回收的能量将热添加到CAC冷却回路和压缩机入口。在废气门关闭的情况下，从排气回收能量，并经由压缩机传递给入口空气。通过将热添加到停滞在第一冷却回路中的冷却液，能够迅速地升高CAC处的温度，从而允许更早地安排EGR(与废气门打开的发动机冷启动相比)。因此，这在更宽的发动机工况范围内扩大EGR益处。在本文中参照图4描述了用于使CAC升温的压缩加热的示例使用。
在一个示例中，一种用于升压发动机的方法，其包含，延迟从涡轮下游到压缩机入口的排气再循环，直至增压空气冷却器温度高于第一阈值。延迟包括，在低温环境状况期间，维持EGR阀关闭，直至增压空气冷却器温度高于第一阈值。该方法还包含，当维持EGR阀关闭时，关闭耦接在排气涡轮两端的废气门并打开耦接在压缩机两端的压缩机再循环阀，以便通过增加加热的进气空气充气在增压空气冷却器两端的再循环来加热增压空气冷却器，压缩机再循环阀被设置在将增压空气冷却器出口耦接至压缩机入口的通道中。在本文中，增加加热的进气空气充气在增压空气冷却器两端的再循环包括，使冷却液泵不运转，并将排气热排放到在耦接至增压空气冷却器的冷却回路中停滞的冷却液。响应于增压空气冷却器温度超过第一阈值，该方法包括打开EGR阀以启用排气的再循环，同时增加废气门的打开并减小压缩机再循环阀的打开。响应于增压空气冷却器温度超过比第一阈值更高的第二阈值，使冷却液泵运转，并使冷却液循环通过散热器，直至增压空气冷却器温度低于第二阈值。
现在转向图4，映射图400描述了用于使CAC升温的压缩机加热的示例使用。映射图400在曲线402处描述了CAC温度，在曲线404处描述了EGR阀位置，在曲线406处描述了废气门位置，在曲线408处描述了CRV位置，在曲线410处描述了冷却液泵运转，并且在曲线412处描述了发动机运转。
在t1之前，发动机可以关闭。在t1处，发动机冷启动可以被确认(曲线412)。在冷启动期间，CAC温度(曲线402)可以低于下限阈值(下限阈值，Thr_lower)，并且在这些状况期间的任何EGR的引入都可以导致冷凝以及相关的问题。因此，在t1处，在发动机冷启动期间，可以通过在EGR阀关闭(曲线404)的情况下启动发动机来停用EGR。此外，可以通过在废气门(曲线406)关闭的情况下启动发动机来加快CAC加热。通过关闭EGR阀，延迟EGR输送，直至CAC状况充分变暖。通过关闭废气门，排气热能够被回收，并被用来加热进气空气充气。具体地，能够实现进气空气充气的压缩加热。
同样在t1处，CRV可以打开。例如，CRV可以完全或至少部分打开。通过打开CRV，能够使加热的进气空气充气在CAC两端再循环，从而引起额外的CAC升温。因此，在低温CAC的压缩加热期间，冷却液泵不运转(曲线410)，并且自排气回收的热被排放到在耦接至CAC的第一冷却回路中停滞的冷却液。这允许在CAC处升高循环的冷却液的温度。此外，在冷启动期间，加热的进气空气充气加快了发动机的升温。
在t1与t2之间，进气空气充气和CAC的压缩加热可以继续某一持续时间，直至CAC温度超过Thr_lower。在一个示例中，Thr_lower可以基于环境状况，诸如环境温度和湿度。在另一示例中，Thr_lower可以是预定值，诸如25-30℃。
在t2处，响应于CAC温度处在或超过Thr_lower，可以通过增加EGR阀的打开来启用EGR输送(曲线404)。因此，EGR阀打开以及提供的EGR流率可以基于发动机工况，以提供所需的发动机稀释量。当开始EGR输送时，热可以从EGR冷却器排放到耦接至EGR冷却器和发动机但没有被耦接至CAC的第二冷却回路内。这允许在冷启动期间升高发动机温度，从而改善发动机性能和燃料经济性。同样在t2处，废气门可以打开，而CRV的打开可以减小。在本文中，废气门和CRV调整可以基于扭矩和升压需求以及喘振裕度，并且可以进一步基于EGR量，以便允许有待提供的峰值升压发动机性能。
在t3处，CAC温度可以暂时升高至上限阈值温度(上限阈值，Thr_upper)之上，并且可以开始CAC的温度控制。上限阈值温度可以高于下限阈值温度。具体地，响应于升高的CAC温度，冷却液泵可以运转(曲线404)，并且热冷却液可以被循环通过耦接至第一冷却回路的散热器。冷却液泵可以自t3以后运转某一持续时间，直至CAC温度返回到Thr_upper以下(以及Thr_lower以上)。
在t4处，响应于发动机关闭状况，发动机可以关闭。在关闭状况期间，EGR阀可以保持关闭，而废气门可以保持打开。CRV位置也可以被保持。
在t5处，响应于发动机重启动状况，发动机可以重启动。然而，由于自之前的关闭以后逝去的短持续时间，t5处的发动机重启动可以构成发动机热启动，其中CAC已经充分变暖(即，CAC温度超过Thr_lower)。响应于热启动状况，在t5处，发动机可以在废气门打开并且CRV关闭(或仅部分打开)的情况下启动。此外，在热启动期间，通过打开EGR阀，可以无延迟地开始EGR输送。
应认识到，尽管图4的示例描述了延迟EGR输送直至CAC变暖，但相对于发动机在废气门打开的情况下启动的发动机循环，能在发动机循环中更早地启用总的EGR安排。具体地，压缩加热允许在发动机循环中通过加快CAC加热而更早地安排EGR。
在一个示例中，一种车辆系统包含：发动机，其包括进气节气门；涡轮增压器，其包括进气压缩机和排气涡轮；增压空气冷却器，其被耦接在压缩机的下游与节气门的上游；压缩机再循环阀，其在将增压空气冷却器出口耦接至压缩机入口的旁路中；废气门，其被耦接在涡轮的两端；以及EGR系统，其包括被设置在EGR通道中的上游EGR冷却器和下游EGR阀，所述EGR通道将涡轮的出口耦接至压缩机入口。发动机系统还可以包括控制器，其具有计算机可读指令，用于：在发动机冷启动期间，在废气门和EGR阀均关闭并且压缩机再循环阀打开的情况下通过启动发动机来压缩加热增压空气冷却器；以及在增压空气冷却器的温度超过阈值之后，打开EGR阀。与之相比，在发动机热启动期间，控制器可以在废气门和EGR阀均打开并且压缩机再循环阀关闭的情况下启动发动机。
以此方式，在低温状况期间，可以通过迫使废气门关闭并利用压缩加热使流过CAC的进气空气充气升温来加快CAC加热。通过同时打开CRV，加热的空气充气在压缩机两端的增加的再循环能够被用来进一步加快CAC加热。通过加快CAC的升温并基于CAC升温协调EGR输送，能够在后CAC的冷凝倾向减少的情况下引入EGR。因此，这允许即使在低温环境状况期间也能获得EGR益处，并在更宽的发动机工况范围内扩大EGR益处。通过降低冷凝的风险，能够减少失火以及相关的NVH问题。总之，改善了低温状况期间的发动机性能。
