Способ управления двигателем (варианты) и система управления двигателем



Способ управления двигателем (варианты) и система управления двигателем
Способ управления двигателем (варианты) и система управления двигателем
Способ управления двигателем (варианты) и система управления двигателем

 


Владельцы патента RU 2573091:

ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи (US)

Изобретение может быть использовано в форсированных двигателях внутреннего сгорания. Способ управления двигателем включает в себя настройку предела крутящего момента двигателя в ответ на объем рециркулируемых выхлопных газов в цилиндре двигателя. Рециркулируемые выхлопные газы охлаждаются посредством охладителя рециркулируемых выхлопных газов. Рециркулируемые выхлопные газы в цилиндре оцениваются посредством объема рециркулируемых выхлопных газов во впускном коллекторе двигателя. Раскрыт вариант управления двигателем и система управления двигателем. Технический результат заключается в снижении вероятности раннего зажигания в форсированных двигателях внутреннего сгорания. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Уровень техники

Форсированные двигатели проявляют рабочие характеристики двигателей большего объема при более низкой нагнетательной работе двигателя. Однако, при более высоких нагрузках двигателя и более низких частотах вращения двигателя, сгорание в цилиндре двигателя может инициироваться непроизвольно, без индуцирования искрового разряда. В частности, топливно-воздушная смесь может подвергаться раннему зажиганию в результате сжатия высокотемпературной топливно-воздушной смеси. Раннее зажигание топливно-воздушной смеси, к тому же, дополнительно увеличивает давление в цилиндрах, так что остаточные газы цилиндра, оставшиеся в цилиндре, непроизвольно воспламеняются, тем самым вызывая более высокие уровни детонации двигателя. Вероятность раннего зажигания может быть снижена или ограничена посредством введения остатков охлажденных отработавших газов посредством системы рециркуляции отработавших газов (EGR) в цилиндр. Введение охлажденных отработавших газов в цилиндр может замедлять химическую кинетику, тем самым снижая вероятность раннего зажигания. В дополнение, охлажденная EGR расссоредотачивает кислород в пределах цилиндра и снижает скорость выделения тепла подвергнутой сгоранию топливно-воздушной смеси, так что вероятность воспламенения остаточных газов уменьшается. Но охлажденная EGR не всегда может иметься в распоряжении для уменьшения вероятности раннего зажигания. Например, достаточный объем охлажденной EGR может не иметься в распоряжении для ограничения вероятности раннего зажигания во время переходных режимов, так как может быть трудно настраивать объем EGR под переходные режимы. Кроме того, вскоре после запуска двигателя, EGR может не иметься в распоряжении в системе EGR, так как кислород мог поступить в выхлопную систему во время остановки двигателя. Соответственно, EGR может использоваться для содействия регулирования раннего зажигания в некоторых режимах, но может не быть способной к ограничению вероятности раннего зажигания во время всех режимов работы двигателя.

Раскрытие изобретения

Авторы в материалах настоящей заявки осознали вышеупомянутые недостатки и разработали способ управления двигателем.

Согласно одному варианту предложен способ управления двигателем, включающий настройку предела крутящего момента двигателя в ответ на объем EGR в цилиндре двигателя.

EGR предпочтительно охлаждается посредством охладителя EGR, при этом EGR в цилиндре оценивается посредством объема EGR во впускном коллекторе двигателя.

Предел крутящего момента двигателя предпочтительно уменьшается в ответ на уменьшение объема EGR, поступающей в цилиндры двигателя, и предел крутящего момента двигателя увеличивается в ответ на увеличение объема EGR, поступающей в цилиндры двигателя.

Объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя, предпочтительно ограничивается в ответ на стабильность сгорания или выбросы двигателя.

Способ предпочтительно дополнительно включает случаи, когда двигатель останавливается, и случаи, когда предел крутящего момента настраивается под объем EGR в цилиндре после того, как двигатель повторно запущен.

Крутящий момент двигателя предпочтительно регулируется до крутящего момента, меньшего, чем предел крутящего момента, посредством ограничения объема потока воздуха в двигатель.

Объем EGR предпочтительно оценивается посредством датчика UEGO, при этом предел крутящего момента дополнительно основан на температуре EGR.

Согласно другому варианту предложен способ управления двигателем, включающий остановку двигателя, настройку клапана EGR в ответ на объем воздуха в магистрали EGR во время или после перезапуска двигателя у остановленного двигателя и настройку предела крутящего момента двигателя в ответ на объем EGR в цилиндре двигателя после перезапуска двигателя.

Настройка клапана EGR предпочтительно включает в себя открытие клапана EGR после перезапуска двигателя и закрытие клапана EGR, когда некоторый объем воздуха замещен отработавшими газами в магистрали EGR.

EGR предпочтительно поступает в систему впуска воздуха двигателя в местоположении в системе впуска воздуха выше по потоку от дроссельного клапана.

EGR предпочтительно поступает в систему впуска воздуха двигателя в местоположении в системе впуска воздуха ниже по потоку от дроссельного клапана.

Предел крутящего момента предпочтительно уменьшается, когда объем EGR в цилиндре является меньшим, чем пороговый объем EGR.

Предел крутящего момента предпочтительно настраивается в ответ на детонацию в двигателе.

Детонация в двигателе предпочтительно определяется посредством датчика детонации или ионного детектора, а впускной клапан двигателя настраивается в ответ на предел крутящего момента.

Согласно еще одному варианту предложена система управления двигателем, содержащая двигатель, включающий в себя впускной коллектор, систему EGR, включающую в себя клапан EGR в сообщении с двигателем, механизм передачи крутящего момента в сообщении с двигателем, и контроллер, включающий в себя команды для настройки предела крутящего момента двигателя посредством настройки механизма передачи крутящего момента в ответ на объем EGR, имеющейся в распоряжении из системы EGR, при этом контроллер дополнительно включает в себя команды для увеличения предела крутящего момента двигателя, когда объем EGR, имеющейся в распоряжении из системы EGR, увеличивается.

Система предпочтительно дополнительно содержит команды контроллера для настройки положения клапана EGR в ответ на оцененный или измеренный объем воздуха в магистрали EGR и дополнительно команды контроллера для увеличения предела крутящего момента двигателя, когда температура EGR является меньшей, чем пороговая температура.

Система предпочтительно дополнительно содержит систему впуска воздуха и дроссель, при этом EGR вводится в систему впуска воздуха в местоположении выше по потоку от дросселя.

Контроллер предпочтительно включает в себя дополнительные команды для ограничения временного опережения искрового разряда двигателя в ответ на предел крутящего момента.

Контроллер предпочтительно включает в себя дополнительные команды для настройки предела крутящего момента в ответ на температуру двигателя.

Механизм передачи крутящего момента предпочтительно является дросселем или компрессором турбонагнетателя.

Вероятность раннего зажигания может быть уменьшена снижением предела крутящего момента двигателя у двигателя по мере того, как уменьшается объем EGR в цилиндрах двигателя. Например, предел крутящего момента двигателя может уменьшаться, так что давление в цилиндрах в двигателе имеет меньшую вероятность достижения уровней, которые содействуют раннему зажиганию, когда положение дросселя быстро настраивается. Если процентная доля EGR заряда, поступающего в цилиндры двигателя, не может настраиваться в темпе, который уменьшает вероятность раннего зажигания, предел крутящего момента может быть уменьшен, так что давление в цилиндрах имеет меньшую вероятность достижения давлений, где вероятно раннее зажигание. Кроме того, если требуется EGR, и некоторое количество воздуха поступает в систему впуска двигателя через систему EGR вместо EGR, предел крутящего момента двигателя может уменьшаться до тех пор, пока воздух не удален из системы EGR, и полная доля EGR не присутствует в заряде цилиндра. Как только воздух удален из системы EGR, предел крутящего момента двигателя может увеличиваться по мере того, как увеличивается процентная доля EGR, поступающей в цилиндры двигателя.

