首页 / 专利库 / 驱动系统 / 并联混合动力系统 / 用于从发动机排气系统中去除水分的方法和系统

用于从发动机排气系统中去除分的方法和系统

阅读:309发布:2021-04-06

专利汇可以提供用于从发动机排气系统中去除分的方法和系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本公开提供了“用于从 发动机 排气系统中去除 水 分的方法和系统”。提供了用于从发动机排气 歧管 中去除水分的方法和系统。在一个示例中,一种方法包括在车辆钥匙关断状况期间响应于在紧接的先前驾驶循环期间高于 阈值 排气水分含量和低于阈值发动机运行时间,操作电动空气 压缩机 以去除积聚在所述 排气歧管 中的水分。,下面是用于从发动机排气系统中去除分的方法和系统专利的具体信息内容。

1.一种方法,其包括:
响应于在驾驶循环期间车辆的发动机的运行时间低于阈值持续时间和在所述发动机的排气系统或进气系统中的分含量高于阈值水平中的每一者,在所述驾驶循环之后的钥匙关断事件时激活所述进气系统中的电动空气压缩机以从至少所述排气系统中排出水分。
2.如权利要求1所述的方法,其中激活所述电动空气压缩机进一步基于在所述驾驶循环期间低于阈值排气温度
3.如权利要求1所述的方法,其中经由车载相机来估计所述水分含量,所述车载相机被配置为在先前钥匙关断事件期间确定所述车辆的挡玻璃上的水分的量。
4.如权利要求3所述的方法,其中所述驾驶循环紧接在所述钥匙关断事件之前,并且所述先前钥匙关断事件紧接在所述驾驶循环之前。
5.如权利要求3所述的方法,其中根据在所述先前钥匙关断事件期间所述车辆的位置处的环境湿度来进一步估计所述水分含量,经由进气湿度传感器挡风玻璃湿度传感器中的一者或多者来测量或者基于天气数据来推断所述环境湿度,所述天气数据包括从外部网络中检索的环境湿度状况,所述外部网络经由无线通信而通信地联接到所述车辆。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述发动机的所述运行时间是所述驾驶循环期间的起动-停止事件的数量、每个起动-停止事件的持续时间、减速燃料切断(DFSO)事件的数量以及每个DFSO事件的持续时间的函数。
7.如权利要求1所述的方法,其中从至少所述排气系统中排出水分包括将来自所述电动空气压缩机的压缩空气引导通过所述进气系统和所述排气系统以将水分从所述进气系统和所述排气系统中的每一者中去除到大气。
8.如权利要求1所述的方法,其中所述电动空气压缩机联接到与进气道并联的导管,所述导管在进气压缩机下游和增压空气冷却器上游联接到所述进气道,所述方法还包括关闭在所述进气压缩机下游联接到所述进气道的电动空气压缩机旁通以将环境空气导引至所述导管中。
9.如权利要求1所述的方法,其中所述发动机包括在所述电动空气压缩机下游将所述排气系统联接到所述进气系统的排气再循环通道,并且其中将所述压缩空气引导通过所述进气系统和所述排气系统还包括打开联接到所述排气再循环通道的排气再循环(EGR)阀以使离开所述电动空气压缩机的压缩空气流到所述排气系统,并且在打开所述EGR阀的同时,将在所述增压空气冷却器下游联接到所述进气道的进气节气致动到全开位置,并且致动位于废气门通道中的废气门阀以将来自所述电动空气压缩机的压缩空气引导到所述排气系统中,所述废气门通道与位于排气系统中的涡轮并联联接。
10.一种系统,其包括:
车辆,其包括自主车辆和/或混合动车辆;
电机,其联接到电池以便推进所述车辆;
发动机,其包括一个或多个气缸、进气歧管以及排气歧管
进气道,其包括压缩机、位于所述压缩机下游的增压空气冷却器(CAC)以及位于所述CAC下游的进气节气门;
导管,其在所述压缩机下游和所述CAC上游联接到所述进气道,所述导管包括达驱动的电动压缩机;
电动压缩机旁通阀,其联接在所述进气道与所述导管的接合处;
一个或多个传感器,其包括联接到所述进气歧管的环境湿度传感器和联接到所述排气歧管的排气温度传感器中的每一者;
一个或多个相机,其用于捕捉挡风玻璃的图像;
排气再循环(EGR)通道,其在所述压缩机下游将所述排气歧管联接到所述进气歧管,所述EGR通道包括EGR阀;以及
控制器,其具有存储在非暂时性存储器上以进行以下操作的计算机可读指令:
在所述车辆的驾驶循环开始时,估计所述排气歧管中的第一水分含量;
在所述驾驶循环完成时,基于所述第一水分含量来估计所述排气歧管中的第二水分含量;并且
在紧接的后续车辆钥匙关断状况期间,响应于所述第二水分含量高于阈值水平,将压缩空气从所述发动机进气歧管引导通过所述排气歧管。
11.如权利要求10所述的系统,其中基于在紧接的先前车辆钥匙关断状况期间积聚在所述车辆的所述挡风玻璃上的水分的量、在所述紧接的先前车辆钥匙关断状况期间的环境湿度的变化以及在所述紧接的先前车辆钥匙关断状况期间所述车辆的位置处的露点温度中的一者或多者来估计所述第一水分含量。
12.如权利要求10所述的系统,其中所述第二水分含量进一步基于在所述驾驶循环期间所述发动机的操作的持续时间和在所述驾驶循环期间所述排气歧管的温度。
13.如权利要求10所述的系统,其中引导压缩空气包括操作所述电动压缩机以使压缩空气从所述进气歧管流到所述排气歧管。
14.如权利要求10所述的系统,其中引导压缩空气还包括打开所述进气节气门、打开所述EGR阀并且打开容纳在于涡轮两端联接到所述排气歧管的废气门通道中的废气门阀。
15.如权利要求10所述的系统,其中操作所述电动压缩机包括基于所述第二水分含量与所述阈值水平之间的差值来操作所述电动压缩机持续一段时间,所述持续时间随所述差值的增加而增加。

说明书全文

用于从发动机排气系统中去除分的方法和系统

技术领域

[0001] 本说明书总体上涉及用于从发动机排气系统中去除水分的方法和系统。

背景技术

[0002] 在长时间的车辆钥匙关断状况期间积聚在发动机排气中的冷凝物可能导致排气系统部件(诸如排气尾管)中的腐蚀和生锈。例如,来自湿润空气的水分可以冷凝在发动机部件(诸如排气道)上并且局部地形成水坑。在后续的发动机操作期间,此类水坑可能不利地影响排气系统传感器的操作。
[0003] 提供了各种方法来从发动机部件中去除冷凝物。在US 20140100074中示出的一种示例性方法中,Glugla等人公开了一种用于增加通过增压空气冷却器(CAC)的气流以便从CAC中冲洗冷凝物的方法。在发动机无燃烧状况期间,变速器系统降挡到更低挡位以经由CAC增加发动机转速和气流以便将存储的冷凝物冲洗到发动机气缸。通过在发动机无燃烧状况期间冲洗冷凝物,可以减少因水摄入而产生的失火事件。
[0004] 然而,本文的发明者已经认识到上述方法的潜在缺点。作为一个示例,所述方法可能不能解决积聚在一个或多个发动机部件(诸如排气系统)上的冷凝物。例如,在当发动机停机时的状况期间(诸如在车辆钥匙关断状况期间,或者在使用来自系统电池扭矩进行混合动车辆推进期间),来自环境空气的水分可以冷凝并积聚在发动机排气歧管中。在驾驶循环期间,由于发动机起动/停止状况、减速燃料切断事件、使用马达扭矩的车辆推进时间段,排气温度可能不足以使积聚在排气系统中的水分汽化。在排气道中的水分可以增加排气传感器起作用所需的时间,由此使发动机在开环控制下操作更长持续时间并且排放质量受到不利影响。此外,排气道中的水的冻结和在排气氧传感器上的水飞溅可以导致由传感器产生不准确测量,这可能不利地影响对后续的发动机循环期间需要的空燃比和发动机稀释水平的确定。

发明内容

