СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к системам двигателя с охлаждением поршней двигателя посредством моторного масла.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Температура внутренних компонентов двигателя может меняться в зависимости от условий работы двигателя. Одной из температур компонентов двигателя, которая меняется в зависимости от условий работы двигателя, является температура поршней двигателя. Например, температура поршня может меняться в зависимости от скорости вращения, нагрузки двигателя, установки момента сгорания, типа топлива, временных характеристик впрыска топлива и других условий. На более высоких нагрузках двигателя, отходящие газы в цилиндре двигателя могут сгорать после начальной искры в цилиндре, но до воспламенения пламенем, вызванным искрой. Отходящие газы могут начинать сгорать в результате подвергания более высоким температурам поршня. Следовательно, двигатель может стучать, и в результате может происходить ухудшение работы компонентов двигателя. Один из способов снижения температуры поршня и вероятности детонации состоит в том, чтобы распылять моторное масло на нижние стороны поршней (см. например, US 7,823,545, опубл. 02.11.2010, МПК F01P1/04). Масло отводит тепло от поршней, тем самым, охлаждая поршень. Нагретое масло возвращается в масляный поддон посредством силы тяжести, где оно может охлаждаться. Однако энергия двигателя используется для распыления масла на поршни, и экономия топлива двигателя может снижаться, когда моторное масло распыляется на поршни.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеуказанные недостатки и предложили систему двигателя, содержащую:
поршень;
форсунку охлаждения поршня, избирательно распыляющую масло на поршень;
масляный насос, подающий масло в форсунку охлаждения поршня, причем масляный насос является масляным насосом переменной производительности; и
контроллер, содержащий исполняемые постоянные команды для изменения производительности масляного насоса в ответ на разность крутящих моментов двигателя.
В одном из вариантов предложена система, в которой разность крутящих моментов двигателя является разностью между разностью моментов трения двигателя и разностью пограничных крутящих моментов двигателя на некоторых скорости вращения и нагрузке двигателя.
В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая команды для предотвращения ввода в работу форсунок охлаждения поршня в ответ на недостающую нагрузочную способность масляного насоса для обеспечения требуемого давления смазки.
В одном из вариантов предложена система, в которой дополнительно содержатся дополнительные команды для предотвращения повышения производительности масляного насоса при разности крутящих моментов двигателя меньшей порогового значения.
В одном из вариантов предложена система, в которой дополнительно содержатся дополнительные команды для повышения производительности масляного насоса при разности крутящих моментов двигателя большей порогового значения.
Кроме того, предложен способ работы двигателя, включающий в себя этап, на котором приводят в работу форсунки охлаждения поршня в ответ на разность крутящего момента двигателя между работой на пограничном зажигании при приведении в работу форсунки охлаждения поршня на некоторых скоростях вращения и нагрузке двигателя, и работой на пограничном зажигании при предотвращении ввода в работу форсунки охлаждения поршня на таких скоростях вращения и нагрузке двигателя.
Посредством избирательного приведения в работу форсунки охлаждения поршня в ответ на разность крутящего момента двигателя между работой на пограничном зажигании при приведении в работу форсунки охлаждения поршня на некоторых скорости вращения и нагрузке двигателя, и работой на пограничном зажигании при предотвращении ввода в работу форсунки охлаждения поршня на таких скорости вращения и нагрузке двигателя, может быть возможным экономить топливо посредством предотвращения ввода в работу форсунки охлаждения поршня, когда приведение в работу форсунки охлаждения поршня дает небольшой выигрыш. С другой стороны, форсунка охлаждения поршня может приводиться в работу, когда приведение в работу форсунки охлаждения поршня дает дополнительный полезный выигрыш.
Настоящее описание может давать несколько преимуществ. Например, подход может улучшать экономию топлива двигателя. Дополнительно, подход может обеспечивать охлаждение поршня в условиях, в которых он дает значительный выигрыш. Кроме того, подход может быть полезным для систем двигателя, которые включают в себя или не включают в себя индивидуальное управление форсунками охлаждения поршня.
Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение двигателя и системы форсунок охлаждения поршня;
фиг. 2 показывает моделированные интересующие сигналы во время работы транспортного средства; и
фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций способа работы двигателя, включающего в себя форсунки охлаждения поршня.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Настоящее описание относится к охлаждению поршней двигателя посредством моторного масла. Фиг. 1 показывает одну из примерных систем для охлаждения поршней двигателя. Поршни двигателя могут охлаждаться посредством распыления масла на нижней стороне поршней. Тепло поршней переносится в масло, и масло возвращается в масляный поддон, где оно охлаждается. Фиг. 2 показывает примерные интересующие сигналы при работе двигателя, который включает в себя форсунки охлаждения поршня. Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций способа работы двигателя, который включает в себя форсунки охлаждения поршня.
