RU150278U1 - Система для двигателя - Google Patents

Система для двигателя Download PDF

Info

Publication number
RU150278U1
RU150278U1 RU2014101592/06U RU2014101592U RU150278U1 RU 150278 U1 RU150278 U1 RU 150278U1 RU 2014101592/06 U RU2014101592/06 U RU 2014101592/06U RU 2014101592 U RU2014101592 U RU 2014101592U RU 150278 U1 RU150278 U1 RU 150278U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
egr
compressor
cbv
inlet
channel
Prior art date
Application number
RU2014101592/06U
Other languages
English (en)
Inventor
Джим Альфред ХИЛДИТЧ
Гопичандра СУРНИЛЛА
Дэниел Джозеф СТАЙЛЗ
Original Assignee
ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
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 ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи filed Critical ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Application granted granted Critical
Publication of RU150278U1 publication Critical patent/RU150278U1/ru

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
    • F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/04—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
    • F02B47/08—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only the substances including exhaust gas
    • 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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
    • 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
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • 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]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • 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
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/144—Sensor in intake manifold
    • 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
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • 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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B2037/125—Control for avoiding pump stall or surge
    • 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
    • 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
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

Предложена система двигателя с турбонаддувом, содержащая систему рециркуляции выхлопных газов (EGR) низкого давления и датчик кислорода на впуске, наряду со способами ее работы. Система содержит перепускной клапан компрессора, расположенный в канале, обходящем компрессор турбонагнетателя, и клапан EGR, расположенный в системе EGR, которые могут регулироваться, чтобы регулировать количество выхлопных газов, подвергнутых рециркуляции на впуск двигателя. В одном из примерных способов, чрезмерное разбавление впускного заряда двигателя может снижаться посредством уменьшения EGR при открывании перепускного клапана компрессора EGR только после того, как измерения с датчика кислорода на впуске указывают, что разбавление всасываемого воздуха снизилось ниже порогового значения.
(Фиг. 1)

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель в целом относится к управлению рециркуляцией выхлопных газов низкого давления при работе перепускного клапана компрессора в двигателе внутреннего сгорания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Системы двигателя могут использовать рециркуляцию выхлопных газов из системы выпуска двигателя в систему впуска двигателя, процесс, указываемый ссылкой как рециркуляция выхлопных газов (EGR), для снижения регулируемых выбросов. Например, система двигателя с турбонаддувом может включать в себя систему EGR низкого давления (LP), которая подвергает рециркуляции выхлопные газы из системы выпуска во впускной канал выше по потоку от компрессора турбонагнетателя. Соответственно, выхлопные газы могут подвергаться рециркуляции в систему впуска воздуха низкого давления (LP-AIS) выше по потоку от компрессора, давая в результате сжатую смесь свежего всасываемого воздуха и EGR ниже по потоку от компрессора. Клапан EGR может управляться для достижения требуемого разбавления всасываемого воздуха, требуемое разбавление всасываемого воздуха основано на условиях работы двигателя.
Однако системы двигателя с турбонаддувом также могут включать в себя перепускной клапан компрессора (CBV). В числе других функций, CBV может служить для ослабления помпажа компрессора в определенных условиях посредством рециркуляции всасываемой смеси ниже по потоку от компрессора обратно во впускной канал выше по потоку от компрессора (см. например, US 2011209690, МПК F02B39/16, опубл. 01.09.2011). Как результат, всасываемая смесь, поступающая в компрессор в условиях открытого CBV, может включать в себя более высокую долю EGR (например, более высокое разбавление всасываемого воздуха) относительно всасываемой смеси, поступающей в компрессор, когда CBV закрыт, так как она включает в себя смесь EGR/свежего воздуха, подвергнутую рециркуляции из места ниже по потоку от компрессора вследствие открытого CBV, а также дополнительной EGR из системы LP-EGR. Поэтому, если никакие действия не предпринимаются для принятия мер в ответ на эту проблему, требуемое разбавление всасываемого воздуха может не достигаться, и могут ухудшаться рабочие характеристики двигателя.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеприведенную проблему и изобрели различные подходы, чтобы по меньшей мере частично преодолеть ее. В одном из примерных подходов, LP-EGR может уменьшаться при открывании CBV (например, открыванию CBV при отпускании педали акселератора для уменьшения помпажа компрессора).
Так, была предложена система для двигателя, содержащая:
турбонагнетатель, содержащий компрессор, расположенный во впускном канале, и турбину, расположенную в выпускном канале;
систему рециркуляции выхлопных газов (EGR) низкого давления, содержащую канал EGR, соединяющий выпускной канал с впускным каналом выше по потоку от компрессора;
перепускной клапан компрессора (CBV), расположенный в канале CBV, соединяющем впускной канал ниже по потоку от компрессора с впускным каналом выше по потоку от компрессора;
датчик кислорода на впуске, расположенный во впускном канале ниже по потоку от компрессора; и
систему управления в соединении с датчиком, содержащую постоянные команды для уменьшения EGR при открывании CBV, а затем, увеличения EGR только после того, как CBV закрывается, а разбавление всасываемого воздуха падает ниже порогового значения.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая клапан EGR, расположенный в канале EGR, при этом уменьшение EGR содержит уменьшение открывания клапана EGR, а увеличение EGR содержит увеличение открывания клапана EGR.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дроссель системы впуска воздуха (AIS), расположенный выше по потоку от компрессора, канала EGR и канала CBV, при этом система управления дополнительно включает в себя постоянные команды для координирования регулировки дросселя AIS с регулировкой клапана EGR.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дроссель, расположенный ниже по потоку от датчика кислорода на впуске, и регулятор давления наддува, расположенный в канале регулятора давления наддува, обходящем турбину.
В одном из вариантов предложена система, в которой система управления дополнительно содержит постоянные команды для регулировки дросселя, регулятора давления наддува, клапана EGR и дросселя AIS на основании требуемого потока воздуха/крутящего момента и требуемого наддува.
В одном из вариантов предложена система, в которой двигатель содержит идентичные двойные турбонагнетатели, при этом компрессоры турбонагнетателей сообщаются через общий впускной канал ниже по потоку от компрессоров, причем датчик кислорода на впуске расположен в общем впускном канале.
Таким образом, чрезмерное разбавление впускного заряда может снижаться посредством рециркуляции меньшего количества выхлопных газов, или даже нисколько выхлопных газов, во впускной канал в условиях, в которых смесь воздуха /EGR уже протекает из места ниже по потоку от компрессора в место выше по потоку от компрессора через открытый CBV. Затем, после закрывания CBV (например, закрывания CBV после того, как оценка риска помпажа компрессора упала ниже порогового значения), может определяться, снизилось ли разбавление всасываемого воздуха ниже порогового значения, на основании измерений, выполненных датчиком кислорода на впуске, расположенным ниже по потоку от компрессора. Если так, в зависимости от порогового значения, немного или нисколько EGR может присутствовать во всасываемом воздухе и, таким образом, EGR может увеличиваться (например, для достижения требуемого разбавления всасываемого воздуха) без риска чрезмерного разбавления впускного заряда (который может нежелательно ухудшать работу двигателя). В качестве дополнительного преимущества этого подхода, нежелательный обратный поток EGR может уменьшаться в условиях помпажа компрессора вследствие уменьшения открывания клапана EGR.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение системы двигателя с двойным турбонаддувом, включающую в себя систему LP-EGR и датчик кислорода на впуске.
Фиг. 2 показывает процедуру для управления системой двигателя, такой как система двигателя по фиг. 1, чтобы избежать чрезмерного разбавления всасываемого воздуха двигателя.
