发动机控制系统和方法

发动机控制系统和方法
【专利摘要】提供了用于从增压空气冷却器向发动机进气抽取凝结物同时减少与水分吸入有关的失火事件的方法和系统。在抽取期间，根据每个循环抽取的凝结物的量调节火花正时。当在踩加速器踏板期间与主动清除程序期间抽取凝结物时，不同地调节火花正时。
【专利说明】发动机控制系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机控制系统和方法。
【背景技术】
[0002]发动机可以通过利用压缩进入空气的增压装置增加输出功率。由于进气压缩增加空气温度，因此在压缩机的下游可以用增压空气冷却器来冷却被压缩的空气，进一步增加发动机的潜在的功率输出。当进入空气通过增压空气冷却器并且被冷却到低于露点时，发生凝结。凝结物可以聚集在收集器并且其后以控制的速率被提供给运行的发动机。但是，水分引进到发动机中能够增加失火事件的可能性并且减少爆震的可能性。发动机控制系统可能需要采用各种爆震和失火控制方法来解决进入空气中的水分和湿度问题。
[0003]用于解决低湿度引起的爆震的一种示范性方法由Sasaki等人公开在US2011/0303178中。其中，爆震界限点火正时根据燃料辛烷含量与基本燃料辛烷含量之间的偏差以及环境湿度与基本环境湿度之间的偏差来调节。这使得由于燃料辛烷含量的突然变化和低环境湿度引起的爆震和失火事件发生能够减少。

【发明内容】

[0004]但是本文的发明人已经认识到这种爆震控制方法的潜在问题。即便在调节爆震界限点火正时的情况下，也不能完全解决由于凝结物的吸入由爆震减轻性质引起的潜在的火花提前(ADV)可能性。具体说，凝结物形成可以涉及各种因素，包括但不限于，环境湿度。可以影响在增压空气冷却器中的凝结物形成的其他因素包括，例如，质量空气流、环境温度、增压空气冷却器出口温度、环境温度、EGR等。因此，可能存在环境湿度低但是凝结物形成高的情况。如果在这种情况期间不调节火花点火正时，吸入的凝结物能够减慢燃烧的燃烧速度，并且未调节的点火正时能够使燃烧效率变差。同样，可能存在当环境湿度高时但凝结物形成低的情况。如果在这种情况期间不调节火花正时，燃烧效率也会降低。
[0005]在一个例子中，上述一些问题可以通过用于增压发动机的方法来解决，包括将凝结物从增压空气冷却器抽取到进气歧管中并根据每个循环抽取的凝结物的量调节火花正时。以这种方式，当将凝结物从增压空气冷却器抽取到发动机进气时能够减少失火并且能够保持燃烧效率。
[0006]作为一个例子，在发动机运行期间可以监控收集在增压空气冷却器的凝结物的量。当凝结物的量高于阈值时可以开始将凝结物抽取到发动机进气。根据每个循环被抽取的凝结物的量，可以调节火花正时。作为一个例子，凝结物可以在踩加速器踏板(tip-1n)期间抽取，其中到发动机的增加的空气流(以满足驾驶员转矩要求)将凝结物从增压空气冷却器抽取到发动机进气中。在这里，抽取可以在比较小的时间量期间发生，其中每个发动机循环抽取较大量的凝结物。由于得到的较高的进气歧管湿度(由于较高的凝结物的吸收)，临界火花界限可以提前，并且抽取期间的火花正时也可以朝着MBT提前(或可以限制或减少火花延迟量)。[0007]作为另一个例子，通过在保持发动机转矩的同时主动增加到发动机的空气流可以抽取凝结物。在这里，抽取可以在较长的时间量期间发生，其中每个发动机循环抽取较少量的凝结物。在抽取期间，可以延迟(RET)火花正时以保持转矩。
[0008]以这种方式，可以进行火花调节并且同时将凝结物从增压空气冷却器抽取到发动机进气，以减少失火事件和驾驶员感知(driver awareness)。当以较高的速度抽取凝结物时通过提前临界爆震界限和火花正时，从该抽取增加的进气歧管湿度能够有利地用于限制爆震。当以较低的速度抽取凝结物时通过延迟火花正时和调节爆震界限，在抽取期间能够保持发动机转矩。总的说来，可以完成抽取而与车辆性能无关。
[0009]在另一个例子中，一种用于增压发动机的方法，包括:在第一状态期间，从增压空气冷却器向发动机进气歧管抽取凝结物，其中火花正时提前到MBT ;并且在第二状态期间，从增压空气冷却器向发动机进气歧管抽取凝结物，其中火花正时从MBT延迟。
[0010]在另一个例子中，在第一状态期间，响应踏板位置超过阈值增加到进气歧管的空气流，并且其中在第二状态期间，响应增压空气冷却器中的凝结物量/水平(level)并且在踏板位置低于阈值时增加到进气歧管的空气流。
[0011]在另一个例子中，在第一状态期间，抽取包括每个循环抽取第一较大量的凝结物，并且其中在第二状态期间，抽取包括每个循环抽取第二较少量的凝结物。
[0012]在另一个例子中，在第一状态期间，抽取进行第一较短的持续时间，其中在第二状态期间，抽取进行第二较长的持续时间。
[0013]在另一个例子中，一种用于增压发动机的方法包括通过增加到进气歧管的空气流从增压空气冷却器向进气歧管抽取凝结物，并且根据踏板位置在该抽取期间调节火花正时。
[0014]在另一个例子中，根据踏板位置调节火花正时包括在抽取期间当踏板位置超过阈值位置时将火花正时提前到MBT，并且在抽取期间当踏板位置低于阈值位置时从MBT延迟火花正时。
[0015]在另一个例子中，根据踏板位置调节火花正时包括在抽取期间从MBT延迟火花正时，并且在抽取期间根据踏板位置调节火花延迟的量。
[0016]在另一个例子中，调节火花延迟的量包括:如果踏板位置超过阈值位置，在抽取期间施加较少的火花延迟，并且如果踏板位置低于阈值位置，在抽取期间施加较多的火花延迟。
[0017]在另一个例子中，该调节包括，在抽取期间当踏板位置超过阈值位置时，根据在增压空气冷却器中储存的冷凝物的量限制火花延迟的量。
[0018]在另一个例子中，该方法还包括在抽取期间根据踏板位置并且还根据每个发动机循环抽取的凝结物的量调节可变的凸轮正时。
[0019]在另一个例子中，该方法还包括在抽取期间根据踏板位置并且还根据每个发动机循环抽取的凝结物的量调节冷却风扇的运行。
[0020]应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在其后的详细描述中进一步描述。这并不意味着视为所要求保护的主题的关键的或本质特征，所要求保护的主题的范围由权利要求唯一地限定。而且，所要求保护的主题不限于解决上面或本发明的任何部分指出的任何缺点的实施方式。【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1是包括增压空气冷却器的示范性发动机系统的示意图。
[0022]图2示出用于根据工况和凝结物量从增压空气冷却器(CAC)抽取凝结物的方法的高水平流程图。
[0023]图3示出根据本发明的实施例用于确定CAC内的凝结物量的方法的流程图。
[0024]图4示出用于判断是否存在能够实现主动的CAC清除程序的条件的方法的流程图。
[0025]图5示出用于执行主动的(pro-active) CAC清除程序的方法的流程图。
[0026]图6示出用于根据湿度和CAC中的凝结物量调节临界爆震界限和火花点火正时的方法的流程图。
[0027]图7-8示出示范性凝结物抽取操作。
[0028]图9示出响应进气歧管湿度和CAC凝结物量调节临界爆震界限和火花正时的图示例子。
[0029]图10示出在主动清除循环期间响应从增压空气冷却器抽取凝结物调节火花正时的图示例子。
[0030]图11示出在踩加速器踏板期间响应从CAC抽取凝结物调节火花正时的图示例子。【具体实施方式】
