從渦輪增壓器裝置排放凝結水的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及從渦輪增壓器裝置排放凝結水的方法。提供從內燃發(fā)動機的渦輪增壓器裝置排放凝結水的方法和系統(tǒng)。具體地，在一個實例中，可通過開啟連接于凝結水儲存器的排水閥從所述凝結水儲存器排放凝結水。進一步，可響應指示凝結水儲存器已經完全排空的發(fā)動機工況，關閉排水閥。
【專利說明】從渦輪增壓器裝置排放凝結水的方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年8月7日提交的德國專利申請?zhí)?02012213998.2和2012年8月7日提交的德國專利申請?zhí)?02012213996.6的優(yōu)先權，在此其全部內容被引入作為參考，用于全部目的。
發(fā)明領域
[0003]本發(fā)明涉及從潤輪增壓器裝置(arrangement)排放凝結水(冷凝物，condensate)的方法，該渦輪增壓器裝置包括可通過至少一個渦輪增壓器增壓的內燃發(fā)動機，并具有布置在渦輪增壓器和內燃發(fā)動機之間進氣道中的增壓空氣冷卻器。
[0004]背景/概沭
[0005]增壓空氣冷卻器以其本身已知的方式用于冷卻渦輪增壓器壓縮的空氣和/或冷卻新鮮空氣和再循環(huán)排氣的空氣混合物。在空氣和/或空氣混合物冷卻下來時，空氣和/或空氣混合物中的水分，例如水，可以凝結在內燃發(fā)動機的進氣道中，具體地，增壓空氣冷卻器中。凝結水必須被從進氣道移除，以防止液體凝結水從進氣道進入內燃發(fā)動機和損壞內燃發(fā)動機和/或損壞系統(tǒng)部件，例如由于腐蝕。
[0006]例如，從US 2010/0229549 Al已知用于收集和排放凝結水的系統(tǒng)，凝結水在可增壓內燃發(fā)動機的增壓空氣冷卻器中形成。凝結水通過連接于底面上增壓空氣冷卻器的出水管被供應至儲存器。通過閥可關閉的儲存器出口位于儲存器底面上。儲存器中的凝結水水平通過填充水平傳感器確定。為防止在排放凝結水時增壓空氣通過出水管從增壓空氣冷卻器逸出進入儲存器和通過儲存器出口從所述儲存器逸出，閥僅在儲存器中的凝結水填充水平超過預定最低填充水平時開啟。如果儲存器中具有至少最低水平的凝結水，當特定工況存在于內燃發(fā)動機中時，控制閥的控制單元使閥開啟。為防止儲存器溢流，可以提供進一步的填充水平傳感器，其檢測儲存器中的最高凝結水填充水平，并且只要達到最高凝結水填充水平，控制單元就使凝結水從儲存器排放。所述系統(tǒng)能夠從儲存器排放凝結水，而在此過程中不允許增壓空氣從增壓空氣冷卻器逸出，但是，所述系統(tǒng)需要至少一個和/或兩個另外的凝結水填充水平傳感器，用于檢測儲存器中的凝結水填充水平。
[0007]此外，從WO 2007/069972 Al已知凝結水排放裝置，其中凝結水可通過所述凝結水排放裝置從增壓空氣冷卻器排放。為此，在增壓空氣冷卻器底部提供孔，該孔可通過閉合元件開啟和關閉，其中閉合元件，例如雙金屬元件，根據溫度進行控制。所述凝結水排放裝置沒有防止增壓空氣通過在預定溫度范圍內開啟的孔從增壓空氣冷卻器逸出。
[0008]在此背景基礎上，本發(fā)明的目的是提供從渦輪增壓器裝置排放凝結水的方法。在一個實例中，方法可包括開啟布置在凝結水儲存器中的排水閥，凝結水儲存器流體連通地連接于增壓空氣冷卻器(CAC)的下游進氣道，然后響應進氣道和大氣之間的壓力差減少到初始壓力差以下閾值量，關閉排水閥，該初始壓力差在開啟排水閥前確定。在另一實例中，響應空燃比減少到初始空燃比以下閾值量，可關閉排水閥，該初始空燃比在開啟排水閥前確定。在又一實例中，響應儲存器上游進氣道中的空氣質量流量(MAF)增加至初始空氣質量流量以上閾值量，可關閉排水閥，該初始空氣質量流量在開啟排水閥前確定。在一些實例中，可在發(fā)動機運轉期間以預定時間間隔開啟排水閥。在其他實例中，排水閥可僅在穩(wěn)態(tài)發(fā)動機工況期間開啟，其中可預期壓力差、空燃比和或MAF不改變。以這種方式，方法允許渦輪增壓器裝置中形成的凝結水以可靠方式排放，同時還減少排放凝結水時從渦輪增壓器裝置逸出的增壓空氣量。
