УПРАВЛЕНИЕ РЕГУЛЯТОРОМ ДАВЛЕНИЯ НАДДУВА ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ КОНДЕНСАТА В ОХЛАДИТЕЛЕ НАДДУВОЧНОГО ВОЗДУХА Российский патент 2018 года по МПК F02B29/04 F02B37/18 F02D23/00 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатели могут использовать турбонагнетатель или нагнетатель для сжатия окружающего воздуха, поступающего в двигатель, для того чтобы повышать мощность. Сжатие воздуха может вызывать повышение температуры воздуха, таким образом, промежуточный охладитель или охладитель наддувочного воздуха (CAC) могут использоваться для охлаждения нагретого воздуха, тем самым повышая его плотность и дополнительно увеличивая потенциально возможную мощность двигателя. Конденсат может формироваться в CAC, когда понижается температура окружающего воздуха, или во время влажных или дождливых погодных условий, когда всасываемый воздух охлаждается ниже температуры конденсации воды. Кроме того, когда наддувочный воздух, поступающий в CAC, подвергается наддуву (например, давление на впуске и давление наддува являются большими, чем атмосферное давление), конденсат может формироваться, если температура CAC падает ниже температуры конденсации воды. Как результат, конденсат может накапливаться на дне CAC или во внутренних каналах и охлаждающих турбулизаторах. Когда повышается крутящий момент, к примеру, во время разгона, повышенный массовый расход воздуха может отбирать конденсат из CAC, втягивая его в двигатель и увеличивая вероятность пропусков зажигания и нестабильности сгорания в двигателе.

Двигатели могут использовать регулятор давления наддува для отведения потока отработавших газов вокруг турбины турбонагнетателя, чтобы регулировать величину наддува, выдаваемую во впускной коллектор двигателя. Например, открывание регулятора давления наддува может понижать давление наддува и давление на впуске. Один из подходов для регулирования давления наддува и/или на впуске включает в себя активное управление регулятором давления наддува. Один из примерных подходов показан Хартманом и другими в US 6779344. В нем регулятор давления наддува настраивается, поэтому действующее давление наддува соответствует требуемому давлению наддува. Требуемое давление наддува может быть основано на требуемом давлении в коллекторе (основанном на массовом расходе воздуха) и характеристике помпажа компрессора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Однако изобретатели в материалах настоящей заявки распознали потенциальную проблему у таких систем. В качестве одного из примеров управление регулятором давления наддува таким образом может побуждать регулятор давления наддува оставаться закрытым в условиях, когда повышенный наддув не запрашивается требованием крутящего момента. Как результат, закрытый регулятор давления наддува может наращивать давление на впуске перед дросселем, тем самым повышая потенциальную возможность для формирования конденсата в CAC.

В одном из примеров проблемы, описанные выше, могут быть препоручены способу для настройки регулятора давления наддува в двигателе, чтобы понижать давление на впуске в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха. Более точно, регулятор давления наддува может открываться в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха, когда давление на впуске между компрессором и дросселем (например, давление перед дросселем) является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента, и двигатель находится в условиях установившегося режима. В одном из примеров условия формирования конденсата включают в себя давление на впуске, большее, чем атмосферное давление (например, степень повышения давления на впуске, большую чем 1). В еще одном примере условия формирования конденсата включают в себя влажность, большую, чем первое пороговое значение. После открывания регулятора давления наддува для понижения давления на впуске, регулятор давления наддува может закрываться в ответ на одно или более из указания снижения давления до атмосферного давления и/или повышения требования крутящего момента. Кроме того, во время некоторых условий эксплуатации двигателя, клапан рециркуляции компрессора может открываться в дополнение к открыванию регулятора давления наддува, чтобы усиливать понижение давления на впуске.

В настоящей заявке раскрыт способ для двигателя, состоящий в том, что: настраивают регулятор давления наддува в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха, когда давление на впуске больше, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента.

В дополнительном аспекте открывают регулятор давления наддува в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха, когда давление на впуске больше, чем требуемое, а двигатель находится в условиях установившегося режима.

В другом дополнительном аспекте давление на впуске измеряется между компрессором и дросселем, и при этом условия установившегося режима включают в себя одно или более из работы автомата постоянной скорости и постоянного положения педали.

В еще одном дополнительном аспекте условия формирования конденсата включают в себя одно или более из давления на впуске, большего чем атмосферное давление, и влажности, большей чем первое пороговое значение.

В еще одном дополнительном аспекте открывают клапан рециркуляции компрессора в дополнение к открыванию регулятора давления наддува в ответ на одно или более из давления на впуске, являющегося большим, чем пороговое давление, пороговое давление на пороговую величину больше, чем атмосферное давление, влажности, являющейся большей, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение больше, чем первое пороговое значение, и условия помпажа компрессора.

В еще одном дополнительном аспекте закрывают регулятор давления наддува в ответ на одно или более из давления на впуске, снижающегося до или ниже атмосферного давления, и повышения требования крутящего момента.

В еще одном дополнительном аспекте поддерживают регулятор давления наддува закрытым и открывают клапан рециркуляции компрессора в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха, когда давление на впуске больше, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента, и двигатель не находится в условиях установившегося режима.

В еще одном дополнительном аспекте поддерживают регулятор давления наддува закрытым в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха, когда давление на впуске не больше, чем необходимо для требования крутящего момента.

Также раскрыт способ для двигателя, состоящий в том, что: в ответ на давление на впуске, большее, чем первое пороговое давление, во время условий вождения, когда давление на впуске больше, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента, и двигатель находится в установившемся режиме, открывают регулятор давления наддува для понижения давления на впуске.

В дополнительном аспекте открывают регулятор давления наддува в ответ на влажность, большую, чем первое пороговое значение, во время условий вождения, когда давление на впуске больше, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента, а двигатель находится в установившемся режиме.

В другом дополнительном аспекте открывают клапан рециркуляции компрессора в ответ на одно или более из давления на впуске, являющегося большим, чем второе пороговое давление, второе пороговое давление является большим, чем первое пороговое давление, влажности, являющейся большей, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение является большим, чем первое пороговое значение, и условия помпажа компрессора.

В еще одном дополнительном аспекте закрывают регулятор давления наддува в ответ на одно или более из повышения требования крутящего момента и снижения давления на впуске до или ниже порогового давления, а затем закрывают клапан рециркуляции компрессора в ответ на одно или более из требуемого давления на впуске для требования крутящего момента, являющегося большим, чем давление на впуске, и снижения давления на впуске до или ниже порогового давления.

В еще одном дополнительном аспекте после того, как открывают регулятор давления наддува для понижения давления на впуске, закрывают регулятор давления наддува в ответ на одно или более из давления на впуске, снижающегося до или ниже порогового давления, и повышения требования крутящего момента.

В еще одном дополнительном аспекте открывают клапан рециркуляции компрессора и поддерживают регулятор давления наддува закрытым, когда двигатель не находится в установившемся режиме.

В еще одном дополнительном аспекте первое пороговое давление основано на давлении, при котором конденсат формируется в охладителе наддувочного воздуха.

В еще одном дополнительном аспекте первое пороговое давление является атмосферным давлением.

Кроме того, раскрыт способ для двигателя, состоящий в том, что: во время первого состояния, открывают регулятор давления наддува в ответ на одно или более из давления на впуске, являющегося большим, чем первое пороговое давление, и влажности, большей, чем пороговое значение; и во время второго состояния, открывают клапан рециркуляции компрессора в ответ на одно или более из давления на впуске, являющегося большим, чем первое пороговое давление, и влажности, большей, чем пороговое значение.

В дополнительном аспекте первое состояние включает в себя те случаи, когда давление на впуске больше, чем требуется на основании требования крутящего момента, а двигатель находится в установившемся режиме.

В другом дополнительном аспекте открывают клапан рециркуляции компрессора в ответ на одно или более из условия помпажа компрессора и давления на впуске, являющегося большим, чем второе пороговое давление, второе пороговое давление является большим, чем первое пороговое давление.

В еще одном дополнительном аспекте второе состояние включает в себя те случаи, когда давление на впуске является большим, чем необходимо на основании требования крутящего момента, а двигатель не находится в установившемся режиме.

Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного объекта патентования, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный объект патентования не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - принципиальная схема примерной системы двигателя, включающей в себя охладитель наддувочного воздуха.

Фиг. 2 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ для настройки регулятора давления наддува и/или клапана рециркуляции компрессора, чтобы уменьшать формирование конденсата в охладителе наддувочного воздуха, на основании условий эксплуатации двигателя.

Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ для настройки регулятора давления наддува, чтобы понижать давление на впуске и, впоследствии, уменьшать формирование конденсата в охладителе наддувочного воздуха.

Фиг. 4 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ для настройки клапана рециркуляции компрессора, чтобы понижать давление на впуске и, впоследствии, уменьшать формирование конденсата в охладителе наддувочного воздуха.

Фиг. 5 показывает график, иллюстрирующий примерные настройки регулятора давления наддува и клапана рециркуляции компрессора на основании условий эксплуатации двигателя.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Последующее описание относится к системам и способам для настройки регулятора давления наддува и/или клапана рециркуляции компрессора в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха (CAC). Система двигателя, такая как система двигателя, показанная на фиг. 1, может включать в себя турбонагнетатель с потоком отработавших газов через турбину, приводящим в действие компрессор. Двигатель может включать в себя регулятор давления наддува и клапан рециркуляции компрессора (CRV), работоспособные для отведения потока воздуха вокруг турбины и компрессора, соответственно. По существу, открывание регулятора давления наддува и/или CRV может уменьшать наддув, тем самым понижая давление на впуске, измеренное выше по потоку от впускного дросселя и ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха (CAC), и уменьшая потенциальную возможность для формирования конденсата в CAC. Во время выбранных условий вождения, таких как когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления во впускном коллекторе (MAP), необходимого для требования крутящего момента, контроллер двигателя может открывать регулятор давления наддува и/или CRV для понижения давления на впуске и, впоследствии, уменьшения формирования конденсата в CAC. Таким образом, контроллер может открывать регулятор давления наддува и/или CRV, чтобы понижать давление на впуске, когда MAP, необходимое для требования крутящего момента может создаваться без наддува. Способы для настройки регулятора давления наддува и/или CRV, чтобы понижать давление на впуске на основании условий эксплуатации двигателя, представлены на фиг. 2-4. Фиг. 5 иллюстрирует примерные настройки регулятора давления наддува и CRV на основании условий формирования конденсата в CAC и дополнительные условия эксплуатации двигателя.

Фиг. 1 - принципиальная схема, показывающая примерный двигатель 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 показан с четырьмя цилиндрами или камерами 30 сгорания. Однако другие количества цилиндров могут использоваться в соответствии с данным раскрытием. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Каждая камера 30 сгорания (например, цилиндр) двигателя 10 может включать в себя стенки камеры сгорания с поршнем (не показан), расположенными в них. Поршни могут быть присоединены к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства и использовать крутящий момент на выходном валу двигателя, чтобы приводить в движение автомобиль. Коленчатый вал 40 также может использоваться для привода генератора 152 переменного тока.

Камеры 30 сгорания могут принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 и могут выпускать отработавшие газы через выпускной коллектор 56 в выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 46 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответственные впускные клапаны и выпускные клапаны (не показаны). В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.

Топливные форсунки 50 показаны присоединенными непосредственно к камере 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12. Таким образом, топливная форсунка 50 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в камеру 30 сгорания; однако будет принято во внимание, что оконный впрыск также возможен. Топливо может подаваться в топливную форсунку 50 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива.

В процессе, указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 52 зажигания, приводя к сгоранию. Установка момента искрового зажигания может управляться, из условия чтобы искра возникала до (с опережением) или после (с запаздыванием) предписанного производителем момента времени. Например, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию от установки момента максимального тормозного момента (MBT) для борьбы с детонацией в двигателе или подвергаться опережению в условиях высокой влажности. В частности, MBT может подвергаться опережению, чтобы учитывать низкую скорость горения. В одном из примеров искровое зажигание может подвергаться запаздыванию во время нажатия педали акселератора.

Впускной канал 44 может принимать всасываемый воздух из впускного канала 42. Впускной канал 42 включает в себя дроссель 21, имеющий дроссельную заслонку 22, чтобы регулировать поток во впускной коллектор 44. В этом конкретном примере, положение (TP) дроссельной заслонки 22 может меняться контроллером 12, чтобы давать возможность электронного управления дросселем (ETC). Таким образом, дроссель 21 может приводиться в действие для изменения всасываемого воздуха, выдаваемого в камеры 30 сгорания. Например, контроллер 12 может настраивать дроссельную заслонку 22 для увеличения открывания дросселя 21. Увеличение открывания дросселя 21 может увеличивать количество воздуха, подаваемого во впускной коллектор 44. В альтернативном примере, открывание дросселя 21 может уменьшаться или полностью закрываться, чтобы перекрывать поток воздуха во впускной коллектор 44. В некоторых вариантах осуществления дополнительные дроссели могут присутствовать во впускном канале 42, такие как дроссель выше по потоку от компрессора 60 (не показан).

Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления система рециркуляции отработавших газов (EGR) может направлять требуемую часть отработавших газов из выпускного канала 48 во впускной канал 42 через канал EGR, такой как канал 140 EGR высокого давления. Величина EGR, выдаваемая во впускной канал 42, может меняться контроллером 12 посредством клапана EGR, такого как клапан 142 EGR высокого давления. В некоторых условиях система EGR может использоваться для регулирования температуры смеси воздуха и топлива в пределах камеры сгорания. Фиг. 1 показывает систему EGR высокого давления, где EGR направляется из положения выше по потоку от турбины турбонагнетателя в положение ниже по потоку от компрессора турбонагнетателя через канал 140 EGR. Фиг. 1 также показывают систему EGR низкого давления, где EGR направляется из положения ниже по потоку от турбины турбонагнетателя в положение выше по потоку от компрессора турбонагнетателя через канал 156 EGR низкого давления. Клапан 154 EGR низкого давления может регулировать величину EGR, подаваемой во впускной канал 42. В некоторых вариантах осуществления двигатель может включать в себя обе системы, EGR высокого давления и EGR низкого давления, как показано на фиг. 1. В других вариантах осуществления двигатель может включать в себя любую из системы EGR высокого давления или системы EGR низкого давления. Когда работоспособна, система EGR может вызывать формирование конденсата из сжатого воздуха, особенно когда сжатый воздух охлаждается охладителем наддувочного воздуха, как подробнее описано ниже.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или нагнетатель, включающий в себя по меньшей мере компрессор 60, скомпонованный вдоль впускного канала 42. Что касается турбонагнетателя, компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 62, например, через вал или другое соединительное устройство. Турбина 62 может быть скомпонована вдоль выпускного канала 48. Различные компоновки могут быть предусмотрены для осуществления привода компрессора. Что касается нагнетателя, компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в действие двигателем и/или электрической машиной и может не включать в себя турбину. Таким образом, величина сжатия, обеспечиваемого для одного или более цилиндров двигателя с помощью турбонагнетателя или нагнетателя, может регулироваться контроллером 12.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, компрессор 60 может приводиться в действие главным образом турбиной 62. Турбина 62 может приводиться в действие отработавшими газами, протекающими через выпускной канал 48. Таким образом, движение от механического привода турбины 62 может осуществлять привод компрессора 60. По существу, частота вращения компрессора 60 может быть основана на частоте вращения турбины 62. По мере того как частота вращения компрессора 60 возрастает, больший наддув может выдаваться через впускной канал 42 во впускной коллектор 44.

