Способ и система для управления дроссельной заслонкой двигателя

Изобретение относится к управлению двигателями внутреннего сгорания, в частности к управлению дроссельной заслонкой двигателя. Техническим результатом является обеспечение того, чтобы фактический всасываемый объем воздуха, поступающий в двигатель, всегда достигал требуемого всасываемого объема во время работы двигателя. Результат достигается тем, что двигатель содержит первую дроссельную заслонку и первую ответвленную трубу, причем первая дроссельная заслонка размещается в первой ответвленной трубе, при этом способ управления включает: на основе первого требуемого всасываемого объема воздуха первой ответвленной трубы и давления на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки определение первой степени открытия первой дроссельной заслонки (S100); регулирование степени открытия первой дроссельной заслонки до первой степени открытия (S200); получение фактического всасываемого объема воздуха первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия (S300); на основе разницы между фактическим всасываемым объемом воздуха и первым требуемым всасываемым объемом воздуха корректировку первой степени открытия, чтобы получать вторую степень открытия (S400); и регулирование степени открытия первой дроссельной заслонки до второй степени открытия (S500). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области конструкции двигателя, в частности к способу управления дроссельной заслонкой двигателя и системе для него.

Уровень техники

В качестве машины для преобразования других форм энергии в механическую энергию двигатель широко используется в автомобиле, летательном аппарате, судне и других областях. Несмотря на то, в какой области двигатель используется, двигатель должен работать нормально.

Например, что касается двигателя, использующего природный газ в качестве топлива для предоставления мощности, он, главным образом, предварительно смешивает природный газ и воздух и затем повышает давление природного газа и воздуха посредством нагнетателя, так что смешанный газ из природного газа и воздуха поступает в двигатель для сжигания и генерирует мощность посредством трубопровода двигателя и дроссельной заслонки в трубопроводе.

В фактической эксплуатации, однако, фактический эффект наддува нагнетателя может не достигать теоретического эффекта наддува. Кроме того, вследствие утечки и блокировки самого трубопровода двигателя фактический всасываемый объем смешанного газа, поступающего в двигатель, не может достигать требуемого всасываемого объема для того, чтобы двигатель поддерживал нормальную работу, что влияет на выходную мощность и крутильное колебание приводного вала двигателя. Следовательно, то, как обеспечивать то, чтобы фактический всасываемый объем, поступающий в двигатель, всегда достигал требуемого всасываемого объема во время работы двигателя, стало насущной проблемой, которую специалисты в области техники должны решить.

Сущность изобретения

С учетом вышеописанных проблем, способ для управления дроссельной заслонкой двигателя и система, приспособленная для преодоления вышеописанных проблем или, по меньшей мере, частичного решения вышеописанных проблем, предоставляются согласно настоящему изобретению. Технические решения являются следующими.

В способе для управления дроссельной заслонкой двигателя двигатель включает в себя первую дроссельную заслонку и первую ответвленную трубу, первая дроссельная заслонка размещается в первой ответвленной трубе, и способ включает в себя:

определение первой степени открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки;

регулирование степени открытия первой дроссельной заслонки до первой степени открытия;

получение фактического всасываемого объема первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия;

корректировку первой степени открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом, чтобы получать вторую степень открытия;

регулирование степени открытия первой дроссельной заслонки до второй степени открытия.

В варианте осуществления, перед определением первой степени открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки, способ дополнительно включает в себя:

определение суммарного всасываемого заряда согласно скорости вращения и требуемому крутящему моменту двигателя;

определение суммарного требуемого всасываемого объема согласно суммарному требуемому всасываемому заряду;

определение первого требуемого всасываемого объема согласно суммарному требуемому всасываемому объему и количеству ответвленных труб, включенных в двигатель.

В варианте осуществления, способ, который определяет суммарный требуемый всасываемый объем согласно суммарному требуемому всасываемому заряду, включает в себя:

преобразование суммарного требуемого всасываемого заряда в суммарный требуемый всасываемый объем согласно рабочему объему и скорости вращения двигателя.

В варианте осуществления, получение фактического всасываемого объема первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия, включает в себя:

обнаружение фактического давления ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия;

определение фактического всасываемого объема ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия, согласно температуре на впуске ответвленной трубы, фактическому давлению ответвленной трубы и рабочему объему двигателя.

В варианте осуществления, корректировка первой степени открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом, чтобы получать вторую степень открытия, включает в себя:

получение скорректированной степени открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом;

получение второй степени открытия согласно первой степени открытия и скорректированной степени открытия.

В системе для управления дроссельной заслонкой двигателя двигатель включает в себя первую дроссельную заслонку и первую ответвленную трубу, первая дроссельная заслонка размещается в первой ответвленной трубе, и система включает в себя первый блок определения, первый блок управления, первый блок получения, первый блок корректировки и второй блок управления,

первый блок определения конфигурируется, чтобы определять первую степень открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки;

первый блок управления конфигурируется, чтобы регулировать степень открытия первой дроссельной заслонки до первой степени открытия;

первый блок получения конфигурируется, чтобы получать фактический всасываемый объем первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия;

первый блок корректировки конфигурируется, чтобы корректировать первую степень открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом, чтобы получать вторую степень открытия;

второй блок управления конфигурируется, чтобы регулировать степень открытия первой дроссельной заслонки до второй степени открытия.