Настоящее описание может давать несколько преимуществ. В частности, подход может уменьшать вероятность раннего зажигания во время переходных режимов. Кроме того, подход может уменьшать вероятность раннего зажигания, когда менее чем требуемый уровень EGR имеется в распоряжении в цилиндрах двигателя. Более того, подход может быть реализован многообразием способов, так что конкретный механизм передачи крутящего момента не требуется для содействия подходу.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимается в одиночку или в связи с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые решают какие-нибудь недостатки, отмеченные выше или в любой части этого раскрытия.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематичный вид двигателя;

Фиг.2 представляет собой моделированные интересующие сигналы во время работы двигателя; и

Фиг.3 представляет собой высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для управления двигателем, чтобы уменьшать вероятность раннего зажигания.

Подробное описание изобретения

Настоящее описание имеет отношение к уменьшению вероятности раннего зажигания в двигателе. Подход может быть особенно пригоден для форсированных двигателей, как показано на фиг.1. Подход может применяться к системам двигателя, которые используют EGR высокого или низкого давления. В качестве альтернативы, подход может применяться к системам двигателя, которые используют комбинацию EGR высокого и низкого давления. Фиг.2 иллюстрирует моделированные интересующие сигналы при управлении двигателем согласно способу по фиг.3.

Со ссылкой на фиг.1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг.1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответственный впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается на топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую - распределитель для топлива (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 68, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который настраивает положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из камеры 46 наддува впуска во впускной коллектор 44.

Компрессор 162 втягивает воздух из воздухозаборника 42 для питания камеры 46 наддува. Отработавшие газы вращают турбину 164, которая присоединена к компрессору 162 через вал 160. Исполнительный механизм 72 сбросового затвора с вакуумным приводом предоставляет отработавшим газам обходить турбину 164, так что давление наддува может регулироваться при изменении режимов работы. Вакуум подается на исполнительный механизм 72 сбросового затвора через вакуумный резервуар и трубопровод (не показаны).

EGR поступает в систему впуска воздуха двигателя через трубку 80 EGR высокого давления или трубку 90 EGR низкого давления. Отработавшие газы поступают в трубку 80 EGR высокого давления через выпускной коллектор 48. Клапан 84 EGR направляет отработавшие газы в охладитель 82 EGR или в перепускную магистраль 83. Клапан 81 EGR регулирует расход EGR из охладителя 82 EGR или перепускной магистрали 83 через трубку 80 EGR. Отработавшие газы поступают в трубку 90 EGR низкого давления ниже по потоку от турбины 164. Клапан 94 EGR направляет отработавшие газы в охладитель 92 EGR или перепускную магистраль 93 через трубку 90 EGR. Охладители 82 и 92 EGR могут охлаждать отработавшие газы посредством жидкостного охладителя или комбинацией воздушного и жидкостного охлаждения.

Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через запальную свечу 98 в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.

Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, включает в себя множество блоков катализатора. В еще одном примере, может использоваться множество устройств снижения токсичности отработавших газов, каждое с множеством блоков. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехходового типа.

Контроллер 12 показан на фиг.1 в качестве обычного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и обычную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые описаны ранее, в том числе: температуру двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчик 134 положения, присоединенный к педали 130 акселератора для считывания положения, заданного ступней 132; датчик детонации для определения воспламенения остаточных газов (не показан); измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; датчик положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120 (например, измерителя расхода воздуха с термоэлементом); датчик 155 кислорода во впускном коллекторе для оценки концентрации EGR в цилиндре и впускном коллекторе и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 118 положения двигателя вырабатывает предопределенное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).

В некоторых вариантах осуществления, двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.

Во время работы каждый цилиндр в двигателе 10 обычно претерпевает четырехтактный цикл: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, с тем чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), обычно указывается специалистами в данной области техники ссылкой в качестве нижней мертвой точки (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается по направлению к головке блока цилиндров, с тем чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), обычно указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время рабочего такта, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливовоздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Следует отметить, что вышеприведенное описано просто в качестве примера, и что привязка по времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы давать положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.

Таким образом, система по фиг.1 предусматривает систему управления двигателем, содержащую: двигатель, включающий в себя впускной коллектор; систему EGR, включающую в себя клапан EGR в сообщении с двигателем; механизм передачи крутящего момента в сообщении с двигателем; и контроллер, включающий в себя команды для настройки предела крутящего момента двигателя посредством настройки механизма передачи крутящего момента в ответ на объем EGR, имеющейся в распоряжении из системы EGR, контроллер дополнительно включает в себя команды для увеличения предела крутящего момента двигателя, когда объем EGR, имеющейся в распоряжении из системы EGR, увеличивается. Система дополнительно содержит команды контроллера для настройки положения клапана EGR в ответ на оцененный или измеренный объем воздуха в магистрали EGR и дополнительно команды контроллера для увеличения предела крутящего момента двигателя, в то время как температура EGR является меньшей, чем пороговая температура. Система дополнительно содержит систему впуска воздуха и дроссель, и где EGR вводится в систему впуска воздуха в местоположении выше по потоку от дросселя. Система учитывает случаи, когда контроллер включает в себя дополнительные команды для ограничения временного опережения искрового разряда двигателя в ответ на предел крутящего момента. Система учитывает случаи, когда контроллер включает в себя дополнительные команды для настройки предела крутящего момента в ответ на температуру двигателя. Способ учитывает случаи, когда механизм передачи крутящего момента является дросселем или компрессором турбонагнетателя.

Со ссылкой на фиг.2 показаны интересующие моделированные сигналы во время работы двигателя. Вертикальные метки T0-T9 идентифицируют конкретные интересующие моменты времени в течение рабочей последовательности. Подобные сигналы могут наблюдаться, когда способ по фиг.3 выполняется контроллером 12 по фиг.1.

Первый график сверху по фиг.2 показывает частоту вращения двигателя в зависимости от времени. Время начинается на левой стороне графика и увеличивается вправо. Частота вращения двигателя находится на своем наименьшем значении в нижней части графика и увеличивается к верхней части графика.

Второй график сверху по фиг.2 показывает крутящий момент двигателя в зависимости от времени. Время начинается на левой стороне графика и увеличивается вправо. Крутящий момент двигателя находится на своем наименьшем значении в нижней части графика и увеличивается к верхней части графика. В некоторых вариантах осуществления, крутящий момент двигателя может быть выражен в качестве нагрузки двигателя, которая является долей теоретического воздушного заряда цилиндра в цилиндре. Кроме того, уровень крутящего момента двигателя, например, может быть зависящим от требуемого крутящего момента двигателя, определенного по положению педали акселератора и частоте вращения двигателя. Пунктирная линия 202 представляет предел крутящего момента двигателя, который может определяться в ответ на режимы работы двигателя, такие как объем EGR в цилиндрах двигателя.

Третий график сверху по фиг.2 показывает процентную долю EGR в цилиндре двигателя в зависимости от времени. Время начинается на левой стороне графика и увеличивается вправо. Процентная доля EGR от массы заряда цилиндра находится на своем наименьшем значении в нижней части графика и увеличивается к верхней части графика.

Четвертый график сверху по фиг.2 показывает положение клапана EGR в зависимости от времени. Время начинается на левой стороне графика и увеличивается вправо. Клапан EGR находится в закрытом положении, когда сигнал положения клапана EGR находится в своем самом нижнем значении в нижней части графика. Величина открывания клапана EGR увеличивается к верхней части графика.

Пятый график сверху по фиг.2 показывает температуру охлаждающей жидкости двигателя в зависимости от времени. Время начинается на левой стороне графика и увеличивается вправо.