Кроме того, выпускной канал 48 может включать в себя регулятор 26 давления наддува для отведения отработавших газов от турбины 62. Дополнительно, впускной канал 42 может включать в себя перепускной клапан или клапан 27 рециркуляции компрессора (CRV), выполненный с возможностью отводить всасываемый воздух вокруг компрессора 60. Регулятор 26 давления наддува и/или CRV 27 может управляться контроллером 12, чтобы открываться, например, когда требуется более низкое давление наддува. Например, в ответ на помпаж компрессора или потенциально возможное событие помпажа компрессора, контроллер 12 может открывать CRV 27 для понижения давления на выходе компрессора 60. Это может ослаблять или прекращать помпаж компрессора. В некоторых вариантах осуществления CRV 27 может быть двухпозиционным клапаном, настраиваемым между закрытым и открытым положениями. В других вариантах осуществления CRV 27 может быть многопозиционным клапаном, настраиваемым на множество положений между полностью открытым и полностью закрытым. По существу, CRV 27 может настраиваться для изменения потока вокруг компрессора 60 и регулирования давления на впуске, как дополнительно обсуждено ниже.

Впускной канал 42 может дополнительно включать в себя охладитель 80 наддувочного воздуха (CAC) (например, промежуточный охладитель) для понижения температуры нагнетаемых турбонагнетателем или нагнетателем всасываемых газов. В некоторых вариантах осуществления CAC 80 может быть воздушно-воздушным теплообменником. В других вариантах осуществления CAC 80 может быть воздушно-жидкостным теплообменником. CAC 80 также может быть CAC переменного объема. Горячий наддувочный воздух (подвергнутый наддуву воздух) из компрессора 60 поступает на вход CAC 80, остывает, по мере того как он проходит через CAC, а затем выходит, чтобы проходить через дроссель 21, а затем поступать во впускной коллектор 44 двигателя. Поток окружающего воздуха извне транспортного средства может поступать в двигатель 10 через переднюю часть транспортного средства и проходить через CAC, чтобы помогать охлаждению наддувочного воздуха. Конденсат может формироваться и накапливаться в CAC, когда понижается температура окружающего воздуха, или во время влажных или дождливых погодных условий, где наддувочный воздух охлаждается ниже температуры конденсации воды. Кроме того, когда наддувочный воздух, поступающий в CAC, подвергается наддуву (например, давление наддува и/или давление в CAC являются большими, чем атмосферное давление), конденсат может формироваться, если температура CAC падает ниже температуры конденсации воды. Когда наддувочный воздух включает в себя рециркулированные отработавшие газы, конденсат может становиться кислотным и подвергать коррозии корпус CAC. Коррозия может приводить к утечкам между зарядом воздуха, атмосферой и возможно охлаждающей жидкостью в случае охладителей водяным охлаждением наддувочного воздуха. Кроме того, если конденсат накапливается в CAC, он может засасываться двигателем в течение периодов времени повышенного потока воздуха. Как результат, могут происходить нестабильное сгорание и/или пропуски зажигания в двигателе.

Давление на впуске может измеряться на выходе CAC, перед дросселем 21. По существу давление на впуске может указываться ссылкой как давление перед дросселем. В одном из примеров давление на впуске может определяться датчиком, таким как датчик 124. Отношение между давлением на впуске и атмосферным давлением может указываться ссылкой как степень повышения давления на впуске. Отношение между давлением в CAC (может быть давлением на впуске или средним давлением в CAC) может указываться ссылкой как степень повышения давления в CAC. Когда степень повышения давления в CAC и/или степень повышения давления на впуске являются большими чем 1, давление на впуске является большим, чем атмосферное давление, и двигатель работает в условиях с наддувом. Таким образом, когда степень повышения давления на впуске является большей чем 1, конденсат может формироваться в CAC. Однако, если степень повышения давления на впуске поддерживается на или ниже 1, конденсат может не формироваться. Таким образом, уменьшение степени повышения давления на впуске с выше 1 до 1 или ниже может уменьшать формирование конденсата в CAC.

Степень повышения давления на впуске может уменьшаться посредством понижения наддува. В одном из примеров открывание регулятора 26 давления наддува может снижать наддув. Например, контроллер 12 может открывать регулятора 26 давления наддува, тем самым побуждая отработавшие газы обходить турбину 62. Это, в свою очередь, понижает частоту вращения турбины и, следовательно, скорость работы компрессора 60. Замедление скорости работы компрессора 60 дает в результате меньший наддув, тем самым снижая давление наддува, давление в CAC и давление на впуске. В еще одном примере открывание CRV 27 может ослаблять наддув. Например, контроллер 12 может открывать CRV 27, тем самым побуждая всасываемый воздух рециркулировать вокруг компрессора. Это может побуждать давление наддува снижаться до атмосферного давления. Как результат, давление в CAC и давление на впуске могут снижаться, и получающаяся в результате степень повышения давления на впуске может быть по существу равной 1.

Несмотря на то что открывание любого из CRV 27 или регулятора 26 давления наддува может ослаблять наддув, в некоторых условиях, открывание регулятора 26 давления наддува может приводить к запаздыванию турбонагнетателя. Например, контроллер может открывать регулятор 26 давления наддува, чтобы понижать давление наддува, тем самым снижая частоту вращения турбины и скорость работы компрессора. Если контроллер принимает повышенное требование крутящего момента во время открывания регулятора 26 давления наддува, компрессор может быть вращающимся слишком медленно, чтобы незамедлительно подавать необходимое давление наддува для требования крутящего момента. Время, которое требуется для закрывания регулятора 26 давления наддува и увеличения скорости работы компрессора, чтобы выдавать требуемый наддув, может указываться ссылкой как запаздывание турбонагнетателя. В результате запаздывания турбонагнетателя, может быть задержка в выходном крутящем моменте двигателя. Таким образом, контроллер может открывать только регулятора 26 давления наддува, чтобы понижать давление на впуске, когда двигатель находится в условиях установившегося режима. В одном из примеров условия установившегося режима могут включать в себя работу двигателя на автомате постоянной скорости и/или с относительно постоянным положением педали. По существу, требование крутящего момента может не быть возрастающим. Если двигатель не является работающим в установившемся режиме, CRV 27 может открываться наряду с поддержанием регулятора 26 давления наддува закрытым. Таким образом, давление на впуске может понижаться, чтобы уменьшать формирование конденсата CAC, к тому же, наряду с уменьшением потенциальной возможности для запаздывания турбонагнетателя.

Кроме того, открывание CRV 27 может не только понижать давление на впуске, но также повышать температуру всасываемого или наддувочного воздуха, поступающего в CAC. Например, когда CRV открыт, всасываемый воздух может рециркулировать вокруг компрессора и повторно сжиматься компрессором. Повторное сжатие всасываемого воздуха может повышать температуру всасываемого воздуха, тем самым повышая температуру наддувочного воздуха, поступающего в CAC. Это может помогать поддерживать температуру воздуха в пределах CAC выше температуры конденсации воды, тем самым уменьшая формирование конденсата в CAC. В альтернативном примере, перепускной канал может быть, в качестве альтернативы или дополнительно, расположен после CAC, из условия чтобы охлажденный наддувочный воздух рециркулировал вокруг CAC и компрессора. В некоторых примерах величина открывания CRV 27 может настраивается, чтобы менять поток через CRV 27 и компрессор. Например, контроллер может настраивать положение CRV 27, чтобы добиваться целевых давления на впуске и/или температуры воздуха в CAC.

В некоторых примерах открывание обоих, CRV 27 и регулятора 26 давления наддува, может понижать давление на впуске быстрее, тем самым скорее уменьшая формирование конденсата. Таким образом, в некоторых условиях контроллер может одновременно открывать CRV 27 и регулятор 26 давления наддува, чтобы быстро понижать давление на впуске и уменьшать формирование конденсата в CAC. Открывание обоих, CRV 27 и регулятора 26 давления наддува, может быть основано на давлении на впуске, уровне помпажа компрессора и/или уровне влажности окружающего или всасываемого воздуха. Таким образом, CRV 27 и регулятор 26 давления наддува могут настраиваться, чтобы поддерживать давление на впуске ниже точки росы для текущих температуры и уровня влажности. Дополнительные подробности о способах для управления CRV 27 и регулятором 26 давления наддува для уменьшения формирования конденсата обсуждены ниже со ссылкой на фиг. 2-4.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, дежурную память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10 для выполнения различных функций для эксплуатации двигателя 10. В дополнение к таким сигналам, обсужденным ранее, эти сигналы могут включать в себя измерение вводимого массового расхода воздуха с датчика 120 MAF; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, схематически показанного в одном месте в пределах двигателя 10; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя, как обсуждено; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122, как обсуждено. Сигнал числа оборотов двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе 44. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленным числом оборотов двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров датчик 118 на эффекте Холла, который также используется в качестве датчика числа оборотов двигателя, может вырабатывать предопределенное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала 40.