注意，本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所描述的各种动作、操作和/或功能可以以所示顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序，但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略，所示出的动作、操作和/或功能中的一个或更多个可以被重复执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码。
应认识到，在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的，并且这些具体的实施例不被认为是限制性的，因为许多变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括在本文中所公开的各种系统和配置和其它的特征、功能和/或属性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
下面的权利要求特别指出被认为是新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”要素或“第一”要素或其等同物。应当理解，这样的权利要求包括纳入一个或更多个这样的要素，既不要求也不排除两个或更多个这样的要素。所公开的特征、功能、要素和/或属性的其它组合和子组合可以通过本申请权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中新的权利要求的提交来要求保护。这样的权利要求，无论是比原权利要求范围更宽、更窄、相同或不同，均被认为包含在本公开的主题内。

Claims (17)

1.一种用于升压发动机的方法，其包含：
响应于低温状况，关闭EGR阀和耦接在排气涡轮两端的废气门，同时打开压缩机再循环阀以加热耦接在压缩机下游的增压空气冷却器一段持续时间，直至压缩机温度超过阈值温度，所述阈值温度基于耦接至所述增压空气冷却器的第一冷却回路的冷却液温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述低温状况包括环境温度低于阈值的低温环境状况、发动机冷却液温度低于阈值的低温发动机状况和冷却器温度低于阈值的低温增压空气冷却器状况中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述压缩机温度包括增压空气冷却器入口温度、增压空气冷却器出口温度和压缩机入口温度中的一个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值温度基于环境湿度和环境温度中的一个或多个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中打开所述压缩机再循环阀包括，经由所述压缩机再循环阀使压缩空气从所述增压空气冷却器的下游和进气节气门的上游再循环至压缩机入口。
6.根据权利要求1所述的方法，其中关闭所述EGR阀包括不提供排气再循环。
7.根据权利要求1所述的方法，其还包含，在所述持续时间之后，打开所述EGR阀，以便经由EGR通道和耦接在所述EGR阀上游的EGR冷却器使排气从涡轮的下游再循环至压缩机入口。
8.根据权利要求7所述的方法，其中经由所述EGR冷却器再循环排气包括将热排放到第二不同的冷却回路，所述第二不同的冷却回路被耦接至所述EGR冷却器并且进一步被耦接至所述发动机，所述第二不同的冷却回路没有被耦接至所述增压空气冷却器。
9.根据权利要求8所述的方法，其还包含，当打开所述EGR阀时，打开所述废气门，基于操作者扭矩需求调整所述废气门的打开以提供升压压力。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述增压空气冷却器是水冷的增压空气冷却器。
11.一种用于升压发动机的方法，其包含：
延迟从涡轮下游到压缩机入口的排气的再循环，直至增压空气冷却器温度高于第一阈值；以及
在所述温度低于所述第一阈值时，
关闭排气废气门；
打开压缩机再循环阀；
不运转冷却液泵；以及
将排气热排放到冷却液内，所述冷却液停滞在耦接至所述增压空气冷却器的冷却回路中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述延迟包括，在低温环境状况期间，维持EGR阀关闭，直至所述增压空气冷却器温度高于所述第一阈值。
13.根据权利要求11所述的方法，其还包含，其中，关闭所述排气废气门包括关闭耦接在排气涡轮两端的所述废气门以加热进气空气充气，并且其中，打开所述压缩机再循环阀包括打开耦接在压缩机两端的所述压缩机再循环阀以增加所述加热的进气空气充气在所述增压空气冷却器两端的再循环，所述压缩机再循环阀被设置在将所述增压空气冷却器的出口耦接至所述压缩机入口的通道中。
14.根据权利要求11所述的方法，其还包含，响应于增压空气冷却器温度超过所述第一阈值，打开EGR阀以启用排气的再循环，同时增加所述废气门的打开并减小所述压缩机再循环阀的打开。
15.根据权利要求14所述的方法，其还包含，响应于增压空气冷却器温度超过比所述第一阈值更高的第二阈值，运转所述冷却液泵，并使热冷却液循环通过散热器，直至所述增压空气冷却器温度低于所述第二阈值。
16.一种车辆系统，其包含：
发动机，其包括进气节气门；
涡轮增压器，其包括进气压缩机和排气涡轮；
增压空气冷却器，其被耦接在所述压缩机的下游与所述节气门的上游；
压缩机再循环阀，其在将增压空气冷却器出口耦接至压缩机入口的旁路中；
废气门，其被耦接在所述涡轮的两端；
EGR系统，其包括被设置在EGR通道中的上游EGR冷却器和下游EGR阀，所述EGR通道将所述涡轮的出口耦接至所述压缩机入口；
控制器，其具有计算机可读指令，其用于：
在发动机冷启动期间，
通过在所述废气门和EGR阀均关闭并且所述压缩机再循环阀打开的情况下启动所述发动机来压缩加热所述增压空气冷却器；以及
在所述增压空气冷却器的温度超过阈值之后，打开所述EGR阀。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制器还包括指令，其用于，