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. Поршень 36 включает в себя нижнюю сторону 35, где масло может разбрызгиваться через форсунку 143 охлаждения поршня. Форсунка 143 охлаждения поршня может питаться моторным маслом через клапан 147 и масляным насосом 141 переменной производительности. Клапан 147 и производительность масляного насоса 141 управляются контроллером 12. Поршень 36 также механически присоединен к коленчатому валу 40 посредством шатуна.
Коленчатый вал 40 расположен внутри картера 34 двигателя. Картер 34 двигателя по меньшей мере частично защищен посредством масляного поддона 31. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в работу кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. В качестве альтернативы, один или более из впускных и выпускных клапанов могут приводиться в работу узлом катушки и якоря клапана с электромеханическим управлением. 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 впускное отверстие, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 68, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с возможным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из впускной камеры 46 наддува во впускной коллектор 44.
Компрессор 162 втягивает воздух из воздухозаборника 42 для питания камеры 46 наддува. Выхлопные газы вращают турбину 164, которая присоединена к компрессору 162 через вал 160. Исполнительный механизм 72 регулятора давления наддува с вакуумным приводом предоставляет выхлопным газам возможность обходить турбину 164, так что давление наддува может регулироваться при меняющихся условиях работы.
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 выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 выхлопных газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.
Нейтрализатор 70 выхлопных газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные блоки катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выхлопных газов, каждое с многочисленными блоками. Нейтрализатор 70 выхлопных 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, долговременное постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания положения, заданного ступней 132; датчика детонации для определения воспламенения остаточных газов (не показан); измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120 (например, измерителя расхода воздуха с термоэлементом); и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 118 положения двигателя вырабатывает заданное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться скорость 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 примерах, могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.
Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 типично 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, 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 указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC).
Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров, 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 указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC).
В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время 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 топливно-воздушную 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.
Система по фиг. 1 предусматривает систему двигателя, содержащую: поршень; форсунку охлаждения поршня, избирательно распыляющую масло на поршень; масляный насос, подающий масло в форсунку охлаждения поршня; и контроллер, содержащий исполняемые постоянные команды для изменения производительности масляного насоса в ответ на разность крутящих моментов двигателя. Система двигателя включает в себя варианты, в которых разность крутящих моментов двигателя является разностью между разностью моментов трения двигателя и разностью пограничных крутящих моментов двигателя на некоторых скорости вращения и нагрузке двигателя. Система двигателя дополнительно содержит команды для предотвращения ввода в работу форсунок охлаждения поршня в ответ на недостающую нагрузочную способность масляного насоса для обеспечения требуемого давления смазки. Система двигателя включает в себя те варианты, в которых масляный насос является масляным насосом переменной производительности, и дополнительно содержатся дополнительные команды для предотвращения повышения производительности масляного насоса при разности крутящих моментов двигателя меньшей, чем пороговое значение. Система двигателя включает в себя те варианты, в которых масляный насос является масляным насосом переменной производительности, и дополнительно содержатся дополнительные команды для повышения производительности масляного насоса при разности крутящих моментов двигателя больше, чем пороговое значение. Система двигателя дополнительно содержит дополнительные команды для предотвращения ввода в работу форсунок охлаждения поршня в ответ на недостающую нагрузочную способность масляного насоса для обеспечения требуемого давления смазки.
0
5
Со ссылкой на фиг. 2, показаны интересующие моделированные сигналы работы двигателя. Вертикальные метки T-T идентифицируют конкретные интересующие моменты времени в течение рабочей последовательности. Подобные сигналы могут наблюдаться, когда способ по фиг. 3 выполняется контроллером 12 по фиг. 1.
Первый график сверху по фиг. 2 показывает температуру поршня в зависимости от времени. Время начинается на левой стороне графика и увеличивается вправо. Температура поршня имеет низшее значение на оси X и она возрастает в направлении стрелки оси Y. Сплошная линия 202 представляет собой температуру поршня с выключенными форсунками охлаждения поршня. Пунктирная линия 204 представляет собой температуру поршня с включенными форсунками охлаждения поршня.
