Способ оценки влажности окружающей среды (варианты)
Предложены способы для оценки значения влажности окружающей среды, используемого для определения образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха. Значение влажности окружающей среды определяют по пороговым значениям эффективности охладителя наддувочного воздуха и скорости работы стеклоочистителя. Значение влажности используют для расчета количества конденсата в охладителе наддувочного воздуха и управления системами двигателя для уменьшения образования конденсата и пропусков зажигания в двигателе. Техническим результатом является повышение точности отслеживания уровня конденсата. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системам и способам для оценки влажности окружающей среды с использованием эффективности охладителя наддувочного воздуха, расположенного в системе двигателя.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Двигатели с турбонаддувом могут использовать охладитель наддувочного воздуха (САС) для охлаждения сжатого воздуха из турбонагнетателя перед тем, как сжатый воздух поступает в двигатель. Конденсат может формироваться в САС, в зависимости от величины охлаждения и влажности всасываемого воздуха, в особенности во время влажных или дождливых погодных условий, так как всасываемый воздух охлаждается ниже температуры конденсации воды. Когда всасываемый воздух включает в себя подвергнутые рециркуляции выхлопные газы, конденсат может становиться кислотным и подвергать коррозии корпус САС. Коррозия может приводить к утечкам между зарядом воздуха, атмосферой и возможно хладагентом в случае водно-воздушных охладителей. Конденсат может накапливаться в САС, а затем, втягиваться в двигатель за раз в течение промежутков времени повышенного массового расхода воздуха, увеличивая вероятность пропусков зажигания в двигателе.
Другие попытки принять меры в ответ на образование конденсата включают в себя ограничение всасываемого воздуха через САС или ограничения потока охлаждающего окружающего воздуха в САС. Один из примерных подходов показан Крейгом и другими в US 6 408 831. В нем, температура всасываемого воздуха управляется системой ограничения потока окружающего воздуха и системой ограничения потока всасываемого воздуха. Охладитель определяет положение этих ограничительных устройств в ответ на температуру окружающей среды, а также температуру и влажность атмосферы.
Однако авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у таких систем. Более точно, вышеприведенные системы управления в ответ на температуру и влажность окружающего воздуха могут уменьшать конденсат в некоторых ситуациях; однако, эти переменные могут не точно отслеживать уровень конденсата в САС. Дополнительно, не все транспортные средства могут быть оборудованы датчиками влажности. Таким образом, системы управления, как описано выше, могут регулироваться с использованием других переменных, которые могут не точно оценивать образование конденсата САС. Поэтому, образование конденсата и пропуски зажигания в двигателе могут не снижаться в достаточной мере.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из примеров, проблемы, описанные выше, могут быть преодолены способом оценки влажности окружающей среды, включающий в себя этапы, на которых:
регулируют рабочий параметр в ответ на оцененное количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха, и
определяют оцененное количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха на основании каждого из влажности окружающей среды, температуры окружающей среды, температуры на выпуске охладителя наддувочного воздуха, давления в охладителе наддувочного воздуха и массового расхода воздуха через охладитель наддувочного воздуха, причем влажность окружающей среды определена на основании значения эффективности охладителя наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, в котором значение эффективности охладителя наддувочного воздуха определяют на основании температуры на впуске и выпуске охладителя наддувочного воздуха, когда скорость транспортного средства находится выше пороговой скорости движения.
В одном из вариантов предложен способ, в котором влажность окружающей среды оценивают верхним значением влажности, когда значение эффективности охладителя наддувочного воздуха больше, чем пороговое значение, и нижним значением влажности, когда значение эффективности охладителя наддувочного воздуха меньше, чем пороговое значение.
В одном из вариантов предложен способ, в котором влажность окружающей среды оценивают верхним значением влажности, когда скорость работы стеклоочистителя находится выше пороговой скорости работы.
В одном из вариантов предложен способ, в котором верхним значением влажности является по существу 100%, а нижнее значение влажности меньше, чем верхнее значение влажности.
В одном из вариантов предложен способ, в котором рабочий параметр регулируют в ответ на оцененное количество конденсата, большее чем пороговый уровень.
В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка рабочего параметра включает в себя этап, на котором регулируют одно или более из системы заслонок облицовки радиатора, электрического вентилятора и потока воздуха через охладитель наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, в котором поток воздуха через охладитель наддувочного воздуха регулируют посредством одного или более из того, что увеличивают открывание впускного дросселя, регулируют клапан охладителя наддувочного воздуха переменного объема и осуществляют переключение с понижением передачи трансмиссии.
В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка рабочего параметра включает в себя этап, на котором инициируют продувку конденсата охладителя наддувочного воздуха в ответ на оцененное количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха, причем инициирование продувки конденсата включает в себя этап, на котором увеличивают воздушный поток через охладитель наддувочного воздуха для извлечения конденсата изнутри охладителя наддувочного воздуха в двигатель.
В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка рабочего параметра включает в себя этап, на котором управляют операциями переключения с понижением передачи трансмиссии для уменьшения пропусков зажигания в двигателе в ответ на оцененное количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, в котором величину эффективности охладителя наддувочного воздуха оценивают на основании скорости работы стеклоочистителя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором скорость работы стеклоочистителя дополнительно коррелируют со значением эффективности охладителя наддувочного воздуха, при этом пороговое значение скорости работы стеклоочистителя используют для оценки значения влажности для расчета количества конденсата в охладителе наддувочного воздуха и последующего управления рабочим параметром.
В одном из дополнительных аспектов предложен способ оценки влажности окружающей среды, включающий в себя этапы, на которых:
при первом условии, когда значение эффективности охладителя наддувочного воздуха больше, чем пороговое значение, устанавливают состояние высокой влажности, определяют уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха на основании каждого из состояния высокой влажности, температуры окружающей среды, температуры на выпуске охладителя наддувочного воздуха, давления в охладителе наддувочного воздуха и массового расхода воздуха через охладитель наддувочного воздуха и регулируют рабочие параметры двигателя в ответ на определяемый уровень конденсата; и
при втором условии, когда значение эффективности охладителя наддувочного воздуха меньше, чем пороговое значение, устанавливают состояние низкой влажности, определяют уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха на основании каждого из состояния низкой влажности, температуры окружающей среды, температуры на выпуске охладителя наддувочного воздуха, давления в охладителе наддувочного воздуха и массового расхода воздуха через охладитель наддувочного воздуха, и регулируют рабочие параметры двигателя в ответ на определяемый уровень конденсата, причем уровень конденсата представляет собой количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, в котором состояние высокой влажности составляет 100%, а состояние низкой влажности меньше, чем 100%.
В одном из вариантов предложен способ, в котором рабочие параметры двигателя включают в себя одно или более из системы заслонок облицовки радиатора, электрического вентилятора, охладителя наддувочного воздуха переменного объема, операции продувки охладителя наддувочного воздуха, открывания дросселя для управления расходом воздуха и операций переключения с понижением передачи.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором в ответ на скорость работы стеклоочистителя выше порогового значения, подтверждают состояние высокой влажности.
В одном из вариантов предложен способ, в котором значение эффективности охладителя наддувочного воздуха оценивают на основании скорости транспортного средства в пределах диапазона пороговых значений и одного из температуры на впуске и выпуске охладителя наддувочного воздуха и скорости работы стеклоочистителя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором значение эффективности охладителя наддувочного воздуха возрастает с понижением температуры на выпуске охладителя наддувочного воздуха и повышением скорости работы стеклоочистителя.