В варианте осуществления система дополнительно включает в себя второй блок определения, третий блок определения и четвертый блок определения,

второй блок определения конфигурируется, чтобы определять суммарный требуемый всасываемый заряд согласно скорости вращения и требуемому крутящему моменту двигателя, прежде чем первый блок определения определяет первую степень открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней двух сторонах первой дроссельной заслонки;

третий блок определения конфигурируется, чтобы определять суммарный впускной объем согласно суммарному требуемому всасываемому заряду;

четвертый блок определения конфигурируется, чтобы определять первый требуемый всасываемый объем согласно суммарному требуемому всасываемому объему и количеству ответвленных труб, включенных в двигатель.

В варианте осуществления третий блок определения, в частности, конфигурируется, чтобы преобразовывать суммарный требуемый всасываемый заряд в суммарный требуемый всасываемый объем согласно рабочему объему и скорости вращения двигателя.

В варианте осуществления первый блок получения включает в себя первый подблок обнаружения и первый подблок определения,

первый подблок обнаружения конфигурируется, чтобы обнаруживать фактическое давление ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия;

первый подблок определения конфигурируется, чтобы определять фактический всасываемый объем ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия, согласно температуре на впуске ответвленной трубы, фактическому давлению ответвленной трубы и рабочему объему двигателя.

В варианте осуществления первый блок корректировки включает в себя первый подблок получения и второй подблок получения,

первый подблок получения конфигурируется, чтобы получать скорректированную степень открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом;

второй подблок получения конфигурируется, чтобы получать вторую степень открытия согласно первой степени открытия и скорректированной степени открытия.

С вышеописанным техническим решением способ управления дроссельной заслонкой двигателя и система предоставляются согласно настоящему изобретению. Двигатель включает в себя первую дроссельную заслонку и первую ответвленную трубу, и первая дроссельная заслонка размещается в первой ответвленной трубе. Первая степень открытия первой дроссельной заслонки может быть определена согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки. Степень открытия первой дроссельной заслонки регулируется до первой степени открытия. Фактический всасываемый объем первой ответвленной трубы получается, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия. Первая степень открытия корректируется согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом, чтобы получать вторую степень открытия. Степень открытия первой дроссельной заслонки регулируется до второй степени открытия. Степень открытия дроссельной заслонки двигателя может регулироваться согласно настоящему изобретению, так что фактический всасываемый объем двигателя всегда достигает требуемого всасываемого объема двигателя, и двигатель работает нормально.

Вышеприведенное описание является лишь общим обзором технических решений настоящего изобретения. Для того, чтобы понимать техническое средство настоящего изобретения более четко, которое может быть реализовано в соответствии с содержимым спецификации, и для того, чтобы делать вышеупомянутые и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения более очевидными и понятными, конкретные варианты осуществления настоящего изобретения описываются ниже.

Краткое описание чертежей

Для более ясной иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения или технических решений в традиционной технологии, чертежи, которые должны быть использованы в описании вариантов осуществления или традиционной технологии, будут кратко описаны далее. Очевидно, что чертежи в последующем описании являются лишь некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Что касается специалистов в области техники, другие чертежи могут быть получены на основе предоставленных чертежей без какой-либо творческой работы. На чертежах:

Фиг. 1 является блок-схемой последовательности операций способа для управления дроссельной заслонкой двигателя, предоставленного согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 является блок-схемой последовательности операций другого способа для управления дроссельной заслонкой двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций другого способа для управления дроссельной заслонкой двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций другого способа для управления дроссельной заслонкой двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций другого способа для управления дроссельной заслонкой двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций другого способа для управления дроссельной заслонкой двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 является схематичной диаграммой двухмерной карты калибровки в способе для управления дроссельной заслонкой двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 является принципиальной структурной схемой системы для управления дроссельной заслонкой двигателя, предоставленной согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 9 является принципиальной структурной схемой другой системы для управления дроссельной заслонкой двигателя, предоставленной согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 10 является принципиальной структурной схемой другой системы для управления дроссельной заслонкой двигателя, предоставленной согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Далее в данном документе примерные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны в деталях со ссылками на чертежи. Хотя чертежи показывают примерные варианты осуществления настоящего изобретения, следует отметить, что настоящее изобретение может быть реализовано в различных формах и не должно ограничиваться вариантами осуществления, изложенными в данном документе. Напротив, эти варианты осуществления предоставляются, чтобы давать возможность более полного понимания настоящего изобретения и полностью передавать рамки настоящего изобретения специалистам в области техники.