Второй график сверху по фиг. 2 показывает пограничную установку момента зажигания в зависимости от времени. Время начинается на левой стороне графика и увеличивается вправо. Пограничное зажигание является в наименьшей степени подвергнутым опережению от верхней мертвой точки такта сжатия на оси X и оно осуществляет опережение в направлении стрелки оси Y. Сплошная линия 206 представляет собой пограничное зажигание с выключенными форсунками охлаждения поршня. Пунктирная линия 208 представляет собой пограничное зажигание с включенными форсунками охлаждения поршня.
Третий график сверху по фиг. 2 показывает изменение или разность крутящего момента двигателя между работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, введенными в работу, и работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, не введенными в работу, в зависимости от времени. Время начинается на левой стороне графика и увеличивается вправо. Крутящий момент является наименьшим на оси X, и он возрастает в направлении стрелки оси Y.
Четвертый график сверху по фиг. 2 показывает крутящий момент регулируемого масляного насоса (VOP) в зависимости от времени. Время начинается на левой стороне графика и увеличивается вправо. Момент трения VOP возрастает в направлении оси Y. Сплошная линия 210 представляет момент трения VOP с выключенными форсунками охлаждения поршня. Пунктирная линия 212 представляет момент трения VOP с включенными форсунками охлаждения поршня.
Пятый график сверху по фиг. 2 показывает команду включения форсунки охлаждения поршня (PCJ) в зависимости от времени. Время начинается на левой стороне графика и увеличивается вправо. PCJ вводится в работу посредством открывания соленоидного клапана (например, клапана 147 по фиг. 1), когда кривая команды включения PCJ находится на верхнем уровне. Предотвращается ввод PCJ в работу, когда кривая команды PCJ находится на нижнем уровне.
Шестой график сверху по фиг. 2 показывает давление на выходе регулируемого масляного насоса (VOP) в зависимости от времени. Время начинается на левой стороне графика и увеличивается вправо. Давление на выходе VOP возрастает в направлении стрелки оси Y. Сплошная линия 214 представляет момент трения VOP с выключенными форсунками охлаждения поршня. Пунктирная линия 216 представляет момент трения VOP с включенными форсунками охлаждения поршня.
На графиках, которые имеют две кривых, пунктирная линия находится на таком же уровне, как сплошная линия, когда видна только сплошная линия.
0
В момент Т времени, оцененные температуры поршня находятся на более низких уровнях, и пограничное зажигание подвергается опережению, указывая, что двигатель является работающим на более низких скорости вращения и нагрузке двигателя. Изменение крутящего момента двигателя между работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, введенными в работу, и работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, не введенными в работу, находится на низком уровне, указывая, что нет большой разности крутящего момента двигателя, введены или нет в работу форсунки охлаждения поршня в данных условиях работы двигателя. Поэтому, PCJ дается команда выключения, а давлению VOP дается команда на нижний уровень.
1
В момент T времени, оцененная температура поршня начинает возрастать, и пограничная установка момента зажигания подвергается запаздыванию до подвергнутой опережению в меньшей степени установки момента относительно верхней мертвой точки такта сжатия и временных характеристик коленчатого вала двигателя. Такие условия могут быть представляющими переход двигателя в состояние более высокой нагрузки. Изменение крутящего момента двигателя между работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, введенными в работу, и работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, не введенными в работу, начинает постепенно возрастать в ответ на различия пограничной установки момента зажигания между работой двигателя с и без введенных в работу форсунок охлаждения поршня. Оцененный момент трения VOP и оцененное давление VOP, обусловленные работой двигателя в условиях более высокой нагрузки двигателя с форсунками охлаждения поршня, введенными в работу, начинают возрастать. Форсункам охлаждения поршня не дается команда во включенное состояние, где масло распыляется по дну поршня двигателя, поскольку оцененное давление VOP для введенных в работу форсунок охлаждения поршня является низким. Таким образом, производительности VOP может даваться команда увеличить давление масла перед тем, как форсунки охлаждения поршня введены в работу.
2
В момент T времени, оцененная температура поршня повышается дальше, и пограничная установка момента зажигания подвергается запаздыванию до подвергнутой опережению в меньшей степени установки момента относительно верхней мертвой точки такта сжатия и временных характеристик коленчатого вала двигателя. Изменение крутящего момента двигателя между работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, введенными в работу, и работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, не введенными в работу, возрастает дальше в ответ на различия пограничной установки момента зажигания между работой двигателя с и без введенных в работу форсунок охлаждения поршня. Момент трения VOP возрастает, и оценка давления на выходе VOP также возрастает. Изменение действия крутящего момента двигателя между работой двигателя с активными форсунками охлаждения поршня и работой двигателя без форсунок охлаждения поршня больше, чем изменение момента трения VOP. Поэтому, команда форсунок охлаждения поршня регулируется на введенный в работу уровень, и охлаждение поршня начинается в ответ на разность между моментом трения VOP и крутящим моментом двигателя, относящимися к пограничному зажиганию.