В одном из еще дополнительных аспектов предложен способ оценки влажности окружающей среды, включающий в себя этапы, на которых:
определяют оцененное количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха на основании каждого из влажности окружающей среды, температуры окружающей среды, температуры на выпуске охладителя наддувочного воздуха, давления в охладителе наддувочного воздуха и массового расхода воздуха через охладитель наддувочного воздуха, и
регулируют рабочее состояние в ответ на оцененное количество конденсата, причем влажность окружающей среды определяют на основании значения эффективности охладителя наддувочного воздуха и состоянии стеклоочистителя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка включает в себя этап, на котором уменьшают образование конденсата посредством одного или более из того, что уменьшают открывание системы заслонок облицовки радиатора, снижают скорость вращения электрического вентилятора, инициируют процедуры продувки, управляют операциями переключения с понижением передачи, и управляют массовым расходом воздуха степенью открывания дросселя, при этом определяемая влажность окружающей среды увеличивается по мере того, как повышается значение эффективности охладителя наддувочного воздуха и скорость работы стеклоочистителя.
Таким образом, более точный уровень конденсата в САС может определяться и использоваться для управления другими системами двигателя, чтобы уменьшать образование конденсата и пропуски зажигания в двигателе.
В качестве одного из примеров, в ответ на уровень конденсата в CAC, могут регулироваться рабочие параметры двигателя. Регулировка рабочих параметров двигателя может включать в себя регулировку системы заслонок облицовки радиатора, электрического вентилятора и потока воздуха через CAC. Поток воздуха через CAC может регулироваться посредством увеличения открывания впускного дросселя, регулировки клапана CAC с переменным объемом и/или переключения с понижением передачи трансмиссии. Количество конденсата в CAC также может использоваться для инициации операций продувки конденсата CAC и управления операциями переключения с понижением передачи трансмиссии, чтобы уменьшать пропуски зажигания в двигателе. Уровень конденсата в CAC может быть основан на влажности окружающей среды, которая может определяться по эффективности CAC. В одном из примеров, когда эффективность CAC больше, чем пороговое значение, может устанавливаться более высокое значение влажности, подразумевая наличие дождя. В еще одном примере, когда эффективность CAC меньше, чем пороговое значение, может устанавливаться более низкое значение влажности. Верхнее значение влажности по существу может иметь значение 100% наряду с тем, что нижнее значение влажности может быть меньшим, чем верхнее значение влажности. Эффективность CAC может быть основана на температуре на впуске и выпуске CAC, такой как когда скорость транспортного средства больше, чем пороговое значение, чтобы обеспечивать достаточный поток через CAC. Дополнительно, значение влажности может оцениваться верхним значением влажности, когда скорость работы переднего стеклоочистителя находится выше пороговой скорости работы.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - схематичное изображение примерной системы двигателя, включающей в себя охладитель наддувочного воздуха.
Фиг. 2 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ определения уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
Фиг. 3 представляет способ оценки значения влажности, используемого в модели конденсации.
Фиг. 4 показывает примерные регулировки исполнительных механизмов двигателя в ответ на уровни конденсата на основании значения влажности, логически выведенного из эффективности CAC и скорости работы стеклоочистителя.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Последующее описание относится к системам и способам для оценки влажности окружающей среды с использованием эффективности охладителя наддувочного воздуха (CAC), расположенного в системе двигателя, такой как система по фиг. 1. Значения влажности окружающей среды могут использоваться в модели конденсации, показанной на фиг. 2, для определения образования конденсата в CAC. Информация об образовании конденсата затем может использоваться для регулировки исполнительных механизмов двигателя и инициации процедур управления двигателем, чтобы уменьшать образование конденсата и пропуски зажигания в двигателе. Модель конденсации может модифицироваться способом определения более точного значения влажности, таким как способ на фиг. 3. Скорость работы переднего стеклоочистителя может использоваться для подтверждения высоких значений влажности и вынесения суждения о наличии дождя. Фиг. 4 представляет примерные регулировки исполнительных механизмов двигателя в ответ на образование конденсата на основании значения влажности, логически выведенного из эффективности CAC и скорости работы стеклоочистителя.
Фиг. 1 показывает примерный вариант осуществления системы 100 двигателя в моторном транспортном средстве 102, проиллюстрированном схематично. Система 100 двигателя может быть включена в транспортное средство, такое как дорожное транспортное средство, в числе других транспортных средств. Несмотря на то, что примерные применения системы 100 двигателя будут описаны со ссылкой на транспортное средство, должно быть принято во внимание, что могут использоваться различные типы двигателей и силовых установок транспортного средства, включая легковые автомобили, грузовики и т.д.
В изображенном варианте осуществления, двигатель является двигателем с наддувом, присоединенным к турбонагнетателю 13, включающему в себя компрессор, приводимый в движение турбиной 16. Более точно, свежий воздух вводится по впускному каналу 42 в двигатель 10 через воздушный фильтр 11 и втекает в компрессор 14. Компрессор может быть пригодным компрессором всасываемого воздуха, таким как компрессор нагнетателя с приводом от электродвигателя или с приводом от ведущего вала. В системе 100 двигателя, компрессор показан в качестве компрессора турбонагнетателя, механически присоединенного к турбине 16 через вал 19, турбина 16 приводится в движение расширяющимися выхлопными газами двигателя. В одном из вариантов осуществления, компрессор и турбина могут быть соединены в пределах двухспирального турбонагнетателя. В еще одном варианте осуществления, турбонагнетатель может быть турбонагнетателем с изменяемой геометрией (VGT), где геометрия турбины активно меняется в зависимости от скорости вращения двигателя и других условий работы.
Как показано на фиг. 1, компрессор 14 присоединен через охладитель 18 наддувочного воздуха (CAC) к дроссельному клапану 20. CAC, например, может быть теплообменником из воздуха в воздух или из воздуха в воду. Дроссельный клапан 20 присоединен к впускному коллектору 22 двигателя. Из компрессора, горячий сжатый воздух поступает на впуск CAC 18, остывает, по мере того, как он проходит через CAC, а затем, выходит, чтобы проходить через дроссельный клапан во впускной коллектор. Поток 116 окружающего воздуха извне транспортного средства может поступать в двигатель 10 через облицовку 112 радиатора в передней части 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. Когда наддувочный воздух включает в себя подвергнутые рециркуляции выхлопные газы, конденсат может становиться кислотным и подвергать коррозии корпус CAC. Коррозия может приводить к утечкам между зарядом воздуха, атмосферой и возможно хладагентом в случае водно-воздушных охладителей. Дополнительно, конденсат может накапливаться на дне CAC, а затем, втягиваться в двигатель за раз во время разгона (или нажатия педали акселератора), увеличивая вероятность пропусков зажигания в двигателе. Таким образом, как конкретизировано в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 2-4, образование конденсата в CAC может рассчитываться и использоваться для регулировки других компонентов системы двигателя, чтобы бороться с образованием конденсата и снижать вероятность пропусков зажигания в двигателе.
CAC 18 также может быть CAC переменного объема. В этом случае, CAC 18 может включать в себя клапан для избирательной модуляции количества и скорости потока всасываемого воздуха, проходящего через охладитель 18 наддувочного воздуха, в ответ на образование конденсата внутри охладителя наддувочного воздуха, а также условия нагрузки двигателя. Посредством регулировки клапана, поток воздуха через разные секции CAC может увеличиваться, продувая конденсат из таких секций CAC. Поток воздуха через CAC дополнительно может увеличиваться посредством увеличения открывания дроссельного клапана 20.
