用于估計環(huán)境濕度的系統(tǒng)和方法【
技術(shù)領(lǐng)域:
】[0001]本公開涉及用于估計環(huán)境(ambient)空氣濕度的系統(tǒng)和方法?!?br>背景技術(shù):
】[0002]環(huán)境空氣中的水汽濃度會影響發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。例如,在不存在基于環(huán)境空氣濕度進(jìn)行調(diào)整的情況下,對質(zhì)量空氣流量的確定會存在5-8%誤差。因此,可以基于環(huán)境空氣濕度來調(diào)整發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)(例如空燃比、火花正時、排氣再循環(huán)(EGR)等),以改善發(fā)動機(jī)性能、升壓燃料經(jīng)濟(jì)性并減少排放。另外,環(huán)境空氣濕度可以被用來調(diào)整車輛氣候控制參數(shù),以改善安全性、座艙舒適度和駕駛經(jīng)歷。[0003]各種方法被用來估計環(huán)境空氣濕度。在一個示例方法中,如Kim等人在US2013/0275030中示出的,基于NOx傳感器輸出來測量環(huán)境濕度。然而,發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識到這種方法的缺點。具體地,基于NOx傳感器輸出估計的環(huán)境濕度在大氣不穩(wěn)定的階段期間(例如,在當(dāng)大氣中存在降水時的狀況期間)可能具有降低的準(zhǔn)確性。另外,當(dāng)存在濕度的改變時(例如,在降雨開始期間),基于NOx傳感器輸出的環(huán)境濕度不考慮濕度的突然增加。此外,僅當(dāng)燃料被切斷同時發(fā)動機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)(例如,在當(dāng)車輛下坡行進(jìn)時短時間制動期間)以允許新鮮空氣循環(huán)通過發(fā)動機(jī)和排氣系統(tǒng)時,NOx傳感器可以被用來測量濕度。因此,當(dāng)需要濕度測量時,可能不能測量濕度?!?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0004]在一個示例中,一些上述問題可以通過一種用于發(fā)動機(jī)的方法來解決,該方法包括:基于環(huán)境具體濕度來調(diào)整發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),響應(yīng)于檢測到降水,環(huán)境具體濕度基于干球溫度、濕球溫度和大氣壓力來估計,干球溫度通過被設(shè)置在車輛的外表面上并且被屏蔽于天氣的第一傳感器來測量,濕球溫度通過被設(shè)置在車輛的外表面上并且暴露于天氣的第二傳感器來測量。[0005]在另一示例中,一種用于發(fā)動機(jī)的方法包括:基于濕球溫度和干球溫度指示降雨狀況的改變;以及基于降雨狀況的改變來調(diào)整估計的濕度,并且依據(jù)降雨狀況,不利用濕球溫度來估計濕度。[0006]例如,可以基于濕球溫度與干球溫度之間的差大于閾值溫度來檢測降雨。在檢測到降雨后,具體濕度可以基于濕球溫度和干球溫度來估計。濕球溫度可以是通過位于車輛的表面上的濕球溫度計測得的雨滴的溫度。干球溫度可以是通過位于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道中的干球溫度計測得的進(jìn)氣的溫度。溫濕度內(nèi)插表(psychrometricinterpolat1ntable)可以被用來基于濕球溫度和干球溫度估計具體濕度。然而,在當(dāng)降雨不存在時的狀況期間,具體濕度可以基于干球溫度而不基于濕球溫度來估計。以此方式,在降雨狀況期間通過利用濕球溫度和干球溫度來估計環(huán)境具體濕度,可以以更大的準(zhǔn)確性調(diào)整發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)。另外,雖然術(shù)語溫度計在本文中被用作一種示例溫度傳感器,但是可以使用各種其他傳感器,例如熱電偶、熱二極管、熱電阻等。[0007]應(yīng)當(dāng)理解,提供以上概述是為了以簡化的形式介紹一些概念,這些概念在【具體實施方式】中進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征,要求保護(hù)的主題的范圍被緊隨【具體實施方式】之后的權(quán)利要求唯一地限定。