[0031]下面的描述涉及如下系统和方法:用于从增压空气冷却器(CAC)向发动机系统，例如图1的系统，抽取凝结物，同时还响应凝结物流，调节发动机致动器，包括火花正时。响应驾驶员起动的输入，例如踩加速器踏板状态，可以发生CAC凝结物抽取。可选地，响应凝结物量和其他的系统变量可以进行CAC的主动凝结物清除。在两种抽取情况下，可以调节发动机致动器以保持转矩并改善发动机性能。发动机控制器可以构造成执行控制程序，例如图2的程序，以估测CAC中的凝结物量，并且响应于踩加速器踏板凝结物清除或进行主动凝结物清除，同时相应地调节点火火花正时。控制器根据图3所示的模式(方法)推知CAC中的凝结物的量。如果存在能够实现主动CAC清除程序(图4)的条件，则可以执行主动抽取程序(图5)，其中通过CAC的空气流主动增加以抽取凝结物。可选地，在踩加速器踏板期间由于增加的空气流抽取可能发生。在抽取期间可以通过调节一系列发动机控制可以保持发动机转矩。示范性的调节和抽取操作在图7-8示出。这些例子强调需要用来起动并执行CAC清除循环的各种控制。根据由CAC中的凝结物的量部分地确定的进气歧管湿度的变化，火花正时也可以由控制器调节，正如图6详细描述的。图9示出根据湿度和CAC凝结物量对临界爆震界限和火花正时的示范性调节。具有对火花正时的伴随调节的示范性的抽取操作在图11-12示出。
[0032]现在参考图1，包括多个汽缸的内燃发动机10——图1示出其中一个汽缸——由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室(汽缸)30和具有设置在其中的活塞36的汽缸壁32，并且活塞36连接于曲轴40。燃烧室30被示出通过相应的进气门52和排气门54与进气歧管46和排气歧管48连通。进气和排气门每个可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。排气门54的打开和关闭时间可以经由凸轮相位器58相对于曲轴位置来调节。进气门52的打开和关闭时间可以经由凸轮相位器59相对于曲轴位置来调节。进气凸轮51的位置可以由凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。以这种方式，控制器12可以通过相位器58和59控制凸轮正时。根据诸如发动机负荷和发动机速度(RPM)的各种因素可变凸轮正时(VCT)可以提前或延迟。
[0033]燃料喷嘴66被示出设置成将燃料直接喷射到汽缸30中，对于本领域的技术人员来说这就是通常所说的直接喷射。可选地，燃料可以喷射到进气口，对于本领域的技术人员来说这就是通常所说的进气道喷射。燃料喷嘴66与来自控制器12的信号的脉冲宽度FPW成比例地提供液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵、和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)提供给燃料喷嘴66。从响应控制器12的驱动器68供给燃料喷嘴66操作电流。在一个例子中，高压双级燃料系统用来产生较高燃料压力。此外，进气歧管46被示出与可选的电子节气门62连接，该电子节气门62调节节气门板64的位置以控制来自进气增压室44的空气流。压缩机162从进气口 42吸入空气以供给进气增压室44。排气旋转涡轮164连接于压缩增压室44中的空气的压缩机162。可以提供各种设置以驱动压缩机。对于机械增压器，压缩机162可以至少由发动机和/或电机部分地驱动，并且可以不包括涡轮。因此，通过涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或更多汽缸的压缩量可以通过控制器12改变。当涡轮增压器废气门171处于打开状态时，涡轮增压器废气门171是允许排气经由旁通通道173旁通涡轮164的阀。当废气门171处于完全关闭位置时，基本上所有的排气通过涡轮164。
[0034]而且，在公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统经由EGR通道140可以将希望的排气部分从排气歧管48发送到进气增压室44。提供给进气增压室44的EGR的量可以经由EGR阀172由控制器12改变。在一些条件下，EGR系统可以用来调节燃烧室中的空气和燃料混合物的温度。图1示出高压EGR系统，其中EGR从涡轮增压器的涡轮的上游发送到涡轮增压器的压缩机的下游。在其他实施例中，发动机可以附加地或可选地包括低压EGR系统，其中EGR从涡轮增压器的涡轮的下游发送到该涡轮增压器的压缩机的上游。正如在下面更详细地描述的，工作时，该EGR系统可以包括来自压缩的空气的凝结物形成，特别是，当压缩空气被增压空气冷却器冷却时。具体说，作为燃烧的副产品的EGR包含大量的水分。由于EGR具有较高的温度并且包含大量水分，露点温度也会比较高。因此，来自EGR的凝结物形成甚至比来自压缩空气的凝结物的形成高得多并且将它降低到露点温度。
[0035]进气增压室44还可以包括增压空气冷却器(CAC) 166 (例如中间冷却器)以降低涡轮增压的或机械增压的进入气体的温度。在一些实施例中，CAC166可以是空气至空气的换热器。在其他实施例中，CAC166可以是空气至液体的换热器。CAC166可以包括阀，以响应在增压空气冷却器中的冷凝物形成选择地调节通过增压空气冷却器166的进入空气的流动速度。
[0036]来自压缩机162的热增压空气进入CAC166的进口，当它通过该CAC166时被冷却，并且然后离开以通过节气门62并且进入发动机进气歧管46中。来自车辆外面的环境空气流可以通过车辆前端进入发动机10并且通过CAC，以帮助冷却该增压空气。当环境温度下降时或者在潮湿或多雨的气候条件期间可以形成凝结物并聚集在CAC中，其中增压空气被冷却到低于水的露点。当增压空气包括再循环排气时，凝结物可以变成酸性的并且腐蚀CAC壳体。该腐蚀能够导致空气充气、大气和水对空气冷却器的情况下的可能的冷却剂之间的泄漏。为了减少凝结物的聚集和腐蚀的危险，凝结物可以收集在CAC的底部，并且然后在选择的发动机运行状态期间，例如在加速事件期间，被抽取到发动机中。但是，如果凝结物在加速事件期间被立刻引进到发动机中，由于水的吸入可能存在增加发动机失火或燃烧不稳定的机会(以延迟的/缓慢的燃烧的形式)。因此，正如在本文中参考图2-5详细地说明的，凝结物可以在控制的条件下从CAC抽取到发动机。这种控制的抽取可以帮助减少发动机失火事件的可能性。在一个例子中，在踩加速器踏板状态期间凝结物可以利用增加的空气流从CAC抽取。在另一个例子中，在控制发动机致动器以保持转矩要求时通过增加到发动机进气的空气流可以从CAC主动/前摄地抽取凝结物。
[0037]无分配器点火系统88响应控制器12通过火花塞92为燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出在涡轮164的上游连接于排气歧管48。可选地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。
[0038]在一些实例中，发动机可以连接于混合动力车辆的电机/蓄电池系统。混合动力车辆可以具有并联的结构、串联的结构、或其变化或组合。而且，在一些实例中，可以采用其他的发动机结构，例如，柴油发动机。
