Способы управления потоком воздуха, подаваемым в двигатель, и система двигателя

Способы управления потоком воздуха, подаваемым в двигатель, и система двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к охладителям наддувочного воздуха для двигателей внутреннего сгорания.

Уровень техники

Двигатели с нагнетателем или турбонагнетателем могут сжимать наружный воздух, поступающий в двигатель, для увеличения мощности двигателя. 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. Воздух окружающей среды, поступающий снаружи транспортного средства, проходит через охладитель наддувочного воздуха ("charge air cooler", далее - САС), охлаждая впускной воздух, проходящий через внутреннюю часть САС. При понижении температуры воздуха окружающей среды, в условиях повышенной влажности или при дождливой погоде, когда температура впускного воздуха становится ниже точки росы, в САС может образоваться конденсат. Конденсат может накапливаться в нижней части САС, или во внутренних каналах или охлаждающих турбулизаторах. Когда увеличивается крутящий момент, например во время ускорения, увеличенная масса воздушного потока может продуть конденсат из САС, втягивая его в двигатель, что может привести к увеличению вероятности возникновения пропусков зажигания.

В других способах решения проблемы пропусков зажигания в двигателе, вызванных засасыванием конденсата, используют только предотвращение накопление конденсата. Однако это может быть связано с рядом проблем. В частности, хотя некоторые методики могут привести к уменьшению или замедлению образования конденсата в САС, конденсат может вновь накопиться через некоторое время. Подобное накопление конденсата исключить невозможно, поэтому всасывание конденсата при ускорении может привести к пропуску зажигания. Другой способ предотвращения пропусков зажигания в двигателе, вызванных всасыванием конденсата, подразумевает захват и/или отведение конденсата из САС. Данный подход может привести к уменьшению уровня конденсата в САС, при этом конденсат перемещается в другое место или резервуар, что может вызвать другие проблемы, связанные с наличием конденсата, например, замерзание и коррозию.

Раскрытие изобретения

В одном примере проблемы, описанные выше, могут быть решены за счет периодической продувки конденсата из САС при работе двигателя в безопасном режиме эксплуатации. Цикл очистки САС может быть запущен при достижении определенного уровня конденсата, а также при условии, что выполнены все требования для стабильного горения. Путем увеличения потока воздуха через САС можно выдуть из двигателя определенное количество конденсата, которое не приведет к пропуску зажигания. Увеличению потока воздуха в двигателе можно противодействовать путем такой регулировки исполнительных механизмов двигателя, которая обеспечивает поддержание крутящего момента. Таким образом, во время цикла очистки водитель транспортного средства может не узнать о его выполнении. За счет выполнения процедуры очистки можно поддерживать низкий уровень конденсата в САС и предотвратить пропуск зажигания во время работы транспортного средства в обычном режиме.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение примера двигателя, содержащего охладитель наддувочного воздуха.

На Фиг. 2 представлена высокоуровневая блок-схема способа продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха (САС) на основании условий эксплуатации и уровня конденсата.

На Фиг. 3 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ определения количества конденсата в САС по изобретению.

На Фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ определения наличия условий для начала профилактической процедуры очистки САС.

На Фиг. 5 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ выполнения профилактической процедуры очистки САС.

На Фиг. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ регулировки предела детонации и момента зажигания на основании значения влажности и уровня конденсата в САС.

На Фиг. 7-8 показан пример операций по продувке конденсата.

На Фиг. 9 показан графический пример регулировки предела детонации и момента зажигания в соответствии со значением влажности во впускном коллекторе и уровнем конденсата в САС.

На Фиг. 10 показан графический пример регулировки момента зажигания при продувке конденсата из охладителя наддувочного воздуха во время профилактической процедуры очистки.

На Фиг. 11 показан графический пример регулировки момента зажигания при продувке конденсата из САС во время увеличения нагрузки на двигатель при неизменных оборотах.

Осуществление изобретения

Следующее описание относится к системам и способам продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха (САС) в систему двигателя, например, систему с Фиг. 1, при этом также выполняется регулировка исполнительных механизмов двигателя, включая изменение момента зажигания в зависимости от потока конденсата. Продувка конденсата из САС может быть запущена при поступлении входного сигнала от водителя, например, увеличении нагрузки на двигатель. В альтернативном варианте может быть выполнена профилактическая процедура удаления конденсата из САС на основании уровня конденсата и других переменных параметров системы. В обоих случаях исполнительные механизмы двигателя можно регулировать таким образом, чтобы поддерживать крутящий момент и увеличивать мощность двигателя. Контроллер двигателя может выполнять процедуру управления, например, как описано на Фиг. 2, для оценки уровня конденсата в САС и подачи сигнала на проведение очистки при увеличении нагрузки на двигатель или профилактической очистки при регулировке момента зажигания. Контроллер может определять количество конденсата в САС, основываясь на модели, представленной на Фиг. 3. Профилактическая процедура очистки (Фиг. 5), во время которой поток воздуха через САС предварительно увеличивают для продувки конденсата, может быть выполнена, если имеют место соответствующие условия (Фиг. 4). В альтернативном варианте продувка может производиться во время увеличения нагрузки на двигатель из-за увеличившегося потока воздуха. Крутящий момент двигателя во время очистки можно поддерживать путем регулировки органов управления двигателем. Примеры процедур регулировки и очистки приведены на Фиг. 7-8. В данных примерах указаны органы управления, которые могут понадобиться для начала и проведения цикла очистки САС. Моменты зажигания также можно настроить с помощью контроллера, использующего изменения уровня влажности во впускном коллекторе, частично определяемой по уровню конденсата в САС; данная операция подробно описана со ссылкой на Фиг, 6. Пример регулировки предела детонации и момента зажигания на основании значения влажности и уровня конденсата в САС представлены на Фиг. 9. Пример процедуры очистки и сопутствующей регулировки моментов зажигания представлен на Фиг. 11-12.

На Фиг. 1 показана схема двигателя 10 внутреннего сгорания, который содержит несколько цилиндров (на Фиг. 1 показан только один из цилиндров) и управляется электронным контроллером 12. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания (цилиндр) и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, размещенным в них и соединенным с коленчатым валом 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 46 и выпускным коллектором 48 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан может быть приведен в действие впускным кулачком 51 и выпускным кулачком 53. Моменты открывания и закрывания выпускного клапана 54 могут быть отрегулированы в зависимости от положения коленчатого вала с помощью фазорегулятора 58 кулачка. Моменты открывания и закрывания впускного клапана 52 могут быть отрегулированы в зависимости от положения коленчатого вала с помощью фазорегулятора 59 кулачка. Положение впускного кулачка 51 может быть определено датчиком 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 может быть определено датчиком 57 выпускного кулачка. Таким образом, контроллер 12 может регулировать фазы работы кулачка с помощью фазорегуляторов 58 и 59. Регулирование фаз газораспределения (VCT) может выполняться с опережением или задержкой в зависимости от различных факторов, например, нагрузки на двигатель и скорости вращения двигателя (RPM).

Топливная форсунка 66 показана расположенной таким образом, чтобы впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания 30, что известно специалистам в данной области как «прямой впрыск». В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники как впрыск во впускной канал. Топливная форсунка 66 поставляет топливо пропорционально ширине импульса сигнала FPW от контроллера 12, Топливо подается к топливной форсунке 66 топливной системой (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу (не показано). На топливную форсунку 66 подается рабочий ток от привода 68, который отвечает на сигналы контроллера 12. В одном примере для создания более высокого давления топлива используется двухступенчатая топливная система высокого давления. Кроме того, впускной коллектор 46 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для контроля воздушного потока из впускной нагнетающей камеры 46. Компрессор 162 втягивает воздух из воздухозаборника 42 для подачи в нагнетающую камеру 46. Выхлопные газы раскручивают турбину 164, которая соединена с компрессором 162, который сжимает воздух в камере наддува 44. Для приведения в действие компрессора могут быть использованы различные устройства. Для компрессора наддува: компрессор 162 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. Перепускной клапан 171 турбокомпрессора представляет собой клапан, позволяющий выхлопным газам обходить турбину 164 по обводному каналу 173, когда перепускной клапан 171 турбокомпрессора находится в открытом состоянии. Когда же перепускной клапан 171 полностью закрыт, практически все выхлопные газы проходят через турбину 164.

Кроме того, в описанных вариантах реализации, система рециркуляции выхлопных газов (EGR) может направлять желаемое количество выхлопных газов из выпускного коллектора 48 в камеру 44 наддува впускного воздуха через канал 140 рециркуляции выхлопных газов. Количество рециркулированных выхлопных газов, поступающих в камеру 44 наддува впускного воздуха, может регулироваться контроллером 12 с помощью клапана 172 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 направляются от участка выше по потоку от турбины турбонагнетателя к участку ниже по потоку от компрессора турбонагнетателя. В других вариантах воплощения двигатель может (дополнительно или альтернативно) иметь систему EGR низкого давления, где рециркулируемые выхлопные газы направляются от участка ниже по потоку от турбины турбонагнетателя на участок выше по потоку от 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, В частности, EGR содержат большое количество воды, являющейся побочным продуктом сгорания. Поскольку EGR имеют относительно высокую температуру и содержат много воды, температура точки росы может также быть относительно высокой. Следовательно, образование конденсата из EGR может быть даже больше, чем при сжатии воздуха и понижении температуры до температуры точки росы.

Камера 44 наддува впускного воздуха может включать в себя охладитель (САС) 166 наддувочного воздуха (например, промежуточный охладитель или интеркулер) для снижения температуры нагнетаемых всасываемых газов. В некоторых вариантах воплощения охладитель 166 наддувочного воздуха может представлять собой теплообменник «воздух-воздух». В других вариантах воплощения охладитель 166 наддувочного воздуха может представлять собой теплообменник «воздух-жидкость». Охладитель 166 наддувочного воздуха может иметь клапан, чтобы селективно регулировать скорость потока впускного воздуха, проходящего через охладитель 166 при образовании конденсата в охладителе наддувочного воздуха (САС).

Заряд горячего воздуха от компрессора 162 попадает на впуск САС 166, охлаждается во время прохождения через него, и затем выходит через дроссель 62 и попадает во впускной коллектор 46 двигателя. Поток наружного воздуха может попадать в двигатель 10 через переднюю часть автомобиля и проходить через САС для обеспечения охлаждения заряда воздуха. При уменьшении температуры воздуха окружающей среды, в условиях высокой влажности или дождливой погоды в САС может образовываться и накапливаться конденсат в тех местах, где заряд воздуха охлаждается ниже точки росы. Когда заряд воздуха включает в себя редиркулирующие выхлопные газы, то конденсат может быть кислотным и привести к коррозии корпуса САС. Коррозия, в свою очередь, может привести к утечке заряда воздуха в атмосферу и утечке охлаждающей среды при использовании охладителей типа «жидкость- воздух». Для уменьшения накопления конденсата и риска возникновения коррозии, конденсат может накапливаться на дне САС и затем выдуваться в двигатель при определенных режимах его работы, например, при ускорении. Однако если конденсат сразу попадает в двигатель во время ускорения, то вместе с этим, из-за попадания воды, повышается вероятность сбоя в работе двигателя или нестабильности детонации (в виде поздней/медленной детонации). Таким образом, как будет описано со ссылкой на Фиг. 2-5, конденсат может быть выдут из САС в двигатель в определенном эксплуатационном режиме. Этот управляемый продув может помочь снизить вероятность сбоев в работе двигателя. В одном из примеров конденсат может продуваться из САС с помощью потока воздуха при увеличении нагрузки на двигатель. В другом примере конденсат может заблаговременно продуваться из САС с помощью усиленной подачи воздуха на впуск двигателя, при этом исполнительные механизмы двигателя регулируют таким образом, чтобы сохранить крутящий момент.

Бесконтактная система 88 зажигания подает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал контроллера 12. Универсальный датчик 126 содержания кислорода в отработавших газах (UEGO) показан соединенным с выпускным коллектором 48 выше по потоку от турбины 164. В альтернативном варианте вместо датчика 126 UEGO может быть использован бистабильный датчик содержания кислорода в отработавших газах.

В некоторых примерах в автомобиле с гибридным приводом двигатель может быть соединен с электродвигателем/системой аккумулятора. Автомобиль с гибридным приводом может иметь параллельную и последовательную конфигурации, а также их комбинации и вариации. Дополнительно в некоторых вариантах могут быть использованы другие типы двигателя, например, дизельный двигатель.

Во время работы каждый цилиндр в двигателе 10 обычно проходит 4 рабочих цикла: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Во время впуска обычно выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух поступает в камеру сгорания 30 через впускной коллектор 46, а поршень 36 двигается по направлению к дну цилиндра так, чтобы увеличить объем внутри камеры сгорания 30. Положение, в котором поршень 36 находится рядом с дном цилиндра и в конце своего хода (т.е. когда камера сгорания 30 имеет наибольший объем) обычно называется специалистами в данной области нижней мертвой точкой (НМТ). Во время хода сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 движется по направлению к головке цилиндров, чтобы сжать воздух внутри камеры сгорания 30. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и наиболее близко к головке цилиндров (т.е. когда камера сгорания 30 имеет наименьший объем) обычно называется специалистами в данной области верхней мертвой точкой (ВМТ). В процессе, здесь и далее обозначаемом «впрыскивание», топливо поступает в камеру сгорания. В процессе, здесь и далее обозначаемом «зажигание», впрыснутое топливо воспламеняют с помощью известных способов зажигания, таких как свеча 92 зажигания, что приводит к сгоранию. Регулировкой моментов зажигания можно управлять таким образом, чтобы зажигание происходило до (опережение) или после (запаздывание) установленного производителем момента. Например, момент зажигания может быть задержан относительно момента максимального крутящего момента (maximum break torque, МВТ) для контроля детонации двигателя, или зажигание может быть произведено раньше при условиях повышенной влажности. Во время рабочего хода расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно к НМТ. Коленчатый вал 40 превращает движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Коленчатый вал 40 может быть использован для привода генератора переменного тока 168. Наконец, во время хода выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпустить воспламененную смесь воздуха и топлива в выпускной коллектор 48, а поршень возвращается к ВМТ. Можно отметить, что вышеизложенное приведено только в качестве примера, и распределение по времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы обеспечить положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие варианты.

Контроллер 12 показан на Фиг. 1 как микрокомпьютер, содержащий: микропроцессорный блок 102 (CPU), порты 104 ввода/вывода (Ю), 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: о температуре охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) от датчика 112 температуры, соединенного с каналом 114 охлаждения; датчика 134 положения, соединенного с педалью газа 130, для измерения силы нажатия ногой 132; данных об измерении давления в коллекторе двигателя (MAP) от датчика давления 122, соединенного с впускным коллектором 46; о давлении наддува (Boost) от датчика 123 давления, соединенного с камерой 46 наддува; измерение массового расхода воздуха (MAF) с помощью датчика 120 расхода воздуха; положение дроссельной заслонки (TP) от датчика 5; и о температуре на выходе охладителя 166 наддувочного воздуха от температурного датчика 124. Также для контроллера 12 может быть измерено барометрическое давление (датчик не показан). Согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения, позиционный датчик 118 на эффекте Холла производит сигнал профиля зажигания (PIP), что обеспечивает заранее установленное количество равномерных импульсов в каждый поворот коленчатого вала, на основании которых может быть определена скорость вращения двигателя (RPM). 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. Также могут быть использованы и другие не указанные датчики, такие как датчик для определения скорости впускного воздуха на входе охладителя наддувочного воздуха и ряд других.

Кроме того, контроллер 12 может быть подключен к различным исполнительным механизмам, которые могут включать в себя исполнительные механизмы двигателя (например, топливные форсунки, дроссельные заслонки для впускного воздуха с электронным управлением, свечи зажигания, кулачковые валы и т.д.). Для обеспечения и поддержания крутящего момента, устанавливаемого пользователем, могут быть использованы различные исполнительные механизмы двигателя. Данные исполнительные механизмы могут задавать определенные параметры управления двигателем, среди которых: регулировка фаз газораспределения (VCT), воздушно-топливное соотношение (AFR), нагрузка генератора, момент искрового зажигания, положение дросселя и т.д. Например, когда датчиком 134 положения педали определяется увеличение РР (в т.ч. при увеличении нагрузки на двигатель), то запрос на крутящий момент увеличивается.

Под влиянием увеличения нагрузки на двигатель контроллер 12 может увеличить открывание дросселя 62 путем увеличения потока впускного воздуха. Как описано в отношении Фиг. 2 и 11, увеличенный поток воздуха при увеличении нагрузки может быть успешно использован для продувки конденсата из САС во впуск двигателя. Синхронизация искрового зажигания может одновременно использоваться для поддержания крутящего момента путем фазирования детонации во время продувки.

