Способ эксплуатации двигателя

Способ эксплуатации двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к двигателю, который имеет охладитель наддувочного воздуха.

Уровень техники

Двигатели с нагнетателем или турбонагнетателем могут сжимать наружный воздух, поступающий в двигатель, для увеличения мощности двигателя. Поскольку сжатие воздуха может вызывать повышение его температуры, для охлаждения нагретого воздуха может быть использован охладитель наддувочного воздуха, за счет чего может быть увеличена плотность воздуха, а также потенциальная мощность двигателя. Однако при высокой влажности наружного воздуха на внутренней поверхности охладителя наддувочного воздуха может образовываться конденсат (например, капли воды), температура которого ниже температуры конденсации сжатого воздуха. При переходных условиях, например при резком ускорении автомобиля, эти капли воды могут вылететь из охладителя наддувочного воздуха в камеры сгорания двигателя, что может привести, например, к увеличению пропусков зажигания, потере крутящего момента, снижению частоты вращения двигателя, а также к неполному сгоранию.

Раскрытие изобретения

Для решения вышеуказанных проблем предлагается способ эксплуатации двигателя, который включает в себя увеличение скорости потока впускного воздуха через охладитель наддувочного воздуха и согласованное регулирование положения одного или более дросселей впускного коллектора и перепускных заслонок турбонагнетателя в ответ на увеличенную скорость потока впускного воздуха для поддержания крутящего момента.

За счет этого, при условиях, когда образование конденсата наиболее вероятно, скорость потока впускного воздуха через охладитель наддувочного воздуха может быть увеличена для ослабления поверхностного натяжения и предотвращения образования конденсата внутри охладителя наддувочного воздуха. Колебания крутящего момента, которые могут возникнуть из-за увеличенной скорости впускного воздуха, могут быть скомпенсированы путем регулировки дросселя и перепускной заслонки, обеспечивая необходимый крутящий момент.

В одном примере охладитель наддувочного воздуха может содержать клапан, который может открываться при низком уровне конденсации (например, при высокой скорости потока впускного воздуха), позволяя впускному воздуху проходить через весь охладитель наддувочного воздуха. Клапан может закрываться при высоком уровне конденсации (например, при низкой скорости потока впускного воздуха), блокируя прохождение впускного воздуха через весь объем охладителя наддувочного воздуха и вместо этого направляя его только через определенную часть охладителя наддувочного воздуха. Направляя впускной воздух только через определенную часть охладителя наддувочного воздуха вместо всего объема, скорость потока впускного воздуха может быть увеличена, а образование конденсата внутри охладителя наддувочного воздуха может быть уменьшено. Кроме того, клапан охладителя наддувочного воздуха может позволять согласованно регулировать дроссель и перепускную заслонку для обеспечения необходимого крутящего момента.

Следует понимать, что приведенное выше краткое описание изобретения представлено в упрощенной форме для изложения сущности нескольких концепций, которые будут подробно описаны далее. При этом объект изобретения не ограничен вариантами выполнения, которые исправляют вышеуказанные недостатки или недостатки, упомянутые в любой другой части данного описания.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 изображен пример схемы двигателя, содержащего охладитель наддувочного воздуха.

Фиг. 2A представляет собой схематическое изображение входной части впуска охладителя наддувочного воздуха, включая клапан в открытом положении.

Фиг. 2B представляет собой схематическое изображение впуска охладителя наддувочного воздуха с Фиг. 2A с клапаном в закрытом положении.

Фиг. 3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ регулирования воздушного потока, проходящего через охладитель наддувочного воздуха, в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.

Фиг. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ осуществления цикла очистки в охладителе наддувочного воздуха в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.

Фиг. 5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ регулирования дополнительных рабочих параметров во время регулирования положения клапана охладителя наддувочного воздуха, в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.

Фиг. 6 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ регулировки помпажа турбонагнетателя, в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.

На Фиг. 7 приведен пример графической зависимости, иллюстрирующей область помпажа, в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.