Фиг. 3 показывает процедуру для координирования открывания CBV с регулировкой клапана EGR и на основании разбавления всасываемого воздуха, которая может осуществляться вместе с процедурой по фиг. 2.
Фиг. 4 показывает временную диаграмму для положения педали, положения клапана EGR, разбавления всасываемого воздуха и положения CBV, которая может соответствовать системе двигателя по фиг. 1 и процедурам по фиг. 2 и 3.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Последующее описание относится к управлению LP-EGR при работе CBV в двигателе внутреннего сгорания. Как показано в примерном варианте осуществления по фиг. 1, система двигателя может включать в себя две ветви, каждая оборудована турбонагнетателем и системой EGR. Датчик кислорода на впуске, расположенный ниже по потоку от компрессоров, может измерять разбавление всасываемого воздуха, которое может служить в качестве основы для регулировки CBV, а также EGR, как детализировано со ссылкой на процедуры по фиг. 2 и 3. Например, как показано на фиг. 2 и 3, при открывании CBV, клапан EGR может закрываться, чтобы избегать чрезмерного разбавления впускного заряда. Как показано на временных диаграммах по фиг. 4, как только CBV закрывается (например, вследствие падения оценки риска помпажа компрессора ниже порогового значения), и как только измеренное разбавление всасываемого воздуха отражает, что система впуска содержит в себе небольшое количество или не содержит EGR, EGR может увеличиваться при необходимости, чтобы добиваться требуемого разбавления всасываемого воздуха, не рискуя чрезмерным разбавлением впускного заряда.
Фиг. 1 показывает схематичное изображение примерной системы 100 двигателя с турбонаддувом, включающей в себя многоцилиндровый двигатель 10 внутреннего сгорания и пару однотипных турбонагнетателей 120 и 130, которые могут быть идентичными. В качестве одного из неограничивающих примеров, система 100 двигателя может быть включена в качестве части силовой установки для пассажирского транспортного средства. Несмотря на то, что не изображены в материалах настоящего описания, другие конфигурации двигателя, такие как двигатель с одиночным турбонагнетателем, могут использоваться, не выходя из объема настоящей полезной модели.
Система 100 двигателя может управляться, по меньшей мере частично, контроллером 12, и входными сигналами от водителя 190 транспортного средства через устройство 192 ввода. В этом примере, устройство 192 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 194 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Контроллер 12 может быть микрокомпьютером, содержащим микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для хранения выполняемых программ и калибровочных значений (например, микросхему постоянного запоминающего устройства), оперативное запоминающее устройство, энергонезависимую память и шину данных. Постоянное запоминающее устройство запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими постоянные команды, исполняемые микропроцессором для выполнения процедур, описанных ниже, а также других вариантов, которые предвосхищены, но конкретно не перечислены. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью принимать информацию с множества датчиков 165 и отправлять сигналы управления на множество исполнительных механизмов 175 (различные примеры которых описаны в материалах настоящего описания). Другие исполнительные механизмы, такие как многообразие дополнительных клапанов и заслонок, могут быть присоединены к различным местоположениями в системе 100 двигателя. Контроллер 12 может принимать входные данные с различных датчиков, обрабатывать входные данные и приводить в действие исполнительные механизмы в ответ на обработанные входные данные, на основании команды или кода, запрограммированных в нем, соответствующих одной или более процедур. Примерные процедуры управления описаны в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 2 и 3.
Система 100 двигателя может принимать всасываемый воздух через впускной канал 140. Как показано на фиг. 1, впускной канал 40 может включать в себя воздушный фильтр 156 и дроссель 115 системы впуска воздуха (AIS). Дроссель 115 AIS может быть выполнен с возможностью регулировать и управлять величиной потока LP-EGR. Положение дросселя 115 AIS может регулироваться системой управления посредством исполнительного механизма 117 дросселя, с возможностью связи присоединенного к контролеру 12.
По меньшей мере часть всасываемого воздуха может направляться в компрессор 122 турбонагнетателя 120 через первую ветвь впускного канала 140, как указано на 142, и по меньшей мере часть всасываемого воздуха может направляться в компрессор 132 турбонагнетателя 130 через вторую ветвь впускного канала 140, как указано на 144. Соответственно, система 100 двигателя включает в себя систему 191 AIS низкого давления выше по потоку от компрессоров 122 и 132, и систему 193 AIS высокого давления ниже по потоку от компрессоров 122 и 132.
Первая часть совокупного всасываемого воздуха может сжиматься посредством компрессора 122, где она может подаваться во впускной коллектор 160 через впускной воздушный канал 146. Таким образом, впускные каналы 142 и 146 формируют первую ветвь системы впуска воздуха двигателя. Подобным образом, вторая часть совокупного всасываемого воздуха может сжиматься посредством компрессора 132, где она может подаваться во впускной коллектор 160 через впускной воздушный канал 148. Таким образом, впускные каналы 144 и 148 формируют вторую ветвь системы впуска воздуха двигателя. Как показано на фиг. 1, всасываемый воздух из впускных каналов 146 и 148 может повторно объединяться посредством общего впускного канала 149 перед подачей во впускной коллектор 160, где всасываемый воздух может выдаваться в двигатель. В некоторых примерах, впускной коллектор 160 может включать в себя датчик 182 давления во впускном коллекторе для оценки давления в коллекторе (MAP) и/или датчик 183 температуры впускного коллектора для оценки температуры воздуха в коллекторе (MCT), каждый поддерживает связь с контроллером 12. В изображенном примере, впускной канал 149 также включает в себя охладитель 154 воздуха и дроссель 158. Положение дросселя 158 может регулироваться системой управления посредством исполнительного механизма 157 дросселя, с возможностью связи присоединенного к контролеру 12. Как показано, дроссель 158 может быть расположен во впускном канале 149 ниже по потоку от охладителя 154 воздуха и может быть выполнен с возможностью регулировать поток всасываемого газа, поступающий в двигатель 10.
Как показано на фиг. 1, перепускной клапан 152 компрессора (CBV) может быть расположен в канале 150 CBV, а CBV 155 может быть расположен в канале 151 CBV. В одном из примеров, CBV 152 и 155 могут быть электронными пневматическими CBV (EPCBV). CBV 152 и 155 могут управляться, чтобы давать возможность сброса давления в системе впуска, когда двигатель подвергается наддуву. Расположенный выше по потоку конец канала 150 CBV может быть соединен с впускным каналом 144 выше по потоку от компрессора 132, а расположенный ниже по потоку конец канала 150 CBV может быть соединен с впускным каналом 148 ниже по потоку от компрессора 132. Подобным образом, расположенный выше по потоку конец канала 151 CBV может быть соединен с впускным каналом 142 выше по потоку от компрессора 122, а расположенный ниже по потоку конец канала 151 CBV может быть соединен с впускным каналом 146 ниже по потоку от компрессора 122. В зависимости от положения каждого CBV, воздух, сжатый соответствующим компрессором, может подвергаться рециркуляции во впускной канал выше по потоку от компрессора (например, впускной канал 144 для компрессора 132 и впускной канал 142 для компрессора 122). Например, CBV может открываться для рециркуляции сжатого воздуха выше по потоку от компрессора 132, и/или CBV 155 может открываться для рециркуляции сжатого воздуха выше по потоку от компрессора 122 для сброса давления в системе впуска во время выбранных условий для снижения воздействий помпажной нагрузки компрессора. CBV 155 и 152 могут управляться системой управления активно или пассивно.