Другие датчики, которые могут отправлять сигналы в контроллер 12, включают в себя датчик 124 температуры и/или давления на выходе охладителя 80 наддувочного воздуха и датчик 126 давления наддува. Другие не изображенные датчики также могут присутствовать, такие как датчик для определения скорости всасываемого воздуха на входе охладителя наддувочного воздуха, датчик для определения влажности всасываемого воздуха и другие датчики. В некоторых примерах микросхема 106 постоянного запоминающего устройства запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые микропроцессорным блоком 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерные процедуры описаны в материалах настоящей заявки на фиг. 2-3.

Система по фиг. 1 предусматривает систему двигателя, включающую в себя двигатель с впускным коллектором, дроссель, расположенный выше по потоку от впускного коллектора, турбонагнетатель с турбиной, работоспособной для приведения в движение компрессора, клапан рециркуляции компрессора, работоспособный для отведения всасываемого воздуха вокруг компрессора, охладитель наддувочного воздуха, расположенный выше по потоку от дросселя и ниже по потоку от компрессора, регулятор давления наддува, работоспособный для отведения отработавших газов вокруг турбины, и контроллер с машиночитаемыми командами для открывания регулятора давления наддува в ответ на давление на впуске, измеряемое ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха и выше по потоку от дросселя, большее, чем первое пороговое давление, во время условий вождения, когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления во впускном коллекторе (например, MAP), необходимого для требования крутящего момента, и двигатель находится в установившемся режиме. Кроме того, контроллер может открывать клапан рециркуляции компрессора, в дополнение к открыванию регулятора давления наддува, в ответ на одно или более из давления на впуске, являющегося большим, чем второе пороговое давление, второе пороговое давление является большим, чем первое пороговое давление, и/или условия помпажа компрессора. Контроллер может открывать клапан рециркуляции компрессора, наряду с поддержанием регулятора давления наддува закрытым, в ответ на давление на впуске, являющееся большим, чем первое пороговое давление, во время условий вождения, когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления во впускном коллекторе (например, MAP), необходимого для требования крутящего момента, и двигатель не находится в установившемся режиме.

Далее, с обращением к фиг. 2, представлен способ 200 для настройки регулятора давления наддува и/или клапана рециркуляции компрессора (CRV), чтобы уменьшать формирование конденсата в CAC на основании условий эксплуатации двигателя. В одном из примеров способ 200 является выполняемым посредством контроллера 12, показанного на фиг. 1. Более точно, контроллер может настраивать положение регулятора давления наддува и/или CRV (таких как регулятора 26 давления наддува и CRV 27, показанные на фиг. 1) на основании условий формирования конденсата в CAC, требования крутящего момента и дополнительных условий эксплуатации двигателя. Базовое положение регулятора давления наддува и CRV может быть закрытым. Дополнительно, как описано ниже в способе 200, контроллер может полностью открывать и полностью закрывать CRV и регулятор давления наддува. В альтернативном варианте осуществления, контроллер может настраивать регулятор давления наддува и/или CRV на множество положений между полностью открытым и полностью закрытым.

Способ начинается на 202 посредством оценки и/или измерения условий эксплуатации двигателя. Условия эксплуатации двигателя могут включать в себя число оборотов и нагрузку двигателя, давление наддува, давление на впуске, положение педали, массовый расход воздуха, MAP, поток EGR, влажность, температуру двигателя, требование крутящего момента, условия в охладителе наддувочного воздуха (температуру на входе, температуру на выходе, давление на входе, давление на выходе, расход через охладитель, и т.д.) и т.д. На 204, способ включает в себя определение, присутствуют ли условия формирования конденсата в CAC. В одном из примеров условия формирования конденсата включают в себя те случаи, когда давление на впуске (например, давление на выходе CAC выше по потоку от дросселя) является большим, чем пороговое давление, которое может быть первым пороговым давлением. В одном из примеров пороговое давление может быть атмосферным давлением. В еще одном примере пороговое давление может быть давлением, большим, чем атмосферное давление. В качестве альтернативы или дополнительно, контроллер может определять степень повышения давления на впуске в качестве отношения между давлением на впуске и атмосферным давлением. По существу, условия формирования конденсата могут включать в себя те случаи, когда степень повышения давления на впуске является большей чем 1. В еще одном примере условия формирования конденсата включают в себя те случаи, когда влажность является большей, чем первое пороговое значение. Влажность может быть измеренной или логически выведенной влажностью. Например, влажность может быть одной или более из измеренной влажности окружающей среды и/или влажностью всасываемого воздуха. В альтернативном примере, влажность может логически выводиться на основании состояния включения/выключения или рабочего цикла стеклоочистителя. Первое пороговое значение может быть основано на уровне влажности, на котором конденсат вероятно должен формироваться в CAC.

Если условия формирования конденсата не присутствуют на 204, способ продолжается на 206, чтобы поддерживать условия эксплуатации двигателя. Поддержание условий эксплуатации двигателя может включать в себя поддержание регулятора давления наддува и CRV в закрытых положениях. Однако, если условия формирования конденсата подтверждены на 204, способ продолжается на 208, чтобы определять, является ли давление на впуске большим, чем требуется для создания давления в коллекторе (MAP), необходимого для требования крутящего момента. Более точно, на 208, контроллер может сравнивать текущее и измеренное или логически выведенное барометрическое давление (например, действующее MAP) с запрошенным MAP в качестве запрашиваемого требованием крутящего момента. MAP, необходимое для требования крутящего момента, может определяться на основании положения педали. Например, положение педали может указывать количество наддувочного воздуха, требуемого для создания требуемого крутящего момента. Количество наддувочного воздуха, в таком случае, может использоваться для определения требуемого MAP. Например, если требование крутящего момента возрастает, как указано увеличением положения педали, повышенное MAP может быть необходимым для создания требуемого крутящего момента. По существу, MAP может возрастать с повышением требования крутящего момента. Повышение запрашиваемого MAP также может приводить к повышению запрашиваемого наддува, когда давление, требуемое для создания требования крутящего момента, является большим, чем атмосферное давление. Таким образом, на 208, контролер может определять, необходим ли наддув для создания требуемого MAP, а впоследствии, требуемого крутящего момента. В одном из примеров давление на впуске может быть большим, чем требуется, чтобы создавать MAP для требования крутящего момента, когда акселератор частично нажат (например, положение педали является большим, чем 0, но меньшим, чем широко открытая педаль), и MAO является меньшим, чем атмосферное давление.

Возвращаясь на 208, если давление на впуске не является большим, чем требуется для создания MAP, необходимого для требования крутящего момента (например, требуется повышение MAP и наддува), контроллер сохраняет режим работы CRV и регулятора давления наддува на 210. Сохранение режима работы CRV и регулятора давления наддува может включать в себя поддержание CRV и регулятора давления наддува закрытыми, даже если присутствуют условия формирования конденсата. Дополнительно способ на 210 может включать в себя настройку альтернативных параметров для уменьшения формирования конденсата в CAC. Альтернативные параметры могут включать в себя закрывание заслонок облицовки радиатора транспортного средства, уменьшение скорости работы одного или более вентиляторов двигателя, уменьшение скорости работы насоса системы охлаждения CAC, усиление потока воздуха во впускной коллектор для продувки конденсата из CAC и т.д.

В качестве альтернативы, если давление на впуске является большим, чем требуется для создания MAP, необходимого для требования крутящего момента на 208, способ продолжается на 212, чтобы определять, является ли двигатель работающим в условиях установившегося режима. В одном из примеров условия установившегося режима включают в себя двигатель, работающий на автомате постоянной скорости. В еще одном примере условия установившегося режима включают в себя относительно постоянное положение педали. Например, относительно постоянное положение педали может давать в результате скорость транспортного средства, остающуюся в пределах 2 миль в час от средней скорости транспортного средства. В еще одном примере относительно постоянное положение педали может указываться изменением, менее чем на 5%, положения педали за период времени. Дополнительно, условия установившегося режима могут включать в себя положение педали, являющееся большим, чем ноль, тем самым указывая, что акселератор нажат по меньшей мере частично. Перечисленные выше условия установившегося режима могут указывать, что может не ожидаться резкое увеличение положения педали, тем самым повышение требования крутящего момента. По существу, если регулятор давления наддува открывается во время условий установившегося режима, риск запаздывания турбонагнетателя может снижаться.

Возвращаясь на 212, если двигатель не является работающим в установившемся режиме, способ продолжается на 214, чтобы открывать CRV для понижения давления на впуске и уменьшения формирования конденсата в CAC. Способ для управления CRV во время понижения давления на впуске представлен на фиг. 4. Открывание CRV вместо регулятора давления наддува может уменьшать запаздывание турбонагнетателя, если контроллер принимает повышение требования крутящего момента, требующего повышенного наддува, во время снижения давления на впуске.

В качестве альтернативы, на 212, если двигатель находится в установившемся режиме, способ продолжается на 216, чтобы открывать регулятор давления наддува для понижения давления на впуске и уменьшения формирования конденсата в CAC. Способ для управления регулятором давления наддува во время понижения давления на впуске представлен на фиг. 3. Способ на 216 также может включать в себя открывание CRV, чтобы понижать давление на впуске. В некоторых вариантах осуществления контроллер может открывать только CRV для понижения давления на впуске. В этих вариантах осуществления способ 200 может переходить с 208 прямо на 214. Несмотря на то что это может снижать риск для запаздывания турбонагнетателя, давление на впуске может снижаться медленнее при регуляторе давления наддува, остающемся закрытым.

Таким образом, регулятор давления наддува и/или CRV могут настраиваться в ответ на условия формирования конденсата в CAC, когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента. Способы для настройки регулятора давления наддува и/или CRV могут выполняться контроллером двигателя. В одном из примеров контроллер может настраивать только регулятор давления наддува в ответ на условия формирования конденсата в CAC, когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента. В еще одном примере контроллер может настраивать только CRV в ответ на условия формирования конденсата в CAC, когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента. В еще одном другом примере контроллер может настраивать оба, CRV и регулятор давления наддува, в ответ на условия формирования конденсата в CAC, когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента. Условия формирования конденсата могут включать в себя одно или более из давления на впуске, большего, чем атмосферное давление, и степени повышения давления на впуске, большей чем 1, и/или влажности, большей, чем первое пороговое значение. Кроме того, давление на впуске может измеряться между компрессором и дросселем.

Более точно, контроллер может открывать регулятор давления наддува в ответ на условия формирования конденсата в CAC, когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента, и двигатель находится в условиях установившегося режима. Условия установившегося режима могут включать в себя одно или более из работы на автомате постоянной скорости и постоянного положения педали. Кроме того, контроллер может открывать CRV, в дополнение к открыванию регулятора давления наддува, в ответ на одно или более из давления на впуске, являющегося большим, чем пороговое давление, пороговое давление является на пороговую величину большим, чем атмосферное давление, влажности, являющейся большей, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение больше, чем первое пороговое значение, и условия помпажа компрессора. После открывания регулятора давления наддува для понижения давления на впуске, контроллер может закрывать регулятор давления наддува в ответ на одно или более из снижения давления на впуске до или ниже атмосферного давления (или давления, которое может поддерживать температуру CAC выше точки росы при температуре на впуске), и/или повышения требования крутящего момента. В еще одном примере контроллер может поддерживать регулятор давления наддува закрытым и открывать клапан рециркуляции компрессора в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха, когда давление на впуске является большим, чем требуется, и двигатель не находится в условиях установившегося режима. В еще одном другом примере контроллер может поддерживать как регулятор, так и клапан рециркуляции компрессора закрытыми в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха, когда давление на впуске не является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента.

Фиг. 3 показывает способ 300 для настройки регулятора давления наддува, чтобы понижать давление на впуске и, впоследствии, уменьшать формирование конденсата в CAC. Способ 300 продолжается с 216 в способе 200. Способ начинается на 302 определением уровня или серьезности условий формирования конденсата в CAC, и/или присутствуют ли условия помпажа компрессора. Более точно, на 302, способ определяет, являются ли условия формирования конденсата большими, чем пороговое значение. Условия формирования конденсата, большие, чем пороговое значение (давление и температура на впуске ниже условия точки росы), могут включать в себя давление на впуске, являющееся большим, чем второе пороговое давление. Второе пороговое давление может быть пороговой величиной, большей, чем первое пороговое давление, или атмосферное давление. По мере того как давление на впуске повышается, также может повышаться потенциальная возможностью для формирования конденсата в CAC. Кроме того, условия формирования конденсата, большие, чем пороговое значение, могут включать в себя давление на впуске и температуру всасываемого воздуха, находящиеся ниже условий точки росы (например, состояние, в котором может формироваться конденсат). Дополнительно или в качестве альтернативы, условия формирования конденсата, большие, чем пороговое значение, могут включать в себя влажность, являющуюся большей, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение является большим, чем первое пороговое значение (в качестве введенного на 204 на фиг. 2). На этапе 302 определение, присутствуют ли условия помпажа, может включать в себя определение, является ли давление на впуске большим, чем пороговое значение помпажа, и/или определение, есть ли отпускание педали акселератора. В некоторых вариантах осуществления присутствие условий потенциально возможного помпажа может давать в результате контроллер, открывающий CRV, чтобы ослаблять или избегать помпажа компрессора.

Если ни одно из условий на 302 не удовлетворено, способ продолжается на 304, чтобы открывать регулятор давления наддува для понижения давления на впуске до атмосферного давления (например, ATM). По существу, степень повышения давления на впуске может уменьшаться до 1. На 306, контроллер определяет, возрастает ли требование крутящего момента, и/или является ли степень повышения давления на впуске по существу равным или меньшим чем 1 (например, находится ли давление на впуске на или ниже атмосферного давления). Если требование крутящего момента не возрастает (например, двигатель остается в установившемся режиме), и степень повышения давления на впуске остается выше 1, регулятор давления наддува остается открытым, и способ зацикливается обратно на 306. Однако, если удовлетворены одно или более условий на 306, способ продолжается на 308, чтобы закрывать регулятор давления наддува и прекращать понижение давления на впуске.

Возвращаясь на 302, если удовлетворены одно или более из условий на 302, способ продолжается на 310, чтобы открывать оба, регулятор давления наддува и CRV, для понижения давления на впуске до атмосферного давления (например, ATM). Открывание регулятора давления наддува и CRV вместе может понижать давление на впуске и степень повышения давления на впуске быстрее, чем просто открывание одного из регулятора давления наддува и CRV. Кроме того, открывание CRV может повышать температуру наддувочного воздуха (например, всасываемого воздуха) и, тем самым уменьшать формирование конденсата в CAC. На 312 способ включает в себя определение, возрастает ли требование крутящего момента, и/или является ли степень повышения давления на впуске по существу равным или меньшим чем 1 (например, находится ли давление на впуске на или ниже атмосферного давления). Если требование крутящего момента не возрастает (например, двигатель остается в установившемся режиме), и степень повышения давления на впуске остается выше 1, регулятор давления наддува остается открытым, и способ зацикливается на 312. Однако, если удовлетворены одно или более условий на 312, способ продолжается на 314, чтобы закрывать регулятор давления наддува. Таким образом, контроллер может закрывать регулятор давления наддува, чтобы уменьшать запаздывание турбонагнетателя, наряду с поддержанием CRV открытым для продолжения снижения давления на впуске.

На 316 контроллер определяет, является ли запрошенное MAP большим, чем давление, имеющееся в распоряжении для создания запрошенного MAP, и/или является ли степень повышения давления на впуске по существу равным или меньшим чем 1 (например, находится ли давление на впуске на или ниже атмосферного давления). Давление, имеющееся в распоряжении для создания запрошенного MAP, может быть давлением на впуске. Запрошенное MAP может быть основано на требовании или запросе крутящего момента. По существу, если запрошенное MAP является большим, чем давление на впуске, и дроссель и дополнительные исполнительные механизмы двигателя уже настроены для повышения крутящего момента, то может требоваться усиление наддува. Например, если двигатель требует повышенного давления для создания требуемого крутящего момента, может быть необходим наддув для повышения давления на впуске и подачи большей величины давления во впускной коллектор. Таким образом, способ на 316 может включать в себя определение, требуется ли наддув.