Осуществление изобретения

Образование конденсата в охладителе наддувочного воздуха может неблагоприятно влиять на двигатель, поскольку попадание конденсата в цилиндры во время сгорания может вызывать неустойчивость сгорания и/или пропуски зажигания. Также образование конденсата может привести к ухудшению рабочих характеристик охладителя наддувочного воздуха, в частности, если накопившийся конденсат замерзает во время продолжительного простоя двигателя. Для уменьшения накопления конденсата клапан, расположенный во впуске охладителя наддувочного воздуха, может быть закрыт для выборочного направления впускного воздуха через определенную часть охладителя наддувочного воздуха, чтобы увеличить скорость впускного воздуха относительно скорости впускного воздуха во время его прохождения через весь объем охладителя наддувочного воздуха. Кроме того, чтобы избежать колебаний крутящего момента, вызванных регулировкой клапана, клапан может согласованно управлять дросселем и/или перепускной заслонкой. Фиг. 1 представляет собой изображение системы двигателя, включающей в себя охладитель наддувочного воздуха. Впускной клапан охладителя наддувочного воздуха изображен на Фиг. 2A в открытом положении, а на Фиг. 2B - в закрытом положении. Система двигателя на Фиг. 1 также включает в себя контроллер, выполняющий команды, проиллюстрированные на Фиг. 3-6. В контроллере с Фиг. 1 может также содержаться одна или несколько зависимостей, например, как на Фиг. 7.

На Фиг. 1 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее пример двигателя 10, который может входить в движительную систему автомобиля. Двигатель 10 изображен с четырьмя цилиндрами 30. Однако в соответствии с изобретением также может быть использовано и другое количество цилиндров. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, при помощи системы управления, содержащей контроллер 12, а также сигналов, вводимых водителем 132 автомобиля с помощью устройства 130 ввода. В данном примере устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для подачи пропорционального сигнала PP о положении педали. Каждая камера сгорания (например, цилиндр) 30 двигателя 10 может содержать стенки камеры сгорания с установленным в ней поршнем (не изображено). Поршни могут быть соединены с коленчатым валом 40 для того, чтобы возвратно-поступательное движение поршня переходило во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен с по меньшей мере одним ведущим колесом автомобиля через трансмиссионную систему (не показана). Кроме того, для запуска двигателя 10 с коленчатым валом 40 через маховик может быть соединен стартерный двигатель.

Камеры 30 сгорания могут получать воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и выпускать газы сгорания через выпускной коллектор 46 в выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 46 могут селективно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускные и выпускные клапаны (не показаны). В некоторых вариантах воплощения камера 30 сгорания может иметь два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.

Топливные форсунки 50 показаны соединенными непосредственно с камерой 30 сгорания для прямого впрыска топлива пропорционально ширине импульса сигнала FPW от контроллера 12. Таким образом, топливная форсунка 50 обеспечивает так называемый прямой впрыск топлива в камеру 30 сгорания; однако следует принять во внимание, что также возможно использование впрыска во впускные каналы. Топливо может быть подано в топливную форсунку топливной системой (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу.

Впускной канал 42 может содержать дроссель 21, имеющий дроссельную заслонку 22, для регулировки потока воздуха, поступающего во впускной коллектор. В данном конкретном примере расположение (TP) дроссельной заслонки 22 может регулироваться контроллером 12, чтобы обеспечить электронное управление положением дроссельной заслонки (ETC). Таким образом, дроссель 21 может использоваться для распределения всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, между другими цилиндрами двигателя. В некоторых вариантах воплощения во впускном канале 42 могут присутствовать дополнительные дроссели. Например, как показано на фиг.1, дополнительный дроссель 23, имеющий дроссельную заслонку 24, расположен выше по потоку компрессора 60.