3
В момент T времени, оцененная температура поршня начинает убывать, и пограничная установка момента зажигания подвергается опережению относительно установки момента относительно верхней мертвой точки такта сжатия и временных характеристик коленчатого вала двигателя. Такие условия могут быть представляющими переход двигателя в состояние более низкой нагрузки. Изменение крутящего момента двигателя между работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, введенными в работу, и работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, не введенными в работу, начинает постепенно убывать в ответ на различия пограничной установки момента зажигания между работой двигателя с и без введенных в работу форсунок охлаждения поршня. Оцененный момент трения VOP и оцененное давление VOP, обусловленные работой двигателя в условиях более низкой нагрузки двигателя с форсунками охлаждения поршня, введенными в работу, начинают убывать. Форсункам охлаждения поршня дается команда в выключенное состояние, где масло не распыляется по днищу поршня двигателя. Таким образом, производительности VOP может даваться команда уменьшать давление масла, чтобы снижать связанные с трением потери крутящего момента в двигателе.
4
В момент T времени, оцененная температура поршня вновь начинает возрастать, и пограничная установка момента зажигания подвергается запаздыванию до подвергнутой опережению в меньшей степени установки момента относительно верхней мертвой точки такта сжатия и временных характеристик коленчатого вала двигателя. Такие условия могут быть представляющими переход двигателя в состояние более высоких скорости вращения и нагрузки. Изменение крутящего момента двигателя между работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, введенными в работу, и работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, не введенными в работу, возрастает в ответ на различия пограничной установки момента зажигания между работой двигателя с и без введенных в работу форсунок охлаждения поршня. Оцененный момент трения VOP и оцененное давление VOP, обусловленные работой двигателя в условиях более высоких скорости вращения и нагрузки двигателя с форсунками охлаждения поршня, введенными в работу, также начинают возрастать. Форсункам охлаждения поршня не дается команда во включенное состояние, где масло распыляется по дну поршня двигателя, поскольку оцененное давление VOP для введенных в работу форсунок охлаждения поршня является низким.
5
2,
В момент T времени, оцененная температура поршня повышается дальше, и пограничная установка момента зажигания подвергается запаздыванию до подвергнутой опережению в меньшей степени установки момента относительно верхней мертвой точки такта сжатия и временных характеристик коленчатого вала двигателя. Изменение крутящего момента двигателя между работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, введенными в работу, и работой двигателя с форсунками охлаждения поршня, не введенными в работу, возрастает дальше в ответ на различия пограничной установки момента зажигания между работой двигателя с и без введенных в работу форсунок охлаждения поршня. Момент трения VOP возрастает, и оценка давления на выходе VOP также возрастает. Изменение крутящего момента двигателя между работой двигателя с активными форсунками охлаждения поршня и работой двигателя без форсунок охлаждения поршня больше, чем изменение момента трения VOP. Поэтому, команда форсунки охлаждения поршня регулируется на введенный в работу уровень, и начинается охлаждение поршня. Форсунки охлаждения поршня вводятся в работу при том же самом давлении VOP по сравнению с тем, когда форсунки охлаждения поршня вводятся в работу в момент Tвремени, но промежуток времени между началом для повышения давления VOP и вводом в работу форсунок охлаждения поршня уменьшен, поскольку давление VOP скорее достигнет требуемого давления.
Далее, со ссылкой на фиг. 3, показана высокоуровневая блок-схема последовательности операций способа работы двигателя. Способ по фиг. 3 может быть осуществлен посредством исполняемых команд, хранимых в постоянной памяти контроллера 12 по фиг. 1. Способ по фиг. 3 также может предусматривать последовательность, показанную на фиг. 2.
На этапе 302, способ 300 выносит суждение, имеются ли в распоряжении средства управления форсунками охлаждения поршня (PCJ) и регулируемым масляным насосом (VOP). Если так, ответом является «Да», и способ 300 переходит на этап 318. Иначе, ответом является «Нет», и способ 300 переходит на этап 304. Если ответом является «Нет», может иметься в распоряжении только VOP.