Как показано на фиг. 1, способ для управления дроссельной заслонкой двигателя предоставляется согласно настоящему изобретению. Двигатель может включать в себя первую дроссельную заслонку и первую ответвленную трубу, и первая дроссельная заслонка размещается в первой ответвленной трубе. Способ может включать в себя:

S100, определение первой степени открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки;

при этом ответвленная труба является впускной трубой ниже по потоку от дроссельной заслонки и выше по потоку от впускного канала головки цилиндра, и ее функцией является распределение смешанного газа из воздуха и топлива во впускной канал каждого цилиндра из дроссельной заслонки.

Дроссельная заслонка является регулируемым клапаном для регулирования газа, поступающего в двигатель. В испытании различные степени открытия дроссельной заслонки могут задаваться согласно всасываемому объему, требуемому двигателем при различных выходных мощностях. Например, при идеальном условии, для того, чтобы предоставлять возможность двигателю достигать выходной мощности 50 киловатт, степень открытия дроссельной заслонки должна быть задана в 15 градусов, чтобы добиваться соответствующего требуемого всасываемого объема; для того, чтобы предоставлять возможность двигателю достигать выходной мощности 80 киловатт, степень открытия дроссельной заслонки должна быть установлена в 30 градусов, чтобы добиваться соответствующего требуемого всасываемого объема. В частности, давления на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки могут быть измерены посредством датчиков давления, размещенных на передней и задней обеих сторонах дроссельной заслонки, или давления могут быть получены другими способами, и настоящее изобретение не ограничивается этим.

Обработка для получения первого требуемого всасываемого объема первой ответвленной трубы согласно настоящему изобретению будет описана подробно ниже.

В варианте осуществления, на основе способа, показанного на фиг. 1, как показано на фиг. 2, другой способ для управления дроссельной заслонкой двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения может дополнительно включать в себя этапы S001, S002 и S003 перед этапом S100:

S001, определение суммарного требуемого всасываемого заряда согласно скорости вращения и требуемому крутящему моменту двигателя;

в частности, скорость вращения двигателя может быть получена посредством датчика скорости в двигателе.

Способ получения требуемого крутящего момента может включать в себя: первое, мощность P двигателя вычисляется по формуле 1,

P=(N_EngV_Engp)/30t формула 1

в которой N_Eng является скоростью вращения двигателя (об/мин), V_Eng является рабочим объемом двигателя (л), p является средним давлением в цилиндре (МПа), t является тактом двигателя, и если он является 4-тактным двигателем, t=4, а если он является 2-тактным двигателем, t=2.

Затем, мощность P подставляется в формулу 2, чтобы вычислять требуемый крутящий момент M,

P=N_Eng*M/9550 формула 2

в которой M является требуемым крутящим моментом (Н*м).

Требуемый крутящий момент является специальным индексом для двигателя, чтобы добиваться некоторой степени ускорения.

В частности, согласно соответствующему соотношению скорости вращения, требуемому крутящему моменту и суммарному требуемому всасываемому заряду двигателя, в случае, когда скорость вращения и требуемый крутящий момент двигателя являются известными, суммарный требуемый всасываемый заряд двигателя может быть получен.

В варианте осуществления диаграмма карты предварительно калибруется согласно соответствию скорости вращения, требуемого крутящего момента и суммарного требуемого всасываемого заряда двигателя в идеальном состоянии. В случае, когда суммарный требуемый всасываемый заряд должен быть известен, суммарный требуемый всасываемый заряд может быть запрошен в предварительно откалиброванной диаграмме карты согласно скорости вращения и требуемому крутящему моменту двигателя. Как показано на фиг. 7, два входных значения являются известными как x и y, и значение третьей связанной переменной z может быть найдено согласно внутренним откалиброванным данным диаграммы карты, z1 может быть получена посредством x1 и y5, z2 может быть получено посредством x2 и y5, и т.д. Соответствующие значения для z1-z25 могут быть получены посредством значений оси x и значений оси y. Например, если суммарный требуемый всасываемый заряд равен x1, и скорость вращения двигателя равна y5, требуемый крутящий момент равен z1 посредством поиска в диаграмме карты.

Предварительно откалиброванная диаграмма карты является лишь одной формой, и это может также быть таблица соответствия, и т.д., которая дополнительно не ограничивается здесь.

S002, определение суммарного требуемого всасываемого объема согласно суммарному требуемому всасываемому заряду.

В варианте осуществления, на основе способа, показанного на фиг. 2, как показано на фиг. 3, в другом способе управления дроссельной заслонкой двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения, этап S002 может, в частности, быть этапом S0021:

S0021, преобразование суммарного требуемого всасываемого заряда в суммарный требуемый всасываемый объем согласно рабочему объему и скорости вращения двигателя;

в котором заряд также называется коэффициентом заряда, и он является отношением массы свежего воздуха, фактически всасываемой в каждый цилиндр в каждом цикле, к массе воздуха, вычисленной теоретически, чтобы полностью заполнять рабочий объем цилиндра в состоянии впуска.

По формуле 3,

r₁=m₁/m₀ формула 3

в которой r₁ является суммарным требуемым всасываемым зарядом, m₁ является суммарным требуемым всасываемым объемом, m₀ является всасываемым объемом для полного заполнения цилиндра в теоретическом состоянии.

формула 4

в которой ρ является плотностью всасываемого газа, а V_Eng является рабочим объемом (л),

так что формула 5 может быть получена:

формула 5

Суммарный требуемый всасываемый заряд может быть преобразован в суммарный требуемый всасываемый объем согласно формуле 5.

В варианте осуществления настоящего изобретения всасываемый газ может быть смешанным газом из воздуха и топливного газа, и плотность всасываемого газа может быть получена умножением отношения плотности воздуха и плотности топливного газа на весовой коэффициент.

S003, определение первого требуемого всасываемого объема согласно суммарному требуемому всасываемому объему и количеству ответвленных труб, включенных в двигатель.

Первый требуемый всасываемый объем равен суммарному требуемому всасываемому объему, поделенному на количество ответвленных труб. Например, если двигатель включает в себя две ответвленные трубы, требуемый всасываемый объем каждой ответвленной трубы равен половине суммарного требуемого всасываемого объема, т.е., всасываемый объем в каждой ответвленной трубе является одинаковым. В фактическом применении количество ответвленных труб двигателя может быть более одного, так что всасываемый объем для каждой ответвленной трубы является согласующимся, что может устранять проблемы, такие как неустойчивая выходная мощность и крутильное колебание приводного вала двигателя вследствие разбалансировки впуска двигателя.

В частности, в фактическом использовании, изобретатель настоящего изобретения изучил посредством принципа дросселирования, что, когда текучая среда протекает через дроссельную заслонку, перепад давления между передней и задней обеими сторонами дроссельной заслонки является пропорциональным квадрату всасываемого объема текучей среды. Согласно уравнению Бернулли, обнаруживается, что всасываемый объем текучей среды имеет некоторое соотношение с диаметром дроссельной заслонки и перепадом давления между передней и задней обеими сторонами дроссельной заслонки, и диаметр дроссельной заслонки связан со степенью открытия дроссельной заслонки.

Уравнение Бернулли является следующим:

формула 6

в котором Q_m может быть расходом на впуске, т.е., массой, проходящей через дроссельную заслонку в единицу времени (в кг/с); c является коэффициентом выходного потока, который представляет коэффициент соотношения между фактическим расходом и теоретическим расходом через устройство; β является отношением диаметра, т.е., отношением диаметра для фактического проточного сечения дроссельной заслонки к сечению впускной трубы; ε является коэффициентом расширения; d является проточным диаметром дроссельной заслонки (в м); Δp является перепадом давления между передней и задней обеими сторонами дроссельной заслонки; ρ является плотностью всасываемого газа.

В частности, согласно соответствующему соотношению всасываемого объема, перепада давления между передней и задней обеими сторонами дроссельной заслонки и степени открытия дроссельной заслонки, в случае, когда всасываемый объем и перепад давления между передней и задней обеими сторонами дроссельной заслонки являются известными, степень открытия дроссельной заслонки в это время может быть получена.

В варианте осуществления диаграмма карты предварительно калибруется согласно всасываемому объему, перепаду давления между передней и задней обеими сторонами дроссельной заслонки и степени открытия дроссельной заслонки в идеальном состоянии. В случае, когда степень открытия дроссельной заслонки в некоторый момент должна быть известна, степень открытия дроссельной заслонки может быть запрошена в предварительно откалиброванной диаграмме карты согласно всасываемому объему и перепаду давления между передней и задней обеими сторонами дроссельной заслонки в этот момент. Как показано на фиг. 7, два входных значения являются известными как x и y, и значение третьей связанной переменной z может быть найдено согласно внутренним откалиброванным данным диаграммы карты, z1 может быть получена посредством x1 и y5, z2 может быть получено посредством x2 и y5, и т.д. Соответствующие значения для z1-z25 могут быть получены посредством значений оси x и значений оси y. Например, если первый требуемый всасываемый объем равен x5, и перепад давления между передней и задней обеими сторонами первой дроссельной заслонки равен y1, первая степень открытия дроссельной заслонки равна z25 посредством поиска в диаграмме карты.

Предварительно откалиброванная диаграмма карты является лишь одной формой, и это может также быть таблица соответствия, и т.д., которая дополнительно не ограничивается здесь.

S200, регулирование степени открытия первой дроссельной заслонки до первой степени открытия.

S300, получение фактического всасываемого объема первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки равна первой степени открытия.

В варианте осуществления, на основе способа, показанного на фиг. 1, как показано на фиг. 4, в другом способе для управления дроссельной заслонкой двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения, этап S300 может включать в себя этап S310 и этап S320:

S310, обнаружение фактического давления ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия;

S320, определение фактического всасываемого объема ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия согласно температуре на впуске ответвленной трубы, фактическому давлению ответвленной трубы и рабочему объему двигателя.

Конкретно,

r₂=m₂/m₀ формула 7

в которой r₂ является всасываемым зарядом ответвленной трубы, m₂ является фактическим всасываемым объемом ответвленной трубы, и m₀ является полным всасываемым объемом цилиндра в теоретическом состоянии.

r₂=m₂/m₀=(p₂/p₀)*k_T формула 8

в которой p₂ является фактическим давлением, p₀ является давлением всасывания полного цилиндра в теоретическом состоянии, и k_T является коэффициентом корректировки температуры, и значение находится в диапазоне от 0,8 до 1,3,

так что формула 9 является следующей:

формула 9

в которой k_p=p₂/p₀, k_p является коэффициентом корректировки давления, и значение находится в диапазоне от 0,5 до 2.

Согласно формуле 8, фактический всасываемый объем ответвленной трубы получается согласно температуре на впуске ответвленной трубы, фактическому давлению ответвленной трубы и рабочему объему двигателя.

S400, корректировка первой степени открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом, чтобы получать вторую степень открытия.

В варианте осуществления, на основе способа, показанного на фиг. 5, как показано на фиг. 5, в другом способе для управления дроссельной заслонкой двигателя, предоставленном согласно варианту осуществления настоящего изобретения, этап S400 может включать в себя этап S410 и этап S420,

S410, получение скорректированной степени открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом.

В частности, посредством предварительной калибровки параметров PID-контроллера, разница между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом соответственно умножается на предварительно откалиброванные параметры PID-контроллера, и значения умножения складываются, чтобы получать скорректированную степень открытия. В целом, пропорциональный параметр и интегральный параметр в PID-контроллере предварительно калибруются, а дифференциальный параметр калибруется в 0. PID-контроллер, т.е., пропорционально-интегрально-дифференциальный контроллер, состоит из пропорционального блока, интегрального блока и дифференциального блока. PID-контроллер, главным образом, подходит для системы, которая является, в основном, линейной, и чьи динамические характеристики не изменяются со временем.

Для того, чтобы обеспечивать понимание предварительно откалиброванных параметров PID-контроллера, пример приводится здесь: первый требуемый всасываемый объем равен 100 кг/ч, фактический всасываемый объем равен лишь 90 кг/ч, и откалиброванный пропорциональный параметр равен 1%, тогда полученная скорректированная степень открытия равна 10% первой степени открытия. Если при фактической проверке всасываемый объем после первой степени открытия плюс скорректированная степень открытия является слишком большим, пропорциональный параметр модифицируется в 0,5%, и фактическая проверка выполняется до тех пор, пока скорректированная степень открытия, получаемая посредством откалиброванного пропорционального параметра, наконец, не даст возможность фактическому всасываемому объему достигнуть первого требуемого всасываемого объема. Калибровка интегрального параметра является такой же.

S420, получение второй степени открытия согласно первой степени открытия и скорректированной степени открытия.

В случае, когда фактический всасываемый объем больше первого требуемого всасываемого объема, первая степень открытия минус скорректированная степень открытия получает вторую степень открытия. В случае, когда фактический всасываемый объем меньше первого требуемого всасываемого объема, первая степень открытия плюс скорректированная степень открытия получает вторую степень открытия.

S500, регулирование степени открытия первой дроссельной заслонки до второй степени открытия.

Понятно, что в случае, когда двигатель включает в себя множество ответвленных труб, требуемый всасываемый объем каждой ответвленной трубы является одинаковым. В случае, когда фактический всасываемый объем не равен требуемому всасываемому объему, каждая ответвленная труба может получать скорректированную степень открытия согласно свое фактической ситуации, с тем, чтобы управлять своей собственной дроссельной заслонкой. Степень открытия каждой ответвленной трубы может быть различной, но фактический всасываемый объем обеспечивается таким же, что и требуемый всасываемый объем. Например, когда требуемый всасываемый объем каждой ответвленной трубы равен A, степень открытия дроссельной заслонки каждой ответвленной трубы равна B в теории. Однако, когда степень открытия дроссельной заслонки первой ответвленной трубы равна B, фактический всасываемый объем не может достигать требуемого всасываемого объема по некоторой причине. Посредством этапа S400 степень открытия дроссельной заслонки первой ответвленной трубы плюс скорректированная степень C открытия может предоставлять возможность фактическому всасываемому объему достигать требуемого всасываемого объема. Следовательно, степень открытия дроссельной заслонки первой ответвленной трубы в это время равна B плюс C, и, поскольку фактический всасываемый объем другой ответвленной трубы является таким же, что и требуемый всасываемый объем, степень открытия дроссельной заслонки другой ответвленной трубы все еще равна B.

В варианте осуществления, как показано на фиг. 6, другой способ для управления дроссельной заслонки двигателя, предоставленный согласно варианту осуществления настоящего изобретения, включает в себя:

S001, определение суммарного требуемого всасываемого заряда согласно скорости вращения и требуемому крутящему моменту двигателя;

S0021, преобразование суммарного требуемого всасываемого заряда в суммарный требуемый всасываемый объем согласно рабочему объему и скорости вращения двигателя;

S003, определение первого требуемого всасываемого объема согласно суммарному требуемому всасываемому объему и количеству ответвленных труб, включенных в двигатель;

S100, определение первой степени открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки;

S200, регулирование степени открытия первой дроссельной заслонки до первой степени открытия;

S310, обнаружение фактического давления первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия;

S320, определение фактического всасываемого объема ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия согласно температуре на впуске ответвленной трубы, фактическому давлению ответвленной трубы и рабочему объему двигателя;

S410, получение скорректированной степени открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом;

S420, получение второй степени открытия согласно первой степени открытия и скорректированной степени открытия;

S500, регулирование степени открытия первой дроссельной заслонки до второй степени открытия.

Вышеупомянутые этапы S001-S500 были описаны в вышеупомянутых вариантах осуществления, и ссылка может быть выполнена на вышеупомянутые варианты осуществления, которые не будут повторяться здесь.

Первая степень открытия первой дроссельной заслонки может быть определена согласно настоящему изобретению согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки; степень открытия первой дроссельной заслонки регулируется в первую степень открытия; фактический всасываемый объем первой ответвленной трубы получается; первая степень открытия корректируется согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом, чтобы получать вторую степень открытия; степень открытия первой дроссельной заслонки регулируется во вторую степень открытия. Степень открытия дроссельной заслонки двигателя регулируется согласно настоящему изобретению, так что фактический всасываемый объем двигателя всегда достигает требуемого всасываемого объема двигателя, и двигатель работает нормально.

Система для управления дроссельной заслонкой двигателя предоставляется согласно настоящему изобретению согласно вышеупомянутым вариантам осуществления способа.

Как показано на фиг. 8, система для управления дроссельной заслонкой двигателя предоставляется согласно настоящему изобретению. Двигатель включает в себя первую дроссельную заслонку и первую ответвленную трубу, первая дроссельная заслонка размещается в первой ответвленной трубе, и система включает в себя первый блок 100 определения, первый блок 200 управления, первый блок 300 получения, первый блок 400 корректировки и второй блок 500 управления.

Первый блок 100 определения конфигурируется, чтобы определять первую степень открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки.

Ответвленная труба является впускной трубой ниже по потоку от дроссельной заслонки и выше по потоку от впускного отверстия головки цилиндра. Функцией ответвленной трубы является распределение смешанного газа из воздуха и топлива из дроссельной заслонки во впускные отверстия цилиндров.

Дроссельная заслонка является регулируемым клапаном для регулирования газа, поступающего в двигатель. В испытании различные степени открытия дроссельной заслонки могут задаваться согласно всасываемому объему, требуемому двигателем при различных выходных мощностях. Например, при идеальном условии, для того, чтобы предоставлять возможность двигателю достигать выходной мощности 50 киловатт, степень открытия дроссельной заслонки должна быть задана в 15 градусов, чтобы добиваться соответствующего требуемого всасываемого объема; для того, чтобы предоставлять возможность двигателю достигать выходной мощности 80 киловатт, степень открытия дроссельной заслонки должна быть установлена в 30 градусов, чтобы добиваться соответствующего требуемого всасываемого объема. В частности, давления на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки могут быть измерены посредством датчиков давления, размещенных на передней и задней обеих сторонах дроссельной заслонки, или давления могут быть получены другими способами, и настоящее изобретение не ограничивается этим.

Первый блок 200 управления конфигурируется, чтобы регулировать степень открытия первой дроссельной заслонки до первой степени открытия.

Первый блок 300 получения конфигурируется, чтобы получать фактический всасываемый объем первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия.

Первый блок 400 корректировки конфигурируется, чтобы корректировать первую степень открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом, чтобы получать вторую степень открытия.

Второй блок 500 управления конфигурируется, чтобы регулировать степень открытия первой дроссельной заслонки до второй степени открытия.

Первая степень открытия первой дроссельной заслонки может быть определена согласно настоящему изобретению согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки; степень открытия первой дроссельной заслонки регулируется в первую степень открытия; фактический всасываемый объем первой ответвленной трубы получается; первая степень открытия корректируется согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом, чтобы получать вторую степень открытия; степень открытия первой дроссельной заслонки регулируется во вторую степень открытия. Степень открытия дроссельной заслонки двигателя регулируется согласно настоящему изобретению, так что фактический всасываемый объем двигателя всегда достигает требуемого всасываемого объема двигателя, и двигатель работает нормально.

В варианте осуществления, на основе системы, показанной на фиг. 8, как показано на фиг. 9, другая система для управления дроссельной заслонкой двигателя предоставляется согласно настоящему изобретению, и система дополнительно включает в себя второй блок 600 определения, третий блок 700 определения и четвертый блок 800 определения.

Второй блок 600 определения конфигурируется, чтобы определять суммарный требуемый всасываемый заряд согласно скорости вращения и требуемому крутящему моменту двигателя, прежде чем первый блок 100 определения определяет первую степень открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки.

Третий блок 700 определения конфигурируется, чтобы определять суммарный требуемый всасываемый объем согласно суммарному требуемому всасываемому заряду.

Четвертый блок 800 определения конфигурируется, чтобы определять первый требуемый всасываемый объем согласно суммарному требуемому всасываемому объему и количеству ответвленных труб, включенных в двигатель.

Первый требуемый всасываемый объем равен суммарному требуемому всасываемому объему, поделенному на количество ответвленных труб. Например, если двигатель включает в себя две ответвленные трубы, требуемый всасываемый объем каждой ответвленной трубы равен половине суммарного требуемого всасываемого объема, т.е., всасываемый объем в каждой ответвленной трубе является одинаковым. В фактическом применении количество ответвленных труб двигателя может быть более одного, так что всасываемый объем для каждой ответвленной трубы является согласующимся, что может устранять проблемы, такие как неустойчивая выходная мощность и крутильное колебание приводного вала двигателя вследствие разбалансировки впуска двигателя.

В варианте осуществления, в другой системе для управления дроссельной заслонкой двигателя, предоставленной согласно настоящему изобретению, третий блок 700 определения, в частности, конфигурируется, чтобы преобразовывать суммарный требуемый всасываемый заряд в суммарный требуемый всасываемый объем согласно рабочему объему и скорости вращения двигателя.

В варианте осуществления, на основе системы, показанной на фиг. 8, как показано на фиг. 10, в другой системе для управления дроссельной заслонкой двигателя, предоставленной согласно настоящему изобретению, первый блок 300 получения может включать в себя первый подблок 310 обнаружения и первый подблок 320 определения.

Первый подблок 310 обнаружения конфигурируется, чтобы обнаруживать фактическое давление ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия.

Первый подблок 320 определения конфигурируется, чтобы определять фактический всасываемый объем ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия согласно температуре на впуске ответвленной трубы, фактическому давлению ответвленной трубы и рабочему объему двигателя.

В варианте осуществления, на основе системы, показанной на фиг. 8, как показано на фиг. 10, в другой системе для управления дроссельной заслонкой двигателя, предоставленной согласно настоящему изобретению, первый блок 400 корректировки может включать в себя первый подблок 410 получения и второй подблок 420 получения.

Первый подблок 410 получения конфигурируется, чтобы получать скорректированную степень открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом.

В случае, когда фактический всасываемый объем больше первого требуемого всасываемого объема, первая степень открытия минус скорректированная степень открытия получает вторую степень открытия. В случае, когда фактический всасываемый объем меньше первого требуемого всасываемого объема, первая степень открытия плюс скорректированная степень открытия получает вторую степень открытия.

Второй подблок 420 получения конфигурируется, чтобы получать вторую степень открытия согласно первой степени открытия и скорректированной степени открытия.

Понятно, что в случае, когда двигатель включает в себя множество ответвленных труб, требуемый всасываемый объем каждой ответвленной трубы является одинаковым. В случае, когда фактический всасываемый объем не равен требуемому всасываемому объему, каждая ответвленная труба может получать скорректированную степень открытия согласно свое фактической ситуации, с тем, чтобы управлять своей собственной дроссельной заслонкой. Степень открытия каждой ответвленной трубы может быть различной, но фактический всасываемый объем обеспечивается таким же, что и требуемый всасываемый объем. Например, когда требуемый всасываемый объем каждой ответвленной трубы равен A, степень открытия дроссельной заслонки каждой ответвленной трубы равна B в теории. Однако, когда степень открытия дроссельной заслонки первой ответвленной трубы равна B, фактический всасываемый объем не может достигать требуемого всасываемого объема по некоторой причине. Посредством этапа S400 степень открытия дроссельной заслонки первой ответвленной трубы плюс скорректированная степень C открытия предоставляет возможность фактическому всасываемому объему достигать требуемого всасываемого объема. Следовательно, степень открытия дроссельной заслонки первой ответвленной трубы в это время равна B плюс C, и, поскольку фактический всасываемый объем другой ответвленной трубы является таким же, что и требуемый всасываемый объем, степень открытия дроссельной заслонки другой ответвленной трубы все еще равна B.

Следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления описаны поступательным образом. Каждый из вариантов осуществления, главным образом, фокусируется на описании его отличий от других вариантов осуществления, и ссылка может быть сделана между этими вариантами осуществления относительно одинаковых или аналогичных частей. Что касается вариантов осуществления устройства, поскольку устройство, в основном, является аналогичным вариантам осуществления способа, описание является относительно простым, и связанные части могут ссылаться на частичное описание вариантов осуществления способа.

Наконец, следует отметить, что выражения соотношения в данном документе, такие как первый и второй, и т.д., используются, только чтобы различать сущность или операцию с другой сущностью или операционную область, и не требуют обязательно или подразумевают какое-либо такое фактическое соотношение или последовательность между этими сущностями или операциями. Кроме того, термины «содержит», «включает в себя» или любая другая переменная подразумевают охватывать неисключительное включение, так что процесс, способ, изделие или устройство, включающие в себя последовательность элементов, включают в себя не только эти элементы, но также другие элементы, которые явно не перечислены, или элементы, неотъемлемые в таком процессе, способе, изделии или устройстве. Без дополнительного ограничения, элементы, определенные фразой «включает в себя», и не исключают существование других идентичных элементов в процессе, способе, изделии или устройстве, включающем в себя элементы.

Вышеприведенная иллюстрация описанных вариантов осуществления может предоставлять возможность специалистам в области техники реализовывать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации в вариантах осуществления являются очевидными для специалиста в области техники, и общий принцип при этом может быть реализован в других вариантах осуществления без отступления от духа или рамок настоящего изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, описанными в данном документе, а должно находиться в соответствии с широчайшими рамками, согласующимися с принципом и новыми признаками, раскрытыми в данном документе.

Вышеприведенное является лишь предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что, для специалистов в области техники, различные улучшения и модификации могут быть дополнительно сделаны без отступления от принципа настоящего изобретения, и эти улучшения и модификации также попадают в рамки защиты, определенные формулой настоящего изобретения.

1. Способ управления дроссельной заслонкой двигателя, при этом двигатель содержит первую дроссельную заслонку и первую ответвленную трубу и первая дроссельная заслонка размещена в первой ответвленной трубе, при котором:

определяют первую степень открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки;

регулируют степень открытия первой дроссельной заслонки до первой степени открытия;

получают фактический всасываемый объем первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки равна первой степени открытия;

корректируют первую степень открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом для получения второй степени открытия;

регулируют степень открытия первой дроссельной заслонки до второй степени открытия.

2. Способ по п. 1, при котором перед определением первой степени открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки дополнительно:

определяют суммарный требуемый всасываемый заряд согласно скорости вращения и требуемому крутящему моменту двигателя;

определяют суммарный требуемый всасываемый объем согласно суммарному требуемому всасываемому заряду;

определяют первый требуемый всасываемый объем согласно суммарному требуемому всасываемому объему и количеству ответвленных труб в двигателе.

3. Способ по п. 2, при котором при определении суммарного требуемого всасываемого объема согласно суммарному требуемому всасываемому заряду:

преобразуют суммарный требуемый всасываемый заряд в суммарный требуемый всасываемый объем согласно рабочему объему и скорости вращения двигателя.

4. Способ по п. 1, при котором при получении фактического всасываемого объема первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки равна первой степени открытия:

обнаруживают фактическое давление первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия;

определяют фактический всасываемый объем первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия, согласно температуре на впуске ответвленной трубы, фактическому давлению первой ответвленной трубы и рабочему объему двигателя.

5. Способ по п. 1, при котором при корректировке первой степени открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом для получения второй степени открытия:

получают скорректированную степень открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом;

получают вторую степень открытия согласно первой степени открытия и скорректированной степени открытия.

6. Система управления дроссельной заслонкой двигателя, содержащего первую дроссельную заслонку и первую ответвленную трубу, при этом первая дроссельная заслонка размещена в первой ответвленной трубе, причем система содержит первый блок определения, первый блок управления, первый блок получения, первый блок корректировки и второй блок управления, при этом:

первый блок определения выполнен с возможностью определения первой степени открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней обеих сторонах первой дроссельной заслонки;

первый блок управления выполнен с возможностью регулирования степени открытия первой дроссельной заслонки до первой степени открытия;

первый блок получения выполнен с возможностью получения фактического всасываемого объема первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия;

первый блок корректировки выполнен с возможностью корректирования первой степени открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом для получения второй степени открытия;

второй блок управления выполнен с возможностью регулирования степени открытия первой дроссельной заслонки до второй степени открытия.

7. Система по п. 6, дополнительно содержащая второй блок определения, третий блок определения и четвертый блок определения, при этом:

второй блок определения выполнен с возможностью определения суммарного требуемого всасываемого заряда согласно скорости вращения и требуемому крутящему моменту двигателя, прежде чем первый блок определения определяет первую степень открытия первой дроссельной заслонки согласно первому требуемому всасываемому объему первой ответвленной трубы и давлениям на передней и задней двух сторонах первой дроссельной заслонки;

третий блок определения выполнен с возможностью определения суммарного впускного объема согласно суммарному требуемому всасываемому заряду;

четвертый блок определения выполнен с возможностью определения первого требуемого всасываемого объема согласно суммарному требуемому всасываемому объему и количеству ответвленных труб в двигателе.

8. Система по п. 7, в которой третий блок определения выполнен с возможностью преобразования суммарного требуемого всасываемого заряда в суммарный требуемый всасываемый объем согласно рабочему объему и скорости вращения двигателя.

9. Система по п. 6, в которой первый блок получения содержит первый подблок обнаружения и первый подблок определения, при этом:

первый подблок обнаружения выполнен с возможностью обнаружения фактического давления первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия;

первый подблок определения выполнен с возможностью определения фактического всасываемого объема первой ответвленной трубы, когда степень открытия первой дроссельной заслонки является первой степенью открытия, согласно температуре на впуске первой ответвленной трубы, фактическому давлению первой ответвленной трубы и рабочему объему двигателя.

10. Система по п. 6, в которой первый блок корректировки содержит первый подблок получения и второй подблок получения, при этом:

первый подблок получения выполнен с возможностью получения скорректированной степени открытия согласно разнице между фактическим всасываемым объемом и первым требуемым всасываемым объемом;

второй подблок получения выполнен с возможностью получения второй степени открытия согласно первой степени открытия и скорректированной степени открытия.