此外,要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開的任何部分中提及的任何缺點的實施方式?!靖綀D說明】[0008]圖1示出了包括用于估計環(huán)境濕度的干球溫度計和濕球溫度計的示例車輛系統(tǒng)的示意圖。[0009]圖2示出了被包括在圖1的車輛系統(tǒng)中的具有渦輪增壓器和排氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)的實施例的示意圖。[0010]圖3示出了流程圖,其說明用于基于干球溫度和濕球溫度來估計環(huán)境濕度的方法。[0011]圖4示出了流程圖,其說明用于在降雨不存在時的狀況期間估計環(huán)境濕度的方法。[0012]圖5示出了流程圖,其說明用于利用干球溫度和濕球溫度來確定降雨的存在或不存在的方法。[0013]圖6示出了濕度以及干球溫度和濕球溫度響應(yīng)于降雨的示例變化?!揪唧w實施方式】[0014]以下描述涉及用于基于包括發(fā)動機(jī)系統(tǒng)(例如,圖2的發(fā)動機(jī)系統(tǒng))的車輛系統(tǒng)(例如,圖1的系統(tǒng))中的濕球溫度和干球溫度來估計環(huán)境濕度的系統(tǒng)和方法。響應(yīng)于檢測到降水,控制器可以被配置為執(zhí)行控制例程(例如,圖3的示例例程),以基于濕球溫度和干球溫度來估計環(huán)境濕度。響應(yīng)于未檢測到降水,控制器可以被配置為執(zhí)行控制例程(例如,圖4的示例例程),以基于干球溫度而不基于濕球溫度來估計環(huán)境濕度??梢匀缭趫D5處詳述的那樣檢測降水。在圖6處示出了根據(jù)本公開的基于干球溫度和濕球溫度的示例降雨檢測和濕度估計。[0015]轉(zhuǎn)向圖1,示意地圖示了機(jī)動車輛102的示例實施例,機(jī)動車輛102包括用于估計濕度的濕球溫度傳感器123和干球溫度傳感器121。機(jī)動車輛102可以是陸上汽車以及其他類型的車輛。車輛102包括驅(qū)動輪105、客艙119、擋風(fēng)玻璃101、側(cè)視鏡103、氣候控制系統(tǒng)109和內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10包括燃燒室(未示出),燃燒室可以經(jīng)由進(jìn)氣道42接收進(jìn)氣,并且可以經(jīng)由排氣道(未示出)排出燃燒氣體。[0016]進(jìn)氣道可以包括用于過濾進(jìn)氣的空氣凈化器11和用于測量進(jìn)氣的溫度的干球溫度傳感器121。在圖示的示例中,干球溫度傳感器121被示為位于空氣凈化器11的下游。在一些示例中,干球溫度傳感器121可以位于車輛102的外表面上并且被屏蔽于天氣要素(weatherelement)。例如,干球溫度傳感器121可以被設(shè)置為使得它不暴露于天氣狀況(例如,車輛周圍的空氣中的雨、雪等)。傳感器121可以位于車輛車身的外表面上,但是僅被部分地圍住或被另一車輛車身部件遮住,使得它被屏蔽于天氣要素。例如,額外的車身元件可以被設(shè)置在傳感器的正上方,但是使傳感器通向周圍環(huán)境空氣。在一個示例中,傳感器121可以位于一個或多個側(cè)視鏡103內(nèi)部,不受天氣要素?fù)p害,但是暴露于環(huán)境空氣。[0017]機(jī)動車輛102還包括格柵百葉窗系統(tǒng)115,格柵百葉窗系統(tǒng)115提供用于接收通過或接近車輛的前端并進(jìn)入發(fā)動機(jī)的環(huán)境氣流117的開口(例如,格柵開口、保險桿開口等)。格柵百葉窗系統(tǒng)115包括一個或多個格柵百葉窗111和格柵113。格柵百葉窗111可以被配置為調(diào)整通過格柵113接收的氣流量。例如,格柵百葉窗111可以遮住車輛的從剛好在發(fā)動機(jī)罩之下跨越到保險桿的底部的前面區(qū)域。在一些實施例中,所有格柵百葉窗都可以由控制器協(xié)調(diào)地移動。在其他實施例中,格柵百葉窗可以分成子區(qū)域,并且控制器可以獨立地調(diào)整每個區(qū)域的打開/關(guān)閉。每個子區(qū)域可以包含一個或多個格柵百葉窗。格柵百葉窗111可在打開位置與關(guān)閉位置之間移動,并且可以被維持在其任一位置或多個中間位置。通過調(diào)整不同的發(fā)動機(jī)控制或運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)(例如,格柵百葉窗打開和電動風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)),控制器可以調(diào)整增壓空氣冷卻器(CAC-未示出)的效率。[0018]濕球溫度傳感器123可以測量濕球溫度,濕球溫度可以連同干球溫度一起被用來在例如降雨的環(huán)境天氣狀況期間估計環(huán)境濕度。濕球溫度可以是車輛周圍的空氣中的降水的溫度。降水可以是雨、霧、雪、凍雨、冰雹、薄霧等中的一個或更多個。濕球溫度傳感器123可以位于車輛的外表面上,并且可以暴露于天氣要素而不暴露于車輛的內(nèi)艙,使得傳感器僅暴露于車輛外部的環(huán)境狀況,其中外表面是車輛車身的最外面的外表面,并且不被任何其他車輛部件圍住。例如,如在圖1的圖示示例中標(biāo)示的,濕球溫度傳感器123可以位于擋風(fēng)玻璃101的底座處。濕球溫度傳感器123可以暴露于降水,并且可以測量降水的溫度。在另一示例中,濕球溫度傳感器可以位于格柵百葉窗系統(tǒng)115的格柵113上。在又一示例中,濕球溫度傳感器可以位于一個或多個側(cè)視鏡103上。在又一示例中,多于一個濕球溫度傳感器可以位于車輛的外表面上的不同位置處(例如,在擋風(fēng)玻璃的底座處、在側(cè)視鏡上、在格柵上等)。當(dāng)多于一個濕球溫度傳感器被使用時,可以使用所有濕球溫度傳感器測量值的平均值來估計濕球溫度。[0019]圖1還示出了車輛102的控制系統(tǒng)14??刂葡到y(tǒng)14可以通信地耦合至發(fā)動機(jī)10以及氣候控制系統(tǒng)109的各種部件,以執(zhí)行在本文中所描述的控制例程和動作。如在圖1中示出的,控制系統(tǒng)14可以包括數(shù)字電子控制器12??刂破?2可以是微型計算機(jī),包括微處理器單元、輸入/輸出端口、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)數(shù)值的電子存儲介質(zhì)、隨機(jī)存取存儲器、?;畲嫒∑骱蛿?shù)據(jù)總線。[0020]如所描繪的,控制器12可以接收來自多個傳感器116的輸入,所述傳感器可以包括用戶輸入和/或傳感器(例如,大氣壓力、變速器齒輪位置、變速器離合器位置、油門(gas)踏板輸入,制動器輸入、變速器選擇器位置、車輛速度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、通過發(fā)動機(jī)的質(zhì)量空氣流量、環(huán)境溫度、進(jìn)氣溫度、干球溫度,濕球溫度等)、氣候控制系統(tǒng)傳感器(例如,冷卻液溫度、吸附劑溫度,風(fēng)扇速度、客艙溫度、期望的客艙溫度、環(huán)境濕度等)及其他傳感器。[0021]另外,控制器12可以與各種致動器124通信,致動器124可以包括發(fā)動機(jī)致動器(例如,燃料噴射器、電子控制的進(jìn)氣節(jié)流板、火花塞、變速器離合器等)、氣候控制系統(tǒng)致動器(例如,空氣調(diào)節(jié)通風(fēng)口和/或轉(zhuǎn)向器閥、控制冷卻液流的閥、鼓風(fēng)機(jī)致動器、風(fēng)扇致動器等)及其他致動器。此外,控制器12可以從GPS34和/或車輛102的車輛內(nèi)通信與娛樂系統(tǒng)26接收數(shù)據(jù)。[0022]車輛內(nèi)通信與娛樂系統(tǒng)26可以經(jīng)由各種無線協(xié)議(例如,無線網(wǎng)絡(luò)、基站傳輸和/或其組合)與無線通信裝置41通信。從車輛內(nèi)通信與娛樂系統(tǒng)26獲得的數(shù)據(jù)可以包括實時和預(yù)測的天氣狀況??梢酝ㄟ^各種無線通信裝置應(yīng)用軟件和天氣預(yù)測網(wǎng)站獲得天氣狀況,例如溫度、降水(例如,降雨、降雪、降霧等)以及濕度。從車輛內(nèi)通信與娛樂系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)可以包括當(dāng)前位置以及沿計劃的行進(jìn)路線的將來位置的當(dāng)前的和預(yù)測的天氣狀況。[0023]在一些實施例中,可以根據(jù)其他信號或傳感當(dāng)前第1頁1 2 3 4 5 6