Согласно изобретению система рециркуляции выхлопных газов (EGR) может направлять необходимое количество выхлопных газов из выпускного канала 48 во впускной канал 42 через канал 140 EGR. Количество EGR, передаваемое во впускной канал 42, может регулироваться контроллером 12 с помощью клапана 142 EGR. При некоторых условиях система EGR может быть использована для регулировки температуры воздуха и топливной смеси внутри камеры сгорания. На Фиг. 1 показана система EGR высокого давления, где EGR направляется от участка выше по потоку турбины турбонагнетателя к участку ниже по потоку компрессора турбонагнетателя. В других вариантах воплощения двигатель может (дополнительно или альтернативно) иметь систему EGR низкого давления, где EGR направляется от участка ниже по потоку турбины турбонагнетателя на участок выше по потоку компрессора турбонагнетателя. При наличии, система EGR может приводить к образованию конденсата из сжатого воздуха, особенно когда сжатый воздух охлаждается охладителем наддувочного воздуха, что будет описано более подробно далее.

Двигатель 10 может также содержать компрессионное устройство, например турбонагнетатель или компрессор наддува, содержащий, по меньшей мере, компрессор 60, размещенный вдоль впускного коллектора 44. Для турбонагнетателя: компрессор 60 может, по меньшей мере частично, приводиться в действие турбиной 62, например, через вал или другой соединительный механизм. Турбина 62 может быть размещена вдоль выпускного канала 48. Для приведения в действие компрессора могут быть использованы различные устройства. Для компрессора наддува: компрессор 60 может, по меньшей мере частично, приводиться в действие двигателем и/или электромашиной, и может не иметь турбины. Таким образом, степень сжатия, которая обеспечивается для одного или более цилиндров двигателя с помощью турбонагнетателя или компрессора наддува, может регулироваться контроллером 12.

Выпускной канал 48 может иметь перепускную заслонку 26 для перенаправления выхлопного газа от турбины 62. Впускной канал 42 может дополнительно содержать рециркуляционный клапан 27 компрессора (CRV), предназначенный для перенаправления впускного воздуха в обход компрессора 60. Перепускная заслонка 26 и/или CRV 27 могут управляться контроллером 12 на открывание, например, когда требуется меньшее давление наддува.

Впускной канал 42 может также содержать охладитель 80 наддувочного воздуха (CAC) (например, промежуточный охладитель) для снижения температуры турбонагнетаемых всасываемых газов. В некоторых вариантах воплощения охладитель 80 наддувочного воздуха может представлять собой теплообменник «воздух-воздух». В некоторых вариантах воплощения охладитель 80 наддувочного воздуха может представлять собой теплообменник «воздух-жидкость». Как будет более подробно описано далее, охладитель 80 наддувочного воздуха может содержать клапан для выборочного изменения скорости потока впускного воздуха, проходящего через охладитель 80 наддувочного воздуха, в зависимости от образования конденсата внутри охладителя наддувочного воздуха.

Контроллер 12 показан на Фиг. 1 как микрокомпьютер, содержащий: микропроцессорный блок 102 (CPU), порты 104 ввода/вывода (IO), электронный носитель информации для извлекаемых программ и эталонных значений, показанных в данном частном случае как микросхема постоянного запоминающего устройства 106 (ROM), оперативную память 108 (RAM), оперативную энергонезависимую память 110 (КАМ) и шину данных. Контроллер 12 может получать различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, для выполнения различных функций, необходимых для эксплуатации двигателя 10. В дополнение к ранее рассмотренным сигналам, сюда входят следующие: измерение расхода воздуха (MAF) с помощью датчика 120 расхода воздуха; температуры хладагента двигателя (ЕСТ) от датчика температуры 112, схематично показанного в одном месте внутри двигателя 10; сигнал профиля зажигания (PIP) от датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), соединенного с коленвалом 40; положение дроссельной заслонки (TP) от датчика положения дроссельной заслонки (описанной выше); абсолютное давление во впускном коллекторе (MAP) от датчика 122. Сигнал частоты вращения двигателя (RMP, об/мин) может быть сгенерирован контроллером 12 из сигнала профиля зажигания (PIP). Сигнал давления в коллекторе (MAP) от датчика давления может быть использован для обеспечения индикации вакуума, или давления, во впускном коллекторе 44. Необходимо отметить, что могут быть использованы различные комбинации вышеуказанных датчиков, например датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. В стехиометрическом режиме датчик MAP может выдавать показания о крутящем моменте двигателя. Этот датчик вместе с детектированной частотой вращения двигателя может предоставить расчет заряда (включая воздушный заряд), всасываемого в цилиндр. В одном примере датчик 118, который также используется как датчик частоты вращения двигателя, может производить заданное количество равномерно распределенных импульсов при каждом обороте коленчатого вала 40.