В момент T0 времени начинается проворот коленчатого вала двигателя, и частота вращения двигателя увеличивается до частоты проворачивания коленчатого вала двигателя (например, 200 оборотов в минуту). Крутящий момент двигателя начинается на низком уровне и быстро увеличивается, поскольку цилиндры двигателя могут быть почти заполнены воздухом во время запуска двигателя. Предел крутящего момента двигателя настраивается на уровень, меньший чем полный крутящий момент двигателя во время поворота коленчатого вала двигателя и пускового периода (например, время от поворота коленчатого вала двигателя до тех пор, пока двигатель не достигает числа оборотов холостого хода). Предел крутящего момента двигателя во время запуска может быть функцией температуры двигателя, температуры окружающей среды, давления окружающего воздуха и объема EGR в цилиндре. Положение клапана EGR показано изначально закрытым. Однако, в других примерах, клапан EGR может подвергаться команде открывания в ответ на требование запустить двигатель. Температура двигателя также низка в момент T0 времени.

В момент T1 времени частота вращения двигателя достигает требуемого числа оборотов холостого хода, так может определяться, что двигатель запущен. Крутящий момент двигателя падает и начинает стабилизироваться по мере того, как частота вращения двигателя достигает требуемого числа оборотов холостого хода. Предел крутящего момента двигателя дополнительно уменьшается, как только двигатель достигает числа оборотов холостого двигателя. Если требование большого крутящего момента двигателя произведено водителем, крутящий момент двигателя ограничивается уровнем, меньшим, чем предел крутящего момента двигателя. Крутящий момент двигателя может ограничиваться посредством одного или более из комбинации уменьшения степени, с которой может быть открыт дроссель, уменьшения количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя, ограничения установки фаз клапанного газораспределения, запаздывания установки момента зажигания и ограничения объема наддувочного воздуха, подаваемого в двигатель. Предел крутящего момента двигателя уменьшается, так что требуемый уровень EGR присутствует в цилиндрах двигателя для уменьшения вероятности раннего зажигания. Процентная доля EGR в цилиндре двигателя показана увеличивающейся вследствие внутренней EGR двигателя после того, как двигатель запущен. Положение клапана EGR подвергается команде в открытое положение, так что воздух может втягиваться из трубки EGR, которая подает отработавшие газы из системы выпуска отработавших газов двигателя в систему впуска двигателя, даже если никакая EGR не требуется во время режима холостого хода холодного двигателя. Температура охлаждающей жидкости двигателя начинает подниматься по мере того, как тепло от сгорания нагревает двигатель.

Во время между T1 и T2 частота вращения двигателя увеличивается в ответ на увеличение требуемого крутящего момента двигателя. Требуемый крутящий момент двигателя может порождаться водителем или контроллером (например, контроллером транспортного средства с гибридным приводом). Крутящему моменту двигателя предоставлена возможность увеличиваться до предела крутящего момента двигателя, но крутящий момент двигателя ограничивается после того, как достигнут предел крутящего момента двигателя. В некоторых вариантах осуществления, скорость, с которой крутящему моменту двигателя предоставлена возможность увеличиваться, может быть зависящей от расстояния между реальным крутящим моментом двигателя и пределом крутящего момента двигателя. Например, крутящему моменту двигателя может быть предоставлена возможность следовать за сигналом требуемого крутящего момента до тех пор, пока реальный крутящий момент двигателя находится в пределах заданного диапазона предела крутящего момента двигателя. Как только реальный крутящий момент двигателя находится в пределах заданного диапазона предела крутящего момента двигателя, скорость крутящего момента двигателя может быть ограничена вторым пределом скорости изменения крутящего момента двигателя. На втором графике сверху по фиг.2 видно, что крутящий момент двигателя придерживается предела крутящего момента двигателя от момента времени непосредственно перед моментом T2 времени до момента времени сразу же после момента T2 времени. Процентная доля EGR в цилиндре двигателя остается по существу постоянной между моментом T1 времени и моментом T2 времени. Положение клапана EGR указывает, что клапан EGR начинает закрываться между моментом T1 времени и моментом T2 времени. Клапан EGR начинает закрываться, так что смесь заряда цилиндра не становится слишком разбавленной. В дополнение, клапан EGR закрывается, так как объем воздуха в трубке EGR уменьшается до требуемого уровня. По существу, когда требуется дополнительная EGR, скорее EGR имеется в распоряжении для двигателя, чем порция воздуха, сопровождаемая EGR.

В момент T2 времени частота вращения двигателя является большей, чем число оборотов холостого хода, и крутящий момент двигателя дополнительно увеличивается по мере того, как предел крутящего момента двигателя начинает возрастать. Предел крутящего момента двигателя показан в качестве быстро линейно нарастающего после момента T2 времени; однако крутящий момент двигателя может увеличиваться нелинейным образом в некоторых примерах. Клапан EGR продолжает закрываться после момента T2 времени, и температура двигателя также продолжает увеличиваться.

Между моментом T2 и T3 времени частота вращения двигателя увеличивается и выравнивается. Крутящий момент двигателя также возрастает и выравнивается, в то время как предел крутящего момента двигателя продолжает увеличиваться. Таким образом, крутящий момент двигателя следует за пределом крутящего момента двигателя до тех пор, пока реальный крутящий момент двигателя не достигает требуемого крутящего момента двигателя, в таком случае, реальный крутящий момент двигателя придерживается требуемого крутящего момента двигателя. Процентная доля EGR в цилиндре двигателя увеличивается, и положение клапана EGR указывает, что клапан EGR дополнительно открывается. По мере того, как повышается температура двигателя, двигатель становится более устойчивым к высоким уровням EGR, и стабильность сгорания улучшается.

В момент T3 времени частота вращения двигателя и предел крутящего момента двигателя достигают верхнего предела. Процентная доля EGR в цилиндре двигателя достигает некоторой величины в ответ на режимы работы двигателя. Например, процентная доля EGR в цилиндре двигателя основана на температуре охлаждающей жидкости двигателя, уровне крутящего момента двигателя и частоте вращения двигателя. Положение клапана EGR открывается до величины, которая предоставляет требуемому уровню EGR возможность поступать в цилиндры двигателя через трубку EGR. Температура двигателя продолжает увеличиваться в момент T3 времени.

Между моментами T3 и T4 времени крутящий момент двигателя постепенно уменьшается, но во время около середины между моментами T3 и T4 времени запрос переходного крутящего момента двигателя инициируется запросчиком крутящего момента (например, водителем или контроллером). В ответ на переходный режим крутящего момента, частота вращения и крутящий момент двигателя увеличиваются. Однако предел крутящего момента двигателя уменьшается, так что есть время, чтобы EGR переходила из трубки EGR в цилиндры двигателя. Как описано выше, крутящий момент двигателя может ограничиваться сокращением диапазона величины открывания дросселя, запаздыванием искрового разряда, ограничением объема воздуха, подаваемого посредством наддува, ограничением фаз кулачкового газораспределения и уменьшением количества топлива, которое может впрыскиваться в двигатель. Предел крутящего момента двигателя увеличивается вскоре после инициирования переходного режима крутящего момента в ответ на повышение величины процентной доли EGR в цилиндре двигателя, вызванное открыванием клапана EGR, как показано на фиг.2, между моментом T3 времени и моментом T4 времени. Положение клапана EGR и процентная доля EGR в цилиндре двигателя снижаются после того, как переходный процесс крутящего момента двигателя проходит. Крутящий момент двигателя также возвращается к более низкому уровню.