[0039]在运行期间，发动机10内的每个汽缸通常进行四个冲程循环:该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般而言，排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管46引进到燃烧室30，并且活塞36运动到汽缸底部以便增大燃烧室30内的容积。在活塞36接近汽缸底部并且在其冲程的末尾(例如，当燃烧室30在其最大容积时)的位置通常被本领域的技术人员叫做下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54都关闭。活塞36朝着汽缸盖运动以便压缩燃烧室30内的空气。在活塞36处在其冲程末尾并且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室30处在最小容积时)的位置通常被本领域的技术人员叫做上止点(TDC)。在其后叫做喷射的过程中，燃料被引进燃烧室中。在其后叫做点火的过程中，喷射的燃料通过诸如火花塞92的已知的点火装置被点火，导致燃烧。火花点火正时可以被控制使得火花发生在制造商规定的时间之前(提前)或之后(延迟)。例如，火花正时可以从最大制动转矩(MBT)正时延迟以控制发动机爆震，或在高湿度条件下提前。具体说，考虑到缓慢燃烧速度MBT可以提前。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞向后推到BDC。曲轴40将活塞的移动转换成旋转轴的旋转转矩。曲轴40可以用来驱动交流发电机168。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧过的空气燃料混合物释放到排气歧管48并且活塞返回到TDC。应当指出，上面仅仅作为一个例子描述，并且进气和排气门的打开和/或关闭正时可以变化，例如，提供正的或负的门重叠、延迟进气门关闭或各种其他例子。
[0040]在图1中控制器12被示出为常规的微型计算机，包括:微处理单元102、输入/输出端口 104、示为只读存储器106的用于可执行程序和校正值的电子存储介质、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示出接收来自连接于发动机10的传感器的各种信号，除了上面提到的那些信号之外，还包括:来自连接于冷却水套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);连接于加速器踏板130用于检测由车辆驾驶员132施加的力的踏板位置传感器134 ;来自连接于进气歧管46的压力传感器122的发动机歧管绝对压力(MAP)的测量；来自压力传感器123的增压压力(Boost)的测量；来自质量空气流传感器120的质量空气流(MAF)的测量；来自传感器5的节气门位置(TP)测量；以及来自温度传感器124的增压空气冷却器166的出口的温度。用于被处理器12处理的大气压也可以被感测(传感器没有示出)。在本发明的优选方面，发动机位置传感器118产生表面点火感测信号(PIP)。对于曲轴的每一转这产生预定数目的等间隔脉冲，由此能够确定发动机的速度(RPM)。应当指出，可以用上述传感器的各种组合，例如没有MAP传感器的MAF传感器，反之亦然。在化学计量运行期间，MAP传感器可以给出发动机转矩的指示。而且，这个传感器与检测的发动机速度一起能够提供引进汽缸的进气(包括空气)的估测。也可以存在未示出的其他传感器，例如，用于在增压空气冷却器的进口确定进入空气速度的传感器，以及其他传感器。
[0041]还有，控制器12可以与各种致动器连接，可包括发动机致动器，例如，燃料喷嘴、电子控制的进入空气节气门板、火花塞、凸轮等。可以控制各种发动机致动器以提供或保持由车辆驾驶员132规定的转矩要求。这些致动器可以调节某些发动机控制参数，包括:可变凸轮正时、空气燃料比(AFR)、交流发电机负载、火花正时、节气门位置等。例如，当从踏板位置传感器134指示PP增加时(例如，在踩加速器踏板期间)，转矩要求被增加。
[0042]响应踩加速器踏板，控制器12可以增加节气门62的打开，增加进入空气流。正如本文中在图2和图11详细说明的，在踩加速器踏板期间可得到的增加的空气流可以有利地用来将凝结物从CAC抽取到发动机进气。在抽取期间通过燃烧相位调整火花正时调节可以同时用来保持转矩。
[0043]在一些实施例中，质量空气流的增加，例如响应CAC中的凝结物的量，可以由系统而不是车辆驾驶员起动。例如，可以指示从CAC抽取凝结物，要求增加通过CAC的质量空气流。在这种情况下，尽管空气流增加，发动机转矩可能需要保持不变。在这里，可以调节发动机致动器以保持请求的转矩要求。例如，通过相对于MBT延迟或提前火花正时，可以减小转矩以补偿在清除程序期间的空气流的(主动)增加。在另一个实例中，在主动清除程序期间，延迟或提前VCT可以用来减少转矩。在一些实施例中，调节AFR稀于或浓于RBT (针对最佳转矩的浓化程度)可以在较大的节气门打开时减少功率输出，有助于保持转矩要求。还有，增加交流发电机负载可以提供转矩补偿。具有电机的车辆(例如混合动力车辆)能够增加交流发动机到较大的程度，因为它们可以具有较大的工作范围。
[0044]返回到图1，在一些例子中，储存介质只读存储器106可以用计算机可读的数据和预期到但未具体列出的其他变量编程，计算机可读的数据表示由微处理器单元102可执行的用于进行下面所描述的方法的指令。示范性的方法在本文中参考图2-6进行描述。
[0045]转向图2，图2示出在保持希望的转矩水平的同时，用于在踩加速器踏板或主动凝结物清除程序期间从CAC抽取凝结物的示范性的方法200。选择可以基于车辆工况和CAC凝结物量。通过在踩加速器踏板期间执行清除程序，在踩加速器踏板时增加的空气流可以用来抽取凝结物。在其他状态期间，空气流可以主动地增加以能够完成抽取。
[0046]在202，方法200包括估测和/或测量发动机工况。这可以包括驾驶员转矩要求(根据踏板位置)、发动机速度(Ne )和负荷、ECT、增压、环境温度、MAF、MAP、EGR量、空气-燃料比(A/F)、环境湿度、环境压力、BP、发动机温度、排气催化剂温度、CAC状态(进口和出口温度、进口和出口压力、通过该CAC的流动速度等)以及其他参数。在204，根据发动机工况和转矩要求该程序调节一个或更多发动机致动器设置。被调节的致动器设置可以包括，例如，可变凸轮正时(VCT)、AFR、节气门打开、火花正时等。[0047]在206，方法200包括确定CAC中的凝结物水平。这可以包括从多个传感器检索诸如环境空气温度、环境空气湿度、进口和出口增压空气温度、以及进口和出口增压空气压力并且利用这些变量确定CAC中的凝结物的量。在一个例子中，在208，在CAC中的凝结物水平基于根据环境温度、CAC出口温度、质量流量、湿度等计算CAC内的凝结物形成的速度的模型(在图3中详细地示出)。在另一个例子中，在210，冷凝形成值映射到CAC出口温度和CAC压力对环境压力之比。在一个可选的例子中，冷凝形成值可以映射到CAC出口温度和发动机负荷。发动机负荷可以是空气质量、转矩、加速器踏板位置和节气门位置的函数，并且因此可以提供通过CAC的空气流动速度的指示。例如，中等发动机负荷与较冷的CAC出口温度的组合可以指示由于CAC的冷表面和较低进气流动速度引起的高冷凝形成值。在一个例子中，该映射可以包括环境温度的调节器/调节项(modifier)。在又一个例子中，CAC压力对环境压力之比可以用作该指示器，因为可能存在这样的情况:进气MAP低于大气压，并且发动机负荷比较小，但是节气门之前的压力明显高于大气压(?36英寸汞柱)。