Другими датчиками, которые могут направлять сигналы контроллеру 12, являются температурный датчик 124, расположенный на выходе охладителя 80 наддувочного воздуха, и датчик 126 давления наддува. Также могут иметься другие датчики, не показанные на схеме, например датчик для определения скорости воздушного потока на входе охладителя наддувочного воздуха и другие датчики. В некоторых примерах микросхема постоянного запоминающего устройства 106 может быть запрограммирована с помощью машиночитаемых данных, представляющих инструкции, выполняемые микропроцессорным блоком 102 для осуществления различных процессов, описанных далее, а также возможных других отдельно не указанных вариантов.

Как было описано выше, на Фиг. 1 изображен только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, но каждый цилиндр может аналогичным образом включать в себя собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку, систему зажигания и т.д.

На Фиг. 2A и 2B изображена сторона впуска охладителя 80 наддувочного воздуха. Как показано на Фиг. 2A и 2B, охладитель 80 наддувочного воздуха имеет рабочую зону 202 теплопередачи, предназначенную для передачи тепла из внутренней части охладителя 80 наддувочного воздуха во внешнюю часть охладителя 80 наддувочного воздуха. Охладитель 80 наддувочного воздуха содержит группу охлаждающих трубок 204, расположенных в зоне 202 теплопередачи охладителя 80 наддувочного воздуха. Группа охлаждающих трубок 204 сообщается с впускным бачком 206. Впускной бачок 206 выполнен с возможностью принимать впускной воздух через один или несколько впускных каналов 208, соединенных с расположенным выше по потоку участком впускного канала (не показано на Фиг. 2A и 2B). Впускной воздух проходит через впускной бачок 206 в группу охлаждающих трубок 204. После прохождения через охлаждающие трубки 204 впускной воздух проходит через выпускной бачок (не показан), установленный на участке впускного канала, расположенном ниже по потоку. Охладитель 80 наддувочного воздуха может также содержать клапан 210 охладителя наддувочного воздуха для изменения рабочей зоны теплопередачи из первого объема 214 (показанного на Фиг. 2A), занимающего сравнительно большую область, во второй объем 216 (показан на Фиг. 2B), занимающий сравнительно малую область.

Впускной бачок 206 может содержать в себе разделитель 212, который делит впускной бачок 206 на первую и вторую части. Разделитель 212 может иметь одно или несколько отверстий. На Фиг. 2A показан клапан 210 в открытом положении. Когда клапан 210 открыт, впускной воздух может проходить через одно или несколько отверстий разделителя 212 так, что впускной воздух проходит через первую и вторую части впускного бачка 206 и через первый объем 214 охладителя 80 наддувочного воздуха. По существу, первый объем 214 могут задавать все охлаждающие трубки 204. В одном примере охладитель 80 наддувочного воздуха может иметь 21 охлаждающую трубку, и первый объем 214 может также включать в себя 21 охлаждающую трубку.

На Фиг. 2B показан клапан 210 в закрытом положении. При закрытом клапане 210 он блокирует одно или несколько отверстий разделителя 212. Таким образом, впускной воздух проходит только через первую часть впускного бачка 206 и через второй объем 216 охладителя 80 наддувочного воздуха. Второй объем 216 может задавать часть группы охлаждающих трубок 204. Второй объем 216 полностью находится в пределах первого объема 214. Другими словами, охлаждающие трубки, которые соответствуют второму объему 216, также охватывают часть первого объема 214. Таким образом, когда клапан 210 закрыт, впускной воздух проходит только через второй объем 216, а когда клапан 210 открыт, впускной воздух проходит через первый объем 214, который включает в себя второй объем 216. В одном примере охладитель 80 наддувочного воздуха может содержать 21 охлаждающую трубку, а второй объем 216 может содержать меньше чем 21 охлаждающую трубку. Второй объем 216 может охватывать меньше половины охлаждающих трубок, которые входят в первый объем 214, например, 9 охлаждающих трубок.

Клапан 210 может представлять собой пластинчатый или аналогичный ему клапан. Клапан 210 может содержать опорный элемент (например, разделитель 212), представляющий собой практически плоский неподвижный элемент, который имеет одно или несколько отверстий. Закрывающий элемент, например заслонка или пластина, может переходить из первого положения, удаленного от опорного элемента и открывающего одно или несколько отверстий для прохода впускного воздуха в первый объем 214, во второе положение, где он примыкает к опорному элементу, таким образом закрывая одно или несколько отверстий, чтобы впускной воздух мог проходить только во второй объем 216.

Разделитель 212 может быть частью клапана 210. Например, разделитель 212 может представлять собой седло клапана. Разделитель 212 может быть также разделительной линией или уровнем, или чем-то подобным, функционально разделяя охладитель 80 наддувочного воздуха на две части. Некоторые варианты воплощения могут включать в себя два или несколько разделителей, разделяющих впускную область на три или несколько частей. В некоторых примерах одна или несколько описываемых конфигураций впускного бачка 206 могут быть использованы в качестве альтернативы или дополнения для выпускного бачка (не показан). По существу, все охлаждающие трубки 204 могут иметь взаимное гидравлическое сообщение с выпускным бачком. Следует понимать, что вместо этого все трубки могут быть гидравлически соединены на стороне впуска и разделяться на стороне выпуска на две или несколько групп трубок. В выпускном бачке может также быть расположен клапан, имеющий аналогичную конфигурацию, который может быть использован для того, чтобы управлять прохождением текучей среды через отверстие с аналогичной конфигурацией.

В различных вариантах воплощения для открывания и закрывания клапана 210 может быть предусмотрен привод (не показан). В качестве привода может быть использован один или несколько из следующих вариантов: электронный исполнительный механизм, исполнительный механизм с вакуумным управлением, механический мембранный регулятор давления, электронный регулятор управления с широтно-импульсной модуляцией. Когда впускной воздух может проходить через все трубки охладителя наддувочного воздуха, т.е. когда клапан открыт, происходит понижение давления впускного воздуха, и на клапан с обеих сторон начинает давить поступающий впускной воздух. Таким образом, для того чтобы переводить клапан из открытого положения в закрытое, привод должен будет создать движущую силу только для открывания и закрывания клапана, при этом для удержания заслонки в открытом или закрытом положении сила не используется.

Таким образом, на Фиг. 2A и 2B показан охладитель наддувочного воздуха, выполненный с возможностью выборочного направления впускного воздуха через первый (больший) объем или второй (меньший) объем посредством регулирования клапана, установленного в охладителе наддувочного воздуха. В некоторых вариантах воплощения клапаном можно механически управлять на основании потока впускного воздуха, например, заслонку или диск клапана можно удерживать в закрытом положении с помощью пружины, натяжение которой должно соответствовать потоку воздуха таким образом, чтобы заслонка клапана открывалась при сильном потоке воздуха. Следовательно, при слабом потоке воздуха впускной воздух может быть направлен через второй объем охладителя наддувочного воздуха, что приведет к увеличению скорости потока впускного воздуха, проходящего через охладитель, и предотвращению накопления конденсата. В других вариантах воплощения клапаном можно управлять при помощи контроллера, например контроллера 12, изображенного на Фиг. 1, на основании различных рабочих условий. Например, клапан может быть открыт при низком уровне образования конденсата или закрыт при его высоком уровне. Фиг. 3 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую процедуру 300 регулирования положения клапана в охладителе наддувочного воздуха на основании интенсивности образования конденсата. Данная процедура выполняется контроллером в соответствии с записанными на нем командами.

На этапе 302 способ 300 предусматривает определение рабочих условий двигателя. Определяемые рабочие условия двигателя могут включать в себя частоту вращения и нагрузку двигателя, температуру окружающей среды, MAF, MAP, количество EGR, влажность и другие параметры. На этапе 304 на основе рабочих параметров может быть определена величина образования конденсата. Значение образования конденсата может быть использовано в качестве показателя вероятности образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха. В некоторых вариантах воплощения в качестве значения образования конденсата может быть использована скорость потока впускного воздуха, определенная, например, на основании сигнала MAF. В другом варианте воплощения в качестве значения образования конденсата может быть использована разность температуры конденсации впускного воздуха, определенной на основании влажности впускного воздуха и температуры окружающей среды, и температуры охладителя наддувочного воздуха.

В обоих вышеуказанных вариантах воплощения для определения значения образования конденсата рассчитывают вероятность образования конденсата на основании одного или двух простых факторов. Однако на образование конденсата внутри охладителя наддувочного воздуха могут влиять также многие другие факторы, например скорость потока воздуха и температура конденсации впускного воздуха. Для того чтобы обнаружить признаки образования конденсата с высокой точностью, при определении значения образования конденсата можно на этапе 306 определять скорость образования конденсата на основании модели. Модель может включать в себя входные значения температуры окружающей среды, температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха, массового расхода воздуха, потока EGR и влажности. Если определить уровень влажности нельзя (например, в двигателе не установлен датчик влажности), влажность может быть принята равной 100%. Как было описано выше, температура и влажность окружающей среды могут позволить определить показатели температуры конденсации впускного воздуха, на которые также может повлиять количество EGR во впускном воздухе (например, рециркулируемые выхлопные газы могут иметь влажность и температуру, отличные от показателей атмосферного воздуха). Разность температуры конденсации и температуры охладителя наддувочного воздуха на выходе указывает на то, будет ли образовываться конденсат внутри охладителя, а массовый расход воздуха может повлиять на то, какое количество конденсата будет накоплено внутри охладителя в действительности. Скорость образования конденсата может сама по себе представлять собой значение образования конденсата. В других вариантах воплощения скорость образования конденсата может быть использована для определения количества конденсата, накопившегося в течение заданного периода времени, а количество накопленного конденсата может быть значением образования конденсата.

Более простой механизм определения значения образования конденсата может включать в себя значение образования конденсата, которое будет преобразовано на этапе 308 в температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха и нагрузку двигателя. Нагрузка двигателя может представлять собой функцию расхода воздуха, крутящего момента, положения педали акселератора и положения дросселя, таким образом, можно получить показатели скорости потока воздуха через охладитель наддувочного воздуха. Например, умеренная нагрузка двигателя в сочетании со сравнительно низкой температурой на выходе охладителя наддувочного воздуха могут указывать на высокое значение образования конденсата из-за охлажденной поверхности охладителя наддувочного воздуха и на сравнительно низкую скорость потока впускного воздуха. Зависимость может включать в себя модификатор температуры окружающей среды.

На этапе 310 способ 300 предусматривает определение того, превышает ли значение образования конденсата первое пороговое значение. Пороговое значение может зависеть от того, как было определено значение образования конденсата на этапе 304. Например, если значение образования конденсата представляет собой скорость потока впускного воздуха, пороговым значением может быть соответствующая скорость потока впускного воздуха, при превышении которой может быть ослаблено поверхностное натяжение скопившегося конденсата, что позволяет вместе с потоком воздуха захватывать конденсат. Если значение образования конденсата представляет собой разность температуры конденсации впускного воздуха и температуры охладителя наддувочного воздуха, пороговое значение может быть равно нулю. Если в качестве значения образования конденсата взята скорость образования конденсата, то данное значение можно сопоставить с пороговым значением скорости образования конденсата. Если значение образования конденсата определено на основании графика зависимости температуры от нагрузки, цифровое значение (например, 0-1) можно взять из графической зависимости, и оно будет указывать на вероятность конденсации, его также можно сопоставить с пороговым значением.

В некоторых вариантах воплощения первым пороговым значением может быть пороговое значение, при превышении которого образуется конденсат, а ниже которого конденсат не образуется. Таким образом, образование конденсата может происходить при превышении порогового значения. Однако в других вариантах воплощения первое пороговое значение может быть задано таким образом, что накопление малого количества конденсата будет допустимо.

Если значение образования конденсата не превышает первого порогового значения, способ 300 переходит на этап 324, который будет более подробно описан далее. Если значение образования конденсата превышает первое пороговое значение, способ 300 переходит к этапу 312, чтобы определить, не ниже ли потребность двигателя в воздухе порогового значения. Когда значение образования конденсата превышает первое пороговое значение, клапан в охладителе наддувочного воздуха может быть закрыт для увеличения скорости потока впускного воздуха и для удаления и/или предотвращения накопления конденсата в охладителе наддувочного воздуха. Однако если клапан закрыт, то значение падения давления при прохождении воздуха через охладитель наддувочного воздуха возрастает, ограничивая поток воздуха, поступающий на впуск двигателя через охладитель наддувочного воздуха. Следовательно, клапан охладителя наддувочного воздуха может быть закрыт в зависимости от потребности двигателя в воздухе, например клапан остается в открытом положении, если потребность в воздухе высока, для предотвращения колебаний крутящего момента. Потребность двигателя в воздухе может быть определена на основании частоты вращения и нагрузки двигателя, давления в коллекторе и т.д. Пороговое значение потребности в воздухе может быть основано на количестве воздуха, которое охладитель наддувочного воздуха может пропустить при закрытом клапане.

Если потребность двигателя в воздухе не ниже порогового значения, способ 300 переходит к этапу 324, который будет более подробно описан далее. Если потребность в воздухе ниже порогового значения, способ 300 переходит к этапу 314 для увеличения скорости потока впускного воздуха, проходящего через охладитель наддувочного воздуха. Как было описано выше, увеличение скорости потока впускного воздуха может предотвратить накопление конденсата за счет удаления конденсата потоком воздуха. Увеличение скорости потока впускного воздуха включает в себя закрывание клапана на впуске охладителя наддувочного воздуха (этап 316), чтобы на этапе 314 направить впускной воздух через второй (меньший) объем охладителя наддувочного воздуха.

Новое значение образования конденсата может быть определено после закрывания клапана, а на этапе 318 определяют, является ли следующее значение образования конденсата меньше второго порогового значения. В некоторых вариантах воплощения второе пороговое значение может быть равным первому пороговому значению. Однако в других вариантах воплощения, в частности, если значением образования конденсата является скорость потока впускного воздуха, второе пороговое значение может быть ниже первого порогового значения. Если последующее значение образования конденсата ниже второго порогового значения, на этапе 320 может быть открыт клапан; если значение образования конденсата не ниже второго порогового значения, на этапе 322 сохраняется закрытое положение клапана. Таким образом, можно непрерывно контролировать значение образования конденсата и соответственно изменять положение клапана. С помощью установки отличных друг от друга значений первого и второго пороговых значений можно избежать частого переключения вокруг первого порогового значения, в частности, когда значением образования конденсата является скорость потока впускного воздуха, поскольку открывание клапана вызывает падение скорости потока впускного воздуха.