在发动机热启动期间，
在所述废气门和EGR阀均打开并且所述压缩机再循环阀关闭的情况下启动所述发动机。
CN201410397677.3A 2013-08-13 2014-08-13 用于冷凝控制的方法和系统 Active CN104373198B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/965,751 US9109505B2 (en) 2013-08-13 2013-08-13 Methods and systems for condensation control
US13/965,751 2013-08-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104373198A CN104373198A (zh) 2015-02-25
CN104373198B true CN104373198B (zh) 2019-03-05

Family

ID=52430428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410397677.3A Active CN104373198B (zh) 2013-08-13 2014-08-13 用于冷凝控制的方法和系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9109505B2 (zh)
CN (1) CN104373198B (zh)
DE (1) DE102014215215A1 (zh)
RU (1) RU152556U1 (zh)

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2998561A4 (en) * 2013-05-10 2017-11-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas recirculation device
KR101601088B1 (ko) * 2013-12-23 2016-03-09 현대자동차주식회사 엔진 냉각 시스템
DE102014201170A1 (de) * 2014-01-23 2015-07-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Entlüftung eines Wärmemanagementsystems einer Verbrennungskraftmaschine
JP6213322B2 (ja) * 2014-03-18 2017-10-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
US9759135B2 (en) * 2014-04-04 2017-09-12 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine control
US9611857B2 (en) * 2014-04-24 2017-04-04 Control Components, Inc. Dead time reducer for piston actuator
US9291094B2 (en) 2014-05-05 2016-03-22 Dayco Ip Holdings, Llc Variable flow valve having metered flow orifice
DE102014014224A1 (de) * 2014-09-20 2016-03-24 Daimler Ag Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug
JP6488113B2 (ja) * 2014-11-28 2019-03-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
DE102015203473B4 (de) * 2015-02-26 2020-03-26 Ford Global Technologies, Llc Reinigung eines Ladeluftkühlers in einem System mit Abgasrückführung
US10138800B2 (en) 2015-04-03 2018-11-27 Cummins, Inc. System and method for managing condensation in EGR systems
US9845772B2 (en) * 2015-04-30 2017-12-19 Cummins, Inc. System and method for managing condensation in EGR systems
DE102015008736A1 (de) * 2015-07-07 2017-01-12 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Fahrzeugs sowie Verfahren und Computerprogrammprodukt zum Betreiben dieser Antriebsvorrichtung
DE102015111407A1 (de) * 2015-07-14 2017-01-19 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kühlsystem für ein Fahrzeug
GB2541200A (en) * 2015-08-11 2017-02-15 Ford Global Tech Llc A method of reducing engine NOx emissions
CN106704015B (zh) * 2015-08-19 2019-12-20 北汽福田汽车股份有限公司 车辆及其进气温度管理控制器、系统和方法
RU2617615C1 (ru) * 2015-12-29 2017-04-25 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" Способ управления двигателем внутреннего сгорания