Вскоре после того, как происходит переходный процесс крутящего момента, двигатель останавливается между моментом T3 времени и моментом T4 времени. Двигателю предоставлена возможность охлаждаться до тех пор, пока не перезапущен незадолго до момента T4 времени. В течение периода остановки двигателя, воздух может поступать в систему выпуска отработавших газов двигателя и трубку EGR посредством диффузии. Отработавшие газы в системе выпуска отработавших газов и трубке EGR медленно замещаются более прохладным воздухом из атмосферы. Воздух может разбавлять долю EGR в трубке EGR. Однако, в этом примере, двигатель останавливается всего лишь на короткий период времени до момента T4 времени. Поэтому, концентрация отработавших газов в системе выпуска отработавших газов и трубке EGR остается на высоком уровне, а доля воздуха мала. Тем не менее, клапан EGR открывается из закрытого положения в начале для удаления воздуха из трубки EGR. Клапан EGR может открываться на величину и длительность, зависящие от объема воздуха, оцененного в трубке EGR. Например, если небольшой объем воздуха оценен находящимся в трубке EGR, клапан EGR может открываться на 25% величины открывания клапана EGR на 3 секунды. Однако, если больший объем воздуха оценен находящимся в трубке EGR, клапан EGR может открываться на 100% величины открывания клапана EGR на 5 секунд. Объем воздуха может оцениваться по эмпирическим данным. В одном из примеров, объем воздуха может оцениваться на основании количества времени между остановом двигателя и запуском двигателя, барометрического давления и температуры окружающей среды. В примере по фиг.2, клапан EGR полностью открывается на короткий период времени для удаления воздуха, который мог накопиться в трубке EGR.

В момент T4 времени частота вращения двигателя начинает увеличиваться по мере того, как двигатель подвергается повороту коленчатого вала для перезапуска двигателя. Предел крутящего момента двигателя уменьшается, чтобы отражать, что воздух мог поступить в систему выпуска отработавших газов и трубку EGR. Крутящий момент двигателя начинается с низкого уровня и увеличивается по мере того, как топливо впрыскивается в цилиндры двигателя для последующего сгорания. Процентная доля EGR в цилиндре двигателя находится на низком уровне, чтобы отражать, что воздух находится в цилиндрах двигателя, и что изначально есть низкий уровень внутренней EGR. Клапан EGR подвергается команде из открытого положения в полностью закрытое состояние после того, как требуемый объем воздуха втягивается из трубки EGR в систему впуска двигателя. Воздух может втягиваться из трубки EGR в двигатель в местоположении выше по потоку или ниже по потоку от впускного дросселя. Температура двигателя продолжает подниматься после того, как двигатель перезапущен, и находится на уровне, где предел крутящего момента двигателя не уменьшается в ответ на температуру двигателя.

В момент T5 времени частота вращения двигателя и крутящий момент двигателя начинают увеличиваться в ответ на команду водителя или контроллера. Кроме того, процентная доля EGR в цилиндре начинает дополнительно увеличиваться по мере того, как возрастает величина открывания клапана EGR, как указано положением клапана EGR. Предел крутящего момента двигателя от момента T5 времени до момента T6 времени, где процентная доля EGR в цилиндре двигателя увеличилась до уровня, который поддерживает сгорание, где есть меньшая вероятность раннего зажигания. Однако, если есть переходный процесс крутящего момента выше заданного уровня изменения крутящего момента в единицу времени, уровень крутящего момента двигателя может уменьшаться, как показано между моментами T3 и T4 времени, чтобы учитывать времена задержки транспортировки, которые могут ограничивать объем EGR, имеющийся в распоряжении у цилиндров двигателя в течение некоторых переходных режимов.

В момент T6 времени предел крутящего момента двигателя стабилизируется на более высоком уровне, а частота вращения двигателя и крутящий момент двигателя постепенно уменьшаются до тех пор, пока двигатель вновь не останавливается, как указано нулевой частотой вращения двигателя. Процентная доля EGR в цилиндре двигателя и положение клапана EGR также переходят на уровень нуля после остановки двигателя. Температура двигателя начинает увеличиваться после того, как двигатель был остановлен в течение некоторого периода времени.

В момент T7 времени подвергается повороту коленчатого вала, и двигатель перезапускается, как указано увеличением частоты вращения двигателя. Предел крутящего момента двигателя также уменьшается в ответ на объем EGR в цилиндрах двигателя и имеющийся в распоряжении объем EGR. Объем EGR в цилиндрах двигателя может оцениваться в ответ на уровень кислорода, измеренный датчиком кислорода, и давление впускного коллектора. Кроме того, временная задержка, представляющая время, которое занимает, чтобы EGR перемещалась из впускного коллектора в цилиндры двигателя, также может оцениваться по частоте вращения двигателя и установке фаз газораспределения цилиндров. Таким образом, в одном из примеров, объем EGR в цилиндрах двигателя может оцениваться на основании временной задержки и измеренных давления во впускном коллекторе и концентрации кислорода. Объем имеющейся в распоряжении EGR может оцениваться по эмпирически определенному объему EGR в трубке EGR. Если объем в настоящее время имеющейся в распоряжении EGR является меньшим, чем требуемый объем EGR, предел крутящего момента двигателя уменьшается.

В момент T7 времени клапан EGR также подвергается команде в открытое положение вскоре после поворота коленчатого вала двигателя для удаления воздуха из трубки EGR. Двигатель показан в выключенном состоянии в течение более длительного периода времени между моментом T6 времени и моментом T7 времени. Соответственно, клапан EGR открывается до большей степени в течение более длительного периода времени, так что воздух может удаляться из трубки EGR в систему впуска воздуха двигателя. Удаление воздуха из трубки EGR предоставляет EGR возможность поступать в трубку EGR, так что по меньшей мере некоторое количество EGR может быть в распоряжении, когда нагрузка двигателя, большая чем холостой ход, запрашивается водителем или контроллером. Поскольку стабильность сгорания и выбросы двигателя могут ограничивать объем EGR, используемый во время сгорания в режиме холостого хода, режим холостого хода пригоден для удаления воздуха из трубки EGR. После того, как требуемый объем воздуха удален из трубки EGR, или когда требуемый уровень EGR присутствует в трубке EGR, клапан EGR переходит в более закрытое положение, как показано непосредственно после момента T8 времени. Крутящий момент двигателя и частота вращения двигателя также увеличиваются в ответ на команду водителя или контроллера перед моментом T8 времени. Крутящий момент двигателя увеличивается до тех пор, пока он не достигает предела крутящего момента двигателя, а затем, крутящий момент двигателя придерживается предела крутящего момента двигателя, так что двигатель выдает как можно больший крутящий момент вплоть до предела крутящего момента двигателя. Если требуемый крутящий момент двигателя падает до значения, меньшего чем предел крутящего момента двигателя, крутящий момент двигателя придерживался бы требуемого крутящего момента двигателя.

Между моментами T8 и T9 времени предел крутящего момента двигателя увеличивается по мере того, как увеличивается объем EGR в цилиндрах двигателя. Объем EGR в цилиндрах двигателя увеличивается в ответ на увеличивающуюся площадь открытия клапана EGR. Температура двигателя также возрастает после того, как запускается двигатель; однако, температура двигателя во время запуска достаточно высока, чтобы не оказывать влияния на предел крутящего момента двигателя. Например, температура двигателя является более высокой, чем заданное пороговое значение, поэтому, предел крутящего момента двигателя не уменьшается в ответ на температуру двигателя.

Таким образом, фиг.2 показывает интересующие сигналы во время одной из примерных последовательностей управления двигателем. По сигналам фиг.2 может наблюдаться, что предел крутящего момента двигателя может настраиваться в ответ на объем EGR в цилиндрах двигателя. Кроме того, поскольку EGR не может втекать из трубки EGR в цилиндры двигателя одновременно, предел крутящего момента двигателя может настраиваться для переходных режимов некоторым образом, из условия, чтобы предел крутящего момента двигателя вначале снижался в ответ на переходный режим, а затем повышался по мере того, как EGR вытекает из трубки EGR в цилиндры двигателя.

