CN101082515A - 用于虚拟液体传感器的*** - Google Patents

用于虚拟液体传感器的*** Download PDF

Info

Publication number
CN101082515A
CN101082515A CNA200710105529XA CN200710105529A CN101082515A CN 101082515 A CN101082515 A CN 101082515A CN A200710105529X A CNA200710105529X A CN A200710105529XA CN 200710105529 A CN200710105529 A CN 200710105529A CN 101082515 A CN101082515 A CN 101082515A
Authority
CN
China
Prior art keywords
condensation product
air cooler
amount
signal
variation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA200710105529XA
Other languages
English (en)
Inventor
J·C·杜兰德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of CN101082515A publication Critical patent/CN101082515A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0493—Controlling the air charge temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/045—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
    • F02B29/0468—Water separation or drainage means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
    • F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/16—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system with EGR valves located at or near the connection to the exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/53—Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于虚拟液体传感器的***以及一种用于操作该液体传感器的方法。该方法包括确定关于部件的冷凝物产生率。该方法还包括确定关于部件的冷凝物吹扫率。该方法还包括根据冷凝物产生率和冷凝物吹扫率在给定时间段中的变化确定关于所述部件的冷凝物积聚量。

Description

用于虚拟液体传感器的***
技术领域
本公开内容涉及一种用于虚拟液体传感器(virtual liquid sensor)的***，更具体地，涉及一种用于虚拟液体传感器的方法和装置。
背景技术
涡轮增压和/或增压式发动机***通常在发动机的一个或多个燃烧室上游包括压缩机和空气冷却器。通常，燃烧用空气包含周围空气和再循环排气的混合物以减少在燃烧期间产生的不需要的排放。再循环排气通常包括大量的水蒸汽，并且，在较冷的环境下，燃烧用空气的温度可能降低到低于燃烧用空气的露点，从而导致在空气冷却器内产生冷凝。在较高的发动机载荷的情况下，例如在大转矩的情况下，燃烧用空气的空气流量可能足以吹扫空气冷却器中的冷凝。在较低的发动机载荷的情况下，例如处于怠速状态时，燃烧用空气的空气流量可能不足以吹扫冷凝，这样，一定量的液体可能积聚在空气冷却器中。在发动机载荷增加的情况下，积聚的液体随后会被从空气冷却器中吹走，但是，快速的发动机(载荷)增加会向发动机输送大量液体，这样会对发动机和/或空气冷却器的耐用性和/或性能产生不利影响。此外，积聚的液体可能残留在空气冷却器中并且可能结冰，从而对空气冷却器的一个或多个部件造成机械损伤。另外，空气冷却器内的积聚的液体可能含有气体，从而潜在地导致物理检测的液位不精确和/或液位难以确定。
Gorel等人的美国专利No.6,301,887(’887专利)公开了一种低压排气循环***。’887专利所公开的***包括一中间冷却器，该中间冷却器接纳来自压缩机的经压缩的燃烧用空气并将经冷却的燃烧用空气输送到发动机的燃烧室。燃烧用空气包括经过滤的周围空气和再循环排气的混合物。’887专利的中间冷却器包括一储液器，该储液器将在中间冷却器中形成的冷凝水从流向燃烧室的燃烧用空气流中去除。’887专利的储液器包括排放装置，该排放装置在所检测的冷凝水压力为正压力时去除聚积在储液器内的水。
尽管’887专利的方法可从空气冷却器中去除积聚的液体，但是仍需要一用于收集液体的储液器和用于从储液器去除液体的排放装置。因为液体可能为酸性，所以储液器和排放装置或者防腐蚀或者被损蚀。尽管’887专利的***可检测储液器内的液体压力，但是，不能确定其中的液体量。因为’887专利的***不能减少再循环排气的量，所以在中间冷却器内形成的液体量也不能减少，并且酸性水会不期望地排到环境中。