RU2617629C1 (ru) * 2015-12-29 2017-04-25 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт "НАМИ" Двигатель внутреннего сгорания
CN105508088B (zh) * 2015-12-30 2018-05-11 联合汽车电子有限公司 点燃式的增压发动机用废气再循环系统及其使用方法
CN108463620B (zh) * 2016-01-22 2021-03-30 日产自动车株式会社 废气旁通阀的控制方法及控制装置
DE112017000237T5 (de) * 2016-01-27 2018-10-04 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Steuergerät
US10347928B2 (en) * 2016-05-19 2019-07-09 Ford Global Technologies, Llc Air control system and method for fuel cell stack system
US10605151B2 (en) * 2016-06-09 2020-03-31 GM Global Technology Operations LLC Electric pump operating strategy
KR101878060B1 (ko) 2016-09-08 2018-08-10 현대자동차주식회사 차량의 터보차져 제어방법 및 그 제어시스템
CN107882625B (zh) * 2016-09-29 2020-01-10 郑州宇通客车股份有限公司 一种发动机电子风扇的控制方法及装置
GB201617825D0 (en) * 2016-10-21 2016-12-07 Ford Global Tech Llc A boosted engine system of a motor vehicle
JP6579085B2 (ja) * 2016-11-15 2019-09-25 株式会社豊田自動織機 電動過給機
US10060371B2 (en) 2016-12-16 2018-08-28 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10337425B2 (en) 2016-12-16 2019-07-02 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10393039B2 (en) 2016-12-16 2019-08-27 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10138822B2 (en) 2016-12-16 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10107220B2 (en) 2016-12-16 2018-10-23 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10012159B1 (en) 2016-12-16 2018-07-03 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10316771B2 (en) 2016-12-16 2019-06-11 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10683817B2 (en) 2016-12-16 2020-06-16 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US11156176B2 (en) 2016-12-16 2021-10-26 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10018123B1 (en) 2016-12-16 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10190507B2 (en) 2016-12-16 2019-01-29 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10024255B2 (en) 2016-12-16 2018-07-17 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10094310B2 (en) 2016-12-16 2018-10-09 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10132235B2 (en) 2016-12-16 2018-11-20 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10328924B2 (en) 2016-12-16 2019-06-25 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10393041B2 (en) 2016-12-16 2019-08-27 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10161332B2 (en) 2016-12-16 2018-12-25 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10145315B2 (en) 2016-12-16 2018-12-04 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
US10330001B2 (en) 2016-12-16 2019-06-25 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for a split exhaust engine system