Далее, со ссылкой на фиг.3, показана высокоуровневая блок-схема последовательности операций способа для настройки предела крутящего момента двигателя. Способ по фиг.3 является выполняемым посредством команд контроллера 12 по фиг.1.

На 302 способ 300 оценивает, запущен или нет двигатель. В одном из примеров, двигатель может быть оценен запущенным после того, как частота вращения двигателя достигает предопределенной частоты вращения, и в то время как топливо впрыскивается в двигатель. Если способ 300 делает вывод, что двигатель запущен, способ 300 переходит на 304. Иначе, способ 300 переходит на 320.

На 304 способ 300 определяет режимы работы двигателя. В одном из примеров, режимы работы двигателя могут включать в себя, но не в качестве ограничения, частоту вращения двигателя, крутящий момент двигателя, требуемый крутящий момент двигателя, температуру двигателя, время после остановки двигателя, время после запуска двигателя, концентрацию кислорода во впускном коллекторе и давление во впускном коллекторе. Как только определены режимы работы двигателя, способ 300 переходит на 306.

На 306 способ 300 определяет требуемый объем EGR для цилиндров двигателя. В одном из примеров, требуемый объем EGR, поступающей в цилиндры, может определяться эмпирически из данных составления многомерной характеристики двигателя, которые показывают выбросы двигателя и стабильность сгорания в качестве зависящих от объема EGR в цилиндрах двигателя. Требуемый объем EGR или требуемая процентная доля заряда цилиндра, составленная из EGR, в таком случае могут определяться из осуществления запросов по таблицам, индексированным частотой вращения двигателя, нагрузкой двигателя и температурой двигателя. Кроме того, в некоторых примерах, процентная доля EGR, поступающей в цилиндры двигателя, может быть приведена в качестве функции времени после остановки или запуска двигателя. Способ 300 переходит на 308 после того, как определен требуемый объем EGR.

На 308 способ 300 оценивает, требуется или нет EGR. В одном из примеров, EGR может не требоваться до тех пор, пока двигатель не является работающим в течение заданного количества времени, так что гарантирована стабильность сгорания. Кроме того, в некоторых примерах, EGR может не требоваться до тех пор, пока двигатель не является работающим выше предопределенной температуры. Если способ 300 делает вывод, что EGR требуется, способ 300 переходит на 310. Иначе, способ 300 переходит на 314.

На 310 способ 310 настраивает положение клапана EGR, чтобы подавать требуемую процентную долю EGR от заряда, поступающего в цилиндры. Например, EGR может настраиваться, чтобы содержать 15% массы газовой смеси заряда, которая поступает в цилиндры двигателя. Положение клапана EGR может определяться по таблице, которая дает положение клапана EGR на основании перепада давлений на клапане EGR и требуемого расхода EGR. Клапан EGR подвергается команде в положение для обеспечения требуемого расхода EGR в двигатель, и положение клапана EGR может регулироваться по замкнутому контуру для обеспечения требуемой концентрации EGR в цилиндрах двигателя. Способ 300 переходит на 312 после того, как положение клапана EGR было настроено для обеспечения требуемой концентрации EGR в цилиндрах двигателя.

В одном из примеров, расход воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, определяется по датчику абсолютного давления в коллекторе (MAP) или датчику массового расхода воздуха (MAF), и расход EGR, поступающей в систему впуска двигателя, настраивается для обеспечения требуемой процентной доли EGR в цилиндрах двигателя. Например, если 0,0044 кг/с воздуха втягивается в двигатель, требуется, чтобы 0,0044 кг/с EGR поступало в двигатель для обеспечения заряда цилиндра, который содержит 10% EGR.

На 312 способ 300 настраивает предел крутящего момента двигателя в ответ на объем EGR, присутствующей в цилиндрах двигателя. Другими словами, предел крутящего момента двигателя может быть уменьшен до большей степени на основании уменьшенного объема EGR, поступающей в цилиндр двигателя, по сравнению с требуемым объемом EGR, поступающей в цилиндр двигателя. Кроме того, предел крутящего момента двигателя может увеличиваться до большей степени на основании объема EGR, поступающей в цилиндры двигателя, который является увеличивающимся до требуемого объема EGR, поступающей в цилиндры двигателя. Однако объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя, может ограничиваться на основании уровня требуемой стабильности сгорания. Требуемый уровень EGR, поступающей в цилиндр, учитывает соображения касательно стабильности сгорания.

В одном из примеров, объем EGR в цилиндрах двигателя может оцениваться по выходному сигналу датчика кислорода и датчика MAP. В частности, концентрация кислорода во впускном коллекторе двигателя может определяться по датчику кислорода, и парциальное давление кислорода может вычитаться из суммарного давления газа во впускном коллекторе согласно закону Дальтона для определения процентной доли заряда, поступающего в цилиндры двигателя, который содержит EGR.

Как только объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя, оценивается или определяется, способ 300 настраивает предел крутящего момента двигателя. Предел крутящего момента двигателя также может настраиваться в ответ на другие переменные, такие как температура двигателя (например, температура головки блока цилиндров или температура охлаждающей жидкости двигателя) и температура EGR.

В одном из примеров, оцененный или измеренный объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя, сравнивается с требуемым уровнем EGR, поступающей в цилиндры двигателя из 306. Если объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя, является меньшим, чем требуемый объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя, предел крутящего момента двигателя может уменьшаться в ответ на разницу между требуемым объемом EGR и оцененным или измеренным объемом EGR. Если объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя, является увеличивающимся по направлению к требуемому уровню EGR в цилиндрах двигателя, предел крутящего момента двигателя может увеличиваться по мере того, как увеличивается объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя. Величина, на которую уменьшается предел крутящего момента двигателя, может определяться эмпирически и сохраняться в таблицах, индексированных частотой вращения двигателя, крутящим моментом двигателя, температурой двигателя и разностью между требуемым объемом EGR и оцененным или реальным объемом EGR. Например, если требуемый объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя, имеет значение 20% массовой доли газа в цилиндре, и оценено, что 15% доли газов, поступающих в цилиндры двигателя, являются EGR, предел крутящего момента двигателя может уменьшаться на 15% суммарной несущей способности по крутящему моменту двигателя у двигателя в данных режимах работы двигателя. Если клапан EGR открыт, и концентрация EGR в цилиндрах двигателя увеличивается, предел крутящего момента двигателя может быть уменьшен на 8% суммарной несущей способности по крутящему моменту двигателя у двигателя в данных режимах работы. Таким образом, предел крутящего момента двигателя может настраиваться по мере того, как увеличивается концентрация EGR, поступающей в цилиндры двигателя.

Предел крутящего момента двигателя может дополнительно настраиваться в ответ на температуру двигателя. Например, если температура двигателя находится при первой температуре, предел крутящего момента двигателя может уменьшаться на первую величину. Если температура двигателя находится при второй температуре, более высокой, чем первая температура, предел крутящего момента двигателя может уменьшаться на вторую величину, меньшую, чем первая величина. Таким образом, предел крутящего момента двигателя может уменьшаться во все большей и большей степени по мере того, как температура двигателя становится холоднее.

