CN107795396A - 用于发动机水喷射的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于发动机水喷射的方法和系统，公开了用于可靠地自测试水喷射系统的方法，该水喷射系统响应于诸如爆震的发动机工况，将水喷射到发动机中，水喷射系统被手动再填充或经由车辆上车载的水收集而再填充。在选择的条件期间使水喷射渐变的同时，响应于基于限定的一组发动机参数的变化获知的水喷射误差，可以确定在水管线中存在堵塞。基于堵塞的程度，可以适当地调节随后的水喷射。

Description

用于发动机水喷射的方法和系统
技术领域
本发明总体涉及用于控制喷射到发动机中的水的质量的方法和系统。
背景技术
内燃发动机可以包括水喷射系统，该水喷射系统将水喷射到多个位置，诸如喷射到发动机汽缸上游的进气歧管，或者直接喷射到发动机汽缸中。发动机水喷射提供多种优点，诸如增加燃料经济性和发动机性能，以及减少发动机排放。特别地，当将水喷射到发动机进气口或汽缸中时，热量从进气和/或发动机部件传递到水中，导致增压空气冷却。将水喷射到进气(例如，在进气歧管中)降低了在发动机汽缸处的进气温度和燃烧温度。通过冷却进气充气，可以降低爆震倾向，而不会增加燃烧空燃比。这也可以允许更高的压缩比、提前的点火正时、改进的全开节气门性能和降低的排气温度。因此，燃料效率提高。另外，更大的容积效率可导致扭矩增加。此外，利用水喷射降低的燃烧温度可以减少NOx排放，同时更有效的燃料混合物(减少的富集)可以减少一氧化碳和碳氢化合物的排放。
水喷射系统包括蓄水器，该蓄水器可以手动地再填充以及经由在车辆上车载地产生的水被适时地再填充。例如，可以从一个或多个部件(诸如EGR冷却器、AC蒸发器、排气热交换器、增压空气冷却器、车辆外表面等)中重新得到具有冷凝物形式的水。然而，基于水的来源，喷射到发动机中的水的质量可能会变化，影响发动机性能以及潜在地堵塞喷射系统。
已经开发了各种方法来测试水喷射系统的流量。例如，测试可以确定流量阀螺线管是否被通电，喷射系统是否被堵塞等。Payling等人在US 6,553,753中示出了一个示例性方法。其中，流速变化并且基于所提供的流量和所需要的流量之间的差异而获知流量误差。基于获知的流量误差，启动水喷射系统的截止阀。
然而，本文的发明人已经确认了此方法的潜在问题。作为一个示例，流量误差可以随着被供应水喷射的发动机条件而变化。例如，在部分节气门喷射期间，小流量误差可能不会反映水喷射系统的堵塞，然而，在限制爆震(knock-limited)的发动机工况下，相同的误差大小可能反映较高程度的堵塞。此外，较小的流量误差可能在限制爆震的发动机工况下或在催化剂冷却条件期间对发动机性能具有较大的影响。作为另一示例，水中的污染物可能促成流量误差，这不可能可靠地与由于部件问题而导致的流量误差区分开。存在于水中的污染物的性质以及污染的程度可以基于车辆操作员再填充水箱的地点而广泛变化。例如，可以推荐用蒸馏水再填充水箱，但是操作人员可以改为用自来水或井水进行再填充。这种变化可能导致矿物质沉积在水过滤器、水喷射器、发动机部件、排气催化剂等上。作为又一示例，依靠单项测试来确定水喷射系统是否正运行可能由于需要可靠地检测传感器数据的相对小的变化而容易出错。因此，可能期望更鲁棒的功能测试。
发明内容
在一个示例中，上述问题中的一些可以至少部分地由用于车辆中的发动机的方法来解决，该方法包括：基于蓄水器中水的质量来预测用于将水输送到发动机的水喷射系统的预期的喷射误差；如果可以，基于发动机参数的变化估计实际喷射误差，同时水喷射渐变(ramp)；以及基于实际误差(如果可用)或基于预期的喷射误差来调节到发动机的水喷射。以这种方式，在车辆上车载的水喷射系统可以可靠地自测试，并且即使部分堵塞也可以精确地控制喷射的水量。
作为示例，车辆的水箱可以用从远程位置接收的水和/用或在车辆发动机操作期间收集的水被再填充。在发动机操作期间，水可以被喷射以对水的增压空气冷却特性起平衡作用。在再填充水箱之后，可以基于水的一种或多种特性(诸如导电性、混浊度、微粒物含量等)来评估水的质量(例如，纯度或可用性)。基于估计的水质量以及系统暴露于该水的时间量，可以预测在将水从箱输送到发动机的系统中堵塞的可能性。因此，堵塞可导致水喷射误差。因此，可以确定与预测的堵塞可能性相关联的预期水喷射误差，并且将其用作初始估计，直到可以确定实际的堵塞水平或喷射误差。当条件允许自测试时，可以基于在水喷射渐入(ramp in)的同时一组发动机操作参数的变化来确定实际喷射误差。可以在水喷射渐入时基于发动机工况来选择一组发动机操作参数。例如，当在高发动机转速-高负载条件下执行渐入时，可以基于解决爆震所需的火花延迟的变化来获知实际喷射误差。基于相对于预测误差的实际误差，可以调节到发动机的随后的水喷射(例如，喷射正时、喷射量和喷射位置)。例如，水喷射可以基于预测误差进行前馈调节，并且然后基于实际误差进行反馈调节。进一步地，可以选择更好地耐受水中杂质的水平和属性的水喷射窗口。
以这种方式，水喷射系统的流量可以被可靠地自测试。在不同的发动机工况下，基于不同组的发动机操作参数获知水喷射误差的技术效果在于，甚至可以可靠地测量感觉数据(sensory data)的微小变化，从而减少测试结果的误差。此外，通过减少对专用传感器的需求，可以实现更鲁棒的自测试。通过将水质量与水喷射误差相关联，可以可靠地评估水质量。此外，由污染水所造成的系统损坏减少，并且净化水的附加损失和经济成本被最小化。将水喷射系统与免受污染用水影响的控制系统集成的技术效果在于，减少了用污染水对蓄水器的持续的再填充，延长了发动机部件的寿命。通过改善用水，可以延长水喷射的效益。
应当理解，提供上述的发明内容以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这不意味着确认所要求保护的主题的关键或必要特征，其范围由所附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示出包括水喷射系统的发动机系统的示意图。
图2示出用于可靠地自测试图1的水喷射系统的高水平流程图。
图3示出用于使水喷射渐变到发动机中的同时获知水喷射误差的高级流程图。
图4示出示例性水管线自测试和基于自测试结果的用水调节。
具体实施方式
以下说明涉及用于改进耦连到车辆发动机的水喷射系统的诊断的系统和方法，如参照图1的车辆系统所描述的。控制器可以经配置执行控制例程(诸如图2的示例性例程)，以在从外部源或从车辆上车载地再填充蓄水器之后自测试将蓄水器耦连到发动机的水管线中的堵塞程度。如图3所示，可以基于实际水喷射误差与预期水喷射误差的偏差而获知堵塞，基于在使水喷射渐变的同时限定的组的发动机工作参数的变化而估计实际误差。参考图4描述了示例性自测试和相应的水喷射调节。以这种方式，可以可靠地诊断和解决发动机水喷射系统，以实现对车辆性能的显著的燃料经济性改善。
图1示出配置有水喷射系统60的发动机系统100的示例性实施例。发动机系统100耦连在机动车辆102(示意性地示出)中。发动机系统100包括发动机10，在本文中示出为耦连到涡轮增压器13的增压发动机，涡轮增压器13包括由涡轮116驱动的压缩机14。具体地，新鲜空气被引导沿着进气通道142经由空气净化器31进入发动机10中，并且流到压缩机14。该压缩机可以是合适的进气压缩机，诸如马达驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统100中，压缩机被示出为经由轴19机械耦连到涡轮116的涡轮增压器压缩机，涡轮116通过扩大发动机排气而被驱动。在一个实施例中，压缩机和涡轮可以耦连在双涡流式涡轮增压器内。在另一实施例中，涡轮增压器可以是可变几何涡轮增压器(VGT)，其中涡轮几何形状根据发动机转速和其他工况而主动地变化。
如图1所示，压缩机14通过增压空气冷却器(CAC)118耦连到节流阀(例如，进气节气门)20。CAC可以是例如空气-空气或空气-冷却剂的热交换器。节流阀20耦连到发动机进气歧管122。热压缩空气充气从压缩机14进入CAC 118的入口，当热压缩空气充气行进通过CAC时冷却并且然后排出以经过节流阀20到达进气歧管122。在图1所示的实施例中，进气歧管内的空气充气压力由歧管绝对压力(MAP)传感器124感测，并且增压压力由增压压力传感器24感测。压缩机旁通阀(未示出)可以串联耦连在压缩机14的入口和出口之间。压缩机旁通阀可以是常闭阀，其经配置在选择的工况下打开以减轻过量的增压压力。例如，可以响应于压缩机喘振来打开压缩机旁通阀。
进气歧管122通过一系列进气门(未示出)和进气流道(例如，进气道)185耦连到一系列燃烧室或汽缸180。如图1所示，进气歧管122被布置在发动机10的所有燃烧室180的上游。可以包括附加传感器，诸如歧管充气温度(MCT)传感器23和空气充气温度传感器(ACT)25，以确定在进气通道中的各自位置处的进气温度。例如，空气温度可以进一步与发动机冷却剂温度结合使用，以计算输送到发动机的燃料量。每个燃烧室可以进一步包括用于识别和区分异常燃烧事件(诸如爆震和预点火)的爆震传感器183。在可替代实施例中，一个或多个爆震传感器183可以耦连到发动机缸体的选择的位置。
燃烧室进一步经由一系列排气门(未示出)耦连到排气歧管136。燃烧室180由汽缸盖182盖住并耦连到燃料喷射器179(虽然图1中仅示出一个燃料喷射器，但每个燃烧室均包括与其耦连的燃料喷射器)。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)输送到燃料喷射器179。燃料喷射器179可以经配置为用于将燃料直接喷射到燃烧室180中的直接喷射器，或者用作将燃料喷射到燃烧室180的进气门上游的进气道中的进气道喷射器。
在所示实施例中，示出了单个排气歧管136。然而，在其他实施例中，排气歧管可以包括多个排气歧管区段。具有多个排气歧管区段的配置可以使得来自不同燃烧室的流出物被引导到发动机系统中的不同位置。通用或宽域排气氧(UEGO)传感器126被示出为耦连到涡轮116上游的排气歧管136。可替代地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。
如图1所示，来自一个或多个排气歧管区段的排气被引导到涡轮116以驱动涡轮。当期望降低的涡轮扭矩时，一些排气可以被改为引导通过废气门(未示出)，绕开涡轮。来自涡轮和废气门的组合流然后流过排放控制装置170。通常，一个或多个排放控制装置170可以包括一个或多个排气后处理催化剂，其经配置催化地处理排气流，并且从而减少排气流中的一种或多种物质的量。
来自排放控制装置170的经处理的排气的全部或部分可以经由排气管道35释放到大气中。然而，基于工况，一些排气可以改为被转移到排气再循环(EGR)通道151，通过EGR冷却器50和EGR阀152，到达压缩机14的入口。以这种方式，压缩机经配置允许排气从涡轮116的下游捕集。可以打开EGR阀152以允许受控量的冷却排气到压缩机入口，以用于期望的燃烧和排放控制性能。以这种方式，发动机系统100适于提供外部低压(LP)EGR。除了发动机系统100中的相对长的LP EGR流动路径之外，压缩机的旋转提供了到进气充气中的排气的极好的均匀化。进一步地，EGR分支和混合点的布置提供了有效的排气冷却，以提高可用的EGR质量并增进性能。在其他实施例中，EGR系统可以是具有从涡轮116上游连接到压缩机14下游的EGR通道151的高压EGR系统。在一些实施例中，MCT传感器23可以被安置以确定歧管充气温度，并且可以包括通过EGR通道151再循环的空气和排气。
燃烧室180还经由水喷射系统60接收水和/或水蒸气。来自水喷射系统60的水可以通过水喷射器45-48中的一个或多个喷射到发动机进气口或直接喷射到燃烧室180中。作为一个示例，水可以经由水喷射器45喷射到进气门20上游的进气歧管122中，在本文中也称为中心水喷射。作为另一示例，水可以经由水喷射器46喷射到在进气门下游的一个或多个位置中的进气歧管122中。作为另一示例，水可以经由水喷射器48喷射到一个或多个进气流道(例如，进气道)185(这里也称为进气道水喷射)，和/或经由水喷射器47直接进入燃烧室180(这里也称为直接水喷射)中。在一个实施例中，布置在进气流道中的水喷射器48可以朝着和面向进气流道所附接的汽缸的进气门成角度。因此，喷射器48可以将水直接喷射到进气门上，导致喷射的水的更快的蒸发和来自水蒸气的更高的稀释效益。在另一实施例中，喷射器48可以远离进气门成角度并且被布置成通过进气流道与进气流方向相反地喷射水。因此，更多的喷射的水可被夹带到空气流中，从而增加了水喷射的增压空气冷却效益。
尽管图1中仅示出了一种代表性的喷射器47和喷射器48，但是燃烧室180和进气流道185中的每个可以包括其自身的喷射器。在可替代实施例中，水喷射系统60可以包括安置在这些位置中的一个或多个处的水喷射器。例如，在一个实施例中，发动机可以仅包括水喷射器46。在另一实施例中，发动机可以包括水喷射器46、水喷射器48(在每个进气流道处具有一个该水喷射器)和水喷射器47(在每个燃烧室处具有一个该水喷射器)中的每个水喷射器。
水喷射系统60可以包括储水箱63、水提升泵162、收集系统72和水填充通道69。储存在水箱63中的水经由水通道61和管道或管线161输送到水喷射器45-48。在包括多个喷射器的实施例中，水通道61可以包含阀162(例如，分流阀、多路阀、配量阀等)，以经由相应的管道将水引导到不同的水喷射器。可替代地，每个管道(或水管线)161可以包括在水喷射器45-48内的相应的阀，以用于调节通过其中的水流。除了水提升泵162之外，还可以在管道161中(诸如在与直接水喷射器47耦连的管道中)提供一个或多个附加的泵，以用于对引导到喷射器的水进行加压。
储水箱63可以包括水位传感器65和水温传感器67，水位传感器65和水温传感器67可以将关于水条件的信息传送到控制器12。例如，在冷冻条件下，水温传感器67检测储水箱63中的水是被冻结还是可用于喷射。在一些实施例中，发动机冷却剂通道(未示出)可以与储存箱63热耦连以使冻结的水融化。由水位传感器65识别的储存在水箱63中的水位可以传输到车辆操作员和/或用于调节发动机操作。例如，可以使用车辆仪表板(未示出)上的水位表或指示来传输水位。如果水箱63中的水位高于阈值水平，则可以推断具有足够的水可用于喷射，并且因此控制器可以实现水喷射。否则，如果水箱63中的水位低于阈值水平，则可以推断具有可用于喷射的不足够的水，并且因此水喷射可以由控制器禁用。
在所描绘的实施例中，储水箱63可以经由水填充通道69被手动再填充和/或经由水箱填充通道76由收集系统72自动再填充。收集系统72可以耦连到一个或多个车辆部件74，使得储水箱可以在车辆上车载地用从各种发动机或车辆系统收集的冷凝物再填充。在一个示例中，收集系统72可以与EGR系统和/或排气系统耦连以收集自通过系统的排气冷凝的水。在另一示例中，收集系统72可以与用于自经过蒸发器的空气冷凝的收集的水的空调系统(未示出)耦连。在又一示例中，收集系统72可以与外部车辆表面耦连以收集雨或大气冷凝物。手动填充通道69可以流体地耦连到过滤器68，过滤器68可以去除包含在水中的一些杂质。包括排水阀91的排水管92可以用于将水从储水箱63排出到车辆外部的位置(例如，排出到道路上)，诸如当水的质量被认为低于阈值并且不适合喷射到发动机中(例如，由于高传导率、高微粒物含量)时。在一个示例中，可以基于在水管线61中耦连到水喷射系统60的传导率传感器93的输出来评估水的质量。在其他示例中，传感器93可以是电容传感器、光学传感器、混浊度传感器、密度传感器或一些其他类型的水质量传感器。如参考图2-图3所详细描述的，可以在水喷射系统上间歇地执行诊断测试，以可靠地自测试系统并识别水喷射管线161中的一个的堵塞。基于堵塞的检测，可以调节未来的水喷射。
图1进一步示出控制系统28。控制系统28可以通信地耦合到发动机系统100的各种部件，以执行本文所述的控制例程和动作。控制系统28可以包括电子数字控制器12。控制器12可以是微型计算机，包括微处理器单元、输入/输出端口、用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器、不失效存储器和数据总线。控制器12可接收来自多个传感器30(诸如图1的各种传感器)的输入，以接收包括变速器齿轮位置、加速器踏板位置、制动器需求、车辆速度、发动机转速、通过发动机的质量空气流量、增压压力、环境条件(温度、压力、湿度)等的输入。其他传感器包括CAC 118传感器，诸如CAC入口空气温度、ACT传感器125、排气压力和温度传感器80、82和压力传感器124、CAC出口空气温度传感器和MCT传感器23、用于确定尾气的点火和/或汽缸中的水分布的爆震传感器183等。控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且使用图1的各种致动器，以基于接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调节发动机操作。例如，向发动机喷射水可以包括调节喷射器45-48的脉冲宽度以改变喷射的水量，同时还调节水喷射的正时和喷射脉冲的数量。在一些示例中，存储介质可以用表示可由处理器执行的指令的计算机可读数据编程，该指令用于执行下面描述的方法(例如，在图3中)以及预期但未具体列出的其它变型。
以这种方式，图1的系统使得车辆系统能够包括：发动机；包括蓄水器、水喷射器和集水系统的水喷射系统；将发动机耦连到具有多个可变速比的车轮的变速器；耦连到蓄水器的水质量传感器；质量空气流量(MAF)传感器；爆震传感器；以及控制器。控制器可以配置有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，该指令用于：将水喷射从下限渐变到上限；当发动机在渐变期间处于第一转速-负载区域时，基于爆震传感器输出的实际变化相对于爆震传感器输出的预期变化，获知作为水喷射的百分比的第一喷射误差；当发动机在渐变期间处于第二转速-负载区域时，基于火花正时的实际变化相对于火花正时的预期变化，获知作为水喷射的百分比的第二喷射误差；当发动机在渐变期间处于第三转速-负载区域时，基于MAF的实际变化相对于MAF的预期变化，获知作为水喷射的百分比的第三喷射误差；基于第一误差、第二误差和第三误差中的至少两个来估计平均喷射误差；以及基于平均喷射误差来指示水喷射系统的劣化。控制器可以可选地包括进一步的指令，该指令用于：当蓄水器中的水位高于阈值水平时，基于再填充位置和/或水质量传感器(例如，传导率传感器、混浊度传感器等)的输出估计水的质量；以及基于估计的水的质量来预测水喷射系统的预期喷射误差。进一步地，控制器可以包括进一步的指令，该指令用于：当估计的水的质量低于第一阈值时，增加在发动机操作窗口中的水的使用，发动机操作窗口由水污染程度和水中存在的污染物的性质中的每个限定；以及当估计的水的质量低于第二阈值时，第二阈值低于第一阈值，从蓄水器排出水。指示劣化可包括指示水喷射系统的水管线的堵塞，基于相对于预期喷射误差的平均喷射误差的堵塞程度。控制器然后可以响应于爆震的指示而从水喷射器喷射水，水喷射的脉冲宽度基于平均喷射误差而调节。
现在转向图2，示出了用于可靠地执行耦连在车辆中的水喷射系统的管线的自测试的示例性例程200。该方法能够更快且更准确地识别水系统的堵塞，从而及时缓解堵塞。用于执行方法200的指令和本文包括的其他方法可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上述参考图1描述的传感器)接收的信号来执行。根据下述方法，控制器可以使用发动机系统的发动机致动器来调节发动机操作。
在202处，该方法包括确定发动机水喷射系统的水箱或蓄水器中的水位是否高于阈值水平，诸如高于容量的10％。如果为否，那么在204处，该方法包括请求手动再填充水箱和/或增加车辆上车载收集的水。水喷射系统可以耦连到车辆的发动机，并且蓄水器中的水可以从车辆外部(off-board)的水源(诸如从水龙头)手动地再填充。另外或可替代地，蓄水器可以经由收集系统在车辆上被车载地再填充，该收集系统从一个或多个部件(诸如EGR冷却器、增压空气冷却器、AC蒸发器、排气热交换器和车辆外表面)收集冷凝物。如参考图1的系统详细描述，蓄水器可以用冷凝物再填充，作为非限制性示例，该冷凝物从通过EGR系统的排气冷凝的水以及通过车辆空调系统的蒸发器的空气冷凝的水收集而来。一旦在水箱中达到阈值再填充水平，则例程移动到206。
在206处，该方法包括估计蓄水器中的水的质量。因此，存在于水中的污染物的性质以及污染程度可以基于车辆操作员再填充水箱的地点而广泛地变化。作为示例，推荐用蒸馏水再填充水箱，但是操作员可以改为用自来水或井水来再填充。因此，不同的水源可包含不同类型和数量的矿物质和可导致沉积在水过滤器、水喷射器、发动机部件、排气催化剂等上的其他污染物。催化剂也可成为化学污染。在一个示例中，可以基于耦连到蓄水器的水质量传感器的输出来估计水箱中的水的质量，水质量估计基于(诸如经由传导率传感器感测到的)水的传导率值或离子强度。在可替代示例中，水的质量可以基于水的离子强度、微粒物含量、混浊度传感器、密度传感器、折射指数等而被估计。
在其他示例中，可以基于水再填充位置使用车辆位置的知识(诸如基于GPS数据、附近的WiFi热点的位置等)结合该位置处的当地水质量的知识(诸如在车上确定的或从数据库检索的，该数据库诸如用于城市供水系统和地下水的水质量互联网数据库)来推断水质量。如果从远程位置推断或检索到水质量值，则控制器可以利用在相同位置再填充之后检测到的污染的先前历史而额外地提炼数据(如下文详述)。所述历史可以基于在给定车辆上被车载地收集的数据或者在替代车辆上被车载地收集的数据，并且通过车辆-车辆(V2V)或车辆-基础设施通信进行检索。在一个示例中，可以给出水的质量的指数值或额定数值。在208处，将估计的水质量(例如，指数值或额定数值或传导率值)与取决于所使用的水质量传感器的阈值进行比较。例如，在混浊度传感器上的较低的读数可以被给出高的水质量指数值，而小于5NTU的混浊度读数可以对应于高于阈值的水质量指数值。阈值可以对应于在不影响发动机性能或燃烧特性的情况下使水喷射到发动机中所需的最低水质量水平。在一些示例中，估计的水质量可以与下限阈值和上限阈值中的每一个进行比较，在下限阈值以下可以始终禁止水喷射，在上限阈值以上可以始终允许水喷射。在上限阈值和下限阈值之间，可以限制水喷射，例如，可允许水喷射的操作窗口可以被限制或改变。
如果估计的水的质量小于阈值，则在210处，该方法包括从蓄水器排出水，诸如通过打开将该蓄水器耦连到排水管的螺线管受控的排水阀，该排水管将水释放到车辆外部的位置。水可以被完全或部分地排出，选择基于水的污染水平和/或基于对未来水再填充、水消耗率和冷凝水收集率的预测。在一个示例中，如果选择将添加到蓄水器中的水排出，则控制器可以关闭车辆再填充箱盖或关闭耦连在箱入口前面的阀，同时将进入的水转移到排水管。
此外，如果水在车辆外部的位置处被再填充，则可以利用位置的GPS坐标信息来更新控制器的存储器，以指示水源被污染。进一步地，控制器可以基于水污染的指示来限制进入水箱的再填充端口/盖。因此，从该位置对未来蓄水器的手动再填充可能受到限制，或至少暂时被禁止。在一个示例中，到水箱再填充端口的进入门可以配置有锁定机构，该锁定机构通过与控制器通信的车厢空间中的用户界面打开。当基于预测的污染风险，当地自来水或井水污染水平超过阈值水平时，控制器可以发布基于位置的指示(例如，警告哔哔声，或显示在中心控制台上的车辆显示屏上的灯或消息)。控制器可以询问车辆操作员以通过在允许水箱再填充门打开之前按压按钮或者说“是”来确认他们正在用适当的水(例如，蒸馏水)来再填充。
在进一步的示例中，如果水的质量小于阈值，则代替排水的是，控制器可以增加水的使用，以便“用尽”水来容纳来自冷凝物收集的更清洁的水，或更清洁的随后的再填充。以这种方式，缩短了到随后的水箱再填充事件的时间(假设接下来的再填充事件的处于不同位置的水质量将具有更高的质量)。作为示例，由于对在不同发动机部件/位置处的沉积物形成的温度(每个发动机部件的温度)的不同影响，即使在发动机转速/负载/功率条件不需要水喷射以提高发动机效率和性能时，水喷射也可以在低于下限阈值温度或高于上限阈值温度的情况下被启用。在一个示例中，可以测量和比较每个发动机部件或水喷射系统部件(或至少仅关键部件)的温度，并且然后可以选择最小的数据集。在另一示例中，可以基于一个或多个发动机工况(包括火花正时、排气空燃比、环境温度、车辆速度、智能电话使用等)来推断每个相关发动机部件的温度。同时，在可能存在沉积物的窗户中减少(或从中除去)水喷射。
如果水质量高于阈值，则在212处，可选地，该方法包括在再测试水喷射之前净化水。净化水可以包括过滤(包括过滤水以去除微粒物含量)、蒸馏、反渗透和离子交换中的一种或多种。车辆上车载的蒸馏可以使用来自发动机和/或排气的废热产生净化的水流。反渗透可以是所选择的各种基于隔膜的方法中的一个。离子交换可以与固定床一起使用，固定床可以在不同的溶解材料(例如交换钠的钙和镁)之间替换，或者可以将所提及的离子交换成包含水(H+和OH-)的离子。
在一些示例中，可以在用污染的水再填充之后选择净化程度以及净化的类型。特别地，可以提供足够的净化以减少沉积问题，同时避免过度净化，过度净化将增加附加损失(例如，蒸发水以便蒸馏或泵送水通过过滤器所需的能量)和经济成本(例如，替换过滤器或离子交换床的成本)，并且将降低客户满意度(由于增加了系统服务的麻烦和成本)。可以根据绕过净化系统到发动机的水的量/比例，或者根据水在净化系统中花费多少时间来选择净化程度。例如，当被绕过的水的量增加时，或者当在净化系统中花费的时间量增加时，可以相应地提高净化程度。
接下来，在214处，例程包括基于水污染的性质和水平来调节水喷射窗口。可能已知当某些组分在一定温度范围内时，某些类型的污染物导致沉积问题。因此，当检测到这种类型的污染物时，可以将启用水喷射的组分温度范围调节到低于下限阈值温度并且高于上限阈值温度。作为另一示例，如果水质量超过阈值较小量，则可以在为较高质量的水选择的理想操作范围之外的更宽范围的工况下执行水喷射。作为另一示例，如果水质量偏离阈值较大的量，则可以在为较高质量的水选择的理想操作范围之外的更窄范围的工况下执行水喷射。
在216处，该方法包括基于估计的污染程度和污染性质来预测水喷射系统的水管线的预期的堵塞水平。例如，随着估计的污染程度的增加，水管线的预期的堵塞水平可相应地增加。可以基于在水喷射的时刻的一个或多个发动机部件的预期温度来进一步确定水管线的预期的堵塞水平。
在218处，该方法包括预测针对水喷射系统预测的堵塞水平的预期的水喷射误差。随着预测的堵塞水平增加，水喷射量的误差量也可以相应地增加。此外，可以确定水喷射系统中(例如，在哪个部件处)的水喷射误差的位置。
在220处，如果可以，该方法包括执行水喷射系统的自测试以确定实际的水喷射误差。水管线堵塞的实际水平可以通过函数与实际水喷射误差相关联。如参照图3的例程详细说明的，估计实际水喷射误差可以包括在多个不同的发动机工况中的每个期间渐变水喷射，并且基于在不同条件中的每个下的一组发动机操作参数的变化来获知水喷射误差。进一步地，对于不同的条件中的每个，该组发动机操作参数可以是不同的(例如，不重叠或仅部分重叠)。例如，在第一条件期间，可以渐变水喷射并且基于第一组发动机操作参数的变化可以获知第一水喷射误差，在第二条件期间，可以渐变水喷射并且基于第二组发动机操作参数的变化可以获知第二水喷射误差，以及在第三条件期间，可以渐变水喷射并且基于第三组发动机操作参数的变化可以获知第三水喷射误差、等等。然后可以根据在自测试期间估计的第一水喷射误差、第二水喷射误差和第三水喷射误差中的每个来获知实际的水喷射误差。例如，可以根据第一水喷射误差、第二水喷射误差和第三水喷射误差的平均值来获知实际的水喷射误差。在另一示例中，可以比较第一水喷射误差、第二水喷射误差和第三水喷射误差，并且只有最接近一致的两者可以被平均以估计实际的水喷射误差。获知水喷射误差可以包括获知如参考图3详细描述的缺水百分比。
因此，如果不可以进行自测试，诸如由于不满足自测试条件，则控制器可以基于预测的水堵塞水平和相关联的预期水喷射误差进行调节水喷射量。例如，预期的水喷射误差可以包括预期的缺水百分比，并且可以调节水喷射量以补偿缺水。在一个示例中，如果基于预测的水堵塞水平的预期缺水百分比为30％，那么水喷射量(其基于发动机工况确定)可以在输送时增加30％。
如果自测试是可行的并且成功进行，则在222处，该方法包括基于在自测试期间获知的实际水喷射误差来估计水喷射系统的实际堵塞水平。例如，实际的堵塞水平可以根据实际水喷射误差的绝对水平或者根据相对于预期的水喷射误差的实际水喷射误差来确定。
在224处，该方法包括基于实际堵塞水平执行缓解动作。例如，可以基于实际误差和预期误差两者来调节随后到发动机的水喷射。通过基于堵塞程度利用校正因子调节被命令的水喷射量，可以调节水喷射。例如，在响应于爆震将水从蓄水器喷射到发动机期间，可以调节水喷射器的喷射脉冲宽度。在一个示例中，如果确定缺水百分比为30％，则在需要50％水流(例如，以解决爆震)的随后水喷射事件期间，被命令的水喷射可以包括50％+30％＝80％的水流。在另一示例中，可以通过使用比其他方式需要的更高的压力或流速，或通过脉冲压力或流速，或通过反转在系统的部件中的流量，来清除系统的部件的堵塞。
此外，基于确定的堵塞水平，可以设置诊断代码(诸如自测试代码)，并且可以诸如通过在车辆仪表板上启动灯或消息来通知车辆操作员堵塞。
在226处，该方法包括确定是否需要水喷射。如果不需要水喷射，则在228处，可以在不具有水喷射的情况下继续发动机操作。另外，如果水喷射被请求，则在230处，可以利用水喷射窗口中的水喷射来继续发动机操作，该水喷射窗口基于发动机转速-负载条件和发动机爆震限制而选择。例如，可以在高发动机转速-负载条件下继续进行水喷射，同时以基于阻塞水平的校正因子调节水喷射量。
此外，可以基于实际水喷射误差和预测水喷射误差中的至少一个来调节水喷射量。具体地，可以基于实际堵塞水平或预测的堵塞水平利用校正因子来命令水喷射量。进一步地，可以基于实际堵塞水平和预测的堵塞水平(例如，基于实际堵塞水平相对于预测的堵塞水平的比较)中的每个利用校正因子来命令水喷射量。例如，如果自测试未完成，则可以基于预测的堵塞水平和相关联的预期水喷射误差来调节水喷射量。否则，如果自测试完成，则可以基于实际堵塞水平和相关联实际水喷射误差来调节水喷射量。控制器可以基于水喷射系统中的水质量(或预测的喷射误差)来前馈估计堵塞程度；基于实际喷射误差反馈调节前馈估计的堵塞程度；并且然后根据被命令的水喷射量和反馈调节的堵塞程度将水喷射到发动机中。根据至少发动机转速和负载，被命令的水喷射量可以是从控制器的存储器中的查找表检索到的基值。以这种方式，基于喷射误差的最佳可用估计来确定水喷射系统的堵塞程度，并且因此补偿水喷射。
以这种方式，可以以及时的方式解决可靠地诊断水管线堵塞。
现在转向图3，示出了用于自测试图1的水喷射系统的示例性方法300。该方法能够根据基于在不同发动机工况下的不同发动机操作参数获知的水喷射误差，可靠地确定实际的水喷射误差。图3的方法可以作为图2的例程的一部分(诸如在220处)来执行。
在302处，该方法包括确认发动机处于第一转速-负载区域，例如处于发动机爆震限制的转速-负载区域。在一个示例中，第一转速-负载区域包括发动机处于高负载区域，同时发动机转速低于阈值速度。如果确认第一发动机转速-负载区域，则在310处，该方法包括渐变到发动机中的水喷射。水喷射可以从零流量渐变到全流量或最大流量，当在第一发动机转速-负载区域中操作发动机时最大流量是可行的。可替代地，水喷射可以从零流量渐变到使得能够在不浪费水的情况下可靠地完成自测试所需的阈值流量。如本文所使用的，喷射水并且渐变水喷射包括经由直接水喷射将水直接喷射到发动机汽缸中、经由进气道喷射器将水喷射到进气门上游的进气道中、以及经由中心燃料喷射器将水喷射到进气节气门上游或下游的发动机进气歧管中的一个或多个。
在312处，该方法包括在渐变期间测量第一组发动机操作参数的变化。第一组参数可以包括作为水喷射百分比的发动机爆震水平以及作为水喷射百分比的发动机火花正时延迟。例如，当水喷射渐变时，测量爆震和火花变化，并且将爆震和火花变化与预期的爆震和火花变化针对喷射的水的百分比进行比较。然后，控制器可以基于爆震和火花变化来确定缺水百分比。例如，可以预期在目前的条件下，如果水喷射量为至少20％，则可以在没有爆震的情况下实现MBT(最大扭矩最小点火提前角)的火花正时。然而，如果爆震继续限制火花正时直到50％的水喷射被命令，则控制器可以推断水流量中有30％的损失。在另一示例中，发动机操作参数中的第一个可以包括作为水喷射的百分比的进入发动机的质量空气流量(MAF)的变化，因为较高的水喷射导致更冷更密集的空气并因此导致更高的MAF。
在314处，该方法包括基于在渐变期间第一组参数的估计的变化(包括根据水喷射百分比)，来获知针对第一发动机转速-负载区域的第一喷射误差。
返回到302，如果没有确认第一转速-负载区域，则该方法移动到304，以确认发动机是否处于第二转速-负载区域中，例如，是否处于部分节气门的转速-负载区域中。在一个示例中，第二转速-负载区域包括发动机在部分节气门条件下操作。使用这种方法是因为不同的发动机参数可适合于量化不同发动机转速-负载区域中的系统堵塞。如果确认第二发动机转速-负载区域，则在320处，该方法包括渐变到发动机中的水喷射。水喷射可以从零流量渐变到全流量或渐变到在第二发动机转速-负载区域中操作发动机时可行的最大流量。可替代地，水喷射可以从零流量渐变到使得能够在不受燃烧稳定性限制的情况下可靠地完成自测试所需的阈值流量。如本文所使用的，喷射水并且渐变水喷射包括将水直接喷射、进气道喷射和中心喷射到发动机汽缸中的一个或多个。
在322处，该方法包括在渐变期间测量第二组发动机操作参数的变化。第二组参数可以包括作为水喷射百分比的发动机火花正时(例如，施加的火花延迟程度的变化)，以及作为水喷射的百分比的质量空气流量(MAF)。第二组参数可以进一步包括发动机扭矩输出针对火花正时的变化，因为水用作增加MBT火花正时的稀释剂。换句话说，MBT火花将对应于更高的火花值，并且扭矩将在经过MBT之后下降。控制器可以通过扭矩开始下降的火花值来检测100％水与0％水的MBT。作为一个示例，当水喷射渐变时，测量扭矩变化和火花变化，并将扭矩变化和火花变化与预期的扭矩变化和火花改变针对喷射的水的百分比进行比较。然后，控制器可以基于扭矩变化和火花变化来确定缺水百分比。扭矩变化可以基于车辆加速度的变化或者基于来自扭矩传感器的输入而被推断。例如，控制器可以基于当水渐变时对于给定的水喷射百分比，实际火花变化相对于预期的火花变化的差异来计算缺水百分比。作为另一示例，在水喷射的渐变期间，MAF可以改变，因为水喷射时体积效率会改善。控制器可以将实际MAF(或MAF的实际变化)与对于给定节气门位置(例如，部分节气位置处的节气门开口程度)、凸轮正时和/或空气充气温度(ACT)的预期MAF(或MAF的预期变化)进行比较。然后可以在部分节气条件期间水渐变时，基于实际MAF变化相对于给定水喷射百分比的预期MAF变化的差来计算缺水百分比。
在又一示例中，发动机操作参数中的第二个可以包括作为水喷射的百分比的进入发动机中的歧管绝对压力(MAP)的变化。MAP的变化也可以是由于水喷射时体积效率的改善。控制器可以将MAP的实际变化与对于给定节气门位置(例如，部分节气门位置处的节气门打开程度)、凸轮正时和/或空气充气温度(ACT)的MAP的预期变化进行比较。然后可以在部分节气门条件期间水渐变时，基于实际MAP变化相对于给定水喷射百分比的预期MAP变化之间的差来计算缺水百分比。
在324处，该方法包括基于在渐变期间第二组参数的估计的变化(包括依据水喷射百分比)来获知第二发动机转速-负载区域的第二喷射误差。
返回到304，如果没有确认第二转速-负载区域，则方法移动到306以确认发动机是否处于第三转速-负载区域，例如在高转速-高负载区域(其中发动机转速高于阈值速度，并且发动机负载高于阈值负载)。在一个示例中，第三转速-负载区域包括发动机在高功率条件下操作，其中水喷射能够用于催化剂冷却。如果最大功率被请求，则第三转速-负载区域可以被选择用于具有水喷射的发动机操作。作为另一示例，响应于排气催化剂温度或排气凸缘温度处于或高于阈值温度，第三转速-负载区域可以被选择用于具有水喷射的发动机操作。排气催化剂温度或排气凸缘温度可以是测量的温度或建模的温度。
如果确认第三发动机转速-负载区域，那么在330处，该方法包括渐变到发动机中的水喷射。该水喷射可以从零流量渐变到全流量或在第三发动机转速-负载区域中操作发动机时可行的最大流量。可替代地，水喷射可以从零流量渐变到在不影响扭矩输送的情况下能够可靠地完成自测试所需的阈值流量。如本文所使用的，喷射水和渐变水喷射包括将水直接喷射、进气道喷射和中心喷射到发动机汽缸中的一个或多个。
在332处，该方法包括在渐变期间测量第三组发动机操作参数的变化。第三组参数可以包括作为水喷射的百分比的扭矩输出的变化、排气催化剂温度的变化以及歧管空气流量的变化。例如，当水喷射渐变时，测量扭矩变化和MAF变化，并将扭矩变化和MAF变化与预期的扭矩变化和MAF变化针对喷射的水的百分比进行比较。然后，控制器可以基于扭矩变化和MAF变化来确定缺水百分比。扭矩变化可以基于车辆加速度的变化或者基于来自扭矩传感器的输入而被推断。在另一示例中，其中车辆系统是包括高压混合动力功率分流马达的混合动力车辆系统，控制器可以基于马达如何接收或反应发动机扭矩来测量扭矩。例如，发动机扭矩可以基于被命令维持发动机转速的马达扭矩来确定。当水渐入时，可以基于实际MAF变化相对于给定的水喷射百分比的预期MAF变化之间的差来计算缺水百分比。在另一示例中，第三组发动机操作参数可以包括作为水喷射百分比的进入发动机的歧管绝对压力(MAP)的变化。
在334处，该方法包括基于在渐变期间第三组参数的估计的变化(包括依据水喷射百分比)来获知第三发动机转速-负载区域的第三喷射误差。
从314、324、334中的每个，该方法移动到340，其中该方法包括基于第一喷射误差、第二喷射误差和第三喷射误差中的至少两个来确定平均喷射误差。可以选择第一误差、第二误差和第三误差中的至少两个，使得它们具有小于相对误差值的阈值偏差的值。换句话说，控制器可以选择彼此最一致(例如，在彼此的10％以内)的三个中的两个。然后，可以将这两个的平均值确定为实际的喷射误差。
在342处，该方法包括基于水污染水平检索预期的喷射误差。例如，如参考图2所讨论的，可以基于水箱中水的污染物的量和性质来预测水喷射误差。在344处，该方法包括将实际水喷射误差(在336处确定)与预测的水喷射误差(在338处检索的)进行比较，以确定水管线的堵塞程度。例如，可以根据实际喷射误差相对于预期水喷射误差之差而确定堵塞程度。在一个示例中，控制器可以基于预期的水喷射误差来前馈估计堵塞程度，并且然后基于实际喷射误差来反馈调节前馈估计的堵塞程度。
如图2详细说明的，控制器可以之后基于确定的堵塞程度来调节到发动机的水喷射。特别地，输送到发动机的水喷射量可以根据被命令的水喷射量和反馈调节的堵塞程度而被确定。例如，可以在响应于爆震将水从蓄水器喷射到发动机期间调节水喷射器的喷射脉冲宽度。在一个示例中，如果确定缺水百分比为30％，则在需要50％水流量的随后的水喷射事件(例如，以解决爆震)期间，被命令的水喷射可以包括50％+30％＝80％水流量。例如，控制器可以确定控制信号以发送到水喷射器致动器，诸如基于堵塞水平的确定而确定信号的脉冲宽度。控制器可以通过直接考虑确定的堵塞水平或缺水百分比的确定来确定脉冲宽度，诸如增加脉冲宽度并增加堵塞水平或增加缺水百分比。控制器可以可替换地基于使用具有堵塞水平作为输入(或缺水百分比，或实际水喷射误差和实际误差之间的差)和脉冲宽度作为输出的查找表的计算来确定脉冲宽度。作为另一示例，控制器可以基于依据堵塞水平的逻辑规则来进行逻辑确定(例如，关于水喷射器的致动器的位置)。控制器然后可以产生被发送到水喷射器致动器的控制信号。
如果没有确认第一转速-负载区域、第二转速-负载区域或第三转速-负载区域中的任一个，则在308处，该方法可以包括通过调节变速器、混合动力驱动桥(transaxle)系统和耦连到发动机的附件中的一个以将发动机保持在对应于第一条件、第二条件或第三条件的转速-负载区域中，从而主动地将发动机置于目标转速-负载区域中。例如，发动机可以经由对阶梯传动比变速器(换档)或对无级变速器(CVT)带比率或混合动力驱动桥或发动机附件(例如交流发电机)的动力传动系统调节，主动地被置于目标转速-负载区域中。在一个示例中，控制器可以换档或改变CVT带比率，以将发动机置于目标转速-负载区域中。在另一示例中，当满足自测试条件但不满足目标发动机转速-负载条件时，控制器可以主动且顺序地将发动机置于第一转速-负载区域、第二转速-负载区域和第三转速-负载区域中。在一个示例中，其中车辆是混合动力电动车辆，而不是等待高负载条件，可以通过选择具有电子CVT的动力分配式传动系统的齿轮比而降低发动机转速，来主动地实施高负载条件，电子CVT提供所需的发动机转速。可替代地，当传动系统包括混合动力驱动桥时，可以选择某工况，该工况通过抵消电池电力来增加发动机功率或扭矩或负载。因此，当使用调节时，车辆的车轮扭矩可以保持不变。以这种方式，可以提供所需的转速-负载区域而不引起扭矩偏移。
以这种方式，控制器可以基于平均喷射误差来估计水喷射系统的实际堵塞水平；将水管线堵塞的实际水平与水管线堵塞的预测水平进行比较，预测水平基于再填充到蓄水器中的水的估计的质量并且基于实际水平和/或基于所述比较；响应于随后的爆震指示调节喷射到发动机中的水量。
应当理解，可以确定与预测的堵塞可能性相关联的预期的水喷射误差，并将其用作初始估计，直到可以确定实际堵塞水平或喷射误差。当条件允许水喷射系统的自测试时，当水喷射渐入时，可以基于一组发动机操作参数的变化来确定实际喷射误差。
图4示出图400，图400描绘了水喷射系统的示例性自测试以及响应于在自测试期间的水管线堵塞的指示对缓解水喷射的爆震的调节。图400描绘了在曲线402处的发动机转速，在曲线404(实线)处测量的MAF，在曲线405(虚线)处的预期MAF，在曲线406处的发动机扭矩输出，在曲线408处的发动机水喷射，以及在曲线410处的发动机缺水。所有曲线都沿x轴随着时间的推移而被描绘。
在t1之前，发动机可以在没有水喷射的情况下以低发动机转速操作。在t1，可以满足水喷射系统的自测试条件，并且可以启动自测试。在t2，可以完成自测试，并且可以终止水喷射渐入。在t1和t2之间，水喷射渐变到对于给定的工况可能的最大量。基于间隔t1-t2中的测量的MAF和预期的MAF之间的差，确定缺水百分比。在所示的示例中，411的缺水百分比水平被获知并保存在控制器的存储器中。在一个示例中，基于在水的渐入期间测量的MAF相对于预期的MAF，可以确定30％的缺水。
在t2到t3之间，发动机在不需要水喷射的转速-负载区域中操作。在t3，响应于驾驶员扭矩需求的增加和发动机输出扭矩的相应增加，命令水喷射。在t3和t4之间，考虑到在给定工况下的爆震、稀释和/或催化剂温度控制所需的水量以及进一步基于所获知的缺水百分比，水被喷射到发动机中。特别地，水喷射在高于水平409的水平408处被提供，如果缺水为0％，则将实施水平409。
应当理解，虽然所描绘的示例基于测量的堵塞水平和基于自测试期间测量的MAF误差计算出的计算的缺水百分比来调节水喷射，但在可替代示例中，当自测试条件不被满足或自测试结果不可用时，可以基于预期的堵塞水平和预期的缺水百分比来调节水喷射。例如，发动机控制器可以使用水质量估计来预测堵塞水平(例如，随时间推移的堵塞程度)作为前馈估计，并且然后使用实际堵塞的确定(当可用时基于自测试的反馈)以随时间推移更新堵塞水平和缺水百分比。当命令水喷射时，然后可以使用堵塞估计(包括反馈值加上前馈值)来调节水喷射，以便可以提供更精确的水喷射量。
以这种方式，通过在向发动机喷射水的同时在不同的发动机转速-负载区域中诊断不同组的发动机参数，可以可靠地自诊断水喷射系统。因此，可以可靠地测量传感器数据，并且测试结果可具有较高的置信度值。基于在水箱中再填充的水的估计的质量来预测水喷射误差的技术效果在于，可以基于实际误差与预测误差的偏差更好地识别水喷射系统堵塞。通过减少污染的水对发动机的损坏，并且通过即使部分堵塞也能精确控制水喷射，来降低发动机操作成本。此外，发动机保修问题减少。总体而言，可以延长在发动机中水喷射的使用，提供燃料经济性和发动机性能效益。
发动机的一个示例性方法包括：基于蓄水器中的水的质量来预测向发动机输送水的水喷射系统的预期的喷射误差；基于发动机参数的变化估计实际喷射误差，同时渐变水喷射；以及基于预期误差或实际喷射误差而调节到发动机的水喷射。在前述示例中，另外或可选地，调节包括基于喷射误差的最佳可用估计来指示水喷射系统的堵塞程度，并且基于堵塞程度以校正因子调节被命令的水喷射量。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，调节包括基于水的质量来前馈估计堵塞的程度；基于实际喷射误差而反馈调节前馈估计的堵塞程度；以及根据被命令的水喷射量和反馈调节的堵塞程度将水喷射到发动机中。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，估计实际喷射误差包括：在第一条件期间，基于第一组发动机参数的变化而渐变水喷射并获知第一水喷射误差；在第二条件期间，基于第二组参数的变化而渐变水喷射并获知第二水喷射误差；在第三条件期间，基于第三组参数的变化而渐变水喷射并获知第三水喷射误差；以及将实际喷射误差估计为第一误差、第二误差和第三误差中的至少两个的平均值。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，第一误差、第二误差和第三误差中的至少两个具有小于相对误差值的阈值偏差的值。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，该方法进一步包括调节变速器或混合动力系统或耦连到发动机的附件中的一个，以将发动机保持在对应于第一条件、第二条件或第三条件的转速-负载区域中。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，第一条件包括发动机负载高于阈值负载和发动机转速低于阈值转速，并且第一组参数包括爆震频率的变化、火花正时的变化以及质量空气流量的变化；第二条件包括进气节气门开度小于阈值开度，并且第二组参数包括扭矩输出的变化、火花正时的变化、质量空气流量的变化以及歧管绝对压力的变化；以及第三条件包括发动机负载高于阈值负载和发动机转速高于阈值转速，并且第三组参数包括扭矩输出的变化、排气催化剂温度的变化以及质量空气流量的变化。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，发动机耦连在车辆中，并且其中蓄水器中的水从车辆外部的水源被手动地再填充，或者经由收集系统在车辆上车载地再填充，收集系统从EGR冷却器、增压空气冷却器、AC蒸发器、排气热交换器和车辆外表面中的一个或多个收集冷凝物。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，该方法进一步包括：基于再填充位置和/或基于水质量传感器来估计蓄水器中的水的质量；如果估计的质量高于阈值，则在喷射水之前净化水；并且如果估计的质量低于阈值，则从蓄水器排出水，或增加基于估计的质量确定的发动机操作窗口中的水的使用。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，该方法进一步包括：响应于估计的水的质量低于阈值，其中水从车辆外部的水源被再填充，指示水源被污染并且禁止蓄水器在水源处进一步的再填充。
用于发动机的另一示例性方法包括：响应于爆震将水从蓄水器喷射到发动机中；在第一条件期间，渐变水喷射并基于在渐变期间第一组参数的变化来获知第一水喷射误差；在第二条件期间，渐变水喷射并基于在渐变期间第二组参数的变化来获知第二水喷射误差；在第三条件期间，渐变水喷射并基于在渐变期间第三组参数的变化来获知第三水喷射误差；基于第一误差、第二误差和第三误差中的至少两个来确定平均喷射误差；以及基于平均喷射误差来指示水喷射系统堵塞。在前述示例中，另外或可选地，该方法进一步包括：响应于该指示，在响应于爆震将水从蓄水器喷射到发动机期间，调节水喷射器的喷射脉冲宽度。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，该方法进一步包括：基于平均喷射误差来估计水管线堵塞的实际水平；将水管线堵塞的实际水平与水管线堵塞的预测水平进行比较，预测水平基于再填充到蓄水器中的水的估计的质量；以及基于堵塞的实际水平和预测水平中的一个或多个，响应于随后的爆震指示而调节喷射到发动机中的水量。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，第一条件包括发动机被限制爆震，并且第一组参数包括作为水喷射百分比的发动机爆震水平以及作为水喷射百分比的发动机火花正时延迟，第二条件包括发动机在部分节气门下操作，并且第二组参数包括作为水喷射百分比的发动机火花正时延迟以及作为水喷射百分比的质量空气流量，并且第三条件包括发动机在高转速和高负载下操作，并且第三组参数包括作为水喷射百分比的扭矩输出的变化以及作为水喷射百分比的质量空气流量。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，该方法进一步包括调节变速器的速度比或调节混合动力系统或调节耦连到发动机的附件，以在第一条件期间将发动机保持在第一转速-负载区域中，在第二条件期间将发动机保持在第二转速-负载区域中以及在第三条件期间将发动机保持在第三转速-负载区域中，其中第一转速-负载区域、第二转速-负载区域和第三转速-负载区域不重叠或部分重叠。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，喷射水包括经由直接水喷射器将水直接喷射到发动机汽缸中、经由进气道水喷射器将水喷射到进气门上游的进气道中、经由中心水喷射器将水喷射到进气节气门上游或下游的发动机进气歧管中的一个或多个。
另一示例性车辆系统包括：发动机；包括蓄水器、水喷射器和水收集系统的水喷射系统；将发动机耦连到车轮的变速器；耦连到蓄水器的水质量传感器；质量空气流量(MAF)传感器；爆震传感器；以及具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令的控制器，该指令用于：将水喷射从下限渐变到上限；当发动机在渐变期间处于第一转速-负载区域时，基于爆震传感器输出的实际变化相对于爆震传感器输出的预期变化，获知作为水喷射百分比的第一喷射误差；当发动机在渐变期间处于第二转速-负载区域时，基于火花正时的实际变化相对于火花正时的预期变化，获知作为水喷射百分比的第二喷射误差；当发动机在渐变期间处于第三转速-负载区域时，基于MAF的实际变化相对于MAF的预期变化而获知作为水喷射百分比的第三喷射误差；基于第一误差、第二误差和第三误差中的至少两个来估计平均喷射误差；以及基于平均喷射误差来指示水喷射系统的劣化。在前述示例中，另外或可选地，控制器包括进一步的指令，该指令用于：当蓄水器中的水位高于阈值水平时，基于再填充位置和/或基于水质量传感器的输出来估计水的质量；以及基于估计的水的质量来预测水喷射系统的预期的喷射误差。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，控制器包括进一步的指令，该指令用于：当估计的水的质量低于第一阈值时，增加发动机操作窗口中的水的使用，该发动机操作窗口由水污染的程度和存在于水中的污染物的性质中的每个限定；并且当估计的水的质量低于第二阈值(其低于第一阈值)时，从蓄水器排出水。在前述示例中的任意示例中，另外或可选地，指示劣化包括指示水喷射系统的堵塞，堵塞程度基于相对于预期喷射误差的平均喷射误差，并且其中控制器包括进一步的指令，该指令用于：响应于爆震的指示从水喷射器喷射水，水喷射的脉冲宽度基于平均喷射误差而被调节。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，包括：
基于蓄水器中水的质量，预测用于将水输送到所述发动机的水喷射系统的预期的喷射误差；
在渐变水喷射的同时，基于发动机参数的变化估计实际喷射误差；以及
基于所述预期的喷射误差或所述实际喷射误差调节到所述发动机的水喷射。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节包括基于喷射误差的最佳可用估计指示所述水喷射系统的堵塞程度，并且基于所述堵塞程度利用校正因子调节被命令的水喷射量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节包括：
基于所述水的质量而前馈估计堵塞程度；
基于所述实际喷射误差而反馈调节前馈估计的所述堵塞程度；以及
根据被命令的水喷射量和反馈调节的所述堵塞程度，将水喷射到所述发动机中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计实际喷射误差包括：
在第一条件期间，使水喷射渐变并且基于第一组发动机参数的所述变化获知第一水喷射误差；
在第二条件期间，使水喷射渐变并且基于第二组参数的所述变化获知第二水喷射误差；
在第三条件期间，使水喷射渐变并且基于第三组参数的所述变化获知第三水喷射误差；以及
将所述实际喷射误差估计为所述第一误差、所述第二误差和所述第三误差中的至少两个的平均值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一误差、所述第二误差和所述第三误差中的所述至少两个小于相对误差值中的阈值偏差。
6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：调节变速器和混合动力系统以及耦连到所述发动机的附件中的一个，以将所述发动机保持在对应于所述第一条件、所述第二条件或所述第三条件的转速-负载区域中。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一条件包括发动机负载高于阈值负载并且发动机转速低于阈值转速，并且所述第一组参数包括爆震频率的变化、火花正时的变化以及质量空气流量的变化；其中所述第二条件包括进气节气门开度小于阈值开度，并且所述第二组参数包括扭矩输出的变化、火花正时的变化、质量空气流量的变化以及歧管绝对压力的变化；并且其中所述第三条件包括发动机负载高于阈值负载以及发动机转速高于阈值转速，并且所述第三组参数包括扭矩输出的变化、排气催化剂温度的变化以及质量空气流量的变化。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机耦连在车辆中，并且其中所述蓄水器中的水从所述车辆外部的水源被手动地再填充，或经由收集系统在所述车辆上被车载地再填充，所述收集系统从EGR冷却器、增压空气冷却器、AC蒸发器、排气热交换器以及车辆外表面中的一个或多个收集冷凝物。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
基于再填充的位置和/或基于水质量传感器，估计所述蓄水器中的水的质量；
如果估计的所述质量高于阈值，则在喷射所述水之前净化水；以及
如果估计的所述质量低于阈值，则从所述蓄水器排出所述水或者增加基于估计的所述质量确定的发动机操作窗口中的水的使用。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：响应于水的估计的质量低于所述阈值，其中所述水从在所述车辆外部的水源被再填充，指示所述水源被污染并且禁止未来在所述水源处对所述蓄水器的再填充。
11.一种用于发动机的方法，包括：
响应于爆震将水从蓄水器喷射到发动机中；
在第一条件期间，使水喷射渐变并且基于在所述渐变期间第一组参数的变化而获知第一水喷射误差；
在第二条件期间，使水喷射渐变并且基于在所述渐变期间第二组参数的变化而获知第二水喷射误差；
在第三条件期间，使水喷射渐变并且基于在所述渐变期间第三组参数的变化而获知第三水喷射误差；
基于所述第一误差、所述第二误差和所述第三误差中的至少两个确定平均喷射误差；以及
基于所述平均喷射误差指示水喷射系统堵塞。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：响应于所述指示，在响应于爆震将水从所述蓄水器喷射到所述发动机期间，调节水喷射器的喷射脉冲宽度。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：
基于所述平均喷射误差而估计所述水喷射系统的堵塞的实际水平；
将水管线堵塞的所述实际水平和预测的水平进行比较，所述预测的水平基于再填充到所述蓄水器中的水的估计的质量；以及
基于堵塞的所述实际水平和所述预测的水平中的一个或多个，响应于随后的爆震指示而调节喷射到所述发动机中的水量。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一条件包括所述发动机被限制爆震，并且所述第一组参数包括作为水喷射百分比的发动机爆震水平以及作为水喷射百分比的发动机火花正时延迟，其中所述第二条件包括所述发动机在部分节气门下操作，并且所述第二组参数包括作为水喷射百分比的所述发动机火花正时延迟以及作为水喷射百分比的质量空气流量，并且其中所述第三条件包括所述发动机在高转速和高负载下操作，并且所述第三组参数包括作为水喷射百分比的扭矩输出的变化和作为水喷射百分比的质量空气流量。
15.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：
调节变速器和混合动力系统以及耦连到所述发动机的附件中的一个，以在所述第一条件期间将所述发动机保持在第一转速-负载区域中，在所述第二条件期间将所述发动机保持在第二转速-负载区域中，并且在所述第三条件期间将所述发动机保持在第三转速-负载区域中，其中所述第一转速-负载区域、所述第二转速-负载区域和所述第三转速-负载区域不重叠或部分重叠。
16.根据权利要求11所述的方法，其中喷射所述水包括经由直接水喷射器将所述水直接喷射到发动机汽缸中、经由进气道水喷射器将所述水喷射到进气门上游的进气道中、经由中心水喷射器将所述水喷射到进气节气门上游或下游的发动机进气歧管中的一个或多个。
17.一种车辆系统，包括：
发动机；
水喷射系统，其包括蓄水器、水喷射器以及水收集系统；
变速器，其将所述发动机耦连到具有多个速率比的车轮；
水质量传感器，其耦连到所述蓄水器；
质量空气流量传感器即MAF传感器；
爆震传感器；以及
控制器，其具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，该指令用于：
将水喷射从下限渐变到上限；
当所述发动机在所述渐变期间处于第一转速-负载区域时，基于爆震传感器输出的实际变化相对于爆震传感器输出的预期变化，获知作为水喷射百分比的第一喷射误差；
当所述发动机在所述渐变期间处于第二转速-负载区域时，基于火花正时的实际变化相对于火花正时的预期变化，获知作为水喷射百分比的第二喷射误差；
当所述发动机在所述渐变期间处于第三转速-负载区域时，基于MAF的实际变化相对于MAF的预期变化，获知作为水喷射百分比的第三喷射误差；
基于所述第一误差、所述第二误差以及所述第三误差中的至少两个估计平均喷射误差；以及
基于所述平均喷射误差指示所述水喷射系统的劣化。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述控制器包括进一步的指令，该指令用于：
当所述蓄水器中的水位高于阈值水平时，基于再填充位置和/或基于所述水质量传感器的输出估计所述水的质量；以及
基于估计的所述水的质量，预测所述水喷射系统的预期的喷射误差。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制器包括进一步的指令，该指令用于：
当估计的所述水的质量低于第一阈值时，增加在发动机操作窗口中的所述水的使用，所述发动机操作窗口由水污染程度和所述水中存在的污染物的性质中的每个限定；以及
当估计的所述水的质量低于第二阈值时，从所述蓄水器排出所述水，所述第二阈值低于所述第一阈值。
20.根据权利要求18所述的系统，其中指示劣化包括指示所述水喷射系统的堵塞，堵塞程度基于相对于所述预期的喷射误差的所述平均喷射误差，并且其中所述控制器包括进一步的指令，该指令用于：
响应于爆震的指示而从所述水喷射器喷射水，所述水喷射的脉冲宽度基于所述平均喷射误差而被调节。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108869105A (zh) * 2018-06-21 2018-11-23 浙江吉利控股集团有限公司 一种发动机喷水系统
CN111237095A (zh) * 2020-02-24 2020-06-05 中国第一汽车股份有限公司 一种用于喷水发动机的水箱温度控制系统及其控制方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220282684A1 (en) * 2016-08-26 2022-09-08 Transportation Ip Holdings, Llc Methods and system for controlling fuel injectors of an engine
JP6734221B2 (ja) * 2017-04-28 2020-08-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102017215168A1 (de) * 2017-08-30 2019-02-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug mit einer Einspritzvorrichtung für Wasser
US10465640B1 (en) * 2017-10-31 2019-11-05 Supertrap Industries, Inc Active cold air intake system
DE102018205602B3 (de) * 2018-04-13 2019-07-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Veraschung eines Partikelfilters in einem Kraftfahrzeug
IT201900004647A1 (it) * 2019-03-28 2020-09-28 Magneti Marelli Spa Metodo e sistema di iniezione per l'iniezione di acqua in un motore a combustione interna
DE102019112906A1 (de) * 2019-05-16 2020-11-19 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Wasserentsalzungsapparat, Wandstation, Kraftfahrzeug und Verwendung desselben
US11085358B2 (en) * 2019-06-04 2021-08-10 Deere & Company Cooling and debris mitigation systems for work vehicle powertrains
DE102021115095B3 (de) 2021-05-26 2022-07-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Antriebssteuergerät zur Funktionsprüfung eines Wassereinspritzsystems
JP2023156147A (ja) * 2022-04-12 2023-10-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06346813A (ja) * 1993-06-10 1994-12-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ディーゼル機関の燃料噴射装置
JPH0949458A (ja) * 1995-08-07 1997-02-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の水噴射制御装置
US6112705A (en) * 1998-01-21 2000-09-05 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Water injection amount control system for fuel and water injection engine
JP2002155825A (ja) * 2000-11-16 2002-05-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料・水噴射内燃機関
CN1435562A (zh) * 2002-01-29 2003-08-13 现代自动车株式会社 发动机的喷水装置
WO2006052719A2 (en) * 2004-11-04 2006-05-18 S.I.S. Power, Inc. Devices, systems and methods for controlling introduction of additives into an internal combustion engine
US20070089425A1 (en) * 2005-10-24 2007-04-26 General Electric Company Methods and systems for low emission gas turbine energy generation
WO2007056832A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Powergen International Pty Ltd Fuel injection systems
CN102345530A (zh) * 2010-07-29 2012-02-08 福特环球技术公司 发动机系统及其运转方法
CN102345536A (zh) * 2010-07-29 2012-02-08 福特环球技术公司 发动机系统及其运转方法
CN103477061A (zh) * 2011-04-22 2013-12-25 川崎重工业株式会社 燃气发动机、燃气发动机的控制装置和控制方法
JP2016098797A (ja) * 2014-11-26 2016-05-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN105683553A (zh) * 2013-11-08 2016-06-15 丰田自动车株式会社 缸内喷射式内燃机的水供给控制装置
CN105697176A (zh) * 2014-12-15 2016-06-22 福特环球技术公司 用于固定和可变压力燃料喷射的方法和系统
US20160245164A1 (en) * 2013-11-15 2016-08-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Condensed water supply control apparatus for in-cylinder injection type internal combustion engine

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4845009U (zh) 1971-10-01 1973-06-12
US6026641A (en) 1998-02-02 2000-02-22 Liberty; Ross H. Method and apparatus for improved control of exhaust gas temperature from a two-stroke engine
US6553753B1 (en) 1998-07-24 2003-04-29 General Electric Company Control systems and methods for water injection in a turbine engine
US6581375B2 (en) 2000-12-22 2003-06-24 Lexington Carbon Company Llc Apparatus and method for the recovery and purification of water from the exhaust gases of internal combustion engines
US6748741B2 (en) 2002-10-23 2004-06-15 Honeywell International Inc. Charge air condensation collection system for engines with exhaust gas recirculation
US7000409B2 (en) 2003-05-23 2006-02-21 Marit Jagtoyen Mazzetti Use of flow through capacitor in the recovery and purification of water from exhaust gases of internal combustion engines
US7216607B2 (en) 2005-05-27 2007-05-15 Rival Technologies Inc. Emission control water injection system for diesel engines
US8090520B2 (en) 2007-01-08 2012-01-03 GM Global Technology Operations LLC Fuel life monitor and engine management for plug-in hybrid electric vehicles
US8021542B2 (en) 2007-10-02 2011-09-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for recovering potable water from the exhaust of an internal combustion engine
WO2010053857A1 (en) 2008-11-04 2010-05-14 Ethanol Boosting Systems, Llc Water based systems for direct injection knock prevention in spark ignition engines
IL200680A0 (en) 2009-09-01 2010-05-17 Water Gen Ltd Vehicle integrable water producing device
US8205602B2 (en) 2009-11-03 2012-06-26 International Engine Intellectual Property Company, Llc. System and method of controlling an amount of condensation in an engine air intake system
US8096283B2 (en) 2010-07-29 2012-01-17 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling fuel usage
US20120178175A1 (en) 2011-01-12 2012-07-12 Jay Clifford Crosman CWB conductivity monitor
US8851100B2 (en) 2011-01-28 2014-10-07 Automation Tech, Inc. Sampling and rejection device
GB2497770A (en) 2011-12-21 2013-06-26 Nissan Motor Mfg Uk Ltd Charge-cooling an i.c. engine using captured air-conditioning condensate
US9038580B2 (en) 2012-02-21 2015-05-26 Ford Global Technologies, Llc Method and system for engine dilution control
US20130291580A1 (en) 2012-05-03 2013-11-07 Barbara Ruhland-Lindner Motor vehicle
US9585291B2 (en) 2012-06-19 2017-02-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Water condensate capture from datacenter power generation
US9403427B2 (en) 2012-08-24 2016-08-02 Ford Global Technologies, Llc Method and system for oil dilution control
US8961368B2 (en) * 2012-10-10 2015-02-24 Ford Global Technologies, Llc Charge air cooler condensate purging cycle
US9644575B2 (en) 2013-01-09 2017-05-09 Ford Global Technologies, Llc Methods for NOx reduction using exhaust-gas condensate
US9169755B2 (en) 2013-06-17 2015-10-27 Ford Global Technologies, Llc Water injection for catalyst oxygen reduction and temperature control during transient events
DE102015208477A1 (de) * 2015-05-07 2016-11-10 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Einspritzung von Wasser einer Brennkraftmaschine
DE102015220721B4 (de) * 2015-10-23 2017-09-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose einer Wassereinspritzung in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06346813A (ja) * 1993-06-10 1994-12-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ディーゼル機関の燃料噴射装置
JPH0949458A (ja) * 1995-08-07 1997-02-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内燃機関の水噴射制御装置
US6112705A (en) * 1998-01-21 2000-09-05 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Water injection amount control system for fuel and water injection engine
JP2002155825A (ja) * 2000-11-16 2002-05-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料・水噴射内燃機関
CN1435562A (zh) * 2002-01-29 2003-08-13 现代自动车株式会社 发动机的喷水装置
WO2006052719A2 (en) * 2004-11-04 2006-05-18 S.I.S. Power, Inc. Devices, systems and methods for controlling introduction of additives into an internal combustion engine
US20070089425A1 (en) * 2005-10-24 2007-04-26 General Electric Company Methods and systems for low emission gas turbine energy generation
WO2007056832A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Powergen International Pty Ltd Fuel injection systems
CN102345530A (zh) * 2010-07-29 2012-02-08 福特环球技术公司 发动机系统及其运转方法
CN102345536A (zh) * 2010-07-29 2012-02-08 福特环球技术公司 发动机系统及其运转方法
CN103477061A (zh) * 2011-04-22 2013-12-25 川崎重工业株式会社 燃气发动机、燃气发动机的控制装置和控制方法
CN105683553A (zh) * 2013-11-08 2016-06-15 丰田自动车株式会社 缸内喷射式内燃机的水供给控制装置
US20160245164A1 (en) * 2013-11-15 2016-08-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Condensed water supply control apparatus for in-cylinder injection type internal combustion engine
JP2016098797A (ja) * 2014-11-26 2016-05-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN105697176A (zh) * 2014-12-15 2016-06-22 福特环球技术公司 用于固定和可变压力燃料喷射的方法和系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108869105A (zh) * 2018-06-21 2018-11-23 浙江吉利控股集团有限公司 一种发动机喷水系统
CN111237095A (zh) * 2020-02-24 2020-06-05 中国第一汽车股份有限公司 一种用于喷水发动机的水箱温度控制系统及其控制方法
CN111237095B (zh) * 2020-02-24 2021-07-20 中国第一汽车股份有限公司 一种用于喷水发动机的水箱温度控制系统及其控制方法

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