[0009]此外，該方法尤其執(zhí)行簡單，并且具體地所述方法不需要任何另外的組件或需要盡可能少的僅為執(zhí)行此方法特別需要的另外組件。該目標通過具有權利要求1所述特征的方法實現(xiàn)。另外，從屬權利要求公開了本發(fā)明的有利實施方式。要注意，下文描述中分別說明的特征可以任何技術上有利的方式相互組合，并且揭示了本發(fā)明另外的實施方式。說明書還具體地結合附圖描繪和詳細描述本發(fā)明。
[0010]應當理解，上文概述被提供以簡化形式描述思路選擇，其將在詳述中得到進一步描述。這不意為確定保護主題的關鍵或必需特征，其范圍僅由所附權利要求限定。此外，保護主題不限于解決上文或本公開任何部分描述的任何缺陷的實施方式。
[0011]附圖簡沭
[0012]圖1-2示例用于實施根據本發(fā)明所述方法.的示例性實施方式的渦輪增壓器裝置的示意圖。
[0013]圖3顯示響應發(fā)動機工況從儲存器排放凝結水的方法的流程圖。
[0014]圖4示例用于響應發(fā)動機工況從儲存器排放凝結水的閥運轉的圖形實例。
[0015]發(fā)明詳沭
[0016]下文描述涉及從增壓空氣冷卻器(CAC)下游的凝結水儲存器排放凝結水的系統(tǒng)和方法。如圖1-2所示，CAC被布置在渦輪增壓器裝置下游和發(fā)動機上游。圖1顯示凝結水儲存器的第一實施方式，其收集從CAC排出并沿通向發(fā)動機的進氣道經過的凝結水。圖2顯示收集凝結水的凝結水儲存器的第二實施方式，該凝結水儲存器被整合到進氣道中。在兩實施方式中，排水閥可開啟以將凝結水從儲存器排出并排入排氣道中。閥可在發(fā)動機運轉期間周期性開啟。然后閥可在凝結水從儲存器完全排出時關閉。圖3顯示控制閥以從儲存器排放凝結水的方法。在一個實例中，發(fā)動機系統(tǒng)中一個或多個λ傳感器測量的λ值(例如，空燃比)變化大于第一閾值可指示凝結水從儲存器完全排出，從而使閥關閉。在另一實例中，進氣道和大氣之間壓力差的變化大于第二閾值可指示凝結水從儲存器完全排出，從而使閥關閉。在又一實例中，空氣質量流量(MAF)變化大于第三閾值可指示凝結水從儲存器完全排出，從而使閥關閉。在全部三個實例中，各個值的變化可基于在凝結水儲存器的閥開啟前測量的初始值確定。以這種方式，凝結水可從儲存器完全排出，同時減少通過開啟的閥逸出進氣道的增壓空氣量。由此，發(fā)動機熄火事件可減少，同時還保持通向發(fā)動機的增壓空氣體積。圖4顯示用于響應發(fā)動機工況排放凝結水的實例閥運轉。
[0017]圖1示例未詳細示例的機動車的渦輪增壓器裝置的示意圖第一實施方式。渦輪增壓器裝置包括內燃發(fā)動機2，其可通過渦輪增壓器I增壓；和增壓空氣冷卻器3 (例如，增壓空氣冷卻器(CAC))，其被布置在渦輪增壓器I和內燃發(fā)動機2之間內燃發(fā)動機2的進氣道13中。在圖1所示的示例性渦輪增壓器裝置的情況下，內燃發(fā)動機2是柴油發(fā)動機。同樣可提供奧托發(fā)動機以替代柴油發(fā)動機。