Как показано, датчик 196 давления LP-AIS расположен в месте соединения впускных каналов 140, 142 и 144, а датчик 169 давления системы впуска воздуха высокого давления (HP-AIS) расположен во впускном канале 149. Однако, в других ожидаемых вариантах осуществления, датчики 196 и 169 могут быть расположены в других местоположениях в пределах LP-AIS и HP-AIS соответственно. Среди других функций, измерения с датчика 196 давления LP-AIS и датчика 169 давления HP-AIS могут использоваться для определения степени повышения давления компрессора, которая может быть входными данными для оценки риска помпажа компрессора.
Двигатель 10 может включать в себя множество цилиндров 14. В изображенном примере, двигатель 10 включает в себя шесть цилиндров, расположенных в V-образной конфигурации. Более точно, шесть цилиндров расположены в двух рядах 13 и 15, причем, каждый ряд включает в себя три цилиндра. В альтернативных примерах, двигатель 10 может включать в себя два или более цилиндров, к примеру, 4, 5, 8, 10 или более цилиндров. Эти различные цилиндры могут быть поровну поделены и расположены в альтернативных конфигурациях, таких как V-образная, рядная, коробчатая, и т.д. Каждый цилиндр 14 может быть выполнен с топливной форсункой 166. В изображенном примере, топливная форсунка 166 является непосредственной внутрицилиндровой форсункой. Однако, в других примерах, топливная форсунка 166 может быть выполнена в виде топливной форсунки впрыска во впускной канал.
Всасываемый воздух, подаваемый в каждый цилиндр 14 (в материалах настоящего описания также указываемый ссылкой как камера 14 сгорания) через общий впускной канал 149, может использоваться для сжигания топлива, и продукты сгорания затем могут выпускаться через специфичные ряду параллельные выпускные каналы. В изображенном примере, первый ряд 13 цилиндров двигателя 10 может выпускать продукты сгорания через общий выпускной канал 17, а второй ряд 15 цилиндров может выпускать продукты сгорания через общий выпускной канал 19.
Положение впускных и выпускных клапанов каждого цилиндра 14 может регулироваться посредством толкателей с гидравлическим приводом, присоединенных к штокам толкателя клапана, или посредством механизма переключения профиля кулачка, в котором используются рабочие выступы кулачка. В этом примере, по меньшей мере впускные клапаны каждого цилиндра 14 могут управляться посредством приведения в действие кулачков с использованием системы приведения в действие кулачков. Более точно, система 25 приведения в действие кулачков впускных клапанов может включать в себя один или более кулачков и может использовать переменные установку фаз кулачкового распределения или подъем для впускных и/или выпускных клапанов. В альтернативных вариантах осуществления, впускные клапаны могут управляться электрическим клапанным распределителем. Подобным образом, выпускные клапаны могут управляться системами приведения в действие кулачков или электрическим клапанным распределителем.
Продукты сгорания, которые выпускаются двигателем 10 через выпускные каналы 17, могут направляться через выпускную турбину 124 турбонагнетателя 120, которая, в свою очередь, может выдавать механическую работу на компрессор 122 через вал 126, чтобы обеспечивать сжатие для всасываемого воздуха. В качестве альтернативы, некоторая часть или все выхлопные газы, протекающие через выпускной канал 17, могут обходить турбину 124 через обводной канал 123 турбин, в то время как управляются регулятором 128 давления наддува. Положение регулятора 128 давления наддува может управляться приводом (не показан) в соответствии с указаниями контроллера 12. В качестве одного из неограничивающих примеров, контроллер 12 может регулировать положение регулятора 128 давления наддува посредством соленоидного клапана. В этом конкретном примере, соленоидный клапан 121 может принимать перепад давлений для облегчения приведения в действие регулятора 128 давления наддува посредством привода 129 от разности давлений воздуха между впускным каналом 142, расположенным выше по потоку от компрессора 122, и впускным каналом 149, расположенным ниже по потоку от компрессора 122. В других примерах, другие пригодные подходы, иные чем соленоидный клапан, могут использоваться для приведения в действие регулятора 128 давления наддува.
Подобным образом, продукты сгорания, которые выпускаются двигателем 10 через выпускной канал 19, могут направляться через выпускную турбину 134 турбонагнетателя 130, которая, в свою очередь, может выдавать механическую работу на компрессор 132 через вал 136, чтобы обеспечивать сжатие всасываемого воздуха, протекающего через вторую ветвь системы впуска двигателя. В качестве альтернативы, некоторая часть или все выхлопные газы, протекающие через выпускной канал 19, могут обходить турбину 134 через обводной канал 133 турбин, в то время как управляются регулятором 138 давления наддува. Положение регулятора 138 давления наддува может управляться приводом (не показан) в соответствии с указаниями контроллера 12. В качестве одного из неограничивающих примеров, контроллер 12 может регулировать положение регулятора 138 давления наддува посредством соленоидного клапана. В этом конкретном примере, соленоидный клапан 121 может принимать перепад давлений для облегчения приведения в действие регулятора 138 давления наддува посредством привода 129 от разности давлений воздуха между впускным каналом 144, расположенным выше по потоку от компрессора 132, и впускным каналом 149, расположенным ниже по потоку от компрессора 132. В других примерах, другие пригодные подходы, иные чем соленоидный клапан, могут использоваться для приведения в действие регулятора 138 давления наддува.
В некоторых примерах, выпускные турбины 124 и 134 могут быть выполнены в виде турбин с переменной геометрией, при этом контроллер 12 может регулировать положение лопаток (или лопастей) рабочего колеса турбины для изменения уровня энергии, которая получается из потока выхлопных газов и сообщается их соответственному компрессору. В качестве альтернативы, выпускные турбины 124 и 134 могут быть выполнены в виде турбин с регулируемым соплом, при этом контроллер 12 может регулировать положение сопла турбины для изменения уровня энергии, которая получается из потока выхлопных газов и сообщается их соответственному компрессору. Например, система управления может быть сконфигурирована для независимого изменения положения лопастей или сопла выпускных газовых турбин 124 и 134 через соответствующие приводы.
Продукты сгорания, выпускаемые цилиндрами через выпускной канал 19, могут направляться в атмосферу через выпускной канал 170 ниже по потоку от турбины 134 наряду с тем, что продукты сгорания, выпускаемые через выпускной канал 19, могут направляться в атмосферу через выпускной канал 180 ниже по потоку от турбины 124. Выпускные каналы 170 и 180 могут включать в себя одно или более выпускных устройств дополнительной обработки, таких как каталитический нейтрализатор, и один или более датчиков выхлопных газов. Например, как показано на фиг. 1, выпускной канал 170 может включать в себя устройство 129 снижения токсичности выхлопных газов, расположенное ниже по потоку от турбины 124, выпускной канал 180 может включать в себя устройство 127 снижения токсичности выхлопных газов, расположенное ниже по потоку от турбины 134. Устройства 127 и 129 снижения токсичности выхлопных газов могут быть устройствами избирательного каталитического восстановления (SCR), трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами (TWC), уловителями NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, при работе двигателя 10, например, устройства 127 и 129 снижения токсичности выхлопных газов могут периодически восстанавливаться посредством приведения в действие по меньшей мере одного цилиндра двигателя в пределах конкретного топливно-воздушного соотношения.
Система 100 двигателя дополнительно включает в себя системы 106 и 108 EGR низкого давления (LP). Система 106 LP-EGR направляет требуемую часть выхлопных газов из выпускного канала 180 во впускной канал 144, тогда как система 108 LP-EGR направляет требуемую часть выхлопных газов из выпускного канала 170 во впускной канал 142. В изображенном варианте осуществления, EGR направляется в канале 195 EGR из места ниже по потоку от турбины 134 во впускной канал 144 в точке смешивания, расположенной выше по потоку от компрессора 132. Подобным образом, EGR направляется в канале 197 EGR из места ниже по потоку от турбины 124 во впускной канал 142 в точке смешивания, расположенной выше по потоку от компрессора 122. Величина EGR, выдаваемой во впускные каналы 144 и 142, может меняться контроллером 12 посредством клапанов 119 и 121 EGR, присоединенных в системах 106 и 108 LP-EGR соответственно. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, система 106 LP-EGR включает в себя охладитель 111 EGR, расположенный выше по потоку от клапана 119 EGR, а система 108 LP-EGR включает в себя охладитель 113 EGR, расположенный выше по потоку от клапана 121 EGR. Охладители 111 и 113 EGR могут отводить тепло из подвергнутых рециркуляции выхлопных газов, например, в хладагент двигателя.
Клапаны 119 и 121 EGR могут быть выполнены с возможностью регулировать количество и/или расход выхлопных газов, отведенных через соответствующие каналы EGR, для достижения требуемого процента разбавления EGR впускного заряда, поступающего в двигатель, где впускной заряд с более высоким процентом разбавления EGR включает в себя более высокое количественное соотношение подвергнутых рециркуляции выхлопных газов и воздуха, чем впускной заряд с более низким процентом разбавления EGR. В дополнение к положению клапанов EGR, следует принимать во внимание, что положение CBV, положение дросселя AIS и положение регулятора давления наддува также могут оказывать влияние на процент разбавления EGR впускного заряда. Например, может быть риск чрезмерного разбавления впускного воздуха, когда CBV меняет состояние (например, переключается с закрытого в открытое, или из частично закрытого в более открытое). Когда CBV открыт, смесь EGR и свежего воздуха может подвергаться рециркуляции обратно во впускной канал выше по потоку от компрессора, что может повышать процент разбавления EGR, если клапан EGR остается открытым, чтобы дальше добавлять EGR во впускной заряд выше по потоку от компрессора. В противоположность, в то время как CBV остается в фиксированном положении - открытом, закрытом или частично открытом - управление EGR может не подвергаться влиянию. В качестве еще одного примера, положение дросселя AIS может оказывать влияние на поток свежего воздуха в систему впуска; больший поток свежего воздуха в систему впуска может снижать процент разбавления EGR, тогда как меньший поток свежего воздуха в систему впуска может повышать процент разбавления EGR. В качестве еще одного другого примера, положение регулятора давления наддува может оказывать влияние на противодавление выхлопных газов; если клапан EGR закрыт не полностью, противодавление выхлопных газов может оказывать влияние на поток EGR в систему впуска. Соответственно, как будет детализировано ниже, разбавление EGR впускного заряда может регулироваться посредством регулирования одного или более из положения клапана EGR, положения CBV, положения дросселя AIS и положения регулятора давления наддува в числе других параметров.
Процент разбавления EGR впускного заряда в данный момент времени (например, количественное соотношение газообразных продуктов сгорания и воздуха во впускном канале двигателя) может логически выводиться из выходного сигнала датчика 168 кислорода на впуске. В изображенном варианте осуществления, датчик кислорода на впуске расположен в месте соединения впускных каналов 146, 148 и 149 и выше по потоку от охладителя 154 воздуха. Однако, в других примерах, датчик 168 может быть расположен ниже по потоку от охладителя 154 воздуха или в другом местоположении вдоль впускного канала 149. Датчик 168 кислорода на впуске может быть любым пригодным датчиком для выдачи показания концентрации кислорода впускного заряда, таким как линейный датчик кислорода, датчик UEGO (универсальный или широкодиапазонный, кислорода выхлопных газов) на впуске, двухрежимный датчик кислорода, и т.д. Контроллер 12 может оценивать процентное разбавление потока EGR на основании обратной связи с датчика 168 кислорода на впуске. В некоторых примерах, контроллер затем может регулировать один или более из клапана 119 EGR, клапана 121 EGR, дросселя 115 AIS, CBV 152, CBV 155, регулятора 138 давления наддува и регулятора 128 давления наддува для достижения требуемого процента разбавления EGR впускного заряда.
Следует принимать во внимание, что, в альтернативных вариантах осуществления, двигатель 10 может включать в себя одну или более систем EGR высокого давления (HP), а также систем LP-EGR для отведения по меньшей мере некоторого количества выхлопных газов из выпускных каналов двигателя выше по потоку от турбин на впуск двигателя ниже по потоку от компрессоров.
Система 100 двигателя может включать в себя различные датчики 165 в дополнение к указанным выше. Как показано, общий впускной канал 149 может включать в себя датчик 172 давления на входе дросселя (TIP) для оценки давления на входе заслонки (TIP) и/или датчик 173 температуры на входе дросселя для оценки температуры воздуха на дросселе (TCT), каждый находится в соединении с контроллером 12. Кроме того, несмотря на то, что не изображено в материалах настоящего описания, каждый из впускных каналов 142 и 144 может включать в себя датчик расхода воздуха.
Фиг. 2 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру 200 для управления системой 100 двигателя по фиг. 1 при отпускании педали акселератора. Когда отпускание педали акселератора происходит, в то время как задействована EGR, процедура 200 координирует открывание CBV с регулировкой клапана EGR и на основании разбавления всасываемого воздуха (например, в качестве измеряемого датчиком кислорода на впуске, расположенным в системе HP-AIS). Такое управления может ослаблять чрезмерное разбавление всасываемого воздуха в условиях открытого CBV, когда смесь свежего воздуха/EGR осуществляет рециркуляцию из места ниже по потоку от компрессора в место выше по потоку от компрессора.
Следует принимать во внимание, что в системе двигателя с двойными турбонагнетателями, такой как система 100 двигателя по фиг. 1, процедура 200 может осуществляться в обеих ветвях системы впуска или только в одной ветви.
На этапе 202 определяют условия работы. В качестве неограничивающих примеров, условия работы могут включать в себя температуру и давление окружающей среды, наддув, положение клапана EGR, концентрацию кислорода на впуске в системе LP-AIS, положение педали (PP), скорость вращения двигателя, нагрузку двигателя, температуру двигателя, и т.д.
Как только условия работы определены, процедура переходит на этап 204, где определяют требуемые поток воздуха/крутящий момент и наддув. Например, требуемые поток воздуха/крутящий момент могут определяться на основании положения педали (например, сигнала PP по фиг. 1). Кроме того, требуемый наддув, например, может определяться посредством обращения к значениям наддува, соответствующим текущим условиям работы двигателя (например, условиям работы, определенным на этапе 202) в справочной таблице, хранимой в памяти.
После этапа 204, процедура переходит на этап 206, чтобы регулировать дроссель и регулятор давления наддува турбины турбонагнетателя на основании требуемого потока воздуха/крутящего момента и наддува, определенных на этапе 204. Например, это может включать в себя увеличение открывания дросселя 158 по фиг. 1, если требуемый поток воздуха/крутящий момент больше, чем текущий поток воздуха/крутящий момент, и уменьшение открывания регулятора давления наддува (например, одного или обоих из регуляторов 138 и 128 давления наддува по фиг. 1), если положение регулятора давления наддува, которое будет обеспечивать требуемый наддув, является в меньшей степени открытым положением, чем текущее положение регулятора давления наддува. В качестве еще одного примера, регулировка дросселя и регулятора давления наддува турбины турбонагнетателя на основании требуемого потока воздуха/крутящего момента и наддува может включать в себя уменьшение открывания дросселя 158 по фиг. 1, если требуемый поток воздуха/крутящий момент меньше, чем текущий поток воздуха/крутящий момент, и увеличение открывания регулятора давления наддува (например, одного или обоих из регуляторов 138 и 128 давления наддува по фиг. 1), если положение регулятора давления наддува, которое будет обеспечивать требуемый наддув, является в большей степени открытым положением, чем текущее положение регулятора давления наддува.