[0005] 发明者在本文已经认识到,上述问题可以通过一种发动机方法来解决,所述发动机方法包括:响应于在驾驶循环期间车辆的发动机的运行时间低于阈值持续时间和在所述发动机的排气系统或进气系统中的水分含量高于阈值水平中的每一者,在所述驾驶循环之后的钥匙关断事件时激活所述进气系统中的电动空气压缩机以从至少所述排气系统中排出水分。通过这种方式,当在发动机循环期间可能无法去除积聚在发动机排气系统中的水分时,可以在紧接的后续车辆钥匙关断状况期间操作电动空气压缩机以使压缩空气流过发动机排气系统以去除任何积聚的水分。
[0006] 作为一个示例,在车辆钥匙关断事件期间,可以经由车载车辆湿度传感器或经由远程服务器来定期监测环境湿度。车载相机可以用于监测车辆挡玻璃上的冷凝物形成。在车辆钥匙接通请求时,基于环境湿度状况、当地天气数据以及挡风玻璃的图像,可以估计发动机排气系统中的水分形成。如果排气系统中的水分的量高于阈值,则在驾驶循环期间,可以考虑发动机非燃烧状况(包括发动机起动/停止状况、减速燃料切断事件以及使用马达扭矩进行车辆推进的时间段)来估计发动机操作的持续时间。在驾驶循环期间可以监测排气温度。如果发动机操作的持续时间低于阈值,和/或如果排气温度没有保持高于阈值温度超过阈值持续时间,则可以推断出废热可能不足以使积聚的水分汽化。所述发动机可以是增压发动机,所述增压发动机包括涡轮驱动的进气压缩机和电驱动的进气压缩机(在本文也称为电池供电的电动空气压缩机),所述电驱动的进气压缩机选择性地操作以在增加扭矩需求期间提供附加的增压。在紧接的后续车辆钥匙关断状况期间,可以打开进气节气,可以打开排气再循环(EGR),并且可以操作电动空气压缩机以使压缩空气流过发动机排气系统。压缩空气通过发动机部件的流量增加使积聚的水分能够被冲洗。
[0007] 通过这种方式,通过选择性地操作电动空气压缩机,可以有效地去除积聚在发动机排气系统中的水分。在车辆钥匙关断状况期间操作电动空气压缩机以去除水分的技术效果是通过使用现有的发动机部件来干燥发动机排气系统,消除了对用于冷凝物去除的附加部件的需求。通过从排气歧管中去除水分,可以加速对氧传感器的加热并且可以更早地发起对发动机加燃料的闭环控制,从而提高燃料经济和排放质量。总的来说,通过及时冲洗积聚在发动机排气系统中的水,可以保护发动机系统部件免于劣化,并且可以在后续的发动机循环期间最佳地操作排气系统传感器。
[0008] 应当理解的是,上述发明内容的提供是为了以简易形式引入对在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着标识所要求保护的主题的关键或基本特征,所述主题的范围是由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决上文提及或本公开的任何部分中的任何缺点的实施方式。附图说明
[0009] 图1示出了包括联接到混合动力车辆的电动空气压缩机的示例性发动机系统。
[0010] 图2示出了示出可以被实施以估计积聚在发动机排气系统中的水分含量的示例性方法的流程图
[0011] 图3示出了示出可以被实施以去除积聚在发动机排气系统中的水分的示例性方法的流程图。
[0012] 图4示出了根据本公开的用于从发动机排气系统进行水分去除的电动空气压缩机的示例性操作。

具体实施方式

[0013] 下列描述涉及用于从发动机部件(诸如发动机排气系统)中去除水分的系统和方法。如参考联接到混合动力车辆系统的示例性发动机系统(如图1中所示)所描述,电动空气压缩机可以操作来去除积聚在发动机部件中的水分。发动机控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图2的示例性程序)以估计已经积聚在发动机排气系统中的水分的量。控制器可以选择性地操作电动空气压缩机以在车辆钥匙关断事件期间诸如经由图3的控制程序来从发动机部件中去除水分。图4示出了能够去除积聚的水的示例性电动空气压缩机操作。
[0014] 图1示出了具有包括发动机10的示例性发动机系统100的车辆系统102的示意图101。在一个示例中,发动机系统100可以是柴油发动机系统。在另一示例中,发动机系统100可以是汽油发动机系统。在所描绘的实施例中,发动机10是联接到涡轮增压器15的增压发动机,所述涡轮增压器包括由涡轮116驱动的压缩机114。具体地,新鲜空气经由空气净化
112沿着进气道42引入发动机10,并且流到压缩机114。压缩机可以是合适的进气压缩机,诸如马达驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统10中,压缩机是经由轴19机械地联接到涡轮116的涡轮增压器压缩机,所述涡轮116通过发动机排气膨胀而驱动。
[0015] 如图1中所示,压缩机114通过增压空气冷却器(CAC)118联接到节气门20。节气门20联接到发动机进气歧管22。压缩空气充气从压缩机流过增压空气冷却器118和节气门20到达进气歧管22。在图1中所示的实施例中,歧管空气压力(MAP)传感器124感测进气歧管22内的空气充气的压力。可以经由进气温度(IAT)传感器51来估计进入进气道42的环境空气的温度。
[0016] 一个或多个传感器可以联接到压缩机114的入口。例如,温度传感器55可以联接到所述入口以估计压缩机入口温度,而压力传感器56可以联接到所述入口以估计压缩机入口压力。作为另一示例,环境湿度传感器57可以联接到所述入口以估计进入进气歧管的空气充气湿度。其他传感器可以包括例如空燃比传感器等。在其他示例中,可以基于发动机工况来推断压缩机入口状况(诸如湿度、温度、压力等)中的一者或多者。此外,当排气再循环(EGR)被启用时,传感器可以估计包括新鲜空气、再循环的压缩空气和在压缩机入口处接收的残余排气的空气充气混合物的温度、压力、湿度以及空燃比。
[0017] 废气门执行器91可以被致动打开以经由废气门90将至少一些排气压力从涡轮116的上游卸压到涡轮116下游的位置。通过减少涡轮上游的排气压力,可以降低涡轮转速,这进而帮助减少压缩机喘振。
[0018] 为了辅助涡轮增压器15,可以将附加的进气压缩机(在本文也称为电动空气压缩机155)结合到车辆推进系统中。电动空气压缩机155可以经由车载能量存储装置250供电,所述车载能量存储装置可以包括电池、电容器、超级电容器等。电动空气压缩机可以包括由电动马达驱动的压缩机。电动空气压缩机的操作速度可以包括调整电动马达的操作速度,所述电动马达经由车载能量存储装置250来操作。
[0019] 在一个示例中,电动空气压缩机155可以响应于增加车轮扭矩的需求而被致动,以便在涡轮增压器涡轮发动机加速的同时向发动机快速提供期望的增压空气。结果,可以满足增加扭矩而不会引起涡轮迟滞,否则如果来自电动空气压缩机的辅助不可用则可能发生涡轮迟滞。在这样的示例中,响应于涡轮增压器加速达到阈值速度(例如70,000rpm),电动空气压缩机155可以被致动关闭或停用。更具体地,可以基于从车辆控制器(例如,控制器12)接收的命令信号(例如,占空比或脉冲宽度信号)来实现对空气压缩机155的操作控制。
例如,控制器可以向电动空气压缩机执行器155b发送信号,该信号可以致动开启电动空气压缩机。在一个示例中,电动空气压缩机执行器可以包含驱动空气压缩的电动马达。
[0020] 电动空气压缩机155可以定位在第一电动空气压缩机导管159a与第二电动空气压缩机导管159b之间。第一电动空气压缩机导管159a可以将进气道42在电动空气压缩机旁通阀161上游流体地联接到电动空气压缩机155。第二电动空气压缩机导管159b可以在电动空气压缩机旁通阀161下游将电动空气压缩机155流体地联接到进气道42。作为示例,空气可以在电动空气压缩机旁通阀161上游经由第一电动空气压缩机导管159a被吸入电动空气压缩机155,并且压缩空气可以离开电动空气压缩机155并经由第二电动空气压缩机导管被引导至电动空气压缩机旁通阀161下游的进气道42。通过这种方式,压缩空气可以被引导到发动机进气口22。
[0021] 在其中电动空气压缩机155被激活以比单独依赖涡轮增压器15的情况下更快地提供增压的情况下,可以理解的是,电动空气压缩机旁通阀161可以在电动空气压缩机155被激活时被命令关闭。通过这种方式,进气可以流过涡轮增压器15并流过电动空气压缩机155。一旦涡轮增压器达到阈值速度,就可以关闭电动空气压缩机155,并且可以命令打开电动空气压缩机旁通阀161。
[0022] 进气歧管22通过一系列进气门(未示出)联接到一系列燃烧室30。燃烧室还经由一系列排气门(未示出)联接到排气歧管36。在所描绘的实施例中,示出了单个排气歧管36。然而,在其他实施例中,排气歧管可以包括多个排气歧管部段。具有多个排气歧管部段的配置可以使得来自不同燃烧室的流出物可以被导引至发动机系统中的不同位置。
[0023] 在一个实施例中,排气门和进气门中的每一者可以是电子致动的或受控的。在另一实施例中,排气门和进气门中的每一者可以是凸轮致动的或受控制的。无论是电子致动的还是凸轮致动的,排气门和进气门打开和关闭的正时可以根据需要调整以达到期望的燃烧和排放控制性能。
[0024] 燃烧室30可以经由喷射器66供应一种或多种燃料,诸如汽油、醇燃料共混物、柴油、生物柴油、压缩天然气等。可以经由直接喷射、进气道喷射、节气门体喷射或者它们的任何组合将燃料供应到燃烧室。在燃烧室中,可以经由火花点火和/或压缩点火来发起燃烧。
[0025] 如图1中所示,来自一个或多个排气歧管部段的排气可以被导引至涡轮116以驱动涡轮。然后,来自涡轮和废气门的组合流流过排放控制装置170。在一个示例中,排放控制装置170可以是起燃催化剂。通常,排气后处理装置170被配置为催化处理排气流,且由此减少排气流中的一种或多种物质的量。例如,排气后处理装置170可以被配置为当排气流为稀时从排气流中捕集NOx,并且当排气流为富时减少捕集的NOx。在其他示例中,排气后处理装置170可以被配置为使NOx歧化或者借助还原剂选择性地来还原NOx。在又其他示例中,排气后处理装置170可以被配置为氧化排气流中的残余氢化合物和/或一氧化碳。具有任何这种功能性的不同排气后处理催化剂可以单独或一起布置在涂层中或排气后处理阶段的其他地方。在一些实施例中,排气后处理阶段可以包括可再生碳烟过滤器,其被配置为捕集和氧化排气流中的碳烟微粒。
[0026] 排气再循环(EGR)输送通道180可以在涡轮116上游联接到排气道104以在压缩机114下游向发动机进气歧管提供高压EGR(HP-EGR)。EGR阀152可以在EGR通道180与进气道42的接合处联接到EGR通道180。可以打开EGR阀152以允许受控量的排气到达压缩机出口以获得期望的燃烧和排放控制性能。EGR阀152可以被配置为连续可变阀或开/关阀。在其他实施例中,发动机系统可以包括低压EGR(LP-EGR)流动路径,其中排气从涡轮116的下游吸入并在压缩机114上游再循环到发动机进气歧管。
[0027] 一个或多个传感器可以联接到EGR通道180以用于提供关于EGR的成分和状况的细节。例如,温度传感器可以被提供用于确定EGR的温度,压力传感器可以被提供用于确定EGR的压力,湿度传感器可以被提供用于确定EGR的湿度或水含量,并且空燃比传感器可以被提供用于估计EGR的空燃比。可替代地,可以由联接到压缩机入口的一个或多个温度、压力、湿度以及空燃比传感器来推断EGR状况。
[0028] 包括排气温度传感器128、排气氧传感器129、排气流传感器以及排气压力传感器的多个传感器可以联接到主排气道104。氧传感器可以是线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器),双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。
[0029] 在驾驶循环之后的车辆钥匙关断事件期间,电动空气压缩机155还可以响应于在驾驶循环期间低于阈值发动机运行时间和高于排气歧管36中的阈值水分含量中的每一者而适时地操作以去除积聚在排气歧管36中的冷凝物。可以基于在先前钥匙关断事件期间车辆的位置处的环境湿度并且进一步经由车载相机130来估计发动机排气歧管36中的水分含量,所述车载相机被配置为确定在先前钥匙关断事件期间车辆的挡风玻璃上的水分的量。在一个示例中,驾驶循环可以紧接在钥匙关断事件之前,并且先前钥匙关断事件紧接在驾驶循环之前。在驾驶循环期间发动机的运行时间可以是驾驶循环期间的起动-停止事件的数量、每个起动-停止事件的持续时间、减速燃料切断(DFSO)事件的数量以及每个DFSO事件的持续时间的函数。从至少排气系统中排出水分包括将来自电动空气压缩机155的压缩空气引导通过进气系统和排气系统以将水分从进气系统和排气系统中的每一者中去除到大气。为了将压缩空气从进气系统引导至排气系统,可以打开节气门20、EGR阀152以及废气门阀91中的每一者。图2和图3详细说明使用电动空气压缩机155的水分去除方法的细节。
[0030] 发动机系统100还可以包括控制系统14。控制系统14被示为从多个传感器16(其各种示例在本文描述)接收信息并将控制信号发送到多个执行器18(其各种示例在本文描述)。作为一个示例,传感器16可以包括MAP传感器124、排气温度传感器128、排气氧传感器129、压缩机入口温度传感器55、压缩机入口压力传感器56、环境湿度传感器57、IAT传感器
51、发动机冷却剂温度传感器以及EGR传感器。其他传感器(诸如附加的压力、温度、空燃比和成分传感器)可以联接到发动机系统100中的各个位置。此外,联接到车辆系统外部的传感器(诸如雨量传感器(挡风玻璃传感器))可以用于估计环境湿度。一个或多个相机130可以联接到车辆外部和/或车厢的仪表板上以捕捉车辆前方道路的图像。相机还可以用于捕捉挡风玻璃的图像。
[0031] 执行器18可以包括例如电动空气压缩机旁通阀161、节气门20、电动空气压缩机执行器155b、EGR阀152、废气门92以及燃料喷射器66。控制系统14可以包括控制器12。控制器12可以从各种传感器接收输入数据,处理输入数据,并响应于处理后的输入数据基于与一个或多个程序相对应的指令或编程在指令中的代码来触发各种执行器。在一个示例中,响应于在车辆钥匙关断状况期间高于排气歧管36中的阈值水分含量(如基于来自环境湿度传感器57和车载相机130的输入来确定的),控制器12可以向电动空气压缩机旁通阀161发送信号以将阀致动到关闭位置,并且向空气压缩机执行器155b发送信号以致动电动空气压缩机155以使压缩空气经由进气歧管22和排气歧管36中的每一者流动以从进气歧管22和排气歧管36中的每一者中去除积聚的冷凝物。
[0032] 控制器12可以联接到无线通信装置136以用于使车辆102与网络160直接通信。经由装置136使用无线通信150,车辆102可以从网络云160中检索关于当前和/或即将到来的环境状况(诸如环境湿度、温度、压力等)的数据。在驾驶循环完成时,控制器12内的数据库13可以利用包括驾驶员行为数据、发动机工况、日期和时间信息以及交通信息的引导信息来更新。此外,在一些示例中,控制器可以与从具有远程起动按钮的钥匙扣接收无线信号的远程发动机起动接收器(或收发器)进行通信,所述远程起动按钮由来自远离车辆位置的位置的车辆驾驶员致动。在其他示例(未示出)中,可以经由蜂窝电话或基于智能电话的系统来发起远程发动机起动,其中用户的蜂窝电话将数据发送到服务器并且服务器与车辆进行通信以起动发动机。
[0033] 在一些示例中,车辆102可以是混合动力车辆,其具有可用于一个或多个车轮157的多个扭矩源。在其他示例中,车辆102是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机电动车辆。在所示的示例中,车辆102包括发动机10和电机52。电机52可以为马达或马达/发电机。当一个或多个离合器156接合时,发动机10的曲轴和电机52经由变速器46连接到车轮157。在所描绘的示例中,第一离合器156设置在曲轴与电机52之间,而第二离合器156设置在电机52与变速器46之间。控制器12可以向每个离合器156的执行器发送信号以接合或分离离合器,以便将曲轴与电机52和与其连接的部件连接或断开,和/或将电机52与变速器46和与其连接的部件连接或断开。变速器46可以是变速箱、行星齿轮系统或其他类型的变速器。动力传动系统可以通过各种方式配置,这些方式包括并联、串联或混联式混合动力车辆。
[0034] 电机52从牵引电池58接收电力以向车轮157提供扭矩。例如在制动操作期间,电机52还可以用作发电机以提供电力来对牵引电池58充电。
[0035] 通过这种方式,图1的部件实现了一种用于混合动力车辆的系统,所述系统包含:车辆,其包括自主车辆和/或混合动力车辆;电机,其联接到电池以便推进所述车辆;发动机,其包括一个或多个气缸、进气歧管以及排气歧管;进气道,其包括压缩机、位于所述压缩机下游的增压空气冷却器(CAC)以及位于所述CAC下游的进气节气门;导管,其在所述压缩机下游和所述CAC上游联接到所述进气道,所述导管包括马达驱动的电动压缩机;电动压缩机旁通阀,其联接在所述进气道与所述导管的接合处;一个或多个传感器,其包括联接到所述进气歧管的环境湿度传感器和联接到所述排气歧管的排气温度传感器中的每一者;一个或多个相机,其用于捕捉挡风玻璃的图像;排气再循环(EGR)通道,其在所述压缩机下游将所述排气歧管联接到所述进气歧管,所述EGR通道包括EGR阀;以及控制器,其具有存储在非暂时性存储器上以进行以下操作的计算机可读指令:在驾驶循环结束时,基于所述挡风玻璃的一个或多个图像、经由所述环境湿度传感器估计的环境湿度、发动机操作的持续时间以及在所述驾驶循环期间排气温度的变化来估计排气歧管中的水分含量;并且在紧接的后续车辆钥匙关断状况期间,响应于高于阈值水分含量,操作所述电动压缩机以将压缩空气引导通过所述排气歧管以从所述排气歧管中去除水分。
[0036] 图2示出了可以被实施以估计积聚在发动机排气系统中的水分含量的示例性方法200。可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从发动机系统的传感器(诸如上面参考图1描述的传感器)接收的信号来执行用于执行方法200和本文包括的其余方法的指令。根据下文描述的方法,控制器可以采用发动机系统的发动机执行器来调整发动机操作。
[0037] 在202处,所述程序包括确定是否请求车辆钥匙关断。在车辆钥匙关断状况期间,车辆不使用发动机扭矩和/或马达扭矩来推进,并且车辆可以保持在静止位置。在车辆钥匙关断状况期间,变速器挡位可以处于停车挡位置中。在一个示例中,可以通过车辆驾驶员施加制动踏板来请求钥匙关断。
[0038] 如果确定没有请求车辆钥匙关断状况,则在204处,可以保持当前车辆操作并且可以根据需要操作电动空气压缩机(诸如图1中的电动空气压缩机155)以在增加扭矩需求期间提供增压辅助。电动空气压缩机可以联接到与进气道并联的导管,所述导管在进气压缩机下游和增压空气冷却器上游联接到进气道。在通过操作涡轮增压器(诸如图1中的进气压缩机114和排气涡轮116)提供的增压压力低于期望增压压力的状况期间,可以使用来自车载能量存储装置(诸如图1中的能量存储装置250)的能量来操作电动空气压缩机以提供期望增压。可以基于涡轮增压器转速和经由踏板位置传感器估计的扭矩需求来调整电动空气压缩机的操作速度和持续时间。在一个示例中,电动空气压缩机的操作速度和持续时间可以随着扭矩需求的增加和涡轮增压器转速的降低而增加。在另一个示例中,电动空气压缩机的操作速度和持续时间可以随着扭矩需求的减小和涡轮增压器转速的增加而减小。
[0039] 如果确定已经请求车辆钥匙关断,则在206处,紧接在车辆停止之后,可以经由一个或多个车载相机(诸如图1中的相机130)(从车辆内部)捕捉挡风玻璃的第一图像,并且第一图像可以存储在控制器存储器(数据库)中。因为车辆已经处于运动,所以即使已存在降雨,雨刷器也会从挡风玻璃中去除任何水分。因此,紧接在车辆停止之后立即捕捉的图像可以示出干净的挡风玻璃(没有冷凝物)。
[0040] 在208处,可以在车辆钥匙关断状况的整个持续时间内以定期的间隔监测环境湿度状况,并且将所述环境湿度状况存储在数据库中。可以经由进气湿度传感器(诸如图1中的湿度传感器57)和挡风玻璃湿度传感器中的一者或多者来测量环境湿度。在一个示例中,可以在车辆钥匙关断时间段期间以30分钟的间隔测量环境湿度。如果车辆隔夜停放,则在整个夜晚可能存在大幅(诸如超过10%的)湿度变化。连同环境湿度一起,控制器还可以在整个车辆钥匙关断状况中以定期的间隔经由进气温度传感器记录环境温度。湿润空气可以在发动机关闭时被捕集在发动机进气歧管和发动机气缸的内部。被捕集的空气的量可以是节气门开度的函数。当发动机冷却时,来自被捕集的空气的水可以在发动机部件上冷凝。
[0041] 在210处,可以从外部网络(诸如图1中的网络云160)中检索包括环境湿度和环境温度的当地天气状况,所述外部网络经由无线通信(诸如图1中的无线通信150)通信地联接到车辆。可以获得车辆位置的当前位置的露点温度。如果环境温度低于露点温度,则环境水分可能会冷凝在发动机部件上。当前位置的天气预报也可以从外部网络获得并存储在数据库中。可以使用全球定位服务获得车辆的当前位置。
[0042] 在212处,所述程序包括确定是否已经进行了车辆钥匙接通请求。钥匙接通请求可以包括驾驶员使用钥匙来发起车辆操作。对于远程起动,可以从车辆外部的来源接收车辆钥匙接通信号。在一个示例中,驾驶员可以远程地请求发动机起动,使得可以发起车厢加热并且所述车厢在驾驶员进入车厢并且开始驾驶车辆之前达到期望温度。在另一示例中,诸如在车辆具有至少一些自主功能性的情况下,响应于对远程车辆起动的请求,电机可以操作来获得期望的车厢温度并且然后可以使用电机扭矩和/或发动机扭矩来推进车辆。在又另一示例中,自主车辆的驾驶员可以使用无线通信从远程位置发起车辆操作(推进)。车辆可以经由无线通信通信地联接到用于远程发动机起动的外部来源(诸如钥匙扣、蜂窝电话或智能电话)。基于从远程来源接收的信号,控制器可以在请求时间安排发动机起动。
[0043] 如果确定未请求车辆钥匙接通,则在213处,可以保持车辆钥匙关断状况并且可以监测当前的湿度状况。如果确定已经进行了车辆钥匙接通请求,则在214处,在驾驶循环开始时,可以经由车载相机捕捉挡风玻璃的第二图像。在车辆钥匙关断状况期间,环境水分可能冷凝在挡风玻璃上,从而在挡风玻璃的表面上形成一层水分。在一个示例中,在车辆钥匙接通时,可以激活刮水片以擦拭挡风玻璃一次以去除积聚的任何水分。在擦拭挡风玻璃之后,可以经由车载相机捕捉挡风玻璃的第三图像。
[0044] 在216处,可以基于挡风玻璃图像、在车辆钥匙关断状况的整个持续时间内进行的环境湿度估计以及在车辆钥匙关断状况期间的当地天气状况中的每一者来估计包括进气歧管和排气歧管的发动机部件中的第一水分含量。控制器可以检索在整个车辆钥匙关断状况下记录的环境湿度值和环境温度值,以及包括从外部网络获得的存储在数据库中的露点温度的当地天气状况。在一个示例中,控制器可以根据环境湿度值、环境温度值以及露点温度中的每一者来估计发动机部件中的第一水分含量。在另一示例中,控制器可以使用查找表来确定发动机部件中的第一水分含量,输入是环境湿度值、环境温度值以及露点温度中的每一者,而输出是发动机部件中的水分含量。在一个示例中,阈值是非零阈值,其中阈值湿度对应于高于它来自空气的水分就可能冷凝并且积聚在发动机部件上的湿度水平。在另一示例中,阈值相对湿度水平是50%。
[0045] 在一个示例中,控制器可以对第一挡风玻璃图像、第二挡风玻璃图像以及第三挡风玻璃图像中的每一者执行图像分析。如果在车辆钥匙关断状况期间,环境温度降低到露点温度以下并且环境湿度增加到高于阈值湿度,则可能在挡风玻璃上形成冷凝物。在图像分析期间,控制器可以从第二图像中减去第一图像以确定挡风玻璃上是否存在一层水分(在挡风玻璃上表现为模糊)。如果从第三图像中观察到可以通过操作雨刮器清洁挡风玻璃,则可以推断出挡风玻璃上的积聚是由水分引起的。控制器可以使用图像分析技术来推断积聚在挡风玻璃上的水分的量。发动机部件中的第一水分含量可以与积聚在挡风玻璃上的水分的量成正比。如果从第三图像中观察到挡风玻璃在擦拭后没有变干净,则可以推断出除了水分之外的物质(诸如灰尘、灰烬等)已经积聚在挡风玻璃上。
[0046] 通过这种方式,在驾驶循环开始时,可以基于在紧接的先前车辆钥匙关断状况期间积聚在车辆挡风玻璃上的水分的量、在紧接的先前的车辆钥匙关断状况期间的环境湿度的变化以及在紧接的先前的车辆钥匙关断状况期间车辆的位置处的露点温度中的一者或多者来估计第一水分含量。
[0047] 在218处,所述程序包括确定积聚在包括发动机进气歧管和排气歧管的发动机部件上的水分含量是否高于第一阈值水分含量。在一个示例中,第一阈值水分含量可以是非零的正水分含量,高于该水分含量,积聚的水分就可以干扰诸如排气氧传感器等发动机传感器的操作。控制器可以基于一个或多个发动机传感器的操作来校准第一阈值水分含量。在一个示例中,阈值水分含量可以是75%的相对湿度。
[0048] 如果确定积聚在包括发动机进气歧管和排气歧管的发动机部件上的水分含量低于阈值水分含量,则可以推断出湿度可能对包括传感器的发动机部件和/或对发动机硬件没有任何不利影响。因此,在220处,可以推断出可能不期望水分去除过程。
[0049] 如果确定积聚在包括发动机进气歧管和排气歧管的发动机部件上的水分含量高于阈值水分含量,则如果在驾驶循环期间水分不汽化,则可能期望去除水分。在220处,可以根据驾驶循环期间的起动-停止(怠速-停止)事件的数量、每个起动-停止事件的持续时间、减速燃料切断(DFSO)事件的数量、每个DFSO事件的持续时间以及使用马达扭矩进行车辆操作的持续时间中的每一者来估计发动机运行时间。发动机运行时间可以包括发动机燃烧燃料和空气的总时间量。在一个示例中,发动机运行时间可以随着驾驶循环期间的起动-停止事件的数量、每个起动-停止事件的持续时间、DFSO事件的数量和每个DFSO事件的持续时间以及在驾驶循环期间使用马达扭矩进行车辆操作的持续时间中的每一者的增加而减小。在另一示例中,发动机运行时间可以随着驾驶循环期间的起动-停止事件的数量、每个起动-停止事件的持续时间、DFSO事件的数量、每个DFSO事件的持续时间以及在驾驶循环期间使用马达扭矩进行车辆操作的持续时间中的每一者的减小而增加。
[0050] 在224处,可以在驾驶循环期间经由排气温度传感器(诸如图1中的温度传感器128)来估计排气温度(T1)。在一个示例中,可以定期的间隔(诸如以2分钟的间隔)监测T1。
在226处,所述程序包括确定在驾驶循环期间发动机运行时间是否高于阈值运行时间。阈值运行时间可以对应于高于它因燃烧产生的热量就可以足以使积聚在包括排气歧管的发动机部件上的水分汽化的运行时间。可以根据积聚在发动机部件上的水分含量来校准阈值运行时间。在一个示例中,控制器可以使用查找表来确定阈值发动机运行时间,其中输入是积聚在发动机部件上的水分含量,而输出是阈值发动机运行时间。作为示例,阈值运行时间可以随着积聚在发动机部件上的水分含量的增加而增加。
[0051] 如果确定发动机运行时间高于阈值运行时间,则在228处,所述程序包括确定排气温度(T1)是否已经保持高于阈值温度(T)超过阈值持续时间。阈值温度(T)可以对应于高于它水分就可以从排气系统中蒸发的温度。控制器可以基于水的沸点来校准阈值温度。在一个示例中,阈值温度可以是100℃。阈值持续时间可以对应于使积聚在发动机部件上的全部体积的水分汽化所需的时间。在一个示例中,控制器可以使用查找表来确定阈值持续时间,其中输入是积聚在发动机部件上的水分含量,而输出是阈值持续时间。作为示例,阈值持续时间可以随着积聚在发动机部件上的水分含量的增加而增加。
[0052] 如果确定即使发动机运行时间高于阈值运行时间,排气温度没有保持高于阈值温度超过阈值持续时间,则可以推断出在驾驶循环期间可能无法获得足够的废热来去除积聚在发动机部件上的全部量的水分。如果在228处,确定发动机运行时间低于阈值运行时间,则可以推断出,无论排气温度如何,在驾驶循环期间都可能无法获得足够的时间来去除积聚在发动机部件上的全部量的水分,并且所述程序可以直接进行至步骤230。
[0053] 在230处,控制器可以根据第一水分含量、在驾驶循环期间发动机的操作的持续时间(发动机运行时间)以及在驾驶循环期间排气歧管的温度中的每一者来估计包括进气歧管和排气歧管的发动机中的第二水分含量。第二水分含量可以与第一水分含量成正比。在一个示例中,第二水分含量可以随着第一水分含量的增加以及发动机的操作的持续时间和排气温度的每一者的降低而增加。在另一示例中,第二水分含量可以随着第一水分含量的降低以及发动机的操作的持续时间和排气温度的每一者的增加而降低。
[0054] 在232处,可以在紧接的后续车辆钥匙关断状况期间发起水分去除过程以去除发动机部件上剩余的水分(第二水分含量)。参考图3描述了水分去除过程的细节。在一个示例中,仅当第二水分含量高于第二阈值水平时才可以执行水分去除过程。在一个示例中,第二阈值水分含量可以是非零的正水分含量,高于该水分含量,积聚的水分就可能随时间推移而对发动机硬件造成损害。在一个示例中,第二阈值水分含量可以是50%的相对湿度。
[0055] 如果确定发动机运行时间高于阈值运行时间并且排气温度保持在阈值温度以上超过阈值持续时间,则在234处,可以推断出积聚在发动机上的水分已经汽化并且可能不需要进一步水分去除。
[0056] 图3示出了可以被实施以去除积聚在发动机排气系统中的水分的示例性方法300。方法300可以是如图2中所描述的方法200的一部分,并且可以在方法200的步骤232中执行。
[0057] 在302处,所述程序包括确定车辆是否处于钥匙关断状况。钥匙关断状况可以紧接在驾驶循环之后,在此期间可以执行图2的方法200。在车辆钥匙关断状况期间,车辆可以是静止的,并且可以未使用发动机扭矩和/或电机扭矩来推进。如果确定车辆未处于钥匙关断状况,则在304处,可以保持当前车辆操作。当前车辆操作可以包括使用发动机扭矩和/或电机(machine)扭矩来推进车辆。
[0058] 如果确定车辆处于钥匙关断状况,则可以发起从发动机部件去除水分的过程。在306处,控制器可以向联接到进气节气门(诸如图1中的进气节气门20)的执行器发送信号以将节气门打开至全开位置以便允许环境空气进入发动机进气歧管,所述环境空气可以被加压并且被引导通过发动机进气歧管和发动机排气歧管以去除任何积聚的水分。控制器还可以向联接到电动空气压缩机旁通阀(诸如图1中的旁通阀161)的执行器发送信号以将旁通阀致动到全闭位置。通过关闭电动空气压缩机旁通阀,经由节气门进入进气道的全部体积的空气可以经由电动增压器流到进气歧管。
[0059] 在306处,联接到排气再循环(EGR)通道(诸如图1中的EGR通道180)的EGR阀(诸如图1中的EGR阀152)可以通过控制器被致动到全开位置以将压缩空气经由EGR通道从进气歧管引导至排气道。因为发动机不旋转,所以发动机气门可能不会打开以允许压缩空气流过发动机气缸。而且,控制器可以向联接到废气门通道的废气门阀(诸如图1中的废气门阀91)发送信号以将阀致动到全开位置。相对于排气涡轮,废气门通道为压缩空气从进气歧管流到排气歧管提供了较低的阻力路径。
[0060] 在308处,电动空气压缩机可以操作来使加压空气经由进气歧管和排气歧管流动以去除水分。控制器可以向电动空气压缩机执行器(诸如图1中的执行器155b)发送信号以使用来自联接到电动增压器的能量存储装置的能量来致动电动空气压缩机。当经由全开节气门进入进气歧管的环境空气流过电动空气压缩机时,空气被加压(压缩)并且空气的温度可能增加。当高温压缩空气经由进气歧管流动时,冷凝在进气歧管中的水分可以汽化。然后可以利用加压空气流从进气歧管中去除水蒸气和剩余水分。加压空气还可以去除积聚在增压空气冷却器(CAC)中的任何冷凝物,所述CAC在电动空气压缩机下游联接到进气歧管。然后,压缩空气可以经由EGR通道和废气门通道被引导至发动机排气歧管。当压缩空气流过排气道时,积聚在排气系统中的水分可以经由排气尾管冲洗到大气。
[0061] 在一个示例中,作为可选步骤,在310处,所述程序可以包括经由电机(诸如图1中的电机52)使用马达转矩来使发动机不加燃料地转动。控制器可以向电动马达的执行器发送信号以使发动机开始以怠速(诸如等于或大约400rpm)转动。由于由发动机转动产生的低压力,所以来自进气歧管的加压空气可以经由发动机气缸被引导至排气道。空气可以经由相应的进气门进入发动机气缸并且经由相应的排气门离开气缸。当高温加压空气流过发动机气缸时,被捕集在发动机气缸内的任何水分都可以被汽化并且与空气流一起被去除,由此使气缸干燥。在流过排气系统之后,加压空气连同积聚的水分可以经由排气尾管引导到大气。
[0062] 在312处,可以继续电动空气压缩机的操作直到水分已从发动机排气歧管中去除为止。在一个示例中,电动空气压缩机的操作的持续时间可以与在排气歧管中剩余的第二水分含量(如在方法200的步骤230中估计)和第二阈值水分含量(如在方法200的步骤232中限定)之间的差值成比例。在一个示例中,电动空气压缩机的操作的持续时间可以随着所述差值的增加而增加。控制器可以使用查找表来估计电动空气压缩机的操作的持续时间,其中输入是第二水分含量与第二阈值水分含量之间的差值。
[0063] 图4示出了示例性时间线400,其示出了用于去除积聚在发动机部件中的水的电动空气压缩机的操作。水平线(x轴)表示时间,而垂直标记t1至t6标识电动空气压缩机的操作程序中的重要时间。
[0064] 第一曲线图(线402)示出了车速随时间的变化。第二曲线图(线404)示出了发动机转速。第三曲线图(线406)示出了表示驾驶员扭矩需求的加速踏板的位置。第四曲线图(线408)示出了示出了联接到HEV的电机的操作。所述电机可以操作来提供马达扭矩以推进HEV。第五曲线图(线410)示出了基于来自联接到发动机进气歧管的环境湿度传感器的输入所估计的环境湿度。虚线411示出了阈值湿度,高于所述阈值湿度,来自空气的水就可以冷凝在包括进气歧管的发动机部件上。控制器可以基于车辆位置处的露点温度来校准阈值湿度水平。第六曲线图(线412)示出了积聚在发动机排气系统(包括排气歧管和排气道)中的水分的水平(量)。控制器基于环境湿度、当地天气状况(经由无线通信从外部服务器中检索,以及基于经由车载相机捕捉的挡风玻璃的图像推断出的挡风玻璃上的结露)来估计排气水分含量。虚线412示出了阈值排气水分含量,高于所述阈值排气水分含量,就可能不利地影响排气氧传感器的功能性。控制器可以基于氧传感器的操作来校准阈值排气水分含量。第七曲线图(线414)示出了排气温度随时间的变化。虚线415示出了阈值排气温度,高于所述阈值排气温度,积聚在排气系统中的水分就可以汽化。控制器可以基于水的沸点和排气系统中的水分含量来校准阈值排气温度。第八曲线图(线416)示出了电动空气压缩机(诸如图1中的电动空气压缩机155)的操作速度,所述电动空气压缩机联接到在进气压缩机下游和增压空气冷却器(CAC)上游与进气歧管并联的导管。第九曲线图(线416)示出了进气节气门的开度。第十曲线图(线420)示出了联接到排气再循环(EGR)通道的EGR阀的开度,所述EGR通道的一端在电动空气压缩机和CAC中的每一者的下游联接到进气道,而EGR通道的另一端在排气涡轮的上游联接到排气道。
[0065] 在时间t1之前,使用发动机扭矩推进车辆并且HEV电机未操作。节气门位置与扭矩需求成正比,所述扭矩需求进而基于踏板位置。为了提供所需的增压压力,操作电动空气压缩机。基于发动机稀释需求,在此期间不请求EGR并且EGR阀保持在关闭位置。即使环境湿度高于阈值湿度411,因为排气温度高于阈值温度415,所以排气水分含量也会保持低于阈值水平413。
[0066] 在时间t1时,响应于松加速器踏板和车辆钥匙关断请求,车速减小到零并且发动机转速也减小到零。在时间t1至t2之间,在车辆钥匙关断状况期间,记录环境湿度。当排气温度降低到阈值温度415以下并且环境湿度高于阈值湿度411时,推断出排气水分含量增加到阈值水平413以上。
[0067] 在时间t2时,响应于车辆起动请求,起动发动机。在时间t2至t3之间,EGR阀打开以基于发动机稀释需求供应EGR。在t2至t3之间,随着燃烧的继续,排气温度升高,导致积聚在排气歧管中的水分的一部分汽化。然而,在时间t2至t3之间的发动机运行时间不足以从排气系统中去除足够的水分并且排气水分含量保持在阈值水平413以上。在时间t3时,响应于踏板位置的改变,推断出扭矩需求的降低。在时间t3至t4之间,发动机不旋转并且通过操作电机来供应所需的扭矩。因为燃烧停止,所以废热不再可用于蒸发积聚在排气系统中的水分。
[0068] 在时间t4时,响应于松加速器踏板和车辆钥匙关断请求,车速减小到零并且HEV电机不再操作。在车辆钥匙关断时,推断出排气水分含量继续保持在阈值水平413以上。基于高于阈值水分含量413,推断出排气系统中剩余的水分可能导致腐蚀一些排气系统部件,并且可能在紧接的后续发动机操作期间不利地影响排气氧传感器的操作。因此,在车辆钥匙关断之后,(在时间t5时)发起排气水分的去除过程。在时间t4时,观察到在车辆的当前位置处的环境湿度低于阈值湿度411,由此降低了车辆部件上进一步水分冷凝的可能性。
[0069] 在时间t5时,进气节气门开度增加到全开位置,并且控制器向电动空气压缩机执行器发送信号以激活电动压缩机。用于水分去除的电动压缩机的操作速度高于在时间t1之前的电动压缩机的操作速度(以提供期望的增压压力)。由电动增压器压缩的空气被引导通过进气歧管以去除任何积聚的水分。EGR阀被致动到全开位置以允许压缩空气经由EGR通道从进气歧管流至排气歧管。在时间t5和t6之间,压缩空气流过进气歧管、EGR通道、排气歧管中的每一者,从而从排气系统中去除水分。在时间t6时,基于时间t5时的排气水分含量和电动压缩机的操作的持续时间,推断出流过排气系统的压缩空气已经能够从排气系统中去除足够的水分,并且排气水分含量已下降至阈值413以下。因此,在时间t6时,控制器向联接到电动空气压缩机的执行器发送信号以暂停电动空气压缩机的操作,并且继续车辆钥匙关断状况。
[0070] 通过这种方式,通过在发动机钥匙关断状况期间操作电动空气压缩器,可以去除积聚在发动机进气歧管和排气歧管中的水分,由此减少发动机转动起动时间并且提高驾驶体验。通过在发动机起动之前从排气歧管中去除水,可以加速对氧传感器的加热并且可以减少在氧传感器上的水飞溅,由此提高测量的准确性和排放质量。适时地使用电动增压器来干燥排气系统的技术效果是可以降低由于腐蚀和生锈而损坏排气系统部件的可能性。总的来说,通过使进气歧管和排气歧管干燥,在紧接的后续发动机燃烧状况期间,可以增加燃烧稳定性并且可以改善排放质量。
[0071] 一种示例性发动机方法包括:响应于在驾驶循环期间车辆的发动机的运行时间低于阈值持续时间和在所述发动机的排气系统或进气系统中的水分含量高于阈值水平中的每一者,在所述驾驶循环之后的钥匙关断事件时激活所述进气系统中的电动空气压缩机以从至少所述排气系统中排出水分。在任何前述示例中,另外地或可选地,激活所述电动空气压缩机进一步基于在所述驾驶循环期间低于阈值排气温度。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,经由车载相机来估计所述水分含量,所述车载相机被配置为在先前钥匙关断事件期间确定所述车辆的挡风玻璃上的水分的量。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,所述驾驶循环紧接在所述钥匙关断事件之前,并且所述先前钥匙关断事件紧接在所述驾驶循环之前。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,根据在所述先前钥匙关断事件期间所述车辆的位置处的环境湿度来进一步估计所述水分含量。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,所述发动机的所述运行时间是所述驾驶循环期间的起动-停止事件的数量、每个起动-停止事件的持续时间、减速燃料切断(DFSO)事件的数量以及每个DFSO事件的持续时间的函数。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,从至少所述排气系统中排出水分包括将来自所述电动空气压缩机的压缩空气引导通过所述进气系统和所述排气系统以将水分从所述进气系统和所述排气系统中的每一者中去除到大气。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,所述电动空气压缩机联接到与进气道并联的导管,所述导管在进气压缩机下游和增压空气冷却器上游联接到所述进气道,所述方法还包括关闭在所述进气压缩机下游联接到所述进气道的电动空气压缩机旁通阀以将环境空气导引至所述导管中。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,所述发动机包括在所述电动空气压缩机下游将所述排气系统联接到所述进气系统的排气再循环通道,并且其中将所述压缩空气引导通过所述进气系统和所述排气系统还包括打开联接到所述排气再循环通道的排气再循环(EGR)阀以使离开所述电动空气压缩机的压缩空气流到所述排气系统。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,所述方法还包括在打开所述EGR阀的同时,将在所述增压空气冷却器下游联接到所述进气道的进气节气门致动到全开位置,并且致动位于废气门通道中的废气门阀以将来自所述电动空气压缩机的压缩空气引导到所述排气系统中,所述废气门通道与位于排气系统中的涡轮并联联接。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,经由进气湿度传感器、挡风玻璃湿度传感器中的一者或多者来测量或者基于天气数据来推断所述环境湿度,所述天气数据包括从外部网络中检索的环境湿度状况,所述外部网络经由无线通信而通信地联接到所述车辆。
[0072] 另一种发动机示例性方法包括:在车辆的驾驶循环开始时,估计发动机的排气系统中的第一水分含量;在所述驾驶循环完成时,基于所述第一水分含量来估计所述排气系统中的第二水分含量;并且在紧接的后续车辆钥匙关断状况期间,响应于所述第二水分含量高于阈值水平,将压缩空气从所述发动机进气歧管引导通过所述排气系统。在任何前述示例中,另外地或可选地,基于在紧接的先前车辆钥匙关断状况期间积聚在所述车辆的挡风玻璃上的水分的量、在所述紧接的先前车辆钥匙关断状况期间的环境湿度的变化以及在所述紧接的先前车辆钥匙关断状况期间所述车辆的位置处的露点温度中的一者或多者来估计所述第一水分含量。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,所述第二水分含量进一步基于在所述驾驶循环期间所述发动机的操作的持续时间和在所述驾驶循环期间所述排气歧管的温度。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,引导压缩空气包括操作联接到所述发动机进气歧管的电动空气压缩机以使压缩空气从所述进气歧管流到所述排气系统。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,引导压缩空气还包括打开联接到所述进气歧管的节气门、打开容纳在将所述进气歧管联接到所述排气系统的排气歧管的排气再循环(EGR)通道中的EGR阀并且打开容纳在于涡轮两端联接到所述排气歧管的废气门通道中的废气门阀。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,操作所述电动空气压缩机包括基于所述第二水分含量与所述阈值水平之间的差值来操作所述电动空气压缩机持续一段时间,所述持续时间随所述差值的增加而增加。
[0073] 在又另一示例中,一种系统包含:车辆,其包括自主车辆和/或混合动力车辆;电机,其联接到电池以便推进所述车辆;发动机,其包括一个或多个气缸、进气歧管以及排气歧管;进气道,其包括压缩机、位于所述压缩机下游的增压空气冷却器(CAC)以及位于所述CAC下游的进气节气门;导管,其在所述压缩机下游和所述CAC上游联接到所述进气道,所述导管包括马达驱动的电动压缩机;电动压缩机旁通阀,其联接在所述进气道与所述导管的接合处;一个或多个传感器,其包括联接到所述进气歧管的环境湿度传感器和联接到所述排气歧管的排气温度传感器中的每一者;一个或多个相机,其用于捕捉挡风玻璃的图像;排气再循环(EGR)通道,其在所述压缩机下游将所述排气歧管联接到所述进气歧管,所述EGR通道包括EGR阀;以及控制器,其具有存储在非暂时性存储器上以进行以下操作的计算机可读指令:在驾驶循环结束时,基于所述挡风玻璃的一个或多个图像、经由所述环境湿度传感器估计的环境湿度、发动机操作的持续时间以及在所述驾驶循环期间排气温度的变化来估计排气歧管中的水分含量;并且在紧接的后续车辆钥匙关断状况期间,响应于高于阈值水分含量,操作所述电动压缩机以将压缩空气引导通过所述排气歧管以从所述排气歧管中去除水分。在任何前述示例中,另外地或可选地,在紧接在所述驾驶循环之前的车辆钥匙关断事件期间捕捉所述挡风玻璃的一个或多个图像,并且其中在紧接在所述驾驶循环之前的所述车辆钥匙关断事件的持续时间内监测所述环境湿度。在任何或所有前述示例中,另外地或可选地,基于发动机起动-停止事件和减速燃料切断事件中的一者或多者的持续时间和频率中的每一者来估计发动机操作的持续时间。
[0074] 注意,本文所包括的示例性控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中,并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、执行器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个,诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因此,所示的各种动作、操作或功能可以所示顺序执行、并行执行,或者在一些情况下被省略。同样,处理顺序不一定是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所需要的,而是为了便于说明和描述而提供。一个或多个所示的动作、操作和/或功能可以取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外,所述动作、操作和/或功能可以图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读储存介质的非暂时性存储器中的代码,其中所述动作通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令来执行。
[0075] 应当明白的是,本文公开的配置和程序本质上是示例性的,并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义,因为许多变型是可能的。例如,上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
[0076] 以下权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一种”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这样元件的引入,从而既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被认为包括在本公开的主题内。
[0077] 根据本发明,一种方法包括:响应于在驾驶循环期间车辆的发动机的运行时间低于阈值持续时间和在所述发动机的排气系统或进气系统中的水分含量高于阈值水平中的每一者,在所述驾驶循环之后的钥匙关断事件时激活所述进气系统中的电动空气压缩机以从至少所述排气系统中排出水分。
[0078] 根据一个实施例,上述发明的特征还在于,激活所述电动空气压缩机进一步基于在所述驾驶循环期间低于阈值排气温度。
[0079] 根据一个实施例,经由车载相机来估计所述水分含量,所述车载相机被配置为在先前钥匙关断事件期间确定所述车辆的挡风玻璃上的水分的量。
[0080] 根据一个实施例,上述发明的特征还在于,所述驾驶循环紧接在所述钥匙关断事件之前,并且所述先前钥匙关断事件紧接在所述驾驶循环之前。
[0081] 根据一个实施例,根据在所述先前钥匙关断事件期间所述车辆的位置处的环境湿度来进一步估计所述水分含量。
[0082] 根据一个实施例,所述发动机的所述运行时间是所述驾驶循环期间的起动-停止事件的数量、每个起动-停止事件的持续时间、减速燃料切断(DFSO)事件的数量以及每个DFSO事件的持续时间的函数。
[0083] 根据一个实施例,上述发明的特征还在于,从至少所述排气系统中排出水分包括将来自所述电动空气压缩机的压缩空气引导通过所述进气系统和所述排气系统以将水分从所述进气系统和所述排气系统中的每一者中去除到大气。
[0084] 根据一个实施例,所述电动空气压缩机联接到与进气道并联的导管,所述导管在进气压缩机下游和增压空气冷却器上游联接到所述进气道,所述方法还包括关闭在所述进气压缩机下游联接到所述进气道的电动空气压缩机旁通阀以将环境空气导引至所述导管中。
[0085] 根据一个实施例,所述发动机包括在所述电动空气压缩机下游将所述排气系统联接到所述进气系统的排气再循环通道,并且其中将所述压缩空气引导通过所述进气系统和所述排气系统还包括打开联接到所述排气再循环通道的排气再循环(EGR)阀以使离开所述电动空气压缩机的压缩空气流到所述排气系统。
[0086] 根据一个实施例,上述发明的特征还在于,在打开所述EGR阀的同时,将在所述增压空气冷却器下游联接到所述进气道的进气节气门致动到全开位置,并且致动位于废气门通道中的废气门阀以将来自所述电动空气压缩机的压缩空气引导到所述排气系统中,所述废气门通道与位于排气系统中的涡轮并联联接。
[0087] 根据一个实施例,经由进气湿度传感器、挡风玻璃湿度传感器中的一者或多者来测量或者基于天气数据来推断所述环境湿度,所述天气数据包括从外部网络中检索的环境湿度状况,所述外部网络经由无线通信而通信地联接到所述车辆。
[0088] 根据本发明,一种方法包括:在车辆的驾驶循环开始时,估计发动机的排气系统中的第一水分含量;在所述驾驶循环完成时,基于所述第一水分含量来估计所述排气系统中的第二水分含量;并且在紧接的后续车辆钥匙关断状况期间,响应于所述第二水分含量高于阈值水平,将压缩空气从所述发动机进气歧管引导通过所述排气系统。
[0089] 根据一个实施例,基于在紧接的先前车辆钥匙关断状况期间积聚在所述车辆的挡风玻璃上的水分的量、在所述紧接的先前车辆钥匙关断状况期间的环境湿度的变化以及在所述紧接的先前车辆钥匙关断状况期间所述车辆的位置处的露点温度中的一者或多者来估计所述第一水分含量平。
[0090] 根据一个实施例,所述第二水分含量进一步基于在所述驾驶循环期间所述发动机的操作的持续时间和在所述驾驶循环期间所述排气歧管的温度。
[0091] 根据一个实施例,上述发明的特征还在于,引导压缩空气包括操作联接到所述发动机进气歧管的电动空气压缩机以使压缩空气从所述进气歧管流到所述排气系统。
[0092] 根据一个实施例,上述发明的特征还在于,引导压缩空气还包括打开联接到所述进气歧管的节气门、打开容纳在将所述进气歧管联接到所述排气系统的排气歧管的排气再循环(EGR)通道中的EGR阀并且打开容纳在于涡轮两端联接到所述排气歧管的废气门通道中的废气门阀。
[0093] 根据一个实施例,操作所述电动空气压缩机包括基于所述第二水分含量与所述阈值水平之间的差值来操作所述电动空气压缩机持续一段时间,所述持续时间随所述差值的增加而增加。
[0094] 根据本发明,提供了一种系统,所述系统具有:车辆,其包括自主车辆和/或混合动力车辆;电机,其联接到电池以便推进所述车辆;发动机,其包括一个或多个气缸、进气歧管以及排气歧管;进气道,其包括压缩机、位于所述压缩机下游的增压空气冷却器(CAC)以及位于所述CAC下游的进气节气门;导管,其在所述压缩机下游和所述CAC上游联接到所述进气道,所述导管包括马达驱动的电动压缩机;电动压缩机旁通阀,其联接在所述进气道与所述导管的接合处;一个或多个传感器,其包括联接到所述进气歧管的环境湿度传感器和联接到所述排气歧管的排气温度传感器中的每一者;一个或多个相机,其用于捕捉挡风玻璃的图像;排气再循环(EGR)通道,其在所述压缩机下游将所述排气歧管联接到所述进气歧管,所述EGR通道包括EGR阀;以及控制器,其具有存储在非暂时性存储器上以进行以下操作的计算机可读指令:在驾驶循环结束时,基于所述挡风玻璃的一个或多个图像、经由所述环境湿度传感器估计的环境湿度、发动机操作的持续时间以及在所述驾驶循环期间排气温度的变化来估计排气歧管中的水分含量;并且在紧接的后续车辆钥匙关断状况期间,响应于高于阈值水分含量,操作所述电动压缩机以将压缩空气引导通过所述排气歧管以从所述排气歧管中去除水分。
[0095] 根据一个实施例,在紧接在所述驾驶循环之前的车辆钥匙关断事件期间捕捉所述挡风玻璃的一个或多个图像,并且其中在紧接在所述驾驶循环之前的所述车辆钥匙关断事件的持续时间内监测所述环境湿度。
[0096] 根据一个实施例,基于发动机起动-停止事件和减速燃料切断事件中的一者或多者的持续时间和频率中的每一者来估计发动机操作的持续时间。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