DE102017200800B4 (de) 2017-01-19 2018-09-20 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine mit Ladeluftkühlung
US10378472B2 (en) * 2017-02-17 2019-08-13 Ford Global Technologies, Llc Hydrocarbon sensor diagnostic
US10125702B2 (en) * 2017-03-07 2018-11-13 GM Global Technology Operations LLC Method of operating an internal combustion engine having a turbocharger
JP2019089524A (ja) * 2017-11-17 2019-06-13 アイシン精機株式会社 車両用熱交換装置
DE102018101999A1 (de) 2018-01-30 2019-08-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Kühlkreislaufanordnung einer Verbrennungskraftmaschine und Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges
DE102018111738A1 (de) * 2018-05-16 2019-11-21 Volkswagen Ag Verfahren zur Reduzierung der Partikelemissionen bei einem Kaltstart eines Verbrennungsmotors
US10975789B2 (en) * 2018-06-06 2021-04-13 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for expediting engine warming
WO2019240776A1 (en) * 2018-06-12 2019-12-19 Cummins Inc. Exhaust coolant system and method
JP7159936B2 (ja) * 2019-03-26 2022-10-25 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両、及びハイブリッド車両のエンジン制御方法
DE102019206450B4 (de) 2019-05-06 2021-03-04 Ford Global Technologies, Llc Motorsystem
CN112031944B (zh) * 2020-07-30 2021-09-17 东风汽车集团有限公司 发动机进气口温度控制方法及系统
US11415029B1 (en) * 2021-02-12 2022-08-16 Ford Global Technologies, Llc Engine oil dilution control in automotive vehicles

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE755769A (fr) 1969-09-04 1971-02-15 Cummins Engine Co Inc Corps de turbine, notamment pour turbo-compresseur a gaz d'echappement
DE2849924C3 (de) 1978-11-17 1981-10-01 Aktiengesellschaft Kühnle, Kopp & Kausch, 6710 Frankenthal Turbinengehäuse
DE2934041C2 (de) 1979-08-23 1983-08-11 Günther Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen Dibelius Gesteuerte Abgasturboladerturbine
US4389845A (en) 1979-11-20 1983-06-28 Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha Turbine casing for turbochargers
DE3346472C2 (de) 1982-12-28 1991-09-12 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Radialturbine mit veränderlicher Leistung
US4949276A (en) 1988-10-26 1990-08-14 Compressor Controls Corp. Method and apparatus for preventing surge in a dynamic compressor
DE3942477A1 (de) 1989-12-22 1991-07-04 Bilstein August Gmbh Co Kg Bypass-ventil mit abstimmbaren kennungen fuer regelbare und steuerbare schwingungsdaempfer
US6079210A (en) 1998-07-16 2000-06-27 Woodward Governor Company Continuously variable electrically actuated flow control valve for high temperature applications
EP1124047B1 (en) 2000-02-09 2005-05-04 General Electric Company Dual-orifice bypass system for duel-fuel gas turbine
US6408833B1 (en) 2000-12-07 2002-06-25 Caterpillar Inc. Venturi bypass exhaust gas recirculation system
US6565479B2 (en) 2001-07-05 2003-05-20 Delphi Technologies, Inc. Apparatus and method for smoothing of vehicle drivelines
US6983596B2 (en) 2001-11-02 2006-01-10 Borgwarner Inc. Controlled turbocharger with integrated bypass
US6681171B2 (en) * 2001-12-18 2004-01-20 Detroit Diesel Corporation Condensation control for internal combustion engines using EGR
US6725847B2 (en) 2002-04-10 2004-04-27 Cummins, Inc. Condensation protection AECD for an internal combustion engine employing cooled EGR
US7007680B2 (en) 2003-08-07 2006-03-07 Mack Trucks, Inc. Cooler bypass valve system and method
AU2003300444A1 (en) 2003-12-24 2005-08-03 Honeywell International, Inc. Recirculation port
US7137253B2 (en) 2004-09-16 2006-11-21 General Electric Company Method and apparatus for actively turbocharging an engine
KR100749620B1 (ko) 2005-03-02 2007-08-14 가부시키가이샤 덴소 과급기 부착 내연 기관용 제어 장치
US7640744B2 (en) 2005-12-02 2010-01-05 Ford Global Technologies, Llc Method for compensating compressor lag of a hybrid powertrain
JP4787330B2 (ja) * 2006-01-13 2011-10-05 マック トラックス インコーポレイテッド 排気および吸気ガスの温度制御
JP2009524774A (ja) 2006-01-27 2009-07-02 ボーグワーナー・インコーポレーテッド 低圧ｅｇｒ凝縮液をコンプレッサの中に混合するユニット
JP4629782B2 (ja) * 2006-02-23 2011-02-09 マック トラックス インコーポレイテッド クーラバイパスを備える給気クーラ装置および方法
EP2074296A4 (en) 2006-10-02 2016-08-17 Mack Trucks MOTOR WITH RECIRCULATION OF EXHAUST AIR AND METHOD THEREOF
US20080163855A1 (en) 2006-12-22 2008-07-10 Jeff Matthews Methods systems and apparatuses of EGR control
US8601813B2 (en) 2007-03-28 2013-12-10 Borgwarner Inc. Controlling exhaust gas recirculation in a turbocharged engine system
EP2414748B1 (en) 2009-03-30 2019-11-27 TMEIC Corporation Compressor surge control system and method
US8286616B2 (en) 2009-06-29 2012-10-16 GM Global Technology Operations LLC Condensation control systems and methods
US8230843B2 (en) 2009-07-30 2012-07-31 Ford Global Technologies, Llc Cooler bypass to reduce condensate in a low-pressure EGR system
US8333071B2 (en) 2009-07-31 2012-12-18 Ford Global Technologies, Llc Method and a system to control turbine inlet temperature
US8267069B2 (en) 2009-08-25 2012-09-18 International Engine Intellectual Property Company, Llc EMG temp signal model based on EGRC out temp for EGR system anti-fouling protection
US10196993B2 (en) * 2009-09-08 2019-02-05 Ge Global Sourcing Llc System and method for operating a turbocharged engine
ITBO20090702A1 (it) 2009-10-28 2011-04-28 Magneti Marelli Spa Dispositivo miscelatore per un sistema egr di bassa pressione di un motore a combustione interna
US8640458B2 (en) 2009-10-28 2014-02-04 Eaton Corporation Control strategy for an engine
US8042527B2 (en) * 2010-08-05 2011-10-25 Ford Global Technologies, Llc Coordination of HP and LP EGR