Кроме того, как отмечено выше, предел крутящего момента двигателя может настраиваться согласно температуре EGR. Например, если клапан 84 или 94 EGR по фиг.1 остается в перепускном положении, когда требуется охлаждение EGR, температура EGR может повышаться до уровня, где желательно уменьшать предел крутящего момента двигателя, в ответ на разность между требуемой температурой газа EGR и реальной или оцененной температурой газа EGR. В одном из примеров, величина, на которую уменьшается предел крутящего момента двигателя, на 20% по температуре отработавших газов, то есть 40 °C выше, чем требуемая температура газа EGR. В других примерах, где температура EGR не оценивается и не измеряется, предел крутящего момента двигателя может уменьшаться в ответ на положение перепускного клапана EGR (например, 84 и 94 по фиг.1). Например, если требуется охлажденная EGR, и перепускной клапан EGR является застрявшим в перепускном положении, предел крутящего момента двигателя может быть уменьшен на заданную величину (например, 30% суммарного крутящего момента, имеющегося в распоряжении у двигателя). С другой стороны, если требуется разогретая EGR, и перепускной клапан является застрявшим в положении, где EGR охлаждается, пределу крутящего момента двигателя может быть предоставлена возможность оставаться на уровне, который не снижается.

Предел крутящего момента двигателя может накладываться посредством ограничения диапазона влияния одного или более механизмов передачи крутящего момента, который настраивает крутящий момент двигателя, чтобы был на или ниже предела крутящего момента, даже если водитель или другой запросчик крутящего момента (такой как трансмиссия, и т.д.), требует крутящего момента выше предела крутящего момента. Например, опережение фаз газораспределения может ограничиваться, так что цилиндр может вводить меньшую долю заряда воздуха, с тем чтобы уменьшать объем воздуха в цилиндре, когда уменьшается предел крутящего момента двигателя. В еще одном примере, площадь открывания дросселя может быть ограничена величиной, меньшей, чем пороговая площадь открывания, для регулирования крутящего момента двигателя. В еще одном другом примере, объем наддувочного воздуха, выдаваемого компрессором, может ограничиваться в ответ на предел крутящего момента двигателя.

Когда предел крутящего момента двигателя поднимается или снижается в ответ на объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя, температуру EGR или температуру двигателя, также могут настраиваться программа переключения трансмиссии и программа запирания преобразователя крутящего момента. Например, если предел крутящего момента двигателя снижен, трансмиссия может переключаться раньше (например, при более низких частотах вращения двигателя или уровнях крутящего момента) для учета исправленного предела крутящего момента двигателя. Кроме того, муфта преобразователя крутящего момента трансмиссии может запираться на более низких частотах вращения двигателя, когда уменьшается предел крутящего момента двигателя.

В некоторых вариантах осуществления, предел крутящего момента двигателя может настраиваться в ответ на указание детонации датчиком детонации. Например, если детонация двигателя определена, когда предел крутящего момента двигателя был настроен согласно объему EGR, поступающей в цилиндры двигателя, предел крутящего момента двигателя может дополнительно настраиваться в ответ на указание детонации двигателя. Например, если меньшая EGR является поступающей в цилиндр, чем требуется, предел крутящего момента двигателя был уменьшен, и детонация двигателя указывается датчиком детонации или ионным детектором, предел крутящего момента двигателя может дополнительно уменьшаться, с тем чтобы дополнительно уменьшать вероятность детонации двигателя.

В некоторых вариантах осуществления, вместо настройки предела крутящего момента двигателя исключительно или по меньшей мере частично в ответ на объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя, предел крутящего момента двигателя может настраиваться в ответ на объем EGR, имеющейся в распоряжении из системы EGR. Например, если двигатель охлаждается и есть немного EGR в трубке EGR, предел крутящего момента двигателя может настраиваться на уменьшенный объем до тех пор, пока более высокий уровень EGR не имеется в распоряжении для двигателя. В некоторых системах, которые включают в себя охладитель EGR, большой объем газа может быть должным вытесняться из системы EGR до того, как требуемый объем EGR имеется в распоряжении из системы EGR. Таким образом, система EGR сначала может иметь низкий объем EGR, который имеется в распоряжении для двигателя. Соответственно, предел крутящего момента двигателя может снижаться, когда объем EGR, имеющейся в распоряжении у системы, низок. По мере того, как объем EGR, имеющейся в распоряжении для двигателя, увеличивается, предел крутящего момента двигателя увеличивается. Способ 300 направляется на выход после настройки предела крутящего момента двигателя.

На 314 способ 300 оценивает, находится или нет требуемая концентрация EGR в трубке EGR. Требуемый уровень EGR в трубке EGR может быть 100% или меньшим EGR в качестве доли суммарной массы газа в трубке EGR. Требуемый уровень EGR в трубке EGR может устанавливаться в качестве функции температуры двигателя, времени после остановки и/или запуска двигателя, частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя. Если требуемый уровень EGR присутствует в трубке EGR, способ 300 переходит на 318. Иначе, способ 300 переходит на 316.

На 316 способ 300 настраивает положение клапана EGR. В одном из примеров, положение клапана EGR настраивается в ответ на разность между требуемым уровнем EGR в трубке EGR и оцененным объемом воздуха или EGR в трубке. Например, положение клапана EGR может быть таким, что клапан EGR открывается до большей степени по мере того, как увеличивается объем воздуха в трубке EGR. Посредством увеличения величины открывания EGR, воздух в трубке EGR может втягиваться в систему впуска двигателя за более короткий период времени. Воздух втягивается в двигатель во время режимов, где требуемый уровень EGR является низким или нулевым (например, во время режима холостого хода). В альтернативном примере, если массовая доля газа EGR в трубке EGR оценена являющейся высокой процентной долей массы газа в трубке EGR, клапан EGR может открываться на меньшую величину для удаления воздуха из трубки EGR. Следует отметить, что клапан EGR может открываться, даже когда нет потребности в EGR, так что воздух может выводиться из трубки EGR. Таким образом, по меньшей мере доля воздуха, поступающего в двигатель, может содержать воздух из трубки EGR, когда нет потребности в EGR.

Объем воздуха или EGR в трубке EGR может оцениваться в ответ на количество времени от того, как двигатель был остановлен, до того как двигатель был перезапущен. В некоторых примерах, объем воздуха или кислорода в трубке EGR может определяться в ответ на количество топлива, впрыскиваемого в цилиндры двигателя (например, для дизельных двигателей). Кроме того, объем воздуха или EGR, оцененный присутствующим в трубке EGR, может настраиваться в ответ на температуру двигателя и температуру окружающей среды. Чем более длительное время двигатель и система выпуска отработавших газов имеет для охлаждения, тем более высокой может быть концентрация воздуха в системе выпуска отработавших газов до момента времени, когда система выпуска отработавших газов и трубка EGR содержат в себе по существу полностью воздух. В одном из примеров, объем воздуха в трубке EGR может определяться эмпирически после остановки двигателя, открытия клапана EGR, перезапуска двигателя и контроля объема воздуха, поступающего в цилиндры двигателя. Способ 300 переходит на 314 после того, как настроен клапан EGR.

На 318 способ 300 закрывает клапан EGR или переустанавливает клапан EGR для подачи требуемого уровня EGR в цилиндры двигателя. Клапан EGR может быть полностью закрыт. Способ прекращает работу после того, как клапан EGR настроен в закрытое положение.

На 320 способ 300 закрывает клапан EGR, так что более высокая концентрация EGR может оставаться в трубке EGR, в то время как двигатель остановлен. Если трубке EGR была предоставлена возможность оставаться в открытом положении, EGR может вытекать из трубки EGR в систему впуска двигателя. Таким образом, удерживание клапана EGR в закрытом положении требует, чтобы воздух поступал в трубку EGR через цилиндры двигателя через выпускные клапаны или через выхлопную трубу транспортного средства. Таким образом, более высокая доля EGR может находиться в распоряжении у двигателя после перезапуска по сравнению с режимами, где клапан EGR находится в открытом положении. Способ 300 направляется на выход после того, как клапан EGR закрыт.

Таким образом, способ по фиг.3 предусматривает способ для управления двигателем, включающий: настройку предела крутящего момента двигателя в ответ на объем EGR в цилиндре двигателя. Способ учитывает случаи, когда EGR охлаждается посредством охладителя EGR, и случаи, когда EGR в цилиндре оценивается посредством объема EGR во впускном коллекторе двигателя. Способ учитывает случаи, когда предел крутящего момента двигателя уменьшается в ответ на уменьшение объема EGR, поступающей в цилиндры двигателя, и случаи, когда предел крутящего момента двигателя увеличивается в ответ на увеличение объема EGR, поступающей в цилиндры двигателя. Способ учитывает случаи, когда объем EGR, поступающей в цилиндры двигателя, ограничивается в ответ на стабильность сгорания. Способ дополнительно включает случаи, когда двигатель останавливается, и случаи, когда предел крутящего момента настраивается под объем EGR в цилиндре после того, как двигатель повторно запущен. Способ учитывает те случаи, когда крутящий момент двигателя регулируется около крутящего момента, меньшего, чем предел крутящего момента, посредством ограничения количества топлива, впрыскиваемого в двигатель. Способ учитывает случаи, когда объем EGR оценивается посредством датчика UEGO.

Способ по фиг.3 также предусматривает способ для управления двигателем, включающий: остановку двигателя; настройку клапана EGR в ответ на объем воздуха в магистрали EGR во время или после перезапуска двигателя у остановленного двигателя; и настройку предела крутящего момента двигателя в ответ на объем EGR в цилиндре двигателя во время и после перезапуска двигателя. Способ учитывает случаи, в которых настройка клапана EGR включает в себя открывание клапана EGR во время запуска и закрывание клапана EGR, когда требуемый объем воздуха выведен из магистрали EGR. Например, клапан EGR может закрываться, когда некоторый объем воздуха замещается отработавшими газами в магистрали EGR. Способ включает в себя случаи, когда EGR поступает в систему впуска воздуха двигателя в местоположении в системе впуска воздуха выше по потоку от дроссельного клапана. Способ включает в себя случаи, когда EGR поступает в систему впуска воздуха двигателя в местоположении в системе впуска воздуха ниже по потоку от дроссельного клапана. Способ включает в себя случаи, когда предел крутящего момента уменьшается, когда объем EGR в цилиндре является меньшим, чем пороговый объем EGR. Способ включает в себя случаи, когда предел крутящего момента настраивается в ответ на детонацию в двигателе. Способ включает в себя случаи, когда детонация в двигателе определяется посредством датчика детонации или ионного детектора, и случаи, когда впускной клапан двигателя настраивается в ответ на предел крутящего момента.

Как будет понятно специалистам в данной области техники, способ, описанный на фиг.3, может представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерываниями, многозадачная, многопоточная и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Аналогичным образом порядок обработки необязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, специалисту в данной области техники будет понятно, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.

На этом описание завершено. Однако, после его прочтения специалистам в данной области техники будут очевидны многие изменения и модификации, не выходящие за рамки сущности и объема описания. Например, одноцилиндровый двигатель, рядные двигатели I2, I3, I4, I5 и V-образные двигатели V6, V8, V10, V12 и V16, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимуществ.

1. Способ управления двигателем, включающий:
настройку предела крутящего момента двигателя в ответ на объем рециркулируемых выхлопных газов в цилиндре двигателя, при этом рециркулируемые выхлопные газы охлаждаются посредством охладителя рециркулируемых выхлопных газов, а рециркулируемые выхлопные газы в цилиндре оцениваются посредством объема рециркулируемых выхлопных газов во впускном коллекторе двигателя.

2. Способ по п. 1, в котором предел крутящего момента двигателя уменьшается в ответ на уменьшение объема рециркулируемых выхлопных газов, поступающих в цилиндры двигателя, и предел крутящего момента двигателя увеличивается в ответ на увеличение объема рециркулируемых выхлопных газов, поступающих в цилиндры двигателя.

3. Способ по п. 2, в котором объем рециркулируемых выхлопных газов, поступающих в цилиндры двигателя, ограничивается в ответ на стабильность сгорания или выбросы двигателя.

4. Способ по п. 1, дополнительно включающий случаи, когда двигатель останавливается, и случаи, когда предел крутящего момента настраивается под объем рециркулируемых выхлопных газов в цилиндре после того, как двигатель повторно запущен.

5. Способ по п. 2, в котором крутящий момент двигателя регулируется до крутящего момента, меньшего, чем предел крутящего момента, посредством ограничения объема потока воздуха в двигатель.

6. Способ по п. 1, в котором объем рециркулируемых выхлопных газов дополнительно оценивается посредством универсального датчика кислорода выхлопных газов, при этом предел крутящего момента дополнительно основан на температуре рециркулируемых выхлопных газов.

7. Способ управления двигателем, включающий:
остановку двигателя;
настройку клапана рециркулируемых выхлопных газов в ответ на объем воздуха в магистрали рециркулируемых выхлопных газов во время или после перезапуска двигателя у остановленного двигателя; и
настройку предела крутящего момента двигателя в ответ на объем рециркулируемых выхлопных газов в цилиндре двигателя после перезапуска двигателя.

8. Способ по п. 7, в котором настройка клапана рециркулируемых выхлопных газов включает в себя открытие клапана рециркулируемых выхлопных газов после перезапуска двигателя и закрытие клапана рециркулируемых выхлопных газов, когда некоторый объем воздуха замещен отработавшими газами в магистрали рециркулируемых выхлопных газов.

9. Способ по п. 8, в котором рециркулируемые выхлопные газы поступают в систему впуска воздуха двигателя в местоположении в системе впуска воздуха выше по потоку от дроссельного клапана.

10. Способ по п. 8, в котором рециркулируемые выхлопные газы поступают в систему впуска воздуха двигателя в местоположении в системе впуска воздуха ниже по потоку от дроссельного клапана.

11. Способ по п. 8, в котором предел крутящего момента уменьшается, когда объем рециркулируемых выхлопных газов в цилиндре является меньшим, чем пороговый объем рециркулируемых выхлопных газов.

12. Способ по п. 8, в котором предел крутящего момента настраивается в ответ на детонацию в двигателе.

13. Способ по п. 12, в котором детонация в двигателе определяется посредством датчика детонации или ионного детектора, а впускной клапан двигателя настраивается в ответ на предел крутящего момента.

14. Система управления двигателем, содержащая:
двигатель, включающий в себя впускной коллектор;
систему рециркулируемых выхлопных газов, включающую в себя клапан рециркулируемых выхлопных газов в сообщении с двигателем;
механизм передачи крутящего момента в сообщении с двигателем; и
контроллер, включающий в себя команды для настройки предела крутящего момента двигателя посредством настройки механизма передачи крутящего момента в ответ на объем рециркулируемых выхлопных газов, имеющийся в распоряжении из системы рециркулируемых выхлопных газов, при этом контроллер дополнительно включает в себя команды для увеличения предела крутящего момента двигателя, когда объем рециркулируемых выхлопных газов, имеющийся в распоряжении из системы рециркулируемых выхлопных газов, увеличивается, и дополнительные команды для ограничения временного опережения искрового разряда двигателя в ответ на предел крутящего момента.

15. Система по п. 14, дополнительно содержащая команды контроллера для настройки положения клапана рециркулируемых выхлопных газов в ответ на оцененный или измеренный объем воздуха в магистрали рециркулируемых выхлопных газов и дополнительно содержащая команды контроллера для увеличения предела крутящего момента двигателя, когда температура рециркулируемых выхлопных газов является меньшей, чем пороговая температура.

16. Система по п. 14, дополнительно содержащая систему впуска воздуха и дроссель, при этом рециркулируемые выхлопные газы вводятся в систему впуска воздуха в местоположении выше по потоку от дросселя.