На этапе 318, способ 300 выносит суждение, обладает или нет VOP нагрузочной способностью для обеспечения требуемого давления смазки (например, требуемого давления на выходе масляного насоса). Нагрузочная способность по производительности VOP может ограничиваться скоростью вращения двигателя, температурой масла или другими условиями. В одном из примеров, нагрузочная способность VOP оценивается на основании определенных опытным путем данных, хранимых в памяти контроллера, и которые индексируются посредством скорости вращения двигателя, температуры масла и потребителями масла, принимающими масло из VOP. Если VOP обладает нагрузочной способностью, чтобы выдавать требуемого давление смазки, ответом является «Да», и способ 300 переходит на этап 320. Иначе, ответом является «Нет», и способ 300 переходит на выход.
На этапе 320 способа 300 оценивают температуру поршня, если PCJ и VOP введены в работу для распыления масла в поршне. В одном из примеров, температура поршня оценивается на основании определенных опытным путем данных, хранимых в таблице или функции в памяти, и которая индексируется посредством температуры двигателя, скорости вращения двигателя, нагрузки двигателя и установки момента зажигания, когда PCJ и VOP введены в работу. Способ 300 переходит на этап 322 после того, как определена температура поршня для введенных в работу PCJ и VOP.
На этапе 322 способа 300 оценивают температуру поршня, если PCJ и VOP не введены в работу для распыления масла в поршне. В одном из примеров, температура поршня оценивается на основании определенных опытным путем данных, хранимых в таблице или функции в памяти, и которая индексируется посредством температуры двигателя, скорости вращения двигателя, нагрузки двигателя и установки момента зажигания, когда PCJ и VOP не введены в работу. Способ 300 переходит на этап 324 после того, как определена температура поршня для выведенных из работы PCJ и VOP.
На этапе 324 способа 300 определяют пограничное зажигание (например, минимальную установку момента опережения зажигания для конкретных скорости вращения и нагрузки двигателя, где начинается детонация в двигателе) для условий, в которых PCJ и VOP введены в работу при данных скорости вращения и нагрузке двигателя. В качестве альтернативы, PCJ могут выводиться из работы, а VOP работать при более низком давлении на выходе по сравнению с тем, когда приведены в работу PCJ. В одном из примеров, для приведенных в работу PCJ и VOP, пограничное зажигание определяется опытным путем и сохраняется в таблице или функции, которые индексируются посредством температуры поршня из 320, скорости вращения двигателя и нагрузки двигателя. Таким образом, пограничное зажигание для введенных в работу PCJ и VOP учитывает охлаждение температуры поршня, которое обеспечивают PCJ и VOP. Способ 300 переходит на этап 326 после того, как определено пограничное зажигание для введенных в работу PCJ и VOP.
На этапе 326 способа 300 определяют пограничное зажигание для условий, в которых PCJ и VOP не введены в работу, или где VOP эксплуатируется на более низкой нагрузочной способности по производительности при данных скорости вращения и нагрузке двигателя. В одном из примеров, для выведенных из работы PCJ и VOP, пограничное зажигание определяется опытным путем и сохраняется в таблице или функции, которые индексируются посредством температуры поршня из этапа 322, скорости вращения двигателя и нагрузки двигателя. Таким образом, пограничное зажигание для выведенных из работы PCJ и VOP учитывает температуру поршня, когда PCJ и VOP не введены в работу для обеспечения охлаждения поршня. Способ 300 переходит на этап 328 после того, как определено пограничное зажигание для выведенных из работы PCJ и VOP.
На этапе 328 способа 300 определяют изменение крутящего момента двигателя, связанное с пограничной установкой момента опережения зажигания. В одном из примеров, изменение крутящего момента двигателя, относящееся к опережению зажигания, основано на первом пограничном зажигании, где PCJ и VOP введены в работу, и втором пограничном зажигании, где PCJ и VOP выведены из работы, или VOP работает с более низким давлением на выходе. В частности, функция, которая хранит определенные опытным путем модификаторы оценки крутящего момента двигателя, которые выводят значение, которое умножается на данный номинальный крутящий момент двигателя для определения изменения крутящего момента двигателя, связанного с пограничной установкой момента опережения зажигания. В одном из примеров, функция индексируется на основании скорости вращения двигателя и различия между пограничным зажиганием для условий, в которых PCJ и VOP на введены в работу при данных скорости вращения и нагрузке двигателя, и пограничным зажиганием для условий, в которых VOP и PCJ введены в работу при данных скорости вращения и нагрузке двигателя. Таким образом, функция индексируется посредством данного скорости вращения двигателя и данной разности между двумя пограничными установками момента зажигания, одной пограничной установкой момента зажигания, где PCJ и VOP являются действующими, и одной пограничной установкой момента зажигания, где PCJ и VOP не являются действующими. Способ 300 переходит на этап 330 после того, как определено изменение крутящего момента двигателя, связанное с пограничной установкой момента зажигания.