[0048]在212，方法200判断在CAC中凝结物储存是否增加。也就是，可以判断在CAC的凝结物的量(或凝结物水平)是否随着时间增加。如果凝结物储存增加，则在214，在增加凝结物储存期间该程序包括延迟火花点火，以便控制爆震。方法200从212和214继续以在216判断CAC凝结物量是否高于阈值Tl。该阈值Tl可以反映凝结物的量，高于它时，发动机的吸入可以引起失火事件。如果CAC凝结物量不高于阈值Tl，则该程序在218判断CAC凝结物量是否处在稳定状态条件(例如，凝结物量不增加或减少)。如果CAC凝结物量处于稳定状态，则该程序在220将点火正时维持在MBT。如果CAC凝结物量不是处在稳定状态，则程序结束。
[0049]返回到216，如果凝结物量高于阈值Tl，则程序在222判断是否存在踩加速器踏板情况。在一个例子中，踩加速器踏板情况可以根据节气门变化或质量空气流量变化推知。在另一个例子中，踩加速器踏板情况可以根据车辆驾驶员施加加速器踏板和踏板位置被移动超过阈值位置(或阈值量)来推知。作为又一个例子，当车辆加速时踩加速器踏板情况可以被推知。如果存在踩加速器踏板，在224在踩加速器踏板期间凝结物从CAC抽取到发动机进气歧管中。具体说，根据踏板位置的变化增加到进气歧管的空气流以便增加转矩(由车辆驾驶员请求)。此外，在引进抽取循环的踩加速器踏板期间在224该程序提前火花正时以在减少由凝结物吸入引起的失火事件的同时能够提供希望的转矩。在另一个例子中，不提前火花正时而是限制火花延迟的量。
[0050]如果在222确定没有踩加速器踏板情况，则该方法可以进行主动凝结物清除程序，以在226从CAC抽取凝结物。这可以包括在保持转矩的同时增加到进气歧管的空气流(而不对应踏板位置的变化)，以抽取凝结物。在226的抽取循环期间可以延迟火花正时，以减少由于增加空气流产生的转矩，因而在抽取期间能够保持发动机转矩。正如在图4详细地示出的，在开始主动凝结物清除程序之前可以被评价的附加的状况可以包括确定燃烧稳定性和空气流在预定的排出(blow-off)空气流水平范围内。以这种方式，如果不满足稳定燃烧条件，即便凝结物量高于阈值并且空气流在排出空气流水平范围内，可以不执行主动CAC清除程序。关于主动清除循环的细节在图5示出，在下面进一步说明。
[0051]应当明白，虽然上面的程序利用踏板位置作为瞬时加速的指示器来描述以确定凝结物抽取的速度，但是在另外的实施例中，踏板位置可以用例如跟踪控制等来判断，并且控制器可以不必须响应踏板位置的变化来提供附加的空气流/转矩。因此，在一些实施例中，空气流变化或实际节气门变化(或改变空气流的其他装置，例如VCT)的实际速度可以用来代替踏板位置，或除了踏板位置之外，来判断空气质量流速是否真正变化，并且因此确定在空气中携带的凝结物被发动机吸入的速率。
[0052]图3示出用于估测储存在CAC内的凝结物的量的方法300。根据相对于阈值的在CAC的凝结物的量，可以开始凝结物抽取程序，例如图2所讨论的程序。
[0053]该方法在302通过确定发动机工况开始。如在202 —样，发动机工况可以包括环境状况、CAC状况、质量空气流量、EGR流量、发动机速度和负荷、增压等。接着，在304，该程序判断环境湿度是否已知。在一个例子中，根据连接于发动机的湿度传感器的输出可以知道环境湿度。如果不知道湿度(例如，如果发动机不包括湿度传感器)，在306湿度可以设置为100%。但是，如果湿度是已知的，在308由湿度传感器提供的该已知的湿度值可以用作湿度设置。
[0054]环境温度和湿度可以用来确定进入空气的露点，该露点还可以受进入空气中的EGR量的影响(例如EGR可以具有与来自大气的空气不同的湿度和温度)。露点和CAC出口温度之间的差表示在该冷却器内是否将形成冷凝，并且质量空气流可以影响在该冷却器内实际上聚集多少冷凝。在310，一种算法可以作为CAC出口温度和压力的函数计算CAC出口的饱和蒸气压。然后在312该算法计算在该饱和蒸汽压下的水分的质量。最后，通过从环境空气中的水分的质量减去在CAC出口的饱和蒸气压状态下的水分的质量在314确定在CAC出口的冷凝形成速率。通过在316确定凝结物测量之间的时间量，在318方法300可以确定从最后一次测量以来在CAC内的凝结物的量。测量之间的时间量可以基于发动机工况或外部气候状况。例如，如果存在可以增加凝结物形成的条件，例如下雨，则测量之间的时间可以缩短以更好地跟踪凝结物形成。在另一个例子中，如果CAC中的凝结物量达到凝结物抽取的阈值量，则凝结物测量之间的时间可以较短。可选地，如果CAC中的凝结物的量较低或不存在凝结物形成条件(例如高湿度)则在316测量之间的时间可以增加。在又一个实例中，测量可以采用固定的预定时间间隔。在一个例子中，形成为空气流量质量速率的一部分的凝结物形成的估测将比实际状况的可能变化更快地被采样。即使以每个采样0.5秒的速率，为了在凝结物形成期间以影响燃烧的水平跟踪凝结物，也可以进行充分的估测。通过将318估测的凝结物值加到前面的凝结物值，然后在320减去从最后的程序以来的任何凝结物损失(即，例如，通过抽取程序除去的凝结物的量)，在322计算在CAC中的当前的凝结物量。如果CAC出口温度高于露点，凝结物损失可以假定为零。可选地，高于露点的凝结物损失可以通过蒸发来跟踪。
[0055]除了确定CAC中的凝结物的量之外，方法300可以用来确定从CAC到发动机进气歧管的凝结物流。例如，CAC可以处在三种状态。在第一种状态，可以储存凝结物使得凝结物量(在322确定的)增加。例如，如果在318的凝结物量或在314的冷凝形成速率是正值，可以认为CAC中的凝结物量增加。在这里，水分可以通过CAC从空气循环除去并且储存在该CAC中。因此，在这种状态期间，由于从循环的空气中除去水分，进入进气歧管的(在通过CAC之后)的空气的湿度可以低于(进入CAC的)环境空气的湿度。
[0056]在第二种状态，CAC可以将凝结物从CAC释放(例如，抽取)到发动机进气歧管，因此凝结物量减少。例如，如果在318的凝结物量或在314的冷凝形成速率是负值，可以认为CAC中的凝结物量减少。在这里，已经存储在CAC中的水分可以释放到进气歧管中。因此，在这种状态期间，由于从CAC除去水，进入进气歧管的(在通过CAC之后)的空气的湿度可以高于(进入CAC的)环境空气的湿度。在这里，释放可以或者由于空气质量速度或者由于蒸发引起的。在速率减小与空气流成线性关系的情况下，当流率高于阈值时，凝结物储存减少或凝结物除去可以作为空气质量流率的函数发生。因此，水释放的蒸发部分以非常低的速率发生，并且只在不形成凝结物的长期稳态巡航状况下在确定凝结物储存减少时才被考虑。
[0057]在第三种状态，CAC可以处在该CAC中的凝结物量基本不变(即，既不增加也不减少)的稳态。例如，如果在318的凝结物量或在314的冷凝形成速率处于零或大约为零，可以认为凝结物量处在稳定状态。在稳定状态期间，进气歧管湿度可以与环境湿度基本相同。
[0058]现在转向图4，图4示出用于判断是否可以进行主动CAC清除程序的方法400。具体说，方法400判断是否出现能够进行主动CAC清除程序(其中通过CAC的空气流主动增加而没有对应的转矩增加)而在水分吸入期间不引起失火的条件。