Возвращаясь к этапу 310, если значение образования конденсата не выше первого порогового значения, способ 300 переходит к этапу 324 для поддержания скорости потока впускного воздуха. Для этого на этапе 326 открывают клапан на впуске охладителя наддувочного воздуха (или поддерживают клапан в открытом положении) для направления впускного воздуха через первый больший объем охладителя наддувочного воздуха. При продолжительной работе с клапаном в открытом положении и при прохождении впускного воздуха через первый объем охладителя наддувочного воздуха могут быть осуществлены профилактические циклы очистки. Таким образом, на этапе 328 способ 300 предусматривает, при необходимости, проведение цикла очистки (продувки). Подробная информация будет приведена со ссылкой на Фиг. 4.

На Фиг. 4 приведен способ 400 для осуществления цикла очистки охладителя наддувочного воздуха. Способ 400 может быть выполнен во время осуществления способа 300 на Фиг. 3, например, он может периодически проводиться, когда клапан в охладителе наддувочного воздуха находится в открытом положении. Способ 400 предусматривает на этапе 402 определение того, задан ли цикл очистки охладителя наддувочного воздуха. Как было описано выше со ссылкой на Фиг. 3, при значении образования конденсата, не превышающем пороговое значение, для предотвращения образования конденсата может не понадобиться увеличивать скорость потока впускного воздуха, однако при определенных условиях клапан может быть заранее закрыт для очистки охладителя наддувочного воздуха. Условия для запуска цикла очистки могут включать в себя продолжительную работу с открытым клапаном охладителя наддувочного воздуха, что может привести к постепенному накоплению конденсата внутри охладителя наддувочного воздуха, который периодически необходимо будет удалять.

Если цикл очистки не задан, способ 400 заканчивается. Если цикл очистки задан, способ 400 переходит к этапу 404 для определения того, находится ли значение потребности двигателя в воздухе ниже порогового значения, так же, как и при определении потребности в воздухе в соответствии с приведенным выше описанием со ссылкой на Фиг. 3. Если потребность в воздухе не ниже порогового значения, уменьшение объема охладителя наддувочного воздуха уменьшит поток воздуха на впуске до значения ниже потребности в воздухе, уменьшая крутящий момент. Таким образом, цикл очистки не будет выполнен, способ 400 заканчивается.

Если величина потребности в воздухе ниже порогового значения, способ 400 переходит к этапу 406 для определения того, обеспечена ли высокая стабильность горения во время работы двигателя. Во время цикла очистки некоторое количество конденсата может попасть в двигатель, что может привести к пропускам в зажигании или другим проблемам, связанным с неустойчивым горением. Для снижения вероятности возникновения нестабильного горения цикл очистки может быть выполнен только при высокой стабильности горения так, что даже наличие большого количества конденсата не повлияло бы на работу двигателя. К условиям стабильного горения можно отнести низкую нагрузку, установившийся режим работы без EGR или при небольшом количестве EGR. При отсутствии условий высокой стабильности горения способ 400 может предусматривать на этапе 416 регулирование рабочих параметров для увеличения стабильности горения. Например, может быть уменьшено количество EGR. Однако в некоторых вариантах воплощения вместо регулирования рабочих параметров для увеличения стабильности горения перед выполнением цикла очистки способ 400 может предусматривать ожидание установления режима работы автомобиля с высокой стабильностью горения.

Если было определено, что присутствует режим с высокой стабильностью горения, то способ 400 переходит к этапу 408 для закрывания клапана на впуске охладителя наддувочного воздуха, чтобы направить впускной воздух через второй объем охладителя наддувочного воздуха. В отличие от ситуации, когда клапан закрыт из-за образования конденсата, во время цикла очистки клапан можно регулировать таким образом, чтобы избежать случайного попадания конденсата в двигатель. К подобным случаям можно отнести медленное закрывание клапана на этапе 410. Вместо быстрого закрывания клапана и последующего резкого увеличения скорости впускного воздуха через охладитель наддувочного воздуха клапан может быть закрыт медленно для обеспечения постепенного увеличения скорости впускного воздуха. В этом случае конденсат может перенаправляться в двигатель постепенно. В качестве альтернативы или дополнительно, на этапе 412 клапан может быть переключен между открытым и закрытым положениями для удаления конденсата малыми порциями, в