Если запрошенное MAP не является большим, чем давление на впуске, и степень повышения давления на впуске остается выше 1, CRV остается открытым на 318, и способ зацикливается обратно на 316. Однако, если удовлетворены одно или более условий на 316, способ продолжается на 320, чтобы закрывать CRV. В альтернативном варианте осуществления, CRV может оставаться открытым до тех пор, пока запрошенное MAP не является большим, чем давление на впуске, даже если степень повышения давления на впуске по существу равна 1. По существу, способ на 316 может включать в себя только определение, является ли запрошенное MAP большим, чем текущее MAP. Таким образом, давление на впуске может оставаться низким до тех пор, пока не требуется повышенный наддув, тем самым понижая вероятность формирования конденсата в CAC.

Таким образом, в ответ на давление на впуске, большее, чем первое пороговое давление, во время условий вождения, когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента, и двигатель находится в установившемся режиме, регулятор давления наддува может открываться для понижения давления на впуске. Регулятор давления наддува также может открываться в ответ на влажность, большую, чем первое пороговое значение, во время условий вождения, когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента, а двигатель находится в установившемся режиме. Кроме того, клапан рециркуляции компрессора может открываться в ответ на одно или более из давления на впуске, являющегося большим, чем второе пороговое давление, второе пороговое давление является большим, чем первое пороговое давление, влажности, являющейся большей, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение является большим, чем первое пороговое значение, и/или условия помпажа компрессора. После открывания клапана рециркуляции компрессора и регулятора давления наддува, регулятор давления наддува может закрываться в ответ на одно или более из повышения требования крутящего момента и/или снижения давления на впуске до или ниже порогового давления (например, снижения степени повышения давления на впуске до 1), а затем клапан рециркуляции компрессора может закрываться в ответ на одно или более из необходимого давления на впуске для требования крутящего момента, являющегося большим, чем давление на впуске, и/или понижения давления на впуске до или ниже порогового давления.

После открывания регулятора давления наддува для понижения давления на впуске, регулятор давления наддува может закрываться в ответ на одно или более из давления на впуске, снижающегося до или ниже порогового давления, и повышения требования крутящего момента. Кроме того, клапан рециркуляции компрессора может открываться, и регулятор давления наддува может поддерживаться закрытым, когда двигатель не находится в установившемся режиме. По существу, давление на впуске может понижаться посредством открывания клапана рециркуляции компрессора наряду с уменьшением запаздывания турбонагнетателя. В одном из примеров первое пороговое давление основано на давлении, при котором конденсат формируется в охладителе наддувочного воздуха. В еще одном примере первое пороговое давление является атмосферным давлением.

Фиг. 4 показывает способ 400 для настройки CRV, чтобы понижать давление на впуске и, впоследствии, уменьшать формирование конденсата в CAC. Способ 400 продолжается с 214 в способе 200. Способ начинается на 402 открыванием клапана рециркуляции компрессора. Давление на впуске, необходимое для требования крутящего момента, является большим, чем давление на впуске. На 404, способ включает в себя определение, является ли запрошенное MAP большим, чем текущее давление на впуске. Как обсуждено выше, запрошенное MAP может быть основано на требовании крутящего момента. Повышение требования крутящего момента может указываться увеличением положения педали. Если запрошенное MAP является большим, чем текущее давление на впуске, повышение давления на впуске может требоваться для создания запрошенного MAP. Давление на впуске может повышаться посредством эксплуатации компрессора и создания наддува. Если запрошенное MAP является большим, чем текущее давление на впуске, и требуется наддув, способ продолжается на 406, чтобы закрывать CRV. Закрывание CRV может предоставлять компрессору возможность подавать повышенный наддув во впускной коллектор в качестве запрошенного требованием крутящего момента.

Однако, если запрошенное MAP не является большим, чем давление на впуске, и наддув не требуется на 404, способ продолжается на 408, чтобы определять, является ли степень повышения давления на впуске по существу равным или меньшим чем 1 (например, является ли давление на впуске меньшим, чем или равным атмосферному или пороговому давлению, или находится ниже точки росы при данной температуре на впуске). Если степень повышения давления на впуске является по существу равной 1 или меньшей чем 1, контролер закрывает CRV на 406. В альтернативном варианте осуществления, контроллер может поддерживать CRV открытым до тех пор, пока запрошенное MAP не повышается выше текущего MAP, даже если степень повышения на впуске снижается до 1. На 408, если степень повышения давления на впуске все еще является большей чем 1, контроллер поддерживает CRV открытым на 410, и способ затем возвращается на 404.

Таким образом, в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха, во время условий вождения, когда давление перед дросселем является большим, чем требуется для создания MAP, необходимого для требования крутящего момента, контроллер двигателя может открывать клапан рециркуляции компрессора. В одном из примеров условия формирования конденсата включают в себя одно или более из давления на впуске, большего, чем атмосферное давление, и влажности, большей, чем первое пороговое значение. Влажность может быть одно или более из измеренной влажности и логически выведенной влажности всасываемого воздуха. В одном из примеров после открывания клапана рециркуляции компрессора для понижения давления на впуске, контроллер может закрывать клапан рециркуляции компрессора в ответ на запрошенное повышение давления в коллекторе выше давления на впуске. В еще одном примере после открывания клапана рециркуляции компрессора для понижения давления на впуске, контроллер может закрывать клапан рециркуляции компрессора в ответ на запрошенное повышение давления в коллекторе выше давления на впуске. Кроме того, контроллер может открывать регулятор давления наддува в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха во время условий вождения, когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента, а двигатель находится в установившемся режиме. Открывание регулятора давления наддува может способствовать снижению давления на впуске, тем самым понижая давление на впуске с большей скоростью. Контроллер, в таком случае, может закрывать регулятор давления наддува в ответ на одно или более из повышения требования крутящего момента и давления на впуске, снижающегося до атмосферного давления. Кроме того, контроллер может поддерживать клапан рециркуляции компрессора закрытым и настраивать альтернативные рабочие параметры двигателя, когда давление на впуске не является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе, необходимого для требования крутящего момента. В одном из примеров настройка альтернативных рабочих параметров двигателя может включать в себя настройку системы заслонок облицовки радиатора транспортного средства, настройку скорости работы одного или более вентиляторов двигателя и/или настройку потока воздуха во впускной коллектор. В еще одном примере контроллер может открывать клапан рециркуляции компрессора в ответ на условия помпажа компрессора.

Фиг. 5 показывает графический пример настроек регулятора давления наддува и клапана рециркуляции компрессора (CRV) на основании условий эксплуатации двигателя. Более точно, график 500 показывает изменения положения педали (PP) на графике 502, изменения требования крутящего момента на графике 504, изменения запрошенного MAP на графике 508, изменения давления на впуске на графике 512, изменения влажности на графике 516, изменения положения CRV на графике 518 и изменения положения регулятора давления наддува на графике 520. Давление на впуске может быть оцененным или измеренным давлением на выходе CAC выше по потоку от впускного дросселя. На графике 512, давление на впуске сравнивается с пороговым давлением для формирования конденсата в CAC. В этом примере, пороговое давление является атмосферным давлением 510. По существу, когда давление на впуске находится выше атмосферного давления 510, степень повышения давления на впуске может быть большей чем единица и конденсат может формироваться в CAC. Как обсуждено выше, влажность может быть измеренной или логически выведенной влажностью всасываемого воздуха. Кроме того, график 500 показывает CRV и регулятор давления наддува, настраиваемые между открытым и закрытым положениями. В альтернативном варианте осуществления, контроллер может настраивать регулятор давления наддува и/или CRV на множество положений между полностью открытым и полностью закрытым.

До момента t1 времени, положение педали (график 502), требование крутящего момента (график 504) и запрошенное MAP (график 508) могут находиться на относительно постоянных уровнях. CRV и регулятор давления наддува оба закрыты (графики 518 и 520). Давление на впуске находится около запрошенного MAP; однако давление на впуске и влажность остаются ниже своих соответственных пороговых значений для указания условий формирования конденсата (графики 512 и 516). В момент t1 времени, давление на впуске возрастает выше атмосферного давления 510 (график 512), тем временем, оставаясь большим, чем запрошенное MAP (графики 512 и 508). К тому же, в момент t1 времени, положение педали является относительно постоянным, указывая, что двигатель находится в установившемся режиме. В ответ на давление на впуске, возрастающее выше атмосферного давления 510 во время вышеприведенных условий вождения, контроллер открывает регулятор давления наддува, чтобы понижать давление на впуске (график 520). В момент t1 времени, CRV остается закрытым, поскольку условия формирования конденсата не находятся выше порогового значения (например, давление на впуске не находится выше второго порогового давления). Однако в альтернативных вариантах осуществления CRV также может открываться в момент t1 времени, чтобы повышать скорость, с которой снижается давление на впуске. В еще одном варианте осуществления, CRV может открываться в момент t1 времени вместо открывания регулятора давления наддува, по существу, регулятор давления наддува может оставаться закрытым.

В момент t2 времени давление на впуске снижается до атмосферного давления 510. В ответ контроллер закрывает регулятор давления наддува (график 520). В момент t3 времени влажность возрастает выше порогового значения 514, тем самым указывая наличие условий формирования конденсата в CAC (график 516). К тому же, в момент t3 времени положение педали уменьшается (график 502), и давление на впуске является большим, чем требуется для создания запрошенного MAP для требования крутящего момента. Таким образом, в ответ на повышение влажности выше порогового значения 514, когда давление на впуске является большим, чем необходимо для требования крутящего момента, и двигатель не находится в установившемся режиме, контроллер открывает CRV в момент t3 времени. В момент t4 времени положение педали увеличивается (график 502), тем самым повышая требование крутящего момента (график 504). Как результат, запрошенное MAP возрастает выше давления на впуске в момент t5 времени. В ответ, контроллер закрывает CRV, чтобы усиливать наддув, подаваемый в двигатель.

После закрывания CRV, давление на впуске возрастает дальше выше атмосферного давления 510. Однако, поскольку запрошенное MAP все еще является большим, чем давление на впуске, регулятор давления наддува и CRV остаются закрытыми. Между моментом t5 времени и моментом t6 времени положение педали выравнивается, и двигатель является работающим в условиях установившегося режима. В момент t6 времени давление на впуске повышается выше запрошенного MAP (графики 512 и 508). В этот момент времени давление на впуске может быть на пороговую величину 522 выше атмосферного давления 510 (например, давление на впуске является большим, чем второе пороговое давление). Как результат, контроллер открывает как CRV, так и регулятор давления наддува в момент t6 времени. Непосредственно перед моментом t7 времени положение педали увеличивается (график 502). Увеличение положения педали побуждает требование крутящего момента начинать повышение в момент t7 времени. В ответ на повышение требования крутящего момента, контроллер закрывает регулятор давления наддува; однако CRV остается открытым. Сохранение CRV открытым дольше предоставляет давлению на впуске возможность продолжать снижение наряду с уменьшением запаздывания турбонагнетателя. В момент t8 времени запрошенное MAP повышается выше давления на впуске. Как результат, контроллер закрывает CRV (график 518).

Как показано в момент t1 времени и момент t6 времени на фиг. 5, во время первого состояния, контроллер может открывать регулятор давления наддува в ответ на одно или более из давления на впуске, являющегося большим, чем первое пороговое давление, и влажности, большей чем пороговое значение. Первое состояние включает в себя те случаи, когда давление на впуске является большим, чем необходимо на основании требования крутящего момента, а двигатель находится в установившемся режиме. Кроме того, контроллер может открывать CRV в ответ на одно или более из условия помпажа компрессора и давления на впуске, являющегося большим, чем второе пороговое давление (как показано в момент t6 времени), второе пороговое давление является большим, чем первое пороговое давление.

Как показано в момент t3 времени, во время второго состояния, контроллер может открывать CRV в ответ на влажность, большую чем пороговое значение (например, пороговое значение 514, показанное на фиг. 5). В еще одном примере контроллер может открывать CRV во время второго состояния в ответ на давление на впуске, являющееся большим, чем первое пороговое давление. Как показано на фиг. 5, первое пороговое давление является атмосферным давлением. Второе состояние включает в себя те случаи, когда давление на впуске является большим, чем необходимо на основании требования крутящего момента, а двигатель не находится в установившемся режиме В еще одном варианте осуществления, второе состояние может включать в себя те случаи, когда давление на впуске является большим, чем запрашиваемое на основании требования крутящего момента. В этом варианте осуществления, CRV может открываться в момент t1 времени вместо или в дополнение к открыванию регулятора давления наддува.

Как показано в момент t5 времени, во время третьего состояния, контроллер поддерживает CRV и регулятор давления наддува закрытыми. Третье состояние включает в себя те случаи, когда давление на впуске находится на или ниже запрошенного уровня, запрошенный уровень основан на требовании крутящего момента. В момент t5 времени регулятор давления наддува и CRV остаются закрытыми, даже если давление на впуске является большим, чем атмосферное давление.

Таким образом, открывание одного или более из клапана рециркуляции компрессора (CRV) и/или регулятора давления наддува в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха (CAC) может понижать давление на впуске, тем самым снижая потенциальную возможность для формирования конденсата в CAC. В одном из примеров условия формирования конденсата могут включать в себя давление на впуске, являющееся большим, чем пороговое давление. Пороговое давление может быть атмосферным давлением. Подобным образом, условия формирования конденсата также могут определяться по степени повышения давления на впуске, являющейся большей чем 1, степень повышения давления на впуске является отношением между давлением на впуске и атмосферным давлением. В еще одном примере условия формирования конденсата могут включать в себя влажность, являющуюся большей, чем пороговое значение для формирования конденсата.

Более точно, контроллер может открывать регулятор давления наддува и/или CRV в ответ на одно или более из условий формирования конденсата во время условий вождения, когда давление на впуске является большим, чем требуется для создания давления в коллекторе (MAP), необходимого для требования крутящего момента. В одном из примеров контроллер может открывать только регулятор давления наддува, когда двигатель находится в установившемся режиме, а условия формирования конденсата находятся ниже порогового значения. В еще одном примере контроллер может открывать только CRV, когда двигатель не находится в установившемся режиме. В еще одном другом примере контроллер может открывать как CRV, так и регулятор давления наддува, когда двигатель находится в установившемся режиме, а условия формирования конденсата являются большими, чем пороговое значение. Пороговое значение условий формирования конденсата может быть основано на уровнях давления и/или влажности на впуске, которые указывают повышенное формирование конденсата. После открывания одного или более из регулятора давления наддува и/или CRV, контроллер может закрывать клапаны, когда требование крутящего момента возрастает и/или когда давление на впуске понизилось до атмосферного давления. Настройка CRV и регулятора давления наддува таким образом может понижать давление на впуске, когда более высокое давление в коллекторе не требуется двигателем. По существу, формирование конденсата в CAC может уменьшаться, тем самым снижая потенциальную возможность для пропусков зажигания и/или нестабильного сгорания в двигателе.

Отметим, что примерные процедуры управления, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машиночитаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.

Будет принято во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Кроме того, одна или более различных конфигураций системы могут использоваться в комбинации с одной или более описанных диагностических процедур. Объект патентования настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом. Способ уменьшения конденсата в охладителе (80) наддувочного воздуха в системе двигателя (10) заключается в том, что во время работы двигателя настраивают регулятор (26) давления наддува в обходном пути вокруг турбины (62), расположенной в выпускном канале (48) двигателя. Регулятор (26) настраивают в ответ на условия формирования конденсата в охладителе (80) наддувочного воздуха, когда давление воздуха на впуске, измеренное выше по потоку от дросселя (21) и ниже по потоку от охладителя (80) наддувочного воздуха во впускном канале (42) двигателя, больше, чем требуемый уровень. Требуемый уровень основан на требовании крутящего момента двигателя (10). Раскрыты варианты способа уменьшения конденсата в охладителе наддувочного воздуха в системе двигателя. Технический результат заключается в предотвращении наращивания давления на впуске перед дросселем и в предотвращении формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ уменьшения конденсата в охладителе наддувочного воздуха в системе двигателя, состоящий в том, что:

во время работы двигателя настраивают регулятор давления наддува в обходном пути вокруг турбины, расположенной в выпускном канале двигателя, в ответ на условия формирования конденсата в охладителе наддувочного воздуха, когда давление воздуха на впуске, измеренное выше по потоку от дросселя и ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха во впускном канале двигателя, больше, чем требуемый уровень, причем упомянутый требуемый уровень основан на требовании крутящего момента двигателя.

2. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что открывают регулятор давления наддува в ответ на упомянутые условия формирования конденсата, когда давление на впуске больше, чем требуемый уровень, а двигатель находится в условиях установившегося режима, причем упомянутые условия установившегося режима включают в себя по меньшей мере одно из: когда требование крутящего момента двигателя не возрастает и когда двигатель работает при относительно постоянном положении педали, которое больше нуля и которое поддерживает скорость транспортного средства в пределах порогового значения скорости для средней скорости, и при этом упомянутый требуемый уровень основан на количестве наддувочного воздуха, требуемом для создания требования крутящего момента двигателя, и давлении во впускном коллекторе двигателя, требуемом для создания упомянутого количества наддувочного воздуха.

3. Способ по п. 2, в котором условия установившегося режима включают в себя по меньшей мере одно из работы автомата постоянной скорости и постоянного положения педали, и при этом дроссель и охладитель наддувочного воздуха расположены во впускном канале двигателя выше по потоку от цилиндров двигателя.

4. Способ по п. 2, в котором условия формирования конденсата включают в себя по меньшей мере одно из давления на впуске, большего, чем атмосферное давление, и влажности, большей, чем первое пороговое значение.

5. Способ по п. 4, дополнительно состоящий в том, что открывают клапан рециркуляции компрессора, расположенный в обходном пути вокруг компрессора, расположенного во впускном канале двигателя, где компрессор по меньшей мере частично приводится в действие турбиной, в дополнение к открыванию регулятора давления наддува в ответ на по меньшей мере одно из давления на впуске, являющегося большим, чем пороговое давление, пороговое давление на пороговую величину больше, чем атмосферное давление, влажности, являющейся большей, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение больше, чем первое пороговое значение, и условия помпажа компрессора.

6. Способ по п. 2, дополнительно состоящий в том, что закрывают регулятор давления наддува в ответ на по меньшей мере одно из давления на впуске, снижающегося до или ниже атмосферного давления, и повышения требования крутящего момента.

7. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что закрывают регулятор давления наддува и открывают клапан рециркуляции компрессора, расположенный в обходном пути вокруг компрессора, расположенного во впускном канале двигателя, где компрессор по меньшей мере частично приводится в действие турбиной, в ответ на условия формирования конденсата, когда давление на впуске больше, чем требуемый уровень, и двигатель не находится в условиях установившегося режима.

8. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что закрывают регулятор давления наддува в ответ на условия формирования конденсата, когда давление на впуске не больше, чем требуемый уровень, при этом упомянутый требуемый уровень является давлением во впускном коллекторе двигателя, которое создает количество наддувочного воздуха, которое создает требование крутящего момента двигателя.

9. Способ уменьшения конденсата в охладителе наддувочного воздуха в системе двигателя, состоящий в том, что:

во время работы двигателя в ответ на давление на впуске, измеренное между охладителем наддувочного воздуха и впускным дросселем во впускном канале двигателя, большее, чем первое пороговое давление, во время условий вождения, когда давление на впуске больше, чем требуемый уровень, причем упомянутый требуемый уровень основан на требовании крутящего момента, и двигатель находится в установившемся режиме, когда требование крутящего момента не возрастает, открывают регулятор давления наддува в обходном пути вокруг турбины в выпускном канале двигателя для понижения давления на впуске.

10. Способ по п. 9, дополнительно состоящий в том, что открывают регулятор давления наддува в ответ на влажность, большую, чем первое пороговое значение, во время условий вождения, когда давление на впуске больше, чем требуемый уровень, а двигатель находится в установившемся режиме.

11. Способ по п. 10, дополнительно состоящий в том, что открывают клапан рециркуляции компрессора, расположенный в обходном пути вокруг компрессора, расположенного во впускном канале двигателя, где компрессор по меньшей мере частично приводится в действие турбиной, в ответ на по меньшей мере одно из давления на впуске, являющегося большим, чем второе пороговое давление, второе пороговое давление является большим, чем первое пороговое давление, влажности, являющейся большей, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение является большим, чем первое пороговое значение, и условия помпажа компрессора.

12. Способ по п. 11, дополнительно состоящий в том, что закрывают регулятор давления наддува в ответ на по меньшей мере одно из повышения требования крутящего момента и снижения давления на впуске до или ниже первого порогового давления, а затем закрывают клапан рециркуляции компрессора в ответ на по меньшей мере одно из требуемого уровня давления на впуске, являющегося большим, чем давление на впуске, и снижения давления на впуске до или ниже второго порогового давления.

13. Способ по п. 9, дополнительно состоящий в том, что после того, как открывают регулятор давления наддува для понижения давления на впуске, закрывают регулятор давления наддува в ответ на по меньшей мере одно из давления на впуске, снижающегося до или ниже первого порогового давления, и повышения требования крутящего момента.

14. Способ по п. 9, дополнительно состоящий в том, что открывают клапан рециркуляции компрессора, расположенный в обходном пути вокруг компрессора, расположенного во впускном канале двигателя, где компрессор по меньшей мере частично приводится в действие турбиной, и закрывают регулятор давления наддува, когда двигатель не находится в установившемся режиме и требование крутящего момента возрастает.

15. Способ по п. 9, в котором первое пороговое давление основано на давлении, при котором в охладителе наддувочного воздуха формируется конденсат.

16. Способ по п. 15, в котором первое пороговое давление является атмосферным давлением.

17. Способ уменьшения конденсата в охладителе наддувочного воздуха в системе двигателя, состоящий в том, что:

во время первого состояния двигателя, открывают регулятор давления наддува, расположенный в обходном пути вокруг турбины турбонагнетателя, расположенной в выпускном канале двигателя, и поддерживают положение клапана рециркуляции компрессора, расположенного в обходном пути вокруг компрессора турбонагнетателя, расположенного во впускном канале двигателя выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха, в ответ на по меньшей мере одно из давления на впуске, измеренного между охладителем наддувочного воздуха и впускным дросселем во впускном канале двигателя, являющегося большим, чем первое пороговое давление, и влажности выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха, большей, чем пороговое значение; и

во время второго состояния двигателя, открывают клапан рециркуляции компрессора и закрывают регулятор давления наддува в ответ на по меньшей мере одно из давления на впуске, являющегося большим, чем первое пороговое давление, и влажности, большей, чем пороговое значение.

18. Способ по п. 17, в котором упомянутое первое состояние включает в себя те случаи, когда давление на впуске больше, чем требуемый уровень, требуемый на основании требования крутящего момента, а двигатель находится в установившемся режиме, причем упомянутый установившийся режим включает в себя по меньшей мере одно из: когда требование крутящего момента двигателя не возрастает и когда двигатель работает при относительно постоянном положении педали, которое больше нуля и которое поддерживает скорость транспортного средства в пределах порогового значения скорости для средней скорости.

19. Способ по п. 18, дополнительно состоящий в том, что открывают клапан рециркуляции компрессора в ответ на по меньшей мере одно из условия помпажа компрессора и давления на впуске, являющегося большим, чем второе пороговое давление, второе пороговое давление является большим, чем первое пороговое давление.

20. Способ по п. 17, в котором упомянутое второе состояние включает в себя те случаи, когда давление на впуске является большим, чем требуемый уровень, причем упомянутый требуемый уровень основан на требовании крутящего момента, а двигатель не находится в установившемся режиме.