CN107762645A - 用于清除节气门堵塞的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于清除节气门堵塞的方法和系统。提供用于检测车辆中的节气门堵塞的方法和系统。在一种示例中，在发动机起动之后，可以检测由节气门捕获原始形成在增压空气冷却器内或节气门上游的进气通道内的冰碎片导致的节气门结冰状况。响应于检测到节气门结冰状况，节气门被调节到不取决于加速器踏板位置的完全打开位置，并且被维持在完全打开位置达阈值持续时间，同时维持期望的扭矩，以释放从节气门捕获的冰碎片。

Description

用于清除节气门堵塞的方法和系统
技术领域
本描述大体涉及用于控制车辆发动机的节气阀以移除出现在节气阀上的冰的方法和系统。
背景技术
如由本文的发明人已经认识到，发动机可以利用涡轮增压器或机械增压器压缩进入发动机的环境空气，以便增加动力/功率(power)。空气的压缩可引起空气温度的增加，因而，可以利用中间冷却器或增压空气冷却器(CAC)来冷却加热的空气，从而增加其密度并进一步增加发动机的潜在动力。如果压缩机的进口处的空气潮湿，则当进气空气被冷却到水露点温度以下时，水蒸气会冷凝在CAC的表面上，其中该空气潮湿可以由于诸如潮湿或多雨的天气条件、环境温度降低、排气再循环以及曲轴箱通风的一个或多个条件/状况(condition)而发生。此外，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的温度降低到露点温度以下，则冷凝物会形成。结果，在车辆运转期间，冷凝物会收集在CAC的底部处或在CAC的内部通道中。在发动机冷浸泡/冷浸(coldsoak)(例如，长途行驶之后整夜浸泡在寒冷的环境温度下)之后，收集在CAC内的冷凝物会冻结/冻住并且形成冰。
当发动机在车辆冷浸泡之后起动时，在CAC中形成的冰会松动，所述冰最终会在发动机运转期间从CAC挣脱/脱离。在一些条件期间，已经从CAC挣脱的冰碎片会被节气门捕获，从而导致节气门结冰。
用于清除节气门结冰条件的一种示例方法在美国专利No.7509939中示出。其中，节气阀重复地打开和关闭以试图破坏(使破裂)在节气阀上或节气阀周围的冰。然而，这里的发明人已经认识到使用这种方法的潜在问题。例如，专利No.7509939假定节气阀由于在节气门上或节气门周围形成的冰而阻塞。为了使冰破裂，节气阀承受扭矩逆转/反向，其中节气门在打开和关闭方向上重复地前后摇摆。在尝试破坏被冰阻塞的节气门上的冰的同时，扭矩逆转未提供足够的时间以使得已经从CAC上挣脱并随后由节气门捕获的冰碎粒从节气门释放。因而，由节气门捕获的来自CAC的冰碎粒继续停留在节气门上，这会阻碍期望的节气门运转，并且因此，会引起发动机以故障管理模式运转，这严重地限制了发动机功率并引起客户不满。
发明内容
在一种示例中，上述问题可以通过一种用于发动机的方法解决，其包括：响应于检测到节气门堵塞(obstruction)，调节节气门到完全打开位置；在维持期望的扭矩的同时，将节气门维持在完全打开位置达阈值持续时间；以及在阈值持续时间之后，调节节气门到期望的位置，所述期望的位置基于期望的扭矩；其中节气门堵塞在发动机起动后被检测到。以此方式，通过检测在发动机起动完成后的节气门堵塞，由源自CAC且由节气门捕获的冰造成的节气门堵塞可以被检测到。另外，通过调节节气门到完全打开位置，通过节气门的空气流量增加，这减少了节气门对冰碎片的抓持/吸住(grip)。更进一步地，通过维持节气门在完全打开位置达阈值持续时间，提供足以使由节气门捕获的冰碎片从节气门释放的释放时间。
如一种示例，在发动机起动后的发动机运转期间，其中节气门已捕获冰碎粒(诸如在车辆运转期间从节气门上游(例如，在CAC中)分离并由节气门捕获的冰碎粒)的节气门堵塞可以由控制器通过经由节气门马达运转节气阀以从当前位置达到不取决于加速器踏板位置的完全关闭位置并且将旋转速度与预期阈值速度进行比较而被确定。一旦确定节气阀已经捕获冰碎粒，控制器可以向节气门马达发出信号以将节气阀打开到不取决于加速器踏板位置的完全打开位置。在达到完全打开位置之后，节气阀可以被维持在完全打开位置达阈值持续时间，该达到完全打开位置可以基于来自节气门位置传感器的指示被确认。通过将节气阀维持在完全打开位置，由于空气流量的增加，由节气门捕获的冰碎粒可以从节气阀释放。在节气门被维持在完全打开位置打开阈值持续时间的同时，可以采取诸如火花延迟、气缸停用、稀燃料供给、排量降低等的一个或多个扭矩降低措施以降低任何过量的发动机扭矩。随后，在已经经过阈值持续时间之后，基于车辆操作者的扭矩要求，节气阀可以被命令到期望的位置，车辆操作者的扭矩要求可以基于加速器踏板位置。
以此方式，通过将节气门维持在完全打开位置，通过节气阀的气流速率可以增加，这可以促进在车辆冷浸泡后发动机起动期间沉积在节气门上的冰碎粒的移除。
扭矩逆转对于给定类型的节气门结冰是有效的，但对于在显著的空气流量期间通过打开节气门能够解决的结冰是无效的，其中该显著的空气流量允许被困住的菱形冰(其形成在节气门的上游)被扫到节气门的下游。以前的解决方案专注于粉碎粘附的冰。该解决方案增加了释放节气门对未附接的冰的抓持的缓解措施。
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的选择，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，所要求保护的主题的范围由随附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1A是包括节气门和增压空气冷却器的示例发动机系统的示意图。
图1B是被包括在图1A的发动机系统中的节气门的示意图。
图2A示出节流孔的横截面图，其图示说明在关闭位置的节流板。
图2B示出节流孔的横截面图，其图示说明在缺省/默认位置的节流板。
图2C示出节流孔的横截面图，其图示说明在打开位置的节流板。
图2D示出节流孔的横截面图，其图示说明由于在节气门上和/或节气门周围的结冰造成的示例第一节流板堵塞。
图2E示出节流孔的横截面图，其图示说明由于在发动机运转期间由节气门捕获的冰造成的示例第二节流板堵塞。
图3示出图示说明用于检测节气门堵塞并清除检测的堵塞的示例例程的高级流程图。
图4示出图示说明用于在发动机起动条件之前检测节气门堵塞的示例例程的高级流程图。
图5示出图示说明用于清除在发动机起动条件之前检测的节气门堵塞的示例例程的高级流程图。
图6示出图示说明用于检测基于CAC的节气门堵塞的示例例程的高级流程图。
图7示出图示说明用于清除基于CAC的节气门堵塞的示例例程的高级流程图。
图8是用于检测节气门堵塞并清除检测到的堵塞的示例调整的曲线图。
具体实施方式
以下描述涉及用于检测和清除由于增压空气冷却器(CAC)内的结冰造成的节气门堵塞的系统和方法。增压发动机系统(诸如图1A中的发动机系统)可以包括压缩机、CAC以及节气门。节气门在图1B中被进一步描绘出，并且节气门的打开、缺省和关闭位置在图2A、图2B和图2C中描绘出。由于在节气门上和/或节气门周围的结冰造成的示例第一节气门堵塞在图2D处示出。由于由节气门捕获的冰造成的示例第二节气门堵塞在图2E处示出。发动机控制器可以执行图3-图7所示的例程以检测并清除第一和第二节气门堵塞。第一节气门堵塞可以在发动机起动时或发动机起动期间被检测和清除，而第二节气门堵塞可以在发动机起动后被检测和清除。特别地，为了清除第二堵塞，发动机控制器可以向节气门马达发送信号以调节节气门到完全打开位置并且维持完全打开位置达阈值持续时间，同时通过一个或多个扭矩降低措施维持期望的扭矩。用于检测和清除第一和第二节气门堵塞的示例运行序列在图8处示出。
图1A是示出示例发动机10的示意图，发动机10可以被包括在汽车的推进系统中。发动机10被示出具有四个气缸或燃烧室30。然而，其他数目的气缸也可以根据本公开被使用。在另一种示例中，发动机10可以是具有两排气缸30的V型发动机。发动机10可以由包括控制器12的控制系统以及通过来自车辆操作者132经由输入装置130的输入至少部分地控制。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(例如，气缸)30可以包括燃烧室壁，其中活塞(未示出)定位在燃烧室壁中。活塞可以耦接到曲轴40，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统150耦接到车辆的至少一个驱动轮。另外，起动马达可以经由飞轮耦接到曲轴40以使得发动机10能够进行起动操作。曲轴40还可以用于驱动交流发电机(图1中未示出)。
发动机输出扭矩可以被传递到液力变矩器(未示出)以驱动自动变速器系统150。另外，一个或多个离合器(包括前进离合器154)可以接合以推进汽车。在一种示例中，液力变矩器可以被称为变速器系统150的部件。另外，变速器系统150可以包括可以根据需要接合以激活多个固定变速器齿轮比的多个挡位离合器152。特别地，通过调节多个挡位离合器152的接合，变速器可以在较高挡位(即，具有较低齿轮比的挡位)和较低挡位(即，具有较高齿轮比的挡位)之间切换。这样，当处于较高挡位时齿轮比差实现在变速器上的较低扭矩倍增，而当处于较低挡位时实现在变速器上的较高扭矩倍增。车辆可以具有四个可用挡位，其中变速器挡位四(变速器第四挡位)是最高可用挡位，以及变速器挡位一(变速器第一挡位)是最低可用挡位。在另一些实施例中，车辆可以具有多于或少于四个的可用挡位。如本文阐述的，控制器可以改变变速器挡位(例如，升档或降档变速器挡位)以调节在变速器和液力变矩器上传送到车轮156的扭矩量(即，发动机轴输出扭矩)。随着变速器切换到较低挡位，发动机转速(Ne或RPM)增加，从而增加发动机气流。通过旋转发动机产生的进气歧管真空可以在较高RPM处增加。
燃烧室30可以从进气歧管44接收进气空气并且可以经由排气歧管46排出燃烧气体到排气通道48。进气歧管44和排气歧管46能够经由各自的进气门和排气门(未示出)与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30可以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被示为直接耦接到燃烧室30用于将燃料与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接喷射到燃烧室中。以此方式，燃料喷射器50提供燃料到燃烧室30内所谓的直接喷射；然而，应当理解，进气道喷射也是可行的。燃料可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)被输送到燃料喷射器50。
在被称为点火的过程中，喷射的燃料被已知的点火手段(诸如火花塞52)点燃，从而导致燃烧。火花点火正时可以被控制，使得火花在制造商规定的时间之前(提前)或之后(延迟)发生。例如，火花正时可以从最大破坏扭矩(MBT，maximum break torque)正时延迟以控制发动机爆震，或可以在高湿度条件下提前。具体地，MBT可以被提前以考虑到缓慢的燃烧速率。在一种示例中，火花正时可以被延迟以降低发动机扭矩。在另一种示例中，在踩加速器踏板期间火花可以被延迟。在替代实施例中，压缩点火可以用于点燃喷射的燃料。
进气歧管44可以从进气通道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包括具有节流板22的节气门21以调节到进气歧管44的流动。节气门21包括将节气门的位置(TP)的指示提供给控制器12的节气门位置传感器(TPS)23。在该特定示例中，节流板22的位置(TP)可以由控制器12经由节气门马达改变以启用电子节气门控制(ETC)。在一些实施例中，与控制器12通信的节流板位置控制器(未示出)可以调节节气门马达25的操作以调节节流板22的位置。
节气门21在图1B处进一步示出。节气门21包括节气门主体29和节气门主体29内的节流板22。随着节气门轴27转动，节流板22在节气门主体内移动。节气门轴27耦接到节气门主体29。节流板22被耦接在节气门主体29内的节气门轴27的一部分上。另外，节气门轴27的第一端耦接至节气门位置传感器23，并且节气门轴27的第二端耦接至节气门马达25。
节气门马达25旋转节流板22到期望的位置。在一种示例中，节气门马达25可以经由齿轮系(未示出)移动节流板22。节气门马达25响应于从控制器12接收的信号或命令移动。用于移动节流板22的命令可以基于加速器踏板130的位置。例如，车辆操作者132可以压下加速器踏板130。加速器踏板的压下量以及因此加速器踏板位置(PP)的指示通过踏板位置传感器134被提供给控制器12。基于来自踏板位置传感器134的指示，控制器12可以向节气门马达25提供信号31(其可以是电信号，诸如电压或电流信号)以通过调节节流板22的位置来增加或降低节气门的打开量。例如，节气门马达25可以提供扭矩到节气门轴27(基于信号31的扭矩量)以便旋转节流板22。因而，信号31是基于由控制器确定的期望的节气门位置的命令信号，其中期望的节气门位置基于加速器踏板的位置。由控制器基于期望的节气门位置(并且因此，基于加速器踏板位置)命令的节气门位置是命令节气门位置。以此方式，节气门21可以被操作成改变提供到燃烧室30的进气空气。例如，控制器12可以调节节流板22以增加节气门21的开度。增加节气门21的开度可以增加供应到进气歧管44的空气量。在替代示例中，节气门21的开度可以被降低或完全关闭以切断到进气歧管44的气流。在一些实施例中，额外的节气门可以存在于进气通道42中，诸如，压缩机60上游的节气门(未示出)。
另外，如以上所指示的，节气门21的节气门位置或节气门角度可以用定位在节气门21处的节气门位置传感器23确定。节流板22完全关闭(并且阻止气流通过进气通道42)的节气门位置在本文被称为完全关闭位置。节气门21的完全关闭位置200在图2A处描绘出。在节流板22允许最大气流朝向发动机通过进气通道时的节气门位置在本文被称为完全打开位置。节气门21的完全打开位置205在图2B处描绘。节流板22可以通过节气门马达25沿由图2B的箭头214指示的打开方向(也被称为第一方向)绕节气门轴27旋转，以便允许更多空气朝向发动机通过进气通道42。节流板22可以通过节气门马达25沿与打开方向214相反的关闭方向(也称为第二方向)旋转，以减少朝向发动机通过进气通道42的空气流。
节气门21还可以具有缺省位置。在缺省位置处，节气门21可以比完全关闭位置稍微打开。因而，缺省位置可以为较多关闭位置(未完全关闭)，其中阈值量的空气流被允许朝向发动机通过进气歧管。当马达25未被提供电力时，节气门21可以处于缺省位置。缺省位置可以通过在马达未被提供电力时允许节气门21维持稍微打开的机构(包括，例如杠杆和弹簧；未示出)实现。因而，当车辆在示例中处于OFF(关停)条件且节气门马达25未被提供电力时，节气门处于缺省位置。节气门21的示例缺省位置207在图2C处描绘出。
在结冰条件/状况(condition)期间，诸如在车辆发动机已经运转达大于阈值持续时间的持续时间之后的冷浸泡条件期间、在环境温度低于阈值温度期间、在高的环境湿度期间等，冰可以形成在节气门上和/或节气门周围，这可以引起节气门移动(即，旋转)被阻塞。在节气门上和/或节气门周围结冰以引起节气门被阻塞并阻碍节流板旋转在本文被称为第一节气门堵塞。第一节气门堵塞的示例在图2D出描绘。特别地，图2D示出形成在节流板22和节气门主体上的冰212，其减少节气门的旋转运动。
此外，在结冰条件期间，CAC内的冷凝物可以引起CAC内的结冰。换言之，结冰可以发生在增压空气冷却器管的水积聚区域中，这会在某些发动机工况期间引起节气门堵塞。例如，涡轮增压发动机压缩空气并且然后利用增压空气冷却器冷却加压的空气。当在压缩机入口处的空气潮湿(由于较高的环境湿度、增加的曲轴箱通风以及增加的排气再循环中的一个或多个)时，冷凝物会存在于CAC的表面上，这随后可以积聚在CAC管中存在的凹处(低洼处)。在车辆冷浸泡周期(例如，在长途行驶之后整夜浸泡在低于阈值环境温度的环境温度中)之后，在CAC管中积聚的水会冻结。在车辆冷浸泡周期之后的随后发动机起动期间，流动通过CAC的空气会引起一个或多个冰裂片从CAC管分离。当所述一个或多个分离的冰裂片通过节气阀时，裂片会被节气门捕获，这导致了节气门捕获冰条件。例如，随着菱形冰变得松动并且被扫下进气通道，在节气门的上游形成的4到20英寸的菱形冰可以被节气门“咬住(bit down)”。由于节气门捕获形成在节气门上游的冰，所以节气门运动会被阻碍。因而，在一种示例中，节气门捕获冰条件基于源自CAC的冰而不是由于在节气门上和/或节气门周围形成的冰。虽然上述示例描述了节气门捕获形成在CAC内的冰，不过应当理解，节气门可以捕获形成在节气门上游的、由于流动通过进气通道的空气导致松动并被扫向节气门的冰。节气门捕获冰条件在本文被称为第二节气门堵塞。示例第二节气门堵塞在图2E处描绘。特别地，图2E示出由节流板22捕获的引起第二堵塞的冰裂片206。
检测第一节气门堵塞和第二节气门堵塞的细节以及清除第一节气门堵塞和第二节气门堵塞的细节将在以下关于图3-图8进行讨论。
另外，在所公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可以将排气的期望的部分从排气通道48经由EGR通道(诸如，高压EGR通道140)传送到进气通道42。提供到进气通道42的EGR的量可以由控制器12经由EGR阀(诸如高压EGR阀142)改变。在一些条件下，EGR系统可以用于调节燃烧室内的空气和燃料混合物的温度。图1示出高压EGR系统，其中EGR被从涡轮增压器的涡轮机上游通过EGR通道140被传送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被从涡轮增压器的涡轮机下游通过低压EGR通道157被传送到涡轮增压器的压缩机的上游。低压EGR阀155可以控制提供到进气通道42的EGR的量。在一些实施例中，发动机可以包括高压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，发动机可以包括低压EGR系统或高压EGR系统。当可操作时，EGR系统可以引起来自压缩空气的冷凝物的形成，尤其是当压缩空气被增压空气冷却器80冷却时。例如，低压EGR通道157可以包括低压EGR冷却器159，而高压EGR通道140可以包括高压EGR冷却器143。
发动机10可以进一步包括诸如涡轮增压器或机械增压器的压缩装置，其包括沿进气通道42布置的至少一个压缩机60。对于涡轮增压器，压缩机60可以至少部分地由涡轮机62经由(例如)轴或其他耦接布置驱动。涡轮机62可以沿着排气通道48布置。可以提供各种布置以驱动压缩机。对于机械增压器，压缩机60可以至少部分地由发动机和/或电动机器驱动，并且可以不包括涡轮机。因而，经由涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或多个气缸的压缩量可以由控制器12改变。例如，如图1A中所示的，发动机10可以包括电动涡轮增压器辅助装置65。电动涡轮增压器辅助装置65可以是可充能的并且然后当需要增加的升压时提供动力到压缩机60。这样，电动涡轮增压器辅助装置可以使得压缩机60能够达到期望的旋转速度以用于比如果仅有涡轮机62向压缩机60提供驱动动力时更快地输送所需的升压。在另一种示例中，压缩机60可以主要由涡轮机62驱动。涡轮机62可以由流动通过排气通道48的排气驱动。因而，涡轮机62的驱动运动可以驱动压缩机60。这样，压缩机60的速度可以基于涡轮机62的速度。随着压缩机60的速度增加，更多的升压可以通过进气通道42被提供到进气歧管44。
另外，排气通道48可以包括用于使得排气转向离开涡轮机62的废气门26。此外，进气通道42可以包括被配置为围绕压缩机60转向进气空气的压缩机旁通阀(CBV)27。如图1所示，CBV 27可以被定位在旁路通道29中，以绕过压缩机60和CAC 80。特别地，到旁路通道29的空气进口可以在CAC80的下游，并且来自旁路通道29并且到进气通道42的空气出口可以在压缩机60的上游。这样，当CBV 27打开时，增压空气可以从CAC 80的下游被转向到压缩机60的上游。例如当期望较低升压压力时，废气门26和/或CBV27可以被控制器12控制成打开。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可以打开CBV 27以降低压缩机60的出口处的压力。这可以减小或停止压缩机喘振。
进气通道42可以进一步包括增压空气冷却器(CAC)80(例如，中间冷却器)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，CAC 80可以是空气对液体热交换器。CAC 80也可以是可变体积CAC。来自压缩机60的热增压空气(升压空气)进入CAC 80的进口，随着其行进通过CAC而冷却，并且然后离开穿过节气门21并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动通过车辆前端进入发动机10并且横穿CAC，以辅助冷却增压空气。当环境空气温度降低时或者在潮湿或多雨的天气条件(其中增压空气被冷却到低于水露点温度)期间，冷凝物可以形成并积聚在CAC中。另外，当进入CAC的增压空气被升压(例如，升压压力和/或CAC压力大于环境压力)时，如果CAC温度降低到低于露点温度，冷凝物可以形成。如以上所提到的，在结冰条件期间，冷凝物可以在CAC内冻结。在随后发动机操作期间，由于空气流动通过CAC，在CAC内形成的冰会破裂，从而引起来自CAC的冰碎片随同空气流一起被携带朝向发动机通过进气装置。当通过节气门开口时，冰碎片中的一些会被节气门捕获，这会引起节气门堵塞。检测和清除由于被节气门捕获的冰导致的节气门堵塞的细节将在以下进一步讨论，其中CAC是冰的来源。
发动机10可以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。如以下进一步讨论的，MAP传感器122的输出可以用于估计诸如BP(大气压力)的其他发动机系统压力。在一些实施例中，进气通道42可以包括升压压力传感器126。然而，在另一些实施例中，进气通道可以不包括升压压力传感器126。此外，质量空气流量(MAF)传感器120可以被定位在进气通道42中在压缩机60的上游。
控制器12在图1A中被示为微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在该特定示例中被示为只读存储器芯片(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以及数据总线。控制器12可以接收来自耦接至发动机10以用于执行各种功能来操作发动机10的传感器的各种信号。除了之前讨论那些信号之外，这些信号还可以包括：来自MAF传感器120的进气质量空气流量的测量值；来自被示意性地示出在发动机10内的一个位置中的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型的传感器)的表面点火感测信号(PIP)；来自耦接到车辆的环境湿度传感器(未示出)的环境湿度；来自如讨论的节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自如讨论的传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可以由控制器12根据信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管44中的真空或压力的指示。注意，可以使用以上传感器的各种组合，诸如，使用MAF传感器而不使用MAP传感器，或反之亦然。MAP传感器能够给出发动机扭矩的指示。另外，这种传感器与检测的发动机转速一起能够提供引入气缸的充气(包括空气)的估计。在一种示例中，霍尔效应传感器118在每次曲轴40回转可以产生预定数量的等距脉冲，霍尔效应传感器118也用作发动机转速传感器。
也可以出现这里未描绘的其他传感器，诸如用于确定环境空气温度和/或湿度的传感器，以及其他传感器。在一种示例中，环境空气温度传感器和/或环境湿度传感器可以被定位在进气通道42内。此外或替代地，环境温度和/或环境湿度传感器可以被定位在车辆的外表面上。在一些示例中，存储介质只读存储器芯片106可以使用计算机可读数据进行编程，所述计算机可读数据表示由微处理单元102可执行以用于执行以下描述的方法以及可以预期但未具体列出的其他变体的指令。这里示例例程在图3-图7处进行描述。
在一种示例中，发动机10可以是能够以其中一个或多个气缸被选择性停用的VDE模式操作的可变排量发动机(VDE)。例如，发动机10可以是其中燃烧室30被布置成第一排气缸和第二排气缸的V型发动机。在另一示例中，发动机10可以是直列式发动机(如图1A中所示)，其中一个或多个气缸可以被选择性地停用(例如，任何数目的气缸可以被停用)。如一种示例，在不需要发动机的全扭矩能力的低发动机负载期间，发动机10(或选定的发动机排)的一个或更多个气缸30可以被选择性地停用(这里也称为VDE操作模式)。这可以包括停用选定的(一个或多个)发动机气缸或气缸排上的燃料和/或火花。特别地，一个或多个气缸或选定气缸组中的一个或多个气缸可以通过关闭相应的燃料喷射器被停用，同时维持进气门和排气门的操作以使得空气可以继续被泵送通过气缸。虽然禁用的气缸的燃料喷射器被关闭，不过剩余的被启用气缸继续进行燃烧，其中，燃料喷射器是活动的且正在运转。为了满足扭矩需求，发动机在喷射器保持启用的那些气缸上产生相同量的扭矩。这需要较高的歧管压力，从而导致降低的泵送损失和增加的发动机效率。而且，(仅来自启用的气缸的)暴露于燃烧的较低效率的表面面积降低发动机热损失，提高发动机的热效率。在一种示例中，发动机控制器可以在切换到VDE模式期间选择性地停用给定发动机排中的所有气缸并且之后在切换回非VDE模式期间重新激活气缸。在另一种示例中，在VDE模式期间，控制器可以选择性地停用发动机气缸10总数中的一个子组。在停用期间，控制器可以增加升压，从而增加歧管压力并且允许活动的发动机气缸递送所需扭矩。
在当检测到节气门堵塞(诸如节气门捕获的结冰(即，第二节气门堵塞))时的发动机工况期间，控制器可以向节气门发信号(命令)以便以不取决于加速器踏板位置的完全打开位置运转。在这样的条件期间，为了减少过量扭矩，发动机可以以其中一个或多个气缸可以停用的VDE模式运转。如以上所讨论的，可以通过停用燃料和/或火花来停用所述一个或多个气缸。此外或替代地，可以通过停用所述一个或多个气缸上的进气门和/或排气门，停用所述一个或多个气缸。气缸气门可以经由耦接到气门推杆的液压致动的挺柱或经由凸轮廓线变换机构(其中没有提升的凸轮凸角被用于停用的气门)被停用。还可以使用另一些气门停用机构，诸如电动致动的气门。此外或替代地，可以使用诸如从MBT延迟火花正时以及提供比化学计量比更稀的空燃比的其他扭矩降低措施。另外，此外或替代地，控制器可以将变速器挡位改变成较高挡位以降低在变速器和液力变矩器上被传送到车轮156的扭矩量(即，发动机轴输出扭矩)。
转向图3，其示出图示说明用于检测包括升压发动机(诸如图1A处的发动机10)的车辆系统中的节气门(诸如图1A-图2E处的节气门21)的第一节气门堵塞和/或第二节气门堵塞并清除第一节气门堵塞和/或第二节气门堵塞的方法300的流程图。用于执行方法300和本文包括的其他方法的指令可以由车辆系统的控制器(诸如图1A和图1B处的控制器12)基于存储在控制器的非临时性存储器中的指令并结合从车辆系统的传感器(诸如，以上参考图1A-2E描述的传感器)接收的信号执行。控制器可以采用车辆系统的致动器(诸如参考图1A-2E描述的致动器)来根据以下描述的方法清除节气门堵塞并且调节车辆运转。特别地，第一节气门堵塞可以在发动机钥匙接通起动之前或在发动机起动期间由控制器检测，而第二节气门堵塞可以在发动机起动后的任何时间由控制器检测。另外，响应于检测到第一节气门堵塞，节气门运转的第一序列可以基于存储在控制器中的指令被执行以清除第一节气门堵塞。响应于检测到第二节气门堵塞，与节气门运转的第一序列不同的节气门运转的第二序列可以基于来自控制器的指令被执行以清除第二节气门堵塞。虽然方法300参考图1A-2E描绘的系统被描述，不过应当理解，方法300或类似方法可以应用于其他系统而不偏离本公开的范围。
方法300在302处开始。在302处，方法300包括确定车辆工况。车辆工况可以基于从一个或多个传感器(诸如参考图1A和1B描述的传感器)接收的信号被估计和/或测量。车辆工况可以包括发动机工况。发动机工况可以包括点火钥匙位置、发动机转速、发动机负载、扭矩要求、节气门位置、质量气流速率、排气再循环速率、凸轮位置、环境温度、进气空气充气温度、发动机冷却剂温度、环境湿度、曲轴箱通风流量等。
一旦确定车辆工况，方法300前进至304。在304处，方法300包括判断冰形成的条件是否存在。冰形成可以发生在节气阀上或周围。此外，冰形成可以发生在增压空气冷却器管的水积聚区域内，这在某些发动机工况期间可以引起节气门堵塞。例如，涡轮增压发动机压缩空气并且然后利用增压空气冷却器冷却加压的空气。当压缩机进口处的空气潮湿(由于较高环境湿度、增加的曲轴箱通风以及增加的排气再循环中的一个或多个造成的)时，冷凝可以发生于CAC的表面上，冷凝物随后可以积聚在CAC管中存在的凹处(低洼处)。在车辆冷浸泡周期(例如，长途行驶之后整夜浸泡在低于阈值环境温度的环境温度下)之后，在CAC管中积聚的水会冻结。在车辆冷浸泡周期之后随后的发动机起动期间，通过CAC的空气流可以引起一个或多个冰裂片从CAC管分离。当所述一个或多个分离的冰裂片穿过节气阀时，冰裂片会撞击节气门并由于冲击而散开，滑动通过节气门开口或由节气门捕获。当节气门捕获从CAC分离的冰裂片时，其导致节气门捕获冰条件。因而，在一种示例中，节气门捕获冰条件基于源自CAC的冰而不是由于导致节气门阻塞条件的在节气门上和/或周围形成的冰。因此，当进气空气从CAC流动通过节气门进入进气歧管时可以检测到节气门捕获冰条件。因而，形成在节气门上和/或周围的冰可以在发动机起动前、在起动时或在起动期间被检测到，而节气门捕获冰条件可以在发动机起动后发动机运行(running)时在车辆运转期间的任意时间被检测到。另外，在一些示例中，形成在节气门上和/或周围的冰由于如以下讨论的在完成起动前执行的冰破坏例程而可以挣脱，并且可以被捕获的被破坏的冰碎粒可以由节气门捕获，从而导致节气门捕获冰条件。
因此，用于形成冰的条件可以包括环境湿度高于阈值湿度、之前发动机运转的持续时间大于阈值持续时间、之前发动机运转的持续时间期间的引导通过进气歧管(和节气门)的气流量大于阈值量、在之前发动机运转的持续时间期间EGR质量流量、在之前发动机运转的持续时间期间车辆的巡航速度、巡航速度的持续时间、当前进气空气充气温度低于阈值进气空气充气温度、当前环境温度低于阈值温度、在之前发动机运转和当前发动机运转之间的车辆冷浸泡持续时间大于阈值持续时间、车辆冷浸泡温度小于阈值冷浸泡温度、在当前发动机起动期间节气门中和周围的节气门结冰以及当前发动机运转持续时间小于发动机运转阈值持续时间以及具有升压的当前发动机运转持续时间小于阈值升压持续时间中的一个或多个。
如果在304处检测到一个或多个结冰条件，方法300前进至306。否则，如果控制器判断一个或多个结冰条件未出现，方法300退出。
在306处，方法300包括确定发动机起动是正在进行还是已完成。例如，当检测到钥匙接通点火事件(例如，车辆点火钥匙从OFF状态变到ON状态)时，可以确定发动机起动正在进行。另外，控制器可以基于在钥匙接通后在发动机转速还没有稳定到怠速的周期期间的发动机转速确定发动机起动正在进行。更进一步地，基于当前发动机冷却剂温度小于阈值起动冷却剂温度可以确定发动机起动正在进行。另外，在点火钥匙转向ON状态之前当门开关被致动(PCM通电模式)时，可以确定发动机起动正在进行。
当发动机转速在起动后稳定于怠速时，可以确定发动机起动完成。此外或替代地，当操作者致动加速器踏板时可以确定发动机起动完成。更进一步地，在一些示例中，额外地，当发动机冷却剂温度高于阈值冷却剂温度时可以确定发动机起动完成。
可以基于来自传感器(诸如图1A处的霍尔效应传感器118)的指示确定发动机转速。发动机冷却剂温度可以基于来自发动机冷却剂温度传感器(诸如图1A处的传感器112)的指示被确定。可以基于来自踏板位置传感器(诸如图1A和1B处的传感器134)的指示确定加速器踏板致动。
如果在306处确定发动机起动正在进行，方法300前进到308。在308处，方法300包括执行第一节气门堵塞检测。可以执行第一节气门堵塞检测以检测形成在节气门上和/或节气门周围的冰，诸如图2D所示的节气门堵塞。因而，第一堵塞检测可以识别由于在发动机起动之前形成在节气门上和/或节气门周围的冰导致的冰阻塞节气门。可以在发动机起动时或期间执行第一堵塞检测。不可以在起动完成后执行第一堵塞检测。例如，第一堵塞检测可以在以上讨论的发动机工况期间执行，诸如，发动机冷却剂温度低于阈值冷却剂温度、进气空气充气温度(例如，基于来自定位在进气歧管内的进气空气充气温度传感器的指示确定的)低于阈值空气充气温度、当车辆门开关被致动时且在点火钥匙接通之前的PCM唤醒模式、点火钥匙接通之后直到加速器踏板被致动以及点火钥匙接通之后的阈值持续时间中的一个或多个。执行第一节气门堵塞检测以检测由于在节气门上和/或周围形成冰导致的限制节气门运动的冰阻塞节气门的细节将在以下关于图4描述。
接下来，方法300前进到310。在310处，方法300包括判断第一节气门堵塞是否被检测到。例如，可以判断第一节气门堵塞基于第一节气门堵塞标记的状态被检测。如一种示例，如果第一节气门堵塞标记被设定为1，则可以判断第一节气门堵塞被检测到，否则，可以判断节气门没有被在节气门上或周围的冰堵塞。如果在310处答案为是，则第一节气门堵塞被检测到并且节气门被形成在节气门上和/或周围的冰堵塞，并且方法300前进到314。否则，如果第一节气门堵塞未被检测到，方法300前进到步骤320。在320处，方法300包括基于扭矩要求调节节气门。基于扭矩要求调节节气门包括基于加速器踏板位置调节节气门位置。例如，随着加速器踏板压下增加，节气门的开度可以增加以增加到发动机的空气流量。如果加速器踏板未被压下，则节气门可以被调节到缺省位置。
在314处，一旦检测到第一节气门堵塞，方法300包括执行冰破坏例程以清除第一节气门堵塞。执行冰破坏例程包括在节气门马达上执行扭矩逆转以打开和关闭节气门以从堵塞挣脱。执行冰破坏例程的细节将在以下关于图5进一步描述。
接下来，在316处，方法300包括判断第一节气门堵塞是否被清除。可以基于节气门的角位移确定第一节气门堵塞被清除。在一种示例中。可以基于节气门从缺省位置到完全关闭位置的角位移等于阈值角位移或距阈值角位移在阈值极限(考虑到节气门随着时间而磨损)内确定第一节气门堵塞被清除。阈值位移可以是基于未堵塞的节气门的角位移的预定值。阈值位移可以被存储在控制器的存储器中的查询表内。
如果第一节气门堵塞被清除，则在316处答案为是并且方法300前进到318。在318处，指示第一节气门堵塞被清除的第二标记的状态可以被设定为1。例如，用于清除节气门堵塞的第二标记的初始状态可以被设定为0。响应于第一节气门堵塞被清除，第二标记可以被设定为1。因而，在318处，用于检测第一节气门堵塞的第一标记的状态为1，表明在起动完成之前的起动期间检测到第一节气门堵塞，并且第二标记的状态为1，表明在起动期间检测到的第一节气门堵塞被清除。
一旦将第二标记设定为1，方法300前进到320。在320处，方法300包括基于扭矩要求调节节气门位置。方法300然后可以结束。
返回316，如果第一节气门堵塞未被清除，则在316处的答案为否并且方法300前进到321。在321处，方法300包括判断一个或多个条件是否满足。所述一个或多个条件包括加速器踏板被致动条件和发动机起动完成条件。因此，如果在第一节气门堵塞清除之前加速器踏板被致动和/或完成发动机起动，方法300可以前进到338。在338处，方法300包括指示被卡住节气门。例如，一旦确定在发动机起动完成之前第一节气门堵塞未被清除，则控制器可以激活对应于检测到的故障性质的诊断故障码(DTC)(例如，对于被卡住节气门，控制器可以激活DTC)。这样，DTC可以由本领域已知类型的通用诊断代码读取器读取。另外，在一些示例中，检测到的故障可以被指示给车辆操作者。在一种示例中，指示器可以是可视的，例如，在车辆的仪表盘上的被点亮信号。在另一种示例中，指示器可以是可听的。
如果加速器踏板未被致动或发动机起动未完成，方法300前进到322。在322处，方法300包括如以下在图6处所讨论地重复冰破坏例程。方法300然后可以返回316以基于以上讨论的节气门的角位移确定第一节气门堵塞是否被清除。
返回306，如果在确认结冰条件时确定发动机起动完成，则方法300前进到324。在324处，方法300包括确定在起动完成之前在发动机工况期间第一节气门堵塞是否被检测到。控制器可以基于用于节气门堵塞的第一标记的状态确定在起动之前第一节气门堵塞被检测到。例如，如果用于节气门堵塞的第一标记被设定为0，则可以确定第一节气门堵塞在发动机起动完成之前未被检测到。如果用于节气门堵塞的第一标记被设定为1，则可以确定第一节气门堵塞在发动机起动完成之前的发动机起动时或期间被检测到。如果确认第一节气门堵塞在起动时被检测到，则在324处答案为是并且方法300前进到336。在336处，方法300包括判断第一节气门堵塞在起动之前是否被清除。可以基于用于清除节气门堵塞的第二标记的状态确定第一节气门堵塞在起动之前被清除。例如，如果用于第一节气门堵塞的第二标记被设定为0，则可以确定第一节气门堵塞在发动机起动完成之前未被清除。如果用于第一节气门堵塞的第二标记被设定为1，则可以确定第一节气门堵塞在发动机起动完成之前的发动机起动期间被清除。如果在336处确认第一节气门堵塞在发动机起动完成之前未被清除，则方法300前进到338。在338处，方法300包括指示被卡住节气门。例如，节气门故障可以经由如以上讨论的被卡住节气门的DTC来指示。在336处，如果确认第一节气门堵塞在发动机起动完成之前被清除，则方法300前进到326。
返回到324，如果确定第一节气门堵塞在起动时未被检测到，则在324处答案为否并且方法300前进到326。
在326处，方法300包括执行如以上所讨论的用于检测节气门捕获结冰条件的第二节气门堵塞检测。简单地说，当形成在CAC管中的冰(例如，在整夜冷浸泡期间)在发动机运转期间由于通过CAC朝向节气门和进气歧管的增加的空气流动而挣脱并且被节流板和/或节流孔捕获时，第二节气门堵塞或节气门捕获结冰条件会发生。因而，在一种示例中，CAC是第二节气门堵塞的来源。此外或替代地，当形成在节气门上或周围的冰由于清除例程而挣脱并且随后在空气流动被引导通过节气阀的同时该冰被节流板和/或节流孔捕获时，第二节气门堵塞会发生。第二节气门堵塞的一种示例在图2E处图示说明。因而，在发动机起动之后并且在车辆正在移动的同时第二节气门堵塞会发生。例如，如以上讨论的当一个或多个结冰条件(例如，在起动之前有利于CAC冰形成的车辆冷浸泡条件，进气空气充气温度小于阈值空气充气温度等)存在时，在发动机起动完成之后，第二节气门堵塞会发生。因此，在发动机起动完成之后并且如果第一节气门堵塞不存在或如果检测到已清除，则可以执行第二节气门堵塞检测。在一种示例中，可以基于实现期望旋转的节气门速度检测第二节气门堵塞。检测第二节气门堵塞的细节将关于图6进一步阐述。
接下来，方法300前进到328。在328处，方法300包括确认第二节气门堵塞是否被检测到。可以基于指示第二节气门堵塞的第三标记的状态确认第二节气门堵塞。例如，在第二节气门堵塞检测期间，如果第二节气门堵塞被检测到，则第三标记可以被设定为1。否则，如果第二节气门堵塞未被检测到，则第三标记可以被设定为0。因而，在328处，第二节气门堵塞的检测可以基于第三标记为1的状态被确认。因此，如果在328处答案为否，则第二节气门堵塞不存在并且方法300前进到340。在340处，方法300包括基于当前扭矩要求调节节气门位置。方法随后可以结束。
返回328，如果在328处答案为是，则第二节气门堵塞存在并且方法300前进到330。在330处，方法300包括执行冰通过例程。冰通过例程可以包括将节气门从当前位置打开到完全打开位置、确认完全打开位置以及维持节气门处于完全打开位置达阈值持续时间同时调节一个或多个发动机运转参数(诸如火花正时、气缸停用和空燃比)以降低过量扭矩并且从而提供期望的扭矩同时允许冰有足够的时间被进气空气流动扫走。执行冰通过例程的细节将关于图7进一步阐述。
一旦执行冰通过例程，方法300前进到332。在332处，方法300包括判断第二节气门堵塞是否被清除。例如，基于从第一位置到第二位置的节气门旋转速度处于预期节气门旋转速度或在高于或低于预期节气门速度的阈值极限内，可以确认第二节气门堵塞被清除。预期节气门旋转速度可以为在预定的电压被施加到节气门马达时从第一位置到第二位置的节气门角位移的预定节气门速度。如果在342处答案为否，则方法300前进到342以重复冰通过例程。方法300然后可以返回332。在一些示例中，可以维持计数器以监测冰通过例程被执行的次数。如果冰通过例程被执行的次数超过阈值数量，则可以指示节气门故障。
如果在332处答案为是，方法300前进到334以基于扭矩要求调节节气门位置。方法300然后结束。
图4示出图示说明用于检测第一节气门堵塞的示例方法400的流程图。如以上讨论的，方法400可以在发动机起动过程完成之前的发动机起动时或期间且存在结冰条件时执行。例如，方法400可以响应于点火钥匙由车辆操作者从关状态到开状态的状态而在发动机起动时执行。此外或替代地，方法400可以在当发动机冷却剂温度小于阈值冷却剂温度且当加速器踏板未被致动时的发动机起动期间执行。在一些示例中，方法400可以在当门开关被致动时的PCM唤醒模式期间在点火钥匙接通之前执行。方法400不可以在例如热起动条件期间执行。在该示例中，第一节气门堵塞可以是在节气阀和/或节流孔上或周围形成引起节气门阻塞的冰，并且因此阻止节气门以预定的节气门旋转速度移动和/或达到期望的位置。第一节气门堵塞的示例在图2D处示出。
用于实现方法400的指令可以由车辆系统的控制器(诸如图1A和图1B处的控制器12)基于存储在控制器的非临时性存储器中的指令并且结合从车辆系统的传感器(诸如以上参考图1A-2E描述的传感器)接收的信号执行以检测第一节气门堵塞。控制器可以采用车辆系统的致动器(诸如以上参考图1A-2E描述的致动器)以根据以下描述的方法检测第一节气门堵塞并且调节车辆运转。虽然参考图1A-2E描绘的系统进行描述，不过应当理解，方法400或类似方法可以应用于其他系统而不偏离本公开的范围。
方法400在402处开始。在402处，方法400包括调节节气门位置到初始缺省位置。缺省位置可以是更关闭位置，其中节气门未完全关闭并且具有阈值开度。在调节节气门位置的节气门马达(诸如图1B的马达25)发生故障的情况下，缺省位置可以允许最小发动机功能。控制器可以根据预定马达扭矩曲线产生信号或电压以引起节气门马达(诸如节气门马达25)移动节流板(诸如节流板22)到缺省位置。因而，调节节气门位置到缺省位置可以包括将第一预定电压供应到节气门马达，以供应预定马达扭矩到节气门，以移动节气门到缺省位置。第一预定电压可以被储存在控制器的存储器中。应注意，节气门在发动机起动时或期间可以处于初始缺省位置。
接下来，方法400前进到404。在404处，方法400包括确定并记录初始缺省位置。初始缺省位置可以基于来自节气门位置传感器(诸如节气门位置传感器23)的指示确定。控制器然后可以将初始缺省位置作为初始位置保存在控制器的存储器中。在本文，初始缺省位置还可以替代地被称为节气门的第一位置。
接下来，方法400前进到406。在406处，方法400包括命令节气门以预定的节气门旋转速度从初始缺省位置到关闭位置。命令节气门从初始缺省位置到关闭位置包括供应第二预定电压到节气门马达，使得节气门马达提供关闭扭矩以将节气门从初始缺省位置移动到完全关闭位置。第二预定电压可以基于将未阻塞的节气门从初始缺省位置移动到完全关闭位置所需的电压。换言之，控制器可以通过提供信号到节气门马达以控制节气门的旋转来命令节气门移动到完全关闭位置。
接下来，方法400前进到408。在408处，方法400包括监测最终节气门位置。对于未堵塞的节气门，最终节气门位置是完全关闭位置。然而，当节气门由于在节气门上和/或周围形成冰而被堵塞时，节气门可能无法移动到完全关闭位置。因而，最终位置可以通过节气门位置传感器确定并且作为最终位置被保存到控制器的存储器中。
接下来，方法400前进到410。在410处，方法400包括确定从初始位置到最终位置的节气门角位移和预定的节气门角位移之间的差是否在阈值差的误差极限内。即，可以确定所述差在高于阈值差的上极限内还是在低于阈值差的下极限内，考虑节气门磨损和损耗确定上极限和下极限。预定的节气门角位移可以检索自控制器存储器。预定的角位移可以基于未堵塞的节气门从初始位置到最终位置的角位移。如果在410处答案为是，则可以阻止节气门完全关闭的第一节气门堵塞未被检测到并且方法400前进到414以清除用于第一节气门堵塞的第一标记。例如，如果第一节气门堵塞未被检测到，用于第一节气门堵塞的第一标记可以被设定为0，从而指示出第一节气门堵塞未被检测到。如果在410处答案为否，则引起节气门被阻塞并且阻止节气门移动到完全关闭位置的第一节气门堵塞被检测到。因此，方法400前进到412。在412处，方法400包括设定用于第一节气门堵塞的第一标记。例如，如果第一节气门堵塞被检测到，则用于第一节气门堵塞的第一标记可以被设定为1，从而指示出第一节气门堵塞被检测到。方法然后可以返回到图3的步骤310。
图5示出图示说明用于执行冰破坏例程的示例方法的流程图。冰破坏例程可以响应于在发动机起动条件期间检测到第一节气门堵塞而被执行。如果加速器踏板被致动和/或发动机起动周期完成(其可以基于发动机转速达到怠速以及发动机冷却剂温度达到阈值冷却剂温度中的一个或多个)，可以不执行冰破坏例程。如以上关于图3所讨论的，冰破坏例程可以被执行以便破坏形成在节气门上和/或周围的、阻止节气门达到期望的打开位置的冰(例如，冰阻塞的节气门，其中形成的冰阻止节气门达到完全关闭位置)。用于实现方法500的指令可以由车辆系统的控制器(诸如图1A-1B处的控制器12)基于存储在控制器的非临时性存储器中的指令并结合从车辆系统的传感器(诸如，以上参考图1A-2E描述的传感器)接收的信号执行以移除第一节气门堵塞。控制器可以采用车辆系统的致动器(诸如参考图1A-2E描述的致动器)以根据以下描述的方法移除第一节气门堵塞并且调节车辆运转。虽然参考图1A-2E描绘的系统进行描述，不过应当理解，方法500或类似方法可以应用于其他系统而不偏离本公开的范围。
方法500在502处开始。在502处，方法500包括监测节气门位置。节气门位置可以基于来自节气门位置传感器的指示被确定。当第一节气门堵塞存在时，节气门可以被卡在缺省位置。因而，在一些示例中，当前节气门位置可以是以上讨论的缺省位置。
接下来，方法500前进到504。在504处，方法500包括命令节气门以阈值节气门旋转速度从当前位置朝向完全打开位置。例如，阈值节气门旋转速度可以是最大节气门速度。为了实现最大节气门速度，控制器可以沿打开方向(本文也称为第一方向)供应最大电压到节气门马达。结果，最大扭矩可以通过节气门马达递送，以便以最大速度转动节气阀。通过以最大速度运转节气门，可以沿打开方向提供高冲击以从冰挣脱。
接下来，方法500前进到506。在506处，方法500包括命令节气门以阈值(最大)旋转速度朝向完全关闭位置。通过命令节气门到完全关闭位置，节气门可以加速朝向完全关闭位置，这提供在关闭方向(本文也称为第二方向)上的冲击以从形成在节气门上和/或周围的冰挣脱。命令节气门到完全关闭位置包括在关闭方向(第二方向)上供应最大电压到节气门马达以在相反方向上转动节气阀。通过提供最大电压到节气门马达，可以提供高冲击以从冰挣脱。
以此方式，节气门马达可以经历以最大速度的扭矩逆转以首先在关闭方向上移动节气阀并且然后在打开方向上移动节气阀以提供在打开方向和关闭方向上的冲击以从形成在节气阀上或周围的冰挣脱。
在一种示例中，其中节气阀从当前位置朝向关闭方向加速并且随后朝向打开方向加速的扭矩逆转循环可以执行达阈值循环数目。
虽然以上示例图示说明命令节气门朝向完全打开位置并且然后命令节气门朝向完全关闭位置，不过应当理解，节气门首先被命令到完全关闭位置并且随后被命令到完全打开位置的示例也在本公开的范围内。
接下来，方法500前进到508。在508处，方法500包括使节气门从完全打开位置返回到期望的节气门位置，其中期望的节气门位置基于扭矩要求。
方法然后可以返回到图3的步骤316。
图6示出图示说明用于检测第二节气门堵塞的示例方法600的流程图。如以上所讨论的，方法600可以在完成发动机起动之后执行。例如，方法600可以在以下条件中的一个或多个满足时被执行：在钥匙接通事件后发动机转速稳定在怠速、在钥匙接通事件后操作者第一次发起加速器踏板致动、发动机冷却剂温度处于或高于阈值冷却剂温度。另外，方法500可以响应于检测到一个或多个结冰条件而执行。如果一个或多个结冰条件不存在，方法600可以不执行。在该示例中，第二节气门堵塞是以上关于图3讨论的节气门捕获结冰条件。因而，第二节气门堵塞不同于第一节气门堵塞。第一节气门堵塞是由于形成在节气门上和/或周围的、引起节气门阻塞并减小节气门角位移的冰导致的，而第二节气门堵塞会由节流板和/或节流孔捕获的冰碎片(本文也称为冰裂片或冰碎粒)而发生，这会降低节气门速度，因此节气门可能无法在期望的持续时间内达到期望的位置。另外，当车辆关停时在发动机起动之前可发生第一节气门堵塞，而由于在进气中的气流引起行进通过节气门开口的冰碎片被节气门捕获可以发生第二节气门堵塞。在一种示例中，CAC可以是冰碎片的来源。例如，在冷浸泡条件期间(长途行驶之后的整夜冷浸泡)，收集在CAC中的凹处的水可以冻结。在冷浸泡之后的发动机运转期间，由于增加的空气流通过CAC，形成在CAC中的冰可以挣脱，并且产生的冰碎片在空气从CAC经由节气阀流动到进气歧管内时会被节流板和/或孔捕获，从而导致第二节气门堵塞。在另一种示例中，在当节气门被形成在节气阀中和/或周围的冰堵塞时的条件期间，冰破坏例程可以被执行，其中节气门可以前后移动以破坏冰并且释放/解决堵塞。在这种条件期间，当执行冰破坏例程以移除堵塞时，已经从节气门挣脱的松动的冰微粒可以被节流板和/或节流孔捕获，从而导致第二节气门堵塞。因而，第二节气门堵塞可以具有至少两个来源，一个来自形成在CAC管内并且由于在发动机运转期间通过CAC的空气流挣脱的冰，而另一个来自已经形成在节气门上和/或周围并且由于冰破坏过程挣脱的冰。在又一种示例中，节气门可以捕获在节气门上游(参考从环境朝向发动机的空气流的方向的上游)的一个或多个位置处在进气通道(例如，进气通道42)中结冰后破坏松动的冰微粒。第二节气门堵塞的示例在图2E处示出。
用于实现方法600的指令可以由车辆系统的控制器(诸如图1A和1B的控制器12)基于存储在控制器的非临时性存储器中的指令并且结合从车辆系统的传感器(诸如，以上参考图1A-2E描述的传感器)接收的信号执行，以检测第二节气门堵塞。控制器可以采用车辆系统的致动器(诸如参考图1A-2E描述的致动器)以根据以下描述的方法检测第二节气门堵塞并且调节车辆运转。例如，控制器可以采用节气门马达(诸如图1B处的节气门马达25)以经由一个或多个齿轮控制节气门的旋转以确定第二节气门堵塞。虽然参考图1A-2E描绘的系统进行描述，不过应当理解，方法600或类似方法可以应用于其他系统而不偏离本公开的范围。
方法600在602处开始。在602处，方法600包括调节节气门位置到初始期望的位置。初始期望的位置可以基于期望的发动机扭矩。控制器可以根据预定的马达扭矩曲线产生信号或电压以引起节气门马达(诸如节气门马达25)移动节流板(诸如节流板22)到初始期望的位置。因而，调节节气门位置到初始期望的位置可以包括将电压供应到节气门马达，以供应预定的马达扭矩到节气门，以移动节气门到初始期望的位置。在一种示例中，期望的位置可以是缺省位置。如以上讨论的，缺省位置可以是更关闭位置，其中节气门未完全关闭并且具有阈值开口。
接下来，一旦将节气门调节到初始期望的位置，方法600前进到604。在604处，方法600包括确定并记录初始位置。可以基于来自节气门位置传感器(诸如节气门位置传感器23)的指示确定初始位置。然后控制器可以将初始位置保存在控制器的存储器中作为初始位置。
接下来，方法600前进到606。在606处，方法600包括命令节气门从初始位置到关闭位置。调节节气门到关闭位置包括供应预定的期望电压到节气门马达，使得节气门马达提供关闭扭矩以将节气门从初始期望位置移动到完全关闭位置。预定的期望电压可以基于例如预定的马达扭矩曲线。预定的期望电压可以基于将未堵塞的节气门从初始期望的位置移动到最终关闭位置所需要的电压。
接下来，方法600前进到608。在608处，方法600包括监测最终节气门位置。最终节气门位置是完全关闭位置并且可以由节气门位置传感器确定并且作为最终位置被保存到控制器的存储器中。另外，在608处，方法600可以确定当预定的期望电压被施加到节气门马达时从初始位置到最终位置的节气门角位移和从初始位置达到最终位置的持续时间。
接下来，方法600前进到610。在610处，方法600包括确定从初始位置达到最终位置的当前节气门速度。例如，当前节气门速度可以是当由控制器将预定的期望电压施加到节气门马达时节气门从初始位置到最终位置的角位移和调节节气门从初始位置到最终位置的持续时间的函数。
接下来，方法600前进到612。在612处，方法600包括确定当前节气门速度是否小于预期速度。预期速度可以是基于从初始位置到最终位置的未阻塞的节气门移动的预定值。预期速度还可以考虑在节气门从初始位置调节到最终位置时节气门两端的压力差。当预定的电压被施加到节气门马达以提供期望的扭矩以将节气门从初始位置移动到最终位置时，由从CAC挣脱的冰裂片和/或形成在节气门的部分上并挣脱的冰引起的第二堵塞可以引起节气阀比当节气门未被堵塞时更缓慢地转动。因而，如果节气门从初始位置移动到最终位置所用的持续时间大于预期，则节气门旋转速度小于预期，并且因此，可以推断节气门被冰堵塞。因此，如果当前节气门速度小于预期速度，则在612处答案为是，并且方法600前进到616以将用于第二节气门堵塞的第三标记设定为1。例如，用于第二节气门堵塞的第三标记可以被设定为1，指示第二节气门堵塞被检测到。如果在612处答案为否，方法600前进到614。在614处，方法600包括将用于第二节气门堵塞的第三标记设定为0，指示第二节气门堵塞未被检测到。方法600然后可以返回到图3处的步骤330。
在一些示例中，此外或替代地，可以基于由节气门马达将节气门从初始位置移动到最终位置所需的电压(或电流消耗)确定第二节气门堵塞。例如，如在611处所示，将节气门从初始位置移动到最终位置的电压(或电流消耗)可以被监测。随后，在613处，如果监测的电压(或电流)大于预期电压(或预期电流)，方法可以前进到616以将第三标记设定为1以指示第二节气门堵塞被检测到；否则，方法600前进到614以设定第三标记为0以指示第二节气门堵塞未被检测到。方法然后可以返回到图3处的步骤330。
在仍进一步示例中，当节气门捕获来自CAC或节气门上游的被破坏松动的冰时，堵塞(即，捕获的冰微粒)可以阻止节气门达到完全关闭位置。在这种情况中，当节气门被控制器命令达到完全关闭位置时，节气门试图关闭但不能达到完全关闭位置。因而，基于当节气门被命令到完全关闭位置时节气门是否达到完全关闭位置，在发动机起动完成之后可以检测到第二节气门堵塞(即，节气门捕获冰条件)。例如，为了检测第二节气门堵塞，节气门的当前初始位置可以被记录(基于来自节气门位置传感器的指示)。一旦确定初始位置，节气门可以被控制器命令到完全关闭位置，并且然后，在阈值预定的持续时间后，节气门的最终位置可以被记录(基于来自节气门位置传感器的指示)。一旦确定最终节气门位置，可以基于初始位置和最终位置确定节气门角位移。确定的节气门角位移可以与预期的角位移比较。如果实际角位移和预期角位移之间的差不在阈值误差极限内，则可以推断节气门未达到完全关闭位置，并且可以指示第二节气门堵塞。应当理解，虽然第一节气门堵塞检测例程(以上关于图4讨论的)可以在发动机起动之前或期间执行，但第二节气门堵塞检测例程会在发动机起动完成之后执行。因而，即使类似的检测例程(例如，如关于以上示例讨论的监测角位移)可以被执行以用于检测第一和第二节气门堵塞，仍可以基于何时执行检测例程(在发动机起动之前或期间是用于检测第一节气门堵塞，而在发动机起动完成之后是用于第二节气门堵塞)以及预期的和实际的角位移之间的差中的一个或多个来区分第一和第二节气门堵塞。例如，相比于由于节气门捕获从进气歧管的上游位置(关于从大气到发动机的空气流的方向的节气门的上游)被破坏松动的冰碎片或碎粒发生的第二节气门堵塞，对于由于在节气门上和/或周围形成冰而发生的第一节气门堵塞而言，从当前初始位置到最终完全关闭位置的预期的角位移和实际的角位移之间的差可以更大。
图7示出图示说明用于执行冰通过例程的示例方法700的流程图。响应于在发动机起动完成后在发动机工况期间检测到的第二节气门堵塞(以上关于图6讨论的)可以执行冰通过例程。如果第二节气门堵塞未被检测到或如果发动机起动周期未完成(其可以基于发动机转速、发动机冷却剂温度等中的一个或多个)，可以不执行冰通过例程。以下讨论的冰通过例程可以在起动完成后被执行以便允许由节流孔和/或节流板捕获的冰穿过节气门开口。应当理解，用于实现方法700的指令可以由车辆系统的控制器(诸如图1A-1B处的控制器12)基于存储在控制器的非临时性存储器中的指令并结合从车辆系统的传感器(诸如，以上参考图1A-2E描述的传感器)接收的信号执行以移除第二节气门堵塞。控制器可以采用车辆系统的致动器(诸如参考图1A-2E描述的致动器)以根据以下描述的方法移除第二节气门堵塞并且调节车辆运转。虽然参考图1A-2E描绘的系统进行描述，不过应当理解，方法700或类似方法可以应用于其他系统而不偏离本公开的范围。
方法700在702处开始。在702处，方法700包括以最大节气门速度将节气门从当前位置调节到完全打开位置。当前位置可以基于当前加速器踏板位置并且因而基于当前扭矩要求。以增加的速度将节气门调节到完全打开位置可以包括将最大电压施加到节气门马达以打开节气门到完全打开位置。施加到马达的电压的方向可以被调节使得节气门马达将节气门移动到完全打开位置(打开方向)。以最大速度完全运转节气门可以促进由节气门捕获的冰碎片的破裂。在一种示例中，最大节气门速度可以在1500°/s到2000°/s之间。在一些示例中，最大节气门速度可以为850°/s以保护节气门硬件。另外，通过调节节气门到完全打开位置，进气空气流速率可以增加，这可以允许在节气门上捕获的冰碎片被扫到进气歧管内。
接下来，方法700前进到704。在704处，方法700包括确认节气门位置是否已经达到完全打开位置。例如，完全打开节气门位置可以基于来自节气门位置传感器的指示被确定。如果完全打开节气门位置被确认，则方法700前进到706。如果节气门未达到完全打开节气门位置，则方法700前进到705以继续提供最大电压到节气门马达，直到达到完全打开节气门位置。
在706处，一旦确认完全打开节气门位置，方法700包括将节气门维持在完全打开位置处达阈值持续时间。通过在节气门已达到完全打开位置后在打开方向上继续提供足够的电压到节气门马达达阈值持续时间，节气门可以被维持在完全打开位置达阈值持续时间。在一种示例中，为了提供足够的电压，电压可以增加到最大电压。通过将节气门维持在完全打开位置，提供足够时间以允许由节流板和/或孔捕获的冰被增加的空气流扫到进气装置内。在一种示例中，阈值持续时间可以是预定的值，诸如0.8秒。在一些示例中，阈值持续时间可以基于由于捕获冰造成的节气门面临的堵塞量而改变。例如，堵塞量可以基于当前节气门速度。如果堵塞较大，当前节气门速度会较低并且因此，阈值持续时间会较大。换言之，随着预期节气门速度和当前节气门速度之间的差增加，节气门被维持在完全打开状态的阈值持续时间可以增加。另外，如在710处指示的，在节流板被保持在完全打开位置时，可以通过气缸停用(712)、火花延迟(714)、空燃比调节(716)和排量降低中的一个或多个来降低任何过量的发动机扭矩。特别地，如果利用气缸停用来降低扭矩，停用的气缸数目可以取决于期望的扭矩降低量。可以通过切断燃料或火花或切断火花和燃料二者来执行气缸停用。如果利用火花延迟降低发动机扭矩，则火花延迟的程度可以基于期望的扭矩降低量。另外，调节空燃比可以包括提供稀空燃比以降低扭矩，其中稀贫程度基于火花延迟量和排气催化剂温度极限。另外，在一些示例中，可以降低发动机的排量以降低扭矩。
接下来，方法700前进到720。在720处，方法700包括基于发动机上的当前扭矩要求将节气门位置从完全打开位置调节到期望的位置。当前扭矩要求可以基于加速器踏板的踏板位置。
方法然后可以返回。
接下来返回到图8，其图示说明用于检测第一堵塞、清除第一节气门堵塞、检测第二节气门堵塞以及清除第二节气门堵塞的示例运转序列。
图8的序列可以通过图1A-2E的系统根据图3-7的方法提供。图8示出用于识别的情况的一种示例运转。在一种示例中，所示的参数图示说明仅在识别的时间周期期间可以发生的运转，不过如果期望，可以做出修改。
特别地，可以如以上在图3和图4处讨论检测第一节气门堵塞，可以通过执行以上在图3和图5处讨论的冰破坏例程清除第一节气门堵塞，可以如以上在图3和图6处讨论检测第二节气门堵塞，可以通过执行以上关于图3和图7讨论的冰通过例程清除第二节气门结冰条件。因而，通过执行图8的运转序列，可以检测并清除不同的节气门堵塞。
在时间T0-T14处示出竖直标记以识别在序列期间关注的特定时间。
自图8的顶部的第一曲线图表示点火钥匙位置随时间变化。Y轴线表示ON或OFF点火钥匙位置。当信号处于高水平时点火钥匙为ON(接通)，并且当信号处于低水平时点火钥匙为OFF(关断)。
自图8的顶部的第二曲线图表示节气门(诸如图1A-2E的节气门21)的位置随时间变化。Y轴线表示节气门的位置，并且节气门的位置沿Y轴线箭头方向从完全关闭位置变化到完全打开位置。迹线804表示基于来自节气门位置传感器(诸如图1A和图1B的传感器23)的输出的实际的节气门位置。迹线806表示命令的节气门位置。发动机控制器可以发送命令信号(诸如图1B处的信号31)到节气门马达以命令节气门到基于加速器踏板位置的期望的位置。由控制器命令的节气门位置是命令的位置。当节气门未被堵塞时(即，当冰形成或冰捕获条件不存在时)，命令的位置可以是实际位置。
自图8的顶部的第三曲线图表示发动机扭矩降低措施随时间变化的指示。发动机扭矩降低措施可以包括气缸停用、火花延迟、空燃比调节和排量降低中的一个或多个。Y轴线表示扭矩降低措施在序列期间为ON(实施)还是OFF(未实施)。当信号处于高水平时，所述一个或多个扭矩降低措施为ON(实施)。当信号处于低水平时，所述一个或多个扭矩降低措施为OFF(未实施)。
自图8的顶部的第四曲线图表示加速器踏板(诸如图1A-1B处的加速器踏板130)的位置随时间变化。Y轴线表示加速器踏板的位置，并且加速器踏板沿Y轴线箭头的方向下压。
在以上讨论的所有曲线图中，X轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。
在T0处以及在T0和T1之间，点火钥匙处于OFF位置。因此，节气门处于缺省位置，其中节气门未完全关闭并且具有阈值打开程度(即，节气门处于更关闭位置)。特别地，当点火钥匙处于OFF位置时，驱动节气门旋转(并且因此，控制节气门的位置)的节气门马达(诸如图1A和图1B处的马达25)未从控制器(诸如图1A和图1B处的控制器12)接收电压信号。换言之，控制器向节气门马达提供0电压。因此，节气门处于缺省位置。另外，在T0和T1之间，在T0之前的发动机运转阈值持续时间之后，车辆可以经历在低于阈值温度的环境温度(冷浸泡)下的整夜浸泡周期，这可以导致在CAC和节气门主体内的冷凝。另外，在CAC和节气门主体内形成的冷凝物在T0和T1之间的冷浸泡条件期间可以冻结。由于当车辆OFF时节气门处于缺省位置，因此当在整夜冷浸泡期间节气门主体内的冷凝物冻结时，冰可以形成在处于缺省位置的节气门上和/或周围，从而引起节气门卡在缺省位置处。
在T1处，车辆操作者可以将点火钥匙从OFF位置调节到ON位置，响应于点火钥匙从OFF位置调节到ON位置，可以开始发动机起动。另外，响应于在T1处发动机起动的开始，基于车辆处于冷浸泡周期(基于在冷浸泡期间的平均环境温度低于平均阈值温度、在冷浸泡期间的环境湿度大于平均阈值湿度以及冷浸泡的持续时间而确定的冷浸泡条件)、在T0之前的发动机运转期间的先前行驶距离大于阈值距离、当前环境温度低于阈值温度(未示出)以及当前环境湿度高于阈值湿度，控制器可以确认结冰条件出现。在T1以及在T1和T8之间，发动机起动可以正在进行。可以通过控制器基于在钥匙接通事件之后的发动机转速曲线确定发动机起动正在进行。可以基于来自传感器(诸如图1A处的耦接到发动机曲轴的传感器118)的指示确定发动机转速。例如，在起动期间，发动机转速可以最初增加并且随后降低直到达到期望的怠速。当发动机转速稳定至期望的怠速时，起动可以被确定为完成。因此，可以基于钥匙接通之后发动机转速增加到高于阈值发动机转速，确认发动机起动。此外，可以基于发动机冷却剂温度保持低于阈值冷却剂温度，进一步确认发动机起动正在进行。另外，在发动机起动条件期间，加速器踏板可以不被致动(810)并且在发动机起动周期期间(在T1和T8之间)可以保持在释放位置。
在T2处以及在T2和T3之间，在发动机起动条件期间并且一旦如以上讨论确认结冰条件，控制器可以确定第一节气门堵塞是否被检测到。为了检测第一节气门堵塞是否存在，控制器可以命令节气门从缺省位置到关闭位置并且监测节气门在T2和T3之间的当前角位移。例如，控制器可以将第一预定的电压施加到节气门马达以命令节气门从缺省位置移动到完全关闭位置(由迹线806指示的命令的节气门位置)。然而，由于节气门被由于在T1之前的冷浸泡条件期间形成在节气门上和/或周围的冰卡住在缺省位置，节气门可能无法从缺省位置达到关闭位置(由迹线804指示的实际节气门位置；实际节气门位置未完全关闭)。因此，节气门从缺省位置到关闭位置的当前角位移小于预期角位移，其中预期角位移基于未堵塞的节气门并且可以被预先确定并存储在控制器的存储器中。例如，关于施加的马达电压的(基于来自节气门位置传感器的指示的)预期节气门位置曲线可以被存储在控制器的存储器中的查询表中。基于预期节气门位置曲线，可以确定当节气门被从缺省位置命令到关闭位置时的节气门的预期角位移。
响应于在发动机起动条件期间确定当前角位移小于预期角位移，控制器可以确认第一节气门堵塞被检测到。其中由于在节气门主体和/或孔上和/或节气门主体和/或孔周围的结冰造成的节气门被阻塞(或卡住)的第一节气门堵塞也可以被称为第一节气门结冰条件。虽然本实例示出在发动机起动期间检测第一节气门结冰条件，应理解，第一节气门结冰条件可以在发动机起动之前(例如，在未锁定车辆门和接通点火钥匙之间的时间段期间)检测。
在T3处，响应于检测到第一节气门堵塞，控制器可以发起冰破坏例程以清除第一节气门堵塞。因此，在T3处，控制器可以发起第一扭矩逆转循环(也称为第一冰破坏循环)，其中控制器可以首先命令节气门到完全打开位置(806)以便提供在打开方向上的冲击以从冰(堵塞)挣脱，并且随后命令节气门到完全关闭位置以便提供在相反关闭方向上的冲击。因而，第一冰破坏循环包括通过命令节气阀到完全打开位置以及随即命令节气阀到完全关闭位置来使节气阀快速地振荡。例如，控制器可以沿第一方向将第一电压施加到节气门马达以命令节气门到完全打开位置，并且然后控制器可以沿第二相反方向将第二电压施加到节气门马达以命令节气门到完全关闭位置。响应于移动到完全打开位置的控制器命令，节气门可以试图在T3和T4(804)之间达到完全打开位置。然而，由于第一节气门堵塞的存在，实际节气门位置(804)可能无法在T4处达到完全打开位置。在T4处，控制器可以命令节气门到完全关闭位置。响应于T4处移动到完全关闭位置的控制器命令，节气门可以在T4和T5之间在关闭方向上朝向完全关闭位置移动。由于节气门在T4和T5之间在关闭方向上的移动，节气门可以进一步破坏冰。然而，冲击可能不足以使得从冰挣脱。因此，在T5处，节气门可以达到更关闭位置(不是完全关闭位置)。另外，在T5处，控制器可以确定实际节气门位置和预期节气门位置之间的差大于阈值差从而指示第一节气门堵塞未被清除。响应于确定第一节气门堵塞未被清除，控制器可以在T5和T7之间发起第二扭矩逆转循环(也称为第二冰破坏循环)，其包括命令节气门到完全打开位置并且随后命令节气门到完全关闭位置以清除堵塞。因此，第一节气门堵塞可以被清除。即，节气门可以从在冷浸泡条件期间形成在节气门上和/或周围的冰挣脱。在T8处，节气门可以返回到缺省位置。在一些示例中，可以在检查第一节气门堵塞是否被清除之前，执行扭矩逆转循环达阈值数目的燃烧事件。在另一些示例中，可以在再次检查第一节气门堵塞是否被清除之前，执行扭矩逆转循环达阈值次数。
以此方式，响应于在发动机起动时或发动机起动期间检测到第一节气门堵塞，包括作用于马达的扭矩逆转的冰破坏例程可以被执行以破裂在发动机起动之前的车辆冷浸泡条件期间形成在节气门上和/或周围的冰，在该例程中节气门被命令到完全打开位置并且随后被命令到完全关闭位置。另外，由于当加速器踏板未被致动时在发动机起动期间执行冰破坏例程，所以用于降低发动机扭矩的发动机扭矩降低措施(例如，当节气门被命令到完全打开位置时)可以不被执行。
另外，在T8处，发动机起动可以完成，这可以由控制器基于例如发动机转速稳定于怠速而被确认。此外，在一些示例中，当发动机冷却剂温度达到阈值温度时，可以确认发动机起动完成。更进一步地，在一些示例中，附加地，当加速器踏板被致动时可以确定发动机起动完成。因而，在T8处，可以基于发动机转速达到怠速(未示出)并且加速器踏板被车辆操作者致动确定发动机起动完成。
在T9和T10之间，在起动完成之后的发动机运转期间，车辆可以以比起动周期期间更高的负载运转(例如，由于加速器踏板致动引起的操作者要求扭矩的增加)。因此，在起动完成之后，在时间T9和T10之间，更多的空气流可以被朝向发动机引导通过CAC。增加的空气流可以引起形成在CAC中的冰挣脱。已经从CAC挣脱的冰碎片可以由节气门捕获，从而引起第二节气门堵塞。在一些示例中，除来自CAC的碎片或作为其替代，形成在节气门上和/或周围并且在发动机起动期间的冰破坏例程期间破裂的冰在发动机运转期间也可以由节气门捕获，其也可以导致节气门捕获结冰条件。因而，响应于发动机起动完成，在发动机起动后，控制器可以在T10处发起第二节气门堵塞以确定第二节气门堵塞是否被检测到。因此，在时间T10和T11之间，控制器可以命令节气门从当前位置(其中当前位置为基于期望的驾驶员要求的扭矩并且因此基于加速器踏板输入的期望的位置)到完全关闭位置，并且监测从当前位置到完全关闭位置的节气门角位移。由于节气门捕获冰，所以节气门可能无法达到完全关闭位置。因此，在T11处，控制器可以确定预期角位移和实际角位移之间的差不在阈值误差极限内。结果，控制器可以确定节气门被捕获的冰堵塞，从而检测到第二节气门堵塞。虽然本示例示出基于预期角动量和实际角动量之间的差检测第二节气门堵塞，不过应当理解，第二节气门堵塞可以通过监测节气门旋转速度进行检测。例如，控制器可以监测当节气门被命令从当前位置(其中当前位置是基于期望的驾驶员要求的扭矩并且因此基于加速器踏板输入的期望的位置)到完全关闭位置时的节气门旋转速度。当确定节气门速度小于预期速度时，控制器可以确定第二节气门堵塞存在。
响应于检测到第二节气门堵塞，控制器可以在T11和T14之间执行冰通过例程以清除第二节气门堵塞，因此，在T11处，控制器可以命令节气门从其当前位置以增加的节气门速度(由迹线806指示的命令的节气门位置)到完全打开位置。命令节气门从当前位置到完全打开位置可以包括在第一方向上(打开方向)提供第三电压到节气门马达。在一种示例中，增加的节气门速度可以是节气门的基于可以被施加到节气门马达的最大电压的最大旋转速度。当节气门移动到完全打开位置时节气门速度的增加可以促进由节气门捕获的冰的破裂。
在T12处，控制器可以基于来自节气门位置传感器的指示确认节气门已经达到完全打开位置。一旦确认节气门已经达到完全打开位置，控制器可以命令节气门将节气门位置维持在完全打开位置达阈值持续时间直到T13。当节气门在T12和T13被保持在完全打开位置时，过量的发动机扭矩可以通过执行一个或多个扭矩降低措施被降低，扭矩降低措施包括气缸停用(例如，通过在选定用于停用的气缸上停用燃料喷射器、停用火花、停用进气门以及停用排气门中的一个或多个)、从MBT的火花延迟、空燃比调节以提供比化学计量比更稀的空燃比。以此方式，通过在发动机运转期间维持节气门处于完全打开位置达阈值持续时间，由于在节气门保持打开时增加的空气流通过节气门，节气门捕获的冰碎片可以被迫破裂和/或从节气门挣脱。另外，通过由以上讨论的一个或多个扭矩降低措施降低过量扭矩，可以实现期望的扭矩。
在维持节气门在完全打开位置的阈值持续时间之后，在T13处，控制器可以基于期望的扭矩要求(即，加速器踏板位置)命令节气门到期望的位置。命令节气门到期望的位置可以包括将第四电压施加到节气门马达。在T14处，节气门可以达到期望的位置。进一步地，在T14处，控制器可以确认节气门位置在期望的位置(基于来自节气门位置传感器的指示)的阈值极限内并且可以进一步确认节气门已经以期望的速度达到期望的位置。因此，在T14处，控制器可以确认第二节气门堵塞被清除。
在一些示例中，如果在T14处，第二节气门堵塞未被清除，控制器可以重复冰通过例程，其中节气门从期望的位置被调节到完全打开位置并且维持在完全打开位置达阈值持续时间，以允许捕获的冰碎片通过同时维持期望的发动机扭矩，并且在阈值持续时间过去后，节气门被调节到基于加速器踏板位置的期望的位置。
以此方式，在发动机起动完成之前，第一节气门堵塞被检测到并被清除，并且第二节气门堵塞在发动机起动完成之后被检测。
虽然，以上示例图示说明在清除第一节气门堵塞之后检测第二节气门堵塞，并且然后响应于检测到第二节气门堵塞执行冰通过例程，不过应当理解，在一些示例中，冰通过例程(将节气门打开到完全打开位置，将节气门维持在完全打开位置同时维持期望的扭矩)可以在确认第一节气门堵塞被清除之后执行，并且不执行第二节气门检测例程，以便使在冰破坏例程期间通过扭矩逆转破坏的冰通过。
如一种实施例，一种用于发动机的方法包括响应于检测到节气门堵塞，将节气门调节到完全打开位置；将节气门维持在完全打开位置达阈值持续时间，同时维持期望的扭矩；以及在阈值持续时间之后，将节气门调节到期望的位置，期望的位置基于期望的扭矩；其中节气门堵塞在发动机起动后被检测。方法的第一示例包括其中基于从期望的位置到关闭位置的当前节气门旋转速度小于预期速度以及施加到节气门马达以将节气门从期望的位置移动到关闭位置的电压大于预期电压中的一个或多个检测到节气门堵塞，节气门马达耦接到节气门并且控制节气门的旋转。方法的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括，其中维持期望的扭矩包括通过禁用到一个或多个气缸的燃料供应选择性地停用发动机的所述一个或多个气缸、从MBT延迟火花正时以及提供稀空燃比中的一个或多个。方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中检测节气门堵塞进一步包括确定一个或多个结冰条件是否存在；以及其中所述一个或多个结冰条件包括：环境温度低于阈值温度、整夜浸泡条件以及先前行驶距离大于阈值距离。方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中在加速器踏板致动条件期间检测节气门堵塞。方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中在发动机温度高于阈值温度的发动机工况期间检测节气门堵塞。方法的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中将节气门维持在完全打开位置达阈值持续时间包括将阈值电压施加到控制节气门的节气门马达并且维持阈值电压达阈值持续时间。方法的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中调节节气门到完全打开位置包括以最大节气门速度将节气门从期望的位置移动到完全打开位置；并且其中调节节气门到完全打开位置进一步包括基于来自耦接到节气门的节气门位置传感器的指示确认节气门处于完全打开位置。方法的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中在阈值持续时间之后调节节气门开口到期望的位置包括以最大节气门速度运转节气门；并且其中调节节气门到期望的位置进一步包括基于来自耦接到节气门的节气门传感器的指示而确认节气门处于期望的位置。方法的第九示例任选地包括第一示例至第八示例中的一个或多个，并且进一步包括，响应于在所述一个或多个结冰条件存在时在发动机起动之前检测到阻塞的节气门，命令节气门到完全打开位置以及随即命令节气门到完全关闭位置。
如另一种实施例，一种用于升压发动机的方法包括：在当加速器踏板未被致动时的第一条件期间，响应于检测到位于发动机的进气装置中的压缩机和增压空气冷却器下游的节气门的第一堵塞，在第一方向上施加第一电压到耦接到节气门的节气门马达以命令节气门到完全打开位置并且随后在第二相反方向上施加第二电压到节气门马达以命令节气门到完全关闭位置；以及在第二条件期间，响应于检测到节气门的第二堵塞，在第一方向上施加第三电压到节气门马达以命令节气门到不取决于加速器踏板位置的完全打开位置，维持第三电压达阈值持续时间以将节气门维持在完全打开位置达阈值持续时间并且随后在第二方向上施加第四电压到节气门马达以命令节气门到期望的位置，期望的位置基于加速器踏板的当前位置。方法的第一示例包括，其中第一条件包括钥匙接通事件和发动机起动条件，并且第二条件包括在发动机起动完成之后的发动机运行条件。方法的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括，其中第一堵塞基于从缺省位置到关闭位置的节气门角位移小于阈值角位移被检测到，并且其中第二堵塞基于从初始位置到关闭位置的节气门旋转速度小于阈值速度被检测到，初始位置基于当前加速器踏板位置。方法的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括在第二条件期间在将节气门维持在完全打开位置的同时维持期望的扭矩。方法的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中维持期望的扭矩包括选择性地停用发动机的一个或多个气缸、从MBT延迟火花正时以及提供稀空燃比中的一个或多个。方法的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，并且进一步包括，在第一条件期间，重复调节节气门到完全打开位置并且随后在第一方向上施加第一电压到节气门马达并且随后在第二方向上施加第二电压直到第一堵塞被清除；以及在第二条件期间，重复在第一方向上施加第三电压到节气门马达，维持第三电压达阈值持续时间，并且随后在第二方向上施加第四电压到节气门马达，直到第二堵塞被清除。
如另一种实施例，一种用于车辆的系统包括：包括进气通道和一个或多个气缸的发动机；在进气通道内的节气门；耦接到节气门用于调节节气门位置的节气门马达；耦接到节气门用于指示节气门位置的节气门位置传感器；包括至少部分地由排气驱动涡轮机驱动的压缩机的涡轮增压器；定位在节气门的上游和压缩机的下游的增压空气冷却器(CAC)；以及具有计算机可读指令的控制器，所述指令用于：响应于在发动机起动前在钥匙接通时检测到第一节气门堵塞，命令节气门从第一位置到第二位置以及随即命令节气门从第二位置到第三位置以清除第一节气门堵塞；以及响应于在发动机运行时检测到第二节气门堵塞，命令节气门从第四位置到第二位置，基于来自节气门位置传感器的指示确认节气门处于第二位置，在维持期望的扭矩的同时将节气门维持在第二位置达阈值持续时间，以及命令节气门从第二位置到第四位置以清除第二节气门堵塞。系统的第一示例包括，其中当节气门处于第一位置时节气门打开的第一量小于当节气门处于第二位置时节气门打开的第二量，以及当节气门处于第三位置时节气门打开的第三量小于第一量和第二量；其中当节气门处于第四位置时打开的第四量基于加速器踏板位置；并且其中维持期望的扭矩包括停用发动机的一个或多个气缸、从MBT延迟火花、减小发动机的排量以及调节空燃比中的一个或多个。系统的第二示例任选地包括第一示例，并且进一步包括，其中第一位置是缺省动力位置，第二位置是完全打开位置，第三位置是完全关闭位置。系统的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且进一步包括，其中第一节气门堵塞基于从第一位置到第三位置的角位移小于阈值位移被检测到；并且其中第二节气门堵塞基于从第四位置到第三位置的节气门旋转速度小于阈值速度被检测到。
在一种表示中，一种方法还可以包括，仅响应于检测到节气门结冰，使得节气门快速地通过打开和关闭振荡以使节气门从期望的扭矩或期望的位置偏离，期望的节气门位置基于发动机起动节气门位置请求。期望的扭矩可以基于发动机起动设定，其中在起动期间节气门被设定为相对关闭(与打开相反)或完全关闭位置，起动可以包括在起动转动之前的钥匙接通、起动转动等。在该条件期间，操作者踏板命令是其中操作者踏板未完全压下但相当靠近或处于脚放开位置的一种命令。否则，当节气门未振荡时，在该条件期间，节气门基于发动机起动节气门命令或期望的位置定位，其可以是基于发动机冷却剂温度、空气温度和/或发动机燃烧事件数目的表，发动机燃烧事件数目从起动时的0开始并且计数从那开始所发生的燃烧事件。然后，仅在这些振荡已经执行并且例程确认冰被破坏(例如，通过监测节气门能够实现仅通过中间范围(例如，停留在远离完全打开和完全关闭二者阈值距离处)的期望的运动范围)，该方法可以进一步包括试图(一次或多次)使得残余的或潜在被捕集的任何被破坏的冰通过。在该运转期间，方法包括调节节气门到完全打开位置并且维持节气门在完全打开位置仅达阈值持续时间，同时维持期望的扭矩。该方法还可以包括在阈值持续时间之后，调节节气门回到期望的位置，期望的位置基于期望的扭矩、怠速RPM请求、操作者命令(其这时与冰破坏运转相比可以比脚放开踏板更多)等。
注意，本文所包括的示例控制和估计例程能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。这里公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中。这里描述的具体例程可代表任何数量的处理策略中的一者或多者，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，各种动作、操作和/或功能可以按说明的顺序、并行地被执行，或者在一些情况下省略。同样，实现本文描述的示例实施例的特点和优点时，处理的顺序不是必须要求的，而是为了便于说明和描述而提供。根据所用的具体策略，一个或多个说明性的动作、操作和/或功能可以重复执行。此外，所示的动作、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内的代码。
应当理解，在此公开的配置和例程本质上是示例性的，且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为大量的变体是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸及其他发动机类型。本发明主题包括在此公开的各种系统和配置、及其他特征、功能和/或属性的所有新颖和非易见的组合及子组合。
随附的权利要求特别指出视为新颖和非易见的特定组合及子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元素或“第一”元素或其等价。这样的权利要求应被理解为包括对一个或多个这样的元素的结合，既不要求也不排除两个或两个以上这样的元素。所公开的特征、功能、元素和/或属性的其他组合及子组合可以通过本发明权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提供新的权利要求来请求保护。这样的权利要求，无论是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同，都应被视为包括在本发明的主题之内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，包括：
响应于检测到节气门堵塞，
将节气门调节到完全打开位置；
在维持期望的扭矩的同时将所述节气门维持在所述完全打开位置达阈值持续时间；以及
在所述阈值持续时间之后，将所述节气门调节到期望的位置，所述期望的位置基于所述期望的扭矩；
其中所述节气门堵塞在发动机起动后被检测到。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于从所述期望的位置到关闭位置的当前节气门旋转速度小于预期速度以及施加到节气门马达以将所述节气门从所述期望的位置移动到所述关闭位置的电压大于预期电压中的一个或多个检测到所述节气门堵塞，所述节气门马达耦接到所述节气门并且控制所述节气门的旋转。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，维持所述期望的扭矩包括以下项中的一个或多个：通过禁用到一个或多个气缸的燃料供应选择性地停用所述发动机的所述一个或多个气缸、从MBT延迟火花正时以及提供稀空燃比。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述节气门堵塞进一步包括，确定一个或多个节气门结冰条件是否存在；以及其中所述一个或多个结冰条件包括：环境温度低于阈值温度、整夜浸泡条件以及先前行驶距离大于阈值距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在加速器踏板致动条件期间检测所述节气门堵塞。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在发动机温度高于阈值温度的发动机工况期间检测所述节气门堵塞。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述节气门维持在所述完全打开位置达所述阈值持续时间包括将阈值电压施加到控制所述节气门的节气门马达并且维持所述阈值电压达所述阈值持续时间。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述节气门到完全打开位置包括以最大节气门速度将所述节气门从所述期望的位置移动到所述完全打开位置；并且其中调节所述节气门到所述完全打开位置进一步包括基于来自耦接到所述节气门的节气门位置传感器的指示确认所述节气门处于所述完全打开位置。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述阈值持续时间之后调节节气门打开到所述期望的位置包括以最大节气门速度运转所述节气门；并且其中调节所述节气门到所述期望的位置进一步包括基于来自耦接到所述节气门的节气门位置传感器的指示确认所述节气门处于所述期望的位置；并且其中所述期望的扭矩基于加速器踏板位置。
10.根据权利要求4所述的方法，进一步包括，响应于在所述一个或多个结冰条件存在时在发动机起动之前的钥匙接通时检测到阻塞的节气门，命令所述节气门到所述完全打开位置以及随即命令所述节气门到完全关闭位置；其中基于所述节气门从钥匙接通时的所述期望的位置到完全关闭位置的角位移小于阈值角位移检测到所述阻塞的节气门，在钥匙接通时的所述期望的位置比所述完全关闭位置更少地关闭。
11.一种用于升压发动机的方法，包括：
在当加速器踏板未被致动时的第一条件期间，响应于检测到位于所述发动机的进气装置中的压缩机和增压空气冷却器下游的节气门的第一堵塞，在第一方向上施加第一电压到耦接到所述节气门的节气门马达以命令所述节气门到完全打开位置并且随后在第二相反方向上施加第二电压到所述节气门马达以命令所述节气门到完全关闭位置；以及
在第二条件期间，响应于检测到所述节气门的第二堵塞，在所述第一方向上施加第三电压到所述节气门马达以命令所述节气门到不取决于加速器踏板位置的所述完全打开位置，维持所述第三电压达阈值持续时间以将所述节气门维持在所述完全打开位置达所述阈值持续时间并且随后在所述第二方向上施加第四电压到所述节气门马达以命令所述节气门到期望的位置，所述期望的位置基于所述加速器踏板的当前位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一条件包括钥匙接通事件和发动机起动条件，并且所述第二条件包括在所述发动机起动完成之后的发动机运行条件。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一堵塞基于从缺省位置到关闭位置的节气门角位移小于阈值角位移被检测到，并且其中所述第二堵塞基于从初始位置到所述关闭位置的节气门旋转速度小于阈值速度被检测到，所述初始位置基于当前加速器踏板位置。
14.根据权利要求11所述的方法，进一步包括，在所述第二条件期间在将所述节气门维持在所述完全打开位置的同时维持期望的扭矩。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，维持所述期望的扭矩包括以下项中的一个或多个：选择性地停用所述发动机的一个或多个气缸、从MBT延迟火花正时以及提供稀空燃比。
16.根据权利要求11所述的方法，进一步包括，在所述第一条件期间，重复调节所述节气门到完全打开位置并且随后在所述第一方向上施加所述第一电压到所述节气门马达并且随后在所述第二方向上施加所述第二电压直到所述第一堵塞被清除；以及在所述第二条件期间，重复在所述第一方向上施加所述第三电压到所述节气门马达、维持所述第三电压达所述阈值持续时间并且随后在所述第二方向上施加所述第四电压到所述节气门马达，直到所述第二堵塞被清除。
17.一种车辆系统，包括：
包括进气通道和一个或多个气缸的发动机；
在所述进气通道内的节气门；
耦接到所述节气门用于调节节气门位置的节气门马达；
耦接到所述节气门用于指示所述节气门位置的节气门位置传感器；
包括至少部分地由排气驱动涡轮机驱动的压缩机的涡轮增压器；
定位在所述节气门的上游和所述压缩机的下游的增压空气冷却器，即CAC；以及
具有计算机可读指令的控制器，所述指令用于：
响应于在发动机起动前在钥匙接通时检测到第一节气门堵塞，命令所述节气门从第一位置到第二位置以及随即命令所述节气门从所述第二位置到第三位置以清除所述第一节气门堵塞；以及
响应于在所述发动机运行的同时检测到第二节气门堵塞，命令所述节气门从第四位置到所述第二位置，基于来自所述节气门位置传感器的指示确认所述节气门处于所述第二位置，在维持期望的扭矩的同时将所述节气门维持在所述第二位置达阈值持续时间，以及命令节气门从所述第二位置到所述第四位置以清除所述第二节气门堵塞。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，当所述节气门处于所述第一位置时的节气门打开的第一量小于当所述节气门处于所述第二位置时的节气门打开的第二量，并且当所述节气门处于所述第三位置时的节气门打开的第三量小于所述第一量和所述第二量；其中当所述节气门处于所述第四位置时的打开的第四量基于加速器踏板位置；并且其中维持所述期望的扭矩包括以下项中的一个或多个：停用所述发动机的所述一个或多个气缸、从MBT延迟火花、减小所述发动机的排量以及调节空燃比。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述第一位置是缺省动力位置，所述第二位置是完全打开位置，并且所述第三位置是完全关闭位置。
20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述第一节气门堵塞基于从所述第一位置到所述第三位置的角位移小于阈值位移被检测到；并且其中所述第二节气门堵塞基于从所述第四位置到所述第三位置的节气门旋转速度小于阈值速度被检测到。
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