На этапе 330 способа 300 определяют крутящий момент VOP, если VOP и PCJ введены в работу. В одном из примеров способа 300 оценивают крутящий момент VOP посредством таблиц или функций, которые удерживают определенные опытным путем крутящие моменты, связанные с работой VOP. В частности, оценка крутящего момента VOP включает в себя базовый крутящий момент VOP, который основан на скорости вращения двигателя плюс модификаторах для давления VOP и температуры моторного масла. Крутящий момент VOP возрастает с повышением давления на выходе VOP, снижением температуры масла и увеличением скорости вращения двигателя. Крутящий момент VOP убывает с понижением давления на выходе VOP, повышением температуры масла и уменьшением скорости вращения двигателя. Способ 300 переходит на этап 332 после того, как определен крутящий момент VOP.
На этапе 332 способа 300 определяют крутящий момент VOP, если VOP и PCJ не введены в работу. В качестве альтернативы, VOP может работать на более низком давлении на выходе, чем когда являются работающими PCJ. В одном из примеров способа 300 оценивают крутящий момент VOP посредством таблиц или функций, которые удерживают определенные опытным путем крутящие моменты, связанные с выведенным из работы VOP. В частности, оценка крутящего момента VOP включает в себя базовый крутящий момент VOP, который основан на скорости вращения двигателя плюс модификаторах для давления VOP и температуры моторного масла. Крутящий момент VOP возрастает с повышением давления на выходе VOP, снижением температуры масла и увеличением скорости вращения двигателя. Крутящий момент VOP убывает с понижением давления на выходе VOP, повышением температуры масла и уменьшением скорости вращения двигателя. Крутящий момент VOP для выведенного из работы VOP меньше, чем для введенного в работу VOP. Способ 300 переходит на этап 334 после того, как определен крутящий момент VOP.
На этапе 334 способа 300 определяют изменение крутящего момента VOP между работающим VOP и не работающим VOP в настоящих условиях работы двигателя. В частности, крутящий момент VOP, определенный на этапе 332, вычитается из крутящего момента VOP, определенного на этапе 330. Способ 300 переходит на этап 336 после того, как определено изменение крутящего момента VOP.
На этапе 336, способ 300 выносит суждение, является ли выигрышный крутящий момент, обеспечиваемый приведением в работу VOP и PCJ, большим, чем пороговая величина крутящего момента. В частности, изменение крутящего момента VOP, определенное на этапе 334, вычитается из изменения крутящего момента, связанного с опережением зажигания, определенного на этапе 328. Если результат больше, чем заданный крутящий момент, ответом является «Да», и способ 300 переходит на этап 340. Иначе, ответом является «Нет», и способ 300 переходит на этап 338.
На этапе 338, способ 300 выводит из работы PCJ и VOP. PCJ могут выводиться из работы посредством закрывания клапана, который регулирует поток масла из VOP в PCJ. VOP может выводиться из работы посредством выдачи команды нулевого давления масла. Если VOP подает масло в другие компоненты двигателя, давлению на выходе VOP может даваться команда в более низкое давление на выходе по сравнению с тем, если бы VOP был подающим масло в PCJ. Способ 300 переходит на выход после того, как PCJ выведена из работы, и после того, как VOP выведен из работы или подвергнут команде на более низкое давление на выходе.
На этапе 340, способ 300 вводит в работу VOP. VOP может вводиться в работу, чтобы подавать масло в PCJ посредством повышения давления на выходе VOP. Давление на выходе VOP повышается на основании требуемого количества действующих PCJ, температуры масла, скорости вращения двигателя, нагрузки двигателя и температуры поршня. Способ 300 переходит на этап 342 после того, как VOP введен в работу.
На этапе 324, способ 300 вводит в работу PCJ после того, как давление на выходе VOP достигает требуемого давления. При ожидании достижения требуемого давления на выходе, PCJ могут вводиться в работу, чтобы они распыляли масло с достаточной скоростью, чтобы достигать поршня, так чтобы давление масла могло нарастать быстрее, чем если бы VOP и PCJ вводились в работу одновременно. Хотя, в некоторых случаях, VOP и PCJ могут вводиться в работу одновременно. Способ 300 переходит на выход после того, как введены в работу VOP и PCJ.