После этапа 206, процедура переходит на этап 208, где определяется, задействована ли EGR. Например, в системе с двойными турбонагнетателями, такой как система 100 двигателя по фиг. 1, EGR может задействоваться в данной ветви впуска, когда клапан EGR для такой ветви открыт, тогда как EGR может не задействоваться в такой ветви, когда соответствующий клапан EGR закрыт.
Если ответом на этапе 208 является «Да», указывающее, что EGR задействована, процедура переходит на этап 210, чтобы определять требуемую EGR на основании условий работы (например, условий работы, определенных на этапе 202). Например, это может включать в себя определение количества выхлопных газов для рециркуляции в систему впуска, чтобы добиваться требуемого разбавления всасываемого воздуха, требуемое разбавление всасываемого воздуха основано на скорости вращения двигателя, нагрузке двигателя, температуре двигателя и других условиях работы двигателя. Кроме того, это может включать в себя определение положения клапана EGR, которое будет добиваться требуемой EGR.
После этапа 210, процедура переходит на этап 212, чтобы регулировать клапан EGR и дроссель AIS для обеспечения требуемой EGR (в качестве определяемой на этапе 210) и требуемого наддува (в качестве определяемого на этапе 204) при удовлетворении запрошенного потока воздуха/крутящего момента. Регулировка клапана EGR может включать в себя усиление или ослабление потока выхлопных газов из выпускного канала. Например, контроллер может отправлять сигнал для изменения величины открывания одного или более из клапанов 119 и 121 EGR по фиг. 1 на основании требуемой EGR в пределах диапазона, соответствующего запрошенному потоку воздуха/крутящему моменту. Кроме того, контроллер может отправлять сигнал для регулировки положения дросселя AIS по фиг. 1 (например, для усиления или ослабления потока свежего воздуха, поступающего в систему впуска) на основании требуемой EGR и требуемого наддува в пределах диапазона, соответствующего запрошенному потоку воздуха/крутящему моменту. Таким образом, в условиях, в которых требуется усиливать поток воздуха через дроссель AIS для повышения наддува, EGR может увеличиваться также посредством увеличения величины открывания клапана EGR для достижения требуемого разбавления всасываемого воздуха. Такое управление может улучшать рабочие характеристики двигателя и снижать выбросы посредством задействования наддува при сохранении требуемого разбавления всасываемого воздуха.
После этапа 212, процедура переходит на этап 214, чтобы определять, открыт ли CBV. Это определение может производиться системой управления, например, на основании сигнала с датчика положения CBV или на основании предшествующего управления CBV системой управления в случае активного управления CBV. Как будет детализировано ниже, CBV может открываться в условиях, в которых риск помпажа компрессора выше порогового значения, в которых риск помпажа компрессора основан на объемном потоке воздуха через компрессор и степени повышения давления компрессора в числе других факторов.
Если ответом на этапе 214 является «Да», процедура переходит на этап 216, чтобы закрывать клапан EGR. Например, контроллер может отправлять сигнал на один или более из клапанов 119 и 121 EGR, чтобы по меньшей мере частично закрывать клапан(ы). Когда EGR задействована, и CBV открыт, может быть полезным закрывать клапан EGR, так как это действие может уменьшать вероятность чрезмерного разбавления смеси EGR/воздуха в системе впуска посредством уменьшения рециркуляции выхлопных газов в систему впуска. Кроме того, закрывание клапана EGR, в то время как CBV открыт, может преимущественно уменьшать нежелательный обратный поток через канал EGR (например, поток из системы впуска в систему выпуска, происходящий в результате, когда давление в системе впуска превышает давление в системе выпуска).
После этапа 216, на этапе 218, процедура 200 переходит в процедуру 300. Как показано на фиг. 3 и описано ниже, процедура 300 является стратегией управления, предписанной при отпускании педали акселератора, в то время как задействована EGR, которая может ослаблять чрезмерное разбавление впускного заряда двигателя посредством контроля концентрации кислорода смеси всасываемого воздуха/EGR в HP-AIS. После этапа 218, процедура 200 заканчивается.
Иначе, если ответом на этапе 214 является «Нет», указывающее, что CBV не открыт, способ 200 заканчивается.
Возвращаясь на этапе 208, если ответом является «Нет», указывающее, что EGR не задействована, способ 200 заканчивается.
Продолжая по фиг. 3, она показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру 300 для координирования открывания CBV с регулировкой клапана EGR и на основании разбавления всасываемого воздуха (например, в качестве измеренного датчиком кислорода на впуске в HP-AIS). Процедура 300 может осуществляться при отпускании педали акселератора водителем, когда задействована EGR, например, на этапе 218 процедуры 200.
Следует принимать во внимание, что в системе двигателя с двойными турбонагнетателями, такой как система 100 двигателя по фиг. 1, процедура 300 может осуществляться в обеих ветвях системы впуска или только в одной ветви.
На этапе 302, процедура 300 включает в себя определение разбавления всасываемого воздуха в HP-AIS. Например, разбавление всасываемого воздуха может оцениваться или логически выводиться на основании измерений концентрации кислорода в HP-AIS, например, измерений с датчика 168 кислорода на впуске в контексте фиг. 1. Следует принимать во внимание, что, в некоторых вариантах осуществления, измерения с датчика кислорода на впуске могут подвергаться поправке на основании других рабочих параметров двигателя, таких как измеренные давления в пределах системы впуска, и поправленные измерения могут давать более точное измерение разбавления всасываемого воздуха.
После этапа 302, процедура 300 переходит на этап 304, чтобы оценивать риск помпажа компрессора. Риск помпажа компрессора может быть основан на различных факторах, в том числе, объемном потоке воздуха через компрессор и степени повышения давления компрессора (например, степени повышения давления на компрессоре 122 и/или компрессоре 132, которая может определяться на основании значений давления, считанных датчиком 196 давления LP-AIS и датчиком 169 давления HP-AIS).
После этапа 304, процедура 300 переходит на этап 306, чтобы определять, является ли риск помпажа компрессора меньшим, чем пороговое значение. Например, пороговое значение может быть уровнем риска, выше которого вероятен нежелательный помпаж компрессора (например, обусловленный различными факторами, такими как объемный поток воздуха и степень повышения давления компрессора). Например, контроллер 12 может формировать прерывание, когда оценка риска помпажа компрессора снижается от значения выше порогового до значения ниже порогового, и процедура, инициированная прерыванием, может включать в себя закрывание CBV (например, этап 308, описанный ниже). В качестве альтернативы, оценка риска помпажа компрессора может сохраняться в памяти контроллера 12 обновляется с заданными интервалами на основании измеренных и/или оцененных значений различных параметров, таких как объемный поток воздуха и степень повышения давления компрессора. В этом случае, контроллер 12 может опрашивать сохраненную оценку риска помпажа компрессора с заданными интервалами или непрерывно, чтобы определять, когда оценка снижается ниже порогового значения.
