用于估计环境湿度的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于估计环境湿度的系统和方法。提供了用于在降水期间基于湿球温度和干球温度来估计环境湿度以及当降水不存在时基于干球温度而不基于湿球温度来估计环境湿度的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于估计环境(ambient)空气湿度的系统和方法。
技术介绍
环境空气中的水汽浓度会影响发动机运转。例如，在不存在基于环境空气湿度进行调整的情况下，对质量空气流量的确定会存在5-8%误差。因此，可以基于环境空气湿度来调整发动机运转参数(例如空燃比、火花正时、排气再循环(EGR)等)，以改善发动机性能、升压燃料经济性并减少排放。另外，环境空气湿度可以被用来调整车辆气候控制参数，以改善安全性、座舱舒适度和驾驶经历。各种方法被用来估计环境空气湿度。在一个示例方法中，如Kim等人在US2013/0275030中示出的，基于NOx传感器输出来测量环境湿度。然而，专利技术人在此已经认识到这种方法的缺点。具体地，基于NOx传感器输出估计的环境湿度在大气不稳定的阶段期间(例如，在当大气中存在降水时的状况期间)可能具有降低的准确性。另外，当存在湿度的改变时(例如，在降雨开始期间)，基于NOx传感器输出的环境湿度不考虑湿度的突然增加。此外，仅当燃料被切断同时发动机继续运转(例如，在当车辆下坡行进时短时间制动期间)以允许新鲜空气循环通过发动机和排气系统时，NOx传感器可以被用来测量湿度。因此，当需要湿度测量时，可能不能测量湿度。
技术实现思路
在一个示例中，一些上述问题可以通过一种用于发动机的方法来解决，该方法包括:基于环境具体湿度来调整发动机运转，响应于检测到降水，环境具体湿度基于干球温度、湿球温度和大气压力来估计，干球温度通过被设置在车辆的外表面上并且被屏蔽于天气的第一传感器来测量，湿球温度通过被设置在车辆的外表面上并且暴露于天气的第二传感器来测量。在另一示例中，一种用于发动机的方法包括:基于湿球温度和干球温度指示降雨状况的改变；以及基于降雨状况的改变来调整估计的湿度，并且依据降雨状况，不利用湿球温度来估计湿度。例如，可以基于湿球温度与干球温度之间的差大于阈值温度来检测降雨。在检测到降雨后，具体湿度可以基于湿球温度和干球温度来估计。湿球温度可以是通过位于车辆的表面上的湿球温度计测得的雨滴的温度。干球温度可以是通过位于发动机进气道中的干球温度计测得的进气的温度。温湿度内插表(psychrometric interpolat1n table)可以被用来基于湿球温度和干球温度估计具体湿度。然而，在当降雨不存在时的状况期间，具体湿度可以基于干球温度而不基于湿球温度来估计。以此方式，在降雨状况期间通过利用湿球温度和干球温度来估计环境具体湿度，可以以更大的准确性调整发动机运转参数。另外，虽然术语温度计在本文中被用作一种示例温度传感器，但是可以使用各种其他传感器，例如热电偶、热二极管、热电阻等。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在【具体实施方式】中进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围被紧随【具体实施方式】之后的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。【附图说明】图1示出了包括用于估计环境湿度的干球温度计和湿球温度计的示例车辆系统的示意图。图2示出了被包括在图1的车辆系统中的具有涡轮增压器和排气再循环系统的发动机的实施例的示意图。图3示出了流程图，其说明用于基于干球温度和湿球温度来估计环境湿度的方法。图4示出了流程图，其说明用于在降雨不存在时的状况期间估计环境湿度的方法。图5示出了流程图，其说明用于利用干球温度和湿球温度来确定降雨的存在或不存在的方法。图6示出了湿度以及干球温度和湿球温度响应于降雨的示例变化。【具体实施方式】以下描述涉及用于基于包括发动机系统(例如，图2的发动机系统)的车辆系统(例如，图1的系统)中的湿球温度和干球温度来估计环境湿度的系统和方法。响应于检测到降水，控制器可以被配置为执行控制例程(例如，图3的示例例程)，以基于湿球温度和干球温度来估计环境湿度。响应于未检测到降水，控制器可以被配置为执行控制例程(例如，图4的示例例程)，以基于干球温度而不基于湿球温度来估计环境湿度。可以如在图5处详述的那样检测降水。在图6处示出了根据本公开的基于干球温度和湿球温度的示例降雨检测和湿度估计。转向图1，示意地图示了机动车辆102的示例实施例，机动车辆102包括用于估计湿度的湿球温度传感器123和干球温度传感器121。机动车辆102可以是陆上汽车以及其他类型的车辆。车辆102包括驱动轮105、客舱119、挡风玻璃101、侧视镜103、气候控制系统109和内燃发动机10。内燃发动机10包括燃烧室(未示出)，燃烧室可以经由进气道42接收进气，并且可以经由排气道(未示出)排出燃烧气体。进气道可以包括用于过滤进气的空气净化器11和用于测量进气的温度的干球温度传感器121。在图示的示例中，干球温度传感器121被示为位于空气净化器11的下游。在一些示例中，干球温度传感器121可以位于车辆102的外表面上并且被屏蔽于天气要素(weather element)。例如，干球温度传感器121可以被设置为使得它不暴露于天气状况(例如，车辆周围的空气中的雨、雪等)。传感器121可以位于车辆车身的外表面上，但是仅被部分地围住或被另一车辆车身部件遮住，使得它被屏蔽于天气要素。例如，额外的车身元件可以被设置在传感器的正上方，但是使传感器通向周围环境空气。在一个示例中，传感器121可以位于一个或多个侧视镜103内部，不受天气要素损害，但是暴露于环境空气。机动车辆102还包括格栅百叶窗系统115，格栅百叶窗系统115提供用于接收通过或接近车辆的前端并进入发动机的环境气流117的开口(例如，格栅开口、保险杆开口等)。格栅百叶窗系统115包括一个或多个格栅百叶窗111和格栅113。格栅百叶窗111可以被配置为调整通过格栅113接收的气流量。例如，格栅百叶窗111可以遮住车辆的从刚好在发动机罩之下跨越到保险杆的底部的前面区域。在一些实施例中，所有格栅百叶窗都可以由控制器协调地移动。在其他实施例中，格栅百叶窗可以分成子区域，并且控制器可以独立地调整每个区域的打开/关闭。每个子区域可以包含一个或多个格栅百叶窗。格栅百叶窗111可在打开位置与关闭位置之间移动，并且可以被维持在其任一位置或多个中间位置。通过调整不同的发动机控制或运转参数(例如，格栅百叶窗打开和电动风扇运转)，控制器可以调整增压空气冷却器(CAC-未示出)的效率。湿球温度传感器123可以测量湿球温度，湿球温度可以连同干球温度一起被用来在例如降雨的环境天气状况期间估计环境湿度。湿球温度可以是车辆周围的空气中的降水的温度。降水可以是雨、雾、雪、冻雨、冰雹、薄雾等中的一个或更多个。湿球温度传感器123可以位于车辆的外表面上，并且可以暴露于天气要素而不暴露于车辆的内舱，使得传感器仅暴露于车辆外部的环境状况，其中外表面是车辆车身的最外面的外表面，并且不被任何其他车辆部件围住。例如，如在图1的图示示例中标示的，湿球温度传感器123可以位于挡风玻璃101的底座处。湿球温度传感器123可以暴露于降水，并且可以测量降水的温度。在另一示例中，湿球温度传感器可以位于格栅百叶窗系统115的格栅113上。在又一示例中，湿球温度传感器可以位于一个或多个侧视镜103上。在又一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的方法，其包括：基于环境具体湿度来调整发动机运转，响应于检测到降水，所述环境具体湿度基于干球温度、湿球温度和大气压力来估计，所述干球温度通过被设置在车辆的外表面上并且被屏蔽于天气的第一传感器来测量，所述湿球温度通过被设置在所述车辆的所述外表面上并且暴露于天气的第二传感器来测量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P·R·玛茨内尔，D·C·维贝尔，
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