Способы эксплуатации двигателя
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ эксплуатации двигателя осуществляется с помощью электронного контроллера (12) и предназначен для двигателя (10) транспортного средства. Двигатель (10) снабжен центральным дросселем (62) и дросселем (83) окна. Способ заключается в том, что регулируют давление во впускном коллекторе (44) посредством центрального дросселя (62) в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра (30) в первом режиме дроссельного управления и регулируют давление на впускном окне (81) посредством дросселя (83) окна в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра (30) во втором режиме дроссельного управления. Эксплуатируют двигатель (10) в первом режиме дроссельного управления с первым средним эффективным тормозным давлением (ВМЕР) установившегося состояния и осуществляют переход на эксплуатацию двигателя (10) во втором режиме дроссельного управления со вторым ВМЕР установившегося состояния в ответ на изменения условий эксплуатации двигателя. Центральный дроссель (62) закрывают во время перехода на большую величину, чем величина открывания центрального дросселя (62) в первом режиме дроссельного управления и втором режиме дроссельного управления. Величину открывания центрального дросселя (62) установившегося состояния определяют посредством контроллера (12) на основании запроса ВМЕР или крутящего момента водителем с помощью педали (130) акселератора, посылая сигнал в контроллер (12). При этом контроллер (12) инициирует переход из первого режима дроссельного управления во второй режим дроссельного управления в ответ на запрос ВМЕР или крутящего момента. Раскрыт вариант способа эксплуатации двигателя. Технический результат заключается в обеспечении требуемого количества воздуха при переходе между условиями, где положение дросселя окна оказывает влияние на количество воздуха цилиндра, и условиями, где положение дросселя окна обладает небольшим или никаким влиянием на количество воздуха цилиндра. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Рабочие характеристики и коэффициент полезного действия двигателя могут улучшаться посредством комбинирования центрального дросселя с дросселями окна. Центральный дроссель регулирует поток воздуха во множество цилиндров наряду с тем, что каждый дроссель окна регулирует поток воздуха в единственный цилиндр. В одном из примеров, центральный дроссель может быть расположен в системе впуска воздуха двигателя выше по потоку от воздушного впускного коллектора двигателя, который направляет воздух из центрального дросселя в цилиндры двигателя. Направляющие впускного коллектора направляют воздух из впускного коллектора во впускные окна. Дроссель окна, расположенный в пределах каждого впускного окна, ведущего в цилиндр, или, в качестве альтернативы, в пределах каждой направляющей впускного коллектора, регулирует поток воздуха в отдельный цилиндр двигателя. Однако может быть трудно совместно управлять дросселями окна вместе с центральным дросселем. Например, во время условий более высокой нагрузки может быть желательно полностью открывать дроссели окна для улучшения потока воздуха цилиндра. На более низких нагрузках двигателя может быть желательно регулировать поток воздуха в цилиндры двигателя по меньшей мере частично посредством дросселей окна. Поэтому может быть трудно обеспечить требуемое количество воздуха цилиндра при переходе между условиями, где положение дросселя окна оказывает влияние на количество воздуха цилиндра, и условиями, где положение дросселя окна обладает небольшим или никаким влиянием на количество воздуха цилиндра.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретатели в материалах настоящей заявки осознали вышеупомянутые ограничения и разработали способ эксплуатации двигателя, содержащий: обеспечение перехода с первого режима дроссельного управления на второй режим дроссельного управления в ответ на изменение условий эксплуатации двигателя; и регулировку давления во впускном коллекторе посредством первого дросселя в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра в первом режиме дроссельного управления, и регулировку давления на впускном окне посредством второго дросселя в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра во втором режиме дроссельного управления.
В настоящей заявке раскрыт способ эксплуатации двигателя, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают переход с первого режима дроссельного управления на второй режим дроссельного управления в ответ на изменения условий эксплуатации двигателя; и
регулируют давление во впускном коллекторе посредством первого дросселя в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра в первом режиме дроссельного управления, и регулируют давление на впускном окне посредством второго дросселя в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра во втором режиме дроссельного управления.
В дополнительном аспекте первый режим дроссельного управления и второй режим дроссельного управления включают в себя центральный дроссель и дроссель окна.
В другом дополнительном аспекте регулируют давление на впускном окне посредством дросселя окна, когда давление во впускном коллекторе больше, чем требуется для обеспечения требуемого заряда воздуха цилиндра.
В еще одном дополнительном аспекте центральный дроссель закрыт во время перехода на большую величину, чем величина открывания центрального дросселя установившегося состояния после перехода, причем величина открывания центрального дросселя установившегося состояния основана на запросе BMEP, который инициировал переход из первого режима дроссельного управления во второй режим дроссельного управления.
В еще одном дополнительном аспекте закрывают центральный дроссель до величины открывания центрального дросселя установившегося состояния в ответ на давление во впускном коллекторе, достигающее требуемого уровня давления.
В еще одном дополнительном аспекте регулируют центральный дроссель независимо от дросселя окна.
В еще одном дополнительном аспекте давление на впускном окне находится в местоположении ниже по потоку от первого дросселя и второго дросселя, при этом второй дроссель расположен во впускном окне.
В еще одном дополнительном аспекте давление на впускном окне регулируют во время перехода в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра.
В настоящей заявке раскрыт другой способ эксплуатации двигателя, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают первый переход из первого режима дроссельного управления во второй режим дроссельного управления в ответ на первое рабочее состояние двигателя;
обеспечивают второй переход из второго режима дроссельного управления в первый режим дроссельного управления в ответ на второе рабочее состояние двигателя;
регулируют первый дроссель и обеспечивают меньшее падение давления на первом дросселе, чем на втором дросселе, во время первого перехода; и
регулируют второй дроссель для обеспечения меньшего падения давления на втором дросселе, чем на первом дросселе, во время второго перехода.
В дополнительном аспекте второй дроссель является дросселем окна, и второй переход происходит с более низкого BMEP на более высокое BMEP.
В другом дополнительном аспекте первый дроссель является центральным дросселем, и первый переход происходит с более высокого BMEP на более низкое BMEP.
В еще одном дополнительном аспекте второй дроссель регулируют, чтобы обеспечить требуемое давление на впускном окне, тогда как первый дроссель регулируют, чтобы обеспечить меньшее падение давления, чем на втором дросселе.
В еще одном дополнительном аспекте регулируют первый дроссель и второй дроссель во время первого перехода в ответ на давление во впускном коллекторе перед первым переходом.
В еще одном дополнительном аспекте регулируют первый дроссель и второй дроссель во время второго перехода в ответ на давление во впускном коллекторе перед вторым переходом.
В настоящей заявке раскрыт еще один способ эксплуатации двигателя, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают переход из первого режима дроссельного управления при первом BMEP, где первый дроссель обеспечивает большее падение давления, чем второй дроссель, во второй режим дроссельного управления при втором BMEP, где второй дроссель обеспечивает большее падение давления, чем первый дроссель, в ответ на запрос BMEP; и
регулируют абсолютное давление на впускном окне согласно требуемому заряду воздуха цилиндра во время перехода из первого режима дроссельного управления во второй режим дроссельного управления.
В дополнительном аспекте первый дроссель является центральным дросселем, а второй дроссель является дросселем окна.
В другом дополнительном аспекте открывают дроссель окна после того, как давление во впускном коллекторе достигает требуемого давления.
В еще одном дополнительном аспекте закрывают первый дроссель в большей степени во время перехода, чем после того, как выдан запрос BMEP, во втором режиме дроссельного управления.
В еще одном дополнительном аспекте первое BMEP больше, чем второе BMEP.
В еще одном дополнительном аспекте второй дроссель закрывают до первой величины открывания в начале перехода и открывают во время перехода, в то время как давление во впускном коллекторе снижается.
Посредством регулировки давления во впускном коллекторе и/или давления на впускном окне в зависимости от условий эксплуатации во время переходов между режимами дроссельного управления, может быть возможным обеспечивать требуемый заряд воздуха цилиндра. Например, если водитель запрашивает переключение с более высокого среднего эффективного тормозного давления (BMEP) на более низкое BMEP, режим дроссельного управления может переключаться для улучшения коэффициента полезного действия и/или рабочих характеристик двигателя. Заряд воздуха цилиндра может регулироваться и быстро сводиться к требуемому заряду воздуха цилиндра посредством изменения давления на впускном окне с помощью дросселя окна. Давлению во впускном коллекторе может быть предоставлена возможность развиваться с разной скоростью посредством закрывания центрального дросселя по-другому, чем дросселя окна. В других примерах, дроссель окна может поддерживаться в, по существу, полностью открытом состоянии (например, в пределах 10% от полностью открытого), в то время как давление во впускном коллекторе регулируют посредством центрального дросселя, чтобы обеспечивать требуемый заряд воздуха цилиндра. Таким образом, требуемый заряд воздуха цилиндра может обеспечиваться посредством избирательного регулирования давления во впускном коллекторе и/или давления на впускном окне, чтобы давать требуемый заряд воздуха цилиндра.
Настоящее описание может давать несколько преимуществ. Более точно, подход может обеспечивать улучшенное управление переходным потоком воздуха при переключении между режимами дроссельного управления. Кроме того, подход может обеспечивать улучшенное регулирование топливо-воздушной смеси цилиндра на более низких нагрузках двигателя, тем самым улучшая выбросы двигателя.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания при изучении отдельно или в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Должно быть понятно, 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 объекта изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный объект изобретения не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает схематичное изображение двигателя;
фиг.2 показывает примерную графическую схему рабочих режимов двигателя;
фиг.3-5 показывают моделированные примеры последовательностей работы двигателя; и
Фиг.6 показывает блок-схему последовательности операций примерного способа для эксплуатации двигателя.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее описание имеет отношение к управлению дросселями окна двигателя, как показано в примере на фиг.1. В одном из примеров, центральный дроссель и дроссели окна регулируют для обеспечения улучшенного перехода между разными режимами дроссельного управления. Центральный дроссель и дроссели окна могут управляться согласно способу на фиг.6, чтобы переходить между режимами дроссельного управления, описанными на графической схеме двигателя на фиг.2, чтобы давать последовательности работы, проиллюстрированные на фиг.3-5.
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, выдаваемой контроллером 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).
Во впускной коллектор 44 воздух подается компрессором 162. Отработавшие газы вращают турбину 164, которая присоединена к валу 161, тем самым приводя в движение компрессор 162. В некоторых примерах, перепускной канал включен в состав, так что отработавшие газы могут обходить турбину 164 во время выбранных условий эксплуатации. Кроме того, перепускной канал компрессора может быть предусмотрен в некоторых примерах, чтобы ограничивать давление, выдаваемое компрессором 162.
В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с центральным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из воздухозаборника 42 двигателя. Центральный дроссель 62 может быть с электроприводом. Дроссель 83 окна управляет потоком воздуха в цилиндр 30 посредством сужения или открывания впускного окна 81. В двигателях с множеством цилиндров, может быть предусмотрено множество управляемых по отдельности дросселей окна, так чтобы дроссель окна первого цилиндра мог устанавливаться иным образом от дросселей окна другого цилиндра.
Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода отработавших газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода отработавших газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.
Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выбросов, каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехкомпонентного типа.
Контроллер 12 показан на фиг.1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, дежурную память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы от датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) от датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания положения, заданного ступней 132; измерение абсолютного давления в коллекторе двигателя (MAP) от датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; измерение абсолютного давления на окне цилиндра от датчика 85; датчика положения двигателя от датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, от датчика 120 (например, измерителя расхода воздуха с термоэлементом); и измерение положения дросселя от 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 примерах, 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 подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения 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), типично называется специалистами в данной области техники нижней мертвой точкой (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается 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), типично называется специалистами в данной области техники верхней мертвой точкой (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем называемом впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем называемом воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения 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. Отметим, что вышеприведенное описано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана или различные другие примеры.
Далее, со ссылкой на фиг.2, показана примерная графическая схема рабочих режимов двигателя. Графическая схема включает в себя размеченное по оси X число оборотов двигателя и размеченное по оси Y среднее эффективное тормозное давление (BMEP). BMEP возрастает в направлении стрелки оси Y. Число оборотов двигателя возрастает в направлении стрелки оси X.
Область A показана в качестве заштрихованной зоны, которая лежит ниже кривой 206. Область A является областью низких нагрузок двигателя, где нарушение распределения потока воздуха между цилиндрами двигателя может происходить, когда дроссели окна открыты на малую величину, чтобы ограничивать заряд воздуха цилиндра. Нарушение распределения может происходить вследствие расхождений зазоров между дросселями окна и впускными окнами или другими допусками, такими как небольшие различия угла дросселя окна. Поэтому, в области A, дроссели окна открыты до степени, где большее падение давления происходит на центральном дросселе, чем дросселе окна, во время такта впуска цилиндра, принимающего воздух через дроссель окна. Область A может характеризоваться в качестве первого режима дроссельного управления, где большее падение давления возникает на центральном дросселе, чем дросселе окна.
Область B - незаштрихованная зона, которая лежит над кривой 206 и под кривыми 202 и 204. Область B является областью средней нагрузки двигателя, которая продолжается до более высоких нагрузок двигателя и более низких чисел оборотов двигателя. В области B, дроссели окна открыты до степени, где меньшее падение давления происходит на центральном дросселе, чем дросселе окна, во время такта впуска цилиндра, принимающего воздух через дроссель окна. Такие регулировки дросселя предусматривают более низкую работу накачки двигателя и улучшенную переходную характеристику двигателя, поскольку давление во впускном коллекторе повышается до или выше атмосферного давления. Область B может характеризоваться в качестве второго режима дроссельного управления, где большее падение давления возникает на дросселе окна, чем центральном дросселе.
Область C показана в качестве заштрихованной зоны, которая лежит ниже кривой 202 и выше кривой 204. Область C является областью высоких числа оборотов и нагрузки двигателя, где дроссели окна открыты на большую величину, чтобы предоставлять возможность повышенного потока воздуха в цилиндры. Поток воздуха в цилиндры двигателя регулируется посредством центрального дросселя. В частности, дроссель окна открывается до степени, где большее падение давления происходит на центральном дросселе, чем дросселе окна. Область C может характеризоваться в качестве третьего режима дроссельного управления, где большее падение давления возникает на центральном дросселе, чем дросселе окна.
Далее, со ссылкой на фиг.3, показана моделированная примерная последовательность работы двигателя. Последовательность на фиг.3 может быть предусмотрена системой на фиг.1, выполняющей способ на фиг.6. Вертикальные метки в момент T1 времени и момент T2 времени дают точки отсчета для интересующих событий в последовательности.
Первый график сверху на фиг.3 представляет величину открывания центрального дросселя в зависимости от времени. Ось Y представляет величину открывания центрального дросселя, и величина открывания центрального дросселя возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.
Второй график сверху на фиг.3 представляет величину открывания дросселя окна в зависимости от времени. Ось Y представляет величину открывания дросселя окна, и величина открывания дросселя окна возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.
Третий график сверху на фиг.3 представляет абсолютное давление во впускном коллекторе двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет абсолютное давление во впускном коллекторе двигателя, и давление во впускном коллекторе двигателя возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.
Четвертый график сверху на фиг.3 представляет абсолютное давление на впускном окне. Ось Y представляет абсолютное давление на впускном окне, и абсолютное давление на впускном окне возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.
В момент T0 времени, двигатель эксплуатируется в первом режиме дроссельного управления, где BMEP регулируется посредством центрального дросселя (например, область C на фиг.2; центральный дроссель в управлении зарядом воздуха цилиндра). Возникает более высокое падение давления на центральном дросселе, чем дросселе окна, поскольку дроссель окна, по существу, полностью открыт (например, открыт на более чем 90%). В этом режиме дросселя, величина открывания центрального дросселя может увеличиваться для увеличения заряда воздуха цилиндра (например, количества воздуха, поступающего в цилиндр в течение цикла цилиндра) или уменьшается для уменьшения заряда воздуха цилиндра. Дроссель окна установлен в положение, чтобы не оказывать никакого влияния на заряд воздуха цилиндра. Давление во впускном коллекторе находится на относительно высоком значении, поскольку центральный дроссель открыт на большую величину. Подобным образом, давление на впускном окне находится на более высоком значении, и, по существу, отслеживает давление во впускном коллекторе, поскольку очень небольшое падение давления возникает на дросселе окна во время этого режима дроссельного управления.
В момент T1 времени, площадь пропускного сечения центрального дросселя уменьшается в ответ на изменение требуемого крутящего момента двигателя или BMEP. Площадь пропускного сечения центрального дросселя уменьшается до величины, которая находится ниже или является меньшей, чем величина открывания, применяемая для обеспечения запрошенного BMEP установившегося состояния после того, как переход переключения режима завершен после момента T2 времени. Таким образом, центральный дроссель может помогать снижать давление во впускном коллекторе с повышенной скоростью, ограничивая поток воздуха во впускной коллектор. Другими словами, величина открывания центрального дросселя перерегулирует величину открывания центрального дросселя при запрошенном BMEP установившегося состояния.
Величина открывания дросселя окна также уменьшается, так чтобы падение давления на дросселе окна было большим, чем падение давления на центральном дросселе во время перехода с первого режима дроссельного управления на второй режим дроссельного управления. Дроссель окна управляется, чтобы давать требуемое давление на впускном окне, которое обеспечивает требуемый заряд воздуха цилиндра. В одном из примеров, давление на впускном окне регулируют посредством дросселя окна согласно закону PV=nRT идеального газа, где P - давление на впускном окне, V - объем цилиндра, n - количество воздуха в молях, R - универсальная газовая постоянная, и T - температура заряда воздуха в градусах Кельвина.
Давление во впускном коллекторе начинает снижаться вскоре после того, как уменьшена величина открывания центрального дросселя. Давление во впускном коллекторе снижается посредством удаления цилиндрами воздуха из впускного коллектора, и меньшего количества воздуха, поступающего во впускной коллектор через центральный дроссель. Давление на впускном окне также снижается в момент T1 времени; однако давление на впускном окне снижается с гораздо большей скоростью, чем давление во впускном коллекторе, поскольку объем впускного окна гораздо меньше, чем объем впускного коллектора двигателя.
Должно быть отмечено, что на практике давление на впускном окне является давлением в цилиндре в момент закрывания впускного клапана, а потому не является непрерывной величиной, как показано на фиг.3-5.
Между моментом T1 времени и моментом T2 времени, давление во впускном коллекторе продолжает ослабляться или снижаться, а давление на впускном окне находится на уровне, запрошенном водителем (например, BMEP может запрашиваться водителем посредством педали 130 акселератора). Величина открывания дросселя окна слегка повышается, чтобы поддерживать требуемое BMEP, даже если давление на впуске ослабляется.
В момент T2 времени, давление во впускном коллекторе достигает требуемого значения, и центральный дроссель открывается до величины открывания установившегося состояния, которое обеспечивает требуемое BMEP. Дросселю окна также дается команда перейти в, по существу, полностью открытое положение. Центральный дроссель регулирует заряд воздуха, поскольку дроссель окна, по существу, открыт. Давление на впускном окне и давление во впускном коллекторе являются, по существу, одним и тем же (например, в пределах ±0,069 бар) давлением. Заряд воздуха цилиндра главным образом регулируется посредством центрального дросселя. Область A на фиг.2 является представляющей условия эксплуатации двигателя после момента T2 времени (например, центральный дроссель находится в управлении зарядом воздуха цилиндра). Таким образом, фиг.3 представляет переключение из рабочего состояния двигателя с более высоким BMEP в рабочее состояние двигателя с более низким BMEP, где центральный дроссель и дроссели окна управляются в первом режиме при более высоком BMEP, и где центральный дроссель и дроссели окна управляются во втором режиме при более низком BMEP. Дроссель окна и центральный дроссель управляются в ответ на давление во впускном коллекторе до момента T1 времени. В частности, во время условий до момента T1 времени, давление во впускном коллекторе является высоким, и так как давление во впускном коллекторе не может снижаться незамедлительно, поскольку его объем в значительной степени велик, величина открывания дросселя окна уменьшается, чтобы давать требуемый заряд воздуха цилиндра.
Далее, со ссылкой на фиг.4, показана моделированная примерная последовательность работы двигателя. Последовательность на фиг.4 может быть предусмотрена системой на фиг.1, выполняющей способ на фиг.6. Вертикальные метки в моменты T1-T3 времени дают точки отсчета для интересующих событий в последовательности.
Четыре графика на фиг.4 представляют такие же параметры, как описанные на фиг.3. Поэтому, ради краткости, ниже описаны только различия между графиками.
В момент T0 времени, двигатель эксплуатируется в первом режиме дроссельного управления, где BMEP регулируется посредством центрального дросселя (например, область C на фиг.2; центральный дроссель в управлении зарядом воздуха цилиндра). Возникает более высокое падение давления на центральном дросселе, чем дросселе окна, поскольку дроссель окна, по существу, полностью открыт. В этом режиме дросселя, величина открывания центрального дросселя может увеличиваться для увеличения заряда воздуха цилиндра или уменьшаться для уменьшения заряда воздуха цилиндра. Дроссель окна установлен в положение с большей величиной открывания, чтобы не оказывать никакого влияния на заряд воздуха цилиндра. Давление во впускном коллекторе находится на относительно высоком значении, поскольку центральный дроссель открыт на большую величину. Подобным образом давление на впускном окне находится на более высоком значении, и, по существу, отслеживает давление во впускном коллекторе, поскольку очень небольшое падение давления возникает на дросселе окна во время этого режима дроссельного управления.
В момент T1 времени, площадь пропускного сечения центрального дросселя уменьшается в ответ на изменение требуемого крутящего момента двигателя или BMEP. Площадь пропускного сечения центрального дросселя уменьшается до величины, которая находится ниже или является меньшей, чем величина открывания, применяемая для обеспечения запрошенного BMEP установившегося состояния после того, как переход переключения режима завершен после момента T2 времени. Таким образом, центральный дроссель может помогать снижать давление во впускном коллекторе с повышенной скоростью, ограничивая поток воздуха во впускной коллектор. Другими словами, величина открывания центрального дросселя перерегулирует величину открывания центрального дросселя при запрошенном BMEP установившегося состояния.
Величина открывания дросселя окна также уменьшается, так чтобы падение давления на дросселе окна было большим, чем падение давления на центральном дросселе во время перехода с первого режима дроссельного управления на второй режим дроссельного управления. Дроссель окна управляется, чтобы давать требуемое давление на впускном окне, которое обеспечивает требуемый заряд воздуха цилиндра.
Давление во впускном коллекторе начинает снижаться вскоре после того, как уменьшена величина открывания центрального дросселя. Давление во впускном коллекторе снижается посредством удаления цилиндрами воздуха из впускного коллектора, и меньшего количества воздуха, поступающего во впускной коллектор через центральный дроссель. Давление на впускном окне снижается с гораздо более быстрой скоростью, чем давление во впускном коллекторе, поскольку объем впускного окна является гораздо меньшим, чем объем впускного коллектора двигателя.
Между моментом T1 времени и моментом T2 времени давление во впускном коллекторе продолжает ослабляться или снижаться, а давление на впускном окне находится на уровне, запрошенном водителем. Величина открывания дросселя окна слегка повышается, чтобы поддерживать требуемое BMEP, даже если давление на впуске ослабляется.
В момент T2 времени, давление во впускном коллекторе достигает требуемого значения, и центральный дроссель открывается до величины открывания установившегося состояния, которое обеспечивает требуемое BMEP. Дросселю окна также дается команда перейти в, по существу, полностью открытое положение. Центральный дроссель регулирует заряд воздуха, поскольку дроссель окна, по существу, открыт. Давление на впускном окне и давление во впускном коллекторе являются, по существу, одним и тем же давлением. Заряд воздуха цилиндра главным образом регулируется посредством центрального дросселя. Область A на фиг.2 представляет условия эксплуатации двигателя после момента T2 времени (например, центральный дроссель находится в управлении изменением воздуха цилиндра) и до момента T3 времени.
В момент T3 времени, происходит запрос изменения для увеличения BMEP, и величина открывания центрального дросселя увеличивается, чтобы удовлетворять запросу более высокого BMEP. Центральный дроссель открывается на величину, которая больше, чем величина открывания центрального дросселя установившегося состояния, применяемая для выдачи требуемого BMEP после момента T3 времени. Другими словами, величина открывания центрального дросселя перерегулирует величину открывания центрального дросселя установившегося состояния, которая дает требуемое BMEP после изменения запроса BMEP. Посредством перерегулирования величины открывания центрального дросселя установившегося состояния впускной коллектор может наполняться воздухом с повышенной скоростью. Установленный дроссель окна поддерживается в, по существу, полностью открытом положении, так что большее падение давления возникает на центральном дросселе, чем на дросселе окна. Режим дросселя после момента T3 времени представляет режим дроссельного управления в области C на фиг.2.
Давление во впускном коллекторе поднимается на быстрой скорости после того, как дана команда открываться центральному дросселю. Давление на впускном окне также повышается с быстрой скоростью, в то время как открыт центральный дроссель. Таким образом, во время и после перехода режима дросселя, центральный дроссель находится в управлении зарядом воздуха цилиндра. Заряд воздуха цилиндра почти совершенно не подвергается влиянию положения дросселя окна.
Таким образом, фиг.4 представляет переключение с рабочего состояния двигателя с более высоким BMEP на рабочее состояние двигателя с более низким BMEP, где центральный дроссель и дроссели окна управляются в первом режиме при более высоком BMEP, и где центральный дроссель и дроссели окна управляются во втором режиме при более низком BMEP. Фиг.4 также включает в себя запрос изменения BMEP с более низкого BMEP на более высокое BMEP. Дроссель окна и центральный дроссель управляются в ответ на давление во впускном коллекторе до момента T1 времени. В частности, поскольку во время условий до момента T1 времени давление во впускном коллекторе является высоким, и так как давление во впускном коллекторе не может снижаться незамедлительно, поскольку объем впускного коллектора весьма велик, величина открывания дросселя окна уменьшается, чтобы давать требуемый заряд воздуха цилиндра во время перехода в момент T1 времени. Центральный дроссель регулирует заряд воздуха цилиндра во время перехода в момент T3 времени. Таким образом, в зависимости от начального давления во впускном коллекторе и требуемого BMEP, дроссель окна или центральный дроссель могут регулировать заряд воздуха цилиндра во время переключения с первого режима дроссельного управления на второй режим дроссельного управления.
Далее, со ссылкой на фиг.5, показан моделированный пример еще одной последовательности работы двигателя. Последовательность на фиг.5 может быть предусмотрена системой на фиг.1, выполняющей способ на фиг.6. Вертикальные метки в моменты T1-T3 времени дают точки отсчета для интересующих событий в последовательности.
Первый график сверху на фиг.5 представляет требуемое BMEP. Требуемое BMEP может выдаваться посредством водительского устройства ввода (например, педали акселератора) или из другого контроллера. Ось Y представляет требуемое BMEP, и требуемое BMEP возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.
Второй график сверху на фиг.5 представляет величину открывания центрального дросселя в зависимости от времени. Ось Y представляет величину открывания центрального дросселя, и величина открывания центрального дросселя возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.
Третий график сверху на фиг.5 представляет величину открывания дросселя окна в зависимости от времени. Ось Y представляет величину открывания дросселя окна, и величина открывания дросселя окна возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.
Четвертый график сверху на фиг.5 представляет абсолютное давление во впускном коллекторе двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет абсолютное давление во впускном коллекторе двигателя, и давление во впускном коллекторе двигателя возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.
Пятый график сверху на фиг.5 представляет абсолютное давление на впускном окне. Ось Y представляет абсолютное давление на впускном окне, и абсолютное давление на впускном окне возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны графика к правой стороне графика.
В момент T0 времени, двигатель эксплуатируется в первом режиме дроссельного управления, где BMEP регулируется посредством центрального дросселя (например, область C на фиг.2; центральный дроссель в управлении зарядом воздуха цилиндра). Возникает более высокое падение давления на центральном дросселе, чем дросселе окна, поскольку дроссель окна, по существу, полностью открыт (например, открыт на более, чем 90%). В этом режиме дросселя, величина открывания центрального дросселя может увеличиваться для увеличения заряда воздуха цилиндра (например, количества воздуха, поступающего в цилиндр в течение цикла цилиндра) или уменьшается для уменьшения заряда воздуха цилиндра. Дроссель окна расположен, чтобы не оказывать никакого влияния на заряд воздуха цилиндра. Давление во впускном коллекторе находится на относительно высоком значении, поскольку центральный дроссель открыт на большую величину. Подобным образом, давление на впускном окне находится на более высоком значении, и, по существу, отслеживает давление во впускном коллекторе, поскольку очень небольшое падение давления возникает на дросселе окна.
В момент T1 времени, площадь пропускного сечения центрального дросселя увеличивается в ответ на снижение требуемого BMEP. Двигатель переводится из первого режима дроссельного управления во второй режим дроссельного управления. Площадь пропускного сечения увеличивается, чтобы предоставлять дополнительному воздуху возможность втекать во впускной коллектор. Открывание центрального дросселя уменьшает падение давления на центральном дросселе. Положение дросселя окна снижается для уменьшения количества воздуха цилиндра и выдачи требуемого количества воздуха для запрошенного BMEP. Таким образом, хотя давление во впускном коллекторе повышается, давление на впускном окне снижается, и заряд воздуха цилиндра уменьшается. Величина открывания дросселя окна уменьшается в ответ на давление во впускном коллекторе, находящееся на уровне, который будет обеспечивать более высокое BMEP, чем требуется, если бы давление на впускном окне было бы должно оставаться на давлении во впускном коллекторе. Центральный дроссель открывается для снижения насосных потерь двигателя и улучшения коэффициента полезного действия двигателя. Двигатель эксплуатируется в области B на фиг.2 между моментом T1 времени и моментом T2 времени. Таким образом, двигатель переводится с более высокого BMEP на среднее BMEP. Давление во впускном коллекторе повышается в момент T1 времени, когда повышается величина открывания центрального дросселя. Давление на впускном окне снижается, в то время как дроссель окна ограничивает поток воздуха в цилиндр. Падение давления на центральном дросселе является большим, чем падение давления дросселя окна, до момента T1 времени. Падение давление центрального дросселя является меньшим, чем падение давления дросселя окна, после момента T1 времени и до момента T2 времени. Дроссель окна регулирует заряд воздуха цилиндра во время и после перехода режима дросселя в момент T1 времени вплоть до момента T2 времени.
В момент T2 времени, требуемое BMEP увеличивается до более высокого уровня, и двигатель повторно входит в первый режим дроссельного управления (например, область C на фиг.2) из второго режима дроссельного управления. Положение дросселя окна снижается до уровня, который будет давать требуемый заряд воздуха цилиндра при требуемом BMEP. Кроме того, величина открывания центрального дросселя уменьшается до величины, которая является меньшей, чем величина открывания центрального дросселя, которая обеспечивает требуемое BMEP установившегося состояния, которое инициирует изменение режима дросселя. Другими словами, настройка величины открывания центрального дросселя перерегулирует величину открывания центрального дросселя установившегося состояния. Величина открывания центрального дросселя делается меньшей для снижения давления во впускном коллекторе до уровня, где требуемое BMEP обеспечивается, когда впускной клапан цилиндра закрывается, с давлением в цилиндре на давлении во впускном коллекторе. Давление воздуха внутри впускного коллектора может снижаться с более быстрой скоростью, когда положение центрального дросселя перерегулирует (например, в этих условиях, закрывается в большей степени, чем величина открывания дросселя установившегося состояния) положение дросселя установившегося состояния, которое дает требуемое BMEP.
Положение дросселя окна также регулируют в момент T2 времени из условия, чтобы требуемое изменение воздуха цилиндра обеспечивалось по мере того, как снижается давление во впускном коллекторе. В частности, величина открывания дросселя окна повышается по мере того, как давление во впускном коллекторе снижается, так что требуемый заряд воздуха цилиндра выдается даже в отсутствие снижающегося давления во впускном коллекторе. Давление во впускном коллекторе уменьшается, по мере того как уменьшается величина открывания центрального дросселя. Давление на впускном окне регулируют, чтобы обеспечить требуемый заряд воздуха цилиндра при требуемом BMEP. В частности, дроссель окна регулируют для обеспечения требуемого давления на впускном окне во время перехода режима дросселя в момент T2 времени.
В момент T3 времени, давление во впускном коллекторе снижается до уровня, который обеспечит требуемое BMEP установившегося состояния при заряде воздуха цилиндра, выдаваемом, когда впускной клапан цилиндра закрывается, и давление цилиндра, по существу, является давлением во впускном коллекторе (например, ±0,069 бар). К тому же, величина открывания дросселя окна повышается, так что дроссель окна удерживается, по существу, полностью открытым (например, на 90% или в большей степени открытым). Открывание дросселя окна предоставляет давлению на впускном окне возможность приближаться к давлению во впускном коллекторе. Давление на впускном окне повышается до давления во впускном коллекторе, когда дроссели окна открыты.
Таким образом, последовательность на фиг.5 предусматривает изменение режимов дросселя при переходе с более высокого BMEP, где центральный дроссель регулирует заряд воздуха цилиндра, на среднее BMEP, где дроссель окна регулирует заряд воздуха цилиндра. Кроме того, последовательность на фиг.5 иллюстрирует переход режима дросселя со среднего BMEP, где дроссель окна регулирует заряд воздуха цилиндра, на более высокое BMEP, где центральный дроссель регулирует заряд воздуха цилиндра. Падение давления на центральном дросселе является большим, чем падение давления на дросселе окна, когда центральный дроссель регулирует заряд воздуха цилиндра. Падение давления на дросселе окна является большим, чем падение давления на центральном дросселе, когда дроссель окна регулирует заряд воздуха цилиндра.
Далее, со ссылкой на фиг.6, показана блок-схема последовательности операций примерного способа для эксплуатации двигателя. Блок-схема последовательности операций способа по п.6 может храниться в постоянной памяти контроллера 12, показанной на фиг.1, в качестве выполняемых команд. Способ на фиг.6 может предусматривать последовательности, проиллюстрированные на фиг.3-5.
На этапе 602, способ 600 определяет отобранное ранее требование BMEP и число оборотов двигателя. Требование BMEP может происходить от педали акселератора или другого контроллера. Отобранное ранее BMEP может извлекаться из памяти, где оно было сохранено в предыдущий раз, который выполнялся способ 600. Число оборотов двигателя может определяться по датчику положения двигателя и сохраняться в памяти. Способ 600 переходит на этап 604 после того, как определено последнее отобранное или отобранное ранее BMEP.
На этапе 604, способ 600 определяет текущее требование BMEP и число оборотов двигателя. BMEP может определяться посредством входного сигнала от датчика или из контроллера. Число оборотов двигателя может определяться по датчику положения двигателя (например, 118 на фиг.1). Способ 600 переходит на этап 606 после того, как определены текущие BMEP и число оборотов двигателя.
На этапе 606, способ 600 оценивает, запрашивается или нет изменение режима дросселя. В одном из примеров, изменение режима дросселя определяется на основании разности между текущим режимом дросселя, основанным на BMEP и числе оборотов двигателя, и режимом дросселя, выдаваемым в ответ на последние BMEP и число оборотов двигателя. Изменение режима дросселя может определяться, когда BMEP и/или число оборотов двигателя изменяются так, что желательно переходить из первого режима дроссельного управления во второй режим дроссельного управления. В одном из примеров, режимы дросселя двигателя выбираются в ответ на отображение режимов дроссельного управления, как показанное на фиг.2. В частности, один из трех режимов дроссельного управления может выбираться, в то время как условия эксплуатации двигателя перемещаются между областями A, B и C, показанными на фиг.2. Таким образом, изменение BMEP и/или число оборотов двигателя может быть основой для переключения с первого режима дроссельного управления на второй режим дроссельного управления. Если изменение режима дроссельного управления запрошено, то ответом является да, и способ 600 переходит на этап 614. Иначе, способ 600 переходит на этап 608.
На этапе 608, способ 600 оценивает, находится ли в управлении дроссель окна (например, элемент 83 на фиг.1). В одном из примеров, дроссель окна оценивается находящимся в управлении, когда двигатель работает в режиме согласно многомерной регулировочной характеристике двигателя, где дроссель окна имеет большее падение давления, чем центральный дроссель (например, область B на фиг.2). Если способ 600 делает вывод, что дроссель окна находится в управлении, то ответом является да, и способ 600 переходит на этап 610. Иначе, способ 600 переходит на этап 612.
На этапе 610, способ 600 регулирует величину или положение открывания дросселя окна для выдачи требуемого заряда воздуха цилиндра. В одном из примеров, требуемый заряд воздуха цилиндра выдается посредством регулирования давления на впускном окне до значения, которое дает требуемый заряд воздуха цилиндра. Давление на впускном окне может снижаться посредством уменьшения величины открывания дросселя окна. Давление на впускном окне может повышаться посредством увеличения величины открывания дросселя окна. В одном примере, давление на впускном окне регулируют до уровня, основанного на законе идеального газа, чтобы обеспечивать требуемый заряд воздуха цилиндра. В частности, требуемое BMEP или крутящий момент преобразуются в требуемое количество топлива, а требуемое количество топлива преобразуется в требуемое количество воздуха цилиндра, которое преобразуется в давление на впускном окне. В одном из примеров, BMEP или крутящий момент могут преобразовываться в заряд воздуха цилиндра или давление на впускном окне, как описано в патенте США № 7213548, который настоящим фактически полностью включен в состав. Способ 600 переходит на этап 630 после того, как отрегулировано давление на впускном окне. Центральный дроссель регулируют, чтобы давать меньшее падение давления, чем на дросселе окна, когда дроссель окна находится в управлении.
На этапе 630, способ 600 сохраняет запрос BMEP или крутящего момента, определенный во время текущего выполнения способа 600, в памяти для последующего извлечения на этапе 602, когда способ 600 вновь выполняется. В одном из примеров, запрос BMEP, определенный во время текущего выполнения способа 600, сохраняется в ячейке в ОЗУ, а затем способ 600 осуществляет выход.
На этапе 612, способ 600 регулирует величину или положение открывания центрального дросселя для выдачи требуемого заряда воздуха цилиндра. В одном из примеров, требуемый заряд воздуха цилиндра выдается посредством регулирования давления во впускном коллекторе значением, которое дает требуемый заряд воздуха цилиндра. Давление во впускном коллекторе может снижаться посредством уменьшения величины открывания центрального дросселя. Давление во впускном коллекторе может повышаться посредством увеличения величины открывания центрального дросселя. В одном из примеров, давление во впускном коллекторе регулируют до уровня, основанного на законе идеального газа, чтобы обеспечивать требуемый заряд воздуха цилиндра. В частности, требуемое BMEP или крутящий момент преобразуются в требуемое количество топлива, а требуемое количество топлива преобразуется в требуемое количество воздуха цилиндра, которое преобразуется в давление во впускном коллекторе. В одном из примеров, BMEP или крутящий момент могут преобразовываться в заряд воздуха цилиндра или давление во впускном коллекторе, как описано в патенте США № 7213548, который настоящим фактически полностью включен в состав. Способ 600 переходит на этап 630 после того, как отрегулировано давление во впускном коллекторе. Дроссели окна регулируют, чтобы давать меньшее падение давления, чем центральный дроссель, когда центральный дроссель находится в управлении.
На этапе 614, способ 600 оценивает, является или нет дроссель окна перенимающим управление от центрального дросселя. В одном из примеров, дроссель окна может регулироваться, чтобы перенимать управление, когда двигатель является перемещающимся в область многомерной регулировочной характеристики двигателя, где дроссель окна имеет большее падение давления, чем центральный дроссель. Если способ 600 делает вывод, что дроссель окна перенимает управление, то ответом является да, и способ 600 переходит на этап 616. Иначе ответом является нет, и способ 600 переходит на этап 622.
На этапе 622, способ 600 регулирует величину открывания или положение центрального дросселя, чтобы давать требуемое давление во впускном коллекторе (MAP), в том числе, перерегулирование величины открывания центрального дросселя установившегося состояния, которое дает требуемое BMEP. Например, величина перерегулирования может регулироваться на основании начального MAP на впуске и MAP на впуске для требуемого BMEP. В одном из примеров, величина перерегулирования повышается по мере того, как возрастает разность давления между последним BMEP и текущим BMEP. Требуемое MAP на впуске основано на требуемом BMEP. Примеры перерегулирования величины открывания центрального дросселя в установившегося состояния показаны на фиг.4 и 5 в моменты T3 и T2 времени соответственно. Должно быть упомянуто, что перерегулирование может возникать в направлении открывания или закрывания центрального дросселя, и величина открывания центрального дросселя может повышаться или снижаться в зависимости от нового режима дросселя, который выбирается на основании BMEP и числа оборотов двигателя, определенных на этапе 604. Способ 600 переходит на этап 624 после того, как настроена величина открывания центрального дросселя.
На этапе 624, способ 600 оценивает, находится или нет MAP на впуске в требуемом значении, соответствующем самому последнему запросу BMEP. Если MAP на впуске находится на требуемом уровне, то ответом является да, и способ 600 переходит на этап 626. Иначе, ответом является нет, и способ 600 переходит на этап 618.
На этапе 618, способ 600 регулирует величину открывания дросселя окна для обеспечения требуемого заряда воздуха цилиндра, который определяется по отобранному на данный момент запросу BMEP. В одном из примеров, величина открывания дросселя окна регулируют для обеспечения требуемого давления на впускном окне, которое основано на отобранном на данный момент запросе BMEP, согласно закону идеального газа и как описано в патенте США под № 7213548, в то время как MAP на впуске не находится на требуемом MAP. Таким образом, в то время как давление во впускном коллекторе находится выше или ниже, чем требуемое MAP, дроссель окна регулируют, чтобы обеспечивать требуемое количество воздуха цилиндра. Кроме того, величину открывания дросселя окна регулируют в ответ на MAP на впуске, когда инициирован переход режима дросселя. Например, если MAP на впуске при отобранном ранее BMEP находится выше, чем MAP на впуске для отобранного на данный момент BMEP, величина открывания дросселя окна уменьшается, чтобы обеспечивать требуемый заряд воздуха цилиндра и BMEP. С другой стороны, если MAP на впуске при отобранном ранее BMEP находится ниже, чем MAP на впуске для отобранного на данный момент BMEP, величина открывания дросселя окна увеличивается, чтобы обеспечивать требуемый заряд воздуха цилиндра и BMEP. Способ 600 возвращается на этап 624 после того, как настроена величина открывания дросселя окна.
На этапе 626, способ 600 регулирует дроссель окна, чтобы давал меньшее падение давления, чем центральный дроссель цилиндра. В некоторых примерах, дроссель окна регулируют до полностью открытого положения после того, как MAP достигает требуемого уровня. Способ 600 переходит на 630 после того, как дроссель окна настроен, чтобы ввести центральный дроссель в управление зарядом воздуха цилиндра.
Таким образом, во время изменения режима дросселя, где дроссели управляются, чтобы вводить центральный дроссель в управление зарядом воздуха цилиндра, величина открывания дросселя окна может регулироваться, чтобы обеспечивать требуемый заряд воздуха цилиндра, в то время как центральный дроссель направляет MAP на впуске к более низкому или более высокому значению.
На этапе 616, способ 600 регулирует величину открывания дросселя окна для обеспечения требуемого давления на впускном окне. В частности, величину открывания дросселя окна регулируют, чтобы обеспечивать требуемое давление на впускном окне, которое основано на требуемом BMEP, определенном на этапе 604. Кроме того, положение дросселя окна может регулироваться на основании отобранного ранее MAP на впуске перед отобранным на данный момент запросом BMEP. Например, если отобранное ранее MAP на впуске находится выше, чем требуемое давление на впускном окне, дроссель окна может закрываться на основании значения отобранного ранее MAP на впуске. Если отобранное ранее MAP на впуске находится выше, чем требуемое давление на впускном окне, дроссель окна может закрываться на основании значения отобранного ранее MAP на впуске. Требуемое давление на впускном окне может определяться согласно способу, описанному в патенте США № 7213548. Величина открывания дросселя окна может уменьшаться для уменьшения заряда воздуха цилиндра или увеличиваться для увеличения заряда воздуха цилиндра. Способ 600 переходит на этап 620 после того, как отрегулировано положение дросселя окна.
На этапе 620, способ 600 регулирует положение центрального дросселя для повышения величины открывания центрального дросселя, так чтобы было меньшее падение давления на центральном дросселе, чем на дросселе окна. В некоторых вариантах осуществления, центральный дроссель регулируют до полностью открытого положения в ответ на переход из режима дроссельного управления, где в управлении находится центральный дроссель, в режим дроссельного управления, где в управлении находится дроссель окна. Способ 600 переходит на этап 630 после того, как центральный дроссель настроен, чтобы ввести дроссель окна в управление зарядом воздуха цилиндра.
Таким образом, способ на фиг.6 предусматривает способ эксплуатации двигателя, содержащий:
обеспечение перехода с первого режима дроссельного управления на второй режим дроссельного управления в ответ на изменение условий эксплуатации двигателя; и регулировку давления во впускном коллекторе посредством первого дросселя в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра в первом режиме дроссельного управления, и регулировку давления на впускном окне посредством второго дросселя в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра во втором режиме дроссельного управления. Таким образом, давление на впускном окне регулируют посредством второго дросселя, чтобы обеспечивать требуемый заряд воздуха цилиндра. В качестве альтернативы, центральный дроссель регулирует MAP на впуске, чтобы обеспечивать требуемый заряд воздуха цилиндра, когда другой дроссель перемещен в полностью открытое положение.
Способ эксплуатации двигателя включает в себя те случаи, когда первый режим дроссельного управления и второй режим дроссельного управления включают в себя центральный дроссель и дроссель окна. В одном из примеров, способ эксплуатации двигателя дополнительно содержит регулировку давления на впускном окне посредством дросселя окна, когда давление во впускном коллекторе больше, чем требуется для обеспечения требуемого заряда воздуха цилиндра. Способ эксплуатации двигателя включает в себя те случаи, когда центральный дроссель закрыт во время перехода на большую, чем величина открывания центрального дросселя установившегося состояния после перехода, где величина открывания центрального дросселя установившегося состояния основана на запросе BMEP, который инициировал переход из первого режима дроссельного управления во второй режим дроссельного управления. Способ эксплуатации двигателя дополнительно содержит закрывание корпуса центрального дросселя до величины открывания центрального дросселя установившегося состояния в ответ на абсолютное давление во впускном коллекторе, достигающее требуемого уровня давления.
В еще одном примере, способ эксплуатации двигателя дополнительно содержит регулировку центрального дросселя независимо от дросселя окна. Способ эксплуатации двигателя включает в себя те случаи, когда давление на впускном окне находится в местоположении ниже по потоку от первого дросселя и второго дросселя, второй дроссель расположен во впускном окне. Способ эксплуатации двигателя включает в себя те случаи, когда давление на впускном окне регулируют во время перехода в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра.
Способ по фиг.6 также предусматривает способ эксплуатации двигателя, содержащий: обеспечение первого перехода из первого режима дроссельного управления во второй режим дроссельного управления в ответ на первое рабочее состояние двигателя, обеспечение второго перехода из второго режима дроссельного управления в первый режим дроссельного управления в ответ на второе рабочее состояние двигателя, регулировку первого дросселя и обеспечение меньшего падения давления на первом дросселе, чем на втором дросселе, во время первого перехода; и регулировку второго дросселя для обеспечения меньшего падения давления на втором дросселе, чем на первом дросселе, во время второго перехода.
Способ эксплуатации двигателя включает в себя те случаи, когда второй дроссель является дросселем окна, и где второй переход происходит с более низкого BMEP на более высокое BMEP. Способ эксплуатации двигателя также включает в себя те случаи, когда первый дроссель является центральным дросселем, и где первый переход происходит с более высокого BMEP на более низкое BMEP. Способ эксплуатации двигателя включает в себя те случаи, когда второй дроссель регулируют, чтобы обеспечивать требуемое давление на впускном окне, тогда как первый дроссель регулируют, чтобы давать меньшее падение давления, чем на втором дросселе. Способ эксплуатации двигателя дополнительно содержит регулировку первого дросселя и второго дросселя во время первого перехода в ответ на давление во впускном коллекторе перед первым переходом. Способ эксплуатации двигателя дополнительно содержит регулировку первого дросселя и второго дросселя во время второго перехода в ответ на давление во впускном коллекторе перед вторым переходом.
Способ по фиг.6 также предусматривает способ эксплуатации двигателя, содержащий: обеспечение перехода из первого режима дроссельного управления при первом BMEP, где первый дроссель обеспечивает большее падение давления, чем второй дроссель, во второй режим дроссельного управления при втором BMEP, где первый дроссель обеспечивает большее падение давления, чем второй дроссель, в ответ на запрос BMEP; и регулируют абсолютное давление на впускном окне согласно требуемому заряду воздуха цилиндра во время перехода из первого режима дроссельного управления во второй режим дроссельного управления. Способ эксплуатации двигателя включает в себя те случаи, когда первый дроссель является центральным дросселем, и где второй дроссель является дросселем окна.
Способ по фиг.6 также предусматривает способ эксплуатации двигателя, дополнительно содержащий открывание дросселя окна после того, как давление во впускном коллекторе достигает требуемого давления. Способ эксплуатации двигателя дополнительно содержит закрывание первого дросселя в большей степени во время перехода, чем после того, как выдан запрос BMEP, во втором режиме дроссельного управления. Способ эксплуатации двигателя также включает в себя те случаи, когда первое BMEP является большим, чем второе BMEP. Способ эксплуатации двигателя включает в себя те случаи, когда второй дроссель закрывается до первой величины открывания в начале перехода и открывается во время перехода, в то время как давление во впускном коллекторе снижается.
Как будет принято во внимание рядовым специалистом в данной области техники, способ, описанный на фиг.6, может представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, рядовой специалист в данной области техники будет осознавать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно в зависимости от конкретной используемой стратегии.
Это завершает описание. Прочтение его специалистами в данной области техники подсказало бы многие изменения и модификации, не выходя из 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 преимущества.
1. Способ эксплуатации двигателя с помощью электронного контроллера в сочетании с двигателем транспортного средства, включающего в себя центральный дроссель и дроссель окна, причем транспортным средством управляет водитель, при этом упомянутый способ содержит этапы, на которых:
регулируют давление во впускном коллекторе посредством центрального дросселя в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра в первом режиме дроссельного управления и регулируют давление на впускном окне посредством дросселя окна в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра во втором режиме дроссельного управления; и
эксплуатируют двигатель в первом режиме дроссельного управления с первым средним эффективным тормозным давлением (ВМЕР) установившегося состояния и осуществляют переход на эксплуатацию двигателя во втором режиме дроссельного управления со вторым ВМЕР установившегося состояния в ответ на изменения условий эксплуатации двигателя, причем центральный дроссель закрывают во время перехода на большую величину, чем величина открывания центрального дросселя в первом режиме дроссельного управления и втором режиме дроссельного управления, причем величину открывания центрального дросселя установившегося состояния определяют посредством контроллера на основании запроса ВМЕР или крутящего момента водителем с помощью педали акселератора, посылая сигнал в контроллер, при этом контроллер инициирует переход из первого режима дроссельного управления во второй режим дроссельного управления в ответ на запрос ВМЕР или крутящего момента.
2. Способ эксплуатации двигателя по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором открывают центральный дроссель и закрывают дроссель окна в ответ на переход от второго ВМЕР установившегося состояния к первому ВМЕР установившегося состояния, причем второе ВМЕР установившегося состояния больше первого ВМЕР установившегося состояния.
3. Способ эксплуатации двигателя по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором регулируют давление на впускном окне посредством дросселя окна, когда давление во впускном коллекторе больше, чем требуется для обеспечения требуемого заряда воздуха цилиндра.
4. Способ эксплуатации двигателя по п. 3, дополнительно содержащий этап, на котором открывают дроссель окна в ответ на давление во впускном коллекторе, достигающее требуемого уровня давления.
5. Способ эксплуатации двигателя по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором регулируют центральный дроссель независимо от дросселя окна.
6. Способ эксплуатации двигателя по п. 1, в котором давление на впускном окне находится в местоположении ниже по потоку от центрального дросселя и дросселя окна, при этом дроссель окна расположен во впускном окне.
7. Способ эксплуатации двигателя по п. 1, в котором давление на впускном окне регулируют во время перехода в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра.
8. Способ эксплуатации двигателя с помощью электронного контроллера в сочетании с двигателем транспортного средства, включающего в себя первый дроссель и второй дроссель, причем транспортным средством управляет водитель, при этом упомянутый способ содержит этапы, на которых:
регулируют давление во впускном коллекторе посредством первого дросселя в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра в первом режиме дроссельного управления и регулируют давление на впускном окне посредством второго дросселя в ответ на требуемый заряд воздуха цилиндра во втором режиме дроссельного управления;
осуществляют переход с эксплуатации двигателя в первом режиме дроссельного управления на эксплуатацию двигателя во втором режиме дроссельного управления посредством того, что открывают первый дроссель в то же время, когда закрывают второй дроссель, в ответ на увеличение крутящего момента, запрашиваемого водителем с помощью педали акселератора, посылая сигнал в контроллер, причем первый дроссель открывают во время перехода на большую величину, чем величина открывания первого дросселя в первом режиме дроссельного управления во время увеличения запрашиваемого водителем крутящего момента, и на большую величину, чем величина открывания первого дросселя во втором режиме дроссельного управления, непосредственно следующем за переходом.
9. Способ эксплуатации двигателя по п. 8, в котором давление во впускном коллекторе увеличивается в упомянутое то же время, когда первый дроссель открывается, и в котором давление на впускном окне уменьшается, по мере того как второй дроссель закрывается.
10. Способ эксплуатации двигателя по п. 9, в котором падение давления на первом дросселе больше, чем падение давления на втором дросселе до упомянутого того же времени, и в котором падение давления на первом дросселе меньше, чем падение давления на втором дросселе после упомянутого того же времени.
11. Способ эксплуатации двигателя по п. 9, в котором первый дроссель является центральным дросселем, и второй дроссель является дросселем окна.
12. Способ эксплуатации двигателя по п. 8, дополнительно содержащий этап, на котором в другое время эксплуатируют двигатель во втором режиме дроссельного управления с первым ВМЕР установившегося состояния и осуществляют переход на эксплуатацию двигателя в первом режиме дроссельного управления со вторым ВМЕР установившегося состояния в ответ на увеличение крутящего момента, запрашиваемого водителем с помощью педали акселератора, посылая сигнал в контроллер, причем первый дроссель является центральным дросселем, и причем центральный дроссель открывают во время перехода на большую величину, чем величина открывания центрального дросселя в первом режиме дроссельного управления и втором режиме дроссельного управления.