本发明目的在于克服上述缺点中的一个或多个。
发明内容
一方面，本公开内容涉及一种用于针对发动机***部件操作虚拟液位传感器的方法。该方法包括确定关于该部件的冷凝物产生率。该方法还包括确定关于该部件的冷凝物吹扫率。该方法还包括根据冷凝物产生率和冷凝物吹扫率在一段时间中的变化确定该部件积聚的冷凝物的量。
另一方面，本公开内容涉及一种用于具有排气再循环的发动机***内的空气冷却器的虚拟液体传感器。该虚拟液体传感器包括第一传感器，该第一传感器设计用于产生表征流动通过空气冷却器的燃烧用空气的流量的第一信号。该虚拟液体传感器还包括至少一个第二传感器，该至少一个第二传感器设计用于产生表征至少一个与发动机***有关的参数的至少一个第二信号。该虚拟液体传感器还包括一控制器，该控制器设计用于接收所述第一信号和所述至少一个第二信号，并根据所述第一信号和所述至少一个第二信号的变化确定空气冷却器内积聚的冷凝物的量。
又一方面，本公开内容涉及一种用于针对发动机控制排气再循环的方法。该方法包括根据燃烧用空气冷却器的至少一个尺寸、发动机的至少一个参数以及通过燃烧用空气冷却器的燃烧用空气的流量的变化确定燃烧用空气冷却器内的液位。该方法还包括在所确定的液位大于预定值时减少从发动机下游再循环到混合器的排气的量。
附图说明
图1是包括本发明的虚拟液体传感器的示例性发动机***的示意图；
图2是用于由图1的控制器执行的示例性控制算法的图解说明；以及
图3是用于由图1的控制器存取的示例性多维特性图的图形。
具体实施方式
图1示出示例性的发动机***10。发动机***10可包括具有一个或多个燃烧室14以及进气歧管16的发动机12。发动机12可设计用于经燃烧过程例如二或四冲程活塞气缸燃烧设置将潜在的化学能例如燃料变换成机械能例如转矩。排气可直接从燃烧室14流向并排放到环境20。可选择性地将排气的一部分通过阀18引到混合器24。阀18可包括输出可调的电磁致动阀，该阀用于使燃烧室14内产生的排气的一部分转向混合器24。发动机***10还可包括空气过滤器26，该过滤器用于过滤来自环境22的周围空气并将经过滤的空气引到混合器24。环境20和22可以是相同的或不同的环境，可以例如包括处于任何环境条件下的周围空气。经阀18转向的再循环排气和来自过滤器26的经过滤的空气可在混合器24内混合以形成引向燃烧室14的燃烧用空气。燃烧用空气可经压缩机28压缩，流过空气冷却器30以降低温度，流到进气歧管16，随后通到燃烧室14。
可以设想，上述发动机***10的每个部件具体为和/或包括本领域内已知的任何常规类型的部件，例如内燃机-例如汽油或柴油发动机、包括纤维织物颗粒过滤器的空气过滤器、气体混合装置例如管接头、换热器例如空气或液体冷却的换热器和/或涡轮增压或增压式压缩机***。因此，不再对这些部件进行详细说明。还可以设想，发动机***10可包括任何数量的本领域已知的附加部件，例如，一个或多个风扇(未示出)、排气冷却器(未示出)、排气颗粒过滤器(未示出)、消音器(未示出)和/或催化转化器(未示出)。
发动机***10可还包括一控制器32，该控制器设计用于虚拟检测空气冷却器30内的液位，并且还用于控制阀18以选择性地影响导向混合器24的排气的量。控制器32可包括一个或多个微处理器、存储器、数据储存设备、通讯集线器和/或其它本领域内已知的部件。可以设想，控制器32可集成在能控制发动机***10的其它功能例如选择性地控制发动机12的总控制***内，以及/或者集成在与发动机***10选择性地相关联例如选择性地控制传动***的附加***内。控制器32可设计用于接收来自多个传感器34、36、38的输入信号，执行一个或多个算法来确定合适的输出信号，并且可将输出信号输送到阀18。可以设想，控制器32可如本领域内已知的经由一个或多个通讯线路(未引用)接收和输送信号。
传感器34、36、38可包括任何常规的用于形成表征物理参数的信号的传感器。具体地，传感器34可包括设计用于产生表征通过空气冷却器30的燃烧用空气的质量流量的质量流量传感器。传感器36可包括一个或多个各自用于产生一个或多个表征不同发动机参数例如发动机速度、供油率、冷却剂温度和/或本领域内已知的任何其它参数的信号的传感器。传感器38可包括一个或多个各自用于如所期望地产生一个或多个表征发动机***10的不同参数的信号的传感器，所述信号例如质量流量—如导向混合器24的排气的质量流量或导向混合器24的经过滤的空气的质量流量、温度—如压缩机出口温度或周围空气温度、压力—如周围空气压力、和/或发动机***10的任何其它参数。可以设想，传感器34、36、38可分别关于空气冷却器30、发动机12和发动机***10设置在任何位置，所示的特定位置仅作为示例的目的。
图2示出示例性的控制算法100。控制算法100可由控制器32执行以虚拟检测积聚在空气冷却器30内的液体例如混有一种或多种物质的冷凝水蒸汽的液位。控制算法100可根据虚拟检测的液位的变化确定输出128，以便影响阀18的控制和/或运行，并且相应地影响朝向进气歧管16的再循环排气的量。控制算法100可包括接收多个输入—例如由一个或多个传感器产生的信号，并执行多个函数关系式—例如算法、等式、子程序、查表图(look up map)、表格和/或比较以影响阀18的运行。可以设想，下文描述的控制算法100的函数关系式可以以任何顺序执行，并且在此仅作为示例说明了一种特定的顺序。还可以设想，控制算法100可连续地、周期性地、带相同频率或不带相同频率地和/或单一地执行。
