用于增压空气冷却器操作的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用于增压空气冷却器操作的方法和系统。提供用于调整发动机操作参数以调节增压空气冷却器中的冷凝物形成的方法和系统。基于有利于冷凝物形成的状况，可调节节流阀位置、主动格栅百叶窗开口以及压缩机速度中的一个或多个，以便降低露点温度并且减少增压空气冷却器处的冷凝物。

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请要求于2015年7月9日提交的德国专利申请No102015212833.4的优先权，其全部内容以引用方式并入本文，用于所有目的。
本说明书整体涉及用于控制车辆发动机以调节增压空气冷却器中冷凝物形成的方法和系统。
技术介绍
本公开涉及用于操作包括内燃发动机的发动机组件的方法，所述内燃发动机具有涡轮增压器的涡轮增压器压缩机，并且具有增压空气冷却器，并且具有节流阀，所述增压空气冷却器被设置在燃烧空气流动方向的所述涡轮增压器压缩机和所述内燃发动机之间，所述节流阀被设置在燃烧空气流动方向的内燃发动机上游和涡轮增压器压缩机下游。为了增加发动机性能，现代内燃发动机借助涡轮增压器增压。涡轮增压器压缩机压缩环境空气，所以压力和温度相应地增加。压缩的空气随后借助增压空气冷却器被冷却。增压空气冷却器是增压内燃发动机的进气道中的热交换器，其降低供应到内燃发动机的燃烧空气的温度。增压空气冷却器被安装在压缩机(涡轮增压器的压缩机叶轮)和进气门之间的进气道中，并且消散通过涡轮增压器中的空气的压缩产生的热量的一部分。由于冷却，内燃发动机的性能和效率被增加，由于供应的空气的温度的降低，更大的空气质量包含在相同的体积中。因此，可成比例地燃烧更多的燃料。因此，增压空气冷却器增加潜在的功率输出。由于增压空气的冷却，可增加空气压力和燃烧空气的露点温度。因此，在高环境湿度和部分负载操作下，例如，增压空气冷却器中燃烧空气的温度能够下降到露点以下，并且冷凝物可在增压空气冷却器内形成。从US2014/0123963A1已知用于环境湿度值的估计和用于增压空气冷却器中冷凝物形成(冷凝物液位)的确定的方法和系统。基于对于增压空气冷却器效率的极限值以及基于前挡风玻璃的风挡刮水器的速度的极限值，确定环境湿度值。湿度值用于计算增压空气冷却器中冷凝物的量，并且用于控制内燃发动机系统，从而减少冷凝物形成以及减少失火。从US2014/0110488A1已知用于减少增压空气冷却器的腐蚀，以及用于减少由冷凝物形成的失火的方法和系统。作为对增压空气冷却器中冷凝物形成的区域的反应，散热器格栅关闭系统被调整，其中冷凝物区域被移动到增压器空气冷却器中的另一个位置。反应于车辆的工况和冷凝物形成天气状况，也能够控制散热器格栅关闭取向。但是，例如，如果冷凝水在增压空气冷却器的内部冻结，则增压空气冷却器在冬天期间会发生损害。因而，在加速期间，大量的冷凝物能够进入内燃发动机的燃烧室，这能够导致失火。因此存在改善在低的外部温度和/或潮湿的环境状况下借助涡轮增压器增压的内燃发动机的操作稳定性的需要。本文的专利技术人已经确定一个方法，通过该方法上述问题可至少部分地被解决。用于车辆发动机的一个示例方法包括：估计相对湿度，并且根据所述相对湿度，减小节流阀压差，其中发动机包括设置在涡轮增压器压缩机下游和进气节流阀上游的增压空气冷却器。
技术实现思路
在一个示例中，在车辆操作期间，发动机的节流阀位置的减小(节流阀的进一步关闭)通常在升高的增压空气压力下进行，以便增加或优化对驾驶员突然的加速请求的响应的速度。根据本公开，确定相对湿度，并且如果超过相对湿度的极限值，则增加节流阀的打开位置(节流阀的进一步打开)，并且因此同时减小增压空气压力。减小的增压空气压力导致(增压空气冷却器内的)燃烧空气的露点的降低，因此减小了增压空气冷却器中冷凝物形成的趋势。相对湿度被理解为指示瞬时水汽含量相对于当前温度和当前压力的最大可能的水汽含量的比率的测量值，因为给定体积的空气能够仅根据温度吸收特定的最大量的水蒸汽。在100％相对湿度下，空气用水蒸汽完全饱和，然而，在超过100％的相对湿度下，过量的水分冷凝为冷凝物或薄雾。露点，也称为露点温度，被理解为这种温度，在该温度下，(假如压力保持未改变)水蒸汽可从潮湿的空气沉淀出来作为露水或薄雾。在露点下，相对湿度是100％，或者空气(仅)用水蒸气饱和。根据一个实施例，相对湿度与阈值湿度值进行比较，并且如果相对湿度高于阈值湿度值，则可改变节流阀的打开位置。以这种方式，当预期冷凝物形成时，节流阀的打开位置在临界状况期间被增加。这是当湿度接近或处于100％时的情况。例如，阈值湿度值可在90％到100％的范围中。根据另一个实施例，节流阀压差可确定，并且与阈值压差值进行比较，并且如果节流阀压差高于阈值压差值，则节流阀的打开位置被改变。阈值压差极限值可以是零或接近零。在这种情况下，可使用压力传感器测量节流阀压差，或者可通过评估节流阀位置估计节流阀压差。只有节流阀压差存在时，节流阀被打开，所述压差能够通过打开节流阀而被减小。因此，方法的可靠性增加。为了确定相对湿度，可根据对应的传感器估计环境温度值和/或增压空气温度值和/或增压空气压力和/或环境湿度值。湿度值可由设置在增压空气冷却器中的湿度传感器直接确定。因此，通过捕集和评估，以及，如果必要的话，组合多个测量值，能够精确地确定增压空气冷却器内的相对湿度。这进一步增加方法的可靠性。根据进一步的实施例，用于冷却增压空气冷却器的冷却空气供应设备的操作变量可被确定并与阈值操作变量值进行比较，并且如果操作变量小于阈值操作变量值，则冷却空气供应设备的打开位置可减小。通过减小冷却空气供应设备的打开位置，增压空气冷却器的温度可增加，这可进一步阻碍冷却器中的冷凝物形成。