EP2426340A1 (en) 2010-09-01 2012-03-07 International Engine Intellectual Property Apparatus and method for protecting against fouling of an exhaust gas recirculation valve
DE102010048465A1 (de) * 2010-10-14 2012-04-19 Daimler Ag Abgasrückführung mit Kondensatabführung
KR101628095B1 (ko) * 2010-10-18 2016-06-08 현대자동차 주식회사 저압 ｅｇｒ시스템 제어장치 및 방법
US8161746B2 (en) 2011-03-29 2012-04-24 Ford Global Technologies, Llc Method and system for providing air to an engine
EP2525072B1 (de) 2011-05-16 2014-01-01 Ford Global Technologies, LLC Verfahren zur Erwärmung der Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens
DE102011076457A1 (de) 2011-05-25 2012-11-29 Ford Global Technologies, Llc Kühlanordnung für eine aufladbare Brennkraftmaschine
US9051901B2 (en) * 2011-06-07 2015-06-09 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas recirculation (EGR) system
US8726658B2 (en) * 2011-07-22 2014-05-20 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust gas recirculation
US8453626B2 (en) 2011-08-26 2013-06-04 Concentric Skånes Fagerhult AB EGR venturi diesel injection
US9291093B2 (en) * 2013-02-08 2016-03-22 GM Global Technology Operations LLC Turbocharger flow control
US9458760B2 (en) * 2013-05-02 2016-10-04 Ford Global Technologies, Llc Compressor recirculation valve control to reduce charge air cooler condensate

Also Published As

Publication number Publication date
CN104373198A (zh) 2015-02-25
RU152556U1 (ru) 2015-06-10
US9109505B2 (en) 2015-08-18
US20150047340A1 (en) 2015-02-19
DE102014215215A1 (de) 2015-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104373198B (zh) 用于冷凝控制的方法和系统
CN104373261B (zh) 用于冷凝控制的方法和系统
CN104608594B (zh) 用于客厢加热的排气节流
CN104608593B (zh) 用于发动机的方法及车辆系统
CN107355298B (zh) 用于排气热回收的方法和系统
CN104373195B (zh) 用于升压控制的方法和系统
CN104975989B (zh) 用于发动机控制的方法和系统
RU146389U1 (ru) Система двигателя
CN104373251B (zh) 用于升压控制的方法和系统
CN104373200B (zh) 用于增压控制的方法和系统
CN103925094B (zh) 用于真空控制的方法和系统
CN104373197B (zh) 用于升压控制的方法和系统
CN107023364A (zh) 用于排气热回收的方法和系统
RU2684135C1 (ru) Способ (варианты) и система для управления впрыском воды
RU2697899C1 (ru) Способ для двигателя (варианты) и соответствующая система
CN108317024A (zh) 用于排气热交换器的方法和系统
CN108005800A (zh) 用于排气再循环和热回收的方法和系统
CN103867360A (zh) 通过使用加热的进气控制增压空气冷却器冷凝
US20160348620A1 (en) Assembly including a heat engine and an electric compressor configured to heat the air-fuel mixture
CN107060965A (zh) 用于排气热回收的方法和系统
US20190241040A1 (en) Method and device for vehicle cabin heating
CN103925050B (zh) 用于催化剂温度控制的方法和系统
RU2617615C1 (ru) Способ управления двигателем внутреннего сгорания
CN104121089B (zh) 用于涡轮增压器控制的方法和系统
US20150361868A1 (en) Thermal management of engine charge air

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant