CN104653277A - 用于使用次进气节气门减少增压空气冷却器冷凝物的方法和系统 - Google Patents

用于使用次进气节气门减少增压空气冷却器冷凝物的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于使用次进气节气门减少增压空气冷却器冷凝物的方法和系统。提供用于基于在增压空气冷却器中的冷凝物形成调整次进气节气门的方法和系统，所述次节气门被定位在增压空气冷却器的上游。在一个示例中，方法包括响应于增压空气冷却器内增加的冷凝物积聚减小次进气节气门的开度。该方法进一步包括基于冷凝物积聚和转矩需求调整被定位在进气歧管中的主节气门。

Description

用于使用次进气节气门减少增压空气冷却器冷凝物的方法和系统
技术领域
本发明涉及用于使用次进气节气门减少增压空气冷却器冷凝物的方法和系统。
背景技术
发动机可利用涡轮增压器或机械增压器以压缩进入发动机的环境空气，以便增加功率。空气的压缩可导致空气温度的增加，因此可利用中冷器或增压空气冷却器(CAC)冷却加热的空气，从而增加其密度并进一步增加发动机的潜在功率。当环境空气温度减小时，或者在潮湿或多雨天气条件期间(其中进气空气被冷却到低于水露点温度)，冷凝物可在CAC中形成。进一步地，当进入CAC的增压空气被升压(例如，吸气压力和升压压力大于大气压力)时，如果CAC温度下降到低于露点温度，冷凝物可形成。因此，冷凝物可聚集在CAC的底部处，或者聚集在CAC的内部通道中。当转矩增加时，诸如在加速期间，增加的质量空气流量可从CAC带走冷凝物，将其吸入到发动机中并增加发动机失火和燃烧不稳定的可能性。
解决冷凝物形成的其他尝试包括限制行进通过CAC的进气空气或者限制到CAC的环境空气流，以便增加CAC空气的温度。一个示例方法是由Craig等人在U.S.6,408,831中示出。其中，进气空气温度由环境空气流限制系统和进气空气流限制系统控制。控制器限定这些限制装置的位置并连接到多个传感器，所述多个传感器测量不同变量(如环境空气温度和进气空气温度)。
发明内容
然而，发明人在此已经认识到此类系统的潜在问题。具体地，实施阻断或限制冷空气流过CAC可以是具有挑战性的且昂贵的。进一步地，朝向CAC流动的冷却气流也可用来冷却其他发动机系统部件。因此，限制冷却气流至CAC也可限制冷却气流到其他发动机系统部件。
在一个示例中，上述问题可由一种方法解决，该方法用于响应于在增压空气冷却器处的冷凝物形成条件调整定位在压缩机的下游并且在增压空气冷却器的上游的次节气门。例如，调整次节气门可包括响应于CAC中冷凝物水平增加到高于阈值水平减小次节气门的开度。减小次节气门的开度可减小CAC处的压力，并且随后减小相对湿度。由于减小CAC压力的结果，CAC内的冷凝物水平可减小，从而降低由于冷凝物吸入而引起的不稳定燃烧和/或发动机失火的可能性。
作为一个示例，次节气门被定位在发动机的进气通道内、在主节气门和CAC的上游且在压缩机的下游。主节气门可在当冷凝物水平大于阈值水平时的发动机运转期间基于转矩需求被调整。进一步地，次节气门可在此时间期间被完全打开。然而，当CAC中的冷凝物水平增加到高于阈值水平时，如果主节气门未被完全打开(如由转矩需求所要求的)，发动机控制器可减小次节气门的开度。该发动机控制器也可增加主节气门的开度，以便补偿减小次节气门的开度并继续提供所需的转矩。次节气门位置可在一段持续时间内降低，直到冷凝物水平减小且/或直到转矩需求增加从而要求次节气门的更大开度。以这种方式，调整主节气门和次节气门的位置可减少在CAC内积聚的冷凝物，从而减少与冷凝物相关的发动机失火事件的可能性。
应该理解，提供以上概要是以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步被描述的一些概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上面或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是包括增压空气冷却器和次进气节气门的示例发动机系统的示意图。
图2是用于基于在增压空气冷却器中的冷凝物形成调整次进气节气门的方法的流程图。
图3示出用于推断在增压空气冷却器处的冷凝物水平的方法的流程图。
图4是基于增压空气冷却器冷凝物和转矩需求对主节气门位置和次节气门位置的示例调整的曲线图。
具体实施方式
下列描述涉及用于调整定位在发动机系统(如图1中所示的发动机系统)的进气装置中的次进气节气门的系统和方法。次节气门可被定位在进气通道内、在压缩机的下游且在增压空气冷却器(CAC)和主进气节气门的上游。因此，主节气门和次节气门彼此串联被定位。在一些示例中，减小次节气门的开度可降低CAC处的压力。因此，CAC内的空气的相对湿度可减小，从而至少部分地“干燥”CAC并减少CAC内积聚的冷凝物的量。图2示出用于基于CAC内的冷凝物水平调整次节气门的方法。该方法可进一步包括基于转矩需求和次节气门的位置调整主节气门。例如，在减小次节气门的开度期间，发动机控制器可增加主节气门的开度，以便维持气流到发动机且输送所需的转矩。减少次节气门的量和持续时间可以基于冷凝物水平。用于确定CAC处冷凝物水平的方法在图3处被示出。基于CAC冷凝物和转矩需求对主节气门和次节气门的示例调整在图4处被示出。
图1是示出可包括在汽车的推进系统中的示例发动机10的示意图。发动机10被示出具有四个汽缸或燃烧室30。然而，其他数量的汽缸可根据当前公开使用。发动机10可至少部分地由包括控制器12的控制系统和由经由输入装置130的来自车辆操作员132的输入控制。在此示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(例如，汽缸)30可包括具有活塞(未示出)定位在其中的燃烧室壁。活塞可耦接到曲轴40，使得活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统150耦接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动器马达可经由飞轮耦接到曲轴40，以实现发动机10的起动运转。曲轴40也可用来驱动交流发电机(图1中未示出)。
发动机输出转矩可被传输到液力变矩器(未示出)以驱动自动变速器系统150。进一步地，可啮合包括前进离合器154的一个或更多个离合器来推进汽车。在一个示例中，液力变矩器可称为变速器系统150的部件。进一步地，变速器系统150可包括多个齿轮离合器152，其可根据需要被啮合以激活多个固定的变速器齿轮比/传动比。具体地，可通过调整多个齿轮离合器152的啮合，可以在较高档位(即具有较低齿轮比的档位)和较低档位(即具有较高齿轮比的档位)之间切换变速器。因此，在处于较高档位时齿轮比差启用变速器两端的较低转矩倍增(multiplication)，而处于较低档位时启用变速器两端的较高转矩倍增。车辆可具有四个可用档位，其中变速器档位四(变速器第四档位)是最高的可用档位且变速器档位一(变速器第一档位)是最低的可用档位。在其他实施例中，车辆可具有多于四个或少于四个的可用档位。如本文详细说明的，控制器可改变变速器档位(例如，上移或下移变速器档位)以便调整通过变速器和液力变矩器输送至车辆车轮156的转矩(即发动机轴输出转矩)的量。随着变速器切换到较低档位，发动机转速(Ne或RPM)增加，从而增加发动机气流。可以在较高RPM处增加由旋转发动机生成的进气歧管真空。
燃烧室30可从进气歧管44接收进气空气且可经由排气歧管46排放燃烧气体至排气通道48。进气歧管44和排气歧管46可以经由各自进气门和排气门(未示出)选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
燃料喷射器50被示出直接耦接到燃烧室30，用于与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例直接喷射燃料在其中。以这种方式，燃料喷射器50提供所谓的燃料到燃烧室30中的直接喷射；然而应当理解的是进气道喷射也是可能的。可由包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)将燃料输送到燃料喷射器50。
在称为点火的过程中，所喷射的燃料由已知的点火手段(如火花塞52)点燃，从而导致燃烧。火花点火正时可被控制使得火花在制造商的规定时间之前(提前)或之后(延迟)发生。例如，火花正时可以从最大制动转矩(MBT)正时延迟以便控制发动机爆震，或者可以在高湿度条件下被提前。特别地，考虑到缓慢的燃烧速率可以提前MBT。在一个示例中，可在在踩加速器踏板期间延迟火花。在替代实施例中，压缩点火可用来点燃所喷射的燃料。
进气歧管44可从进气通道42接收进气空气。发动机10的发动机进气装置包括进气歧管44和进气通道42。进气通道42和/或进气歧管44包括主节气门21(例如，第一节气门)，该主节气门具有节流板22以调节到进气歧管44的流。在此特定示例中，节流板22的位置(TP)可由控制器12改变以实现电子节气门控制(ETC)。以这种方式，可以运行主节气门21改变提供至燃烧室30的进气空气。例如，控制器12可调整节流板22增加主节气门21的开度。增加主节气门21的开度可增加供给至进气歧管44的空气的量。在替代示例中，可减小主节气门21的开度或完全关闭主节气门21，以切断气流到进气歧管44。
在一些实施例中，附加节气门可存在于进气通道42中，诸如在压缩机60上游的节气门(未示出)。例如，进气通道42也可包括次节气门(例如，第二节气门)90，该次节气门被定位在CAC 80的上游且在压缩机60的下游。因此，次节气门90是在主节气门21的上游。此外，主节气门21和次节气门90在发动机进气装置中是彼此串联的。次节气门90可包括节流板92以调节到CAC 80和主节气门21的流。节流板92的位置可由控制器12改变以实现电子节气门控制(ETC)。以这种方式，可运行次节气门90改变提供至CAC 80的进气空气。如下面进一步描述，控制器12可基于CAC 80处的条件调整节流板92来增加次节气门90的开度或减小次节气门90的开度。例如，减小节气门90的开度可减少气流到CAC 80并降低CAC压力。这进而可以降低CAC 80处的相对湿度，从而减少CAC 80内的冷凝物。
此外，主节气门21的节气门位置或节气门角度可用定位在节气门21处的节气门位置传感器23确定。在一个示例中，节气门位置传感器23可测量节流板22相对于通过进气通道42的空气流的方向的角度。例如，当节流板22完全关闭(且阻断通过进气通道22的气流)时，节气门角度可约为零度。当节流板22完全打开(且与气流垂直)时，该节气门角度可约为90度。在一些示例中，节气门90也可包括节气门位置传感器。在另一示例中，节气门90可具有椭圆形状，其中与垂直线约7度是闭合的节气门位置且与垂直线约83度是打开的节气门位置。
进一步地，在所公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可经由EGR通道(诸如高压EGR通道140)路由(route)所需部分的排气从排气通道48到进气通道42。提供至进气通道42的EGR的量可由控制器12经由EGR阀(诸如高压EGR阀142)改变。在一些条件下，EGR系统可用来调节燃烧室内空气和燃料混合物的温度。图1示出高压EGR系统，其中EGR通过EGR通道140从涡轮增压器的涡轮的上游路由到涡轮增压器的压缩机的下游。图1还示出低压EGR系统，其中EGR通过低压EGR通道157从涡轮增压器的涡轮的下游路由到涡轮增压器的压缩机的上游。低压EGR阀155可控制提供至进气通道42的EGR的量。在一些实施例中，发动机可包括高压EGR系统和低压EGR系统二者，如图1中所示。在另一些实施例中，发动机可包括低压EGR系统或高压EGR系统之一。当可操作时，EGR系统可从压缩空气引导冷凝物的形成，特别是当压缩空气由增压空气冷却器冷却时。例如，低压EGR通道157可包括低压EGR冷却器159，并且高压EGR通道140可包括高压EGR冷却器143。
发动机10可进一步包括压缩装置，诸如涡轮增压器或机械增压器，该压缩装置包括至少一个沿进气通道42布置的压缩机60。对于涡轮增压器，压缩机60可以经由例如轴或其他耦接布置至少部分由涡轮62驱动。涡轮62可沿排气通道48布置。可提供各种布置来驱动压缩机。对于机械增压器，压缩机60可至少部分由发动机和/或电机驱动，并且可以不包括涡轮。因此，经由涡轮增压器或机械增压器提供至发动机的一个或更多个汽缸的压缩的量可由控制器12改变。
在图1所示的实施例中，压缩机60可主要由涡轮62驱动。涡轮62可由流过排气通道48的排气驱动。因此，涡轮62的驱动运动可驱动压缩机60。因此，压缩机60的速度可以基于涡轮62的速度。随着压缩机60的速度增加，更多升压可通过进气通道42提供至进气歧管44。
进一步地，排气通道48可包括用于使排气远离涡轮62转向的废气门26。此外，进气通道42可包括压缩机旁通或再循环阀(CRV)27，该阀经配置使进气空气围绕压缩机60转向。当需要较低升压压力时，废气门26和/或CRV 27可由控制器12控制以被打开。例如，响应于压缩机喘振或潜在的压缩机喘振事件，控制器12可打开CRV 27以减小在压缩机60的出口处的压力。这可减少或停止压缩机喘振。
在一些实施例中，减小次节气门90的开度可减少在松加速器踏板事件期间的升压和NVH。例如，如果大量的空气流反向流过压缩机，可听见尖声噪音。然而，减小次节气门90的开度可减少可用于反向流过压缩机的空气量，从而减少且/或消除尖声噪音。因此，可减小CRV27的尺寸。在另一些示例中，CRV 27可以不被包括在包括次节气门的发动机中。
进气通道42可进一步包括增压空气冷却器(CAC)80(例如，中冷器)，以降低涡轮增压的或机械增压的进气气体的温度。在一些实施例中，CAC 80可以是空气对空气热交换器。在另一些实施例中，CAC80可以是空气对液体热交换器。CAC 80也可以是可变容积CAC。来自压缩机60的热增压空气(升压空气)进入CAC 80的入口，随着其行进通过CAC而冷却，并且然后穿过节气门21离开，且然后进入发动机进气歧管44。来自车辆外部的环境空气流可以通过车辆前端进入发动机10，并且横穿CAC，以帮助冷却增压空气。当环境空气温度降低时，或者在潮湿或多雨天气条件下(其中增压空气被冷却到低于水露点温度)，冷凝物可形成并积聚在CAC中。进一步地，当进入CAC的增压空气被升压(例如，升压压力和/或CAC压力大于大气压力)时，如果CAC温度下降到低于露点温度，冷凝物可形成。当增压空气包括再循环的排气时，冷凝物可以变成酸性的且腐蚀CAC壳体。该腐蚀能够导致在空气充气、大气以及可能的在水-空气冷却器的情况下的冷却液之间的泄露。进一步地，如果冷凝物在CAC中累积，在增加气流的时间期间，发动机可以吸收冷凝物。因此，会发生不稳定的燃烧和/或发动机失火。发动机10可进一步包括定位在进气通道42和/或进气歧管44中的一个或更多个氧传感器。
进气歧管44包括用于测量绝对歧管压力(MAP)的MAP传感器122。如下面进一步讨论，MAP传感器122的输出可用来估计其他发动机系统压力，诸如大气压力(BP)。在一些实施例中，进气通道22可包括升压压力传感器126。然而，在另一些实施例中，进气通道可不包括升压压力传感器126。此外，空气质量流(MAF)传感器120可在压缩机60的上游定位在进气通道42中。
控制器12在图1中被示出作为微型计算机，包括微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在此特定示例中示出作为只读存储芯片(ROM)106的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(RAM)108、保活存储器(KAM)110和数据总线。控制器12可从耦接到发动机10的传感器接收各种信号，用于执行各种功能来运转发动机10。除前面所讨论的那些信号以外，这些信号可包括来自MAF传感器120的被引入空气质量流量的测量；来自在发动机10内的一个位置中示意性示出的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自耦接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火拾取信号(PIP)；如所讨论的来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及如所讨论的来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可由控制器12从信号PIP生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可用来提供进气歧管44中真空或压力的指示。注意，可使用以上传感器的各种组合，如有MAF传感器而无MAP传感器，或反之亦然。在化学计量运转期间，MAP传感器可以给出发动机转矩的指示。进一步地，此传感器连同所检测的发动机转速可以提供引入汽缸的充气(包括空气)的估计。在一个示例中，也用作发动机转速传感器的霍尔效应传感器118可在曲轴40的每转产生预定数量的等距脉冲。
也可存在未示出的其他传感器，诸如用于确定环境空气温度和/或湿度的传感器和其他传感器。在一些示例中，存储介质只读存储芯片106可用计算机可读数据编程，所述计算机可读数据表示用于执行下面描述的方法以及预期的但未具体列出的其他变体的由微处理器单元102可执行的指令。示例例程本文在图2-图3处描述。
图1的系统提供了一种发动机系统，其包括进气通道、包括定位在进气通道中的压缩机的涡轮增压器、定位在发动机的进气歧管中的主节气门、定位在主节气门上游的增压空气冷却器和在压缩机的下游和增压空气冷却器的上游定位在进气通道的次节气门。该系统进一步包括控制器，其具有用于响应于增压空气冷却器中冷凝物水平调整次节气门的计算机可读指令。计算机可读指令进一步包括用于基于转矩需求和冷凝物水平减小次节气门的开度并响应冷凝物水平减小到低于阈值水平基于所述减小次节气门的开度和转矩需求增加主节气门的开度的指令。
如上面所讨论的，冷凝物可在增压空气冷却器(CAC)内形成。随着时间的推移，冷凝物可积在该CAC内，从而导致该CAC内冷凝物的水平(或量)增加。在增加通过CAC的空气流的条件期间(诸如在踩加速器踏板期间)，冷凝物可被吹出CAC并进入发动机。在一些情况下，这可造成不稳定的燃烧和/或发动机失火。不同方法可用来减少冷凝物形成且/或从该CAC除去冷凝物。一些这样的方法或发动机运转参数调整可旨在增加流过CAC的空气的温度。例如，发动机控制器可调整车辆格栅开闭器、发动机冷却风扇运转、专用的CAC风扇运转和/或替代的发动机工况，以减少冷却的气流到CAC且由此增加CAC空气温度。然而，在一些示例中，阻断气流到CAC会是昂贵的或困难的。具体地，阻断气流到CAC也可阻断气流到可能需要冷却的气流的其他发动机部件。
减少CAC冷凝物形成的另一方法可包括降低CAC空气压力，而不降低空气温度。以这种方式降低CAC内的空气压力可导致降低CAC内空气的相对湿度。由于减小相对CAC湿度的结果，冷凝物形成和CAC内冷凝物形成的水平二者都可降低。例如，降低CAC处的相对湿度可至少部分干燥CAC，使得冷凝物水平减小。进一步地，降低CAC处的相对湿度可降低冷凝物形成或者防止冷凝物在CAC内形成。
在一个示例中，调整在CAC上游的节气门可降低CAC中的空气压力。如上面所讨论的，次节气门(例如，图1中所示的次节气门90)可被定位与主节气门(例如，图1中所示的主节气门21)串联且定位在主节气门的上游。次节气门可定位在压缩机的下游和CAC的上游。减小次节气门的开度可降低CAC空气压力且随后减小CAC处的相对湿度。例如，减小次节气门的开度可包括减小节气门角度和/或部分关闭次节气门。
作为一个示例，在冷凝物形成条件期间，发动机控制器可减小次节气门的开度。冷凝物形成条件可包括当CAC压力和/或CAC温度低于露点时。冷凝物形成条件可进一步包括在多雨或潮湿环境条件期间(例如，当环境湿度高于阈值湿度时)。由于减小次节气门的开度的结果，冷凝物形成可在CAC内被降低。
作为另一示例，在当CAC内的冷凝物水平大于阈值时的条件期间，发动机控制器可减小次节气门的开度。因此，CAC中的冷凝物水平可减小。该阈值可以是如果由发动机吸入则可导致不稳定的燃烧和/或发动机失火的冷凝物的阈值水平或量。减小次节气门的开度(例如，节气门的节流板的目标位置)的量可以基于CAC的冷凝物水平和条件。例如，如果CAC相对湿度处于较高水平，则控制器可减小次节气门的开度一较大量，必须被减小一较大量是为了干燥CAC。关于减小次节气门开度的进一步细节参照图2在下面讨论。
在另一示例中，可响应于CAC中的空气高于露点减小次节气门的开度。例如，如果冷凝物形成不可以通过降低CAC空气温度减少，则控制器可替代地通过减小次节气门开度和减小CAC压力来减少冷凝物形成。因此，CAC中的空气可减小到低于露点。进一步地，在另一些示例中，可在低负载条件期间(例如，当MAP低于大气压力时)减小次节气门开度来降低冷凝物形成。
减小次节气门的开度可导致空气的压力减小和到发动机的质量空气流量的减少。因此，为了维持转矩处于所需的水平，发动机控制器可在减小次节气门的开度期间增加主节气门的开度。增加主节气门的开度可补偿由于部分关闭次节气门而导致的降低的主节气门入口压力。因此，在减小次节气门期间主节气门的位置可以基于减小次节气门的量(例如，次节气门的位置)和转矩需求。
在一些示例中，主节气门可已经打开处于或接近最大量(例如，处于或接近宽敞打开节气门，WOT)。在此示例中，主节气门不能够被进一步(或足够远)打开来补偿在CAC干燥事件期间减少次节气门开度。在此示例中减小次节气门的开度可导致转矩输出低于转矩需求。因此，如果主节气门已经完全打开(或接近完全打开)，控制器可不减小次节气门开度，即使冷凝物水平大于阈值。以这种方式，转矩输出可维持在所需的水平。进一步地，当CAC中冷凝物水平小于阈值时，可维持次节气门完全打开，同时基于转矩需求调整主节气门。在另一示例中，当CAC中的冷凝物水平小于阈值时，次节气门的开度可维持在稍微小于完全打开的位置处。因此，通过减小次节气门的开度随机地减小CAC压力可降低在CAC处的冷凝物形成，同时也维持空气充气控制并输送所需的转矩。
以这种方式，发动机方法可包括响应于在增压空气冷却器处的冷凝物形成条件调整定位在压缩机的下游和增压空气冷却器的上游的次节气门。在一个示例中，冷凝物形成条件可包括冷凝物水平增加到高于阈值水平。在另一示例中，冷凝物形成条件可基于环境湿度和/或温度、CAC温度和/或(例如，从风挡雨刮器占空比)推断的降雨条件确定。次节气门进一步定位在主节气门的上游，主节气门定位在进气歧管中且在增压空气冷却器的下游。
该方法可进一步包括基于转矩需求和次节气门的位置调整主节气门。在一个示例中，调整次节气门包括当主节气门未完全打开时响应于增压空气冷却器冷凝物水平大于阈值减小次节气门的开度。减少次节气门的开度的量基于增压空气冷却器冷凝物水平、增压空气冷却器压力、增压空气冷却器湿度、转矩需求和主节气门的位置中的一个或更多个。该方法可进一步包括在减小次节气门的开度期间增加主节气门的开度，增加的量基于减小次节气门的开度的量和转矩需求。进一步地，减小次节气门的开度包括减小开度一持续时间。在该持续时间之后，该方法可包括增加次节气门的开度以宽敞打开节气门并基于转矩需求调整主节气门。此外，该方法可包括调整可变凸轮正时来增加歧管真空并在减小次节气门的开度期间维持所需的转矩输出。
在另一示例中，调整次节气门包括响应于增压空气冷却器冷凝物水平小于阈值或者用于宽敞打开节气门的命令完全打开次节气门。该方法可进一步包括在增压空气冷却器冷凝物水平低于阈值或者用于宽敞打开节气门的命令中的一个或更多个期间基于转矩需求调整主节气门。此外，该方法可包括响应于冷凝物形成条件调整发动机冷却风扇、增压空气冷却器风扇或车辆格栅开闭器中的一个或更多个。
现在转向图2，方法200被示出用于基于增压空气冷却器中冷凝物形成调整次进气节气门。如上面讨论，发动机进气装置可包括在主节气门上游的次节气门。次节气门可被定位在压缩机和增压空气冷却器(CAC)之间。具体地，发动机控制器(诸如图1中所示的控制器12)可调整次节气门的位置，以便减小CAC内的空气压力，从而减少CAC内的冷凝物。该控制器也可基于次节气门的位置和转矩需求调整主节气门的位置。
该方法在202处通过估计和/或测量发动机工况开始。发动机工况可包括发动机转速和负载、环境湿度、CAC的条件(例如，温度、压力和湿度)、空气质量流量、主节气门的位置、次节气门的位置、转矩需求、EGR流量等。
在204处，可确定CAC处冷凝物的水平。此可包括检索细节，诸如环境空气温度、环境空气湿度、CAC入口和出口增压空气温度、CAC入口和出口增压空气压力和来自多个传感器的空气质量流率，并基于所检索的数据确定在CAC中形成的冷凝物的量。可替代地，在204处，该方法可包括确定形成冷凝物的倾向。所述另一种方式，在204处该方法可包括冷凝物形成条件是否存在。例如，如果CAC温度高于阈值，环境湿度高于阈值，且/或正在下雨，在CAC处的冷凝物形成可以是可能的。在又一些示例中，该方法在204处可包括确定CAC是否可从压力减小中受益(例如，降低冷凝物在当前环境和CAC条件下形成的可能性)。以这种方式，减小次节气门开度并减小CAC压力可以是预防性的，并降低冷凝物在CAC内聚集的可能性。在这些条件下，如果不可负面地影响转矩输出，该控制器可仅减小次节气门开度，如下面进一步描述。
在一个示例中，在206处且如在图3的模型处进一步详述的，CAC内冷凝物形成的速率可以基于环境温度、CAC出口温度、质量流量、EGR和湿度。在另一示例中，在208处，冷凝形成值可映射到CAC出口温度和CAC压力与环境压力的比。在替代示例中，该冷凝形成值可映射到CAC出口温度和发动机负载。发动机负载可以是空气质量、转矩、加速器踏板位置和节气门位置的函数，且因此可提供通过CAC的空气流速的指示。例如，由于CAC的冷却表面和相对低的进气空气流速，与相对冷却CAC出口温度结合的中等发动机负载可指示高冷凝形成值。该映射图可进一步包括用于环境温度的修正器(modifier)。
在210处，该方法包括确定CAC处的冷凝物水平是否高于阈值水平。因此，该阈值水平可对应于一定的冷凝物量，其中如果被吹出CAC且一旦由发动机吸入，则高于该冷凝物量可造成不稳定的燃烧和/或发动机失火。在一些示例中，可减小阈值水平，以便更频繁地干燥CAC。如上面讨论，在另一些示例中，该方法在210处可包括确定冷凝物是否正在形成或者是否可能在CAC内形成(基于CAC温度、压力、环境温度、环境湿度、降雨条件等)。在此示例中，如果冷凝物正在形成或者可能形成，该方法可继续至214。
如果冷凝物水平不大于阈值，该方法继续至212，以打开次节气门并基于转矩需求调整主节气门的位置。例如，该方法在212处可包括完全打开次节气门。在另一示例中，该方法在212处可包括增加次节气门的开度至低于WOT的位置。该方法在212处可进一步包括随着转矩需求增加或减少，分别增加或减少主节气门的开度。以这种方式，可基于转矩需求调整主节气门，同时维持主节气门打开。
可替代地，如果在210处CAC冷凝物水平大于阈值，则该方法继续至214以确定主节气门的位置。具体地，该方法在214处包括确定主节气门是否完全打开(例如，在WOT处)。在另一示例中，该方法在214处可确定主节气门是否能够被进一步打开并在减小次节气门的开度的同时输送所需的转矩。如果主节气门未完全打开且可被进一步打开来维持转矩，该方法继续至216。
在216处，控制器可减小次节气门的开度，以便减小CAC压力且随后减小CAC相对湿度。该方法在216处进一步包括增加主节气门的开度，以补偿由于减小次节气门的开度而引起的空气质量流量的减小。因此，增加主节气门的开度的量可以基于转矩需求和减小次节气门的开度的量。减小次节气门的开度的量可以基于冷凝物水平(例如，CAC中冷凝物的量)、CAC处的条件(例如，CAC温度、压力和湿度)、转矩需求、空气质量流量条件和/或主节气门的位置。例如，随着冷凝物水平和/或湿度水平增加，控制器可关闭次节气门一较大量。然而，减小的量可以由转矩需求和主节气门可以被打开多少限制。例如，如果转矩需求处于较高水平且主节气门的位置更接近WOT，次节气门可关闭一较小量。在另一示例中，该方法在216处可包括打开主节气门到WOT且然后基于转矩需求调整次节气门。因此，次节气门的开度可被减小，但不被减小到降低转矩输出到低于所需水平的水平。
在216处，控制器可减小次节气门的开度一持续时间。该持续时间可以基于减小冷凝物水平到低于阈值水平的时间量。在另一示例中，该持续时间可以基于CAC压力和CAC中冷凝物的量。因此，该持续时间可随CAC冷凝物的水平增加、CAC湿度增加和/或CAC压力增加而增加。在另一示例中，控制器可减小次节气门的开度，直到冷凝物水平减小到低于阈值水平。因此，该持续时间可随冷凝物水平增加而增加。在一些示例中，控制器可减小次节气门的开度，直到冷凝物水平减小到低于阈值水平一定量(例如，较低阈值水平)，或者直到CAC冷凝物水平几乎为零。然而，如果在减小期间转矩需求增加到需要次节气门的更宽敞打开的水平，控制器可在CAC冷凝物水平达到较低阈值水平之前增加次节气门的开度。因此，减小的持续时间可以基于CAC冷凝物水平和转矩需求。在216处减小次节气门的开度一持续时间之后，控制器可增加次节气门的开度至宽敞打开节气门(WOT)并基于转矩需求调整主节气门。在另一些实施例中，控制器可维持次节气门的部分打开位置，直到转矩需求增加，从而要求增加的质量空气流量和次节气门的开度。
进一步地，该方法在216处可包括调整可变凸轮正时(VCT)，以便在维持所要求的发动机输出转矩(例如，转矩需求)的同时增加歧管真空。在一个示例中，此可包括提前进气凸轮。如果在214处主节气门不可以被进一步打开，该方法替代地继续至218。在218处，该方法包括基于转矩需求调整主节气门且不减小次节气门的开度。在一个示例中，该方法在214处包括在基于转矩需求增加或减小主节气门的开度的同时维持次节气门的位置。在另一示例中，该方法在214处包括在基于转矩需求调整主节气门的同时完全打开次节气门。在220处，该方法可包括调整可替代发动机运转参数，以减少CAC冷凝物。例如，控制器可减少格栅开闭器开度，减少发动机冷却风扇运转，且/或减少CAC风扇运转，以便减少CAC内冷凝物形成。在一些实施例中，该方法在216处也可包括调整上面在220处描述的可替代发动机运转参数。
图3示出用于估计存储在CAC内的冷凝物的量的方法300。基于相对于阈值的CAC处的冷凝物的量(例如，水平)，发动机控制器可调整主节气门和/或次节气门，如在图2处讨论的。
该方法在302处通过确定发动机工况开始。所述工况可包括，如先前在202处所详述的，环境条件、CAC条件(入口和出口温度和压力、通过CAC的流率等)、空气质量流量、MAP、EGR流量、发动机转速和负载、发动机温度、升压等。接着，在304处，该例程确定环境湿度是否是已知的。在一个示例中，基于耦接到发动机的湿度传感器的输出，环境湿度可以是已知的。在另一示例中，湿度可以从下游UEGO传感器推断，或者从电子信息(infotronics)(例如，互联网连接、车辆导航系统等)或雨/雨刮器传感器信号获得。如果该湿度不是已知的(例如，如果发动机不包括湿度传感器)，该湿度可在306处被设置成100％。然而，如果该湿度是已知的，如由湿度传感器提供的已知湿度值可在308处作为湿度设置使用。
环境温度和湿度可用来确定进气空气的露点，这可进一步由进气空气中的EGR的量影响(例如，EGR可具有不同于来自大气的空气的湿度和温度)。露点和CAC出口温度之间的差指示冷凝将是否将在冷却器内形成，并且空气质量流量可影响多少冷凝实际地积聚在该冷却器内。在310处，一种算法可作为CAC出口温度和压力的函数计算CAC出口处的饱和蒸气压力。然后，在312处该算法计算在此饱和蒸气压力下水的质量。最后，在314处通过从环境空气中水的质量减去在CAC出口处的饱和蒸气压力条件下的水的质量，确定CAC出口处的冷凝形成速率。在一些示例中，该方法在314处可首先确定随着时间推移水形成的质量。然后，积分该值可给出CAC内水的质量(例如，冷凝物形成值)。通过在316处确定冷凝物测量之间的时间量，方法300在318处可确定自最后的测量开始的CAC内冷凝物的量。通过将在318处估计的冷凝物值加到先前冷凝物值且然后在320处减去自最后例程开始的任何冷凝物损失(即，例如经由清洗例程除去的冷凝物的量)，在322处计算CAC中当前冷凝物量。如果CAC出口温度高于露点，可假定冷凝物损失为零。可替代地，在320处，所除去的冷凝物的量可被建模或凭经验确定作为空气质量的函数且与每个软件任务循环(即，与例程300的每次运行)向下积分
因此，图3的方法可在图2的例程期间由控制器使用，以使用用于估计CAC处冷凝物的量的建模方法。在替代实施例中，发动机控制系统可使用映射方法映射CAC处冷凝物的量到CAC入口/出口温度、环境湿度和发动机负载。例如，所述值可映射并存储在查找表中，该查找表在图2的例程期间由控制器检索并随后更新。
图4示出基于CAC冷凝物和转矩需求对主节气门位置和次节气门位置的示例调整。具体地，曲线图400在曲线402处示出主节气门的开度的变化，在曲线404处示出次节气门的开度的变化，在曲线406处示出CAC内冷凝物水平的变化，在曲线408处示出CAC压力的变化，在曲线410处示出转矩需求的变化，且在曲线412处示出格栅开闭器的位置的变化。如上面所讨论的，次节气门可在主节气门和CAC上游被定位在进气装置中。控制器可调整主节气门和/或次节气门到完全闭合和完全打开(例如，WOT)位置之间的多个位置中。因此，该控制器可独立地调整这两个节气门的开度。
在时间t1之前，CAC冷凝物水平可以低于阈值T1。因此，次节气门可以是打开的(曲线404)。控制器可在时间t1之前基于转矩需求调整主节气门。在时间t1处，CAC冷凝物水平增加到高于阈值T1(曲线406)。此外在时间t1处，主节气门未完全打开(曲线402)。响应于冷凝物水平增加到高于阈值T1且主节气门未完全打开，控制器可减小次节气门的开度(曲线404)一持续时间d1。控制器也可增加主节气门的开度(曲线402)，以便在减小次节气门的开度期间维持质量空气流量并输送所需的转矩。