[0018]凝結水——其由水分形成，該水分在渦輪增壓器裝置和/或內燃發(fā)動機運轉期間存在于進氣道13和具體地CAC3中的進氣中——被收集在儲存器4 (例如，凝結水儲存器)中，該儲存器4在圖1所示渦輪增壓器裝置的情況下，獨立于CAC3布置，并且通過CAC3下游的連接線路5以流體傳導方式(導流方式，fluid-conducting manner)連接于內燃發(fā)動機2的進氣道。所述另一方式，儲存器4通過連接線路5流體連通地連接于進氣道13，以使凝結水從進氣道13排出并排入儲存器4中。儲存器4包括儲存器出口 6，其可通過閥7(例如，排水閥)關閉。在最簡單的實施方式中，閥7是僅包括開啟和關閉工作位置的閥。在其他實例中，閥7可以是可調節(jié)到完全開啟和完全關閉之間多個位置的閥。此外，閥7在本文中可被稱為排水閥，并且儲存器4在本文中可被稱為凝結水儲存器。如圖1顯見，儲存器出口 6通過進一步的連接線路8以流體傳導方式連接于內燃發(fā)動機2的排氣道14，其中閥7在此實施方式變型的情況下被布置在連接線路8中，并且分別關閉和開啟儲存器出口 6。
[0019]如圖1進一步顯見，NOx存儲催化轉化器9 (LNT:稀NOx捕集器)或柴油催化轉化器10 (DCC:柴油催化轉化器)和柴油顆粒物過濾器11 (DPF)被布置在所示實例的內燃發(fā)動機2的排氣道14中，以處理排氣。在圖1中，內燃發(fā)動機2的排氣道中可以存在另外兩個位點，其中可以布置至少一個λ傳感器12。λ傳感器12可布置在內燃發(fā)動機2和催化轉化器9和/或10和柴油顆粒物過濾器11之間的排氣道中，所述λ傳感器同樣可布置在催化轉化器9和/或10和柴油顆粒物過濾器11下游的排氣道中。在每種情況下，同樣可在排氣道中的兩個位點均布置λ傳感器12。如下文進一步描述，λ值指示相對于化學計量混合物的空氣與燃料的比(例如，空燃比)。λ值借助于λ傳感器12確定。λ傳感器12可例如電力連接于發(fā)動機控制單元(ECU)的控制單元15—圖1未示例，以評價λ值。
[0020]該控制單元15或連接于該控制單元15的進一步控制單元(例如,控制器)適當?shù)仉娏B接于閥7，使所述閥開啟，以從儲存器4排放凝結水，但是，其中根據本發(fā)明所述的閥7僅僅只有閥7處于開啟狀態(tài)時通過λ傳感器12確定的λ值相對于閥7開啟前確定的初始λ值λO保持不變才開啟。根據本發(fā)明所述的方法以這種方式確保增壓空氣在凝結水從儲存器4排放時基本上不能從內燃發(fā)動機2的進氣道逸出。例如，控制單元15可包括計算機可讀指令，用于開啟和關閉閥7。
[0021]在圖1所示的本發(fā)明示例性實施方式的情況下，開啟后的閥7另外僅僅一旦在閥7處于開啟狀態(tài)時通過λ傳感器12確定的λ值相對于閥7開啟前確定的初始λ值入0較低時就關閉。換句話說，當閥7處于開啟狀態(tài)時，儲存器中已經收集的全部凝結水一直排放，但同時有效防止增壓空氣通過儲存器4逸出。
[0022]此外，在渦輪增壓器裝置和/或內燃發(fā)動機2運轉期間，閥7，在關閉后，以預定時間間隔再次開啟，并且重復地即周期性地開啟——例如通過控制單元15，并且在λ值處于前述條件下時關閉。凝結水以這種方式周期性地從儲存器4排放。
[0023]如圖1顯見，從儲存器4排放的凝結水通過連接線路8被輸送到催化轉化器9和/或10和顆粒物過濾器11下游的內燃發(fā)動機2的排氣道中。
[0024]如上所述，在從該渦輪增壓器裝置一該渦輪增壓器裝置包括可通過至少一個渦輪增壓器增壓的內燃發(fā)動機，具體地機動車的奧托或柴油發(fā)動機；和布置在渦輪增壓器I和內燃發(fā)動機2之間的進氣道13中的增壓空氣冷卻器3——排放凝結水的方法的情況下，在進氣道13中，具體地在增壓空氣冷卻器3中，形成的凝結水根據本發(fā)明被收集在儲存器4中。儲存器4包括儲存器出口 6，該儲存器出口 6可通過閥7關閉。此外，λ值(例如，空燃比)通過至少一個λ傳感器12確定，該至少一個λ傳感器12布置在內燃發(fā)動機2的排氣道14中，并且閥7僅僅只有λ值相對于在閥7開啟前確定的初始λ值保持基本上不變才開啟。
[0025]在本發(fā)明的含義內，儲存器4可以是增壓空氣冷卻器3的整體組件，但是，其也可以是獨立于增壓空氣冷卻器3布置的儲存器(如圖1所示)，并且在內燃發(fā)動機2的進氣道13中形成的凝結水被收集在所述儲存器4中。在后者情況下，儲存器4通過相應的連接線路(例如，連接線路5)以流體傳導方式連接于內燃發(fā)動機2的進氣道13，從而將凝結水從進氣道13運送到儲存器4中。
[0026]進氣道13在本發(fā)明的含義內僅包括運送燃燒空氣的內燃發(fā)動機組件，該組件位于內燃發(fā)動機的燃燒室和/或燃燒空間前，即上游。類似地，排氣道僅包括運送排氣的內燃發(fā)動機組件，該組件位于內燃發(fā)動機的燃燒室和/或燃燒空間后，即下游。
[0027]根據本發(fā)明所述的方法確保儲存器4中已經收集的凝結水可靠地排放，其中同時有效防止增壓空氣在閥7處于開啟狀態(tài)時通過儲存器出口 6從內燃發(fā)動機的排氣道14逸出。由于λ傳感器已經被提供于現(xiàn)代機動車的內燃發(fā)動機排氣道中以進行λ控制，根據本發(fā)明所述的方法無需任何超過和多于例如實施根據本發(fā)明所述的方法僅需的另外的凝結水填充水平傳感器的另外的組件。儲存器4中的凝結水填充水平和/或儲存器4中不存在凝結水的狀態(tài)通常由通過λ傳感器確定的λ值確定，該λ值以公知的方式指示相對于化學計量混合物的空氣與燃料比。在化學計量燃料比的情況下，其即是理論上完全燃燒所存在燃料所需的空氣量。其被描述為λ=1。如果較多燃料存在，則其被描述為濃混合物(入〈I )，而在空氣過量的情況下，稀混合物被描述為(λ >1)。
[0028]在閥7開啟以從儲存器4排放凝結水后，根據本發(fā)明將在閥7處于開啟狀態(tài)時確定的λ值與在閥開啟前確定的λ值(例如，初始λ值)進行比較。只要凝結水位于儲存器4中，增壓空氣就不能通過開啟的儲存器出口從內燃發(fā)動機的排氣道14逸出，因此λ值基本上不變。但是，一旦凝結水從儲存器完全排放，增壓空氣就可從以流體傳導方式連接于排氣道14的儲存器4逸出，然后內燃發(fā)動機排氣道中測定的λ值的值減少，因為此時供應至內燃發(fā)動機的燃料混合物較濃(λ〈I)—由于增壓空氣從排氣道逸出。閥最遲在這種狀態(tài)建立時關閉，從而有效防止增壓空氣從排氣道逸出。
[0029]閥7也可在達到上述狀態(tài)前自然關閉。但是，為能夠在閥7的單個開啟程序期間將收集在儲存器中的全部凝結水排放，本發(fā)明的有利實施方式提出，開啟后的閥7僅在λ值相對于在閥開啟前確定的λ值較低時關閉，從而所述λ值指示凝結水已經從儲存器完全排放。
[0030]根據本發(fā)明進一步有利的實施方式，閥7在渦輪增壓器裝置和/或內燃發(fā)動機運轉期間以預定時間間隔周期性開啟。因此，確保在內燃發(fā)動機運轉期間，在排氣道中形成的凝結水以固定時間間隔從儲存器可靠地排放。渦輪增壓器裝置和/或內燃發(fā)動機的所有運轉模式的時間間隔可以以特別簡單的方式被固定地預定，但是其也可動態(tài)地定制以適合于各個運轉模式。在每種情況下選擇重復和周期性開啟閥的時間間隔的方式使得在儲存器的凝結水容納能力給定的情況下，防止儲存器溢流。
[0031]本發(fā)明進一步有利的實施方式提出，從儲存器排放的凝結水被輸送到催化轉化器下游和/或柴油顆粒物過濾器下游的排氣道中，該催化轉化器布置在排氣道中，該柴油顆粒物過濾器布置在排氣道中。因此，儲存器出口通過流體傳導連接線路(例如，連接線路8)連接于排氣道。在這種情況下，關閉儲存器出口的閥還可例如布置在連接儲存器出口與排氣道的連接線路中。
[0032]根據本發(fā)明更進一步的實施方式，可測量在內燃發(fā)動機下游和催化轉化器上游和/或柴油顆粒物過濾器上游排氣道中的λ值，該催化轉化器布置在排氣道中，該柴油顆粒物過濾器布置在排氣道中。作為可選方案或除此之外，同樣可測量催化轉化器下游和/或柴油顆粒物過濾器下游排氣道中的λ值，該催化轉化器布置在排氣道中，該柴油顆粒物過濾器布置在排氣道中。
[0033]圖2顯示連接在進氣道13和排氣道14之間的儲存器(例如，凝結水儲存器)的第二實施方式。圖2可包括與上文關于圖1所述相似的組件。如上文關于圖1所述，在渦輪增壓器組裝體或內燃發(fā)動機2運轉期間，于進氣道13中和具體地在CAC3中由進氣中存在的水分形成的凝結水，被收集在儲存器16中，該儲存器16在圖2所示的渦輪增壓器組裝體中獨立于CAC3相對于圖中通過相應的箭頭指示的進氣流動方向布置在其出口側。儲存器16具有儲存器出口 6，其可用閥7關閉。如上所述，在一個實例中，閥7是僅具有一個開啟和一個關閉位置的閥。如圖2所示，儲存器出口 6通過連接線路8流體傳導地連接于內燃發(fā)動機2的排氣道14，其中閥7在此實施方式中布置在連接線路8中，并且關閉或開啟儲存器出口 6。
[0034]在渦輪增壓器組裝體或內燃發(fā)動機2運轉期間并且閥7關閉時，進氣道13的空氣壓力(增壓空氣壓力)和大氣的空氣壓力之間通常存在壓力差△ P，該進氣道13的空氣壓力例如可通過在任意情況下在圖2所示的渦輪增壓器組裝體中提供的進氣道中的增壓空氣壓力傳感器(未顯不)檢測，該大氣的空氣壓力在圖2所不的實施方式實例中于排氣道14中通過布置在排氣道14中的催化轉化器9、10和布置在排氣道14中的柴油顆粒物過濾器11下游的壓力傳感器(未顯示)檢測。為確定增壓空氣壓力和大氣壓力之間的壓力差值ΛΡ，壓力傳感器分別電力連接于控制單元15，例如發(fā)動機控制單元(EOT)?？刂茊卧?5也適于確定壓力差值Λ P，確定壓力差值Λ P的瞬時變化。
[0035]如上文關于圖1所述，電力連接于該控制單元的控制單元15或進一步的控制單元適當?shù)仉娏B接于閥7，從而能夠開啟和關閉閥7，以使凝結水從儲存器16排放。根據本發(fā)明，在此閥7至多只要壓力差值Λ P的瞬時變化不超過預定壓力閾值就開啟。以這種方式，根據本發(fā)明所述的方法確保在凝結水從儲存器16排放時基本上無增壓空氣可從內燃發(fā)動機2的進氣道逸出。
[0036]在圖2所示的本發(fā)明實施方式實例中，在開啟后，閥7另外只有壓力差值ΛΡ的瞬時變化超過預定壓力閾值才再次關閉。這意為，在閥7的開啟過程中，儲存器中收集的所有凝結水均被排放，但有效防止增壓空氣能夠通過儲存器16逸出。
[0037]此外，在渦輪增壓器組裝體或內燃發(fā)動機2運轉期間，在關閉后，閥7例如通過控制單元以預定時間間隔重復地，即周期性地再次開啟，并且在上述壓力差值ΛΡ條件下再次關閉。因此，凝結水從儲存器16的排放周期性地進行。
[0038]如圖2所示，從儲存器16排放的凝結水通過連接線路8導入催化轉化器9和10和顆粒物過濾器11兩者下游的內燃發(fā)動機2的排氣道14。
[0039]如上所述，在從渦輪增壓器組裝體一該渦輪增壓器組裝體包括可通過至少一個渦輪增壓器增壓的內燃發(fā)動機，具體地機動車的汽油或柴油發(fā)動機；和布置在渦輪增壓器和內燃發(fā)動機之間的進氣道中的CAC (水冷卻式或空氣冷卻式)——排放凝結水的方法中，在進氣道中——具體地在CAC中——形成的凝結水，收集在儲存器中。儲存器具有儲存器出口，其可用閥關閉。此外，進氣道和大氣——即渦輪增壓器組裝體外的空氣——的空氣壓力之間的壓力差值通過相應的壓力傳感器確定，其瞬時變化也是。閥至多只要壓力差值的瞬時變化不超過預定壓力閾值就開啟。