Если ответом на этапе 306 является «Нет», то оценка риска помпажа компрессора не ниже порогового значения, процедура 300 заканчивается (например, с CBV, остающимся открытым для противодействия помпажу). Иначе, если ответом на этапе 306 является «Да», процедура 300 переходит на этапе 308, чтобы закрывать CBV. После закрывания CBV, смесь всасываемого воздуха/EGR в HP-AIS (которая может включать в себя, или которая еще может не включать в себя EGR) может больше не протекать из места ниже по потоку от компрессора в место выше по потоку от компрессора, в зависимости от того, является ли CBV закрытым полностью или частично. Следует принимать во внимание, что, в некоторых примерах, CBV может оставаться по меньшей мере частично открытым, когда риск помпажа компрессора отсутствует, чтобы уменьшать вероятность помпажа. В таких примерах, «закрывание CBV» может указывать ссылкой на частичное закрывание CBV. Кроме того, CBV может управляться на основании факторов, иных чем риск помпажа компрессора, не выходя из объема настоящей полезной модели.
После этапа 308, процедура 300 переходит на этап 310, чтобы определять, является ли разбавление всасываемого воздуха в HP-AIS меньшим, чем пороговое значение. Например, разбавление всасываемого воздуха, определенное на этапе 302, может сравниваться с пороговым значением. Пороговое значение может быть разбавлением всасываемого воздуха, которое указывает, что всего-лишь ничтожные количества EGR остаются в HP-AIS, или что EGR не остается в HP-AIS (например, на основании измерений с датчика кислорода на впуске, расположенного в HP-AIS, такого как датчик 168 по фиг. 1). Как будет описано ниже со ссылкой на временные диаграммы, изображенные на фиг. 4, разбавление всасываемого воздуха в HP-AIS, падающее ниже порогового значения, может указывать, что заключительная часть «порции» EGR поступила в двигатель (порция EGR является смесью воздуха и EGR, в которой разбавление воздуха посредством EGR превышает пороговое значение. В этот момент, EGR, смешанная с всасываемым воздухом и подвергнутая рециркуляции обратно в LP-AIS через CBV, после закрывания клапана EGR и до закрывания CBV, прошла через компрессор в HP-AIS, а затем, в двигатель для сгорания.
Если ответом на этапе 310 является «Нет», например, указывая, что заключительная часть порции EGR еще не поступила в двигатель, процедура 300 переходит на этап 314, чтобы поддерживать клапан EGR закрытым. Таким образом, рециркуляция выхлопных газов из системы выпуска в систему впуска может подавляться до тех пор, пока смесь EGR/воздуха, подвергнутая рециркуляции из места ниже по потоку от компрессора в место выше по потоку от компрессора через открытый CBV, не содержит в себе всего лишь остатки EGR (или не содержит EGR), чтобы ослаблять чрезмерное разбавление впускного заряда двигателя. В это время, система LP-AIS может включать в себя неразбавленный всасываемый воздух (например, воздух, который не смешан с EGR) вследствие закрывания обоих, CBV и клапана EGR после этапа 314, способ 300 заканчивается. Следует принимать во внимание, что, при следующем выполнении процедуры 300 контроллером, ответом на этапе 310 может быть «Да», как только неразбавленный всасываемый воздух проходит через компрессор в HP-AIS, так как датчик кислорода на впуске в HP-AIS будет измерять ничтожные количества EGR или нисколько EGR во всасываемом воздухе и, таким образом, вероятно будет измерять разбавление всасываемого воздуха в качестве находящегося ниже порогового значения.
Иначе, если ответом на этапе 310 является «Да», процедура 300 продолжается на этапе 312, чтобы регулировать клапан EGR и дроссель AIS для обеспечения требуемого разбавления всасываемого воздуха и наддува (например, в качестве измеряемых на этапах 210 и 204 процедуры 200 соответственно), по-прежнему при удовлетворении требуемого потока воздуха/крутящего момента (например, в качестве определенного на этапе 204 процедуры 200). Например, как описано выше для этапа 212 процедуры 200, контроллер может отправлять сигнал для изменения величины открывания одного или обоих из клапанов 119 и 121 EGR по фиг.1 на основании требуемого разбавления всасываемого воздуха в пределах диапазона, соответствующего запрошенному потоку воздуха/крутящему моменту. Кроме того, контроллер может отправлять сигнал для регулировки положения дросселя 15 AIS по фиг. 1 на основании требуемого разбавления всасываемого воздуха и требуемого наддува, в пределах диапазона, соответствующего запрошенному потоку воздуха/крутящему моменту. Соответственно, как только CBV был закрыт, и как только заключительная часть порции EGR прошла через HP-AIS и в двигатель, клапан EGR и дроссель AIS вновь может регулироваться для достижения требуемого разбавления всасываемого воздуха. После этапа 312, способ 300 заканчивается.
Фиг. 4 - диаграмма 400, иллюстрирующая положение педали, положение клапана EGR, разбавление всасываемого воздуха и положение CBV согласно одному из примерных вариантов осуществления настоящей полезной модели. Время изображено по горизонтальной оси, а положение педали (PP), положение клапана EGR, разбавление всасываемого воздуха и положение CBV изображены по вертикальной оси. Кривая 402 изображает положение педали, кривая 404 изображает положение клапана EGR, кривя 406 изображает разбавление всасываемого воздуха в HP-AIS (например, в качестве измеренного датчиком 168 кислорода на впуске), кривая 408 изображает разбавление всасываемого воздуха в LP-AIS, а кривая 410 изображает положение CBV.
Со ссылкой на кривую 402, изображено положение приводимой в действие водителем педали акселератора (например, устройства 192 ввода по фиг. 1). Как показано, до момента T1 времени, педаль может дополнительно нажиматься относительно своего начального положения (посредством «нажатия педали акселератора» водителем транспортного средства, например, для повышения скорости транспортного средства или для поддержания текущей скорости транспортного средства при движении в гору), а затем, частично отпускается (посредством частичного «отпускания педали акселератора» водителем транспортного средства, например, для замедления скорости транспортного средства или для поддержания текучей скорости транспортного средства при движении с горы). В момент T1 времени, происходит дальнейшее «отпускание педали акселератора» водителем, когда водитель транспортного средства дополнительно отпускает педаль акселератора, как показано более крутым отрицательным наклоном кривой 402, начиная с момента T1 времени. После этого отпускания педали акселератора, положение педали остается постоянным до тех пор, пока не происходит «нажатие педали акселератора» водителем после момента T3 времени.
Далее, со ссылкой на кривую 404, изображено положение клапана EGR, такого как клапан 119 или 121 EGR по фиг. 1. Как показано, до момента T1 времени и после момента T3 времени, величина открывания клапана EGR может приблизительно отслеживать положение педали и, таким образом, клапан EGR может открываться и закрываться согласно крутящему моменту, потоку воздуха двигателя и командам интенсивности EGR, выдаваемым системой управления на основании положения педали. Однако между моментом T1 времени и моментом T3 времени, клапан EGR может управляться на основании положения CBV и разбавления всасываемого воздуха, как будет детализировано ниже.
Кривая 406 изображает разбавление всасываемого воздуха в HP-AIS (а также в LP-AIS ниже по потоку от места соединения канала EGR и впускного канала) наряду с тем, что кривая 408 изображает разбавление всасываемого воздуха в LP-AIS. Например, в контексте фиг. 1, разбавление всасываемого воздуха, представленное кривой 406, может измеряться датчиком 168 кислорода на впуске.
Продолжая по кривой 410, изображено положение CBV, такого как CBV 152 или 155 по фиг. 1. Как детализировано ниже, изменения положения CBV могут инициировать изменения положения клапана EGR.
Далее будет описано взаимодействие положения CBV, разбавления всасываемого воздуха и положения клапана EGR во время изображенной продолжительности времени. Как показано, до момента T1, времени, CBV находится в закрытом положении, как показано кривой 410. CBV может закрываться вследствие нахождения оценки риска помпажа компрессора ниже порогового значения или по другим причинам. Кроме того, до момента T1, времени, клапан EGR открывается в меняющейся степени по мере того, как он отслеживает положение педали. Так как CBV закрыт до момента T1, времени, только свежий воздух может поступать во впускной канал выше по потоку от места соединения клапана EGR и впускного канала; смесь воздуха/EGR не осуществляет рециркуляцию из места ниже по потоку от компрессора в место выше по потоку от компрессора через канал CBV вследствие закрывания CBV. Соответственно, как показано кривой 408, всасываемый воздух в LP-AIS выше по потоку от входа канала EGR может не разбавляться выхлопными газами до момента T1 времени. В противоположность, как показано кривой 406, всасываемый воздух в HP-AIS (а также всасываемый воздух в LP-AIS ниже по потоку от места соединения канала EGR и впускного канала) может разбавляться EGR вследствие открывания клапана EGR в меняющейся степени до момента T1 времени.
В момент T1 времени, открывается CBV. CBV может открываться в момент T1 времени вследствие повышения оценки риска помпажа компрессора выше порогового значения или по другим причинам. Как показано, клапан EGR инициируется на закрывание при открывании CBV. Несмотря на закрывание клапана EGR в момент T1 времени, разбавление всасываемого воздуха в HP-AIS остается постоянным в течение некоторой продолжительности времени после момента T1 времени, вследствие задержки транспортировки между входом EGR и местоположением измерения разбавления всасываемого воздуха (например, датчика 168 по фиг. 1). Спустя продолжительность времени, несмотря на повышенное разбавление всасываемого воздуха выше по потоку от входа EGR после момента T1 времени, закрывание клапана EGR может приводить к снижению разбавления всасываемого воздуха в HP-AIS (как показано отрицательным наклоном кривой 406 до момента T2 времени). Это может происходить вследствие относительных размеров (например, диаметров) каналов EGR и CBV; как показано на фиг. 1, канал(ы) CBV может быть меньшим, чем канал(ы) EGR, и, таким образом, добавление смеси воздуха/EGR во впускной канал через канал CBV может не увеличивать разбавление всасываемого воздуха в достаточной мере, чтобы компенсировать снижение разбавления всасываемого воздуха, являющееся результатом закрывания клапана EGR.
Между тем, как показано кривой 408, разбавление всасываемого воздуха в LP-AIS возрастает после момента T1 времени, так как разбавленный воздух из HP-AIS подвергается рециркуляции в LP-AIS через открытый CBV. В некоторых примерах, разбавление всасываемого воздуха в LP-AIS может достигать такой же высокой величины, как величина разбавления всасываемого воздуха в HP-AIS до открывания CBV. По мере того, как разбавление всасываемого воздуха в HP-AIS начинает снижение (через задержку транспортировки), разбавление всасываемого воздуха в LP-AIS также начинает снижение, так как в меньшей степени разбавленный воздух подвергается рециркуляции из HP-AIS в LP-AIS, и свежий воздух поступает в LP-AIS через впускной канал 140 по фиг. 1.
В момент T2 времени, CBV закрывается (например, вследствие оценки риска помпажа компрессора, падающей ниже порогового значения или вследствие других факторов), и он остается закрытым в течение оставшейся части изображенной продолжительности времени. Однако клапан EGR остается закрытым до тех пор, пока уровень разбавления HP-AIS не падает ниже порогового значения (например, как описано выше для этапа 310 способа 300). Разбавление всасываемого воздуха в HP-AIS, а также LP-AIS, продолжает возрастать после момента T2 времени вследствие задержки транспортировки, так как оставшаяся часть разбавленного воздуха проходит через систему впуска и в двигатель. До момента T3 времени, разбавление всасываемого воздуха в LP-AIS снижается до минимального значения (например, разбавления 0%), так как последние остатки разбавленного EGR всасываемого воздуха прошли через компрессор в HP-AIS. Так как CBV остается закрытым в течение оставшейся части изображенного времени, разбавление всасываемого воздуха в LP-AIS выше по потоку от входа EGR снижается до базового уровня и остается там. Следует принимать во внимание, что разбавление всасываемого воздуха в HP-AIS еще не достигло минимального значения перед моментом T3 вследствие задержки транспортировки.
В момент T3 времени, вся из EGR, присутствующей в системе впуска, начиная с закрытия клапана CBV в момент T2 времени, прошла через HP-AIS и в двигатель для сгорания и, таким образом, разбавление всасываемого воздуха в HP-AIS снижается до минимального уровня. Например, всего лишь ничтожные количества выхлопных газов - или нисколько выхлопных газов - могут присутствовать в HP-AIS в момент T3 времени. Значение разбавления всасываемого воздуха по кривой 406 в момент T3 времени может быть пороговым значением, указанным на этапе 310 процедуры 300. Соответственно, в момент T3 времени, величина открывания клапана EGR может уменьшаться, как показано кривой 404. Например, величина открывания клапана EGR может регулироваться, чтобы приблизительно отслеживать положение педали, как обсуждено выше для интервала до момента T1 времени. Как показано кривой 406, после момента T3 времени, разбавление всасываемого воздуха в HP-AIS остается на минимальном значении вследствие задержки транспортировки (например, в то время как EGR, введенная во впускной канал при открывании клапана EGR в момент T3 времени, проходит из LP-AIS в HP-AIS). Через задержку транспортировки, как показано, разбавление всасываемого воздуха в HP-AIS возрастает до того же самого уровня, как оно было до момента T1 времени, который может быть требуемым разбавлением всасываемого воздуха.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут осуществляться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут осуществляться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящей полезной модели включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке.
Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.

Claims (6)

1. Система для двигателя, содержащая:
турбонагнетатель, содержащий компрессор, расположенный во впускном канале, и турбину, расположенную в выпускном канале;
систему рециркуляции выхлопных газов (EGR) низкого давления, содержащую канал EGR, соединяющий выпускной канал с впускным каналом выше по потоку от компрессора;
перепускной клапан (CBV) компрессора, расположенный в канале CBV, соединяющем впускной канал ниже по потоку от компрессора с впускным каналом выше по потоку от компрессора;
датчик кислорода на впуске, расположенный во впускном канале ниже по потоку от компрессора; и
систему управления в соединении с датчиком, содержащую постоянные команды для уменьшения EGR при открывании CBV, а затем, увеличения EGR только после того, как CBV закрывается, а разбавление всасываемого воздуха падает ниже порогового значения.
2. Система по п. 1, дополнительно содержащая клапан EGR, расположенный в канале EGR, при этом уменьшение EGR включает уменьшение открывания клапана EGR, а увеличение EGR включает увеличение открывания клапана EGR.
3. Система по п. 2, дополнительно содержащая дроссель системы впуска воздуха (AIS), расположенный выше по потоку от компрессора, канала EGR и канала CBV, при этом система управления дополнительно включает в себя постоянные команды для координирования регулировки дросселя AIS с регулировкой клапана EGR.
4. Система по п. 3, дополнительно содержащая дроссель, расположенный ниже по потоку от датчика кислорода на впуске, и регулятор давления наддува, расположенный в канале регулятора давления наддува, обходящем турбину.
5. Система по п. 4, в которой система управления дополнительно содержит постоянные команды для регулировки дросселя, регулятора давления наддува, клапана EGR и дросселя AIS на основании требуемого потока воздуха/крутящего момента и требуемого наддува.
6. Система по п. 5, в которой двигатель содержит идентичные двойные турбонагнетатели, при этом компрессоры турбонагнетателей сообщены через общий впускной канал ниже по потоку от компрессоров, причем датчик кислорода на впуске расположен в общем впускном канале.
Figure 00000001
RU2014101592/06U 2013-01-21 2014-01-20 Система для двигателя RU150278U1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/746,232 US9708974B2 (en) 2013-01-21 2013-01-21 Low-pressure EGR control during compressor bypass valve operation
US13/746,232 2013-01-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU150278U1 true RU150278U1 (ru) 2015-02-10

Family

ID=51064632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014101592/06U RU150278U1 (ru) 2013-01-21 2014-01-20 Система для двигателя

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9708974B2 (ru)
CN (1) CN103939242B (ru)
DE (1) DE102014200797A1 (ru)
RU (1) RU150278U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719775C2 (ru) * 2015-06-16 2020-04-23 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ управления наддувом двигателя транспортного средства (варианты)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9181904B2 (en) * 2010-08-10 2015-11-10 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust gas recirculation control
US9708974B2 (en) * 2013-01-21 2017-07-18 Ford Global Technologies, Llc Low-pressure EGR control during compressor bypass valve operation
US9309836B2 (en) * 2013-08-13 2016-04-12 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for boost control
US9435251B2 (en) 2013-08-15 2016-09-06 Ford Global Technologies, Llc Method for estimating charge air cooler condensation storage and/or release with an intake oxygen sensor
US9650946B2 (en) 2013-08-15 2017-05-16 Ford Global Technologies, Llc Method for estimating charge air cooler condensation storage and/or release with two intake oxygen sensors
US9683497B2 (en) * 2013-10-25 2017-06-20 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for adjusting engine airflow based on output from an oxygen sensor
DE102014220905B4 (de) * 2014-10-15 2020-04-16 Ford Global Technologies, Llc Brennkraftmaschine mit Abgasturboaufladung und Abgasrückführung
US9702298B2 (en) * 2014-12-09 2017-07-11 Ford Global Technologies, Llc Diagnostic method for a compressor recirculation valve
JP6492881B2 (ja) * 2015-03-31 2019-04-03 三菱自動車工業株式会社 エンジンの制御装置
CN105952497A (zh) * 2016-07-08 2016-09-21 佛山格尼斯磁悬浮技术有限公司 一种抑制喘振的管道
JP6939460B2 (ja) * 2017-11-20 2021-09-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US11073100B2 (en) 2018-11-16 2021-07-27 Fca Us Llc Cylinder based low pressure cooled exhaust gas recirculation transient measurement methodology
CN113074044B (zh) * 2021-04-08 2022-04-26 潍柴动力股份有限公司 一种发动机增压器的保护方法及其设备

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6079629A (en) * 1998-06-09 2000-06-27 Denso Corporation Vehicle heating apparatus having combustor
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
JP4251073B2 (ja) 2003-12-25 2009-04-08 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
JP2005248748A (ja) * 2004-03-02 2005-09-15 Isuzu Motors Ltd ディーゼルエンジン
DE602004012986T2 (de) 2004-06-15 2009-06-04 C.R.F. Società Consortile per Azioni, Orbassano Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Ansaugluftmenge einer Brennkraftmaschine basierend auf der Messung der Sauerstoffkonzentration in einem der Brennkraftmaschine zugeführten Gasgemisch
US7571608B2 (en) * 2005-11-28 2009-08-11 General Electric Company Turbocharged engine system and method of operation
US8132555B2 (en) * 2005-11-30 2012-03-13 Ford Global Technologies, Llc Event based engine control system and method
US7814752B2 (en) * 2007-02-28 2010-10-19 Caterpillar Inc Decoupling control strategy for interrelated air system components
US8001778B2 (en) * 2007-09-25 2011-08-23 Ford Global Technologies, Llc Turbocharged engine control operation with adjustable compressor bypass
US8365528B2 (en) * 2009-01-06 2013-02-05 Ford Global Technologies, Llc Engine valve duration control for improved scavenging
US8402751B2 (en) 2009-09-29 2013-03-26 Ford Global Technologies, Llc Particulate filter regeneration in an engine
US8381700B2 (en) * 2009-12-03 2013-02-26 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for exhaust gas recirculation control in homogeneous charge compression ignition engine systems
US8251049B2 (en) 2010-01-26 2012-08-28 GM Global Technology Operations LLC Adaptive intake oxygen estimation in a diesel engine
US8733320B2 (en) * 2010-04-02 2014-05-27 Ford Global Technologies, Llc Combustion stability enhancement via internal EGR control
US8442744B2 (en) * 2010-07-20 2013-05-14 Ford Global Technologies, Llc Compensation for oxygenated fuel use in a diesel engine
US8161746B2 (en) 2011-03-29 2012-04-24 Ford Global Technologies, Llc Method and system for providing air to an engine
US8301358B2 (en) * 2011-06-21 2012-10-30 Ford Global Technologies, Llc Method of engine starting
US9708974B2 (en) * 2013-01-21 2017-07-18 Ford Global Technologies, Llc Low-pressure EGR control during compressor bypass valve operation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2719775C2 (ru) * 2015-06-16 2020-04-23 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ управления наддувом двигателя транспортного средства (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
US20140202435A1 (en) 2014-07-24
CN103939242B (zh) 2018-01-30
US9708974B2 (en) 2017-07-18
DE102014200797A1 (de) 2014-07-24
CN103939242A (zh) 2014-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU150278U1 (ru) Система для двигателя
RU2701246C2 (ru) Способ и система снижения степени разжижения масла в двигателе с наддувом (варианты)
RU2683344C2 (ru) Способ (варианты) и система для двигателя
CN108343530B (zh) 用于排气再循环系统诊断的方法和系统
RU154429U1 (ru) Система регулировки работы двигателя
RU153997U1 (ru) Система для управления наддувом
RU2569124C2 (ru) Способ и система управления рециркуляцией отработавших газов
RU2642969C2 (ru) Способ корректирования измерений датчика кислорода на впуске двигателя (варианты)
RU2669111C2 (ru) Способы для двигателя и система двигателя
RU2705491C2 (ru) Способ и система управления двигателем с группой цилиндров, предназначенных для рециркуляции отработавших газов (варианты)
RU153603U1 (ru) Система для управления наддувом
RU152593U1 (ru) Система двигателя
RU2604973C2 (ru) Способ приведения в действие двигателя с наддувом (варианты) и система двигателя
RU2665091C2 (ru) Способ работы двигателя с наддувом (варианты) и система работы двигателя с наддувом
RU155440U1 (ru) Система двигателя
RU2719200C2 (ru) Способ разомкнутого и замкнутого управления системой рециркуляции отработавших газов (варианты)
CN105756786B (zh) 内燃发动机的部分停用
RU2666934C2 (ru) Определение загрязнения охладителя рециркуляции отработавших газов с использованием датчика dpov (перепада давления на клапане)
RU152587U1 (ru) Система двигателя
US10443515B2 (en) Internal combustion engine featuring partial shutdown and method for operating an internal combustion engine of this kind
RU2711802C2 (ru) Способ (варианты) и система предотвращения помпажа
RU154425U1 (ru) Система для датчика влажности на впуске
US9885302B2 (en) Method for regenerating a NOx storage catalytic converter
US10330034B2 (en) Device and method for predicting the exhaust gas recirculation rate
US11053872B2 (en) Method and system for operating an engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20210121