如在时间t1和时间t2之间看到的，减小次节气门的开度导致CAC压力的减小(曲线408)。因此，CAC中的冷凝物水平减小回到低于阈值T1。在减小次节气门的开度一持续时间d1之后，控制器可在时间t2处增加次节气门的开度至宽敞打开节气门(WOT)并基于转矩需求调整主节气门。在另一些示例中，如果转矩需求在时间t2之前已增加(要求比次节气门可以在WOT提供的气流更多的气流)，控制器已经增加次节气门的开度，即使未通过该持续时间d1。
在时间t2处，控制器可在逐渐地减小主节气门的开度的同时逐渐地增加次节气门的开度，以便维持相对恒定的质量空气流量并继续输送所需的转矩。随着转矩需求在时间t2之后增加(曲线410)，控制器增加主节气门的开度。在时间t3处，CAC冷凝物水平增加到高于阈值T1。然而，主节气门在时间t3处完全打开。因此，控制器不减小次节气门的开度且反而在时间t3处维持次节气门位置。在一些示例中，如图4中所示，控制器可在时间t3处关闭格栅开闭器以帮助减少冷凝物形成。在另一些示例中，控制器可调整附加或替代的发动机运转参数(例如，发动机冷却风扇运转)，以便减少CAC处冷凝物形成。
如在图4中时间t1处所示，在当增压空气冷却器中的冷凝物水平大于阈值且主节气门未完全打开时的第一条件期间，方法可包括减小次节气门的开度，该次节气门定位在增压空气冷却器的上游。该方法可进一步包括在第二条件期间，如在时间t1之前以及在时间t2和时间t3之间所示，当冷凝物水平小于阈值时，基于转矩需求调整主节气门。
如上所述，次节气门定位在发动机进气装置中的主节气门的上游，并且该次节气门进一步定位在发动机进气装置中压缩机的下游。进一步地，在第一条件期间，该方法包括基于转矩需求和减小次节气门的开度的量增加主节气门的开度。在一些示例中，在第一条件期间减小次节气门的开度包括减小开度一持续时间(例如，持续时间d1)，该持续时间基于冷凝物水平和转矩需求中的一个或更多个。进一步地，在第二条件期间，该方法可包括打开次节气门到宽敞打开节气门。
该方法进一步包括在第三条件期间，如在时间t3处所示，当冷凝物水平大于阈值且主节气门处于宽敞打开节气门时，不减小次节气门的开度并维持主节气门处于宽敞打开节气门。进一步地，在第三条件期间，该方法可包括调整车辆格栅开闭器、发动机冷却风扇或增压空气冷却器风扇中的一个或更多个，以减小冷凝物水平。例如，如图4中所示，格栅开闭器可在第三条件期间被打开。
以这种方式，发动机控制器可基于CAC冷凝物和转矩需求独立地调整进气系统中主节气门和次节气门。当CAC冷凝物水平高于阈值时减小次节气门的开度可导致CAC压力的减小，从而减少CAC内存储的冷凝物。因此，本发明的技术效果是通过减小次节气门的开度和减少CAC中冷凝物实现的。通过降低CAC中冷凝物水平，可降低由于冷凝物吸入而引起的发动机失火和/或不稳定燃烧的可能性。
注意，本文所包括的示例控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非临时性存储器中。本文所描述的具体例程可表示任何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，所示的各种动作、操作和/或功能可以所示的顺序、并行地或在一些省略的情况下执行。同样地，并不一定需要该处理顺序来实现本文所描述的示例实施例的特征和优点，但提供该处理顺序便于说明和描述。所示的动作、操作和/或功能中的一个或更多个可根据正在使用的特定策略重复地执行。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可以图形方式表示要编入发动机控制系统中计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码。
将理解的是，本文所公开的配置和例程在本质上是示例性的，并且这些具体实施例并不以限制意义进行考虑，因为许多变化都是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
下列权利要求特别指出被视为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元素或“第一”元素或其等同物。此类权利要求应该被理解为包括一个或多个此类元素的并入，既不要求也不排除两个或更多此类元素。所公开的特征、功能、元素和/或属性的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过新权利要求在本申请或相关申请中的呈现而被要求保护。此类权利要求无论在范围上比原始权利要求更宽、更窄或与原始权利要求相等或不同也被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种发动机方法，其包括：
响应于在增压空气冷却器处的冷凝物形成状况调整次节气门，所述次节气门被定位在压缩机的下游和所述增压空气冷却器的上游。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述次节气门进一步被定位在主节气门的上游，所述主节气门被定位在进气歧管中且在所述增压空气冷却器的下游。
3.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括基于转矩需求和所述次节气门的位置，调整所述主节气门。
4.根据权利要求2所述的方法，其中调整所述次节气门包括当所述主节气门未完全打开时响应于增压空气冷却器冷凝物水平大于阈值减小所述次节气门的开度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中减小所述次节气门的所述开度的量基于所述增压空气冷却器冷凝物水平、增压空气冷却器压力、增压空气冷却器湿度、转矩需求和所述主节气门的位置中的一个或多个。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括在所述减小所述次节气门的所述开度期间增加所述主节气门的开度，增加的量基于所述次节气门的所述开度的减小量和转矩需求。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述减小所述次节气门的所述开度包括减小所述开度一持续时间并进一步包括，在所述持续时间之后，增加所述次节气门的所述开度至宽敞打开节气门并基于转矩需求调整所述主节气门。
8.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括调整可变凸轮正时，以在所述减小所述次节气门的所述开度期间增加歧管真空并维持所需的转矩输出。
9.根据权利要求2所述的方法，其中调整所述次节气门包括响应于增压空气冷却器冷凝物水平小于阈值或宽敞打开节气门的命令中的一个或多个，完全打开所述次节气门。
10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括在所述增压空气冷却器冷凝物水平低于所述阈值或所述宽敞打开节气门的命令中的一个或多个期间基于转矩需求调整所述主节气门。
11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括响应于所述冷凝物形成状况调整发动机冷却风扇、增压空气冷却器风扇或车辆格栅开闭器中的一个或多个。
12.一种发动机方法，其包括：
在当增压空气冷却器中的冷凝物水平大于阈值且主节气门未完全打开时的第一条件期间，减小次节气门的开度，所述次节气门被定位在所述增压空气冷却器的上游；以及
在当所述冷凝物水平小于所述阈值时的第二条件期间，基于转矩需求调整所述主节气门。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述次节气门被定位在发动机进气装置中的所述主节气门的上游并且其中所述次节气门进一步被定位在所述发动机进气装置中的压缩机的下游。
14.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括在所述第一条件期间，基于转矩需求和所述次节气门的所述开度的减小量增加所述主节气门的开度。
15.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括在所述第二条件期间，打开所述次节气门至宽敞打开节气门。
16.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括在当所述冷凝物水平大于所述阈值且所述主节气门处于宽敞打开节气门时的第三条件期间，不减小所述次节气门的所述开度并维持所述主节气门处在宽敞打开节气门。
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括在所述第三条件期间，调整车辆格栅开闭器、发动机冷却风扇或增压空气冷却器风扇中的一个或多个，以减小所述冷凝物水平。
18.根据权利要求12所述的方法，其中在所述第一条件期间减小所述次节气门的所述开度包括减小所述开度一持续时间，所述持续时间基于所述冷凝物水平和转矩需求中的一个或多个。
19.一种用于发动机的系统，其包括：
进气通道；
涡轮增压器，其包括被定位在所述进气通道中的压缩机；
主节气门，其被定位在所述发动机的进气歧管中；
增压空气冷却器，其被定位在所述主节气门的上游；
次节气门，其被定位在所述进气通道中、在所述压缩机的下游且在所述增压空气冷却器的上游；和
控制器，其具有用于响应于所述增压空气冷却器中的冷凝物水平调整所述次节气门的计算机可读指令。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述计算机可读指令进一步包括指令，用于基于转矩需求和所述冷凝物水平减小所述次节气门的开度且响应于所述冷凝物水平减少至低于阈值水平基于所述次节气门的所述开度的所述减小和所述转矩需求增加所述主节气门的开度。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102352788A (zh) * 2011-06-08 2012-02-15 黄锦林 风力涡轮增压器
US9145823B2 (en) * 2012-10-19 2015-09-29 Ford Global Technologies, Llc Method for purging condensate from a charge air cooler
US9267423B2 (en) 2014-06-03 2016-02-23 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for increasing airflow through a charge air cooler to decrease charge air cooler condensate
EP2966282A1 (en) * 2014-07-07 2016-01-13 Caterpillar Energy Solutions GmbH System for controlling condensation of water within an intake manifold of an engine
US9551275B2 (en) * 2014-08-07 2017-01-24 Caterpillar Inc. Cooling system having pulsed fan control
DE102015212833B4 (de) * 2015-07-09 2023-06-01 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Turbolader
US10690233B2 (en) 2016-07-27 2020-06-23 Ford Global Technologies, Llc Bypass control for U-flow transmission oil coolers
JP6540659B2 (ja) * 2016-11-10 2019-07-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御システム
US20180156165A1 (en) * 2016-12-07 2018-06-07 Ford Global Technologies, Llc Charge air cooler with an integrated bypass
KR20200070816A (ko) * 2018-12-10 2020-06-18 현대자동차주식회사 응축수 발생을 방지하는 흡배기 시스템 및 그 작동 방법
US11085405B2 (en) * 2019-04-04 2021-08-10 GM Global Technology Operations LLC Charge air cooler (CAC) condensate dispersion system and method of dispersing condensate from a CAC
JP7360625B2 (ja) * 2020-01-28 2023-10-13 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
US11313291B2 (en) * 2020-08-03 2022-04-26 GM Global Technology Operations LLC Secondary throttle control systems and methods

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030114978A1 (en) * 2001-12-18 2003-06-19 Rimnac Phillip F. Condensation control for internal combustion engines using EGR
JP2003206793A (ja) * 2002-01-11 2003-07-25 Toyota Motor Corp 内燃機関
US20050021218A1 (en) * 2003-07-25 2005-01-27 Detroit Diesel Corporation Influence of engine parameters on condensation protection strategies
US20070056282A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Iwaszkiewicz Titus J Diesel engine charge air cooler bypass passage and method
US20080208432A1 (en) * 2007-02-28 2008-08-28 Caterpillar Inc. Decoupling control strategy for interrelated air system components
US20110155112A1 (en) * 2008-09-26 2011-06-30 Schiestl Stefan Internal combustion engine
CN102817723A (zh) * 2011-06-07 2012-12-12 福特环球技术公司 排气再循环系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2184251C1 (ru) * 2000-12-14 2002-06-27 Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова Устройство для регулирования температуры наддувочного воздуха двигателя внутреннего сгорания
US6408831B1 (en) 2000-12-20 2002-06-25 Caterpillar Inc. System for controlling the temperature of an intake air
SE528074C2 (sv) 2004-12-03 2006-08-29 Koenigsegg Automotive Ab Förbränningslufttillförselanordning
US8056339B2 (en) 2010-01-08 2011-11-15 Ford Global Technologies, Llc Warming intake air using EGR cooler in dual-throttle boosted engine system
US8353275B2 (en) 2010-01-08 2013-01-15 Ford Global Technologies, Llc Dual throttle for improved tip-out stability in boosted engine system
US9032939B2 (en) * 2012-08-20 2015-05-19 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling a variable charge air cooler
US9080499B2 (en) * 2012-08-20 2015-07-14 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling a variable charge air cooler
US9169809B2 (en) * 2012-08-20 2015-10-27 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling a variable charge air cooler
US9334791B2 (en) * 2012-09-17 2016-05-10 Ford Global Technologies, Llc Charge air cooler condensation control
US9133757B2 (en) * 2012-10-10 2015-09-15 Ford Global Technologies, Llc Engine control system and method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030114978A1 (en) * 2001-12-18 2003-06-19 Rimnac Phillip F. Condensation control for internal combustion engines using EGR
JP2003206793A (ja) * 2002-01-11 2003-07-25 Toyota Motor Corp 内燃機関
US20050021218A1 (en) * 2003-07-25 2005-01-27 Detroit Diesel Corporation Influence of engine parameters on condensation protection strategies
US20070056282A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Iwaszkiewicz Titus J Diesel engine charge air cooler bypass passage and method
US20080208432A1 (en) * 2007-02-28 2008-08-28 Caterpillar Inc. Decoupling control strategy for interrelated air system components
US20110155112A1 (en) * 2008-09-26 2011-06-30 Schiestl Stefan Internal combustion engine
CN102817723A (zh) * 2011-06-07 2012-12-12 福特环球技术公司 排气再循环系统

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