在这种情况下，用于完全打开冷却空气供应设备的致动信号能够被覆盖(overwritten)。作为示例，操作变量可以是耦接在车辆的前端中的可调整的主动格栅百叶窗系统(AGS)的开口程度。冷却空气可经由可调整的百叶窗进入包括增压空气冷却器的发动机系统。作为另一个示例，操作变量能够是空调系统压力(AC水头压力，ACheadpressure)。为了尽可能有效地操作空调系统，争取低的空调系统压力，这通过尽可能大的冷却空气供应设备的打开位置实现。在冷凝物形成的风险的事件中，确保冷却空气供应设备被打开仅仅到确保足够的空调系统压力为止。因此，冷却空气供应的减少引起的减小的冷却效应阻碍冷凝物形成。此外，如果操作变量大于阈值操作变量值，则内燃发动机的增压空气压力可被减小。因此，通过减小增压空气压力可降低露点，这阻碍冷凝物形成，尤其是如果不可能通过任何其它的测量降低露点。只有在当增压空气压力减小时的状况期间可影响内燃发动机的性能。应当理解，上面的
技术实现思路
被提供是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中被进一步描述的一些概念。这并不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上面或在本公开的任何部分提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出发动机组件的一个示例性实施例的示意图。图2示出用于操作图1中示出的发动机组件的一个示例性方法的流程图。图3示出升压车辆发动机系统的另一个详细的示意图。图4示出说明可实施以减小增压空气冷却器中冷凝物形成的另一个示例方法的流程图。图5示出根据本公开的增压空气冷却器冷凝物形成控制的示例。具体实施方式下面的描述涉及用于调节增压空气冷却器中冷凝物形成的系统和方法。具有涡轮增压器、增压空气冷却器以及节流阀的示例发动机系统在图1和图3中被示出。发动机控制器可被配置成执行控制程序，诸如图2和图4中的示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆发动机的方法，其包括：估计相对湿度；以及根据所述相对湿度减小节流阀压差，所述发动机具有设置在涡轮增压器压缩机下游和进气节流阀上游的增压空气冷却器。

【技术特征摘要】
2015.07.09 DE 102015212833.41.一种用于车辆发动机的方法，其包括：估计相对湿度；以及根据所述相对湿度减小节流阀压差，所述发动机具有设置在涡轮增压器压缩机下游和进气节流阀上游的增压空气冷却器。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：将所述相对湿度与湿度极限值进行比较，并且其中所述减小包括当所述相对湿度(L)大于所述湿度极限值时，调整所述进气节流阀的打开程度。3.根据权利要求1所述的方法，其还包括：将所述节流阀压差与压差极限值进行比较，并且如果所述压差大于所述压差极限值，则进一步调整所述进气节流阀的打开程度。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相对湿度基于环境温度、增压空气温度、增压空气压力和环境湿度中的一个或多个，所述环境湿度由设置在所述增压空气冷却器中的湿度传感器估计。5.根据权利要求1所述的方法，其还包括：将冷却所述增压器空气冷却器的冷却空气供应设备的操作变量与操作变量极限进行比较；以及如果所述操作变量小于所述操作变量极限，则减小所述冷却空气供应设备的开口。6.根据权利要求5所述的方法，其还包括：如果所述操作变量小于所述操作变量极限，则减小所述压缩机下游和节气门上游的增压空气压力。7.根据权利要求5所述的方法，其中，调整所述冷却空气供应进一步基于所述发动机的增压空气压力。8.根据权利要求7所述的方法，其还包括：响应于高于在所述增压空气冷却器处的阈值相对湿度、低于阈值节气门压差，以及低于所述冷却空气供应设备的阈值操作值中的每一个，减小所述增压空气压力。9.根据权利要求8所述的方法，其中，减小所述增压空气压力包括减小涡轮增压器压缩机速度，直到在所述增压空气冷却器处的所述相对湿度增加到所述阈值相对湿度以上。10.一种用于车辆中的发动机的方法，其包括：响应于在增压空气冷却器(CAC)处的冷凝物积聚，选择性地增大耦接到所述CAC下游的节气门的开口，以及选择性地减小格栅百叶窗的开口以减少穿过所述CAC的气流，所述冷凝物积聚基于在所述CAC处的确定的相对湿度确定。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述选择性地增大所述节气门开口包括当节流阀两端的压差高于阈值时，增大所述节气门开口，所述节气门开口增大直到所述压差处于所述阈值压力或低于所述阈值压力。12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述选择性地减小所述格栅百叶窗开口包括当穿过所述格栅百叶窗的冷却气流高于阈值开口时，减小所述格栅百叶窗开口，所述格栅百叶窗开口减小，直到所述格栅百叶窗开口处于所述阈值开口。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述格栅百叶窗将气流引导到空调(AC)系统，并且其中所述阈值开口进一步基于AC系统水头压力，当所述AC系统水头...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·布林克曼，B·格拉卡，T·尼切，C·约尔卡，H·霍耶，J·蒂策，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US