Различные процедуры продувки могут быть реализованы для удаления конденсата из CAC. Посредством увеличения потока воздуха через CAC, конденсат может выметаться изнутри CAC и в двигатель. CAC может автоматически продуваться в условиях движения транспортного средства, которые увеличивают массовый расход воздуха и поток воздуха через CAC, таких как нажатие педали акселератора. Переключение с понижением передачи трансмиссии также может увеличивать поток воздуха (дополнительно описано ниже со ссылкой на систему 150 трансмиссии). При событии замедления, конденсат может продуваться из CAC увеличением потока воздуха посредством открывания дросселя и/или переключения с понижением передачи трансмиссии. Посредством переключения с понижением передачи трансмиссии при событии замедления, скорость вращения двигателя может увеличиваться, усиливая поток воздуха. Таким образом, конденсат может продуваться из CAC при событии замедления, уменьшая вероятность пропусков зажигания в двигателе. В еще одном примере, конденсат может продуваться из CAC с использованием периодического проактивного цикла очистки от конденсата. Цикл очистки может выполняться в ответ на уровень конденсата в CAC и другие системные переменные. Во время цикла очистки, поток воздуха через CAC может усиливаться для продувки конденсата наряду с тем, что исполнительные механизмы двигателя регулируются для поддержания крутящего момента и улучшения рабочих характеристик двигателя.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, давление воздушного заряда внутри впускного коллектора считывается датчиком 24 давления воздуха в коллекторе (MAP), а давление наддува считывается датчиком 124 давления наддува. Перепускной клапан компрессора (не показан) может быть присоединен последовательно между впуском и выпуском компрессора 14. Перепускной клапан компрессора может быть нормально закрытым клапаном, выполненным с возможностью открывания в выбранных условиях работы, чтобы сбрасывать избыточное давление наддува. Например, перепускной клапан компрессора может открываться в условиях замедления скорости вращения двигателя для предотвращения помпажа компрессора.
Впускной коллектор 22 присоединен к ряду камер 31 сгорания через ряд впускных клапанов (не показаны). Каждая камера сгорания двигателя 10 может включать в себя стенки камеры сгорания с поршнем (не показан), расположенными в них. Поршни могут быть присоединены к коленчатому валу 140, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему 150 трансмиссии. Система 150 трансмиссии может включать в себя автоматическую трансмиссию с многочисленными фиксированными передачами, имеющую множество дискретных передаточных отношений, муфт и т.д. В одном из примеров, трансмиссия может иметь только 8 дискретных передач переднего хода и 1 передачу заднего хода. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.
Крутящий момент на выпуске двигателя может передаваться на гидротрансформатор (не показан), чтобы приводить в движение систему 150 автоматической трансмиссии. Кроме того, одна или более муфт могут приводиться в зацепление, в том числе, муфта 154 переднего хода, для приведения в движение автомобиля. В одном из примеров, гидротрансформатор может указываться ссылкой как компонент системы 150 трансмиссии. Кроме того, система 150 трансмиссии может включать в себя множество передаточных муфт 152, которые могут приводиться в зацепление по необходимости, чтобы активировать множество постоянных передаточных отношений трансмиссии. Более точно, посредством регулировки включения множества передаточных муфт 152, трансмиссия может переключаться между более высокой передачей (то есть, передачей с более низким передаточным отношением) и более низкой передачей (то есть, передачей с более высоким передаточным отношением). По существу, разность передаточных отношений вводит в действие более низкое умножение крутящего момента на трансмиссии, когда на более высокой передаче, наряду с предоставлением возможности более высокого умножения крутящего момента на трансмиссии, когда на более низкой передаче. Транспортное средство может обладать шестью имеющимися в распоряжении передачами, где передача трансмиссии шесть (шестая передача трансмиссии) является высшей имеющейся в распоряжении передачей, а передача трансмиссии один (первая передача трансмиссии) является низшей имеющейся в распоряжении передачей. В других вариантах осуществления, транспортное средство может иметь больше или меньше, чем шесть имеющихся в распоряжении передач.
Контроллер может менять передачу трансмиссии (например, переключать с повышением или переключать с понижением передачу трансмиссии), чтобы регулировать величину крутящего момента, передаваемого через трансмиссию и гидротрансформатор на колеса 156 транспортного средства (то есть, крутящий момент на выпускном валу двигателя). По мере того, как транспортное средство осуществляет переключение с понижением передачи трансмиссии, скорость вращения двигателя возрастает. Это, наряду с сопутствующим открыванием дросселя, увеличивает массовый расход воздуха (например, массовый поток воздуха или массовый расход воздуха) через двигатель. По существу, на более низких передачах, массовый расход воздуха возрастает. Массовый расход воздуха может дополнительно увеличиваться во время многочисленных переключений с понижением передачи. Контроллер может измерять массовый расход воздуха по датчику 120 массового расхода воздуха (MAF), который может почти соответствовать потоку воздуха через охладитель наддувочного воздуха. По существу, возрастает массовый расход воздуха, поток воздуха через CAC усиливается. Контроллер затем может использовать эту информацию для управления другими компонентами и процессами двигателя, такими как переключение передачи.
Камеры 31 сгорания, кроме того, присоединены к выпускному коллектору 36 через ряд выпускных клапанов (не показаны). В изображенном варианте осуществления, показан одиночный выпускной коллектор 36. Однако в других вариантах осуществления, выпускной коллектор может включать в себя множество секций выпускного коллектора. Конфигурации, имеющие множество секций выпускного коллектора могут давать выходящему потоку из разных камер сгорания возможность направляться в разные местоположения в системе двигателя. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 36 выше по потоку от турбины 16. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.
Как показано на фиг. 1, выхлопные газы из одной или более секций выпускного коллектора направляются в турбину 16, чтобы приводить в движение турбину. Когда требуется уменьшенный крутящий момент турбины, некоторое количество выхлопных газов взамен может направляться через регулятор давления наддува (не показан), обходя турбину. Объединенный поток из турбины и регулятора давления наддува затем протекает через устройство 70 снижения токсичности выхлопных газов. Вообще, одно или более устройств 70 снижения токсичности выхлопных газов могут включать в себя один или более каталитических нейтрализаторов последующей очистки выхлопных газов, выполненных с возможностью каталитически очищать поток выхлопных газов, тем самым, снижать количество одного или более веществ в потоке выхлопных газов.
Все или часть очищенных выхлопных газов из устройства 70 снижения токсичности выхлопных газов могут выбрасываться в атмосферу через выхлопную трубу 35. В зависимости от условий работы, однако, некоторая часть выхлопных газов может взамен отводиться в канал 51 EGR через охладитель 50 EGR и клапан 52 EGR на впуск компрессора 14. Таким образом, компрессор выполнен с возможностью допускать выхлопные газы, отведенные ниже по потоку от турбины 16. Клапан EGR может открываться, чтобы допускать регулируемое количество охлажденных выхлопных газов на впуск компрессора для требуемых рабочих характеристик сгорания и снижения токсичности выхлопных газов. Таким образом, система 100 двигателя выполнена с возможностью выдачи внешнего EGR низкого давления (LP). Вращение компрессора, в дополнение к относительно длинному пути протекания EGR LP в системе 100 двигателя, обеспечивает превосходную гомогенизацию выхлопных газов в заряде всасываемого воздуха. Кроме того, расположение точек отбора и смешивания EGR обеспечивает эффективное охлаждение выхлопных газов для повышенной имеющейся в распоряжении массы EGR и улучшенных рабочих характеристик.
Моторное транспортное средство 102 дополнительно включает в себя систему 104 охлаждения, которая осуществляет циркуляцию хладагента через двигатель 10 внутреннего сгорания, чтобы поглощать потерянное тепло, и распределяет нагретый хладагент по радиатору 80 и/или сердцевине 90 обогревателя посредством магистралей 82 и 84 хладагента, соответственно. В частности, фиг. 1 показывает систему 104 охлаждения, присоединенную к двигателю 10 и осуществляющую циркуляцию хладагента двигателя из двигателя 10 в радиатор 80 через водяной насос 86 с приводом от двигателя и обратно в двигатель 10 через магистраль 82 хладагента. Водяной насос 86 с приводом от двигателя может быть присоединен к двигателю через привод 88 вспомогательных устройств передней части (FEAD) и вращаться пропорционально скорости вращения двигателя посредством ремня, цепи и т.д. Более точно, водяной насос 86 с приводом от двигателя осуществляет циркуляцию хладагента через каналы в блоке цилиндров, головке блока цилиндров двигателя и т.д., для поглощения тепла двигателя, которое затем переносится через радиатор 80 в окружающий воздух. В примере, где водяной насос 86 с приводом от двигателя является центробежным насосом, создаваемое давление (и результирующий поток) может быть пропорциональным скорости вращения коленчатого вала, которая, в примере по фиг. 1, прямо пропорциональна скорости вращения двигателя. В еще одном примере, может использоваться насос с приводом от электродвигателя, который может регулироваться независимо от вращения двигателя. Температура хладагента может стабилизироваться управляемым термостатом клапаном 38, расположенным в магистрали 82 охлаждения, который может удерживаться закрытым до тех пор, пока хладагент не достигает пороговой температуры.
Система 100 двигателя может включать в себя электрический вентилятор 92 для направления потока охлаждающего воздуха по направлению в CAC 18, систему 104 охлаждения двигателя или другие компоненты системы двигателя. В некоторых вариантах осуществления, электрический вентилятор 92 может быть охлаждающим вентилятором двигателя. Охлаждающий вентилятор двигателя может быть присоединен к радиатору 80, чтобы поддерживать поток воздуха через радиатор 80, когда моторное транспортное средство 102 медленно движется или останавливается, в то время как работает двигатель. Скорость работы или направление вентилятора могут управляться контроллером 12. В одном из примеров, охлаждающий вентилятор двигателя также может направлять поток охлаждающего воздуха в направлении CAC 18. В качестве альтернативы, электрический вентилятор 92 может быть присоединен к системе привода вспомогательных устройств двигателя, приводимых в движение коленчатым валом двигателя. В других вариантах осуществления, электрический вентилятор 92 может действовать в качестве выделенного вентилятора CAC. В этом варианте осуществления, электрический вентилятор может быть присоединен к CAC или расположен в местоположении, чтобы направлять поток воздуха непосредственно в направлении CAC. В еще одном другом варианте осуществления, может быть два или более электрических вентилятора. Например, один может быть присоединен к радиатору (как показано) для охлаждения двигателя, наряду с тем, что другой может быть присоединен где-нибудь еще, чтобы направлять охлаждающий воздух непосредственно в направлении CAC. В этом примере, два или более электрических вентиляторов могут управляться порознь (например, с разными частотами вращения), чтобы обеспечивать охлаждение для своих соответствующих компонентов.
Хладагент может течь через магистраль 84 хладагента, как описано выше, и/или через магистраль 84 хладагента в сердцевину 90 обогревателя, где тепло может передаваться в пассажирское отделение 106, и хладагент течет назад в двигатель 10. В некоторых примерах, водяной насос 86 с приводом от двигателя может действовать для осуществления циркуляции хладагента через обе магистрали 82 и 84 хладагента.
Фиг. 1 дополнительно показывает систему 28 управления. Система 28 управления может быть функционально присоединена к различным компонентам системы 100 двигателя, чтобы выполнять управляющие процедуры и действия, описанные в материалах настоящего описания. Например, как показано на фиг. 1, система 28 управления может включать в себя электронный цифровой контроллер 12. Контроллер 12 может быть микрокомпьютером, включающим в себя микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для хранения выполняемых программ и калибровочных значений, оперативное запоминающее устройство, энергонезависимую память и шину данных. Как изображено, контроллер 12 может принимать входные данные с множества датчиков 30, которые могут включать в себя пользовательские устройства ввода и/или датчики (такие как положение передачи трансмиссии, входной сигнал педали газа, входной сигнал тормоза, положение рычага управления трансмиссией, скорость транспортного средства, скорость вращения двигателя, массовый расход воздуха через двигатель, давление наддува температура окружающей среды, влажность окружающей среды, температура всасываемого воздуха, скорость работы вентилятора и т.д.), датчики системы охлаждения (такие как температура хладагента, скорость работы вентилятора, температура в пассажирском отделении, влажность окружающей среды и т.д.), датчики 18 CAC (такие как температура воздуха на выпуске CAC, температура и давление воздуха на выпуске CAC и т.д.) и другие. В дополнение, контроллер 12 может принимать данные из GPS 34 (глобальной системы определения местоположения) и/или устанавливаемой на транспортном средстве коммуникационной и развлекательной системы 26 моторного транспортного средства 102.
Устанавливаемая на транспортном средстве коммуникационная и развлекательная система 26 может поддерживать связь с устройством 40 беспроводной связи посредством различных протоколов беспроводной связи, таким как беспроводные сети, передачи вышек сотовой связи и/или их комбинации. Данные, полученные из устанавливаемой на транспортном средстве коммуникационной и развлекательной системы 26, могут включать в себя погодные условия реального времени и спрогнозированные погодные условия. Погодные условия, такие как температура, осадки (например, дождь, снег, град и т.д.) и влажность, могут получаться через различные приложения устройства беспроводной связи и веб-сайты с прогнозом погоды. Данные, полученные из устанавливаемой на транспортном средстве коммуникационной и развлекательной системе, могут включать в себя текущие и спрогнозированные погодные условия для текущего местоположения, а также будущих местоположений вдоль запланированного маршрута передвижения.
В других вариантах осуществления, присутствие дождя может подразумеваться по другим сигналам или датчикам (например, датчикам дождя). В одном из примеров, дождь может подразумеваться по сигналу включения/выключения переднего стеклоочистителя транспортного средства. Более точно, в одном из примеров, когда передние стеклоочистители включаются, сигнал может отправляться в контроллер 12, чтобы указывать на дождь. Контроллер может использовать эту информацию для прогнозирования вероятности образования конденсата в CAC и регулировки исполнительных механизмов транспортного средства, таких как электрический вентилятор 92 и/или система 110 заслонок облицовки радиатора.
Более того, контроллер 12 может поддерживать связь с различными исполнительными механизмами 32, которые могут включать в себя исполнительные механизмы двигателя (такие как топливные форсунки, электрически управляемую воздушную дроссельную заслонку, свечи зажигания и т.д.), исполнительные механизмы системы охлаждения (такие как вентиляционные отверстия обращения воздуха и/или клапаны дозирования воздуха в системе кондиционирования воздуха пассажирского отделения и т.д.), и другие. В некоторых примерах, запоминающий носитель может быть запрограммирован машинно-читаемыми данными, представляющими команды, приводимые в исполнение процессором для выполнения способов, описанных ниже, а также других вариантов, которые предвосхищены, но не описаны прямо.
Как отмечено в материалах настоящего описания, количество потерянного тепла, переносимого в хладагент из двигателя, может меняться в зависимости от условий работы, тем самым, оказывая влияние на количество тепла, передаваемого в потоки воздуха. Например, по мере того, как уменьшается крутящий момент на выходном валу двигателя или поток топлива, вырабатываемое количество потерянного тепла может пропорционально уменьшаться.
Моторное транспортное средство 102 дополнительно включает в себя облицовку 112 радиатора, предусматривающую проем (например, проем облицовки радиатора, проем бампера и т.д.) для приема потока 116 окружающего воздуха через или возле передней части транспортного средства и в пассажирское отделение. Такой поток 116 окружающего воздуха затем может использоваться радиатором 80, электрическим вентилятором 92 и другими компонентами, чтобы поддерживать двигатель и/или трансмиссию охлажденными. Кроме того, поток 116 окружающего воздуха может отводить тепло из системы кондиционирования воздуха транспортного средства и может улучшать рабочие характеристики двигателей с турбонаддувом/наддувом, которые оборудованы CAC 18, который понижает температуру воздуха, который поступает во впускной коллектор/двигатель. Электрический вентилятор 92 может регулироваться для дополнительного увеличения или уменьшения потока воздуха в компоненты двигателя. Более того, выделенный вентилятор CAC может быть включен в систему двигателя и использоваться для увеличения или уменьшения потока воздуха в CAC.
Система 110 заслонок облицовки радиатора содержит одну или более заслонок 114 облицовки радиатора, выполненных с возможностью регулирования величины потока воздуха, принимаемого через облицовку 112 радиатора. Заслонки 114 облицовки радиатора могут покрывать переднюю область транспортного средства, например, продолжающуюся прямо из-под капота до низа бампера. Посредством перекрывания впуска CAC, уменьшается лобовое сопротивление и снижается поступление наружного охлаждающего воздуха в CAC. В некоторых вариантах осуществления, все заслонки облицовки радиатора могут перемещаться скоординировано посредством контроллера. В других вариантах осуществления, заслонки облицовки радиатора могут быть поделены на подобласти, и контроллер может регулировать открывание/закрывание каждой области независимо. Каждая подобласть может содержать в себе одну или более заслонок облицовки радиатора. Заслонки 114 облицовки радиатора являются подвижными между открытым положением и закрытым положением и могут поддерживаться в одном из двух положений или множестве их промежуточных положений.
