用于加熱壓縮機(jī)前管道以減少冷凝物形成的系統(tǒng)和方法

用于加熱壓縮機(jī)前管道以減少冷凝物形成的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于加熱壓縮機(jī)前管道以減少冷凝物形成的系統(tǒng)和方法。提供用于向壓縮機(jī)前管道壁提供輔助熱量以減少冷凝物形成的方法和系統(tǒng)。冷卻劑閥可控制加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至壓縮機(jī)前管道壁的輸送?？苫趬嚎s機(jī)前管道壁處的冷凝物形成，調(diào)節(jié)所述冷卻劑閥。
【專利說明】用于加熱壓縮機(jī)前管道以減少冷凝物形成的系統(tǒng)和方法
[0001]背景/概沭
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)可利用渦輪增壓器或機(jī)械增壓器壓縮進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)境空氣，從而增加動(dòng)力。進(jìn)一步，發(fā)動(dòng)機(jī)可使部分來自排氣道的排氣再循環(huán)至渦輪增壓器的壓縮機(jī)上游的進(jìn)氣道。排氣再循環(huán)可被稱為低壓排氣再循環(huán)(LP EGR)。LP EGR可由于排氣具有高水蒸氣含量而導(dǎo)致在壓縮機(jī)之前水冷凝。當(dāng)壓縮機(jī)前管道壁的溫度和/或EGR和進(jìn)氣混合物的溫度降至露點(diǎn)溫度以下時(shí)，冷凝物可在壓縮機(jī)的壓縮機(jī)前管道中形成。在壓縮機(jī)前管道壁處的冷凝可由于水滴沖擊而增加壓縮機(jī)輪損壞的風(fēng)險(xiǎn)。這可進(jìn)而導(dǎo)致噪音、振動(dòng)、和不舒適性(NVH)退化、壓縮機(jī)性能退化、和發(fā)動(dòng)機(jī)由于壓縮機(jī)輪侵蝕而損壞。
[0003]解決來自冷凝物的壓縮機(jī)輪損壞的其他嘗試包括從LP EGR流分離冷凝物，以避免在壓縮機(jī)輪上的水滴。Joergl等在U.S.8，056，338中展示了一個(gè)實(shí)例方法。其中，利用分散設(shè)備從EGR流動(dòng)流(EGR flow stream)分離冷凝物，然后在壓縮機(jī)輪的軸處重新引入冷凝物，以減少壓縮機(jī)輪侵蝕。
[0004]但是，本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種系統(tǒng)的潛在問題。作為一個(gè)實(shí)例，在壓縮機(jī)輪軸處重新引入冷凝物可仍導(dǎo)致壓縮機(jī)輪腐蝕。具體地，雖然從EGR流分離冷凝物可減少壓縮機(jī)輪上的冷凝物形成，但非全部冷凝物可通過這種方法而去除。進(jìn)一步，當(dāng)環(huán)境溫度減少和/或濕度增加時(shí)，冷凝物仍可在壓縮機(jī)之前形成，從而導(dǎo)致進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣溫度降低至露點(diǎn)溫度以下和冷凝物形成。
[0005]在一個(gè)實(shí)例中，上述問題可通過響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道中冷凝物形成來調(diào)節(jié)對(duì)壓縮機(jī)前管道加熱的方法而解決。對(duì)壓縮機(jī)前管道的加熱可響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道壁溫度降低至露點(diǎn)溫度以下而增加。壓縮機(jī)前管道壁的溫度可基于下列一種或多種來估測:壓縮機(jī)前管道中進(jìn)氣和再循環(huán)空氣(例如，來自排氣再循環(huán)的空氣)混合物的溫度、排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的氣體溫度、空氣流動(dòng)速率、排氣再循環(huán)流速、環(huán)境空氣溫度和車輛速度。在一個(gè)實(shí)例中，增加對(duì)壓縮機(jī)前管道的加熱可包括啟用嵌入壓縮機(jī)前管道壁的電加熱元件。在另一實(shí)例中，增加對(duì)壓縮機(jī)前管道的加熱可包括增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑向壓縮機(jī)前管道壁的輸送速率。在一些實(shí)例中，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可先經(jīng)過整合到壓縮機(jī)前管道中的EGR閥，從而冷卻較高溫的EGR閥。加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑然后可經(jīng)過壓縮機(jī)前管道壁，從而增加壓縮機(jī)前管道壁的溫度。以這種方式，壓縮機(jī)前管道壁可被加熱至露點(diǎn)溫度以上，從而減少冷凝物，隨后減少壓縮機(jī)輪的退化。
[0006]應(yīng)理解，提供上文概述是為了以簡化形式引入將在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的思路的選擇。這不意為確定主張主題的關(guān)鍵或必要特征，其范圍僅由所附權(quán)利要求限定。另外，主張的主題不限于解決上文或本公開任意部分描述的任何缺陷的實(shí)施方式。
[0007]附圖簡沭
[0008]圖1A-B是包括壓縮機(jī)前管道和冷卻系統(tǒng)的實(shí)例發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
[0009]圖2是經(jīng)過壓縮機(jī)前管道和EGR閥的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑的示意圖。
[0010]圖3是調(diào)節(jié)對(duì)壓縮機(jī)前管道壁加熱的方法的流程圖。
[0011]圖4顯示基于壓縮機(jī)前管道處冷凝物形成調(diào)節(jié)冷卻劑閥的圖形實(shí)例。
[0012]發(fā)明詳沭
[0013]下文描述涉及向壓縮機(jī)前管道提供熱量以減少冷凝物形成的系統(tǒng)和方法。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)-如圖1A-B的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)-中壓縮機(jī)前管道壁的加熱可響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道壁處冷凝物形成來進(jìn)行調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)例中，調(diào)節(jié)加熱可包括調(diào)節(jié)加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑向壓縮機(jī)前管道壁的輸送速率。還可將加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑輸送至整合到壓縮機(jī)前管道中的排氣再循環(huán)(EGR)閥門。經(jīng)過EGR閥和壓縮機(jī)前管道的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑顯示在圖2。在另一實(shí)例中，調(diào)節(jié)加熱可包括啟用嵌入壓縮機(jī)前管道壁中的電加熱元件?；诶淠镄纬烧{(diào)節(jié)加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑向壓縮機(jī)前管道壁的輸送的方法顯示在圖3。可響應(yīng)于估測的壓縮機(jī)前管道壁溫度來調(diào)節(jié)冷卻劑閥。圖4示例響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道處冷凝物形成對(duì)冷卻劑閥的調(diào)節(jié)實(shí)例。
[0014]圖1A-B顯示示意性示例的機(jī)動(dòng)車中的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的實(shí)例實(shí)施方式。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可被包括在車輛中，如公路車輛等其他車輛類型。雖然將參考車輛描述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的實(shí)例應(yīng)用，但應(yīng)理解，可采用不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛推進(jìn)系統(tǒng)，包括客車、卡車等。