参照图2，输入102可包括表征环境20和/或环境22内的周围空气的相对湿度的信号。可以设想，输入102可包括表征周围空气的实际相对湿度的预定值。例如，输入102可设定为恒定的相对湿度值，例如100％、90％或80％，而不是由传感器来产生，以便为随后的在控制算法100的一个或多个函数关系式中的处理提供守恒的和/或不变的周围空气相对湿度。输入104可包括一个或多个表征一个或多个发动机参数和/或发动机***参数的信号，例如来自传感器36、38的信号。输入106可表征流过空气冷却器30的燃烧用空气的流量，例如为来自传感器34的信号。输入108可包括一个或多个表征空气冷却器30的几何形状的信号，例如表征空气冷却器30的高度和/或深度的信号。可以设想，输入108可设计用于使控制算法100内的一个或多个函数关系式相对于空气冷却器的不同尺寸和/或类型标准化，并且这些信号可用于表征空气冷却器30的最外面的尺寸。例如，输入108可表征周围空气冷却器的外壁尺寸，在该周围空气冷却器中周围空气环绕含有燃烧用空气的管并传递来自该管的热量。还可以设想，高度尺寸的轴线可平行于重力方向，深度尺寸的轴线可垂直于高度尺寸的轴线，并且输入108可包括一个或多个表征空气冷却器30的几何形状的预定值。
函数关系式110可用于确定燃烧过程中形成的水蒸汽的比率。具体地，函数关系式110可将一个或多个发动机参数例如一个或多个来自输入104的信号通过函数关联起来，从而确定作为燃烧过程的副产品而形成的水蒸汽的量。例如，函数关系式110可将燃料量、燃烧用空气量、发动机12的温度和/或任何其它合适的参数通过函数关联起来，以确定燃烧产生的水蒸汽的量。可以设想，在燃烧过程期间产生的水蒸汽的量可利用化学计量法来确定，并在函数上受到燃料类型例如柴油或汽油、燃烧室14内氧气的量以及一个或多个本领域已知的其它参数的影响。
函数关系式112可用于确定燃烧用空气内的排气的量和/或百分比。具体地，函数关系式112可将一个或多个发动机参数例如一个或多个来自输入104的信号通过函数关联起来，以确定经由阀18从燃烧室14再循环到混合器24的排气的量，并且因此确定排气占燃烧用空气的百分比。例如，函数关系式112可将阀18的位置、发动机12的速度、发动机12的温度、输送给发动机12的供油率和/或任何其它合适的参数通过函数关联起来，以确定燃烧用空气内排气的量和/或百分比。
函数关系式114可用于确定空气冷却器30内的冷凝物产生率。具体地，函数关系式114可将周围空气的相对湿度—例如输入102、由燃烧形成的水蒸汽的量—例如在函数关系式110内所确定的值、以及在燃烧用空气内再循环的排气的量—如在函数关系式112内所确定的值通过函数关联起来。函数关系式114可通过将周围空气例如空气过滤器26的上游的空气的相对湿度、在燃烧期间产生的水蒸汽以及燃烧用空气内排气的量由函数关联起来，以利用函数估计燃烧用空气内水蒸汽的量。这样，经过滤的空气内的水蒸汽和排气内的水蒸汽以及由各成分形成的燃烧用空气的相关部分可关联起来，以确定燃烧用空气内水蒸汽的量。例如，函数关系式114在数学上表达为等式如Rg＝F×k1×y2，其中Rg表示冷凝物产生率，F表示燃料流量，k1表示常数，y2表示根据燃烧用空气内排气量的变化预先确定的变量因子。可以设想，k1和y2可由经验确定。
函数关系式116可用于确定流过空气冷却器30的燃烧用空气的质量速度。具体地，函数关系式116可将通过空气冷却器30的燃烧用空气的质量流量例如输入106以及空气冷却器30的几何尺寸例如输入108通过函数关联起来。例如，函数关系式116可根据空气冷却器30的高度和深度的变化确定该空气冷却器30的横截面积，并用燃烧用空气的质量流量除以该横截面积。可以设想，该横截面积可表征燃烧用空气流过的区域，例如环绕多个含有周围空气的管的区域。还可以设想，函数关系式116可包括一个或多个用于计算空气流动通道例如管内的阻力的常数和/或因子。
函数关系式118可用于确定空气冷却器30内的冷凝物去除率，例如冷凝物吹扫率。具体地，函数关系式118可将燃烧用空气速度—例如由函数关系式116所确定的速度和先前确定的空气冷却器30内的液位—例如由函数关系式124所确定的液位通过函数关联在一个或多个多维查表图中。例如，函数关系式118可包括图3所示的多维查表图。图3示出将质量速度(x轴)和吹扫率(y轴)相对于不同液位(L1，L2，...，L5)通过函数关联起来的示例性查表图。可以设想，用于增加质量速度的函数关系可以与吹扫率的增加成线性关系或不与之成线性关系，如所示，液位L5＞L4＞...＞L1。还可以设想，图3的多维图可标有经由本领域内已知的任何合适方法根据经验确定的数据，例如实验数据。另外可以设想，对于控制算法100的第一序列，空气冷却器30内的液位可确定到具体值，例如0。
继续参照图2，函数关系式120可用于确定积聚在空气冷却器30内的冷凝物的量。具体地，函数关系式120可将空气冷却器30内的冷凝物产生率和从空气冷却器30内清除的冷凝物吹扫率通过函数关联起来以根据函数确定空气冷却器30内的冷凝物积聚率。例如，函数关系式120可通过函数相对于先前确定的空气冷却器30内的冷凝物积聚率加上空气冷却器30内的冷凝物产生率并减去从空气冷却器30内清除的冷凝物吹扫率。此外，函数关系式120可通过函数来将空气冷却器30内的冷凝物积聚率相对于给定时间段例如对时间积分以确定空气冷却器30内的冷凝物的量。这样，控制算法100可虚拟地确定空气冷却器30内的液体的量。可以设想，空气冷却器30内的冷凝物可结合或不结合一种或多种气态酸性物质和/或其它气态组分以形成液体溶液。还可以设想，给定的时间段可包括任何间段，例如控制算法100的相继序列之间的时间和/或预定的时间段。或者，还可以设想，函数关系式120通过函数将空气冷却器30内的冷凝物产生率以及从空气冷却器30清除的冷凝物吹扫率分别相对于给定时间段计算，例如对时间积分。这样，函数关系式120可相对于先前确定的冷凝物的量加上产生的冷凝物的量减去吹扫的冷凝物的量来计算以确定空气冷却器30内的冷凝物的量。
输入122可包括表征空气冷却器30的几何尺寸的信号，例如表征空气冷却器30的深度的信号。可以设想，输入122可用于使控制算法100内的一个或多个函数关系式相对空气冷却器的不同尺寸和/或类型标准化，并且，类似于输入108，输入122可用作空气冷却器30的最外面的尺寸。还可设想，输入122可能或可能不是大致相同于输入108的深度尺寸。
函数关系式124可用于确定空气冷却器30内的冷凝的液体的液位。具体地，函数关系式124可通过函数将空气冷却器30内积聚的液体量—例如如函数关系式120内所确定的量，与空气冷却器30的深度—例如输入122关联起来。例如，函数关系式124可在数学上表示为等式，例如，L＝k1+(k2×r)+(k3×r2)+(k4×r3)，其中L表示空气冷却器30内的液位，k1，k2，k3和k4表示常数，r表示空气冷却器30内积聚的液体量相对于空气冷却器30的深度的比率。可以设想，k1，k2，k3和k4表示任何常数并可由经验确定。
函数关系式126可用于将冷凝液体的液位与预定值相比较，并以其函数形成输出128。具体地，函数关系式126可将冷凝液体的液位—例如函数关系式124内所确定的量与表征所期望的和/或可接受的液位的预定值相比较，以判定所确定的液位是否大于预定值。例如，如果确定的液位大于预定值，则输出128可用于经由控制器32通过例如使阀18关闭而限制或中断排气循环。此外，如果所确定的液位低于或等于预定值，则输出128可用于经由控制器32不限制或中断排气循环。可以设想，输出128可用作标志标准，这样，仅在空气冷却器30内的液位大于预定值时限制或中断排气循环。还可以设想，函数关系式126可包括或不包括误差因子界限，例如百分比或固定值增加，以考虑本领域内已知的数学舍入误差和/或其它计算误差。这样，控制器32、传感器34、36、38，并且尤其是控制逻辑(算法)100可虚拟检测空气冷却器30内的液位并且影响发动机***10的控制，以在空气冷却器30内的液位可能大于可接受的值时限制或中断排气的再循环。
工业实用性
所公开的虚拟液体传感器适用于预测任何具有排气再循环的发动机***的空气冷却器内的液位。所公开的虚拟液体传感器可预测在空气冷却器内形成的冷凝物可能积聚的时刻，并且可根据燃烧用空气中的再循环排气的量变化而允许控制器限制或中断该再循环。下面说明发动机***10的运行，尤其是控制算法100。
发动机***10可与本领域已知的任何设备相关联或为其提供能量，所述设备例如机动车辆、船只和/或发电机。因此，发动机***10可在变化的和/显著不同的运行条件—包括例如较低载荷的条件—下运行。在较低载荷条件下，流动通过空气冷却器30的燃烧用空气的质量流量可能不足以如所期望地将积聚的冷凝物从空气冷却器30内吹扫到下游部件。随着载荷增加，流动通过空气冷却器30的燃烧用空气的质量流量增加，随后足以如所期望地将冷凝物吹扫到下游部件。但是，载荷突然地增加，例如在较短时间段内从怠速状态转变到大转矩状态，可能不能如所期望地从空气冷却器30内传送大量冷凝物到进气歧管16和/或燃烧室14。这种通常称为发动机迟滞(engine slugging)的现象可能不能如所期望地影响发动机12和/或发动机***10的运行和/或性能。
控制器32可接收多个来自传感器34、36、38的多个信号，执行控制算法100，并且可能影响阀18的运行以减少和/或消除排气再循环，从而减少形成并因此积聚在空气冷却器30内的冷凝物的量，以便降低发动机迟滞的可能性。
参照图2，控制器32可接收来自传感器34、36、38的一个或多个输入—例如输入104、106，并接收一个或多个作为表征环境20、22的相对湿度、空气冷却器30的几何尺寸的预定值的输入—例如输入102、108、122。控制器32可经由控制算法100确定空气冷却器30内的冷凝物产生率(114)和冷凝物吹扫率(118)。控制器32也可确定冷凝物的量，并因根据产生率和吹扫率的变化确定积聚在空气冷却器30(120)内的液体的量。控制器32还可确定空气冷却器30(124)内的液位，并将所确定的液位与预定值相比较以判定所确定的液位是否大于预定值。控制器32可根据所确定的液位与预定值的比较结果的变化形成输出128，并且将输出128输入另外的算法以影响阀18的运行，由此减少或中断朝混合器24再循环的排气的量。
通过减少朝混合器再循环的排气的量，控制器32可减少流动通过空气冷却器30的燃烧用空气内的水蒸汽的量，并且在空气冷却器30内形成较少的冷凝物。此外，对空气冷却器30内的液位的虚拟检测可通过平衡高百分数的排气再循环而使发动机***10的运行控制更精确，这样减少释放到环境20中的排放以及空气冷却器30内冷凝物的积聚，该积聚可能降低发动机12和/或空气冷却器30的耐用性和/或性能。
因为控制算法100虚拟地确定空气冷却器30内的液位，所以液体的充气不会对其判定造成不利影响。此外，通过根据虚拟确定的液位的变化来控制排气再循环，在发动机载荷条件不能按期望地从空气冷却器30吹扫冷凝物时该控制算法100可减少空气冷却器30内冷凝物的形成。另外，通过虚拟地确定并相应地控制空气冷却器30内的液位，空气冷却器30可不需要用于从其中除去液体的排放装置和储液器。
很明显，对于本领域技术人员来说，可以对所公开的用于虚拟液体传感器的***做出各种修改和变型。根据所公开的方法和装置的说明和实例，本领域技术人员可以做出其它实施例。本说明和示例仅用于说明示例性的例子，其实际范围由所附权利要求和它们的等效方案来限定。