Посредством регулировки разных элементов управления или рабочих параметров двигателя, таких как открывание заслонок облицовки радиатора и работа электрического вентилятора, контроллер может регулировать эффективность CAC. Эффективность CAC может быть мерой того, насколько эффективно CAC охлаждает наддувочный воздух. Например, высокая эффективность CAC может указывать повышенное охлаждение наддувочного воздуха и приводит к более низкой температуре на выпуске CAC. В качестве альтернативы, низкая эффективность CAC может указывать пониженное охлаждение наддувочного воздуха и приводит к более высокой температуре на выпуске CAC. По мере того, как эффективность CAC возрастает, а температура на выпуске CAC снижается, образование конденсата в CAC может увеличиваться.
Образование конденсата может усиливаться в условиях высокой влажности, таких как дождь. Это является результатом дождя/влажности с увеличением эффективности CAC. Таким образом, эффективность CAC может использоваться для вынесения суждения о наличии дождя и высокой влажности. Подобным образом, скорость работы переднего стеклоочистителя также может указывать дождь и использоваться для логического вывода условий высокой влажности. В еще одном примере, сигнал включения/выключения стеклоочистителя может указывать наличие дождя. Скорость работы стеклоочистителя и эффективность CAC могут использоваться для установки значения влажности окружающей среды, используемого для определения образования конденсата в CAC. Транспортные средства также могут быть оборудованы датчиками дождя, присоединенными к электродвигателю стеклоочистителя, где скорость вращения электродвигателя стеклоочистителя зависит от интенсивности дождя и также может использоваться для логического вывода влажности и эффективности CAC.
Образование конденсата может быть скоростью образования конденсата или количеством конденсата в CAC. Количество или уровень конденсата в CAC могут определяться на основании условий работы двигателя. Таковые могут включать в себя массовый расход воздуха, температуру и давление окружающей среды, температуры и давления в CAC (например, на впуске и выпуске CAC), величину EGR, влажность и нагрузку двигателя. Уровень конденсата может оцениваться с использованием комбинации вышеприведенных условий и/или рассчитываться с использованием модели конденсации. Подробности об этих способах подробно представлены ниже со ссылкой на фиг. 2-3. Модель конденсации, представленная на фиг. 2, использует влажность окружающей среды для расчета уровня конденсата в CAC. Влажность может определяться по датчику влажности или предполагаться имеющей значение 100%, если датчика влажности нет в распоряжении. Однако это может привести к переоценке образования конденсата в CAC в погодных условиях с низкой влажностью. Таким образом, в некоторых примерах, при регулировке исполнительных механизмов, систем или рабочих параметров двигателя в ответ на количество конденсата, регулировки могут производиться до того, как конденсат достиг порогового уровня. Например, если контроллер закрывает заслонки облицовки радиатора в ответ на уровень конденсата CAC выше порогового значения, заслонки облицовки радиатора могут закрываться до того, как конденсат фактически достиг порогового уровня.
Способ более точной оценки влажности может улучшать модель конденсации, обеспечивая регулировку исполнительных механизмов двигателя в ответ на конденсат, только когда уровни конденсата в CAC на самом деле высоки (например, в условиях высокой влажности). Этот способ может включать в себя установку влажности в некоторое процентное содержание на основании условий работы двигателя. Эти условия могут включать в себя эффективность CAC и скорость работы передних стеклоочистителей. Эффективность CAC может определяться по температурам на впуске и выпуске CAC. Например, на высоких уровнях эффективности, влажность может устанавливаться в верхнее процентное содержание. В некоторых вариантах осуществления, если эффективность CAC находится выше порогового уровня, влажность может предполагаться высокой и устанавливаться в 100%. В других вариантах осуществления, высокая влажность может подтверждаться сигналом включения/выключения передних стеклоочистителей или скоростью работы передних стеклоочистителей. Например, если стеклоочистители включены, или скорость работы стеклоочистителей находится выше пороговой скорости работы, высокая влажность может подтверждаться и устанавливаться в 100%. В некоторых примерах, это процентное содержание может быть несколько более низким, чем 100%. В еще одном другом варианте осуществления, скорость работы стеклоочистителей может использоваться в одиночку для определения влажности для модели конденсации. Таким образом, влажность может повышаться по мере того как возрастают эффективность CAC и скорость работы передних стеклоочистителей.
Скорость транспортного средства также может оказывать влияние на эффективность CAC. Оценки эффективности CAC могут быть более точными в пределах интервала скорости транспортного средства. В одном из примеров, перепад температур на CAC в сухих условиях может сравниваться с перепадом температур на CAC во время дождливых или влажных условий на одной и той же скорости транспортного средства. Повышение эффективности CAC, в таком случае, может указывать состояние более высокой влажности. Например, в условиях крейсерского движения, вода, испаряющаяся за пределами CAC, может повышать эффективность. Сравнение ожидаемых температур CAC со значениями, когда работают стеклоочистители, может давать повышенный перепад температур на CAC вследствие действия испарения/конвекции. На более низких скоростях транспортного средства или холостом ходу, оценки эффективности CAC могут быть менее точными. Таким образом, когда скорость транспортного средства находится ниже порогового значения, скорость и/или режим работы стеклоочистителей может в одиночку служить признаком дождя и высокой влажности. Когда скорость транспортного средства находится выше порогового значения (где пороговое значение больше, чем ноль, так что транспортное средство перемещается на по меньшей мере пороговую величину), в одном из вариантов осуществления, только тогда эффективность CAC оценивается на основании перепада температур.
В одном из вариантов осуществления, скорость работы передних стеклоочистителей может коррелировать и отображаться в эффективность CAC. Таким образом, эффективность CAC может быть основана на скорости работы переднего стеклоочистителя и скорости транспортного средства. Более точно, скорость работы переднего стеклоочистителя может соответствовать значению эффективности CAC. Например, первая скорость работы стеклоочистителя может соответствовать высокому значению эффективности CAC. Таким образом, эффективность CAC может возрастать с повышением скорости работы переднего стеклоочистителя. Пороговое значение скорости работы стеклоочистителей в таком случае может соответствовать пороговому значению эффективности CAC. Таким образом, скорость работы стеклоочистителей может использоваться в одиночку для логического вывода значения влажности для расчета уровня конденсата в CAC, а впоследствии, управления исполнительными механизмами двигателя.
В альтернативном варианте осуществления, скорость работы передних стеклоочистителей и/или эффективность CAC могут использоваться для логического вывода условий высокой влажности или дождя и непосредственного управления исполнительными механизмами двигателя, чтобы увеличивать или уменьшать эффективность CAC. Например, если эффективность CAC высока, и логически выведена высокая влажность, контроллер может предполагать повышенное образование конденсата. Если эффективность CAC находится выше порогового значения, контроллер затем может регулировать разные исполнительные механизмы двигателя для сдерживания образования конденсата в CAC.
В ответ на эффективность CAC, скорость работы стеклоочистителей и уровень конденсата в CAC, различные рабочие параметры двигателя могут регулироваться для сдерживания образования конденсата. Эти рабочие параметры могут управлять открыванием заслонок облицовки радиатора, работой электрического вентилятора, клапанами CAC переменного объема, операциями переключения с понижением передачи и операциями продувки CAC. В ответ на уровень конденсата в CAC, вышеприведенные системы могут регулироваться и/или запускаться. В одном из примеров, в ответ на уровень конденсата выше порогового значения, контроллер может уменьшать открывание заслонок облицовки радиатора и/или уменьшать вращение (или выключать) электрический радиатор. В качестве альтернативы или дополнительно, операции продувки CAC могут инициироваться и вызывать увеличение потока воздуха через CAC. Поток воздуха может усиливаться посредством увеличения открывания дросселя, регулировки клапанов CAC переменного объема или переключения с понижением передач трансмиссии. Операции переключения с понижением передачи, в том числе многочисленные переключения с понижением передачи, также могут управляться в ответ на уровень конденсата. Например, в ответ на конденсат выше порогового уровня, множественное переключение с понижением передачи может переходить через промежуточную передачу. Более точно, трансмиссия может переключаться с понижением с более высокой передачи на промежуточную передачу, а затем, на запрошенную более низкую передачу. Таким образом, конденсат может продуваться из CAC при более низком расходе воздуха на промежуточной передаче перед переключением с понижением на более низкую передачу. Таким образом, вероятность пропусков зажигания в двигателе может снижаться.
Таким образом, в ответ на эффективность CAC, значение влажности может устанавливаться, а затем, использоваться для определения образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха. Эффективность CAC может быть основана на температуре на впуске и выпуске CAC. Значение влажности может устанавливаться в верхнее значение влажности, когда эффективность CAC больше, чем пороговое значение. Верхнее значение влажности может подтверждаться, когда скорость работы стеклоочистителя находится выше пороговой скорости работы. В качестве альтернативы, значение влажности может устанавливаться в нижнее значение влажности, когда эффективность CAC меньше, чем пороговое значение. Образование конденсата может включать в себя количество (или уровень) конденсата в CAC. Это количество конденсата затем может использоваться в качестве пускового механизма для различных управляющих действий для регулировки образования конденсата в CAC, таких как регулировка одного или более из системы заслонок облицовки радиатора, электрического вентилятора и потока воздуха через CAC. Поток воздуха через CAC может регулироваться посредством одного или более из увеличения открывания впускного дросселя, регулировки клапана охладителя наддувочного воздуха переменного объема и переключения с понижением передачи трансмиссии. Количество конденсата в CAC также может использоваться для инициирования операций продувки конденсата охладителя наддувочного воздуха. Количество конденсата в CAC дополнительно может использоваться для управления операциями переключения с понижением передачи трансмиссии, чтобы уменьшать пропуски зажигания в двигателе. Дополнительно или в качестве альтернативы, скорость работы стеклоочистителя может коррелировать с эффективностью CAC в пределах диапазона режимов скорости транспортного средства для безопасной работы. Эффективность CAC, в таком случае, может оцениваться посредством скорости работы стеклоочистителя и скорости транспортного средства, или эффективность может обновляться/регулироваться на основании скорости работы стеклоочистителя и скорости транспортного средства. В качестве альтернативы, эффективность может регулироваться на основании датчика дождя и скорости транспортного средства.
Далее, с обращением к фиг. 2, представлен способ 200 оценки количества конденсата, накопленного внутри CAC. На основании количества конденсата в CAC относительно порогового значения, могут инициироваться разные регулировки или процедуры для управления конденсатом в CAC.
Способ начинают на этапе 202 определением условий работы двигателя. Таковые могут включать в себя, условия окружающей среды (например, температуру и влажность окружающей среды), условия CAC (например, температуры и давления на впуске и выпуске, расход через CAC и т.д.), массовый расход воздуха, MAP, поток EGR, скорость вращения и нагрузка двигателя, температура двигателя, наддув и т.д. Затем, на этапе 204 способа определяют, известна ли влажность окружающей среды. В одном из примеров, влажность окружающей среды может узнаваться на основании выходного сигнала датчика влажности, присоединенного к двигателю. В еще одном примере, влажность может логически выводиться по расположенному ниже по потоку датчику UEGO или получаться из информационных источников (например, соединений сети Интернет, навигационной системы транспортного средства и т.д.) или сигнала датчика дождя/стеклоочистителей. Если влажность не известна (например, если двигатель не включает в себя датчика влажности), влажность устанавливают на этапе 206 на основании логически выведенных условий, как конкретизировано на фиг. 3. Однако, если влажность известна, известное значение влажности, в качестве выдаваемого датчиком влажности, используют в качестве установки влажности на этапе 208.
Температура и влажность окружающей среды могут использоваться для определения точки росы всасываемого воздуха, которая дополнительно может находиться под влиянием количества EGR во всасываемом воздухе (например, EGR может иметь иные влажность и температуру, чем воздух из атмосферы). Разница между точной росы и температурой на выпуске CAC, и давление в CAC указывают, будет ли конденсат формироваться внутри охладителя, и массовый расход воздуха может оказывать влияние на то, сколько конденсата фактически накапливается внутри охладителя. На этапе 210 способа рассчитывают давление насыщенного пара на выпуске CAC в зависимости от температуры и давления на выпуске CAC. Алгоритм затем рассчитывает массу воды при этом давлении насыщенного пара на этапе 212. В заключение, скорость образования конденсата на выпуске CAC определяют на этапе 214 посредством вычитания массы воды в условиях давления насыщенного пара на выпуске CAC и количества, которое пребывает увлеченным в поток воздуха, из массы воды в окружающем воздухе. Посредством определения времени между измерениями конденсата на этапе 216 способа 200 определяют количество конденсата внутри CAC после последнего измерения на этапе 218. Текущее количество конденсата в CAC рассчитывают на этапе 222 посредством прибавления значения конденсата, оцененного на этапе 218, к предыдущему значению конденсата, а затем, вычитания всех потерь конденсата после последней процедуры (то есть, количество удаленного конденсата, например, посредством процедур продувки) на этапе 220. Потери конденсата могут предполагаться нулевыми, если температура на выпуске CAC находилась выше точки росы. Если температура на выпуске CAC находится выше точки росы, может происходить некоторая небольшая доля испарения. В качестве альтернативы, на этапе 220, количество удаленного конденсата моделируют или определяют опытным путем в зависимости от массы воздуха и интегрируют по каждому циклу задачи программного обеспечения (то есть по каждому выполнению способа 200).
На этапе 224, в ответ на количество или уровень конденсата, определенные на этапе 222, контроллер может регулировать рабочий параметр или параметры двигателя. Регулировка рабочих параметров может включать в себя регулировку одного или более из системы заслонок облицовки радиатора, электрического вентилятора и потока воздуха через CAC. Поток воздуха через CAC может регулироваться посредством одного или более из увеличения открывания впускного дросселя, регулировки клапана CAC переменного объема и переключения с понижением передачи трансмиссии. Регулировка рабочего параметра также может включать в себя инициирование операций продувки конденсата CAC и управление операциями переключения с понижением передачи трансмиссии для уменьшения пропусков зажигания в двигателе. Когда уровень конденсата в CAC находится выше порогового значения, рабочие параметры могут регулироваться для уменьшения образования конденсата. Это может включать в себя уменьшение открывания заслонок облицовки радиатора, снижение скорости вращения электрического вентилятора, инициирование процедур продувки и управление операциями переключения с понижением передачи. В одном из примеров, если уровень конденсата, найденный на этапе 222, находится выше порогового значения, одна или более заслонок облицовки радиатора может закрываться в ответ на этапе 224. В еще одном примере, если уровень конденсата находится выше порогового значения, контроллер может увеличивать поток воздуха через CAC, открывая впускной дроссель, и продувать конденсат из CAC. Когда конденсат CAC находится ниже порогового значения, рабочие параметры двигателя могут регулироваться в ответ на дополнительные условия работы двигателя (например, температуры двигателя и условия привода двигателя). Например, если уровень конденсата находится ниже порогового значения, процедура на этапе 224 может увеличивать скорость работы электрического вентилятора, если удовлетворены другие условия работы двигателя, такие как температуры двигателя, находящиеся выше верхнего порогового значения. Таким образом, рабочие параметры двигателя могут регулироваться в ответ на образование конденсата в CAC, а образование конденсата может быть основано на влажности окружающей среды, определенной на фиг. 3.
Фиг. 3 представляет способ оценки значения влажности, используемого в модели конденсации, представленной на фиг. 2. Влажность может оцениваться по эффективности CAC и скорости работы стеклоочистителя наряду со скоростью транспортного средства. Эта информация затем может использоваться для определения образования конденсата в CAC и управления другими системами двигателя, чтобы уменьшать образование конденсата и пропуски зажигания в двигателе. Например, исполнительные механизмы двигателя могут регулироваться для управления образованием конденсата, операций продувки или операций переключения передач, как описано выше.
Способ 300 начинается на этапе 301, на котором контроллером определяют, находится ли скорость транспортного средства в пределах рабочего интервала. Например, транспортному средству может быть необходимым находиться в пределах диапазона пороговых значений, чтобы точно оценивать эффективность CAC. В одном из примеров, скорости транспортного средства может быть необходимо быть выше пороговой скорости для оценки эффективности CAC. Если скорость транспортного средства не находится в пределах диапазона пороговых значений, по способу переходят на этап 312, на котором оценивают режим работы стеклоочистителя (дополнительно описано ниже). Например, если скорость транспортного средства меньше, чем пороговая скорость, такую как в состоянии холостого хода, влажность может определяться по работе стеклоочистителя.
Однако если скорость транспортного средства находится в пределах диапазона пороговых значений, по способу переходят на этап 302, на котором контроллером определяют температуру на впуске и выпуске CAC. Эти температуры могут использоваться на этапе 304 для оценки эффективности CAC посредством сравнения известного перепада температур в сухих условиях на тех же самых скоростях транспортного средства. Например, низкая температура на выпуске CAC может указывать повышенное охлаждение CAC и высокое значение эффективности CAC. В еще одном примере, более высокая температура на выпуске CAC может приводить к более низкому значению эффективности CAC. Таким образом, эффективность CAC может возрастать с понижением температуры на выпуске CAC. Если эффективность CAC высока, образование конденсата в CAC может быть более высоким. Во время дождливых условий окружающей среды или с высокой влажностью, эффективность CAC может возрастать, усиливая образование конденсата. Таким образом, высокие значения эффективности CAC могут указывать условия высокой влажности. На этапе 306 способа определяют, является ли эффективность CAC большей, чем пороговое значение. Если эффективность CAC меньше, чем это пороговое значение, влажность устанавливается в состояние низкой влажности (или нижнее значение влажности), X%, на этапе 308. В одном из вариантов осуществления, это нижнее значение может быть 0%. В еще одном варианте осуществления, это значение может быть несколько меньшим, чем 100%, таким как 40%. Верхнее значение влажности может быть основано на оценке риска пропусков зажигания вследствие засасывания конденсата в сопоставлении с принудительным циклом очистки. Например, если влажность предсказывается слишком высокой, цикл очистки может обязательно выполняться, оказывая влияние на ездовые качества транспортного средства. В качестве альтернативы, если влажность спрогнозирована слишком низкой, пропуски зажигания могут возникать при засасывании повышенных уровней конденсата.
Возвращаясь к этапу 306, если эффективность CAC больше, чем пороговое значение, процедура может предполагать дождь и/или высокую влажность. В некоторых вариантах осуществления, способ может заканчиваться в этот момент и устанавливать верхнее значение влажности или состояние по существу 100% для способа 200. Например, это верхнее значение влажности может быть немного большим, чем 95%. В других вариантах осуществления, как показано в способе 300, по способу переходят на этап 312, на котором определяют, является ли скорость работы стеклоочистителя большей, чем пороговая скорость работы. Если скорость работы стеклоочистителя не больше, чем пороговая скорость работы, значение влажности может устанавливаться в нижнее значение влажности, Y%, на этапе 314. В одном из примеров, если стеклоочистители были включены, но для меньшей, чем пороговая скорость работы или в течение меньшего, чем пороговое, времени, это процентное содержание может иметь значение 90-95%. Это процентное содержание, Y%, может быть несколько большим, чем 0%, но меньшим, чем верхнее значение влажности (например, 100%). В некоторых примерах, значение Y% влажности может быть большим, чем влажность X%. В других примерах, значения X% и Y% влажности могут быть одинаковыми. В еще одном другом примере, значение Y% влажности может иметь значение 40% или некоторое другое значение, более низкое, чем наивысший достижимый коэффициент давления для осуществления конденсации. Например, нижнее значение влажности может определяться наивысшими возможными внутренними коэффициентами давления CAC (давление в CAC/давление окружающей среды) для обеспечения, чтобы конденсат не мог формироваться. Если скорость работы стеклоочистителя больше, чем пороговая скорость работы на этапе 312, условия дождя/высокой влажности подтверждаются и могут устанавливаться по существу в 100% на этапе 316. Это значение затем используется на этапе 206 в способе 200. В некоторых вариантах осуществления, способ 300 может включать в себя только предположение высокой влажности из скорости работы стеклоочистителя. В других вариантах осуществления, сигнал включения стеклоочистителя, вместо скорости работы стеклоочистителя, может указывать высокую влажность и устанавливать значение влажности в верхнее значение влажности.
Фиг. 4 иллюстрирует примерные регулировки исполнительных механизмов двигателя в ответ на уровни конденсата на основании значения влажности, логически выведенного из эффективности CAC, скорости работы стеклоочистителя (например, скорости работы переднего стеклоочистителя) и скорости транспортного средства. Более точно, график 400 отображает эффективность CAC на графике 402 и скорость работы стеклоочистителя на графике 404 для определения значения влажности, показанного на графике 406. В альтернативном примере, сигнал включения/выключения стеклоочистителя может использоваться вместо скорости работы стеклоочистителя на графике 404. Дополнительно, уровень конденсата в CAC, основанный на значении влажности, показан на графике 408. В ответ на уровень конденсата в CAC (количество конденсата в CAC), контроллер может регулировать или запускать разные исполнительные механизмы двигателя или управляющие процедуры. Более точно, график 400 показывает регулировки заслонок облицовки радиатора на графике 410 в ответ на уровень конденсата. В других примерах, контроллер может регулировать другие элементы управления двигателем, в том числе, работу электрического вентилятора, положение впускного дросселя, положение клапана CAC переменного объема и переключение с понижением передачи трансмиссии.
До момента t1 времени, заслонки облицовки радиатора открыты (график 410), а эффективность CAC (график 402) и скорость работы стеклоочистителя (график 404) являются возрастающими. Как результат, уровень конденсата в CAC (график 408) продолжает медленно повышаться. Поскольку эффективность CAC и скорость работы стеклоочистителей находятся ниже порогового уровня 412 и пороговой скорости 414 работы, соответственно, значение влажности находится на X%. В некоторых примерах, X% может быть влажностью 0%. В других примерах, X% может быть несколько большим, чем 0%, но меньшим, чем 100%. В момент t1 времени, эффективность CAC возрастает выше порогового уровня 412 (график 402), и скорость работы стеклоочистителей возрастает выше пороговой скорости 414 работы (график 404). В ответ, значение влажности может устанавливаться в 100% и использоваться для расчета уровня конденсата в CAC. Использование влажности 100% в модели конденсации, представленной на фиг. 2, уровень конденсата может рассчитываться находящимся выше порогового уровня 416 в момент t1 времени. В ответ на конденсат CAC выше порогового уровня 416, контроллер может закрывать заслонки облицовки радиатора для уменьшения эффективности CAC и снижения образования конденсата. Дополнительно или в качестве альтернативы, другие управляющие воздействия двигателя могут инициироваться в ответ на конденсат выше порогового уровня 416.
Между моментом t1 времени и моментом t2 времени, уровень конденсата в CAC снижается. В момент t2 времени, эффективность CAC уменьшается ниже порогового уровня 412 (график 402), а скорость работы стеклоочистителя снижается ниже пороговой скорости 414 работы (график 404). Отметим, что пороговое значение может включать в себя гистерезис. Как результат, значение влажности устанавливается в X% (график 406), и уровень конденсата продолжает снижаться (график 408). В ответ на другие параметры двигателя, контроллер может открывать заслонки облицовки радиатора в момент t2 времени (график 410). Между моментом t2 времени и моментом t3 времени, эффективность CAC (график 402), скорость работы стеклоочистителя (график 404) и уровень конденсата (график 416) могут увеличиваться. В момент t3 времени, эффективность CAC возрастает выше порогового уровня 412 наряду с тем, что скорость работы стеклоочистителя остается безусловно ниже пороговой скорости 414 работы. Как результат, значение влажности устанавливается в Y% (график 406). Уровень конденсата возрастает выше порогового уровня 416, побуждая заслонки облицовки радиатора закрываться (график 410).
Таким образом, значение влажности, используемое для определения образования конденсата в CAC, может оцениваться по эффективности CAC и скорости работы стеклоочистителя. Эффективность CAC может определяться по температуре на впуске и выпуске CAC, когда скорость транспортного средства находится в диапазоне пороговых значений, а затем, сравнивается с пороговым значением. Высокое значение влажности может устанавливаться, когда эффективность CAC больше, чем пороговое значение, а низкое значение влажности может устанавливаться, когда эффективность CAC меньше, чем пороговое значение. Скорость работы стеклоочистителя выше пороговой скорости работы может подтверждать состояние высокой влажности. Значение влажности может использоваться в модели конденсации для определения количества конденсата в CAC. В ответ на уровень (количество) конденсата в CAC, другие системы двигателя могут управляться для уменьшения образования конденсата и пропусков зажигания в двигателе. Таким образом, более точная оценка влажности окружающей среды может улучшать точность модели конденсации и оптимизировать управляющие воздействия для уменьшения конденсата и пропусков зажигания в двигателе.
Необходимо отметить, что примерные процедуры управления, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, 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 настоящего описания, 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 машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, 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. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
1. Способ оценки влажности окружающей среды, включающий в себя этапы, на которых:
регулируют рабочий параметр в ответ на оцененное количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха, и
определяют оцененное количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха на основании каждого из влажности окружающей среды, температуры окружающей среды, температуры на выпуске охладителя наддувочного воздуха, давления в охладителе наддувочного воздуха и массового расхода воздуха через охладитель наддувочного воздуха, причем влажность окружающей среды определена на основании значения эффективности охладителя наддувочного воздуха.
2. Способ по п. 1, в котором значение эффективности охладителя наддувочного воздуха определяют на основании температуры на впуске и выпуске охладителя наддувочного воздуха, когда скорость транспортного средства находится выше пороговой скорости движения.
3. Способ по п. 2, в котором влажность окружающей среды оценивают верхним значением влажности, когда значение эффективности охладителя наддувочного воздуха больше, чем пороговое значение, и нижним значением влажности, когда значение эффективности охладителя наддувочного воздуха меньше, чем пороговое значение.
4. Способ по п. 3, в котором влажность окружающей среды оценивают верхним значением влажности, когда скорость работы стеклоочистителя находится выше пороговой скорости работы.
5. Способ по п. 3, в котором верхним значением влажности является по существу 100%, а нижнее значение влажности меньше, чем верхнее значение влажности.
6. Способ по п. 2, в котором рабочий параметр регулируют в ответ на оцененное количество конденсата, большее чем пороговый уровень.
7. Способ по п. 6, в котором регулировка рабочего параметра включает в себя этап, на котором регулируют одно или более из системы заслонок облицовки радиатора, электрического вентилятора и потока воздуха через охладитель наддувочного воздуха.
8. Способ по п. 7, в котором поток воздуха через охладитель наддувочного воздуха регулируют посредством одного или более из того, что увеличивают открывание впускного дросселя, регулируют клапан охладителя наддувочного воздуха переменного объема и осуществляют переключение с понижением передачи трансмиссии.
9. Способ по п. 2, в котором регулировка рабочего параметра включает в себя этап, на котором инициируют продувку конденсата охладителя наддувочного воздуха в ответ на оцененное количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха, причем инициирование продувки конденсата включает в себя этап, на котором увеличивают воздушный поток через охладитель наддувочного воздуха для извлечения конденсата изнутри охладителя наддувочного воздуха в двигатель.
10. Способ по п. 1, в котором регулировка рабочего параметра включает в себя этап, на котором управляют операциями переключения с понижением передачи трансмиссии для уменьшения пропусков зажигания в двигателе в ответ на оцененное количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
11. Способ по п. 1, в котором величину эффективности охладителя наддувочного воздуха оценивают на основании скорости работы стеклоочистителя.
12. Способ по п. 11, в котором скорость работы стеклоочистителя дополнительно коррелируют со значением эффективности охладителя наддувочного воздуха, при этом пороговое значение скорости работы стеклоочистителя используют для оценки значения влажности для расчета количества конденсата в охладителе наддувочного воздуха и последующего управления рабочим параметром.
13. Способ оценки влажности окружающей среды, включающий в себя этапы, на которых:
при первом условии, когда значение эффективности охладителя наддувочного воздуха больше, чем пороговое значение, устанавливают состояние высокой влажности, определяют уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха на основании каждого из состояния высокой влажности, температуры окружающей среды, температуры на выпуске охладителя наддувочного воздуха, давления в охладителе наддувочного воздуха и массового расхода воздуха через охладитель наддувочного воздуха и регулируют рабочие параметры двигателя в ответ на определяемый уровень конденсата; и
при втором условии, когда значение эффективности охладителя наддувочного воздуха меньше, чем пороговое значение, устанавливают состояние низкой влажности, определяют уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха на основании каждого из состояния низкой влажности, температуры окружающей среды, температуры на выпуске охладителя наддувочного воздуха, давления в охладителе наддувочного воздуха и массового расхода воздуха через охладитель наддувочного воздуха, и регулируют рабочие параметры двигателя в ответ на определяемый уровень конденсата, причем уровень конденсата представляет собой количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
14. Способ по п. 13, в котором состояние высокой влажности составляет 100%, а состояние низкой влажности меньше чем 100%.
15. Способ по п. 13, в котором рабочие параметры двигателя включают в себя одно или более из системы заслонок облицовки радиатора, электрического вентилятора, охладителя наддувочного воздуха переменного объема, операции продувки охладителя наддувочного воздуха, открывания дросселя для управления расходом воздуха и операций переключения с понижением передачи.
16. Способ по п. 13, дополнительно включающий в себя этап, на котором в ответ на скорость работы стеклоочистителя выше порогового значения, подтверждают состояние высокой влажности.
17. Способ по п. 13, в котором значение эффективности охладителя наддувочного воздуха оценивают на основании скорости транспортного средства в пределах диапазона пороговых значений и одного из температуры на впуске и выпуске охладителя наддувочного воздуха и скорости работы стеклоочистителя.
18. Способ по п. 17, в котором значение эффективности охладителя наддувочного воздуха возрастает с понижением температуры на выпуске охладителя наддувочного воздуха и повышением скорости работы стеклоочистителя.
19. Способ оценки влажности окружающей среды, включающий в себя этапы, на которых:
определяют оцененное количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха на основании каждого из влажности окружающей среды, температуры окружающей среды, температуры на выпуске охладителя наддувочного воздуха, давления в охладителе наддувочного воздуха и массового расхода воздуха через охладитель наддувочного воздуха, и
регулируют рабочее состояние в ответ на оцененное количество конденсата, причем влажность окружающей среды определяют на основании значения эффективности охладителя наддувочного воздуха и состоянии стеклоочистителя.
20. Способ по п. 19, в котором регулировка включает в себя этап, на котором уменьшают образование конденсата посредством одного или более из того, что уменьшают открывание системы заслонок облицовки радиатора, снижают скорость вращения электрического вентилятора, инициируют процедуры продувки, управляют операциями переключения с понижением передачи и управляют массовым расходом воздуха степенью открывания дросселя, при этом определяемая влажность окружающей среды увеличивается по мере того, как повышается значение эффективности охладителя наддувочного воздуха и скорость работы стеклоочистителя.
