[发明专利]用于清除节气门堵塞的方法和系统

说明书

技术领域

本描述大体涉及用于控制车辆发动机的节气阀以移除出现在节气阀上的冰的方法和系统。

背景技术

如由本文的发明人已经认识到，发动机可以利用涡轮增压器或机械增压器压缩进入发动机的环境空气，以便增加动力/功率(power)。空气的压缩可引起空气温度的增加，因而，可以利用中间冷却器或增压空气冷却器(CAC)来冷却加热的空气，从而增加其密度并进一步增加发动机的潜在动力。如果压缩机的进口处的空气潮湿，则当进气空气被冷却到水露点温度以下时，水蒸气会冷凝在CAC的表面上，其中该空气潮湿可以由于诸如潮湿或多雨的天气条件、环境温度降低、排气再循环以及曲轴箱通风的一个或多个条件/状况(condition)而发生。此外，当进入CAC的增压空气被升压(例如，吸气压力和升压压力大于大气压力)时，如果CAC的温度降低到露点温度以下，则冷凝物会形成。结果，在车辆运转期间，冷凝物会收集在CAC的底部处或在CAC的内部通道中。在发动机冷浸泡/冷浸(cold soak)(例如，长途行驶之后整夜浸泡在寒冷的环境温度下)之后，收集在CAC内的冷凝物会冻结/冻住并且形成冰。

当发动机在车辆冷浸泡之后起动时，在CAC中形成的冰会松动，所述冰最终会在发动机运转期间从CAC挣脱/脱离。在一些条件期间，已经从CAC挣脱的冰碎片会被节气门捕获，从而导致节气门结冰。

用于清除节气门结冰条件的一种示例方法在美国专利No.7509939中示出。其中，节气阀重复地打开和关闭以试图破坏(使破裂)在节气阀上或节气阀周围的冰。然而，这里的发明人已经认识到使用这种方法的潜在问题。例如，专利No.7509939假定节气阀由于在节气门上或节气门周围形成的冰而阻塞。为了使冰破裂，节气阀承受扭矩逆转/反向，其中节气门在打开和关闭方向上重复地前后摇摆。在尝试破坏被冰阻塞的节气门上的冰的同时，扭矩逆转未提供足够的时间以使得已经从CAC上挣脱并随后由节气门捕获的冰碎粒从节气门释放。因而，由节气门捕获的来自CAC的冰碎粒继续停留在节气门上，这会阻碍期望的节气门运转，并且因此，会引起发动机以故障管理模式运转，这严重地限制了发动机功率并引起客户不满。

发明内容

在一种示例中，上述问题可以通过一种用于发动机的方法解决，其包括：响应于检测到节气门堵塞(obstruction)，调节节气门到完全打开位置；在维持期望的扭矩的同时，将节气门维持在完全打开位置达阈值持续时间；以及在阈值持续时间之后，调节节气门到期望的位置，所述期望的位置基于期望的扭矩；其中节气门堵塞在发动机起动后被检测到。以此方式，通过检测在发动机起动完成后的节气门堵塞，由源自CAC且由节气门捕获的冰造成的节气门堵塞可以被检测到。另外，通过调节节气门到完全打开位置，通过节气门的空气流量增加，这减少了节气门对冰碎片的抓持/吸住(grip)。更进一步地，通过维持节气门在完全打开位置达阈值持续时间，提供足以使由节气门捕获的冰碎片从节气门释放的释放时间。

如一种示例，在发动机起动后的发动机运转期间，其中节气门已捕获冰碎粒(诸如在车辆运转期间从节气门上游(例如，在CAC中)分离并由节气门捕获的冰碎粒)的节气门堵塞可以由控制器通过经由节气门马达运转节气阀以从当前位置达到不取决于加速器踏板位置的完全关闭位置并且将旋转速度与预期阈值速度进行比较而被确定。一旦确定节气阀已经捕获冰碎粒，控制器可以向节气门马达发出信号以将节气阀打开到不取决于加速器踏板位置的完全打开位置。在达到完全打开位置之后，节气阀可以被维持在完全打开位置达阈值持续时间，该达到完全打开位置可以基于来自节气门位置传感器的指示被确认。通过将节气阀维持在完全打开位置，由于空气流量的增加，由节气门捕获的冰碎粒可以从节气阀释放。在节气门被维持在完全打开位置打开阈值持续时间的同时，可以采取诸如火花延迟、气缸停用、稀燃料供给、排量降低等的一个或多个扭矩降低措施以降低任何过量的发动机扭矩。随后，在已经经过阈值持续时间之后，基于车辆操作者的扭矩要求，节气阀可以被命令到期望的位置，车辆操作者的扭矩要求可以基于加速器踏板位置。

以此方式，通过将节气门维持在完全打开位置，通过节气阀的气流速率可以增加，这可以促进在车辆冷浸泡后发动机起动期间沉积在节气门上的冰碎粒的移除。