Claims (10)

1.一种用于操作关于发动机***部件的虚拟液位传感器的方法，该方法包括：
确定关于所述部件的冷凝物产生率；
确定关于所述部件的冷凝物吹扫率；以及
根据冷凝物产生率和冷凝物吹扫率在一段时间中的变化确定关于所述部件的积聚的冷凝物的量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据在燃烧过程期间形成的水蒸汽的量、再循环到至少一个燃烧室中的排气的量以及导入所述至少一个燃烧室的周围空气的湿度的变化确定所述冷凝物产生率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据流动通过所述部件的燃烧用空气的流量、所述部件的至少一个尺寸以及先前确定的所述部件内的冷凝物液位的变化确定所述冷凝物吹扫率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据积聚的冷凝物的量和所述部件的至少一个尺寸的变化确定所述部件内的冷凝物液位；以及
将所确定的冷凝物液位与预定值相比较。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：如果所确定的冷凝物液位大于所述预定值，则减少从至少一个燃烧室再循环到进气歧管的排气的量。
6.一种用于与具有排气再循环的发动机***相关联的空气冷却器的虚拟液体传感器，该传感器包括：
第一传感器，其用于产生表征流动通过所述空气冷却器的燃烧用空气的流量的第一信号；
至少一个第二传感器，其用于产生表征至少一个与发动机***有关的参数的至少一个第二信号；
控制器，其用于接收所述第一信号和所述至少一个第二信号，并根据所述第一信号和所述至少一个第二信号的变化确定积聚在所述空气冷却器内的冷凝物的量。
7.根据权利要求6所述的虚拟液体传感器，其特征在于，所述控制器还用于：
接收表征所述空气冷却器的至少一个几何尺寸的至少一个第三信号；以及
根据所确定的积聚在所述空气冷却器内的冷凝物的量和所述至少一个第三信号的变化确定所述空气冷却器内的冷凝物液位。
8.根据权利要求7所述的虚拟液体传感器，其特征在于，所述控制器还用于：接收表征导入所述空气冷却器内的周围空气的湿度的第四信号，并且通过以下方法确定积聚在所述空气冷却器内的冷凝物的量：
根据所述至少一个第二信号和所述第四信号的变化确定所述空气冷却器内的冷凝物产生率；
根据所述第一信号和所述至少一个第三信号的变化确定所述空气冷却器的冷凝物吹扫率；
根据所述冷凝物产生率和所述冷凝物吹扫率的变化确定积聚在所述空气冷却器内的冷凝物的量。
9.根据权利要求6所述的虚拟液体传感器，其特征在于，所确定的积聚在所述空气冷却器内的冷凝物的量由这样的函数得到：先前确定的积聚在所述空气冷却器内的冷凝物的量加上所述空气冷却器内形成的冷凝物相对于过去时间段的变化率减去从所述空气冷却器去除的冷凝物相对于过去时间段的变化率。
10.一种用于控制关于发动机的排气再循环的方法，该方法包括：
根据权利要求1-3之一，确定燃烧用空气冷却器内积聚的冷凝物的量；
根据所确定的冷凝物的量的变化确定燃烧用空气冷却器内的液位；以及
当所确定的液位大于预定值时减少从发动机下游再循环到混合器的排气的量。
CNA200710105529XA 2006-05-31 2007-05-25 用于虚拟液体传感器的*** Pending CN101082515A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/443,058 2006-05-31
US11/443,058 US7349792B2 (en) 2006-05-31 2006-05-31 System for a virtual liquid sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101082515A true CN101082515A (zh) 2007-12-05

Family

ID=38650677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA200710105529XA Pending CN101082515A (zh) 2006-05-31 2007-05-25 用于虚拟液体传感器的***

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7349792B2 (zh)
CN (1) CN101082515A (zh)
DE (1) DE102007018050A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102767437A (zh) * 2011-05-04 2012-11-07 现代自动车株式会社 排放气体冷凝物控制方法及其排放气体再循环***
CN103726938A (zh) * 2012-10-10 2014-04-16 福特环球技术公司 发动机控制***和方法
CN103775185A (zh) * 2012-10-19 2014-05-07 福特环球技术公司 减少增压空气冷却器腐蚀的发动机冷却风扇
CN104169553A (zh) * 2012-04-12 2014-11-26 丰田自动车株式会社 内燃机的流量控制装置
CN104214000A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 福特环球技术公司 从充气空气冷却器抽取冷凝物的方法
CN104727929A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 福特环球技术公司 用于发动机气道冷凝物管理的***和方法
CN106092246A (zh) * 2015-04-30 2016-11-09 斯普瑞斯-萨克有限公司 用于确定不凝气体的量的装置和方法
CN102767437B (zh) * 2011-05-04 2016-12-14 现代自动车株式会社 排放气体冷凝物控制方法及其排放气体再循环***

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7870718B2 (en) * 2007-11-14 2011-01-18 General Electric Company Purge system for an exhaust gas recirculation system
US7874141B2 (en) * 2007-11-16 2011-01-25 General Electric Company Auxiliary fluid source for an EGR purge system
US20110146282A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 General Electric Company System and method for reducing sulfur compounds within fuel stream for turbomachine
FR2959779A1 (fr) * 2010-05-07 2011-11-11 Peugeot Citroen Automobiles Sa Refroidisseur d'air de suralimentation, systeme de gestion des condensats et procede mis en œuvre par un tel systeme
JP5741032B2 (ja) * 2011-02-08 2015-07-01 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気再循環システム
US8698639B2 (en) 2011-02-18 2014-04-15 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver behavior
US9292471B2 (en) 2011-02-18 2016-03-22 Honda Motor Co., Ltd. Coordinated vehicle response system and method for driver behavior
US9080499B2 (en) * 2012-08-20 2015-07-14 Ford Global Technologies, Llc Method for controlling a variable charge air cooler
US9359941B2 (en) * 2012-10-17 2016-06-07 Ford Global Technologies, Llc Method for purging condensate from a charge air cooler
US9145823B2 (en) * 2012-10-19 2015-09-29 Ford Global Technologies, Llc Method for purging condensate from a charge air cooler
US8974346B2 (en) * 2012-11-08 2015-03-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system to control vehicle operation
US9017217B2 (en) 2012-11-08 2015-04-28 Ford Global Technologies, Llc Pilot downshifting system and method
DE102013201532A1 (de) * 2013-01-30 2014-07-31 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zum Reinigen eines Brennraums einer Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine
US9751534B2 (en) 2013-03-15 2017-09-05 Honda Motor Co., Ltd. System and method for responding to driver state
US10499856B2 (en) 2013-04-06 2019-12-10 Honda Motor Co., Ltd. System and method for biological signal processing with highly auto-correlated carrier sequences
US9127607B2 (en) * 2013-05-29 2015-09-08 Ford Global Technologies, Llc Method for purging condensate from a charge air cooler
US9518789B2 (en) 2014-09-04 2016-12-13 Caterpillar Inc. Seal for heat exchanger of machine
FR3112810A1 (fr) * 2020-07-23 2022-01-28 Psa Automobiles Sa Procede de limitation des rates de combustion sur un moteur thermique

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6086626A (en) * 1997-05-16 2000-07-11 Fijutsu Limited Method for verification of combinational circuits using a filtering oriented approach
US5947063A (en) * 1997-11-18 1999-09-07 Southwest Research Institute Stoichiometric synthesis, exhaust, and natural-gas combustion engine
US6301887B1 (en) 2000-05-26 2001-10-16 Engelhard Corporation Low pressure EGR system for diesel engines
US6367256B1 (en) * 2001-03-26 2002-04-09 Detroit Diesel Corporation Exhaust gas recirculation with condensation control
US6681171B2 (en) * 2001-12-18 2004-01-20 Detroit Diesel Corporation Condensation control for internal combustion engines using EGR
US6725848B2 (en) * 2002-01-18 2004-04-27 Detroit Diesel Corporation Method of controlling exhaust gas recirculation system based upon humidity
US6725847B2 (en) * 2002-04-10 2004-04-27 Cummins, Inc. Condensation protection AECD for an internal combustion engine employing cooled EGR
US6728625B2 (en) * 2002-09-27 2004-04-27 Caterpillar Inc Humidity compensated charge density control for an internal combustion engine
US6748741B2 (en) * 2002-10-23 2004-06-15 Honeywell International Inc. Charge air condensation collection system for engines with exhaust gas recirculation
US6948475B1 (en) * 2002-11-12 2005-09-27 Clean Air Power, Inc. Optimized combustion control of an internal combustion engine equipped with exhaust gas recirculation
US6978772B1 (en) * 2003-02-03 2005-12-27 Chapeau, Inc. EGR cooling and condensate regulation system for natural gas fired co-generation unit
US6868840B2 (en) * 2003-06-05 2005-03-22 Detroit Diesel Corporation Charged air intake system for an internal combustion engine
US6934621B2 (en) * 2003-07-25 2005-08-23 Detroit Diesel Corporation Re-entry strategy from boost mode to EGR mode
US7079938B2 (en) * 2003-07-25 2006-07-18 Detroit Diesel Corporation Influence of engine parameters on condensation protection strategies
US7007680B2 (en) * 2003-08-07 2006-03-07 Mack Trucks, Inc. Cooler bypass valve system and method
US6886336B2 (en) * 2003-09-29 2005-05-03 Detroit Diesel Corporation Method for controlling condensate formation in an engine system

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102767437B (zh) * 2011-05-04 2016-12-14 现代自动车株式会社 排放气体冷凝物控制方法及其排放气体再循环***
CN102767437A (zh) * 2011-05-04 2012-11-07 现代自动车株式会社 排放气体冷凝物控制方法及其排放气体再循环***
CN104169553A (zh) * 2012-04-12 2014-11-26 丰田自动车株式会社 内燃机的流量控制装置
CN103726938A (zh) * 2012-10-10 2014-04-16 福特环球技术公司 发动机控制***和方法
CN103726938B (zh) * 2012-10-10 2017-11-28 福特环球技术公司 发动机控制***和方法
CN103775185B (zh) * 2012-10-19 2018-03-23 福特环球技术公司 减少增压空气冷却器腐蚀的发动机冷却风扇
CN103775185A (zh) * 2012-10-19 2014-05-07 福特环球技术公司 减少增压空气冷却器腐蚀的发动机冷却风扇
CN104214000A (zh) * 2013-05-29 2014-12-17 福特环球技术公司 从充气空气冷却器抽取冷凝物的方法
CN104727929A (zh) * 2013-12-20 2015-06-24 福特环球技术公司 用于发动机气道冷凝物管理的***和方法
US10060339B2 (en) 2013-12-20 2018-08-28 Ford Global Technologies, Llc System and methods for engine air path condensation management
CN104727929B (zh) * 2013-12-20 2019-01-11 福特环球技术公司 用于发动机气道冷凝物管理的***和方法
CN106092246A (zh) * 2015-04-30 2016-11-09 斯普瑞斯-萨克有限公司 用于确定不凝气体的量的装置和方法
CN106092246B (zh) * 2015-04-30 2020-09-15 斯普瑞斯-萨克有限公司 用于确定不凝气体的量的装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20070277792A1 (en) 2007-12-06
DE102007018050A1 (de) 2007-12-06
US7349792B2 (en) 2008-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101082515A (zh) 用于虚拟液体传感器的***
US7292929B2 (en) System for a virtual dew point sensor
CN103628971B (zh) 用于控制可变增压空气冷却器的方法
CN100591899C (zh) 用于操作涡轮增压发动机的***和方法
JP3951967B2 (ja) 自動適合装置
CN104302901B (zh) 异常检测方法
JP4182980B2 (ja) 内燃機関の自動適合装置
CN102444494A (zh) 用于诊断柴油发动机气体流动控制***错误状态的***
CN102434291A (zh) 诊断涡轮增压发动机的气流控制***的故障状况的***
CN102235271A (zh) 管理装有低压egr ***的内燃机气路中相对湿度的方法
WO2015016303A1 (ja) 診断装置
CN104302904A (zh) 具有温度控制的文丘里管流量计的egr
CN101289965A (zh) 废气再循环估算***
CN101002007A (zh) 排气净化装置的控制方法
CN104169554A (zh) 内燃机的排气温度推定装置
US7441453B2 (en) System for virtual frost sensor
CN105593490A (zh) 涡轮增压器的控制装置
CN204961113U (zh) 发动机尾气水蒸汽的循环利用***
EP2562406B1 (en) Abnormality detection device and abnormality detection method for egr system
KR20050061542A (ko) 입자 필터의 충전의 감지를 위한 방법
CN107725222A (zh) 通过吹气从egr去除杂质的方法、egr***及包含该egr***的车辆
US4928524A (en) Method and apparatus for measuring flow rate of a gas containing condensable components and mists
CN107110046A (zh) 用于诊断机动车辆部分排气再循环***的方法
US11085405B2 (en) Charge air cooler (CAC) condensate dispersion system and method of dispersing condensate from a CAC
JP6319034B2 (ja) フィルタ検査装置、フィルタ検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication