СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ С НАДДУВОМ
METHOD FOR SUPERCHARGED ENGINE

Область техники
Настоящее раскрытие в целом относится к способам и системам для управления дроссельной заслонкой двигателя транспортного средства для удаления льда с дроссельной заслонки.
Уровень техники и раскрытие изобретения
Авторам настоящего изобретения известно, что для повышения мощности, создаваемой двигателями, можно задействовать турбонагнетатель или нагнетатель, сжимающий воздух окружающей среды, поступающий в двигатель. Следствием сжатия воздуха может стать повышение его температуры, в связи с чем можно использовать промежуточный охладитель или охладитель наддувочного воздуха ОНВ (САС) для охлаждения нагретого воздуха и, тем самым, снижения его плотности и дополнительного повышения потенциальной мощности двигателя. Если воздух на входе компрессора является влажным, что возможно, например, в условиях влажной или дождливой погоды, и/или снижения температуры окружающей среды, и/или рециркуляции отработавших газов и вентиляции картера, может происходить конденсация водяного пара на поверхностях ОНВ, если всасываемый воздух охлажден до температуры ниже точки росы для воды. Кроме того, когда наддувочный воздух поступает в ОНВ под повышенным давлением (например, давление всасывания и давление наддува выше атмосферного), возможно образование конденсата в случае падения температуры ОНВ ниже точки росы. В результате, во время работы транспортного средства возможно скопление конденсата на дне ОНВ или в его внутренних каналах. После простоя транспортного средства в холодных условиях (например, после длительной езды с последующим нахождением в течение ночи при температурах окружающей среды, при которых происходит замерзание), конденсат, скопившийся в ОНВ, может замерзнуть с образованием льда.
При пуске двигателя после простоя транспортного средства в холодных условиях может произойти разуплотнение образовавшегося в ОНВ льда и, через некоторое время, его высвобождение из ОНВ во время работы двигателя. В некоторых состояниях, фрагменты льда, высвобожденные из ОНВ, могут быть захвачены дросселем, в результате чего происходит обледенение дросселя.
Один пример решения для устранения состояния обледенения дросселя раскрыт в патенте США №7509939. Согласно данному патенту, дроссельную заслонку многократно открывают и закрывают с целью разрушения льда на дроссельной заслонке или вокруг нее. Однако авторы настоящего изобретения выявили потенциальные недостатки таких способов. Например, патент '939 исходит из того, что причиной заклинивания дроссельной заслонки является лед, образовавшийся на ней или вокруг нее. Чтобы раздробить этот лед, дроссельную заслонку подвергают воздействию изменений направления крутящего момента, при которых дроссель многократно раскачивают попеременно в направлениях открытия и закрытия. Несмотря на то, что делаются попытки разрушения льда на заклиненном льдом дросселе, период времени при изменениях направления крутящего момента недостаточен для высвобождения из дросселя частиц льда, ранее высвободившихся из ОНВ, а затем захваченных дросселем. То есть частицы льда из ОНВ, захваченные дросселем, остаются на дросселе и могут препятствовать его надлежащей работе и, как следствие, могут привести к тому, что двигатель будет работать в режиме компенсации отказов, что жестко ограничивает мощность двигателя и вызывает недовольство водителя.
В одном примере вышеуказанные недостатки может преодолеть способ для двигателя, содержащий шаги, на которых: при выявлении засорения дросселя, устанавливают дроссель в полностью открытое положение; удерживают дроссель в полностью открытом положении в течение порогового периода с одновременным поддержанием необходимого крутящего момента; и по прошествии порогового периода устанавливают дроссель в необходимое положение, при этом необходимое положение зависит от необходимого крутящего момента; причем засорение дросселя выявляют после запуска двигателя. Таким образом, выявление засорения дросселя после завершения запуска двигателя позволяет выявлять засорение дросселя из-за льда, образовавшегося в ОНВ и захваченного дросселем. Кроме того, установка дросселя в полностью открытое положение позволяет увеличить поток воздуха через дроссель и за его счет уменьшить захват дросселем фрагментов льда. Удержание дросселя в полностью открытом положении в течение порогового периода обеспечивает достаточное количество времени для высвобождения фрагментов льда, захваченных дросселем, из дросселя.
В качестве одного примера, во время работы двигателя после его запуска, засорение дросселя, связанное с тем, что произошел захват дросселем частиц льда, например, частиц льда, отсоединившихся в области выше по потоку от дросселя (например, в ОНВ) и захваченных дросселем во время работы транспортного средства, может быть выявлено контроллером путем управления дроссельной заслонкой посредством мотора дросселя для ее установки в полностью закрытое положение, независимо от положения педали акселератора, из текущего положения и сравнения скорости поворота с ожидаемой пороговой скоростью. После того, как будет установлено, что произошел захват частиц льда дроссельной заслонкой, контроллер может направить сигнал мотору дросселя установить дроссельную заслонку в полностью открытое положение, независимо от положения педали акселератора. После достижения полностью открытого положения, что может быть подтверждено показанием датчика положения дросселя, дроссельную заслонку можно удерживать в полностью открытом положении в течение порогового периода. Удержание дроссельной заслонки в полностью открытом положении обеспечивает возможность высвобождения частиц льда, захваченных дросселем, из дроссельной заслонки за счет увеличения потока воздуха. Во время удержания дросселя в полностью открытом положении в течение порогового периода, могут быть приняты одна или более мер снижения крутящего момента, например, изменение момента зажигания в сторону запаздывания, отключение цилиндров, подача бедной топливовоздушной смеси, уменьшение рабочего объема и т.п., для снижения избыточного крутящего момента двигателя. Затем, по прошествии порогового периода, дроссельную заслонку можно установить в необходимое положение в зависимости от запрошенного водителем транспортного средства крутящего момента, который может зависеть от положения педали акселератора.
Таким образом, удержание дросселя в полностью открытом положении позволяет увеличить расход потока воздуха через дроссельную заслонку, что может способствовать удалению частиц льда, осевших на дросселе во время запуска двигателя после простоя транспортного средства в холодных условиях.
Изменения направления крутящего момента эффективны при определенном типе обледенение дросселя, но неэффективны в случае обледенения, которое можно устранить путем открытия дросселя во время значительного потока воздуха, обеспечивающего возможность уноса захваченного куска льда (образовавшегося выше по потоку от дросселя) в область ниже по потоку от дросселя. Основное внимание в известных решениях уделялось дроблению сцепленного льда. Настоящее решение предусматривает дополнительное смягчающее действие, состоящее в устранении захвата дросселем неприкрепленного льда.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое раскрытие служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно в разделе «Осуществление изобретения». Это раскрытие не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Заявляемый предмет изобретения также не ограничивается вариантами осуществления, устраняющими недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
ФИГ. 1А представляет собой принципиальную схему примера системы двигателя, содержащей дроссель и охладитель наддувочного воздуха.
ФИГ. 1В представляет собой принципиальную схему дросселя, содержащегося в системе двигателя на ФИГ. 1А.
ФИГ. 2А изображает схему в поперечном разрезе проходного отверстия дросселя с дроссельной заслонкой в закрытом положении.
ФИГ. 2В изображает схему в поперечном разрезе проходного отверстия дросселя с дроссельной заслонкой в положении по умолчанию.
ФИГ. 2С изображает схему в поперечном разрезе проходного отверстия дросселя с дроссельной заслонкой в открытом положении.
ФИГ. 2D изображает схему в поперечном разрезе проходного отверстия дросселя, иллюстрирующую пример первого засорения дроссельной заслонки из-за образования льда на дросселе и/или вокруг него.
ФИГ. 2Е изображает схему в поперечном разрезе проходного отверстия дросселя, иллюстрирующую пример второго засорения дроссельной заслонки из-за льда, захваченного дросселем во время работы двигателя.
ФИГ. 3 изображает высокоуровневую блок-схему примера алгоритма для выявления засорения дросселя и устранения выявленного засорения.
ФИГ. 4 изображает высокоуровневую блок-схему примера алгоритма для выявления засорения дросселя до наступления состояния пуска двигателя.
ФИГ. 5 изображает высокоуровневую блок-схему примера алгоритма для устранения засорения дросселя, выявленного до наступления состояния пуска двигателя.
ФИГ. 6 изображает высокоуровневую блок-схему примера алгоритма для выявления засорения дросселя, возникшего из-за ОНВ.
ФИГ. 7 изображает высокоуровневую блок-схему примера алгоритма для устранения засорения дросселя, возникшего из-за ОНВ.
На ФИГ. 8 в графической форме представлен пример регулировок для выявления засорений дросселя и устранения выявленных засорений.
Осуществление изобретения
Нижеследующее описание относится к системам и способам для выявления и устранения засорения дросселя из-за образования льда в охладителе наддувочного воздуха (ОНВ). Система двигателя с наддувом, например, система двигателя на ФИГ. 1А, может содержать компрессор, ОНВ и дроссель. Дроссель подробнее раскрыт на ФИГ. 1В, а его открытое положение, положение по умолчанию и закрытое положение раскрыты на ФИГ. 2А, 2В и 2С. Пример первого засорения дросселя из-за образования льда на дросселе и/или вокруг него раскрыт на ФИГ. 2D. Пример второго засорения дросселя из-за захваченного дросселем льда раскрыт на ФИГ. 2Е. Контроллер двигателя выполнен с возможностью выполнения алгоритмов на ФИГ. 3-7 для выявления и устранения первого и второго засорений дросселя. Первое засорение дросселя может быть выявлено и устранено при запуске двигателя или во время него, а второе засорение дросселя может быть выявлено и устранено после запуска двигателя. А именно, для устранения второго засорения, контроллер двигателя может направить сигнал мотору дросселя установить дроссель в полностью открытое положение и сохранять полностью открытое положение в течение порогового периода с одновременным поддержанием необходимого крутящего момента за счет одной или более мер снижения крутящего момента. Пример рабочей последовательности для выявления и устранения первого и второго засорений дросселя раскрыт на ФИГ. 8.
ФИГ. 1А представляет собой принципиальную схему примера двигателя 10, могущего входить в состав силовой установки автомобиля. Двигатель 10 показан с четырьмя цилиндрами или камерами 30 сгорания. Однако в соответствии с настоящим раскрытием число цилиндров может быть и другим. В еще одном примере двигатель 10 может представлять собой V-образный двигатель с двумя рядами цилиндров 30. Двигателем 10 можно по меньшей мере частично управлять с помощью системы управления, содержащей контроллер 12, и посредством входных сигналов от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В данном примере устройство 130 ввода содержит педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала положения педали ПП (РР). Каждая из камер 30 сгорания (например, цилиндров) двигателя 10 может содержать стенки камеры сгорания с расположенным между ними поршнем. Поршни могут быть соединены с коленчатым валом 40 для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен с по меньшей мере одним ведущим колесом транспортного средства через промежуточную систему 150 трансмиссии. Кроме того, с коленчатым валом 40 может быть соединен стартер через маховик для запуска двигателя 10. Коленчатый вал 40 также может служить для приведения в действие генератора переменного тока (не показан на ФИГ. 1).
Выходной крутящий момент двигателя может быть передан гидротрансформатору (не показан) для приведения в действие системы 150 автоматической трансмиссии. Кроме того, для приведения в движение автомобиля могут быть включены одна или более муфт, в том числе муфта 154 переднего хода. В одном примере гидротрансформатор можно считать компонентом системы 150 трансмиссии. Система 150 трансмиссии может содержать множество зубчатых муфт 152 с возможностью ввода их в зацепление по мере необходимости для включения множества передач ступенчатой трансмиссии. А именно, регулируя зацепление множества зубчатых муфт 152, трансмиссию можно переключать с более высокой передачи (то есть передачи с меньшим передаточным числом) на более низкую передачу (то есть передачу с большим передаточным числом) и наоборот. Разность передаточных чисел обеспечивает возможность меньшей мультипликации крутящего момента в трансмиссии, когда в ней включена более высокая передача, и большей мультипликации крутящего момента в трансмиссии, когда в ней включена более низкая передача. Число возможных передач в транспортном средстве может быть равно четырем, при этом передача номер четыре в трансмиссии (четвертая передача в трансмиссии) является самой высокой из возможных, а передача номер один в трансмиссии (первая передача в трансмиссии) - самой низкой. В других вариантах осуществления число возможных передач в транспортном средстве может быть больше или меньше четырех. Как раскрыто в настоящем описании, контроллер выполнен с возможностью изменения (например, повышения или понижения) передачи в трансмиссии для регулирования величины крутящего момента, передаваемого через трансмиссию и гидротрансформатор колесам 156 транспортного средства (то есть крутящего момента на выходном валу двигателя). При переключении трансмиссии на более низкую передачу, частота вращения двигателя (ЧВД или число оборотов в минуту (RPM)) возрастает, увеличивая поток воздуха через двигатель. Разрежение в выпускном коллекторе, создаваемое вращением двигателя, может быть выше при большем числе оборотов в минуту.
Воздух в камеры 30 сгорания может поступать из впускного коллектора 44, а газообразные продукты сгорания могут выходить через выпускной коллектор 46 в выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 46 выполнены с возможностью избирательного сообщения с камерой 30 сгорания посредством соответственно впускных клапанов и выпускных клапанов (не показаны). В некоторых вариантах осуществления камера 30 сгорания может содержать два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.
Топливные форсунки 50 показаны соединенными непосредственно с камерой 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса сигнала импульса впрыска топлива ДИВТ (FPW) от контроллера 12. Так топливная форсунка 50 обеспечивает известный из уровня техники непосредственный впрыск топлива в камеру 30 сгорания; при этом следует понимать, что также возможен впрыск во впускные каналы. Топливо может поступать в топливную форсунку 50 из топливной системы (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу.
В процессе, в настоящем описании именуемом «зажигание», происходит зажигание впрыснутого топлива посредством известных из уровня техники средств, например, свечи 52 зажигания, в результате чего происходит сгорание. Момент искрового зажигания можно регулировать так, чтобы искра возникала раньше (с опережением) или позже (с запаздыванием) заданного изготовителем момента. Например, момент зажигания можно изменять в сторону запаздывания относительно момента зажигания, обеспечивающего максимальный крутящий момент МКМ (МВТ), для борьбы с детонацией в двигателе или в сторону опережения в условиях высокой влажности. В частности, момент зажигания можно изменять в сторону опережения относительно МКМ с учетом низкой скорости горения. В одном примере момент зажигания можно изменять в сторону запаздывания для снижения крутящего момента двигателя. В еще одном примере момент зажигания можно изменять в сторону запаздывания во время нажатия педали акселератора. В другом варианте осуществления зажигание впрыснутого топлива можно осуществлять посредством воспламенения от сжатия.
Всасываемый воздух может поступать во впускной коллектор 44 из заборного канала 42. Впускная система двигателя 10 содержит впускной коллектор 44 и заборный канал 42. Заборный канал 42 и/или впускной коллектор 44 содержит дроссель 21 с дроссельной заслонкой 22 для регулирования потока во впускной коллектор 44. Дроссель 21 содержит датчик 23 положения дросселя ДПД (TPS) с возможностью выдачи показания положения дросселя ПД (TP) контроллеру 12. В данном конкретном примере положение (ПД) дроссельной заслонки 22 может изменять контроллер 12 посредством мотора дросселя для электронного управления дросселем ЭУД (ETC). В некоторых вариантах осуществления контроллер положения дроссельной заслонки (не показан), выполненный с возможностью связи с контроллером 12, может регулировать работу мотора 25 дросселя для регулирования положения дроссельной заслонки 22.
Дроссель 21 дополнительно проиллюстрирован на ФИГ. 1В. Дроссель 21 содержит корпус 29 дросселя и дроссельную заслонку 22 в корпусе 29 дросселя. При повороте оси 27 дросселя происходит перемещение дроссельной заслонки 22 в корпусе дросселя. Ось 27 дросселя соединена с корпусом 29 дросселя. Дроссельная заслонка 22 установлена поперек части оси 27 дросселя в корпусе 29 дросселя.
Первый конец оси 27 дросселя соединен с датчиком 23 положения дросселя, а второй конец оси 27 дросселя соединен с мотором 25 дросселя.
Мотор 25 дросселя поворачивает дроссельную заслонку 22 в необходимое положение. В одном примере мотор 25 дросселя выполнен с возможностью перемещения дроссельной заслонки 22 посредством блока шестерен (не показан). Мотор 25 дросселя приходит в движение по сигналам или командам от контроллера 12. Команды перемещения дроссельной заслонки 22 могут зависеть от положения педали 130 акселератора. Например, водитель 132 транспортного средства может нажать педаль 130 акселератора. Показание величины нажатия педали акселератора и, следовательно, положения педали акселератора (ПП), выдает контроллеру 12 датчик 134 положения педали. Исходя из показания датчика 134 положения педали, контроллер 12 может направить сигнал 31 (могущий представлять собой электрический сигнал, например, сигнал напряжения или тока) мотору 25 дросселя для уменьшения или увеличения величины открытия дросселя путем регулирования положения дроссельной заслонки 22. Например, мотор 25 дросселя может подать крутящий момент на ось 27 дросселя (величина крутящего момента зависит от сигнала 31) для поворачивания дроссельной заслонки 22. Таким образом, сигнал 31 представляет собой заданный сигнал, в основе которого лежит необходимое положение дросселя, определенное контроллером, причем необходимое положение дросселя зависит от положения педали акселератора. Положение дросселя, заданное контроллером в зависимости от необходимого положения дросселя (и, следовательно, от положения педали акселератора), представляет собой заданное положение дросселя. Таким образом, дросселем 21 можно управлять для изменения подачи всасываемого воздуха в камеры 30 сгорания. Например, контроллер 12 может отрегулировать дроссельную заслонку 22 для увеличения открытия дросселя 21. Увеличение открытия дросселя 21 позволяет увеличить количество воздуха, подаваемого во впускной коллектор 44. В другом примере открытие дросселя 21 можно уменьшить или его можно полностью закрыть для отсечения потока воздуха во впускной коллектор 44. В некоторых вариантах осуществления заборный канал 42 может содержать дополнительные дроссели, например, дроссель (не показан) выше по потоку от компрессора 60.
Как указано выше, положение дросселя или угол поворота дроссельной заслонки дросселя 21 можно определять с помощью датчика 23 положения дросселя, расположенного на дросселе 21. Положение дросселя, когда дроссельная заслонка 22 полностью закрыта (и блокирует поток воздуха по заборному каналу 42), в настоящем описании именуется «полностью закрытое положение». Полностью закрытое положение 200 дросселя 21 изображено на ФИГ. 2А. Положение дросселя, когда дроссельная заслонка 22 пропускает максимальный поток воздуха к двигателю по заборному каналу, в настоящем описании именуется «полностью открытое положение». Полностью открытое положение 205 дросселя 21 изображено на ФИГ. 2В. Дроссельная заслонка 22 выполнена с возможностью вращения вокруг оси 27 дросселя посредством мотора 25 дросселя в направлении открытия (также именуемом «первое направление»), указанном стрелкой 214 на ФИГ. 2В, для пропуска большего количества воздуха к двигателю по заборному каналу 42. Дроссельная заслонка 22 выполнена с возможностью вращения посредством мотора 25 дросселя в направлении закрытия (также именуемом «второе направление»), противоположном направлению 214 открытия, для уменьшения потока воздуха к двигателю по заборному каналу 42.
Дроссель 21 также может иметь положение по умолчанию. В положении по умолчанию, дроссель 21 может быть приоткрыт относительно полностью закрытого положения. То есть положение по умолчанию может представлять собой более закрытое (но не полностью закрытое) положение с возможностью пропуска потока воздуха пороговой величины через впускной коллектор к двигателю. Когда на мотор 25 не поступает энергия, дроссель 21 может находиться в положении по умолчанию. Положение по умолчанию может быть достигнуто за счет механизма (например, содержащего рычаг и пружину; не показан), обеспечивающего возможность пребывания дросселя 21 приоткрытым, когда на мотор не поступает энергия. То есть, когда в одном примере транспортное средство находится в состоянии «ВЫКЛ.» (OFF), и на мотор 25 дросселя не поступает энергия, дроссель находится в положении по умолчанию. Пример положения 207 по умолчанию дросселя 21 изображено на ФИГ. 2С.
В условиях обледенения, например, в состояниях простоя в холодных условиях после того, как двигатель транспортного средства проработал период, превышающий пороговый, температура окружающей среды ниже пороговой, высокая влажность и т.п., на дросселе и/или вокруг него возможно образование льда, могущего препятствовать перемещению (т.п. поворачиванию) дросселя. Образование на дросселе и/или вокруг него льда, приводящего к заклиниванию дросселя и препятствующего поворачиванию дроссельной заслонки, в настоящем описании именуется «первое засорение дросселя». Пример первого засорения дросселя раскрыт на ФИГ. 2D. А именно, на ФИГ. 2D изображен лед 212, образовавшийся на дроссельной заслонке 22 и корпусе дросселя и ограничивающий поворотное движение дросселя.
Кроме того, в условиях обледенения, конденсация в ОНВ может привести к образованию льда в ОНВ. Иными словами, образование льда может происходить в зоне скопления воды в трубке охладителя наддувочного воздуха, что может привести к засорению дросселя при определенных параметрах работы двигателя. Например, в двигателе с турбонаддувом происходит сжатие воздуха с последующим охлаждением сжатого воздуха с помощью охладителя наддувочного воздуха. Если воздух на входе компрессора влажный (из-за относительно высокой влажности окружающей среды, и/или относительно высокой интенсивности вентиляции картера, и/или относительно высокой интенсивности рециркуляции отработавших газов), может происходить конденсация на поверхностях ОНВ с возможностью последующего скопления во впадинах (углублениях) в трубке ОНВ. После периода простоя транспортного средства в холодных условиях (например, длительной езды с последующим нахождением в течение ночи при температурах окружающей среды ниже пороговой), скопившаяся в трубке ОНВ вода может замерзнуть. Во время запуска двигателя после периода простоя транспортного средства в холодных условиях, поток воздуха через ОНВ может привести к отсоединению одного или более осколков льда от трубки ОНВ. При прохождении указанных одного или более отсоединившихся осколков льда через дроссельную заслонку, они могут быть захвачены дросселем, в результате чего возникает состояние захвата льда дросселем. Например, кусок льда, образовавшийся на 4-20 дюймов выше по потоку от дросселя, может быть захвачен дросселем при отрыве куска льда и его уносе вниз по заборному каналу. Из-за захвата дросселем льда, образовавшегося выше по потоку от дросселя, перемещение дросселя может быть затруднено. Таким образом, в одном примере состояние захвата льда дросселем возникает из-за льда, образовавшегося в ОНВ, а не из-за образования льда на дросселе и/или вокруг него. Несмотря на то, что в вышеуказанном примере речь идет о захвате дросселем льда, образовавшегося в ОНВ, следует понимать, что может произойти захват дросселем льда, образовавшегося выше по потоку от дросселя, высвободившегося и унесенного в сторону дросселя потоком воздуха по заборному каналу. Данное состояние захвата льда дросселем в настоящем описании именуется «второе засорение дросселя». Пример второго засорения дросселя раскрыт на ФИГ. 2Е. А именно, на ФИГ. 2Е изображен осколок 206 льда, захваченный дроссельной заслонкой 22 и являющийся причиной второго засорения.
Выявление первого и второго засорений дросселя и их устранение будут детально раскрыты ниже на примере ФИГ. 3-8.
Кроме того, в раскрываемых вариантах осуществления система рециркуляции отработавших газов РОГ (EGR) выполнена с возможностью направления необходимой части отработавших газов из выпускного канала 48 в заборный канал 42 по магистрали РОГ, например, магистрали 140 РОГ высокого давления. Количество газов РОГ, подаваемых в заборный канал 42, может изменять контроллер 12 посредством клапана РОГ, например, клапана 142 РОГ высокого давления. В некоторых условиях, за счет системы РОГ можно регулировать температуру топливовоздушной смеси в камере сгорания. На ФИГ. 1 изображена система РОГ высокого давления, в которой газы РОГ направляют из области выше по потоку от турбины турбонагнетателя в область ниже по потоку от компрессора турбонагнетателя магистрали 140 РОГ. На ФИГ. 1 также изображена система РОГ низкого давления, в которой газы РОГ направляют из области ниже по потоку от турбины турбонагнетателя в область выше по потоку от компрессора турбонагнетателя по магистрали 157 РОГ низкого давления. Клапан 155 РОГ низкого давления выполнен с возможностью регулирования количества газов РОГ, подаваемых в заборный канал 42. В некоторых вариантах осуществления двигатель может содержать и систему РОГ высокого давления, и систему РОГ низкого давления, как раскрыто на ФИГ. 1. В других вариантах осуществления двигатель может содержать либо систему РОГ низкого давления, либо систему РОГ высокого давления. Когда система РОГ находится в рабочем состоянии, она может способствовать образованию конденсата из сжатого воздуха, в частности, когда происходит охлаждение сжатого воздуха охладителем наддувочного воздуха 80. Например, магистраль 157 РОГ низкого давления может содержать охладитель 159 РОГ низкого давления, а магистраль 140 РОГ высокого давления может содержать охладитель 143 РОГ высокого давления.
Двигатель 10 может также содержать устройство сжатия, например, турбонагнетатель или нагнетатель, содержащее по меньшей мере компрессор 60, расположенный вдоль заборного канала 42. В случае турбонагнетателя, компрессор 60 может по меньшей мере частично приводить в действие турбина 62 посредством, например, вала или иного соединительного устройства. Турбина 62 может быть расположена вдоль выпускного канала 48. Для приведения в действие компрессор могут быть предусмотрены различные устройства. В случае нагнетателя, компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в действие двигателем и/или электрической машиной, при этом турбина может отсутствовать. Величину сжатия турбонагнетателем или нагнетателем воздуха, подаваемого в один или более цилиндров двигателя, может изменять контроллер 12. Например, как раскрыто на ФИГ. 1А, двигатель 10 может содержать электрическое вспомогательное устройство 65 турбонагнетателя. Электрическое вспомогательное устройство турбонагнетателя может быть выполнено с возможностью зарядки и последующей подачи энергии компрессору 60, когда будет нужно увеличить наддув. Электрическое вспомогательное устройство турбонагнетателя обеспечивает возможность достижения компрессором 60 числа оборотов, необходимого для более быстрого создания необходимого наддува, чем если бы энергия, приводящая в действие компрессор 60, поступала только от турбины 62. В еще одном примере компрессор 60 может приводить в основном турбина 62. Турбину 62 могут приводить в действие отработавшие газы, текущие по выпускному каналу 48. Таким образом, движение от механического привода турбины 62 может приводить в действие компрессор 60. Поэтому число оборотов компрессора 60 может зависеть от числа оборотов турбины 62. Чем больше число оборотов компрессора 60, тем больше может быть величина наддува, подаваемого по заборному каналу 42 во впускной коллектор 44.
Выпускной канал 48 может содержать регулятор 26 давления наддува для перенаправления отработавших газов от турбины 62. Кроме того, заборный канал 42 может содержать перепускной клапан 27 компрессора ПКК (CBV), выполненный с возможностью перенаправления всасываемого воздуха в обход компрессора 60. Как показано на ФИГ. 1, ПКК 27 может быть расположен в перепускном канале 29, идущем в обход компрессора 60 и ОНВ 80. А именно, вход воздуха в перепускной канал 29 может быть расположен ниже по потоку от ОНВ 80, а выход воздуха из перепускного канала 29 в заборный канал 42 может быть расположен выше по потоку от компрессора 60. При открытии ПКК 27 наддувочный воздух может быть перенаправлен из области ниже по потоку от ОНВ 80 в область выше по потоку от компрессора 60. Регулятором 26 давления наддува и/или ПКК 27 может управлять контроллер 12 для их открытия, например, когда нужно снизить давление наддува. Например, если происходит или может произойти событие помпажа в компрессоре, контроллер 12 может открыть ПКК 27 для снижения давления на выходе компрессора 60. Так можно уменьшить или прекратить помпаж в компрессоре.
Заборный канал 42 может также содержать охладитель 80 наддувочного воздуха (ОНВ) (например, промежуточный охладитель) для снижения температуры всасываемых газов, сжатых турбонагнетателем или нагнетателем. В некоторых вариантах осуществления ОНВ 80 может представлять собой теплообменник охлаждения воздуха воздухом. В других вариантах осуществления ОНВ 80 может представлять собой теплообменник охлаждения воздуха жидкостью. ОНВ 80 также может представлять собой ОНВ переменного объема. Горячий наддувочный воздух (сжатый воздух) из компрессора 60 поступает во вход ОНВ 80, при прохождении через который происходит его охлаждение, и выходит из него для прохождения через дроссель 21 и последующего поступления во впускной коллектор 44 двигателя. Поток воздуха окружающей среды из-за пределов транспортного средства может поступать в двигатель 10 через капот транспортного средства и проходить параллельно ОНВ для содействия в охлаждении наддувочного воздуха. При падении температуры воздуха окружающей среды, а также во влажную или дождливую погоду, когда происходит охлаждение наддувочного воздуха до температуры ниже точки росы по воде, возможно образование и скопление конденсата в ОНВ. Кроме того, если наддувочный воздух поступает в ОНВ под повышенным давлением (например, давление наддува и/или давление в ОНВ выше атмосферного), возможно образование конденсата, если температура ОНВ упадет ниже точки росы. Как сказано выше, в условиях обледенения, конденсат в ОНВ может замерзнуть. Под действием потока воздуха через ОНВ во время последующей работы двигателя возможно раздробление льда, образовавшегося в ОНВ, и унос осколков льда из ОНВ вместе с потоком воздуха по впускной системе к двигателю. При прохождении через проход дросселя, некоторые осколки льда могут быть захвачены дросселем, в связи с чем может возникнуть засорение дросселя. Выявление и устранение засорения дросселя из-за захваченного дросселем льда, источником которого является ОНВ, будут подробнее раскрыты ниже.
Двигатель 10 может также содержать один или более кислородных датчиков, расположенных в заборном канале 42 и/или впускном коллекторе 44. Впускной коллектор 44 содержит датчик 122 ДВК для измерения абсолютного давления в коллекторе ДВК (MAP). Как подробнее раскрыто ниже, по выходному сигналу датчика 122 ДВК можно оценивать давление в других частях системы двигателя, например, давление наддува ДН (BP). В некоторых вариантах осуществления заборный канал 42 может содержать датчик 126 давления наддува. При этом в других вариантах осуществления заборный канал может не содержать датчик 126 давления наддува. Кроме того, в заборном канале 42 выше по потоку от компрессора 60 может быть расположен датчик 120 массового расхода воздуха МРВ (MAF).
Контроллер 12 показан на ФИГ. 1А в виде микрокомпьютера, содержащего микропроцессорное устройство 102, порты 104 ввода/вывода, электронную среду хранения исполняемых программ и калибровочных значений, в данном конкретном примере показанную в виде однокристального постоянного запоминающего устройства 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать разнообразные сигналы отдатчиков, соединенных с двигателем 10, для выполнения различных функций по управлению двигателем 10. Помимо сигналов, речь о которых шла выше, в число таких сигналов могут входить результаты измерения массового расхода всасываемого воздуха от датчика 120 МРВ; температуры хладагента двигателя ТХД (ЕСТ) от датчика 112 температуры, схематически показанного в одном месте в двигателе 10; сигнал профиля зажигания ПЗ (PIP) датчика 118 на эффекте Холла (или иного типа), соединенного с коленчатым валом 40; влажности окружающей среды от датчика влажности окружающей среды (не показан), соединенного с транспортным средством; положения дросселя (ПД) от датчика положения дросселя, речь о котором шла выше; и сигнал абсолютного давления в коллекторе (ДВК) от датчика 122, речь о котором шла выше. Сигнал частоты вращения двигателя (число оборотов в минуту) может быть сформирован контроллером 12 из сигнала ПЗ. По сигналу давления в коллекторе (ДВК) от датчика давления в коллекторе можно определять разрежение или давление во впускном коллекторе 44. Следует учесть, что возможны различные комбинации вышеуказанных датчиков, например, датчик МРВ без датчика ДВК и наоборот. По показанию датчика ДВК можно определять крутящий момент двигателя. Кроме того, по показаниям данного датчика, вместе с результатом определения частоты вращения двигателя, можно оценивать заряд (содержащий воздух), всасываемый в цилиндр. В одном примере датчик 118 на эффекте Холла, также используемый как датчик частоты вращения двигателя, может генерировать заданное количество импульсов через равные промежутки при каждом обороте коленчатого вала 40.
Также могут присутствовать и другие датчики, не изображенные на фигуре, например, датчик температуры и/или влажности воздуха окружающей среды, и прочие датчики. В одном примере в заборном канале 42 может быть расположен датчик температуры и/или датчик влажности воздуха окружающей среды. Дополнительно или взамен, датчик температуры и/или датчик влажности воздуха окружающей среды может быть расположен на наружной поверхности транспортного средства. В некоторых примерах в однокристальное постоянное запоминающее устройство 106 могут быть введены машиночитаемые данные, представляющие собой инструкции, исполняемые микропроцессорным устройством 102 для выполнения раскрытых ниже способов, а также других предполагаемых, но конкретно не перечисленных вариантов. Примеры алгоритмов раскрыты в настоящем описании на ФИГ. 3-7.
В одном примере двигатель 10 может представлять собой двигатель с отключаемыми цилиндрами ДОЦ (VDE) с возможностью работы в режиме ДОЦ, в котором выборочно отключают один или более цилиндров. Например, двигатель 10 может представлять собой V-образный двигатель, в котором камеры 30 сгорания расположены в первом ряду цилиндров и втором ряду цилиндров. В еще одном примере двигатель 10 может представлять собой однорядный двигатель (как на ФИГ. 1А) с возможностью выборочного отключения одного или более (например, любого числа) цилиндров. В качестве одного примера, при низких нагрузках двигателя, когда полная способность двигателя по крутящему моменту не нужна, один или более цилиндров 30 двигателя 10 (или выбранного ряда двигателя) можно выборочно отключить (что в настоящем описании также именуется «режим работы ДОЦ»). Это может включать в себя отключение подачи топлива и/или искры в выбранный цилиндр (цилиндры) или ряд цилиндров двигателя. А именно, один или более цилиндров или один или более цилиндров выбранной группы цилиндров могут быть отключены путем отсечения соответствующих топливных форсунок с одновременным продолжением работы впускных и выпускных клапанов для продолжения перекачивания воздуха через указанные цилиндры. Когда топливные форсунки отключенных цилиндров отключены, остающиеся включенными цилиндры продолжают сжигание с включенными и работающими топливными форсунками. Для удовлетворения потребностей в крутящем моменте, двигатель создает крутящий момент той же величины на тех цилиндрах, чьи форсунки остаются включенными.
Для этого нужно более высокое давление в коллекторе, обеспечивающее снижение насосных потерь и повышение КПД двигателя. Кроме того, за счет меньшей эффективной площади поверхности (только включенных цилиндров), подвергающейся воздействию сгорания, происходит снижение тепловых потерь двигателя и, как следствие, улучшение термического КПД двигателя. В одном примере контроллер двигателя выполнен с возможностью выборочного отключения всех цилиндров того или иного ряда двигателя при переходе в режим ДОЦ с последующим возобновлением работы указанных цилиндров при переходе в режим, отличный от ДОЦ. В еще одном примере контроллер может выборочно отключить подгруппу общего числа цилиндров двигателя 10 во время режима ДОЦ. Во время указанного отключения, контроллер может увеличить наддув и, тем самым, давление в коллекторе, что обеспечивает возможность создания необходимого крутящего момента включенными цилиндрами двигателя.
Во время работы двигателя в условиях, когда выявляют засорение дросселя, например, захват льда дросселем (то есть второе засорение дросселя), контроллер может направить сигнал (команду) дросселю работать в полностью открытом положении независимо от положения педали акселератора. В таких условиях, для снижения избыточного крутящего момента двигатель можно эксплуатировать в режиме ДОЦ, в котором один или более цилиндров могут быть отключены. Один или более цилиндров могут быть отключены путем отключения подачи топлива и/или искры, как было сказано выше. Дополнительно или взамен, один или более цилиндров могут быть отключены путем отключения впускных и/или выпускных клапанов на этих одном или более цилиндрах. Клапаны цилиндров могут быть отключены посредством гидроприводных толкателей, соединенных со штангами толкателей клапанов, или механизма переключения профиля кулачков, в котором для отключенных клапанов используют выступ кулачка без подъема. Можно применять и другие механизмы отключения клапанов, например, электроприводные клапаны. Дополнительно или взамен, могут быть применены другие меры снижения крутящего момента, например, изменение момента зажигания в сторону запаздывания от МКМ и обеднение воздушно-топливного отношения относительно стехиометрического. Дополнительно или взамен, контроллер может переключить трансмиссию на более высокую передачу для уменьшения величины крутящего момента, передаваемого через трансмиссию и гидротрансформатор колесам 156 транспортного средства (то есть крутящий момент на выходном валу двигателя).
На ФИГ. 3 представлена блок-схема, иллюстрирующая способ 300 для выявления первого засорения дросселя и/или второго засорения дросселя, например, дросселя 21 на ФИГ. 1А-2Е, в системе транспортного средства, содержащей двигатель с наддувом, например, двигатель 10 на ФИГ. 1А, и устранения первого и/или второго засорения дросселя. Инструкции для осуществления способа 300 и других раскрытых в настоящем описании способов может осуществлять контроллер системы транспортного средства, например, контроллер 12 на ФИГ. 1А и 1В, в соответствии с инструкциями в долговременной памяти контроллера и во взаимосвязи с сигналами от датчиков системы транспортного средства, например, датчиков, раскрытых выше на примерах ФИГ. 1А-2Е. Контроллер может задействовать исполнительные устройства системы транспортного средства, например, исполнительные устройства, раскрытые выше на примерах ФИГ. 1А-2Е, для устранения засорения дросселя и регулирования работы транспортного средства в соответствии с раскрытыми ниже способами. А именно, первое засорение дросселя может быть выявлено контроллером до пуска двигателя при включении зажигания или во время запуска двигателя, а второе засорение дросселя может быть выявлено контроллером в любой момент после запуска двигателя. Кроме того, в связи с выявлением первого засорения дросселя, может быть выполнена первая последовательность действий дросселя в соответствии с инструкциями в памяти контроллера для устранения первого засорения дросселя. В связи с выявлением второго засорения дросселя, может быть выполнена вторая, отличная от первой, последовательность действий дросселя в соответствии с инструкциями от контроллера для устранения второго засорения дросселя. Несмотря на то, что способ 300 раскрыт на примере систем, представленных на ФИГ. 1А-2Е, следует понимать, что способ 300 или схожие способы можно применять к другим системам без отступления от объема настоящего раскрытия.
Выполнение способа 300 начинают на шаге 302. На шаге 302 способа 300 определяют параметры работы транспортного средства. Параметры работы транспортного средства можно оценить и/или измерить по сигналам от одного или более датчиков, например, датчиков, раскрытых на примере ФИГ. 1А и 1В. В число параметров работы транспортного средства могут входить параметры работы двигателя. В число параметров работы двигателя могут входить: положение ключа зажигания, частота вращения двигателя, нагрузка двигателя, потребность в крутящем моменте, положение дросселя, массовый расход потока воздуха, расход рециркуляции отработавших газов, положение кулачков, температура окружающей среды, температура заряда всасываемого воздуха, температура хладагента двигателя, влажность окружающей среды, поток вентиляции картера и т.п.
Определив параметры работы транспортного средства, способ 300 следует на шаг 304. На шаге 304 способа 300 устанавливают наличие условий для образования льда. Образование льда может происходить на дроссельной заслонке или вокруг нее. Кроме того, образование льда может происходить в зоне скопления воды трубки охладителя наддувочного воздуха, что может привести к засорению дросселя при определенных параметрах работы двигателя. Например, в двигателе с турбонаддувом происходит сжатие воздуха с последующим охлаждением сжатого воздуха с помощью охладителя наддувочного воздуха. Если воздух на входе компрессора влажный (из-за относительно высокой влажности окружающей среды, и/или относительно высокой интенсивности вентиляции картера, и/или относительно высокой интенсивности рециркуляции отработавших газов), может происходить конденсация на поверхностях ОНВ с возможностью последующего скопления во впадинах (углублениях) в трубке ОНВ. После периода простоя в холодных условиях (например, длительной езды с последующим нахождением в течение ночи при температурах окружающей среды ниже пороговой), скопившаяся в трубке ОНВ вода может замерзнуть. Во время запуска двигателя после периода простоя транспортного средства в холодных условиях, поток воздуха через ОНВ может привести к отсоединению одного или более осколков льда от трубки ОНВ. При прохождении одного или более отсоединившихся осколков льда через дроссельную заслонку, осколки льда могут ударяться о дроссель и дробиться из-за удара, а затем либо проскальзывать через проход дросселя, либо быть захвачены дросселем. При захвате дросселем осколков льда, отсоединившихся от ОНВ, возникает состояние захвата льда дросселем. В одном примере причиной состояние захвата льда дросселем является лед, поступивший из ОНВ, а не образование льда на дросселе и/или вокруг него, в результате чего возникает заклиненное состояние дросселя.
Состояние захвата льда дросселем может быть выявлено, когда всасываемый воздух течет из ОНВ через дроссель во впускной коллектор. Таким образом, если образование льда на дросселе и/или вокруг него может быть выявлено до запуска, при запуске или во время запуска двигателя, то состояния захвата льда дросселем могут быть выявлены в любой момент во время работы транспортного средства после запуска двигателя, когда двигатель работает. Кроме того, в некоторых примерах высвобождение льда, образовавшегося на дросселе и/или вокруг него, может произойти в результате выполнения алгоритмов разрушения льда до завершения запуска, как раскрыто ниже, и расколотые частицы льда могут быть захвачены дросселем, в результате чего возникает состояние захвата льда дросселем.
В число условий для образования льда могут входить: влажность окружающей среды выше пороговой, предыдущий период работы двигателя больше порогового, величина потока воздуха, всасываемого через впускной коллектор (и дроссель) больше пороговой во время предыдущего периода работы двигателя, массовый расход РОГ во время предыдущего периода работы двигателя, средняя эксплуатационная скорость транспортного средства во время предыдущего периода работы двигателя, продолжительность движения со средней эксплуатационной скоростью, текущая температура заряда всасываемого воздуха ниже пороговой, текущая температура окружающей среды ниже пороговой, период простоя транспортного средства в холодных условиях между предыдущим и текущим периодами работы двигателя больше порогового, температура простоя транспортного средства в холодных условиях ниже пороговой, обледенение дросселя внутри дросселя и вокруг него во время текущего запуска двигателя, и период текущей работы двигателя меньше порогового, а также период текущей работы двигателя с наддувом меньше порогового.
Если на шаге 304 будет выявлено одно или более условий для обледенения, способ 300 следует на шаг 306. В противном случае, если контроллер установит отсутствие какого-либо условия обледенения, способ 300 следует на шаг завершения.
На шаге 306 способа 300 определяют, происходит ли запуск двигателя или завершен ли он. Например, если будет выявлено событие включения зажигания (например, переход ключа зажигания транспортного средства в состояние "ВКЛ." из состояния "ВЫКЛ."), можно установить, что запуск двигателя происходит. Кроме того, контроллер может установить, что запуск двигателя происходит, по частоте вращения двигателя в период, когда частота вращения двигателя еще не стабилизировалась до частоты вращения холостого хода после включения зажигания. То, что запуск двигателя происходит, также можно установить на основании того, что текущая температура хладагента двигателя ниже пороговой температуры хладагента при запуске. Установить, что запуск двигателя происходит, можно также на основании приведения в действие выключателя двери перед тем, как ключ зажигания будет переведен в состояние "ВКЛ." (режим включения питания блока управления силовым агрегатом БУСА (РСМ)).
Можно установить, что запуск двигателя завершен, когда частота вращения двигателя стабилизируется на уровне частоты вращения холостого хода после запуска. Дополнительно или взамен, то, что запуск двигателя завершен, можно установить, когда водитель приводит в действие педаль акселератора. Кроме того, в некоторых примерах то, что запуск двигателя завершен, можно установить, когда температура хладагента двигателя превысит пороговую.
Частоту вращения двигателя можно определить по показанию датчика, например, датчика 118 на эффекте Холла на ФИГ. 1А. Температуру хладагента двигателя можно определить по показанию датчика температуры хладагента двигателя, например, датчика 112 на ФИГ. 1А. Приведение в действие педали акселератора можно определить по показанию датчика положения педали, например, датчика 134 на ФИГ. 1А и 1В.
Если на шаге 306 будет установлено, что запуск двигателя происходит, способ 300 следует на шаг 308. На шаге 308 способа 300 выполняют выявление первого засорения дросселя. Выявление первого засорения дросселя может быть выполнено для выявления льда, образовавшегося на дросселе и/или вокруг него, например, засорения дросселя на ФИГ. 2D. То есть в результате выявления первого засорения можно определить, что дроссель заклинен льдом, образовавшимся на дросселе и/или вокруг него до запуска двигателя. Выявление первого засорения может быть выполнено при запуске двигателя или во время него. Выявление первого засорения можно не выполнять после того, как запуск будет завершен. Например, выявление первого засорения может быть выполнено во время работы двигателя с указанными выше параметрами, например, когда температура хладагента двигателя ниже пороговой, и/или температура заряда всасываемого воздуха (например, определенная по показанию датчика температуры заряда всасываемого воздуха, расположенного во впускном коллекторе) ниже пороговой, и/или БУСА находится в режиме запуска, и/или после приведения в действие выключателя двери и до включения ключа зажигания, и/или после включения ключа зажигания и до тех пор, пока не будет приведена в действие педаль акселератора, и/или прошел пороговый период после включения ключа зажигания. Выполнение выявления первого засорения дросселя для выявления заклинивания дросселя льдом, образовавшимся на дросселе и/или вокруг него и ограничивающим перемещение дросселя, будет подробно раскрыто ниже на примере ФИГ. 4.
Далее способ 300 следует на шаг 310. На шаге 310 способа 300 устанавливают, выявлено ли первое засорение дросселя. Например, установить, что первое засорение дросселя выявлено, можно на основании состояния флага первого засорения дросселя. Например, если флаг первого засорения дросселя имеет значение 1, можно установить, что первое засорение дросселя выявлено, в противном случае, можно установить, что дроссель не засорен льдом на дросселе или вокруг него. Если ответ на шаге 310 будет "ДА", то первое засорение дросселя выявлено, и дроссель засорен льдом, образовавшимся на дросселе и/или вокруг него, и способ 300 следует на шаг 314. В противном случае, если первое засорение дросселя не выявлено, способ 300 следует на шаг 320. На шаге 320 способ 300 предусматривает регулирование дросселя в зависимости от потребности в крутящем моменте. Регулирование дросселя в зависимости от потребности в крутящем моменте включает в себя регулирование положения дросселя в зависимости от положения педали акселератора. Например, чем больше нажата педаль акселератора, тем больше может быть увеличено открытие дросселя для увеличения потока воздуха в двигатель. Если педаль акселератора не нажата, дроссель может быть установлен в положение по умолчанию.
На шаге 314, после выявления первого засорения дросселя, способ 300 предусматривает выполнение алгоритма разрушения льда для устранения первого засорения дросселя. Выполнение алгоритма разрушения льда включает в себя изменения направления крутящего момента на моторе дросселя для открытия и закрытия дросселя для устранения засорения. Выполнение алгоритма разрушения льда будет подробнее раскрыто на примере ФИГ. 5.
Далее, на шаге 316 способа 300 устанавливают, устранено ли первое засорение дросселя. Установить, что первое засорение дросселя устранено, можно по угловому перемещению дросселя. В одном примере установить, что первое засорение дросселя устранено, можно на основании того, что угловое перемещение дросселя из положения по умолчанию в полностью закрытое положение равно пороговому угловому перемещению или не выходит за пороговый предел относительно указанного порогового углового перемещения с учетом износа дросселя со временем. Пороговое перемещение может представлять собой заранее заданное значение, в основе которого лежит угловое перемещение незасоренного дросселя. Пороговое перемещение может быть сохранено в табулированной зависимости в памяти контроллера.
Если первое засорение дросселя устранено, то ответ на шаге 316 будет "ДА", и способ 300 следует на шаг 318. На шаге 318 состояние второго флага, указывающего на то, что первое засорение дросселя устранено, может быть установлено в значение "один". Например, исходное состояние второго флага для устранения засорения дросселя может быть установлено в значение "ноль". В связи с тем, что первое засорение дросселя устранено, второй флаг может быть установлен в значение "один". Таким образом, на шаге 318 состояние первого флага для выявления первого засорения дросселя имеет значение «один», указывая на то, что первое засорение дросселя было выявлено во время запуска до того, как запуск был завершен, а состояние второго флага имеет значение «один», указывая на то, что первое засорение, выявленное во время запуска, устранено.
Установив второй флаг в значение «один», способ 300 следует на шаг 320. На шаге 320 способ 300 предусматривает регулирование положения дросселя в зависимости от потребности в крутящем моменте. Затем выполнение способа 300 можно завершить.
Если на шаге 316 будет установлено, что первое засорение дросселя не устранено, то ответ на шаге 316 будет "НЕТ", и способ 300 следует на шаг 321. На шаге 321 способ 300 предусматривает проверку того, соблюдены ли одно или более условий. В число указанных одного или более условий входят задействованное состояние педали акселератора и завершенное состояние запуска двигателя. Соответственно, если педаль акселератора задействована и/или если запуск двигателя завершен до устранения первого засорения дросселя, способ 300 следует на шаг 338. На шаге 338 способ 300 предусматривает сигнализацию заедания дросселя. Например, определив, что первое засорение дросселя не устранено до завершения запуска двигателя, контроллер может активировать диагностический код неисправности ДКН (DTC), соответствующий характеру выявленной неисправности (например, контроллер может активировать ДКН для заедания дросселя). ДКН может представлять собой код с возможностью считывания универсальным считывателем диагностических кодов известного из уровня техники типа. Кроме того, в некоторых примерах сигнал выявленной неисправности может быть направлен водителю транспортного средства. В одном примере сигнал может быть визуальным, например, представлять собой световой сигнал на приборной панели транспортного средства. В еще одном примере сигнал может быть акустическим.
Если педаль акселератора не задействована, или запуск двигателя не завершен, способ 300 следует на шаг 322. На шаге 322 способ 300 предусматривает повторение алгоритма разрушения льда, раскрытого ниже на ФИГ. 6. Способ 300 может далее совершить возврат на шаг 316 для определения того, устранено ли первое засорение дросселя, по угловому перемещению дросселя, как раскрыто выше.
Если после подтверждения наличия условий обледенения на шаге 306 будет установлено, что запуск двигателя завершен, способ 300 следует на шаг 324. На шаге 324 способа 300 определяют, было ли первое засорение дросселя выявлено во время работы двигателя с вышеуказанными параметрами до завершения пуска. Контроллер может определить, что первое засорение дросселя было выявлено до запуска, по состоянию первого флага для засорения дросселя. Например, если первый флаг для первого засорения дросселя был установлен в значение "ноль", можно определить, что первое засорение дросселя не было выявлено до завершения запуска двигателя. Если первый флаг для первого засорения дросселя был установлен в значение "один", можно определить, что первое засорение дросселя было выявлено при запуске двигателя или во время него до того, как запуск двигателя был завершен. Если будет подтверждено, что первое засорение дросселя было выявлено при запуске, ответ на шаге 324 будет "ДА", и способ 300 следует на шаг 336. На шаге 336 способа 300 устанавливают, было ли первое засорение дросселя устранено до запуска. Можно определить, что первое засорение дросселя было устранено до запуска, по состоянию второго флага для устранения засорения дросселя. Например, если второй флаг для первого засорения дросселя был установлен в значение "ноль", можно определить, что первое засорение дросселя не было устранено до завершения запуска двигателя. Если второй флаг для первого засорения дросселя был установлен в значение "один", можно определить, что первое засорение дросселя было устранено во время запуска двигателя до завершения запуска двигателя. Если на шаге 336 будет подтверждено, что первое засорение дросселя не было устранено до завершения запуска двигателя, способ 300 следует на шаг 338. На шаге 338 способ 300 предусматривает сигнализацию заедания дросселя. Например, сигнализировать неисправность дросселя можно посредством ДКН для заедания дросселя, как раскрыто выше. Если на шаге 336 будет подтверждено, что первое засорение дросселя было устранено до завершения запуска двигателя, способ 300 следует на шаг 326.
Если на шаге 324 будет установлено, что первое засорение дросселя не было выявлено при запуске, ответ на шаге 324 будет "НЕТ", и способ 300 следует на шаг 326.
На шаге 326 способ 300 предусматривает выявление второго засорения дросселя для выявления состояний захвата льда дросселем, как раскрыто выше. Вкратце, второе засорение дросселя или состояние захвата льда дросселем может возникнуть, когда происходит высвобождение льда, образовавшегося в трубке ОНВ (например, во время простоя в холодных условиях в течение ночи), из-за увеличения потока воздуха через ОНВ в сторону дросселя и впускного коллектора во время работы двигателя, и его захват дроссельной заслонкой и/или в проходном отверстии дросселя. Таким образом, в одном примере ОНВ является причиной второго засорения дросселя. Дополнительно или взамен, второе засорение дросселя может возникнуть, если происходит высвобождение льда, сформировавшегося на дросселе или вокруг него, в результате выполнения алгоритмов устранения, и его последующий захват дроссельной заслонкой и/или в проходном отверстии дросселя во время всасывания потока воздуха через дроссельную заслонку. Пример второго засорения дросселя проиллюстрирован на ФИГ. 2Е. Таким образом, второе засорение дросселя может возникнуть после запуска двигателя и во время движения транспортного средства. Например, второе засорение дросселя может возникнуть после завершения запуска двигателя при наличии одного или более условий для обледенения (например, состояний простоя транспортного средства в холодных условиях средства до запуска, способствующих образованию льда в ОНВ, температуры заряда всасываемого воздуха ниже пороговой и т.п.), речь о которых шла выше. Соответственно, выявление второго засорения дросселя можно выполнять после завершения запуска двигателя, и если первое засорение дросселя отсутствует или было устранено в случае его выявления. В одном примере второе засорение дросселя может быть выявлено по скорости достижения дросселем необходимого поворота. Выявление второго засорения дросселя будет подробнее раскрыто на примере ФИГ. 6.
Затем способ 300 следует на шаг 328. На шаге 328 способ 300 предусматривает подтверждение того, выявлено ли второе засорение дросселя. Второе засорение дросселя может быть подтверждено по состоянию третьего флага, указывающего на второе засорение дросселя. Например, если в процессе выявления второго засорения дросселя выявляют второе засорение дросселя, третий флаг может быть установлен в значение "один". В противном случае, если второе засорение дросселя не выявлено, третий флаг может быть установлен в значение "ноль". Таким образом, на шаге 328, выявление второго засорения дросселя может быть подтверждено на основании того, что состояние третьего флага имеет значение «один». Соответственно, если ответ на шаге 328 будет "НЕТ", второе засорение дросселя отсутствует, и способ 300 следует на шаг 340. На шаге 340 способ 300 предусматривает регулирование положения дросселя в зависимости от текущей потребности в крутящем моменте. Затем выполнение способа можно завершить.
Если ответ на шаге 328 будет "ДА", второе засорение дросселя имеет место, и способ 300 следует на шаг 330. На шаге 330 способ 300 предусматривает выполнение алгоритма пропуска льда. Алгоритм пропуска льда может включать в себя открытие дросселя из текущего положения в полностью открытое положение, получение подтверждения полностью открытого положения и удержание дросселя в полностью открытом положении в течение порогового периода с одновременным регулированием одного или более параметров работы двигателя, например, момента зажигания, отключения цилиндров и воздушно-топливного отношения, для снижения избыточного крутящего момента и, тем самым, создания необходимого крутящего момента с одновременным обеспечением необходимого количества времени для уноса льда потоком всасываемого воздуха. Выполнение алгоритма пропуска льда будет подробнее раскрыто на примере ФИГ. 7.
Выполнив алгоритм пропуска льда, способ 300 следует на шаг 332. На шаге 332 способа 300 устанавливают, устранено ли второе засорение дросселя. Например, то, что второе засорение дросселя устранено, может быть подтверждено на основании того, что скорость поворота дросселя из первого положения во второе положение равна ожидаемой или не выходит за пороговый предел выше или ниже ожидаемой скорости дросселя. Ожидаемая скорость поворота дросселя может представлять собой заранее заданную скорость дросселя для углового перемещения дросселя из первого положения во второе положение при подаче заранее заданного напряжения на мотор дросселя. Если ответ на шаге 342 будет "НЕТ", способ 300 следует на шаг 342 для повтора алгоритма пропуска льда. Способ 300 может далее совершить возврат на шаг 332. В некоторых примерах можно вести счет числа выполнений алгоритма пропуска льда. Если число выполнений алгоритма пропуска льда превысит пороговое, можно сигнализировать неисправность дросселя.
Если ответ на шаге 332 будет "ДА", способ 300 следует на шаг 334 для регулирования положения дросселя в зависимости от потребности в крутящем моменте. Затем выполнение способа 300 можно завершить.
На ФИГ. 4 раскрыта блок-схема, иллюстрирующая пример способа 400 для выявления первого засорения дросселя. Как раскрыто выше, способ 400 можно выполнять при запуске двигателя или во время него до того, как процесс запуска двигателя будет завершен, и когда имеют место условия обледенения. Например, способ 400 можно выполнять при запуске двигателя в связи с переводом ключа зажигания из состояния "ВЫКЛ." в состояние "ВКЛ." водителем транспортного средства. Дополнительно или взамен, способ 400 можно выполнять во время запуска двигателя, когда температура хладагента двигателя ниже пороговой, и когда педаль акселератора не задействована. В некоторых примерах способ 400 можно выполнять до включения зажигания во время режима запуска БУСА, когда выключатель двери приведен в действие. Способ 400 можно не выполнять, например, в состояниях горячего пуска. В данном примере первое засорение дросселя может представлять собой образование льда на дроссельной заслонке или вокруг нее и/или в проходном отверстии дросселя, вызывающее заклинивание дросселя и, как следствие, препятствующее перемещению дросселя и/или достижению им необходимого положения с заранее заданной скоростью поворота дросселя. Пример первого засорения дросселя раскрыт на ФИГ. 2D.
Инструкции для выполнения способа 400 может осуществлять контроллер системы транспортного средства, например, контроллер 12 на ФИГ. 1А и 1В, в соответствии с инструкциями в долговременной памяти контроллера и во взаимосвязи с сигналами от датчиков системы транспортного средства, например, датчиков, раскрытых выше на примерах ФИГ. 1А-2Е для выявления первого засорения дросселя. Контроллер может задействовать исполнительные устройства системы транспортного средства, например, исполнительные устройства, раскрытые выше на примерах ФИГ. 1А-2Е, для выявления первого засорения дросселя и регулирования работы транспортного средства в соответствии с раскрытыми ниже способами. Несмотря на то, что способ 400 раскрыт на примерах систем на ФИГ. 1А-2Е, следует понимать, что способ 400 или схожие способы можно применять к другим системам без отступления от объема настоящего раскрытия.
Выполнение способа 400 начинают на шаге 402. На шаге 402 способ 400 предусматривает установку дросселя в исходное положение по умолчанию. Положение по умолчанию может представлять собой более закрытое положение, в котором дроссель не закрыт полностью и имеет пороговое открытие. Положение по умолчанию может обеспечить возможность выполнения двигателем своих функций в минимальном объеме в случае отказа мотора дросселя, например, мотора 25 на ФИГ. 1В, регулирующего положение дросселя. Контроллер может сформировать сигнал или напряжение в соответствии с заранее заданным профилем крутящего момента мотора, по которому мотор дросселя, например, мотор 25 дросселя, перемещает дроссельную заслонку, например, дроссельную заслонку 22, в положение по умолчанию. Таким образом, установка дросселя в положение по умолчанию может включать в себя подачу первого заранее заданного напряжения на мотор дросселя для подачи заранее заданного крутящего момента мотора на дроссель для перемещения дросселя в положение по умолчанию. Первое заранее заданное напряжение может быть сохранено в памяти контроллера. Можно отметить, что дроссель может находиться в исходном положении по умолчанию при запуске двигателя и во время него.
Затем способ 400 следует на шаг 404. На шаге 404 способ 400 предусматривает определение и регистрацию исходного положения по умолчанию. Исходное положение по умолчанию можно определить по показанию датчика положения дросселя, например, датчика 23 положения дросселя. Контроллер может сохранить данное исходное положение по умолчанию в памяти контроллера в качестве исходного положения. Исходное положение по умолчанию в настоящем описании также иначе именуется «первое положение дросселя».
Далее способ 400 следует на шаг 406. На шаге 406 способ 400 предусматривает задание перемещения дросселя в закрытое положение из исходного положения по умолчанию с заранее заданной скоростью поворота дросселя. Задание перемещения дросселя в закрытое положение из исходного положения по умолчанию включает в себя подачу второго заранее заданного напряжения на мотор дросселя для создания мотором дросселя закрывающего крутящего момента для перемещения дросселя из исходного положения по умолчанию в полностью закрытое положение. В основе второго заранее заданного напряжения может лежать напряжение, необходимое для перемещения незасоренного дросселя из исходного положения по умолчанию в полностью закрытое положение. Иначе говоря, контроллер может задать перемещение дросселя в полностью закрытое положение путем направления сигнала мотору дросселя, управляющему поворотом дросселя.
Далее способ 400 следует на шаг 408. На шаге 408 способ 400 предусматривает отслеживание конечного положения дросселя. Для незасоренного дросселя конечным положением дросселя является полностью закрытое. При этом, если дроссель засорен из-за образования льда на дросселе и/или вокруг него, может не происходить перемещение дросселя в полностью закрытое положение. Таким образом, конечное положение может быть определено датчиком положения дросселя и сохранено в памяти контроллера в качестве конечного положения.
Далее способ 400 следует на шаг 410. На шаге 410 способ 400 предусматривает проверку того, лежит ли разность углового перемещения дросселя из исходного положения в конечное положение и заранее заданного углового перемещения дросселя в границах предела отклонения пороговой разности. То есть можно определить, лежит ли указанная разность в границах верхнего предела сверх пороговой разности или нижнего предела ниже пороговой разности, при этом верхний и нижний пределы определяют с учетом износа дросселя. Заранее заданное угловое перемещение дросселя может быть найдено в памяти контроллера. В основе заранее заданного углового перемещения может лежать угловое перемещение незасоренного дросселя из исходного положения в конечное положение. Если ответ на шаге 410 будет "ДА", первое засорение дросселя, могущее препятствовать полному закрытию дросселя, не выявлено, и способ 400 следует на шаг 414 для удаления первого флага для первого засорения дросселя. Например, если первое засорение дросселя не выявлено, первый флаг для первого засорения дросселя может быть установлен в значение "ноль", указывающее на то, что первое засорение дросселя не выявлено. Если ответ на шаге 410 будет "НЕТ", выявлено первое засорение дросселя, приводящее к заклиниванию дросселя и препятствующее перемещению дросселя в полностью закрытое положение. Соответственно, способ 400 следует на шаг 412. На шаге 414 способ 400 предусматривает установку первого флага для первого засорения дросселя. Например, если будет выявлено первое засорение дросселя, первый флаг для первого засорения дросселя может быть установлен в значение "один", указывающее на то, что выявлено первое засорение дросселя. Затем способ может совершить возврат на шаг 310 на ФИГ. 3.
На ФИГ. 5 раскрыта блок-схема, иллюстрирующая пример способа для выполнения алгоритма разрушения льда. Алгоритм разрушения льда можно выполнять в связи с выявлением первого засорения дросселя в состояниях запуска двигателя. Алгоритм разрушения льда можно не выполнять, если педаль акселератора задействована, и/или период запуска двигателя завершен (что может быть установлено на основании того, что достигнута частота вращения холостого хода, и/или температура хладагента двигателя достигла пороговой). Как раскрыто выше на примере ФИГ. 3, алгоритм разрушения льда можно выполнять для разрушения льда, образовавшегося на дросселе и/или вокруг него и препятствующего достижению дросселем необходимого положения открытия (например, при заклинивании дросселя льдом, когда образовавшийся лед препятствует достижению дросселем полностью закрытого положения). Инструкции для выполнения способа 500 может осуществлять контроллер системы транспортного средства, например, контроллер 12 на ФИГ. 1А-1В, в соответствии с инструкциями в долговременной памяти контроллера и во взаимосвязи с сигналами от датчиков системы транспортного средства, например, датчиков, раскрытых выше на примерах ФИГ. 1А-2Е, для устранения первого засорения дросселя. Контроллер может задействовать исполнительные устройства системы транспортного средства, например, исполнительные устройства, раскрытые выше на примерах ФИГ. 1А-2Е, для устранения первого засорения дросселя и регулирования работы транспортного средства в соответствии с раскрытыми ниже способами. Несмотря на то, что способ 500 раскрыт на примерах систем на ФИГ. 1А-2Е, следует понимать, что способ 500 или схожие способы можно применять к другим системам без отступления от объема настоящего раскрытия.
Выполнение способа 500 начинают на шаге 502. На шаге 502 способ 500 предусматривает отслеживание положения дросселя. Положение дросселя можно определить по показанию датчика положения дросселя. При наличии первого засорения дросселя, возможно заедание дросселя в положении по умолчанию. То есть, в некоторых примерах, текущим положением дросселя может быть положение по умолчанию, речь о котором шла выше.
Далее способ 500 следует на шаг 504. На шаге 504 способ 500 предусматривает задание перемещения дросселя в сторону полностью открытого положения из текущего положения с пороговой скоростью поворота дросселя. Например, пороговая скорость поворота дросселя может представлять собой максимальную скорость дросселя. Для достижения максимальной скорости дросселя, контроллер может подать максимальное напряжение в направлении открытия (в настоящем описании также именуемом «первое направление») на мотор дросселя. В результате, мотор дросселя может создать максимальный крутящий момент для поворачивания дроссельной заслонки с максимальной скоростью. Эксплуатация дросселя с максимальной скоростью позволяет создать сильное ударное воздействие в направлении открытия для освобождения ото льда.
Далее способ 500 следует на шаг 506. На шаге 506 способ 500 предусматривает задание перемещения дросселя в сторону полностью закрытого положения с пороговой (максимальной) скоростью поворота. Задание перемещения дросселя в полностью закрытое положение позволяет ускорить перемещение дросселя в сторону полностью закрытого положения, тем самым создав ударное воздействие в направлении закрытия (в настоящем описании также именуемом «второе направление») для освобождения ото льда, образовавшегося на дросселе и/или вокруг него. Задание перемещения дросселя в полностью закрытое положение включает в себя подачу максимального напряжения в направлении закрытия (втором направлении) на мотор дросселя для поворачивания дроссельной заслонки в противоположном направлении. Подача максимального напряжения на мотор дросселя позволяет создать сильное ударное воздействие для освобождения ото льда.
Таким образом, можно изменять направление крутящего момента мотора дросселя с максимальной скоростью для перемещения дроссельной заслонки сначала в направлении закрытия, а затем в направлении открытия, для создания ударного воздействия в направлениях открытия и закрытия для освобождения ото льда, образовавшегося на дроссельной заслонке или вокруг нее.
В одном примере цикл изменения направления крутящего момента, в котором ускоряют перемещение дроссельной заслонки в направлении закрытия из текущего положения, а затем ускоряют ее перемещение в направлении открытия, можно выполнять пороговое количество раз.
Несмотря на то, что раскрытый выше пример иллюстрирует задание перемещения дросселя в сторону полностью открытого положения с последующим заданием перемещения дросселя в сторону полностью закрытого положения, следует понимать, что примеры, в которых сначала задают перемещение дросселя в полностью закрытое положение, а затем - в полностью открытое положение, также возможны без отступления от объема настоящего раскрытия.
Далее способ 500 следует на шаг 508. На шаге 508 способ 500 предусматривает возврат дросселя в необходимое положение дросселя из полностью открытого положения, причем необходимое положение дросселя зависит от потребности в крутящем моменте.
Затем способ может совершить возврат на шаг 316 на ФИГ. 3.
На ФИГ. 6 раскрыта блок-схема, иллюстрирующая пример способа 600 для выявления второго засорения дросселя. Как раскрыто выше, способ 600 можно выполнять после завершения запуска двигателя. Например, способ 600 можно выполнять при соблюдении одного или более из следующих условий: частота вращения двигателя стабилизировалась на уровне частоты вращения холостого хода после события включения зажигания, водитель начинает задействовать педаль акселератора в первый раз после события включения зажигания, температура хладагента двигателя не ниже пороговой. Способ 500 также можно выполнять в связи с выявлением одного или более условий для обледенения. Если одно или более условий для обледенения отсутствуют, способ 600 можно не выполнять. В данном примере второе засорение дросселя представляет собой состояние захвата льда дросселем, раскрытое выше на примере ФИГ. 3. Второе засорение дросселя отлично от первого засорения дросселя. Первое засорение дросселя обусловлено образованием льда на дросселе и/или вокруг него, в результате чего происходит заклинивание дросселя и уменьшение углового перемещения дросселя, а второе засорение дросселя может возникнуть из-за фрагментов льда (в настоящем описании также именуемых «осколки льда» или «частицы льда»), захваченных дроссельной заслонкой и/или в проходном отверстии дросселя и могущих снизить скорость дросселя, результатом чего является невозможность достижения дросселем необходимого положения в пределах порогового периода. Кроме того, первое засорение дросселя может возникнуть до запуска двигателя, когда транспортное средство находится в состоянии «ВЫКЛ.», а второе засорение дросселя может возникнуть из-за потока воздуха во впускной системе, могущего стать причиной захвата дросселем фрагментов льда, движущихся через проход дросселя. В одном примере источником осколков льда может быть ОНВ. Например, в состояниях простоя в холодных условиях (выхолаживания в течение ночи после длительной езды), вода, скопившаяся в углублениях в ОНВ, может замерзнуть. Во время работы двигателя после указанного простоя в холодных условиях может произойти высвобождение льда, образовавшегося в ОНВ, из-за увеличения потока воздуха через ОНВ, при этом образующиеся осколки льда могут быть захвачены дроссельной заслонкой и/или в проходном отверстии дросселя при протекании воздуха из ОНВ во впускной коллектор через дроссельную заслонку, в результате чего возникает второе засорение дросселя. В еще одном примере, в состояниях, когда дроссель засорен льдом, образовавшимся в дроссельной заслонке и/или вокруг нее, может быть выполнен алгоритм разрушения льда, при котором дроссель можно попеременно перемещать в противоположных направлениях для разрушения льда и устранения засорения. В таких состояниях, когда выполняют алгоритмы разрушения льда для устранения засорения, несвязанные частицы льда, отсоединившиеся от дросселя, могут быть захвачены дроссельной заслонкой и/или в проходном отверстии дросселя, в результате чего возникает второе засорение дросселя. Таким образом, второе засорение дросселя может иметь по меньшей мере две причины, одной из которых является лед, образовавшийся в трубках ОНВ и высвобожденный потоком воздуха через ОНВ во время работы двигателя, а другой - лед, образовавшийся на дросселе и/или вокруг него и высвободившийся в результате выполнения действий по разрушению льда. В дополнительном примере дроссель может захватывать частицы льда, высвободившиеся после образования льда в заборном канале (например, заборном канале 42) в одном или более местах выше по потоку от дросселя (выше по направлению потока воздуха из окружающей среды к двигателю). Пример второго засорения дросселя раскрыт на ФИГ. 2Е.
Инструкции для выполнения способа 600 может осуществлять контроллер системы транспортного средства, например, контроллер 12 на ФИГ. 1А и 1В, в соответствии с инструкциями в долговременной памяти контроллера и во взаимосвязи с сигналами от датчиков системы транспортного средства, например, датчиков, раскрытых выше на примерах ФИГ. 1А-2Е, для выявления второго засорения дросселя. Контроллер может задействовать исполнительные устройства системы транспортного средства, например, исполнительные устройства, раскрытые выше на примерах ФИГ. 1А-2Е, для выявления второго засорения дросселя и регулирования работы транспортного средства в соответствии с раскрытыми ниже способами. Например, контроллер может задействовать мотор дросселя, например, мотор 25 дросселя на ФИГ. 1В, для управления поворотом дросселя посредством одной или более шестерен для определения второго засорения дросселя. Несмотря на то, что способ 600 раскрыт на примерах систем на ФИГ. 1А-2Е, следует понимать, что способ 600 или схожие способы можно применять к другим системам без отступления от объема настоящего раскрытия.
Выполнение способа 600 начинают на шаге 602. На шаге 602 способ 600 предусматривает установку дросселя в исходное необходимое положение. Исходное необходимое положение может зависеть от необходимого крутящего момента двигателя. Контроллер может сформировать сигнал или напряжение в соответствии с заранее заданным профилем крутящего момента мотора, по которому мотор дросселя, например, мотор 25 дросселя, перемещает дроссельную заслонку, например, дроссельную заслонку 22, в исходное необходимое положение. Таким образом, установка дросселя в исходное необходимое положение может включать в себя подачу напряжения на мотор дросселя для подачи заранее заданного крутящего момента мотора на дроссель для перемещения дросселя в исходное необходимое положение. В одном примере необходимым положением может быть положение по умолчанию. Как раскрыто выше, положение по умолчанию может представлять собой более закрытое положение, в котором дроссель не закрыт полностью и имеет пороговое открытие.
После установки дросселя в исходное необходимое положение, способ 600 следует на шаг 604. На шаге 604 способ 600 предусматривает определение и регистрацию исходного положения. Исходное положение можно определить по показанию датчика положения дросселя, например, датчика 23 положения дросселя. Затем контроллер может сохранить данное исходное положение в памяти контроллера в качестве исходного.
Далее способ 600 следует на шаг 606. На шаге 606 способ 600 предусматривает задание перемещения дросселя в закрытое положение из исходного положения. Установка дросселя в закрытое положение включает в себя подачу заранее заданного необходимого напряжения на мотор дросселя для создания мотором дросселя закрывающего крутящего момента для перемещения дросселя из исходного необходимого положения в полностью закрытое положение. Например, заранее заданное необходимое напряжение может зависеть от заранее заданного профиля крутящего момента мотора. В основе заранее заданного необходимого напряжения может лежать напряжение, необходимое для перемещения незасоренного дросселя из исходного необходимого положения в конечное закрытое положение.
Далее способ 600 следует на шаг 608. На шаге 608 способ 600 предусматривает отслеживание конечного положения дросселя. Конечное положение дросселя представляет собой полностью закрытое положение и может быть определено датчиком положения дросселя и сохранено в памяти контроллера в качестве конечного положения. На шаге 608 способа 600 также можно определить угловое перемещение дросселя из исходного необходимого положения в конечное положение и период, необходимый для достижения конечного положения из исходного положения при подаче заранее заданного необходимого напряжения на мотор дросселя.
Далее способ 600 следует на шаг 610. На шаге 610 способ 600 предусматривает определение текущей скорости достижения дросселем конечного положения из исходного положения. Например, текущая скорость дросселя может представлять собой функцию углового перемещения дросселя из исходного положения в конечное положение и периода, необходимого для установки дросселя из исходного положения в конечное положение при подаче контроллером заранее заданного необходимого напряжения на мотор дросселя.
Далее способ 600 следует на шаг 612. На шаге 612 способ 600 предусматривает проверку того, ниже ли текущая скорость дросселя, чем ожидаемая скорость. Ожидаемая скорость может представлять собой заранее заданное значение, в основе которого лежит перемещение незасоренного дросселя из исходного положения в конечное положение. Ожидаемая скорость может также учитывать перепад давления на дросселе при его перемещении из исходного положения в конечное положение. При подаче заранее заданного напряжения на мотор дросселя для создания необходимого крутящего момента для перемещения дросселя из исходного положения в конечное положение, второе засорение, вызванное осколками льда, высвободившимися из ОНВ, и/или льдом, образовавшимся на частях дросселя и высвободившимся, может стать причиной того, что поворот дроссельной заслонки будет происходить медленнее, чем при отсутствии засорения дросселя. То есть, если период перемещения дросселя из исходного положения в конечное положение дольше ожидаемого, то скорость поворота дросселя ниже ожидаемой, из чего можно сделать вывод о том, что дроссель засорен льдом. Соответственно, если текущая скорость дросселя ниже ожидаемой, ответ на шаге 612 будет "ДА", и способ 600 следует на шаг 616 для установки третьего флага для второго засорения дросселя в значение «один». Например, третий флаг для второго засорения дросселя может быть установлено в значение "один", указывающее на то, что выявлено второе засорение дросселя. Если ответ на шаге 612 будет "НЕТ", способ 600 следует на шаг 614. На шаге 614 способ 600 предусматривает установку третьего флага для второго засорения дросселя в значение «ноль», указывающее на то, что второе засорение дросселя не выявлено. Затем способ 600 может совершить возврат на шаг 330 на ФИГ. 3.
В некоторых примерах, дополнительно или взамен, второе засорение дросселя можно определить по напряжению, необходимому мотору дросселя (или отбираемому им току) для перемещения дросселя из исходного положения в конечное положение. Например, как раскрыто на шаге 611, напряжение (или отбираемый ток) для перемещения дросселя из исходного положения в конечное положение можно отслеживать. Затем, на шаге 613, если результат отслеживания напряжения (или тока) больше ожидаемого, способ может перейти на шаг 616 для установки третьего флага в значение «один», указывающее на то, что второе засорение дросселя выявлено; в противном случае, способ 600 следует на шаг 614 для установки третьего флага в значение «ноль», указывающее на то, что второе засорение дросселя не выявлено. Затем способ может совершить возврат на шаг 330 на ФИГ. 3.
В дополнительных примерах, когда дроссель захватывает лед, высвободившийся из ОНВ или выше по потоку от дросселя, засорение (то есть захваченные частицы льда) может препятствовать достижению дросселем полностью закрытого положения. В таких случаях, при выдаче контроллером команды достижения дросселем полностью закрытого положения, происходит попытка закрытия дросселя, но он не может достичь полностью закрытого положения. Таким образом, второе засорение дросселя (то есть состояние захвата льда дросселем) может быть выявлено после завершения запуска двигателя в зависимости от того, достигает ли дроссель полностью закрытого положения, когда задают перемещение дросселя в полностью закрытое положение. Например, для выявления второго засорения дросселя можно зарегистрировать текущее исходное положение дросселя (по показанию датчика положения дросселя). После определения исходного положения, контроллер может задать перемещение дросселя в полностью закрытое положение, а затем, по прошествии заранее заданного порогового периода, можно зарегистрировать конечное положение дросселя (по показанию датчика положения дросселя). После определения конечного положения дросселя, можно определить угловое перемещение дросселя по исходному положению и конечному положению. Результат определения углового перемещения дросселя можно сравнить с ожидаемым угловым перемещением. Если разность фактического и ожидаемого углового перемещения выходит за пороговый предел отклонения, можно сделать вывод, что дроссель не достиг полностью закрытого положения, и сигнализировать второе засорение дросселя. Следует понимать, что в отличие от алгоритма выявления первого засорения дросселя (раскрытого выше на примере ФИГ. 4), который можно выполнять до запуска двигателя или во время него, алгоритм выявления второго засорения дросселя можно выполнять после завершения запуска двигателя. Таким образом, даже несмотря на сходство алгоритмов выявления (например, отслеживания угловое перемещение, как раскрыто на приведенном выше примере), которые можно выполнять для выявления первого и второго засорений дросселя, можно взаимно различать первое и второе засорения дросселя по тому, когда выполняют алгоритм выявления (до запуска двигателя или во время него для выявления первого засорения дросселя или после завершения запуска двигателя для второго засорения дросселя), и по разности ожидаемого и фактического углового перемещения. Например, разность ожидаемого и фактического углового перемещения из текущего исходного положения в конечное полностью закрытое положение для первого засорения дросселя, вызванного образованием льда на дросселе и/или вокруг него, может быть больше, чем для второго засорения дросселя, вызванного захватом дросселем осколков или частиц льда, высвободившихся в месте выше по потоку (выше по потоку от дросселя по направлению потока воздуха из атмосферы в двигатель) от впускного коллектора.
На ФИГ. 7 изображена блок-схема, иллюстрирующая пример способа 700 для выполнения алгоритма пропуска льда. Алгоритм пропуска льда можно выполнять в связи с выявлением второго засорения дросселя (как раскрыто выше на примере ФИГ. 6) в условиях работы двигателя после завершения запуска двигателя. Алгоритм пропуска льда можно не выполнять, если второе засорение дросселя не выявлено, или если период запуска двигателя не завершен (что можно определить по частоте вращения двигателя и/или температуре хладагента двигателя и т.п.). Раскрытый ниже алгоритм пропуска льда можно выполнять для пропуска льда, захваченного в проходном отверстии дросселя и/или дроссельной заслонкой, через проход дросселя после завершения запуска. Следует понимать, что инструкции для выполнения способа 700 может осуществлять контроллер системы транспортного средства, например, контроллер 12 на ФИГ. 1А-1В, в соответствии с инструкциями в долговременной памяти контроллера и во взаимосвязи с сигналами от датчиков системы транспортного средства, например, датчиков, раскрытых выше на примерах ФИГ. 1А-2Е для устранения второго засорения дросселя. Контроллер может задействовать исполнительные устройства системы транспортного средства, например, исполнительные устройства, раскрытые выше на примерах ФИГ. 1А-2Е, для устранения второго засорения дросселя и регулирования работы транспортного средства в соответствии с раскрытым ниже способом. Несмотря на то, что способ 700 раскрыт на примерах систем на ФИГ. 1А-2Е, следует понимать, что способ 700 или схожие способы можно применять к другим системам без отступления от объема настоящего раскрытия.
Выполнение способа 700 начинают на шаге 702. На шаге 702 способ 700 предусматривает перемещение дросселя в полностью открытое положение из текущего положения с максимальной скоростью дросселя. Текущее положение может зависеть от текущего положения педали акселератора, то есть от текущей потребности в крутящем моменте. Перемещение дросселя в полностью открытое положение с повышенной скоростью может включать в себя подачу максимального напряжения на мотор дросселя для открытия дросселя в полностью открытое положение. Направление подачи напряжения на мотор можно отрегулировать так, чтобы мотор дросселя перемещал дроссель в полностью открытое положение (направление открытия). Полное открытие дросселя с максимальной скоростью может способствовать дроблению осколков льда, захваченных дросселем. В одном примере максимальная скорость дросселя может составлять от 1500° до 2000° в секунду. В некоторых примерах максимальная скорость дросселя может составлять 850° в секунду для защиты металлических деталей дросселя. Перемещение дросселя в полностью открытое положение также позволяет увеличить расход потока всасываемого воздуха, что обеспечивает возможность уноса осколков льда, захваченных на дросселе, во впускной коллектор.
Далее способ 700 следует на шаг 704. На шаге 704 способ 700 предусматривает 25 подтверждение того, достиг ли дроссель полностью открытого положения. Например, полностью открытое положение дросселя можно определить по показанию датчика положения дросселя. Если полностью открытое положение дросселя будет подтверждено, способ 700 следует на шаг 706. Если дроссель не достиг полностью открытого положения дросселя, способ 700 следует на шаг 705 для продолжения подачи максимального напряжения на мотор дросселя до тех пор, пока не будет достигнуто полностью открытое положение дросселя.
На шаге 706, после подтверждения полностью открытого положения дросселя, способ 700 предусматривает удержание дросселя в полностью открытом положении в течение порогового периода. Дроссель можно удерживать в полностью открытом положении в течение порогового периода путем продолжения подачи достаточного напряжения на мотор дросселя в направлении открытия в течение данного порогового периода после достижения дросселем полностью открытого положения. В одном примере, для подачи достаточного напряжения, напряжение может быть повышено до максимального. Удержание дросселя в полностью открытом положении обеспечивает достаточное время для уноса льда, захваченного дроссельной заслонкой и/или в проходном отверстии дросселя, во впускную систему за счет увеличения потока воздуха. В одном примере пороговый период может представлять собой заранее заданное значение, например, 0.8 секунды. В некоторых примерах пороговый период может быть разным в зависимости от величины засорения дросселя из-за захваченного льда. Например, величину засорения можно определять по текущей скорости дросселя. Чем больше величина засорения, тем ниже может быть текущая скорость дросселя и, соответственно, тем больше может быть пороговый период. Иначе говоря, чем больше разность ожидаемой и текущей скорости дросселя, тем больше может быть пороговый период, в течение которого дроссель удерживают в полностью открытом состоянии. Кроме того, как указано на шаге 710, пока дроссельная заслонка пребывает в полностью открытом положении, избыточный крутящий момент двигателя можно снизить за счет отключения цилиндров (712), и/или изменения момента зажигания в сторону запаздывания (714), и/или регулирования воздушно-топливного отношения (716), и/или уменьшения рабочего объема. А именно, если крутящий момент снижают за счет отключения цилиндров, число отключаемых цилиндров может зависеть от необходимой величины снижения крутящего момента. Отключение цилиндров можно выполнять путем отсечки подачи топлива или искры, или и искры, и топлива. Если крутящий момент двигателя снижают за счет изменения момента зажигания в сторону запаздывания, степень изменения момента зажигания в сторону запаздывания может зависеть от необходимой величины снижения крутящего момента. Кроме того, регулирование воздушно-топливного отношения может включать в себя создание бедного воздушно-топливного отношения для снижения крутящего момента, при этом степень обеднения зависит от величины изменения момента зажигания в сторону запаздывания и пределов температуры каталитического нейтрализатора отработавших газов. Кроме того, в некоторых примерах для снижения крутящего момента можно уменьшить рабочий объем двигателя.
Далее способ 700 следует на шаг 720. На шаге 720 способ 700 предусматривает перемещение дросселя в необходимое положение из полностью открытого положения в зависимости от текущей потребности в крутящем моменте двигателя. Текущая потребность в крутящем моменте может зависеть от положения педали акселератора.
Затем способ может совершить возврат.
Далее, на ФИГ. 8, раскрыт пример рабочей последовательности для выявления первого засорения дросселя, устранения первого засорения дросселя, выявления второго засорения дросселя и устранения второго засорения дросселя.
Последовательность на ФИГ. 8 может быть реализована системой на ФИГ. 1А-2Е в соответствии со способами на ФИГ. 3-7. На ФИГ. 8 раскрыт один пример работы для указанной ситуации. Несмотря на то, что в раскрытом одном примере показанные параметры иллюстрируют работу, возможную только в указанные периоды времени, при необходимости могут быть внесены изменения.
А именно, первое засорение дросселя может быть выявлено, как раскрыто выше на ФИГ. 3 и 4, первое засорение дросселя может быть устранено путем выполнения алгоритма разрушения льда, раскрытого выше на ФИГ. 3 и 5, второе засорение дросселя может быть выявлено, как раскрыто выше на ФИГ. 3 и 6, при этом второе состояние обледенения дросселя может быть устранено путем выполнения алгоритма пропуска льда, раскрытого на примере ФИГ. 3 и 7. То есть выполнение рабочей последовательности на ФИГ. 8 позволяет выявлять и устранять разные засорения дросселя.
0
14
Вертикальные метки в моменты Т-Т обозначают конкретные значимые моменты последовательности.
Первый сверху график на ФИГ. 8 представляет изменение положения ключа зажигания во времени. Положение ключа зажигания «ВКЛ.» или «ВЫКЛ.» представлено по оси Y. Ключ зажигания находится в положении «ВКЛ.», когда сигнал находится на высоком уровне, и в положении «ВЫКЛ.», когда сигнал находится на низком уровне.
Второй сверху график на ФИГ. 8 представляет изменение положение дросселя, например, дросселя 21 на ФИГ. 1А-2Е, во времени. Положение дросселя представлено по оси Y и изменяется от полностью закрытого положения до полностью открытого положения в направлении стрелки оси Y. Линия 804 представляет фактическое положение дросселя согласно выходному сигналу датчика положения дросселя, например, датчика 23 на ФИГ. 1А и 1В. Линия 806 представляет заданное положение дросселя. Контроллер двигателя может направить командный сигнал, например, сигнал 31 на ФИГ. 1В, мотору дросселя для установки дросселя в необходимое положение в зависимости от положения педали акселератора. Заданным положением дросселя является положение, заданное контроллером. Когда дроссель не засорен (то есть отсутствует образование льда или состояние захвата льда), заданное положение может представлять собой фактическое положение.
Третий сверху график на ФИГ. 8 указывает изменение состояния мер снижения крутящего момента двигателя во времени. В число мер снижения крутящего момента двигателя могут входить одна или более из следующих: отключение цилиндров, изменение момента зажигания в сторону запаздывания, регулирование воздушно-топливного отношения и уменьшение рабочего объема. По оси Y обозначено состояние мер снижения крутящего момента: «ВКЛ.» («реализуется») или «ВЫКЛ.» («не реализуется») в ходе последовательности. Одна или более мер снижения крутящего момента находятся в состоянии «ВКЛ.» («реализуется»), когда сигнал находится на высоком уровне. Одна или более мер снижения крутящего момента находятся в состоянии «ВЫКЛ.» («не реализуется»), когда сигнал находится на низком уровне.
Четвертый сверху график на ФИГ. 8 представляет изменение положения педали акселератора, например, педали 130 акселератора на ФИГ. 1А-1В во времени. Положение педали акселератора изменяется по оси Y, при этом степень нажатия педали растет в направлении стрелки оси Y.
На всех графиках, речь о которых шла выше, ось X представляет время, значения которого растут с левой к правой стороне всех графиков.
0
0
1
0
1
0
0
1
В момент Т и между Т и T ключ зажигания находится в положении «ВЫКЛ.». Поэтому дроссель находится в положении по умолчанию, в котором он не закрыт полностью и имеет пороговую степень открытия (то есть дроссель находится в более закрытом положении). А именно, когда ключ зажигания находится в положении «ВЫКЛ.», на мотор дросселя, например, мотор 25 на ФИГ. 1А и 1В, поворачивающий дроссель (и, тем самым, регулирующий положение дросселя) не поступает сигнал напряжения от контроллера, например, контроллера 12 на ФИГ. 1А и 1В. Иначе говоря, контроллер подает нулевое напряжение на мотор дросселя. Как следствие, дроссель находится в положении по умолчанию. Кроме того, между Т и Т может иметь место период простоя в холодных условиях в течение ночи при температуре окружающей среды ниже пороговой температуры (простоя в холодных условиях) после порогового периода работы двигателя до Т, в результате чего возможна конденсация в ОНВ и корпусе дросселя. Конденсат, образовавшийся в ОНВ и корпусе дросселя, может замерзнуть во время состояния простоя в холодных условиях между Т и Т,. Так как дроссель находится в положении по умолчанию, когда транспортное средство находится в состоянии «ВЫКЛ.», при замерзании конденсата в корпусе дросселя во время простоя в холодных условиях в течение ночи возможно образование льда на дросселе и/или вокруг него в положении по умолчанию, в связи с чем происходит заедание дросселя в положении по умолчанию.
1
1
0
1
1
8
1
8
В момент Т, водитель транспортного средства может перевести ключ зажигания из положения «ВЫКЛ.» в положение «ВКЛ.», в связи с чем может быть начат запуск двигателя. Кроме того, в связи с началом запуска двигателя, в момент Т, контроллер может подтвердить, что имеют место условия обледенения, на основании того, что имел место период простоя транспортного средства в холодных условиях (состояния простоя в холодных условиях, определяемого на основании средней температуры окружающей среды ниже средней пороговой температуры во время простоя в холодных условиях, влажности окружающей среды выше средней пороговой влажности во время простоя в холодных условиях и продолжительности периода простоя в холодных условиях), предыдущее пройденное расстояние во время работы двигателя до Т больше порогового, текущая температура окружающей среды ниже пороговой (не показано) и текущая влажность окружающей среды выше пороговой. В момент Т и между Т и Т может происходить запуск двигателя. Контроллер может определить, что запуск двигателя происходит, по профилю частоты вращения двигателя после события включения зажигания. Частоту вращения двигателя можно определять по показанию датчика, например, датчика 118 на ФИГ. 1А, соединенного с коленчатым валом двигателя. Например, во время запуска, частота вращения двигателя может сначала возрасти, а затем падать до тех пор, пока не будет достигнута необходимая частота вращения холостого хода. Когда частота вращения двигателя будет стабилизирована на уровне необходимой частоты вращения холостого хода, можно установить, что запуск завершен. Соответственно, запуск двигателя может быть подтвержден на основании возрастания частоты вращения двигателя сверх пороговой после включения зажигания. То, что запуск двигателя происходит, также может быть подтверждено на основании того, что температура хладагента двигателя остается ниже пороговой. Кроме того, во время запуска двигателя педаль акселератора может не быть задействована (810) и может оставаться в отпущенном положении в период запуска двигателя (между T и Т).
2
2
3
2
3
1
В момент Т и между Т и Т, во время запуска двигателя и после подтверждения условий обледенения, как раскрыто выше, контроллер может определить, выявлено ли первое засорение дросселя. Для выявления наличия первого засорения дросселя контроллер может задать перемещение дросселя в закрытое положение из положения по умолчанию и отслеживать текущее угловое перемещение дросселя между Т и Т. Например, контроллер может подать первое заранее заданное напряжение на мотор дросселя для задания перемещения дросселя из положения по умолчанию в полностью закрытое положение (заданное положение дросселя, обозначенное линией 806). Однако, из-за заедания дросселя в положении по умолчанию в результате образования льда на дросселе и/или вокруг него во время состояния простоя в холодных условиях до T, дроссель может не достичь закрытого положения из положения по умолчанию (фактическое положение дросселя, обозначенное линией 804; фактическое положение дросселя не является полностью закрытым). Следовательно, текущее угловое перемещение дросселя из положения по умолчанию в закрытое положение меньше ожидаемого, причем в основе ожидаемого углового перемещения лежит перемещение незасоренного дросселя, которое может быть определено заранее и сохранено в памяти контроллера. Например, ожидаемый профиль положений дросселя (определяемых по показаниям датчика положения дросселя) в зависимости от напряжения, поступающего на мотор, может быть сохранен в табулированной зависимости в памяти контроллера. По ожидаемому профилю положений дросселя можно определять ожидаемое угловое перемещение дросселя при задании перемещения дросселя из положения по умолчанию в закрытое положение.
На основании того, что результат определения текущего углового перемещения меньше ожидаемого углового перемещения во время запуска двигателя, контроллер может подтвердить, что первое засорение дросселя выявлено. Первое засорение дросселя, при котором имеет место заклинивание (или заедание) дросселя из-за образования льда на корпусе дросселя и/или вокруг него и/или на проходном отверстии дросселя и/или вокруг него, может также именоваться «первое состояние обледенения дросселя». Несмотря на то, что в данном примере раскрыто выявление первого состояния обледенения дросселя во время запуска двигателя, следует понимать, что первое состояние обледенения дросселя может быть выявлено до запуска двигателя (например, в период между разблокированием двери транспортного средства и переводом ключа зажигания в положение «ВКЛ.»).
3
3
3
4
4
4
4
4
5
4
5
5
5
В момент Т, в связи с выявлением первого засорения дросселя, контроллер может запустить алгоритм разрушения льда для устранения первого засорения дросселя. Соответственно, в момент Т контроллер может запустить первый цикл изменения направления крутящего момента (также именуемый «первый цикл разрушения льда»), в котором контроллер может сначала задать перемещение дросселя в полностью открытое положение (806) для создания ударного воздействия в направлении открытия для освобождения ото льда (засорения), а затем задать перемещение дросселя в полностью закрытое положение для создания ударного воздействия в противоположном направлении закрытия. Таким образом, первый цикл разрушения льда включает в себя быстрое раскачивание дроссельной заслонки путем задания перемещения дроссельной заслонки в полностью открытое положение, непосредственно после чего задают перемещение дроссельной заслонки в полностью закрытое положение. Например, контроллер может подать первое напряжение на мотор дросселя в первом направлении для задания перемещения дросселя в полностью открытое положение, а затем контроллер может подать второе напряжение на мотор дросселя во втором, противоположном, направлении для задания перемещения дросселя в полностью закрытое положение. По команде перемещения в полностью открытое положение, выданной контроллером, дроссель может сделать попытку достижения полностью открытого положения между Т и Т (804). Однако, из-за наличия первого засорения дросселя, фактическое положение дросселя (804) может не достичь полностью открытого положения в момент Т. В момент Т контроллер может задать перемещение дросселя в полностью закрытое положение. По команде перемещения в полностью закрытое положение, выданной контроллером в момент Т, дроссель может переместиться в сторону полностью закрытого положения в направлении закрытия между Т и Т. Перемещение дросселя в направлении закрытия между Т и Т обеспечивает возможность дополнительного разрушения льда. Однако ударное воздействие может не быть достаточным для освобождения ото льда. Соответственно, в момент Т дроссель может достичь более закрытого положения (не полностью закрытого положения). Кроме того, в момент Т контроллер может определить, что разность фактического и ожидаемого положений дросселя больше пороговой, что указывает на то, что первое засорение дросселя не устранено.
5
7
8
Определив, что первое засорение дросселя не устранено, между Т и Т контроллер может запустить второй цикл изменения направления крутящего момента (также именуемый «второй цикл разрушения льда»), включающий в себя задание перемещения дросселя в полностью открытое положение с последующим заданием перемещения дросселя в полностью открытое положение для устранения засорения. В результате, первое засорение дросселя может быть устранено. То есть может произойти освобождение дросселя ото льда, образовавшегося на дросселе и/или вокруг него в состояниях простоя в холодных условиях. В момент Т может произойти возврат дросселя в положение по умолчанию. В некоторых примерах цикл изменения направления крутящего момента можно выполнять в течение порогового количества событий сгорания перед выполнением проверки на предмет устранения первого засорения дросселя. В других примерах цикл изменения направления крутящего момента можно выполнять пороговое количество раз перед выполнением проверки на предмет устранения первого засорения дросселя.
Таким образом, в связи с выявлением первого засорения дросселя при запуске двигателя или во время него, можно выполнить алгоритм разрушения льда, включающий в себя изменения направления крутящего момента мотора, при которых задают перемещение дросселя в полностью открытое положение с последующим заданием перемещения в полностью закрытое положение, для дробления льда, образовавшегося на дросселе и/или вокруг него в состояниях простоя транспортного средства в холодных условиях до пуска двигателя. Кроме того, в связи с выполнением алгоритмов разрушения льда во время запуска двигателя, когда педаль акселератора не задействована, меры снижения крутящего момента двигателя для снижения крутящего момента двигателя, например, когда выдана команда перемещения дросселя в полностью открытое положение, можно не выполнять.
8
8
Кроме того, в момент Т запуск двигателя может быть завершен, что может быть подтверждено контроллером на основании того, например, что частота вращения двигателя стабилизировалась на уровне частоты вращения холостого хода. Кроме того, в некоторых примерах то, что запуск двигателя завершен, можно установить на основании достижения пороговой температуры хладагента двигателя. В некоторых примерах то, что запуск двигателя завершен, также можно установить на основании того, что педаль акселератора задействована. Таким образом, в момент Т то, что запуск двигателя завершен, можно установить на основании того, что частота вращения двигателя достигла частоты вращения холостого хода (не показано), и того, что водитель транспортного средства задействовал педаль акселератора.
9
10
9
10
10
10
11
11
Между Т и Т, во время работы двигателя после завершения запуска, транспортное средство может работать с более высокой нагрузкой (например, из-за возрастания запрошенного водителем крутящего момента в связи с задействованием педали акселератора), чем в период запуска. Соответственно, поток воздуха, всасываемый через ОНВ к двигателю, между Т и Т может вырасти после завершения запуска. Возросший поток воздуха может привести к высвобождению льда, образовавшегося в ОНВ. Высвободившиеся из ОНВ осколки льда могут быть захвачены дросселем и стать причиной второго засорения дросселя. В некоторых примерах, в дополнение к фрагментам из ОНВ или вместо них, во время работы двигателя дроссель также может захватывать лед, образовавшийся на дросселе и/или вокруг него и раздробленный при выполнении алгоритма разрушения льда во время запуска двигателя, что также может привести к возникновению состояний захвата льда дросселем. Поэтому, в связи с завершением запуска двигателя, контроллер может начать проверку на предмет второго засорения дросселя в момент Т для определения того, выявлено ли второе засорение дросселя. Соответственно, между Т и Т контроллер может задать перемещение дросселя в полностью закрытое положение из текущего положения (причем текущее положение представляет собой необходимое положение, зависящее от запрошенного водителем крутящего момента и, следовательно, определяемое по входному сигналу педали акселератора) и отслеживать угловое перемещение дросселя из текущего положения в полностью закрытое положение. Из-за захвата дросселем льда, дроссель может не достичь полностью закрытого положения. Поэтому в момент Т контроллер может определить, что разность ожидаемого и фактического углового перемещения выходит за пороговый предел отклонения. В результате, контроллер может определить, что дроссель засорен захваченным льдом, и на основании этого выявить второе засорение дросселя. Несмотря на то, что в представленном примере раскрыто выявление второго засорения дросселя по разности ожидаемого и фактического углового момента, следует понимать, что второе засорение дросселя может быть выявлено путем отслеживания скорости поворота дросселя. Например, контроллер может отслеживать скорость поворота дросселя, когда задано перемещение дросселя из текущего положения (причем текущее положение представляет собой необходимое положение, зависящее от запрошенного водителем крутящего момента и, следовательно, определяемое по входному сигналу педали акселератора) в полностью закрытое положение. Контроллер может определить, что второе засорение дросселя имеет место, если будет установлено, что скорость дросселя ниже ожидаемой.
11
14
11
В связи с выявлением второго засорения дросселя, между Т и Т контроллер может выполнить алгоритм пропуска льда для устранения второго засорения дросселя. Соответственно, в момент Т контроллер может задать перемещение дросселя в полностью открытое положение из текущего положения с повышенной скоростью дросселя (заданное положение дросселя обозначено линией 806). Задание перемещения дросселя в полностью открытое положение из текущего положения может включать в себя подачу третьего напряжения на мотор дросселя в первом направлении (направлении открытия). В одном примере повышенная скорость дросселя может представлять собой максимальную скорость поворота дросселя, зависящую от максимального напряжения, которое может быть подано на мотор дросселя. Возрастание скорости дросселя при его перемещении в полностью открытое положение может способствовать дроблению льда, захваченного дросселем.
12
13
12
13
В момент Т контроллер может подтвердить, что дроссель достиг полностью открытого положения по показанию датчика положения дросселя. Подтвердив, что дроссель достиг полностью открытого положения, контроллер может выдать команду удержания дросселя в полностью открытом положении в течение порогового периода до Т. Во время удержания дросселя в полностью открытом положении между Т и Т избыточный крутящий момент двигателя может быть снижен за счет одной или более мер снижения крутящего момента, в число которых входят: отключение цилиндров (например, путем отключения топливной форсунки, и/или отключения подачи искры, и/или отключения впускного клапана, и/или отключения выпускного клапана на выбранных для отключения цилиндрах), изменение момента зажигания в сторону запаздывания от МКМ, регулирование воздушно-топливного отношения в сторону обеднения относительно стехиометрического. Таким образом, удержание дросселя в полностью открытом положении в течение порогового периода во время работы двигателя обеспечивает возможность принудительного дробления захваченных дросселем осколков льда и/или их высвобождения из дросселя за счет увеличения потока воздуха через дроссель, когда дроссель удерживают открытым. Кроме того, снижение избыточного крутящего момента за счет одной или более мер снижения крутящего момента, раскрытых выше, позволяет достичь необходимого крутящего момента.
13
14
14
14
По прошествии порогового периода удержания дросселя в полностью открытом положении, в момент Т контроллер может задать перемещение дросселя в необходимое положение в зависимости от потребности в крутящем моменте (то есть от положения педали акселератора). Задание перемещения дросселя в необходимое положение может включать в себя подачу четвертого напряжения на мотор дросселя. В момент Т дроссель может достичь необходимого положения. Кроме того, в момент Т контроллер может подтвердить, что положение дросселя не выходит за пороговый предел необходимого положения (по показанию датчика положения дросселя), а также подтвердить, что дроссель достиг необходимого положения с необходимой скоростью. В результате, в момент Т контроллер может подтвердить, что второе засорение дросселя устранено.
14
В некоторых примерах, если в момент Т второе засорение дросселя не будет устранено, контроллер может повторить алгоритм пропуска льда, при котором дроссель устанавливают в полностью открытое положение из необходимого положения и удерживают в полностью открытом положении в течение порогового периода для пропуска захваченных осколков льда с одновременным поддержанием необходимого крутящего момента двигателя, а по прошествии порогового периода устанавливают дроссель в необходимое положение в зависимости от положения педали акселератора.
Таким образом, первое засорение дросселя выявляют и устраняют до завершения запуска двигателя, а второе засорение дросселя выявляют после завершения запуска двигателя.
Несмотря на то, что в вышеприведенных примерах раскрыто выявление второго засорения дросселя после устранения первого засорения дросселя с последующим выполнением алгоритма пропуска льда в связи с выявлением второго засорения дросселя, следует понимать, что в некоторых примерах алгоритм пропуска льда (открытие дросселя в полностью открытое положение, удержание дросселя в полностью открытом положении с одновременным поддержанием необходимого крутящего момента) можно выполнять после подтверждения того, что первое засорение дросселя устранено, и без выполнения второго алгоритма выявления засорения дросселя, для пропуска льда, разрушенного в результате изменений направления крутящего момента при выполнении алгоритма разрушения льда.
В одном варианте осуществления способ для двигателя содержит шаги, на которых: при выявлении засорения дросселя, устанавливают дроссель в полностью открытое положение; удерживают дроссель в полностью открытом положении в течение порогового периода с одновременным поддержанием необходимого крутящего момента; и по прошествии порогового периода устанавливают дроссель в необходимое положение, при этом необходимое положение зависит от необходимого крутящего момента; причем засорение дросселя выявляют после запуска двигателя. Первый пример способа отличается тем, что засорение дросселя выявляют на основании того, что текущая скорость поворота дросселя из необходимого положения в закрытое положение ниже ожидаемой и/или того, что напряжение, подаваемое на мотор дросселя для перемещения дросселя из необходимого положения в закрытое положение, выше ожидаемого, при этом мотор дросселя соединен с дросселем и регулирует поворот дросселя. Второй пример способа необязательно включает в себя первый пример и отличается тем, что поддержание необходимого крутящего момента включает в себя: выборочное отключение одного или более цилиндров двигателя путем блокирования подачи топлива в эти один или более цилиндров, и/или изменение момента зажигания в сторону запаздывания от МКМ, и/или создание бедного воздушно-топливного отношения. Третий пример способа необязательно включает в себя первый и/или второй примеры и отличается тем, что выявление засорения дросселя также включает в себя определение наличия одного или более условий для обледенения дросселя; причем в число указанных одного или более условий для обледенения входят температура окружающей среды ниже пороговой, состояние простоя в течение ночи, и предыдущее пройденное расстояние больше порогового. Четвертый пример способа необязательно включает в себя один или более примеров с первого по третий и отличается тем, что засорение дросселя выявляют во время задействованного состояния педали акселератора. Пятый пример способа необязательно включает в себя один или более примеров с первого по четвертый и отличается тем, что засорение дросселя выявляют во время работы двигателя в условиях, когда температура двигателя выше пороговой. Шестой пример способа необязательно включает в себя один или более примеров с первого по пятый и отличается тем, что удержание дросселя в полностью открытом положении в течение порогового периода включает в себя подачу порогового напряжения на мотор дросселя, управляющий дросселем, и поддержание порогового напряжения в течение порогового периода. Седьмой пример способа необязательно включает в себя один или более примеров с первого по шестой и отличается тем, что установка дросселя в полностью открытое положение включает в себя перемещение дросселя из необходимого положения в полностью открытое положение с максимальной скоростью дросселя; причем установка дросселя в полностью открытое положение также включает в себя подтверждение того, что дроссель находится в полностью открытом положении, по показанию датчика положения дросселя, соединенного с дросселем. Восьмой пример способа необязательно включает в себя один или более примеров с первого по седьмой и отличается тем, что регулирование открытия дросселя для установки его в необходимое положение по прошествии порогового периода включает в себя приведение дросселя в движение с максимальной скоростью дросселя; причем установка дросселя в необходимое положение также включает в себя подтверждение того, что дроссель находится в необходимом положении, по показанию датчика положения дросселя, соединенного с дросселем. Девятый пример способа необязательно включает в себя один или более примеров с первого по восьмой и дополнительно содержит шаг, на котором, в связи с выявлением заклиненного состояния дросселя до запуска двигателя при наличии одного или более условий для обледенения, задают перемещение дросселя в полностью открытое положение, непосредственно после чего задают перемещение дросселя в полностью закрытое положение.
В другом варианте осуществления способ для двигателя с наддувом содержит шаги, на которых: в первом состоянии, когда педаль акселератора не задействована, в связи с выявлением первого засорения дросселя, расположенного ниже по потоку от компрессора и охладителя наддувочного воздуха во впускной системе двигателя, подают первое напряжение в первом направлении на мотор дросселя, соединенный с дросселем, для задания перемещения дросселя в полностью открытое положение, а затем подают второе напряжение во втором, противоположном, направлении на мотор дросселя для задания перемещения дросселя в полностью закрытое положение; и во втором состоянии, в связи с выявлением второго засорения дросселя, подают третье напряжение в первом направлении на мотор дросселя для задания перемещения дросселя в полностью открытое положение независимо от положения педали акселератора, поддерживают третье напряжение в течение порогового периода для удержания дросселя в полностью открытом положении в течение порогового периода, а затем подают четвертое напряжение на мотор дросселя во втором направлении для задания перемещения дросселя в необходимое положение, при этом необходимое положение зависит от текущего положения педали акселератора. Первый пример способа отличается тем, что первое состояние включает в себя событие включения зажигания и состояние запуска двигателя, а второе состояние включает в себя состояние работы двигателя после завершения запуска двигателя. Второй пример способа необязательно включает в себя первый пример и отличается тем, что первое засорение выявляют на основании того, что угловое перемещение дросселя из положения по умолчанию в закрытое положение меньше порогового углового перемещения, причем второе засорение выявляют на основании того, что скорость поворота дросселя из исходного положения в закрытое положение ниже пороговой, при этом исходное положение зависит от текущего положения педали акселератора. Третий пример способа необязательно включает в себя первый и/или второй примеры и содержит шаг, на котором поддерживают необходимый крутящий момент с одновременным удержанием дросселя в полностью открытом положении во время указанного второго состояния. Четвертый пример способа необязательно включает в себя один или более примеров с первого по третий и отличается тем, что поддержание необходимого крутящего момента включает в себя выборочное отключение одного или более цилиндров двигателя, и/или изменение момента зажигания в сторону запаздывания от МКМ, и/или создание бедного воздушно-топливного отношения. Пятый пример способа необязательно включает в себя один или более примеров с первого по четвертый и дополнительно содержит шаги, на которых: в указанном первом состоянии, повторяют установку дросселя в полностью открытое положение с последующей подачей первого напряжения в первом направлении на мотор дросселя и последующей подачей второго напряжения во втором направлении до тех пор, пока первое засорение не будет устранено; и в указанном втором состоянии повторяют подачу третьего напряжения в первом направлении на мотор дросселя, поддержание третьего напряжения в течение порогового периода с последующей подачей четвертого напряжения на мотор дросселя во втором направлении до тех пор, пока второе засорение не будет устранено.
В еще одном варианте осуществления система для транспортного средства содержит: двигатель, содержащий заборный канал и один или более цилиндров; дроссель в заборном канале; мотор дросселя, соединенный с дросселем, для регулирования положения дросселя; датчик положения дросселя, соединенный с дросселем, для выдачи показаний положения дросселя; турбонагнетатель, содержащий компрессор, выполненный с возможностью по меньшей мере частичного приведения в действие посредством турбины, приводимой в действие отработавшими газами; охладитель наддувочного воздуха (ОНВ), расположенный выше по потоку от дросселя и ниже по потоку от компрессора; и контроллер с машиночитаемыми инструкциями для совершения следующих действий: в связи с выявлением первого засорения дросселя при включении зажигания до пуска двигателя - задания перемещения дросселя из первого положения во второе положение и, непосредственно после этого, задания перемещения дросселя из второго положения в третье положение для устранения первого засорения дросселя; и, в связи с выявлением второго засорения дросселя во время работы двигателя -задания перемещения дросселя из четвертого положения во второе положение, подтверждения того, что дроссель находится во втором положении, на основании показания датчика положения дросселя, удержания дросселя во втором положении в течение порогового периода с одновременным поддержанием необходимого крутящего момента, и задания перемещения дросселя из второго положения в четвертое положение для устранения второго засорения дросселя. Первый пример системы отличается тем, что первая величина открытия дросселя, когда дроссель находится в первом положении, меньше второй величины открытия дросселя, когда дроссель находится во втором положении, при этом третья величина открытия дросселя, когда дроссель находится в третьем положении, меньше первой и второй величин; причем четвертая величина открытия дросселя, когда дроссель находится в четвертом положении, зависит от положения педали акселератора; причем поддержание необходимого крутящего момента включает в себя отключение одного или более цилиндров двигателя, и/или изменение момента зажигания в сторону запаздывания от МКМ, и/или уменьшение рабочего объема двигателя, и/или регулирование воздушно-топливного отношения. Второй пример системы необязательно включает в себя первый пример и отличается тем, что первое положение представляет собой положение приведения в действие по умолчанию, второе положение представляет собой полностью открытое положение, третье положение представляет собой полностью закрытое положение. Третий пример системы необязательно включает в себя первый и/или второй примеры и отличается тем, что первое засорение дросселя выявляют на основании того, что угловое перемещение из первого положения в третье положение меньше порогового перемещения; причем второе засорение дросселя выявляют на основании того, что скорость поворота дросселя из четвертого положения в третье положение ниже пороговой.
В одном из аспектов способ может также содержать шаги, на которых, только в связи с выявлением обледенения дросселя, быстро раскачивают дроссель попеременно в сторону открытого и закрытого положений для создания отклонения дросселя от положения создания необходимого крутящего момента или необходимого положения, при этом необходимое положение дросселя зависит от запрошенных положений дросселя во время пуска двигателя. В основе положения создания необходимого крутящего момента может лежать заданное для пуска двигателя положение, при котором дроссель устанавливают в относительно закрытое (в противоположность открытому) положение или в полностью закрытое положение во время пуска, который может включать в себя включение зажигания до проворачивания коленчатого вала, проворачивание коленчатого вала и т.п. В данном состоянии, заданное положение водительской педали представляет собой положение, в котором водительская педаль не нажата полностью, а находится ближе к положению снятия ноги с педали или в этом положении. В противном случае, когда дроссель не раскачивают в данном состоянии, дроссель находится в положении, в основе которого лежит заданное положение дросселя при пуске двигателя или необходимое положение, могущее представлять собой таблицу зависимости от температуры хладагента двигателя, температуры воздуха и/или числа событий сгорания в двигателе, подсчет которых начинают с нуля при пуске и продолжают по мере того, как события сгорания происходят. Затем, только после того, как указанные раскачивания будут выполнены, и алгоритм подтвердит, что лед разрушен (например, путем отслеживания способности дросселя достигать необходимого диапазона перемещения только за счет половины ходы (например, способности оставаться на пороговом расстоянии как от полностью открытого, так и полностью закрытого положений), способ может дополнительно содержать шаг, на котором делают попытку (один или более раз) пропуска разрушенного льда, который остается захваченным или потенциально может быть захвачен. Во время данной операции способ содержит шаги, на которых устанавливают дроссель в полностью открытое положение и удерживают в полностью открытом положении только в течение порогового периода с одновременным поддержанием необходимого крутящего момента. Способ может также содержать шаг, на котором по прошествии порогового периода дроссель возвращают в необходимое положение, при этом необходимое положение зависит от необходимого крутящего момента, запрошенного числа оборотов холостого хода в минуту, команды водителя (которая в это время, по сравнению с периодом проведения операции разрушения льда, может представлять собой положение, превышающее положение снятия ноги с педали) и т.п.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящем описании способы и алгоритмы управления можно хранить в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и программы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.