[0059]方法400包括，在402，判断是否满足能够进行清除程序的发动机工况。这包括，例如，用于稳定燃烧条件的运行要求。用于稳定燃烧的运行要求可以包括，例如，发动机冷却剂温度高于阈值，火花延迟在阈值内，VCT延迟不大于阈值，EGR量低于阈值，以及燃料量在预定的水平内。如果这些条件不满足，由于燃烧稳定性可能受影响，可以不进行主动CAC清除程序。响应于条件不被满足，该程序进行到408，在408，在不进行主动清除程序的情况下可以进行若干步骤以能够实现抽取CAC凝结物。
[0060]作为一个例子，在410，发动机控制器可以采取措施以减少在CAC的凝结物形成，例如通过调节CAC效率。可以通过利用格栅系统或冷却风扇来调节CAC效率(例如减少)。例如，可以减少格栅的打开以减少外部冷空气流通过CAC并且减小CAC效率。
[0061]在另一个例子中，在412，控制器可以调节一个或更多发动机运行参数或致动器以提高或增加发动机燃烧稳定性。例如，在凝结物吸入期间可以减少或限制施加的火花延迟的量。当提高燃烧稳定性后，可以重新开始图4的程序以便当燃烧稳定性在阈值范围内时能够进行CAC清除程序。
[0062]在又一个例子中，在414，控制器可以等待直到主动CAC清除条件(正如在前面在402详细说明的)被满足。也就是，主动凝结物清除程序可以延迟直到在402所选择的发动机条件被满足。可选地，如果由于空气流条件不满足(即，空气流不在406的阈值范围内)而不起动清除程序，则控制器可以等待并且延迟CAC清除程序，直到空气流条件被满足(SP，直到空气流在阈值范围内)。
[0063]控制器可以至少根据在CAC内的凝结物的量在408选择所述可选方案(410-414)其中之一。例如，如果较大量的(例如，多于阈值量)凝结物已经聚集在CAC内，或凝结物形成的速率较高(例如，高于阈值速率)，可能需要更快地进行清除过程。在这种情况下，系统可以选择主动调节发动机工况，而不是延迟清除程序的开始直到该条件依靠其自己被满足。在一些例子中，该程序可以米用方案410-414的若干个。例如，在408,控制器可以执行一个或更多另外的措施以减少凝结物形成(例如，经由减少CAC效率并且因而减少在CAC的凝结物形成的格栅调节)，并且调节发动机工况以增加燃烧稳定性。
[0064]返回到402，如果能够实现清除程序的发动机条件被满足，在404，该程序确定合适的凝结物阈值(Tl)和空气流阈值(T2和Τ3)。因此，当聚集在CAC的凝结物高于第一阈值Tl时，可以表示对CAC清除程序的需要。这个第一(凝结物)阈值Tl可以根据车辆工况而变化，包括例如，燃烧速度、发动机温度和火花正时。在一些情况下，当发动机燃烧速度较快时，发动机可以允许较大量的凝结物被排出CAC。因此，当燃烧速度较高和/或发动机温度较高时，第一(凝结物)阈值Tl可以设置成较高的值。相反，当燃烧速度较慢和/或发动机温度较低时，第一(凝结物)阈值Tl可以设置成较低的值。在另一个例子中，当火花延迟增加时，第一(凝结物)阈值Tl可以减小。因此，当火花点火正时不延迟时第一(凝结物)阈值Tl可以具有较高的值，并且当火花点火正时延迟时具有较低的值。通过根据火花正时调节该凝结物阈值，可以减少在凝结物抽取期间的失火事件。在一个例子中，作为空气质量流的函数的凝结物吸入的速度可以是主要(例如，支配的)因素，除非阈值量足够低使得任何吸入速度都不引起失火。同样，可以作为吸入速度的函数或根据来自进气氧传感器的反馈调节火花正时。
[0065]在404也可以设置空气流阈值Τ2和Τ3，使得通过CAC并进入发动机进气口的空气流在排出的空气流水平的范围内。该排出的空气流水平可以定义为在清除过程期间需要从CAC清除一定量的凝结物所需要的空气流的量。因此，在404，该程序既根据CAC中凝结物的量确定排出的空气流水平，又确定使能清除的空气流阈值。例如，空气流阈值可以定义成使得:I空气流-Τ2 I <Τ3。在这个方程中，Τ2可以是排出的空气流水平，空气流是通过CAC并且进入发动机进气歧管的当前的空气流，而Τ3是设置的空气流阈值的值。换句话说，只有如果通过CAC的空气流高于或低于排出的空气流水平Τ2的量小于该设置的空气流阈值Τ3时，才可以启动清除程序。也就是说，空气流可能需要在下端由阈值Τ2-Τ3限定且上端由阈值Τ2+Τ3限定的范围内。以这种方式，在抽取期间控制通过控制器的空气流，以便能够控制凝结物的排出。当空气质量增加高于最小阈值时该排出可以是低于阈值的零并且是空气质量的百分比。这允许缓慢地进行排出并且减少发动机失火的可能性或发动机性能的变差。空气流阈值Τ3可以设置成以便在整个清除过程中保持燃烧稳定性。可选地，不是设置总的水平，而是设置吸入的阈值速度。于是吸入速度通过控制空气流率(例如，通过限制(clip)空气质量流率直到凝结物被抽取)来控制。为了保持燃烧稳定性，以在整个抽取过程中保持转矩要求被改变的参数可以需要保持在一定的阈值内。这些参数可以包括火花正时、交流发电机载荷、VCT和AFR。因此，为了燃烧稳定性，T3可以设置成使得这些参数不增加或减少超过其阈值。例如，阈值T3可以设置成以便火花延迟不增加到高于可以引起燃烧不稳定性的程度。
[0066]在所有的凝结物和空气流阈值被确定之后，在406方法400检验当前的凝结物和空气流水平是否在这些阈值内。例如，该程序检查在方法300确定的凝结物量是否高于阈值Tl。该程序也可以检查空气流是否在阈值范围内，也就是，I空气流-T2 I <T3。如果这两个条件被满足，程序继续进行到416，在416，启动CAC清除程序。这个清除程序的细节在图5中概述并且在下面进一步讨论。但是，如果在406不满足这些条件，则程序返回到408，在408，如上面所讨论的，进行一个或几个动作。例如，该程序可以包括等待直到空气流在414所规定的阈值内。
[0067]图5示出用于进行CAC的主动清除程序的方法500。方法500可以由控制器12根据储存在其中的指令来执行。方法500包括，在502，确定排出CAC中的凝结物所需要的空气流增加。这可以从由方法300计算的CAC中的凝结物的量和对应排出的空气流水平(如上面关于图4所讨论的阈值T2)来确定。该方法继续进行到504，以确定用于在502所确定空气流增加所需要的转矩补偿。由于空气流的增加不是由于踏板位置变化或车辆驾驶员请求增加转矩要求引起的，因此在这里需要转矩补偿。相反，由于空气流的增加是为了将凝结物从CAC排出到发动机中。因此，当空气流水平增加时，可以要求较大的转矩补偿，以允许保持总的发动机转矩。在506，控制器增加通过CAC规定量的空气流，同时调节一个或更多发动机致动器以保持发动机转矩。通过增加经由进气歧管的质量空气流量和延迟火花提前可以增加通过CAC的空气流，以保持转矩输出。在一个例子中，增加通过进气节气门的空气流将增加到发动机进气歧管的空气流。因此，通过在增加空气流的同时调节发动机致动器，可以减少总的转矩，使得在凝结物抽取循环期间能够保持实际的转矩要求。
[0068]调节发动机致动器以保持转矩可以包括在508调节交流发电机载荷。例如，增加作用在发动机上的交流发电机载荷可以减少转矩，补偿增加的发动机空气流。作用在发动机上的交流发电机载荷可以通过调节交流发电机线圈电流来增加。调节致动器也可以包括在510调节火花延迟。在一个例子中，增加火花延迟(即，将火花延迟到更加远离MBT)可以减少转矩并且有助于保持请求的转矩要求。可选地，在512，调节致动器可以包括调节VCT。在一些实施例中，延迟VCT可以减少转矩，补偿发动机空气流的增加。在又一个实例中，调节致动器可以包括在514调节空气燃料比(AFR)。具体说，燃料变稀可以用来增加AFR，在较大的节气门打开下减少功率输出。因此，在一个例子中，增加AFR可以补偿进入发动机的进气歧管的增加的空气流并且有助于保持转矩。
[0069]在一些实施例中，上述参数的组合可以被调节以补偿空气流增加并且保持转矩。在其他实施例中，根据其对燃烧稳定性的影响，对于这些调节参数可以采用优先等级。例如，增加交流发电机载荷可以不增加燃烧不稳定性到与VCT或火花调节可达到的同样的程度。因此，在506，优先等级可以包括首先调节交流发电机载荷并且然后(如果要求进一步转矩减少)继续调节火花正时、VCT和/或AFR。在一些实施例中，可以设置激发器(trigger)以继续到该等级中的下一个参数。例如，交流发电机载荷可以初始地用来减少转矩，并且在最大交流发电机载荷已经作用在发动机上之后，该激发器可以设置成使得利用VCT、火花正时或AFR调节满足剩余的转矩减少。该优先等级的顺序也可以根据发动机工况和诸如车辆速度、车辆运行模式、蓄电池充电状态等的其他车辆工况改变。在主动清除程序期间进行的示范性致动器调节在本文中将参考图7-8进行详细说明。
[0070]在进行所有的调节以能够在506进行CAC清除程序之后，在516方法500参考阈值T4检查凝结物量。如果CAC中的凝结物量已经被充分地抽取并且少于T4，则在520结束抽取循环并且所有发动机致动器和参数返回到其原来的设置(或到根据当前转矩请求的修改的设置)。这些参数可以包括空气流、火花正时、VCT、节气门位置、AFR以及交流发电机载荷。但是，如果CAC中的凝结物的量不少于阈值T4，则在518清除循环继续从CAC抽取凝结物。
[0071]在另一个实施例中，不是根据CAC中的凝结物的量结束抽取程序，而是可以根据从开始该抽取程序以来过去的阈值时间结束该清除程序。例如，当抽取程序开始时在506计时器可以开始并且响应在计时器上设置的时间量已经过去在516可以设置结束抽取循环的信号。在计时器上监控的阈值持续时间(在本文中也叫做循环时间)可以根据发动机工况和CAC中的凝结物的量进行调节。具体说，在一个例子中，响应CAC中的较大量的凝结物，可以允许经过较长的阈值持续时间。
[0072]因此，在从CAC抽取凝结物期间(例如在踩加速器踏板期间的抽取或在主动清除程序期间的抽取)引进发动机中的水分可以增加失火事件的可能性。在一个例子中，这可以通过在凝结物抽取(清除循环)期间和/或在凝结物储存期间调节火花正时来解决。正如在本文中关于图6详细说明的，初始的临界爆震界限可以根据环境湿度来设置。该初始的临界设置也可以包括从MBT的初始火花延迟量。来自CAC的凝结物的流(在储存和抽取期间)可以相对于环境湿度改变进气歧管的湿度。因此，在凝结物抽取期间进气歧管湿度和CAC凝结物流动状态可以用来改变这些初始的设置，以减少发动机失火事件并且保持转矩。
[0073]现在转向图6，图6示出用于根据环境湿度和CAC中的凝结物量调节临界爆震界限和火花正时的示范性方法600。方法600包括，在602，确定发动机进气歧管湿度。在一个例子中，进气歧管湿度可以从发动机进气歧管氧传感器精确地确定。在另一个例子中，湿度可以在减速燃料停止事件(DFSO)期间通过下游催化剂UEGO确定。但是，当凝结物被吸入时这种装置可能不能足够快速地响应以进行火花调节。在又一个例子中，进气湿度可以根据发动机工况、CAC中的凝结物储存水平以及来自CAC的凝结物流(例如，量、流速等)(正如在前面的方法300中确定的)进行估测。在604，进气歧管湿度与环境湿度进行比较。如果在604进气歧管湿度大于环境湿度，在606该程序提前临界爆震界限。具体说，爆震界限可以提前以利用增加发动机上的湿度带来的减少爆震的效果。该程序然后在凝结物抽取期间(即，在减少CAC中的凝结物量期间)朝着MBT或改变的临界爆震界限提前火花正时。例如，在由于踩加速器踏板的凝结物清除循环期间，当凝结物开始抽取到发动机进气歧管时，该进气歧管湿度可以高于环境湿度。在这种情况下，火花正时可以朝着MBT或新的临界爆震界限提前通过初始的临界爆震设置。在凝结物清除循环期间可以调节火花提前的量以保持发动机转矩。例如，火花提前的量可以基于踏板位置、发动机速度和/或节气门位置。附加地或可替换地，可以利用来自曲轴加速的闭合回路反馈，从而如果燃烧速度缓慢则提前火花并且根据来自爆震传感器的临界反馈限制火花提前。
[0074]如果在604进气歧管湿度不大于环境湿度，于是在610，可以判断进气歧管湿度是否小于环境湿度。如果是，在612该程序延迟该临界爆震界限。具体说，该爆震界限可以延迟以补偿减小的湿度对发动机爆震的影响。然后在凝结物储存期间(也就是，在增加CAC中的凝结物量期间)该程序延迟火花正时至修正的临界爆震界限。例如，在增加在CAC中的凝结物量(储存)的周期期间，火花正时可以从初始的火花延迟的量延迟到最终的较大的火花延迟的量。在凝结物储存期间可以调节火花延迟的量以保持发动机转矩。
[0075]在610如果进气歧管的湿度不低于环境湿度，于是在616可以确定进气歧管湿度与环境湿度基本相同。因此，在稳定状态的CAC的凝结物量期间，其中凝结物量既不增加也不减少而是保持基本相同，该进气歧管湿度与环境湿度基本相同。如果进气歧管湿度与环境湿度基本相同，在618该程序保持初始的临界爆震界限。于是，在620，在稳定状态的CAC的凝结物量期间，火花正时保持在邻界爆震界限。在对邻界爆震界限和火花正时进行全部调节之后，该程序结束。
[0076]图7示出利用在前面在图2-5中所示的方法的主动CAC清除程序的图示例子。在整个时间上(沿着X轴)曲线图700用曲线702示出发动机空气流的例子，用曲线704示出火花正时，用曲线706示出节气门打开，用曲线708示出可变凸轮正时(VCT)，用曲线710示出增压空气冷却器凝结物量(CAC CL)，用曲线712示出踏板位置(PP)，以及用曲线714示出发动机转矩。在这个例子中，响应CAC凝结物量发动机空气流增加，起动包括调节火花正时的清除(抽取)过程以保持发动机转矩。
[0077]在tl之前，在PP(712)、转矩(714)、VCT(708)、节气门打开(706)、火花正时(704)以及发动机空气流(702)保持比较恒定的同时CAC凝结物量(CAC CL)增加(710)。在时间tl，正如通过增加踏板位置(712)所指示的，响应踩加速器踏板车辆加速。结果，为了满足增加转矩要求，节气门打开增加(706)，增加发动机空气流(702)和转矩(714)。在时间t2，发动机空气流(702)增加到高于阈值T2，该阈值T2对应于CAC排出空气流水平(也就是，高于它的CAC凝结物可以被排出到发动机进气口中的空气流水平)。因此在t2，当发动机空气流减少低于T2时，CAC凝结物量(710)以速率Rl开始减少直到时间t3。在踩加速器踏板期间(以716示出)凝结物排出的第一个例子不引起发动机失火，因为凝结物的量比较少(在阈值量Tl以下)。因此阈值量Tl可以对应于触发主动清除循环的凝结物的量。响应这个增加的湿度，火花正时可以提前，如从t2到t3所示。
[0078]应当明白，在可选的实施例中，凝结物量减少的速率(Rl)可以是用于失火控制的因素。但是，如果凝结物的总量足够小，减少的速率可以不是失火控制的因素。因此，为了控制吸入速度，通过调节节气门空气流的变化速度可以减慢。但是，这可以导致车辆驾驶员经受实际的和感觉的性能/加速的不同。
[0079]在时间t3之后，在例子700中当时间前进时，CAC凝结物量开始增加直到时间t4，当它达到阈值水平Tl (710)时。在这一点，发动机空气流在下阈值T5和上阈值T2之间，因此I空气流-T2 I < T3 (702)。在这个例子中，T3是凝结物排出量T2和空气流阈值T5之间的差。由于发动机空气流在设置的阈值范围内(即小于上阈值T2但是高于下阈值T5)，并且CAC中的凝结物量高于阈值Tl，因此主动CAC清除程序被起动。因此在t4 (706)节气门打开增加，增加发动机空气流到高于阈值T2 (702)。在同时，控制器增加火花延迟较大的量ASl (704)，以便在整个清除过程期间(714)保持发动机转矩要求。CAC中的凝结物量以速率R2 (710)开始缓慢地减小。在这个利用主动程序(在718示出)的第二凝结物抽取期间，抽取速率R2小于抽取速率Rl (在前面716的抽取操作期间)，因为发动机空气流在较低水平(在718上的L2和在716上的LI)。发动机空气流(702)、火花正时(704)和转矩(714)保持稳定直到时间t5，当CAC中的凝结物量减少到阈值量T4 (710)时。结束该清除过程并且将所有的参数返回到其在先的或当前请求的设置。
[0080]关于图7，在t4起动的CAC清除过程(在718示出)根据工况可以用许多不同的方式进行。在一个所示的例子中，转矩补偿通过仅仅调节单个发动机运行参数来实现，具体说，仅仅通过增加火花延迟(704)来实现。通过延迟火花正时，尽管增加空气流但是转矩保持恒定。因此，车辆驾驶员意识不到车辆性能的任何变化并且操作性能不受影响。但是，在另一个例子中，转矩补偿可以通过调节不同的发动机致动器的组合来进行，正如在前面关于图5所讨论的(在506)。这些致动器可以调节发动机控制，例如交流发电机载荷、火花正时、VCT和AFR。具体说，在清除程序期间可以同时调节若干个这些参数以保持转矩要求。这种抽取程序的例子在图8中示出。
[0081]图8示出在图2-5所示的该方法另一个图示例子800。在整个时间上，曲线图800再一次以802示出发动机空气流的例子，用曲线804示出火花正时，用曲线806示出节气门打开，用曲线808示出可变凸轮正时(VCT)，用曲线810示出增压空气冷却器凝结物量(CACCL)，用曲线812示出踏板位置(PP)，以及用曲线814示出发动机转矩。响应CAC凝结物量发动机空气流增加，起动包括调节火花正时和VCT的清除过程以保持发动机转矩。
[0082]曲线图800以与曲线图700相同的方式进行，直到t4。在t4，CAC中的凝结物量达到阈值Tl (810)并且空气流水平在T5和T2之间(802)。结果，CAC清除过程被起动。在t4节气门打开增加(806 )，增加发动机空气流高于T2 (802 )。在同时，控制器调节参数的组合以在整个清除过程中保持转矩。
[0083]与仅仅调节火花正时的例子700不一样，在例子800中控制器调节火花正时和VCT。在t4，火花正时延迟较小的量Λ S2(804)(其小于在例子700中施加的火花延迟Λ SI)。在这里，由于在例子800中VCT也延迟(见曲线808)，火花正时可以延迟到较小的程度。也就是说，通过利用伴随的VCT调节，在抽取程序期间施加的火花延迟的量可以减小。在其他的例子中，除了这些参数之外或与这些参数结合，可以实现交流发电机载荷和/或AFR的增力口。在t5，抽取过程结束并且所有的参数返回到其在先的或当前请求的设置。
[0084]图9示出用于根据环境湿度和CAC中的凝结物量调节临界爆震界限和火花正时的方法600的图示的例子。示例曲线图900用曲线904示出对临界爆震界限的调节，用曲线902示出火花正时，用曲线906示出发动机进气歧管湿度的变化，以及用曲线910示出CAC凝结物量。
[0085]在tl之前，凝结物可以储存在CAC。由于连续地将水分从进气中抽取到增压空气冷却器中，进气歧管湿度(906)低于环境湿度(908)。在这个时间期间，CAC以第一状态工作，其中凝结物量增加(910)，表示凝结物储存在CAC中。响应进气歧管湿度低于环境湿度，该临界爆震界限可以延迟(904)以补偿可以由低进气歧管湿度产生的增加的爆震效果。此夕卜，在这个第一状态期间，火花正时从MBT延迟到改变的临界爆震界限。
[0086]在时间tl，储存在CAC的凝结物的量可以增加高于阈值。响应踩加速器踏板(或响应节气门位置的变化或质量空气流率的变化)可以进行CAC抽取。由于连续地从增压空气冷却器除去水分到发动机进气中，进气歧管湿度(906)增加高于环境湿度(908)。进气歧管湿度保持高于环境湿度直到时间t2。在这段时间期间，CAC以第二状态工作，其中由于抽取(CAC清除)循环凝结物量减少(910)。响应进气歧管湿度高于环境湿度，临界爆震界限可以提前(904)以利用可以由较高的进气歧管湿度引起的爆震减少效果。此外，响应凝结物抽取，控制器将火花正时提前到MBT。
[0087]在时间t2之后，进气歧管湿度(906)可以基本上处于环境湿度(908)或大致处在环境湿度。因此，临界爆震界限返回到MBT(904)。在这里，在时间t2之后CAC可以以第三状态工作，其中凝结物量处在稳定状态(910)。在第三状态期间，控制器将火花正时保持在MBT (902)。
[0088]以这种方式，在CAC储存凝结物期间可以延迟临界爆震界限和火花正时，而在从CAC释放凝结物期间可以提前临界爆震界限和火花正时。通过响应来自CAC的水分吸入调节临界爆震界限和火花正时，能够减少由于水分吸入引起的发动机失火事件和转矩损失。
[0089]现在转向图10和11，两个图示实例示出用于对于两种不同的驾驶条件响应从增压空气冷却器抽取凝结物调节火花正时。在图10中，在主动清除循环期间从CAC抽取凝结物。在踏板位置被保持低于阈值(即，不是踩加速器踏板状态)时，这种清除循环响应CAC中的凝结物量而被起动。曲线图1000用曲线1002示出踏板位置(PP)，用曲线1004示出到进气歧管的空气流，用曲线1006示出凝结物抽取，并且用曲线1008示出火花正时(火花)。
[0090]在tl之前，无凝结物抽取可以进行，例如，在CAC的凝结物量少于阈值量。在时间tl，响应凝结物量增加高于阈值，启动凝结物抽取程序。具体说，启动主动抽取程序。因此，为了抽取凝结物，到进气歧管的空气流增加(例如高于排出的空气流水平)，如曲线1004所示。在这里，响应CAC中的凝结物量空气流增加。也就是，即便踏板位置保持低于阈值(1002)并且没有收到来自车辆驾驶员的增加转矩的要求，空气流也增加。空气流的增加能够实现从CAC抽取凝结物(1006)。由于凝结物抽取根据凝结物量和空气流阈值由控制方法(方法400)起动，因此每个发动机循环抽取较低的凝结物量，而且抽取进行较长的持续时间。响应以较低的抽取速率(也就是，每个循环较低的抽取量)的延长的凝结物抽取，火花正时从MBT延迟(1008)。在这里，火花延迟用来保持发动机转矩恒定不变。在时间t2，由于返回的凝结物量低于阈值因此完成凝结物清除循环。因此，在t2，空气流减少并且返回到原来的设置(1004)，结束凝结物抽取(1006)。火花正时也返回到MBT (1008)。
[0091]关于图11，通过增加踏板位置示出在踩加速器踏板期间从CAC抽取凝结物。响应由踩加速器踏板引起的到进气歧管的空气流的增加从CAC抽取凝结物。曲线图1100用曲线1102示出踏板位置，用曲线1104示出到进气歧管的空气流(空气流)，用曲线1106示出凝结物抽取，并且用曲线1108示出火花正时(火花)。
[0092]在tl之前，无凝结物抽取可以进行，例如，CAC的凝结物量少于阈值量。在时间tl，响应表示踩加速器踏板(1102)的踏板位置超过阈值，到进气歧管的空气流增加高于排出的空气流水平(1104)。于是增加的空气流从CAC抽取凝结物(1106)。由于凝结物抽取通过踩加速器踏板起动，在较短的时间内每个循环抽取较高的凝结物量。响应以较高抽取速率的加快的凝结物抽取(即，每个循环较高的抽取量)，火花正时被朝着MBT提前(1008)。在这里，火花提前被用来减少失火的可能性和增加发动机转矩。在时间t2，踏板位置减小(1102)，结束踩加速器踏板。可选地，响应节气门位置变化或质量空气流的变化可以结束踩加速器踏板。空气流返回到原来的较低的水平，减少凝结物抽取(1106)。火花正时也可以返回到其在先的火花延迟量(1108)。
[0093]以这种方式，根据每个循环抽取的凝结物的量调节火花正时的同时，可以将凝结物从CAC抽取到进气歧管中。每个循环抽取的凝结物的量可以基于环境条件和发动机工况，包括环境温度、环境湿度、进入空气EGR含量、质量空气流量以及CAC出口温度。每个循环抽取的凝结物的量还可以基于踏板位置。例如，当踏板位置超过阈值位置(例如，在踩加速器踏板期间)并且空气质量流率增加时，每个循环抽取的凝结物的量可以增加。因此，每个循环抽取的凝结物的速率可以基于空气质量流率。火花正时可以根据抽取的性质提前或延迟，例如，根据抽取是在踩加速器踏板期间还是在主动清除期间。在踩加速器踏板的例子中，当每个循环抽取的凝结物的量较高(例如，高于阈值)时，火花正时可以提前。火花提前的量可以基于踏板位置(例如，踩加速器踏板的程度)，和驾驶员转矩要求。作为另一个例子，根据估测的凝结物吸入速率或测量的凝结物吸入速率(例如，如根据进气氧传感器估测的)，火花提前的量可以从基本值变化。在这里，来自进气氧传感器的反馈可以提供对进气中的水分量的估测。作为又一个例子，火花提前或火花延迟的量基于空气质量流(例如，空气流)的变化速率。例如，当空气质量流的变化速率低于阈值时可以施加较高的火花延迟量，并且当空气质量流的变化速率超过阈值时可以施加较高的火花提前量。因此，空气质量流的变化速率影响将水分从CAC吸入到发动机中的速率。在另一个例子中，例如在主动CAC清除期间，在每个循环抽取的凝结物的量较低(例如，低于阈值)的情况下，在空气流增加时火花正时可以延迟以保持发动机转矩恒定不变。
[0094]应当明白，在图10-11的例子中，踏板位置用作瞬时加速度的指示器。因此，在电子节气门系统的情况下，踏板位置可以是驾驶员要求增加/减少转矩的指示。但是，在用例如跟踪控制之类的方法裁断(arbitration)之后，控制器可以不必须提供附加的空气流/转矩。因此，在一些实施例中，实际的空气流变化速率或实际的节气门变化速率(或改变空气流其他装置，例如VCT)可以用来代替踏板位置，或除了踏板位置之外，用来判断空气质量流率是否真正变化，并因此确定在空气中携带的凝结物被发动机吸入的速率。
[0095]正如在上面所描述的，通过增加到发动机进气歧管的空气流可以从CAC抽取凝结物。响应驾驶员起动的踩加速器踏板或周期性的主动凝结物清除循环，空气流可以增加至凝结物排出水平。在凝结物抽取期间，可以调节发动机致动器以保持转矩要求。发动机致动器调节可以包括调节火花正时、VCT、交流发电机载荷、以及AFR比。通过调节发动机致动器以保持转矩要求，增加空气流来抽取CAC可以不被车辆驾驶员注意。火花正时调节也可以基于CAC中的凝结物的量、进气歧管湿度、环境湿度和来自CAC的凝结物的流量。具体说，在踩加速器踏板期间当CAC被抽取时可以增加火花提前，以补偿可以减慢燃烧速度的较高的湿度并减少爆震的危险。通过增加火花提前，可以增强燃烧稳定性并且减少失火危险。CAC中的凝结物的量的计算也可以用来确定什么时候需要清除循环。如果满足所有的发动机工况和发动机空气流阈值，则可以启动清除循环。以这种方式，进行周期性的凝结物清除循环可以有助于防止大量的凝结物同时吸入和发动机失火。在凝结物储存和抽取期间，通过利用各种方法调节火花正时，可以减少发动机失火。
[0096]正如本领域的技术人员将会明白的，本文描述的程序可以表示利用各种发动机致动器控制的任何数目的CAC清除过程的其中一个或更多。因此，所示的各种步骤或功能可以以所示的顺序进行，同时进行，或在一些情况下可以省略。同样，为了实现这里所述的目的、特征和优点，控制的次序不是必需要求的，而是为了容易示出和描述而提供。虽然没有明确示出，但是本领域的普通技术人员将会认识到一个或更多所示的步骤或功能根据所用的特定策略可以重复地进行。
[0097]本发明的主题包括本文所公开的各种系统和结构、以及其他特征、功能、动作、和/或性质以及其任何和所有等同物的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
【权利要求】
1.一种用于增压发动机的方法，包括: 将凝结物从增压空气冷却器抽取到进气歧管；和 根据抽取的凝结物的量调节火花正时。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节包括，当每个循环抽取的凝结物的量高于阈值时，提前火花正时，并且当每个循环抽取的凝结物的量低于所述阈值时，延迟火花正时。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述提前火花正时期间火花提前的量基于在所述抽取期间的空气质量流量变化速率，并且其中在所述延迟火花正时期间火花延迟的量基于在所述抽取期间的所述空气质量流量变化速率。
4.根据权利要求3所述的方法，其中当所述空气质量流量变化速率低于阈值时应用较大的火花延迟量，并且当所述空气质量流量变化速率超过阈值时应用较大的火花提前量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中每个循环抽取的凝结物的量基于以下每个:环境温度、环境湿度、进气EGR含量、质量空气流量和增压空气冷却器出口温度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中每个循环抽取的凝结物的量还基于抽取时的空气质量流率。
7.根据权利要求6所述的方法，其中当空气质量流率增加时每个循环抽取的凝结物的量增加。
8.一种用于增压发动机的方法，包括: 在第一状况期间，从增压空气冷却器向进气歧管抽取凝结物，且火花正时提前到MBT ;并且 在第二状况期间，从所述增压空气冷却器向所述进气歧管抽取凝结物，且火花正时从MBT延迟。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一状况包括踩加速器踏板并且其中所述第二状况不包括踩加速器踏板。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括，在所述第一状况期间，根据所述增压空气冷却器中的凝结物的量，响应于踩加速器踏板爆震，自动限制应用的火花延迟的量。
【文档编号】F02P5/152GK103775269SQ201310491526
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2012年10月19日
【发明者】C·P·格卢格拉, N·W·莫罗, G·J·休伯特 申请人:福特环球技术公司