На этапе 304, способ 300 выносит суждение, обладает или нет VOP нагрузочной способностью для обеспечения требуемого давления смазки (например, требуемого давления на выходе масляного насоса). Нагрузочная способность по производительности VOP может ограничиваться скоростью вращения двигателя, температурой масла или другими условиями. В одном из примеров, нагрузочная способность VOP оценивается на основании определенных опытным путем данных, хранимых в памяти контроллера, и которые индексируются посредством скорости вращения двигателя, температуры масла и потребителями масла, принимающими масло из VOP. Если VOP обладает нагрузочной способностью, чтобы выдавать требуемого давление смазки, ответом является «Да», и способ 300 переходит на этап 306. Иначе, ответом является «Нет», и способ 300 переходит на выход.
На этапе 306 способа 300 определяют пограничное зажигание (например, минимальную установку момента опережения зажигания для конкретных скорости вращения и нагрузки двигателя, где начинается детонация в двигателе) для условий, в которых VOP введен в работу при данных скорости вращения и нагрузке двигателя. В одном из примеров, для введенного в работу VOP без индивидуального управления PCJ, пограничное зажигание определяется опытным путем и сохраняется в таблице или функции, которая индексируется посредством скорости вращения двигателя и нагрузки двигателя. Таким образом, оцененное пограничное зажигание для введенного в работу VOP без индивидуального управления PCJ включает в себя меньшее количество информации, чем оценка, предусмотренная на этапе 320. Способ 300 переходит на этап 308 после того, как определено пограничное зажигание для введенного в работу VOP.
На этапе 308 способа 300 определяют пограничное зажигание для условий, в которых VOP не введены в работу или эксплуатируются на более низкой нагрузочной способности по производительности при данных скорости вращения и нагрузке двигателя. В одном из примеров, для неактивного VOP, пограничное зажигание определяется опытным путем и сохраняется в таблице или функции, которая индексируется посредством скорости вращения двигателя и нагрузки двигателя. Таким образом, пограничное зажигание для выведенного из работы VOP упрощается по сравнению с подобным определением на этапе 326. Способ 300 переходит на этап 310 после того, как определено пограничное зажигание для выведенного из работы VOP.
На этапе 310 способа 300 определяют изменение крутящего момента двигателя, связанное с пограничной установкой момента опережения зажигания. В одном из примеров, изменение крутящего момента двигателя, относящееся к опережению зажигания, основано на первом пограничном зажигании, где VOP введен в работу, и вторым пограничным зажиганием, где VOP выведен из работы. В частности, функция, которая хранит определенные опытным путем модификаторы оценки крутящего момента двигателя, которые выводят значение, которое умножается на данный номинальный крутящий момент двигателя для определения изменения крутящего момента двигателя, связанного с пограничной установкой момента опережения зажигания. В одном из примеров, функция индексируется на основании скорости вращения двигателя и различия между пограничным зажиганием для условий, в которых VOP на введен в работу при данных скорости вращения и нагрузке двигателя, и пограничным зажиганием для условий, в которых VOP введен в работу при данных скорости вращения и нагрузке двигателя. Таким образом, функция индексируется посредством данного скорости вращения двигателя и данного различия между двумя пограничными установками момента зажигания. Одна пограничная установка момента зажигания предназначена для активного VOP, другая пограничная установка момента зажигания предназначена для выведенного из работы VOP или приведения в работу VOP на нижней нагрузочной способности по производительности. Способ 300 переходит на этап 312 после того, как определено изменение крутящего момента двигателя, связанное с пограничной установкой момента зажигания.
На этапе 312 способа 300 определяют крутящий момент VOP, если VOP введен в работу. В одном из примеров способа 300 оценивают крутящий момент VOP посредством таблиц или функций, которые удерживают определенные опытным путем крутящие моменты, которые связаны с работой VOP. В частности, оценка крутящего момента VOP включает в себя базовый крутящий момент VOP, который основан на скорости вращения двигателя плюс модификаторах для давления VOP и температуры моторного масла. Крутящий момент VOP возрастает с повышением давления на выходе VOP, снижением температуры масла и увеличением скорости вращения двигателя. Крутящий момент VOP убывает с понижением давления на выходе VOP, повышением температуры масла и уменьшением скорости вращения двигателя. Способ 300 переходит на этап 314 после того, как определен крутящий момент VOP.
На этапе 314 способа 300 определяют крутящий момент VOP, если VOP не введен в работу или является работающим на нижней нагрузочной способности по производительности. В одном из примеров способа 300 оценивают крутящий момент VOP посредством таблиц или функций, которые удерживают определенные опытным путем крутящие моменты, которые связаны с выведенным из работы VOP. В частности, оценка крутящего момента VOP включает в себя базовый крутящий момент VOP, который основан на скорости вращения двигателя плюс модификаторах для давления VOP и температуры моторного масла. Крутящий момент VOP возрастает с повышением давления на выходе VOP, снижением температуры масла и увеличением скорости вращения двигателя. Крутящий момент VOP убывает с понижением давления на выходе VOP, повышением температуры масла и уменьшением скорости вращения двигателя. Крутящий момент VOP для выведенного из работы VOP меньше, чем для введенного в работу VOP. Способ 300 переходит на этап 316 после того, как определен крутящий момент VOP.
На этапе 316 способа 300 определяют изменение крутящего момента VOP между работающим VOP и не работающим VOP в настоящих условиях работы двигателя. В частности, крутящий момент VOP, определенный на этапе 314, вычитается из крутящего момента VOP, определенного на этапе 312. Способ 300 переходит на этап 336 после того, как определено изменение крутящего момента VOP.
Таким образом, PCJ и VOP могут избирательно приводиться в работу для обеспечения улучшенных эффективности использования топлива и охлаждения поршней двигателя. Выигрыши от ввода в работу PCJ и VOP уравниваются с потерей эффективности от приведения в работу PCJ и VOP.
Таким образом, способ по фиг. 3 предусматривает работу двигателя, включающую в себя этап, на котором приводят в работу форсунки охлаждения поршня в ответ на разность крутящего момента двигателя между работой на пограничном зажигании при приведении в работу форсунки охлаждения поршня на некоторых скорости вращения и нагрузке двигателя, и работой на пограничном зажигании при предотвращении ввода в работу форсунки охлаждения поршня на таких скорости вращения и нагрузке двигателя. Способ включает в себя те варианты, в которых форсунка охлаждения поршня распыляет моторное масло на нижнюю сторону поршня. Способ включает в себя те варианты, в которых форсунка охлаждения поршня приводится в работу посредством повышения производительности масляного насоса.
В некоторых примерах, способ включает в себя те варианты, в которых форсунка охлаждения поршня приводится в работу посредством открывания клапана между масляным насосом и форсункой охлаждения поршня. Способ дополнительно содержит температурную модель поршня и оценку пограничного зажигания при приведении в работу форсунок охлаждения поршня на основании выходного сигнала из температурной модели поршня. Способ дополнительно содержит оценку нагрузочной способности по производительности масляного насоса двигателя и оценку, имеет или нет производительность масляного насоса двигателя нагрузочную способность для удовлетворения требуемого давления смазки двигателя. Способ дополнительно также содержит приведение в работу форсунок охлаждения поршня, когда масляный насос двигателя обладает нагрузочной способностью для удовлетворения требуемого давления смазки двигателя, и когда разность крутящего момента двигателя больше, чем пороговый крутящий момент. Способ включает в себя те варианты, в которых приведение в работу форсунки охлаждения поршня дополнительно происходит в ответ на выигрышный крутящий момент двигателя.
В еще одном примере, способ по фиг. 3 предусматривает работу двигателя, включающую в себя этап, на котором вводят в работу форсунки охлаждения двигателя в ответ на разность момента трения двигателя между приведением в работу форсунок охлаждения двигателя на некоторых скорости вращения и нагрузке двигателя, и предотвращением ввода в работу форсунок охлаждения двигателя на таких скорости вращения и нагрузке двигателя. Способ дополнительно содержит приведение в работу форсунок охлаждения двигателя в ответ на разность крутящего момента двигателя между работой на пограничном зажигании при приведении в работу форсунок охлаждения поршня при некоторых скорости вращения и нагрузке двигателя, и работой на пограничном зажигании при предотвращении ввода в работу форсунок охлаждения топлива на таких скорости вращения и нагрузке двигателя.
В еще одном примере, способ по фиг. 3 дополнительно содержит приведение в работу форсунок охлаждения двигателя в ответ на разность между разностью момента трения двигателя и разностью крутящего момента двигателя. Способ включает в себя те случаи, когда разность между разностью момента трения двигателя и разностью крутящего момента двигателя является оценкой выигрышного крутящего момента. Способ включает в себя те варианты, в которых форсунки охлаждения двигателя приводятся в работу, когда выигрышный крутящий момент больше, чем пороговый крутящий момент. Способ включает в себя те варианты, в которых форсунки охлаждения двигателя приводятся в работу посредством клапана между масляным насосом двигателя и форсунками охлаждения двигателя.
Как следует принимать во внимание рядовым специалистам в данной области техники, способы, описанные на фиг. 3, могут 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 настоящего описания, 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 напомнило 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.