[0015]在所示實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)10是連接于渦輪增壓器13的增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，該渦輪增壓器13包括被渦輪16驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)14。具體地，新鮮空氣沿進(jìn)氣道42經(jīng)由空氣清潔裝置11被引入發(fā)動(dòng)機(jī)10，并流動(dòng)至壓縮機(jī)14。壓縮機(jī)可以是適當(dāng)?shù)倪M(jìn)氣壓縮機(jī)，如馬達(dá)驅(qū)動(dòng)型或驅(qū)動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)型機(jī)械增壓器壓縮機(jī)。壓縮機(jī)14可包括壓縮機(jī)前管道60，其促進(jìn)空氣/氣體流入壓縮機(jī)14。壓縮機(jī)前管道60可具有限定在壓縮機(jī)前管道60內(nèi)徑和外徑之間的壁58 (例如，壓縮機(jī)前管道壁)。在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100中，壓縮機(jī)顯示為渦輪增壓器壓縮機(jī)，其通過桿19機(jī)械地連接于渦輪16，渦輪16通過膨脹發(fā)動(dòng)機(jī)排氣而被驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，壓縮機(jī)和渦輪可被連接在雙渦形渦輪增壓器中。在另一實(shí)施方式中，渦輪增壓器可以是變幾何截面渦輪增壓器(VGT)，其中渦輪幾何根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度和其他工況而主動(dòng)地改變。
[0016]如圖1A-B所示，壓縮機(jī)14通過增壓空氣冷卻器(CAC) 18連接于節(jié)氣門20。CAC可以例如是空氣-與-空氣或空氣-與-水熱量交換器。節(jié)氣門20連接于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管22。熱壓縮空氣充氣從壓縮機(jī)進(jìn)入CAC18的充氣入口 26，在其經(jīng)過CAC時(shí)冷卻，然后離開充氣出口 27，經(jīng)過節(jié)氣門，至進(jìn)氣歧管。來自車輛外部的環(huán)境空氣流可經(jīng)由車輛前端進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)10，并經(jīng)過CAC，以有助于冷卻充氣。
[0017]在圖1A-B所示的實(shí)施方式中，通過歧管空氣壓力(MAP)傳感器24感測進(jìn)氣歧管中的空氣充氣壓力，并通過增壓壓力傳感器124感測增壓壓力。壓縮機(jī)旁通閥(未顯示)可順序連接在壓縮機(jī)14入口和出口之間。壓縮機(jī)旁通閥可以是在正常情況下關(guān)閉的閥門，其被配置以在選定工況下開啟，從而緩解過度的增壓壓力。例如，壓縮機(jī)旁通閥可在減少發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量以防止壓縮機(jī)喘振的條件下開啟。
[0018]進(jìn)氣歧管22通過一系列進(jìn)氣門(未顯示)連接于一系列燃燒室31。燃燒室進(jìn)一步通過一系列排氣門(未顯不)連接于排氣歧管36。在所不實(shí)施方式中，顯不單個(gè)排氣歧管36。但是，在其他實(shí)施方式中，排氣歧管可包括多個(gè)排氣歧管部分。具有多個(gè)排氣歧管部分的配置可實(shí)現(xiàn)來自不同燃燒室的流出物被引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的不同位置。通用型排氣氧(UEGO)傳感器126顯不連接于潤輪16上游的排氣歧管36?？蛇x地,雙態(tài)排氣氧傳感器可代替UEGO傳感器126。
[0019]如圖1A-B所示，來自一個(gè)或多個(gè)排氣歧管部分的排氣被引導(dǎo)至渦輪16，從而驅(qū)動(dòng)渦輪。當(dāng)需要渦輪扭矩減少時(shí)，一些排氣可被改為引導(dǎo)通過廢氣門(未顯示)，繞過渦輪。來自渦輪和廢氣門的組合流然后流經(jīng)排放控制裝置70。通常，一個(gè)或多個(gè)排放控制裝置70可包括一個(gè)或多個(gè)排氣后處理催化劑，其被配置以催化地處理排氣流，從而減少排氣流中一種或多種物質(zhì)的含量。
[0020]全部或部分來自排放控制裝置70的處理后排氣可通過排氣通道35被釋放到大氣中。但是，根據(jù)工況，一些排氣可被改為轉(zhuǎn)移至EGR通道51，通過EGR冷卻器50和EGR閥52，到達(dá)壓縮機(jī)14的入口。以這種方式，壓縮機(jī)被配置以允許來自渦輪16下游的排氣被捕集。在一些實(shí)例中，如圖1A-B所示，EGR閥52可被整合到壓縮機(jī)前管道60中。具體地，EGR閥52可直接連接于壓縮機(jī)前管道60的壁58。在替代型實(shí)例中，EGR閥52可被布置在壓縮機(jī)前管道60上游的EGR通道51中，使得EGR閥52不被整合到壓縮機(jī)前管道60中。
[0021]EGR閥52可開啟以允許受控量的冷卻排氣通向壓縮機(jī)前管道60 (例如，壓縮機(jī)入口)，以獲得預(yù)期燃燒和排放控制性能。以這種方式，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100適于提供外部低壓(LP) EGR。除了發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100中相對(duì)長的LP EGR流動(dòng)路徑外，壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)還提供排氣在進(jìn)氣充氣中的良好均質(zhì)化。進(jìn)一步，EGR輸出和混合點(diǎn)的布置提供排氣有效冷卻，以增加可用的EGR質(zhì)量和提高性能。
[0022]但是，LP EGR可導(dǎo)致水在壓縮機(jī)之前冷凝。具體地，經(jīng)過LP EGR系統(tǒng)的排氣可具有高水蒸氣含量。當(dāng)壓縮機(jī)前管道壁58的溫度(例如，Twall)和/或EGR和進(jìn)氣混合物的溫度(例如下降到露點(diǎn)溫度以下時(shí)，可在壓縮機(jī)14的壓縮機(jī)前管道60中形成冷凝物。露點(diǎn)溫度可基于壓縮機(jī)14前的壓力和EGR和進(jìn)氣混合物的水蒸氣含量(例如，濕度)來確定。冷凝可隨著環(huán)境溫度減少和濕度增加而增加。壓縮機(jī)前管道60中的冷凝物形成可進(jìn)一步基于測量的EGR流速、預(yù)期EGR流速、EGR溫度、進(jìn)氣溫度和濕度、Tgfe、和/或壓縮機(jī)之前的壓力。
[0023]在壓縮機(jī)之前和/或壓縮機(jī)前管道60中的冷凝可由于水滴沖擊而增加壓縮機(jī)輪損壞風(fēng)險(xiǎn)。這可進(jìn)而導(dǎo)致噪音、振動(dòng)、和不舒適性(NVH)退化、壓縮機(jī)性能退化、和發(fā)動(dòng)機(jī)由于壓縮機(jī)輪侵蝕而損壞。因此，由于液滴尺寸較大和在較冷壁表面發(fā)生冷凝的趨勢，可主要顧慮在壓縮機(jī)前管道壁58處發(fā)生的冷凝。由此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可通過比較T11與露點(diǎn)溫度來確定壓縮機(jī)前管道中冷凝物形成的可能性。可基于下列一個(gè)或多個(gè)估測壓縮機(jī)前管道壁溫度(T11):壓縮機(jī)前管道中的空氣溫度、離開EGR系統(tǒng)和進(jìn)入壓縮機(jī)前管道的排氣溫度、壓縮機(jī)前管道中的空氣流速、經(jīng)過EGR系統(tǒng)的氣體流速、環(huán)境空氣溫度、和車輛速度。在一個(gè)實(shí)例中，可收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和建立傳遞函數(shù)，以基于上述因素提供壓縮機(jī)前管道壁溫度的準(zhǔn)確估測。如下文進(jìn)一步討論，增加壓縮機(jī)前管道壁溫度可減少冷凝物形成和壓縮機(jī)輪損壞。在一個(gè)實(shí)例中，加熱壓縮機(jī)前管道壁可使T11增加至露點(diǎn)溫度以上，從而減少冷凝物形成。響應(yīng)于冷凝物形成條件而輸送熱量和調(diào)節(jié)對(duì)壓縮機(jī)前壁加熱的方法在下文中、圖2-4中得到進(jìn)一步討論。
[0024]發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100進(jìn)一步包括冷卻系統(tǒng)104 (例如，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路)，其使冷卻劑循環(huán)經(jīng)過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10以吸收廢熱，和將加熱后的冷卻劑分送至散熱器80、加熱器核心90,EGR閥52和/或壓縮機(jī)前管道壁58——分別通過冷卻劑線路82、84、48、和49。具體地，圖1A-B顯示連接于發(fā)動(dòng)機(jī)10的冷卻系統(tǒng)104，和使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑從發(fā)動(dòng)機(jī)10通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵86循環(huán)至散熱器80和通過冷卻劑線路82返回發(fā)動(dòng)機(jī)10。發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵86可通過前端附件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(FEAD)SS連接于發(fā)動(dòng)機(jī)，和通過帶、鏈等與發(fā)動(dòng)機(jī)速度成比例地旋轉(zhuǎn)。具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵86使冷卻劑循環(huán)經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體、蓋(head)等中的通道，從而吸收發(fā)動(dòng)機(jī)熱量，然后其通過散熱器80被轉(zhuǎn)移至環(huán)境空氣。在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵86是離心泵的實(shí)例中，生成的壓力(和產(chǎn)生的流動(dòng))可與曲軸速度成比例，在圖1A-B的實(shí)例中，直接與發(fā)動(dòng)機(jī)速度成比例。在另一實(shí)例中，可應(yīng)用馬達(dá)控制的泵，其可獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行調(diào)節(jié)?？赏ㄟ^位于冷卻劑線路82中的恒溫閥38調(diào)節(jié)冷卻劑溫度，該恒溫閥38可保持關(guān)閉，直到冷卻劑達(dá)到閾值溫度。冷卻劑可流經(jīng)冷卻劑線路82，如上所述，和/或經(jīng)過冷卻劑線路84流至加熱器核心90，在此可使熱量轉(zhuǎn)移至客廂，并且冷卻劑流回發(fā)動(dòng)機(jī)
10。在一些實(shí)例中，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵86可運(yùn)轉(zhuǎn)以使冷卻劑循環(huán)經(jīng)過冷卻劑線路82、84、和48。
[0025]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑還可從發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)至EGR閥52。具體地，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可通過冷卻劑線路48流經(jīng)部分EGR閥52。加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑和EGR閥組件(例如，電力馬達(dá)和/或位置傳感器)之間可交換熱量。EGR閥的溫度可高于進(jìn)入閥門的加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑。由此，離開EGR閥52的加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度可高于進(jìn)入EGR閥52的加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度。任選的EGR冷卻劑閥41可控制加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至EGR閥52的流量。例如，如果EGR閥52無需冷卻(例如，EGR閥溫度在閾值以下)，則控制器12可關(guān)閉EGR冷卻劑閥41。但是，如果EGR閥52需要冷卻，則控制器12可開啟EGR冷卻劑閥41或保持EGR冷卻劑閥41開啟。在另一實(shí)例中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可不包括EGR冷卻劑閥41，并且發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可始終流經(jīng)冷卻劑線路48和EGR閥52，以冷卻該閥門。
[0026]可將加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑通過冷卻劑線路48進(jìn)一步輸送至嵌入壓縮機(jī)前管道壁58的冷卻劑環(huán)(coolant annulus)54。具體地，冷卻劑環(huán)可圍繞壓縮機(jī)前管道60的圓周延伸。冷卻劑閥40可控制加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至冷卻劑環(huán)54的流量。例如，當(dāng)冷卻劑閥40開啟時(shí)，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可流經(jīng)冷卻劑線路49，并被輸送至冷卻劑環(huán)54。加熱后的冷卻劑可流經(jīng)冷卻劑環(huán)54，在此加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑和壓縮機(jī)前管道壁58之間可交換熱量。由此，可增加壓縮機(jī)前管道壁溫度，從而減少壓縮機(jī)前管道壁處的冷凝物形成。流經(jīng)壓縮機(jī)前管道60的空氣溫度還可隨壓縮機(jī)前管道壁溫度增加而增加。在流經(jīng)冷卻劑環(huán)54后，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑返回冷卻系統(tǒng)104的冷卻劑流。
[0027]在第一實(shí)施方式中，如圖1A所示，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可從冷卻系統(tǒng)104流動(dòng)經(jīng)過冷卻劑線路48和經(jīng)過EGR閥52。然后，加熱后的冷卻劑(可在經(jīng)過EGR閥52后被進(jìn)一步加熱)可從EGR閥52流經(jīng)EGR閥52和冷卻劑環(huán)54之間的冷卻劑線路49。在此實(shí)施方式中，冷卻劑閥40位于EGR閥52和冷卻劑環(huán)54之間的冷卻劑線路49中。當(dāng)冷卻劑閥40向冷卻劑環(huán)54開啟(在本文中被稱為開啟位置)時(shí)，加熱后的冷卻劑可從EGR閥52流動(dòng)并經(jīng)過冷卻劑環(huán)54。在流經(jīng)冷卻劑環(huán)54后，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑通過冷卻劑線路49返回冷卻系統(tǒng)104。可選地，當(dāng)冷卻劑閥40向冷卻劑環(huán)54關(guān)閉(在本文中被稱為關(guān)閉位置)時(shí)，力口熱后的冷卻劑通過旁路冷卻劑線路47繞過冷卻劑環(huán)54。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑從旁路冷卻劑線路47進(jìn)入冷卻劑線路49，并返回冷卻系統(tǒng)104的冷卻劑流。在一些實(shí)例中，冷卻劑閥40可以是可調(diào)節(jié)到完全開啟和完全關(guān)閉之間的多個(gè)位置的，使得不同量的加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可流經(jīng)冷卻劑環(huán)54。在替代型實(shí)施方式中，通向冷卻劑環(huán)54的加熱后的冷卻劑流量可不被主動(dòng)地控制。在此實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可不包括冷卻劑閥40。如此，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可始終流經(jīng)EGR閥52和冷卻劑環(huán)54。以這種方式，可被動(dòng)地控制加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑通向EGR閥52和冷卻劑環(huán)54的流量。
[0028]在第二實(shí)施方式中，如圖1B所示，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可通過冷卻劑線路48從冷卻系統(tǒng)104流動(dòng)，經(jīng)過冷卻劑線路48，經(jīng)過EGR閥52，并返回冷卻系統(tǒng)104。加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑還可從冷卻系統(tǒng)104和EGR閥52的上游的冷卻劑線路48流動(dòng)，并且流至冷卻劑線路49。冷卻劑閥40可位于冷卻劑環(huán)54上游的冷卻劑線路49中。當(dāng)冷卻劑閥40開啟時(shí)，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑還可流動(dòng)經(jīng)過冷卻劑線路49和經(jīng)過冷卻劑環(huán)54。在流經(jīng)冷卻劑環(huán)54后，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑與從EGR閥52返回的冷卻劑在冷卻劑線路48中匯合，并返回冷卻系統(tǒng)104。如圖1B所示，經(jīng)過EGR閥52的冷卻劑流和經(jīng)過冷卻劑環(huán)54的冷卻劑流保持彼此分離。在一個(gè)實(shí)例中，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可始終流經(jīng)EGR閥52，此時(shí)通向至冷卻劑環(huán)54的加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流量可用冷卻劑閥40控制。
[0029]以這種方式，熱量可從加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑轉(zhuǎn)移至壓縮機(jī)前管道壁58，從而增加壓縮機(jī)前管道壁58的溫度。通過增加壓縮機(jī)前管道壁58的溫度，壓縮機(jī)前管道壁的溫度和/或經(jīng)過壓縮機(jī)前管道壁的空氣溫度可保持在露點(diǎn)溫度以上。由此，可減少壓縮機(jī)前管道壁58處的冷凝物形成。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100可包括多個(gè)溫度、壓力、和濕度傳感器，以確定冷凝物形成條件。
[0030]在替代型實(shí)例中，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可不被輸送至EGR閥52。在此實(shí)例中，冷卻劑線路48可僅連接于冷卻劑環(huán)54，因此加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑僅流經(jīng)冷卻劑環(huán)54，然后返回冷卻系統(tǒng)104的冷卻劑回路。因此，冷卻劑閥40可控制加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至壓縮機(jī)前管道壁58的冷卻劑環(huán)54的流量。
[0031 ] 圖2顯示壓縮機(jī)14的壓縮機(jī)前管道60和整合到壓縮機(jī)前管道60中的EGR閥52的橫截面的示意圖200。另外，示意圖200包括經(jīng)過EGR閥52和壓縮機(jī)前管道壁58的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑。如圖2所示，EGR閥52連接于壓縮機(jī)前管道側(cè)的壓縮機(jī)前管道60。具體地，EGR閥52包括處于共同安裝面224上的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑接頭220和排氣再循環(huán)(EGR)接頭222。然后共同安裝面224安裝(例如，連接)于壓縮機(jī)前管道60的壓縮機(jī)前管道壁58。
[0032]EGR閥52包括閥體218和閥板204。閥體218可包括溫敏組件，該溫敏組件包括電力馬達(dá)和位置傳感器。來自EGR系統(tǒng)的排氣212流經(jīng)EGR通道51并流至EGR閥52。當(dāng)EGR閥52的閥板204開啟時(shí)，排氣212從EGR通道51到達(dá)EGR出氣道202。EGR出氣道202經(jīng)過壓縮機(jī)前管道壁58。如此，排氣212流入壓縮機(jī)前管道60，該壓縮機(jī)前管道60是壓縮機(jī)14的入口。然后EGR排氣在壓縮機(jī)前管道60中與進(jìn)氣混合。組合的空氣混合物然后流入壓縮機(jī)14。壓縮機(jī)14然后壓縮進(jìn)氣，并且壓縮空氣226在壓縮機(jī)出口處離開壓縮機(jī)。
[0033]冷卻劑線路48 (例如，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑)連接于EGR閥52并經(jīng)過EGR閥52外殼，以冷卻EGR閥52的內(nèi)部組件。在經(jīng)過EGR閥外殼和閥體218后，冷卻劑線路(例如，圖1A所示的冷卻劑線路49)經(jīng)過壓縮機(jī)前管道壁58，并在冷卻劑環(huán)入口 214處接合冷卻劑環(huán)54。如上所述，冷卻劑環(huán)54嵌入壓縮機(jī)前管道60的外徑206和內(nèi)徑208之間的壓縮機(jī)前管道壁58。冷卻劑環(huán)54進(jìn)一步在冷卻劑環(huán)出口 216處連接于輸出冷卻劑線路49 (例如，返回冷卻系統(tǒng)104)，冷卻劑環(huán)出口 216處于壓縮機(jī)前管道60中冷卻劑環(huán)入口 214的相反側(cè)。因此，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑210可先經(jīng)過EGR閥52的EGR閥體218，然后進(jìn)入并經(jīng)過冷卻劑環(huán)54。在冷卻劑環(huán)54內(nèi)，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑圍繞壓縮機(jī)前管道圓周地流動(dòng)，通向冷卻劑環(huán)出口 216。最后，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流出冷卻劑環(huán)出口 216，并回到冷卻劑線路48，以返回冷卻系統(tǒng)104。
[0034]經(jīng)過壓縮機(jī)前管道壁58的冷卻劑線路還可包括處于EGR閥52和冷卻劑環(huán)54 (圖2中未顯示)之間的冷卻劑閥(如圖1A所示的冷卻劑閥40)。如上所述，冷卻劑閥可控制加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑離開EGR閥外殼和到達(dá)冷卻劑環(huán)54的流量。在一些實(shí)例中，當(dāng)冷卻劑閥向冷卻劑環(huán)關(guān)閉，加熱后的冷卻劑可從EGR閥52流動(dòng)并流回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，而無需經(jīng)過冷卻劑環(huán)54。以這種方式，可在不加熱壓縮機(jī)前管道壁58的情況下冷卻EGR閥52。
[0035]如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)前管道包括壓縮機(jī)前管道壁，其包括位于壓縮機(jī)前管道壁其中和外周的冷卻劑環(huán)。壓縮機(jī)前管道進(jìn)一步包括排氣再循環(huán)閥，其包括處于共同安裝面上的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑接頭和排氣再循環(huán)接頭，該共同安裝面連接于壓縮機(jī)前管道壁。最后，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑經(jīng)過排氣再循環(huán)閥體和冷卻劑環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑連接于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路，并且其中發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑包括位于排氣再循環(huán)閥下游和冷卻劑環(huán)上游的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑閥。當(dāng)冷卻劑閥開啟時(shí)，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路，經(jīng)過排氣再循環(huán)閥，經(jīng)過冷卻劑環(huán)，然后流回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路。
[0036]回到圖1A-B，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)28?？刂葡到y(tǒng)28可通信地連接于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)100的不同組件，以實(shí)施本文描述的控制程序和動(dòng)作。例如，如圖1A-B所示，控制系統(tǒng)28可包括電子數(shù)字控制器12?？刂破?2可以是微型計(jì)算機(jī)，包括微處理器單元、輸入/輸出端口、可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、?；畲鎯?chǔ)器、和數(shù)據(jù)總線。如示，控制器12可接收來自多個(gè)傳感器30的輸入，其可包括用戶輸入和/或傳感器(如傳動(dòng)齒輪位置、氣體踏板輸入、制動(dòng)器輸入、傳動(dòng)選擇器位置、車輛速度、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、通過發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量空氣流量、增壓壓力、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、進(jìn)氣溫度、風(fēng)扇速度等)、冷卻系統(tǒng)傳感器(如冷卻劑溫度、客廂溫度、環(huán)境濕度等)、CAC18傳感器(如CAC入口空氣溫度和壓力、CAC出口空氣溫度和壓力等)等。
[0037]在一些實(shí)施方式中，控制器12可接收來自GPS和/或車輛中的車輛內(nèi)置通信和娛樂系統(tǒng)(未顯示)的數(shù)據(jù)。車輛內(nèi)置通信和娛樂系統(tǒng)可與無線通信裝置進(jìn)行通信——通過不同的無線協(xié)議，如無線網(wǎng)絡(luò)、基站傳輸(cell tower transmiss1ns)、和/或其組合。從車輛內(nèi)置通信和娛樂系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)可包括實(shí)時(shí)和預(yù)報(bào)天氣情況。天氣情況，如溫度、降水(例如，雨、雪、雹等)和濕度，可通過不同的無線通信裝置應(yīng)用和天氣預(yù)報(bào)網(wǎng)站獲得。從車輛內(nèi)置通信和娛樂系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)可包括當(dāng)前位置以及沿計(jì)劃行駛路線的未來位置的當(dāng)前和預(yù)測天氣情況。在一個(gè)實(shí)例中，無線通信裝置可將實(shí)時(shí)濕度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至車輛內(nèi)置通信和娛樂系統(tǒng)和/或GPS，然后該實(shí)時(shí)濕度數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)送至控制器12?？刂破?2可利用濕度和降水?dāng)?shù)據(jù)預(yù)測和/或計(jì)算壓縮機(jī)前管道60處的冷凝物形成。如此，控制器然后可利用預(yù)測的冷凝物形成控制對(duì)壓縮機(jī)前管道60的加熱，以減少冷凝物形成。例如，控制器可利用上述數(shù)據(jù)控制加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至壓縮機(jī)前管道壁58中冷卻劑環(huán)54的輸送。
[0038]在其他實(shí)施方式中，由其他信號(hào)或傳感器(例如，降雨傳感器)可推斷降雨和/或高濕的存在。在一個(gè)實(shí)例中，可由車輛風(fēng)窗玻璃刮水器開/關(guān)信號(hào)推斷降雨。特別地，在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)風(fēng)窗玻璃刮水器開啟時(shí)，信號(hào)可發(fā)送至控制器12以指示降雨?？刂破骺衫迷撔畔㈩A(yù)測壓縮機(jī)前管道60處冷凝物形成的可能性和調(diào)節(jié)車輛致動(dòng)器，如對(duì)壓縮機(jī)前管道壁58的加熱。對(duì)壓縮機(jī)前管道壁加熱的調(diào)節(jié)在下文中參考圖3-4得到更詳細(xì)描述。
[0039]此外，控制器12可與不同致動(dòng)器32通信，該致動(dòng)器32可包括發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器(如燃料噴射器、電子控制進(jìn)氣節(jié)流板、火花塞等)、冷卻系統(tǒng)致動(dòng)器(如客廂氣候控制系統(tǒng)中的空氣處理通風(fēng)孔和/或分流閥等)等。在一些實(shí)例中，存儲(chǔ)介質(zhì)可用計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)編程，該計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)代表用于實(shí)施下文描述的方法以及預(yù)料之中但未具體列舉的其他變型的處理器可執(zhí)行指令。
[0040]如上所述，可通過增加壓縮機(jī)前管道壁溫來減少壓縮機(jī)前管道中的冷凝物形成。向壓縮機(jī)前管道供熱可增加壓縮機(jī)前管道壁溫，從而減少壁表面的冷凝。在一個(gè)實(shí)例中，如上所述，可通過向圍繞壓縮機(jī)前管道60和嵌入壓縮機(jī)前管道壁58的冷卻劑環(huán)54輸送加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑，向壓縮機(jī)前管道壁58供應(yīng)熱量。在另一實(shí)例中，可向具有電加熱元件56的壓縮機(jī)前管道壁58供應(yīng)熱量。如圖1A-B所示，電加熱元件56可被嵌入壓縮機(jī)前管道壁58。電加熱元件56可由電源來提供動(dòng)力和被控制器12控制。例如，控制器12可啟用或開啟電加熱元件56，以增加對(duì)壓縮機(jī)前管道壁58的加熱。在另一實(shí)例中，控制器12可停用或關(guān)閉電加熱元件，以停止和/或減少對(duì)壓縮機(jī)前管道壁58的加熱。
[0041]在一些實(shí)施方式中，壓縮機(jī)前管道壁58可包括冷卻劑環(huán)54和電加熱元件56。在此實(shí)例中，控制器可調(diào)節(jié)這些加熱元件中的一者或兩者，以保持壓縮機(jī)前管道壁溫度在露點(diǎn)溫度以上。在一個(gè)實(shí)例中，如果EGR閥52無需被冷卻，控制器可僅通過電加熱元件56向壓縮機(jī)前管道壁提供熱量。在另一實(shí)例中，如果冷凝物形成在閾值以上，則控制器可通過電加熱兀件56和冷卻劑環(huán)54向壓縮機(jī)前管道壁提供熱量。在其他實(shí)施方式中，壓縮機(jī)前管道壁58可包括冷卻劑環(huán)54或加熱元件56中僅一種，作為加熱方式。
[0042]圖1-2的系統(tǒng)提供發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，其包括渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括壓縮機(jī)，并且該壓縮機(jī)包括壓縮機(jī)前管道。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可進(jìn)一步包括排氣再循環(huán)系統(tǒng)，其連接在渦輪增壓器的渦輪下游的排氣道和壓縮機(jī)前管道之間，排氣再循環(huán)系統(tǒng)包括排氣再循環(huán)閥，排氣再循環(huán)閥整合到壓縮機(jī)前管道中并且可配置以調(diào)節(jié)排氣至壓縮機(jī)前管道的流量。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括冷卻劑回路，其連接在壓縮機(jī)前管道和排氣再循環(huán)閥之間，冷卻劑回路包括冷卻劑閥。冷卻劑回路可連接于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路。進(jìn)一步，當(dāng)冷卻劑閥開啟時(shí)，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路開始，經(jīng)過排氣再循環(huán)閥，經(jīng)過位于壓縮機(jī)前管道壁中的冷卻劑環(huán)，然后流回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路。最后，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可包括具有計(jì)算機(jī)可讀指令的控制器，用于響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道中冷凝物形成，開啟冷卻劑閥，以使加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流經(jīng)排氣再循環(huán)閥，然后流經(jīng)壓縮機(jī)前管道壁。壓縮機(jī)前管道中的冷凝物形成可基于下列一個(gè)或多個(gè):排氣至壓縮機(jī)前管道的流速、排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的排氣溫度、進(jìn)氣流速、進(jìn)氣溫度、濕度、車輛速度、和環(huán)境溫度。
[0043]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖3，顯示方法300，用于調(diào)節(jié)對(duì)壓縮機(jī)前管道壁的加熱。在一個(gè)實(shí)例中，方法300可由圖1A-B所示的控制器12執(zhí)行。具體地，控制器可調(diào)節(jié)冷卻劑閥和/或電加熱元件的運(yùn)轉(zhuǎn)，以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)前管道壁溫。冷卻劑閥的基本條件可以是關(guān)閉，并且電加熱元件的基本條件可以是關(guān)閉。另外，如方法300下文描述，控制器可完全開啟和完全關(guān)閉冷卻劑閥。在替代型實(shí)施方式中，控制器可將冷卻劑閥調(diào)節(jié)至完全開啟和完全關(guān)閉之間的多個(gè)位置。
[0044]方法開始于302，估測和/或測量發(fā)動(dòng)機(jī)工況。發(fā)動(dòng)機(jī)工況可包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷、增壓壓力、進(jìn)氣壓力、踏板位置、質(zhì)量空氣流量、MAP、測量EGR流速、預(yù)期EGR流速、EGR溫度、濕度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度、扭矩要求、壓縮機(jī)前管道條件(例如，壓力、溫度、濕度等)、環(huán)境溫度、車輛速度等。在304，方法包括基于確定的發(fā)動(dòng)機(jī)工況，確定壓縮機(jī)前管道中的露點(diǎn)溫度。例如，控制器可基于壓縮機(jī)前管道中的壓力、溫度、和濕度以及EGR溫度和流速，估測露點(diǎn)溫度。如上所述，露點(diǎn)溫度可指示在什么條件下冷凝物可在壓縮機(jī)前管道中形成。
[0045]在306，控制器確定壓縮機(jī)前管道中是否形成或可能形成冷凝物。如上所述，可基于下列一個(gè)或多個(gè)指示壓縮機(jī)前管道中的冷凝物形成:排氣至壓縮機(jī)前管道的流速(例如，EGR流速)、EGR系統(tǒng)中的排氣溫度(例如，EGR溫度)、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣流速、濕度、和環(huán)境溫度。在一個(gè)實(shí)例中，控制器可估測壓縮機(jī)前管道壁的溫度。可基于下列一個(gè)或多個(gè)估測壓縮機(jī)前管道壁的溫度:壓縮機(jī)前管道中進(jìn)氣和再循環(huán)空氣(來自EGR系統(tǒng))混合物的溫度、EGR溫度、EGR流速、空氣流速、車輛速度、和環(huán)境空氣溫度。如果壓縮機(jī)前管道壁溫度小于露點(diǎn)溫度，則冷凝物可在壓縮機(jī)前管道中形成。在另一實(shí)例中，控制器可將壓縮機(jī)前管道空氣混合物溫度與露點(diǎn)溫度進(jìn)行比較。如果壓縮機(jī)前管道空氣混合物溫度處于露點(diǎn)溫度以下，則可指示冷凝物形成。在又一實(shí)例中，可在306利用替代的或另外的條件推斷和/或確定壓縮機(jī)前管道中的冷凝物形成。例如，如果濕度大于閾值，則可指示冷凝物形成。在又一實(shí)例中，如果壓縮機(jī)前管道空氣混合物溫度和/或壓縮機(jī)前管道壁溫度減少并且接近露點(diǎn)溫度，則控制器可確定冷凝物可能形成，從而在溫度降低至露點(diǎn)溫度以下前調(diào)節(jié)對(duì)壓縮機(jī)前管道壁的加熱。
[0046]如果在306控制器確定壓縮機(jī)前管道中(例如，壓縮機(jī)前管道壁處)不形成或不可能形成冷凝物，則方法繼續(xù)至308，不增加壓縮機(jī)前管道壁的加熱。這可包括關(guān)閉壓縮機(jī)前管道壁電加熱元件，如果其處于開啟狀態(tài)，和/或停止循環(huán)加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至壓縮機(jī)前管道壁。如果冷卻劑閥已經(jīng)關(guān)閉，則控制器可保持冷卻劑閥關(guān)閉，因此加熱后的冷卻劑不循環(huán)至EGR閥和/或壓縮機(jī)前管道壁。
[0047]可選地，如果控制器確定壓縮機(jī)前管道中一具體地在壓縮機(jī)前管道壁處一形成或可能形成冷凝物，則方法繼續(xù)至310。在310，控制器增加對(duì)壓縮機(jī)前管道的加熱。在一個(gè)實(shí)例中，控制器可通過在312使加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑循環(huán)至壓縮機(jī)前管道壁，增加加熱。如此，增加加熱可包括增加加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的輸送速率。進(jìn)一步，循環(huán)加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑和增加加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的輸送速率可包括完全開啟冷卻劑閥(例如，圖1A-B所示的冷卻劑閥40)。在另一實(shí)例中，循環(huán)加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可包括增大冷卻劑閥的開啟。冷卻劑閥的開啟量可基于下列一個(gè)或多個(gè):壓縮機(jī)前管道壁溫度、進(jìn)入壓縮機(jī)的EGR/進(jìn)氣混合物的溫度、EGR流速、和/或其他系統(tǒng)溫度。例如，如果壓縮機(jī)前管道壁溫度的量處于露點(diǎn)溫度以下較大，則控制器可使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑閥開啟較大量，從而增加加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至壓縮機(jī)前管道壁的輸送速率。
[0048]在另一實(shí)例中，控制器可通過在314啟用電加熱元件(例如，圖1A-B所示的電加熱元件56)，增加對(duì)壓縮機(jī)前管道的加熱。啟用電加熱元件可包括開啟加熱元件。在另一實(shí)例中，控制器可調(diào)節(jié)通過電加熱元件輸出的溫度，輸出溫度隨露點(diǎn)溫度和壓縮機(jī)前管道壁溫度之間的差異增加而增加。
[0049]在316，方法包括確定冷凝物形成是否小于閾值。在一個(gè)實(shí)例中，這可包括確定壓縮機(jī)前管道壁溫度是否大于露點(diǎn)溫度，從而減少冷凝物形成。在另一實(shí)例中，這可包括確定進(jìn)入壓縮機(jī)前管道的進(jìn)氣/排氣混合物的溫度是否大于露點(diǎn)溫度。如果冷凝物形成不小于閾值一從而指示冷凝物仍在壓縮機(jī)前管道中形成，則方法繼續(xù)至318，繼續(xù)加熱壓縮機(jī)前管道。方法在318可包括保持冷卻劑閥開啟和/或電加熱元件運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，如果冷凝物形成小于閾值(例如，壓縮機(jī)前管道壁溫度大于露點(diǎn)溫度)，則方法繼續(xù)至320，停止加熱壓縮機(jī)前管道。在一個(gè)實(shí)例中，停止加熱壓縮機(jī)前管道包括關(guān)閉電加熱元件。在另一實(shí)例中，停止加熱壓縮機(jī)前管道包括停止循環(huán)加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑。因此，方法在320可包括關(guān)閉冷卻劑閥。
[0050]以這種方式，發(fā)動(dòng)機(jī)控制器可響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道中的冷凝物形成，調(diào)節(jié)對(duì)壓縮機(jī)前管道的加熱。在一個(gè)實(shí)例中，控制器可響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道壁溫度小于露點(diǎn)溫度，增加加熱。壓縮機(jī)前管道壁溫度可基于下列一個(gè)或多個(gè):壓縮機(jī)前管道中進(jìn)氣和再循環(huán)空氣混合物的溫度、排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的氣體溫度、排氣再循環(huán)流速、空氣流速、車輛速度和環(huán)境空氣溫度。
[0051]在一個(gè)實(shí)例中，增加對(duì)壓縮機(jī)前管道的加熱可包括啟用(例如，開啟)嵌入壓縮機(jī)前管道壁的電加熱元件。在另一實(shí)例中，增加加熱可包括增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至壓縮機(jī)前管道壁的輸送速率。增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的輸送速率可包括增加冷卻劑閥的開啟。在一個(gè)實(shí)例中，冷卻劑閥可位于在排氣再循環(huán)閥和壓縮機(jī)前管道壁之間流通的冷卻劑線路中。在另一實(shí)例中，冷卻劑閥可位于壓縮機(jī)前管道上游的冷卻劑線路中。進(jìn)一步，增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的輸送速率可包括先使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑經(jīng)過排氣再循環(huán)閥一排氣再循環(huán)閥整合在壓縮機(jī)前管道中，然后使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑經(jīng)過壓縮機(jī)前管道壁。如此，熱量可從排氣再循環(huán)閥轉(zhuǎn)移至加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑，從而使加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑更熱。然后，更熱的加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可在返回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路前使熱量轉(zhuǎn)移至壓縮機(jī)前管道壁。
[0052]控制器還可響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道壁溫度大于露點(diǎn)溫度，減少對(duì)壓縮機(jī)前管道的加熱。在一個(gè)實(shí)例中，減少加熱可包括減少冷卻劑閥的開啟，以減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至壓縮機(jī)前管道壁的輸送。在另一實(shí)例中，減少加熱可包括停用(例如，關(guān)閉)嵌入壓縮機(jī)前管道壁的電加熱元件。
[0053]轉(zhuǎn)至圖4，圖400顯示基于自由流中或壓縮機(jī)前管道壁處的冷凝物形成的冷卻劑閥的調(diào)節(jié)實(shí)例。具體地，圖400在圖線402顯示壓縮機(jī)前管道壁處溫度T11的變化，在圖線404顯示EGR和進(jìn)氣混合物溫度1^纟_的變化，和在圖線408顯示冷卻劑閥的位置變化。在圖4所示的實(shí)例中，當(dāng)壓縮機(jī)前管道壁溫度低于露點(diǎn)溫度Tl時(shí)，可指示壓縮機(jī)前管道壁處的冷凝物形成。然后，控制器可響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道壁溫度低于露點(diǎn)溫度Tl，調(diào)節(jié)冷卻劑閥。但是，在替代型實(shí)例中，冷卻劑閥調(diào)節(jié)可在壓縮機(jī)前管道壁溫度降低至露點(diǎn)溫度以下前進(jìn)行。以這種方式，冷卻劑閥控制可保持較穩(wěn)定的壓縮機(jī)前管道壁溫度。另外，在本文所示實(shí)例中，露點(diǎn)溫度Tl保持穩(wěn)定水平；但是，在替代型實(shí)例中，露點(diǎn)溫度Tl可基于壓縮機(jī)前管道的濕度、溫度、和壓力而變化。如圖4所示，可在開啟和關(guān)閉位置之間調(diào)節(jié)冷卻劑閥。但是，在替代型實(shí)例中，可將冷卻劑閥調(diào)節(jié)至完全開啟和完全關(guān)閉之間的多個(gè)位置。
[0054]在時(shí)間tl前，冷卻劑閥關(guān)閉，因此，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑不被輸送至壓縮機(jī)前管道(圖線408)。在時(shí)間tl和時(shí)間t2之間，Tffi合物和T11減少(圖線404和402)。然后，在時(shí)間UJ11降低至露點(diǎn)溫度Tl以下(圖線402)。響應(yīng)于此，控制器開啟冷卻劑閥，以使加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流動(dòng)至壓縮機(jī)前管道。在一個(gè)實(shí)例中，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可從EGR閥流動(dòng)，然后經(jīng)過壓縮機(jī)前管道壁。在另一實(shí)例中，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑流動(dòng)并且進(jìn)入壓縮機(jī)前管道壁，而不先經(jīng)過EGR閥。隨著加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流至壓縮機(jī)前管道壁，T11增加。在時(shí)間t2，T11增加至露點(diǎn)溫度以上，從而指示冷凝物形成小于閾值(圖線402)。由此，控制器關(guān)閉冷卻劑閥，以使冷卻劑至壓縮機(jī)前管道的流動(dòng)停止，從而減少壓縮機(jī)前管道壁的加熱(圖線408)。
[0055]如圖4中的時(shí)間tl所示，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至壓縮機(jī)前管道壁的流量可響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道壁溫度降低至露點(diǎn)溫度以下而增加。在另一實(shí)例中，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至壓縮機(jī)前管道壁的流量可響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道溫度處于露點(diǎn)溫度以上而不增加。
[0056]如圖4中的時(shí)間tl所示，增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的流量包括將冷卻劑閥調(diào)節(jié)至完全開啟。在一個(gè)實(shí)施方式中，排氣再循環(huán)閥外殼被整合到壓縮機(jī)前管道壁中，并且冷卻劑閥位于連接在EGR閥外殼和壓縮機(jī)前管道之間的冷卻劑路徑中。在此實(shí)施方式中，當(dāng)冷卻劑閥開啟時(shí)，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流經(jīng)冷卻劑路徑，流經(jīng)壓縮機(jī)前管道壁，然后返回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。在另一實(shí)施方式中，冷卻劑閥可位于冷卻劑路徑中，冷卻劑路徑連接于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路并且經(jīng)過壓縮機(jī)前管道壁。在此實(shí)施方式中，當(dāng)冷卻劑閥開啟時(shí)，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流經(jīng)冷卻劑路徑，然后返回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。
[0057]進(jìn)一步，如時(shí)間t2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的流量可響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道壁溫度增加至露點(diǎn)溫度以上而減少。在一個(gè)實(shí)例中，減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的流量包括將冷卻劑閥調(diào)節(jié)至完全關(guān)閉，和停止輸送加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至排氣再循環(huán)閥和壓縮機(jī)前管道壁。如上所述，可基于下列一個(gè)或多個(gè)估測壓縮機(jī)前管道壁的溫度:壓縮機(jī)前管道中的空氣溫度、離開排氣再循環(huán)系統(tǒng)和進(jìn)入壓縮機(jī)前管道的氣體溫度、經(jīng)過排氣再循環(huán)系統(tǒng)的氣體流速、空氣流速、車輛速度、和環(huán)境空氣溫度。
[0058]以這種方式，輔助熱量可被供應(yīng)至壓縮機(jī)前管道，以減少壓縮機(jī)前管道壁處的冷凝物形成和隨后壓縮機(jī)輪的退化。在一個(gè)實(shí)例中，可通過加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流經(jīng)經(jīng)過壓縮機(jī)前管道壁的冷卻劑線路部分來提供熱量?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)位于加熱后的冷卻劑線路中的冷卻劑閥，控制加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至壓縮機(jī)前管道壁的輸送?？身憫?yīng)于壓縮機(jī)前管道壁溫度降低至露點(diǎn)溫度以下，開啟冷卻劑閥，以增加對(duì)壓縮機(jī)前管道壁的加熱。另外，加熱后的冷卻劑線路可經(jīng)過整合到壓縮機(jī)前管道中的EGR閥。如此，EGR閥可被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑冷卻，然后壓縮機(jī)前管道壁可被加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑加熱。以這種方式，加熱壓縮機(jī)前管道可減少壓縮機(jī)前管道壁處的冷凝物形成，從而減少壓縮機(jī)輪由于大水滴獲取而退化。
[0059]注意，本文包括的實(shí)例控制和估測程序可用于不同發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置。本文所述的具體程序可表示任意數(shù)量的諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等的處理策略中的一種或多種。因此，示例的不同動(dòng)作、操作和/或功能可以示例順序進(jìn)行，平行進(jìn)行，或在一些情況下被省略。同樣，該處理順序不一定被要求以實(shí)現(xiàn)本文所述實(shí)例實(shí)施方式的特征和優(yōu)勢，而是為了便于示例和描述而提供。示例動(dòng)作、操作和/或功能中的一種或多種可根據(jù)所用具體策略反復(fù)進(jìn)行。進(jìn)一步，所述動(dòng)作操作和/或功能可圖形地表現(xiàn)要編入發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的非臨時(shí)存儲(chǔ)器中的代碼。
[0060]要理解，本文公開的配置和程序?qū)嵸|(zhì)上是示例性的，這些【具體實(shí)施方式】不被認(rèn)為具有限制意義，因?yàn)榭梢杂卸喾N變型。例如，上述技術(shù)可適用于V-6、1-4、1-6、V-12、對(duì)置4缸及其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開的主題包括本文公開的不同系統(tǒng)和配置以及其他特征、功能和/或性質(zhì)的全部新穎且非顯而易見的組合和子組合。
[0061]所附權(quán)利要求具體地指出被認(rèn)為新穎且非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可涉及“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同形式。這些權(quán)利要求應(yīng)被理解為包括合并一個(gè)或多個(gè)這種元件，既不要求也不排除兩個(gè)或更多個(gè)這種元件。公開特征、功能、元件和/或性質(zhì)的其他組合和子組合可通過本申請(qǐng)權(quán)利要求的修改或通過本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中新權(quán)利要求的提出而被主張。這些權(quán)利要求，無論相對(duì)于原始權(quán)利要求的范圍更寬、更窄、相同或不同，也被認(rèn)為包括在本公開的主題中。
【權(quán)利要求】
1.發(fā)動(dòng)機(jī)方法，包括: 響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道中的冷凝物形成，調(diào)節(jié)對(duì)所述壓縮機(jī)前管道的加熱。
2.權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括，響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道壁溫度小于露點(diǎn)溫度，增加加熱。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其中所述壓縮機(jī)前管道壁溫度基于下列一個(gè)或多個(gè):所述壓縮機(jī)前管道中進(jìn)氣和再循環(huán)空氣混合物的溫度、排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的氣體溫度、排氣再循環(huán)流速、空氣流速、車輛速度和環(huán)境空氣溫度。
4.權(quán)利要求2所述的方法，其中增加加熱包括啟用嵌入所述壓縮機(jī)前管道壁的電加熱元件。
5.權(quán)利要求2所述的方法，其中增加加熱包括增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至所述壓縮機(jī)前管道壁的輸送速率。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其中增加所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的輸送速率包括增加冷卻劑閥的開啟。
7.權(quán)利要求6所述的方法，其中所述冷卻劑閥位于在排氣再循環(huán)閥和所述壓縮機(jī)前管道壁之間流通的冷卻劑線路中。
8.權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括，響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道壁溫度大于露點(diǎn)溫度，減少加熱。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其中減少加熱包括減少冷卻劑閥的開啟以減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至所述壓縮機(jī)前管道壁的輸送。
10.權(quán)利要求8所述的方法，其中減少加熱包括，停用嵌入所述壓縮機(jī)前管道壁的電加熱元件。
11.發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)前管道，包括: 壓縮機(jī)前管道壁，其包括冷卻劑環(huán)，所述冷卻劑環(huán)位于所述壓縮機(jī)前管道壁中和圍繞所述壓縮機(jī)前管道壁外周； 排氣再循環(huán)閥，其包括處于共同安裝面上的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑接頭和排氣再循環(huán)接頭，所述共同安裝面連接于所述壓縮機(jī)前管道壁；和 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑，其經(jīng)過所述排氣再循環(huán)閥的閥體和所述冷卻劑環(huán)。
12.權(quán)利要求11所述的壓縮機(jī)前管道，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑連接于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路，并且其中加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑被動(dòng)地從所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路流動(dòng)，經(jīng)過所述排氣再循環(huán)閥，經(jīng)過所述冷卻劑環(huán)，然后回到所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路。
13.權(quán)利要求11所述的壓縮機(jī)前管道，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑連接于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑路徑包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑閥，所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑閥位于所述排氣再循環(huán)閥下游和所述冷卻劑環(huán)上游，并且其中當(dāng)所述冷卻劑閥開啟時(shí)，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路流動(dòng)，經(jīng)過所述排氣再循環(huán)閥，經(jīng)過所述冷卻劑環(huán)，然后回到所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路。
14.發(fā)動(dòng)機(jī)方法,包括: 響應(yīng)于壓縮機(jī)前管道壁的溫度降低至露點(diǎn)溫度以下，增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至所述壓縮機(jī)前管道壁的流量；和 響應(yīng)于所述壓縮機(jī)前管道壁的溫度處于露點(diǎn)溫度以上，不增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至所述壓縮機(jī)前管道壁的流量。
15.權(quán)利要求14所述的方法，其中增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的流量包括，將冷卻劑閥調(diào)節(jié)至完全開啟。
16.權(quán)利要求15所述的方法，其中當(dāng)所述冷卻劑閥開啟時(shí)，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流經(jīng)冷卻劑路徑，流經(jīng)所述壓縮機(jī)前管道壁，然后返回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，并且其中所述冷卻劑路徑連接在排氣再循環(huán)閥外殼和所述壓縮機(jī)前管道之間，所述排氣再循環(huán)閥外殼整合到所述壓縮機(jī)前管道壁中。
17.權(quán)利要求15所述的方法，其中當(dāng)所述冷卻劑閥開啟時(shí)，加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流經(jīng)冷卻劑路徑，所述冷卻劑路徑連接于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路并經(jīng)過所述壓縮機(jī)前管道壁，和然后返回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。
18.權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括，響應(yīng)于所述壓縮機(jī)前管道壁的溫度增加至露點(diǎn)溫度以上，減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的流量。
19.權(quán)利要求18所述的方法，其中減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的流量包括，將冷卻劑閥調(diào)節(jié)至完全關(guān)閉，和停止輸送加熱后的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑至排氣再循環(huán)閥和所述壓縮機(jī)前管道壁。
20.權(quán)利要求14所述的方法，其中基于下列一個(gè)或多個(gè)估測所述壓縮機(jī)前管道壁的溫度:壓縮機(jī)前管道中的空氣溫度、離開排氣再循環(huán)系統(tǒng)和進(jìn)入所述壓縮機(jī)前管道的氣體溫度、經(jīng)過所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)的氣體流速、空氣流速、車輛速度和環(huán)境空氣溫度。
【文檔編號(hào)】F02B37/12GK104214015SQ201410242343
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月3日
【發(fā)明者】D·J·斯黛奧茲, J·A·希爾迪奇, L·A·切斯尼, K·E·馬切羅尼, K·M·普拉格斯 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司