17. Система по п. 14, в которой контроллер включает в себя дополнительные команды для настройки предела крутящего момента в ответ на температуру двигателя.

18. Система по п. 14, в которой механизм передачи крутящего момента является дросселем или компрессором турбонагнетателя.



 

Похожие патенты:

Изобретением может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Несущий корпус (1) предназначен для двигателя внутреннего сгорания, включающего в себя блок двигателя с V-образной системой цилиндров, узел двухступенчатого наддува со ступенью низкого давления и ступенью высокого давления и систему рециркуляции отработавших газов.

Изобретение может быть использовано в системах рециркуляции отработавших газов двигателей с наддувом транспортных средств. Способ наддува впускного коллектора двигателя заключается в том, что в установившемся состоянии для поддержания целевого уровня разбавления во впускном коллекторе регулируют расход рециркуляции отработавших газов низкого давления (РОГ НД) и расход неохлаждаемой рециркуляции отработавших газов высокого давления (РОГ ВД) в рамках первых ограничений, включающих в себя нижний и верхний пределы расхода РОГ НД и нижний и верхний пределы расхода неохлаждаемой РОГ ВД.

Способ эксплуатации бензинового двигателя с наддувом заключается в том, что заряд впускного воздуха двигателя разбавляют до первого уровня при работе на стехиометрической воздушно-топливной смеси.

Изобретение может быть использовано в системе управления рециркуляцией отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Способ эксплуатации осуществляется в двигателе (10), снабженном магистралью (73) рециркуляции отработавших газов (EGR), клапаном (39) EGR и кислородным датчиком (92).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ работы двигателя заключается в том, что осуществляют сжигание воздушно-топливной смеси в каждом цилиндре двигателя и направляют выхлопные газы из каждого цилиндра через единственный выпускной коллектор.

Изобретение относится к сепаратору частиц для очистки отработавших газов. Сепаратор (1) частиц для очистки отработавших газов (ОГ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) (2), причем по меньшей мере один выполненный с возможностью прохождения через него ОГ металлический пласт (3) расположен в корпусе (4) с впускным отверстием (5), выпускным отверстием (6), поперечным сечением (25) и центральной осью (7), причем по меньшей мере один металлический пласт (3) имеет по меньшей мере одну волнистость (9), которая перекрывает поперечное сечение (25) корпуса (4), и по меньшей мере один металлический пласт (3) выполнен без фильтра.

Изобретение может быть использовано в системах утилизации отходящего тепла двигателей внутреннего сгорания. Система (10) утилизации отходящего тепла для использования с двигателем (100) внутреннего сгорания содержит контур (12) рабочей текучей среды, расширительное устройство (14), конденсатор (20), первую линию (30) нагрева в контуре (12) рабочей текучей среды и вторую линию (32) нагрева в контуре (12) рабочей текучей среды.

Изобретение относится к системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Устройство (100), которое управляет системой охлаждения, включающей в себя средство регулирования для возможности регулировать объем циркуляции охладителя в первом проточном канале, включающем в себя проточный канал для охлаждения двигателя, проточный канал для EGR-охлаждения и проточный канал через радиатор, и втором проточном канале, включающем в себя проточный канал для охлаждения двигателя, проточный канал для EGR-охлаждения и перепускной проточный канал и не включающем в себя проточный канал через радиатор, включает в себя: средство измерения для измерения температуры охладителя; средство ограничения для ограничения циркуляции охладителя при запуске двигателя внутреннего сгорания; и средство управления для циркуляции охладителя предпочтительно через второй проточный канал через управление средством регулирования на основе измеренной температуры в период, в который циркуляция охладителя ограничивается.

Изобретение может быть использовано в дизельных двигателях внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом. Дизельный двигатель с турбокомпрессором содержит цилиндр (1) с поршнем (2), впускной и выпускной клапаны (4) и (7), трубопровод (8) подачи отработавших газов от выпускного клапана (7) к турбине (9) турбокомпрессора, трубопровод (6) подачи наддувочного воздуха от компрессора (5) турбокомпрессора через теплообменник (13) к впускному клапану (4) и рециркуляционный трубопровод (11), сообщающий трубопровод подачи отработавших газов (8) от выпускного клапана (7) к турбине (9) турбокомпрессора с трубопроводом (6) подачи наддувочного воздуха.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Впускное устройство предназначено для двигателя (1) внутреннего сгорания с нагнетателем.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен способ работы топливной системы.

Изобретение может быть использовано в системах рециркуляции отработавших газов двигателей с наддувом транспортных средств. Способ наддува впускного коллектора двигателя заключается в том, что в установившемся состоянии для поддержания целевого уровня разбавления во впускном коллекторе регулируют расход рециркуляции отработавших газов низкого давления (РОГ НД) и расход неохлаждаемой рециркуляции отработавших газов высокого давления (РОГ ВД) в рамках первых ограничений, включающих в себя нижний и верхний пределы расхода РОГ НД и нижний и верхний пределы расхода неохлаждаемой РОГ ВД.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ выпуска паров топлива из адсорбера (150) во впускной коллектор (46) двигателя (10) заключается в том, что когда при выпуске паров топлива из адсорбера (150) накопленные пары топлива превышают пороговое значение, уменьшают величину открытия дроссельной заслонки (64) двигателя (10) и увеличивают уровень наддува, создаваемого компрессором (162), соединенным с двигателем (10).

Способ эксплуатации бензинового двигателя с наддувом заключается в том, что заряд впускного воздуха двигателя разбавляют до первого уровня при работе на стехиометрической воздушно-топливной смеси.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен способ диагностики топливной форсунки, в котором для уравновешивания крутящих моментов, производимых цилиндром двигателя, производят регулирование количества впрыскиваемого топлива или начало/конец синхронизации впрыска топлива в указанный цилиндр.

Изобретение может быть использовано при диагностике воздушных фильтров двигателей внутреннего сгорания. Способ определения состояния впускного воздушного фильтра (82) предназначен для двигателя (10), который содержит турбонагнетатель, имеющий перепускную заслонку и электронный контроллер (12) двигателя, в котором выполняют следующие операции.

Группа изобретений относится к управлению выходной мощностью двигателя внутреннего сгорания, связанному с работой муфты блокировки транспортного средства. Устройство приведения в движение транспортного средства содержит двигатель, преобразователь крутящего момента, муфту блокировки, датчик нажатия педали акселератора и программируемый контроллер.

Настоящее изобретение обеспечивает систему для управления выбросами оксидов азота, основанную на вычислении ошибки, заданной разностью между первым измеренным значением, полученным с датчика (7) оксидов азота, и вторым значением, оцененным из оценки оксидов азота.

Изобретение относится к системам управления работой двигателей внутреннего сгорания. Техническим результатом является измерение и управление степенью рециркуляции выхлопного газа в системе двигателя внутреннего сгорания, содержащей охладитель EGR клапана EGR и турбину.

Изобретение относится к управлению элементами двигателей внутреннего сгорания. Предложены способ и устройство управления кислородной насосной ячейкой датчика в двигателе внутреннего сгорания или в системе дополнительной очистки выхлопного газа такого двигателя.

Изобретение может быть использовано в системах рециркуляции отработавших газов двигателей с наддувом транспортных средств. Способ наддува впускного коллектора двигателя заключается в том, что в установившемся состоянии для поддержания целевого уровня разбавления во впускном коллекторе регулируют расход рециркуляции отработавших газов низкого давления (РОГ НД) и расход неохлаждаемой рециркуляции отработавших газов высокого давления (РОГ ВД) в рамках первых ограничений, включающих в себя нижний и верхний пределы расхода РОГ НД и нижний и верхний пределы расхода неохлаждаемой РОГ ВД.
Наверх