В некоторых примерах увеличение массового потока воздуха может быть запущено системой, а не водителем, например, срабатывающей при определенном уровне конденсата в САС. Например, может поступить уведомление о продувке конденсата из САС, что требует увеличения массового потока воздуха через САС. В данном случае может потребоваться поддержание крутящего момента, невзирая на увеличение потока воздуха. Таким образом, исполнительные механизмы двигателя могут быть отрегулированы таким образом, чтобы поддерживать требуемую величину крутящего момента. Например, крутящий момент может быть понижен путем запаздывания или опережения момента зажигания относительно МВТ, для компенсации (профилактического) увеличения потока воздуха во время процедуры очистки. В другом случае для уменьшения крутящего момента во время профилактической очистки могут быть использованы задержка или ускорение срабатывания кулачка. В некоторых примерах путем изменения воздушно-топливного отношения в сторону обеднения или обогащения относительно RBT (обогащение для оптимального крутящего момента) можно снизить мощность на выходе при более открытом дросселе, что поможет сохранить величину крутящего момента. Кроме того, увеличение нагрузки на генератор может компенсировать крутящий момент. Автомобили с электродвигателями (например, гибридные автомобили) могут быть способны значительно увеличить нагрузку на генератор, поскольку у них гораздо больший рабочий диапазон.

Возвращаясь к Фиг. 1, можно отметить, что в некоторых случаях носитель информации RAM 106, может быть запрограммирован с помощью машиночитаемых данных, представляющих собой инструкции, выполняемые микропроцессорным блоком 102 для выполнения способов, описанных ниже (а также других вариантов, специально не перечисленных). Примеры способов описаны со ссылкой на Фиг. 2-6.

На Фиг. 2 показан пример способа 200 продувки конденсата из САС во время увеличения нагрузки на двигатель при неизменных оборотах или при проведении профилактической очистки с поддержанием требуемого уровня крутящего момента. Выбор одного из указанных вариантов может основываться на условиях эксплуатации автомобиля и уровня конденсата в САС. Осуществляя процедуру очистки при увеличении нагрузки на двигатель, для продувки можно использовать увеличенный поток воздуха. При других условиях поток воздуха может быть активно увеличен, чтобы обеспечить выполнение продувки.

На этапе 202 способ 200 предполагает оценку и/или измерение параметров эксплуатации двигателя. Сюда также можно включить запрос на крутящий момент, поступивший от водителя (на основании из положения педали), скорость двигателя (Ne) и нагрузку, температуру хладагента двигателя, наддув, температуру окружающей среды, MAF, MAP, количество рециркуляции выхлопных газов, воздушно-топливное отношение, влажность воздуха, барометрическое давление (BP), температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора выхлопных газов, параметры работы САС (температура на впуске и выпуске, давление на впуске и выпуске, скорость потока через САС и т.д.), а также другие параметры. На этапе 204 процедура предполагает регулирование одного или нескольких исполнительных механизмов двигателя на основании условий работы двигателя и запроса на крутящий момент. Регулируемые настройки исполнительного механизма могут, например, включать в себя изменяемые фазы газораспределения (VCT), воздушно-топливное отношение, открывание дросселя, момент искрового зажигания и т.д.

На этапе 206 способ 200 предусматривает определение уровня конденсата в САС с учетом таких данных, как температура окружающего воздуха, влажность воздуха, температура заряда воздуха на впуске и выпуске, данные от набора датчиков относительно давления заряда воздуха на впуске и выпуске, а также с использованием переменных величин для определения образования конденсата в САС. В одном варианте, на этапе 208 уровень конденсата в САС определяют, исходя из модели (приводимой на Фиг. 3) которая вычисляет скорость образования конденсата в САС на основании температуры окружающей среды, температуры на выпуске САС, массового потока, рециркуляции выхлопных газов, влажности и т.д. В другом варианте на этапе 210 величину образования конденсата соотносят с температурой на выпуске САС, а также с соотношением давления в САС и давления окружающей среды. В альтернативном примере значение образования конденсата может быть соотнесено с температурой на выпуске САС и нагрузкой на двигатель. Нагрузка на двигатель может зависеть от массы воздуха, крутящего момента, положения педали акселератора, положения дросселя и, таким образом, может нести информацию о скорости потока воздуха через САС. Например, средняя нагрузка на двигатель совместно с относительно невысокой температурой на выпуске САС может указывать на высокое значение образования конденсата из-за наличия холодных поверхностей САС и относительно низкой скорости потока впускного воздуха. В одном примере преобразование может быть выполнено с помощью модификатора температуры окружающей среды. В другом примере для оценки значения образования конденсата может быть использовано соотношение давления САС и давления окружающего воздуха. Таким образом, нагрузка на двигатель может быть нормализована и проведена ее оценка во впускном коллекторе (за дросселем), где давление может меньше, чем в САС.

На этапе 212 способ 200 предусматривает определение, увеличивается ли содержание конденсата в САС. Другими словами, может быть установлено, увеличивается ли количество конденсата (или уровень конденсата) в САС с течением времени. Если содержание конденсата увеличивается, то на этапе 214 процедура предусматривает применение запаздывания зажигания на весь период увеличенного содержания конденсата, для контроля детонации. От этапов 212 и 214 способ 200 переходит к этапу 216, где определяют, не превысил ли уровень конденсата в САС пороговое значение (Т1). Пороговое значение Т1 может отражать количество конденсата, как упомянуто выше, всасывание которого двигателем может привести к сбоям в его работе. Если уровень конденсата в САС не превышает пороговое значение Т1, тогда процедура на этапе 218 предусматривает определение, находится ли уровень конденсата в САС в установившемся режиме (т.е. уровень конденсата ни увеличивается и ни уменьшается). Если уровень конденсата в САС установился, то процедура предусматривает на этапе 220 сохранение момента зажигания на МВТ. Если же уровень конденсата в САС не установился, тогда способ завершается.

Если на этапе 216 определено, что уровень конденсата превышает пороговое значение Т1, то процедура предусматривает на этапе 222 проверку на наличие увеличения нагрузки на двигатель при неизменных оборотах. В одном из примеров режим увеличения нагрузки на двигатель при неизменных оборотах может быть идентифицирован на основании изменения положения дросселя или изменения массового потока воздуха. В другом примере режим увеличения нагрузки на двигатель при неизменных оборотах может быть идентифицирован на основании применения водителем педали акселератора, положение которой превысило пороговое значение (или равно пороговому значению). В еще одном примере может быть предположено, что имеет место режим увеличения нагрузки на двигатель при неизменных оборотах, когда транспортное средство ускоряется. Если режим увеличения нагрузки на двигатель при неизменных оборотах имеет место, то на этапе 224 конденсат продувают из САС во впускной коллектор двигателя. В частности, на основании изменения положения педали увеличивают поток воздуха во впускной коллектор, чтобы увеличить крутящий момент (как запрошено водителем). Кроме того, процедура предусматривает на этапе 224 обеспечение опережения зажигания во время цикла продувки, вызванного увеличением нагрузки на двигатель при неизменных оборотах, чтобы достичь требуемого крутящего момента при одновременном снижении вероятности сбоев двигателя, вызванных всасыванием конденсата. В другом примере вместо опережения зажигания применяют ограничение степени его запаздывания.

Если на этапе 222 увеличение нагрузки на двигатель не подтверждено, то способ может предусматривать выполнение на этапе 226 профилактической очистки, чтобы продуть конденсат из САС. Эта процедура может включать в себя увеличение потока воздуха во впускной коллектор для продувки конденсата (без соответствующего изменения положения педали акселератора), одновременно поддерживая крутящий момент на том же уровне. Во время цикла очистки на этапе 226 может быть задержано зажигание, чтобы компенсировать увеличение крутящего момента, вызванное увеличением потока воздуха, что позволить сохранить прежний уровень крутящего момента во время продувки. Как видно на Фиг. 4, перед началом процедуры профилактической очистки от конденсата, могут быть проверены дополнительные условия, в том числе получено подтверждение, что стабильность сгорания и поток воздуха в рамках установленных диапазонов, соответствующих продувочному уровню. Таким образом, даже если уровень конденсата выше порогового значения, а поток воздуха находится в пределах указанного диапазона, если условия стабильного сгорания не соблюдены, профилактическая очистка может не производиться. Подробности процедуры выполнения профилактической очистки представлены на Фиг. 5 и описаны ниже.

На Фиг. 3 показан способ 300 оценки количества конденсата, накопленного в САС. На основании сравнения количества конденсата в САС с пороговым значением могут быть начаты процедуры продувки конденсата, описанные со ссылкой на Фиг. 2.

Способ начинается на этапе 302 с определения условий работы двигателя. К ним можно отнести, как и на этапе 202, условия окружающей среды, параметры работы САС, массовый расход воздуха, поток EGR, скорость вращения и нагрузку двигателя, наддув и т.д. Затем на этапе 304 определяют, известна ли влажность окружающей среды. В одном примере данные о влажности окружающей среды могут быть получены на основании показаний датчика влажности, соединенного с двигателем. Если же влажность не известна (например, если двигатель не оборудован датчиком влажности), на этапе 306 значение влажности принимается равным 100%. Однако если влажность известна, то известное значение влажности, полученное от датчика влажности, может быть использовано на этапе 308.

Температура и влажность окружающей среды могут быть использованы для определения точки росы впускного воздуха, на которую также может повлиять количество EGR во впускном воздухе (например, EGR могут иметь температуру и влажность, отличные от значений атмосферного воздуха). Отличие точки росы и температуры на выпуске САС указывает на вероятность образования конденсата внутри охладителя, при этом массовый расход воздуха может повлиять на то, сколько конденсата накопится внутри охладителя. На этапе 310 с помощью алгоритма можно вычислить давление насыщенного пара на выпуске САС как функции от температуры и давления на выпуске САС. Затем на этапе 312 в соответствии с алгоритмом вычисляют массу воды при данном давлении насыщенного пара. Наконец, на этапе 314 определяют скорость образования конденсата на выпуске САС путем вычитания массы воды при текущем давлении насыщенного пара на выпуске САС из значения массы воды в окружающем воздухе. Определив на этапе 316 временной интервал, прошедший между измерениями количества конденсата, на этапе 318 способа 300 можно определить количество конденсата внутри САС, накопленное с момента последнего измерения. Временной интервал между измерениями может быть выбран на основании условий работы двигателя или внешних погодных условий. Например, при наличии условий, которые могут привести к увеличению скорости образования конденсата, например, дождя, время между измерениями может быть сокращено в целях улучшения отслеживаемости скорости образования конденсата. В другом примере для начала продувки конденсата время между измерениями количества конденсата может быть сокращено, если уровень конденсата в САС приближается к пороговому значению. В качестве альтернативы время между измерениями на этапе 316 может быть увеличено при низком уровне конденсата в САС или при отсутствии условий образования конденсата (например, высокой влажности). В еще одном примере измерения можно производить с постоянным, предварительно заданным интервалом, В одном примере оценку образования конденсата в виде доли от массового расхода воздуха можно производить быстрее, чем смогут измениться фактические условия. Даже при выполнении одного замера каждые 0,5 с можно произвести правильную оценку, обеспечивающую обнаружение конденсата на уровнях, которые могут негативно повлиять на сгорание при введении конденсата. Текущее количество конденсата в САС может быть вычислено на этапе 322 путем суммирования значения конденсата, полученного на этапе 318, с предыдущим значением конденсата и последующего вычитания потерь конденсата с момента выполнения последней процедуры (т.е. количества удаленного конденсата, например, продувкой) на этапе 320. Можно предположить, что потери конденсата равны нулю, если температура на выпуске САС была выше точки росы. В ином случае потери конденсата при температуре, превышающей точку росы, могут отслеживаться на основании испарения.

Помимо определения количества конденсата в САС способ 300 может быть использован для определения потока конденсата из САС к впускному коллектору двигателя. Например, САС может находиться в трех состояниях. В первом состоянии САС может накапливать конденсат так, что уровень конденсата (определенный на этапе 322) будет расти. Например, если количество конденсата на этапе 318 или скорость образования конденсата на этапе 314 больше нуля, можно считать, что уровень конденсата в САС растет. В данном случае, вода может конденсироваться из воздуха, циркулирующего через САС, и накапливаться в САС. Таким образом, из-за конденсации воды из циркулирующего воздуха при подобных условиях влажность воздуха, поступающего на впускной коллектор (после прохождения через САС), может оказаться ниже, чем влажность окружающего воздуха (входящего в САС).

Во втором состоянии конденсат может удаляться (продуваться) из САС во впускной коллектор двигателя так, что уровень конденсата будет падать. Например, если количество конденсата на этапе 318 или скорость образования конденсата 314 отрицательная, можно считать, что уровень конденсата в САС падает. В данном случае, вода, накопленная в САС, может быть удалена во впускной коллектор. По существу, благодаря удалению воды из САС при подобных условиях влажность воздуха, поступающего во впускной коллектор (после прохождения через САС), может оказаться выше, чем влажность окружающе