[0040]從儲存器排放凝結水的方法，如下文在圖3進一步描述，確保儲存器(例如，圖2所示的儲存器16)中已經收集的凝結水可靠排放，其中同時有效防止增壓空氣在閥開啟狀態(tài)期間通過儲存器出口從內燃發(fā)動機進氣道逸出。儲存器中的凝結水填充水平或儲存器中不再存在凝結水的狀態(tài)，完全通過閥開啟狀態(tài)期間的壓力差值或其瞬時變化確定。只要閥關閉儲存器出口，進氣道的空氣壓力(增壓空氣壓力)和大氣的空氣壓力之間就存在壓力差。當凝結水存在于儲存器中并且閥開啟時，該壓力差在凝結水從儲存器排放時基本上保持，或僅由于從儲存器排出的凝結水體積而略微改變，因為增壓空氣不可通過開啟的儲存器出口從內燃發(fā)動機進氣道逸出。但是，一旦全部凝結水均已從儲存器排放，壓縮的增壓空氣通過開啟的閥從儲存器流出進氣道。這導致進氣道中增壓空氣壓力驟然下降。因此，選擇壓力差值瞬時變化的預定壓力閾值，使得在由于增壓空氣通過開啟的閥從儲存器逸出而導致進氣道中增壓空氣壓力驟然下降時，壓力差值的瞬時變化超過壓力閾值，因此可靠地檢測到儲存器中不再存在凝結水的狀態(tài)。最遲在此時，閥再次關閉，防止壓縮的增壓空氣從進氣道進一步逸出。
[0041]有利地，內燃發(fā)動機進氣道的增壓空氣壓力值可通過增壓空氣壓力傳感器檢測，該增壓空氣壓力傳感器在任何情況下被提供在渦輪增壓器組裝體中，從而無需提供另外的壓力傳感器以實施根據本發(fā)明所述的方法，因此可使用現(xiàn)有的渦輪增壓器組裝體組件。
[0042]顯然，閥可在達到上述狀態(tài)前再次關閉。但是，為能夠在閥的單個開啟過程中排放儲存器中收集的全部凝結水，本發(fā)明的有利實施方式提出，在開啟后，只有壓力差值的瞬時變化超過預定壓力閾值，從而指示凝結水已經從儲存器完全排放，閥才再次關閉。
[0043]由于進氣道和大氣的空氣壓力之間的壓力差值與儲存器上游進氣道的空氣質量流量直接相關，上述從渦輪增壓器組裝體排放凝結水的方法也可可選地在檢測到進氣道空氣質量流量(MAF)及其瞬時變化——代替壓力差值及其瞬時變化——時進行，如下文進一步說明。
[0044]根據本發(fā)明，在從渦輪增壓器組裝體一其包括可通過至少一個渦輪增壓器增壓的內燃發(fā)動機，具體地機動車的汽油或柴油發(fā)動機:和布置在進氣道中的CAC (水冷卻式或空氣冷卻式)——排放凝結水的可選方法中，在進氣道中——具體地在CAC中——形成的凝結水，收集在儲存器中。儲存器具有儲存器出口，其可通過閥關閉。此外，儲存器上游進氣道的空氣質量流量(MAF)例如通過相應的空氣質量流量傳感器確定，其瞬時變化也是。根據本發(fā)明所述的閥至多只要空氣質量流量的瞬時變化不超過預定空氣質量流量閾值就開啟。
[0045]根據本發(fā)明所述的可選的方法確保儲存器中收集的凝結水可靠地排放，其中同時有效防止在閥開啟狀態(tài)期間增壓空氣通過儲存器出口從內燃發(fā)動機進氣道逸出。儲存器中的凝結水填充水平或儲存器中不再存在凝結水的狀態(tài)，完全通過閥開啟狀態(tài)期間的空氣質量流量或其瞬時變化確定。只要閥關閉儲存器出口，就確定儲存器上游進氣道的具體空氣質量流量。當儲存器中存在凝結水并且閥開啟時，該空氣質量流量在凝結水從儲存器排放時基本上保持，因為增壓空氣不可通過開啟的儲存器出口從內燃發(fā)動機進氣道逸出。但是，一旦全部凝結水均已經從儲存器排放，壓縮的增壓空氣通過開啟的閥從儲存器流出進氣道。這導致儲存器上游進氣道的空氣質量流量驟然增加。因此，選擇空氣質量流量瞬時變化的預定空氣質量流量閾值，使得在增壓空氣通過開啟的閥從儲存器逸出的情況下，空氣質量流量瞬時變化超過已建立的空氣質量流量閾值，因此可靠地檢測儲存器中不再存在凝結水時的狀態(tài)。最遲在此時，閥再次關閉，防止壓縮的增壓空氣從進氣道進一步逸出。
[0046]有利地，內燃發(fā)動機進氣道的空氣質量流量可通過空氣質量流量傳感器檢測，該空氣質量流量傳感器已經在任何情況下被提供于渦輪增壓器組裝體中，從而無需提供另外的空氣質量流量傳感器以實施根據本發(fā)明所述的方法，因此可使用現(xiàn)有的渦輪增壓器組裝體組件。
[0047]顯然，閥也可在達到上述狀態(tài)前再次關閉。但是，為能夠在閥的單個開啟過程中排放儲存器中收集的全部凝結水，本發(fā)明的有利實施方式提出，在開啟后，只有空氣質量流量的瞬時變化超過預定空氣質量流量閾值，從而指示凝結水已經從儲存器完全排放，閥才再次關閉。
[0048]根據本發(fā)明進一步有利的實施方式，閥在渦輪增壓器組裝體或內燃發(fā)動機運轉期間以預定時間間隔周期性開啟。這確保內燃發(fā)動機運轉期間進氣道中形成的凝結水以固定間隔從儲存器可靠地排放。在尤其簡單的實施方式中，渦輪增壓器組裝體或內燃發(fā)動機的所有運轉狀態(tài)的時間間隔可固定地預定，但是其也可動態(tài)地適合于各個運轉狀態(tài)。在任何情況下，選擇閥重復周期性開啟的時間間隔，從而對于儲存器的給定凝結水容量，避免儲存器溢流。
[0049]本發(fā)明進一步有利的實施方式提出，從儲存器排放的凝結水被導入布置在排氣道中的催化轉化器和/或布置在排氣道中的柴油顆粒物過濾器下游的內燃發(fā)動機的排氣道。為此，儲存器出口與排氣道通過流體傳導連接線路連接。在這種情況下，關閉儲存器出口的閥可例如也被布置在連接儲存器出口與排氣道的連接線路中。本發(fā)明意義的排氣道包括內燃發(fā)動機中運載排氣并且位于內燃發(fā)動機燃燒室下游的所有組件。
[0050]根據本發(fā)明進一步有利的實施方式，測量CAC下游和內燃發(fā)動機上游的內燃發(fā)動機進氣道的空氣壓力，或測量渦輪增壓器上游進氣道的空氣質量流量。
[0051]下文說明上述方法的理論基礎。流過儲存器出口橫截面積的介質的質量流量通常根據如下確定:
[0052]W = A-.P.Δρ -c,,
[0053]其中:
[0054]W:質量流量
[0055]A:每時間單位介質質量經過的儲存器出口的橫截面積
[0056]P:介質密度
[0057]Δρ:儲存器上游進氣道空氣壓力和大氣之間的壓力差
[0058]cD:流量系數(shù)
[0059]因此，關于每時間單位流出儲存器出口的凝結水(水)體積流量:[0060]
【權利要求】
1.發(fā)動機方法，包括: 開啟布置在凝結水儲存器中的排水閥，所述凝結水儲存器流體連通地連接于增壓空氣冷卻器下游的進氣道；和 響應發(fā)動機壓力減少到初始發(fā)動機壓力以下閾值量，關閉所述排水閥，所述初始發(fā)動機壓力在開啟所述排水閥前確定。
2.權利要求1所述的發(fā)動機方法，其中所述開啟排水閥包括在發(fā)動機運轉期間以預定時間間隔開啟所述排水閥。
3.權利要求1所述的發(fā)動機方法，其中所述開啟排水閥包括，響應發(fā)動機工況，開啟所述排水閥，并且其中所述發(fā)動機工況包括大氣溫度和所述增壓空氣冷卻器溫度中的一個或多個。
4.權利要求1所述的發(fā)動機方法，進一步包括僅在穩(wěn)態(tài)發(fā)動機工況期間開啟所述排水閥，所述穩(wěn)態(tài)發(fā)動機工況包括相對恒定的扭矩要求。
5.權利要求1所述的發(fā)動機方法，進一步包括，響應空燃比減少到初始空燃比以下閾值量，關閉所述排水閥，所述初始空燃比在開啟所述排水閥前確定。
6.權利要求1所述的發(fā)動機方法，進一步包括，響應所述凝結水儲存器上游的所述進氣道的空氣質量流量增加到初始空氣質量流量以上閾值量，關閉所述排水閥，所述初始空氣質量流量在開啟所述排水閥前確定。
7.權利要求1所述的發(fā)動機方法，其中所述發(fā)動機壓力是發(fā)動機進氣壓力，并且其中所述閾值量是基于壓力降，指示增壓空氣通過所述凝結水儲存器和所述排水閥從所述進氣道逸出。
8.發(fā)動機系統(tǒng) ，包括: 發(fā)動機的進氣歧管； 渦輪增壓器； 增壓空氣冷卻器，布置在所述進氣歧管上游的進氣道中； 凝結水儲存器，連接于所述增壓空氣冷卻器下游的所述進氣道，所述凝結水儲存器包括排水閥，所述排水閥控制從所述凝結水儲存器流出和流至柴油顆粒物過濾器和催化轉化器下游排氣道的凝結水流量；和 控制單元，具有計算機可讀指令，用于開啟所述排水閥以從所述凝結水儲存器排放凝結水，然后響應所述凝結水儲存器上游的所述進氣道中的空氣質量流量增加到初始空氣質量流量以上閾值量，關閉所述排水閥，所述初始空氣質量流量在開啟所述排水閥前確定。
9.權利要求8所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其中所述指令進一步包括，響應空燃比減少到初始空燃比以下閾值量，關閉所述排水閥，所述初始空燃比在開啟所述排水閥前確定。
10.權利要求9所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其中所述空燃比通過布置在所述排氣道中的λ傳感器確定。
11.權利要求8所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其中所述指令進一步包括，響應所述進氣道和大氣之間的壓力差減少到初始壓力差以下閾值量，關閉所述排水閥，所述初始壓力差在開啟所述排水閥前確定。
12.權利要求8所述的發(fā)動機系統(tǒng)，其中所述指令進一步包括在所述發(fā)動機未處于穩(wěn)態(tài)時保持所述排水閥關閉。
13.發(fā)動機方法,包括: 開啟布置在凝結水儲存器的儲存器出口中的排水閥，所述凝結水儲存器流體連通地連接于增壓空氣冷卻器下游的進氣道；和 響應空燃比減少到初始空燃比以下閾值量，關閉所述排水閥，所述初始空燃比在開啟所述排水閥前確定。
14.權利要求13所述的發(fā)動機方法，其中開啟所述排水閥包括在發(fā)動機運轉期間以預定時間間隔周期性開啟所述排水閥。
15.權利要求13所述的發(fā)動機方法，其中所述空燃比用空燃比傳感器測量，所述空燃比傳感器布置在發(fā)動機下游和催化轉化器和柴油顆粒物過濾器其中一個或多個的上游的排氣道中。
16.權利要求13所述的發(fā)動機方法，進一步包括僅在穩(wěn)態(tài)發(fā)動機工況期間開啟所述排水閥，所述穩(wěn)態(tài)發(fā)動機工況包括相對恒定的扭矩要求。
17.權利要求13所述的發(fā)動機方法，進一步包括，響應發(fā)動機壓力減少到初始發(fā)動機壓力以下閾值量，關閉所述排水閥，所述初始發(fā)動機壓力在開啟所述排水閥前確定。
18.權利要求17所述的發(fā)動機方法，其中所述發(fā)動機壓力是進氣道壓力和大氣壓力之間的壓力差。
19.權利要求13所述的發(fā)動機方法，進一步包括，響應所述凝結水儲存器上游的所述進氣道中的空氣質量流量增加到初始空氣質量流量以上閾值量，關閉所述排水閥，所述初始空氣質量流量在開啟所述排水閥前確定。
20.權利要求13所述的`發(fā)動機方法，其中所述閾值量是基于空燃比減少，指示增壓空氣通過所述凝結水儲存器和所述開啟的排水閥從所述進氣道逸出。
【文檔編號】F02B29/04GK103575159SQ201310341657
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權日:2012年8月7日
【發(fā)明者】A·庫斯克, C·W·維吉爾德, D·羅杰 申請人:福特環(huán)球技術公司