СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания транспортных средств, в частности, к системе принудительной вентиляции картера, присоединенной по текучей среде к источнику газового топлива через клапан-регулятор потока.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Двигатели внутреннего сгорания полагаются на вращающиеся с высокой скоростью вращения механизмы и шестерни, которые вращаются в окружающем воздухе. Сопротивление и трение от воздуха, окружающего движущиеся компоненты силовой установки транспортного средства, вносят вклад в потери эффективности использования топлива. Аэродинамическое трение вращающихся и осуществляющих возвратно-поступательное движение компонентов в картере двигателя традиционно уменьшается устройствами, такими как отсекатели масла (см. например US 7,204,224, опубл. 17.04.2007, МПК F01M 1/00, F01M 5/00), чтобы уменьшать вовлечение капелек масла из масляного поддона/поддона картера в воздух, окружающий движущиеся компоненты двигателя. Увлеченные капельки масла дополнительно увеличивают силы сопротивления, действующие на компоненты двигателя, тем самым, повышая нагрузку двигателя и понижая экономию топлива. Более того, в промышленности выработки электроэнергии, трение от воздуха, окружающего электрические машины высокой скорости вращения, уменьшается посредством наполнения механизмов газообразным водородом, который имеет более низкую вязкость, чем воздух.
Авторы выявили некоторые проблемы у вышеприведенных подходов. А именно, хотя отсекатели масла и подобные устройства уменьшают сопротивление на компонентах двигателя, обусловленное увлеченным маслом, силы сопротивления, обусловленные воздухом, окружающим компонентами двигателя, не подвергаются влиянию. Более того, газообразный водород образует взрывоопасные смеси с воздухом в двигателях внутреннего сгорания.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Один из примерных подходов, который по меньшей мере частично преодолевает вышеприведенные проблемы, и который добивается технического результата снижения трения в двигателе внутреннего сгорания, относится к системе транспортного средства, содержащей:
двигатель внутреннего сгорания, содержащий систему принудительной вентиляции картера (PCV), присоединенную по текучей среде к источнику газового топлива через клапан-регулятор потока.
В одном из вариантов предложена система транспортного средства, в которой источник газового топлива присоединен по текучей среде к магистрали подсоса воздуха системы PCV, при этом клапан-регулятор потока выполнен с возможностью управления потоком газового топлива в систему PCV.
В одном из вариантов предложена система транспортного средства, дополнительно содержащая бачок для продувки, присоединенный по текучей среде к системе PCV.
В одном из вариантов предложена система транспортного средства, в которой бачок для продувки присоединен по текучей среде к топливной магистрали.
В одном из вариантов предложена система транспортного средства, в которой источник газового топлива содержит метан.
В одном из вариантов предложена система транспортного средства, в которой вязкость газового топлива является более низкой, чем вязкость воздуха.
В одном из дополнительных аспектов предложено транспортное средство, содержащее:
двигатель внутреннего сгорания, содержащий систему PCV, присоединенную по текучей среде к источнику газового топлива через клапан-регулятор потока, и
контроллер, содержащий исполняемые команды для
подачи газового топлива из источника газового топлива в систему PCV двигателя внутреннего сгорания в ответ на интенсивность потока прорывных газов меньшее интенсивности потока клапана PCV, и разрежение в коллекторе большее разрежения в картере двигателя.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором источник газового топлива присоединен по текучей среде к картеру двигателя.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором клапан-регулятор потока выполнен с возможностью подачи газового топлива с интенсивностью потока газового топлива, составляющей разность между интенсивностью потока клапана PCV и интенсивностью потока прорывных газов.
В одном из вариантов предложено транспортное средство, в котором исполняемые команды дополнительно содержат команду закрывания клапана-регулятора потока в ответ на разрежение в коллекторе, падающее ниже разрежения в картере двигателя.
В целом предложен подход, основанный на необходимости наполнять или частично наполнять картер двигателя газовым топливом, таким как метан. Например, авторы выявили, что, посредством замещения воздуха внутри картера двигателя газом более низкой плотности, сопротивление воздуха может уменьшаться, по прежнему наряду с обеспечением достаточного охлаждения двигателя. Более того, вязкость газообразного метана является существенно более низкой, чем у воздуха, и пределы воспламеняемости метана в воздухе ограничены. Таким образом, в одном из вариантов осуществления, система транспортного средства содержит источник газового топлива и двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя систему принудительной вентиляции картера (PCV), при этом источник газового топлива присоединен по текучей среде к системе PCV через клапан-регулятор потока, клапан-регулятор потока выполнен с возможностью управления потоком газового топлива в систему PCV. В еще одном варианте осуществления, способ содержит, в первом состоянии, подачу газового топлива из источника газового топлива в систему PCV двигателя внутреннего сгорания, при этом первое состояние содержит расчетную интенсивность потока прорывных газов, являющуюся меньшей, чем интенсивность потока клапана PCV. В дополнительном варианте осуществления, транспортное средство может содержать источник газового топлива, двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя систему PCV, при этом источник газового топлива присоединен по текучей среде к системе PCV через клапан-регулятор потока, клапан-регулятор потока выполнен с возможностью для управления потоком газового топлива в систему PCV, и контроллер, содержащий исполняемые команды для, в первом состоянии, подачи газового топлива из источника газового топлива в систему PCV двигателя внутреннего сгорания, при этом первое состояние содержит расчетную интенсивность потока прорывных газов, являющуюся меньшей, чем интенсивность потока клапана PCV, и разрежение в коллекторе, являющееся большим, чем разрежение в картере двигателя, при этом интенсивность потока газового топлива рассчитывается по разности между интенсивностью потока клапана PCV и интенсивностью потока прорывных газов, при этом интенсивность потока прорывных газов рассчитывается на основании условий работы двигателя.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 схематично изображает примерный вариант осуществления системы транспортного средства.
Фиг. 2 иллюстрирует пример двигателя с системой принудительной вентиляции картера (PCV).
Фиг. 3-4 иллюстрируют примерные способы работы системы транспортного средства.
Фиг. 5 иллюстрирует примерную временную диаграмму для системы транспортного средства.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В силовой установке транспортного средства, потеря мощности от сопротивления воздуха прямо пропорциональна плотности газа или текучей среды, в которой вращается компонент. Поэтому потери мощности от сопротивления воздуха могут уменьшаться посредством понижения плотности газа внутри картера, окружающего трансмиссию, электродвигатель или генератор.
Во время вращения, некоторое количество тепла вырабатывается посредством взаимного трения между компонентами. Чтобы предотвращать перегрев двигателя, это тепло может отводиться из компонентов и сниматься в другом местоположении. Это достигается, когда компоненты входят в контакт с более холодными газами, которые поглощают тепло из системы и переносят его в атмосферу или кабину посредством системы охлаждения или движения транспортного средства во время работы. Таким образом, хотя потери мощности значительно уменьшаются в безвоздушном картере с разрежением или низким давлением, охлаждение уменьшается или устраняется, приводя к ухудшению характеристик двигателя. Поэтому, уменьшение сопротивления воздуха может уравновешивать потери мощности от сопротивления воздуха с требуемым охлаждением при определении давления внутри картеров трансмиссии, электродвигателя и генератора.
3
3
Плотность, а таким образом, сопротивление внутри жесткого картера (например, картера двигателя) является функцией массы газа внутри картера, а также молекулярных свойств содержащегося газа. В нормальных условиях, окружающий воздух имеет плотность приблизительно 1,2 кг/м, тогда как метан имеет плотность около 0,66 кг/м. Таким образом, плотность газа и, соответственно, потеря мощности из-за сопротивления может понижаться замещением окружающего воздуха внутри системы принудительной вентиляции картера (PCV) двигателя или картера двигателя, содержащего в себе вращающиеся части, некоторым количеством газообразного метана и/или смеси окружающего воздуха-газообразного метана.
Двигатели на сжатом природном газе (CNG) могут работать с использованием источника топлива, который содержит в себе некоторое количество метана для сгорания. Поэтому, в двигателях на CNG, запас метана может иметься в распоряжении для подачи в систему PCV двигателя без добавления дополнительного источника метана. Кроме того, в двигателях на CNG, метан, выведенный из системы PCV двигателя после поглощения некоторого количества тепла в картере двигателя, может зацикливаться в топливную магистраль двигателя для сгорания, минимизируя потери топлива.
В варианте осуществления, система, раскрытая в материалах настоящего описания, может использоваться в силовой установке транспортного средства с гибридным приводом с электрическим генератором/электродвигателем и двигателем на CNG. Другие варианты осуществления могут иметь силовые установки только с двигателем и/или могут не работать на CNG. В вариантах осуществления с двигателем не на CNG, CNG может выдаваться в систему PCV двигателя посредством отдельного бака источника CNG. В этих вариантах осуществления, CNG может подаваться в воздухозаборник системы PCV двигателя для сгорания или может откачиваться из транспортного средства. В кроме того дополнительных вариантах осуществления, двигатели не на CNG могут иметь замкнутый контур CNG для циркуляции CNG через систему PCV двигателя и систему охлаждения. В силовых установках только с двигателем, CNG может выдаваться в систему PCV двигателя.
Фиг. 1 схематично изображает примерную систему 100 транспортного средства в качестве показанной на виде сверху. Система 100 транспортного средства включает в себя кузов 103 транспортного средства с передней частью, помеченной «ПЕРЕД», и задней частью, помеченной «ЗАД». Система 100 транспортного средства может включать в себя множество колес 136. Например, как показано на фиг. 1, система 100 транспортного средства может включать в себя первую пару колес, прилегающих к передней части транспортного средства, и вторую пару колес, прилегающих к задней части транспортного средства.
Система 100 транспортного средства включает в себя сжигающий топливо двигатель 110 и электродвигатель 120. Двигатель 110 может содержать как двигатель 110 внутреннего сгорания, так и электродвигатель 120. Электродвигатель 120 может быть выполнен с возможностью использовать или потреблять иные источники энергии, чем двигатель 110. Например, двигатель 110 может потреблять жидкое топливо (например, бензин) или газовое топливо (например, природный газ, метан), чтобы вырабатывать выходную мощность двигателя, наряду с тем, что электродвигатель 120 может потреблять электрическую энергию, чтобы вырабатывать выходную мощность электродвигателя. По существу, транспортное средство с силовой установкой, такое как показанное на фиг. 1, может указываться ссылкой как транспортное средство с гибридным электрическим приводом (HEV). Однако, в других вариантах осуществления, система транспортного средства может содержать транспортное средство с негибридным приводом.
Система 100 транспортного средства может работать в многообразии разных режимов в ответ на входной сигнал водителя и условия работы. Эти режимы могут избирательно вводить в действие, выводить из работы или присоединять силовую установку к электродвигателю 120, генератору 160, двигателю 110 или некоторой их комбинации. Например, в выбранных условиях работы, электродвигатель 120 может приводить в движение транспортное средство посредством ведущего колеса 136, как указано линией 122, в то время как двигатель 110 выведен из работы.
Во время альтернативных условий работы, двигатель 110 может устанавливаться в выведенное из работы состояние (как описано выше) наряду с тем, что электродвигатель 120 может приводиться в действие для зарядки устройства 150 накопления энергии. Например, электродвигатель 120 может принимать крутящий момент на колесе с ведущего колеса 136, как указано линией 122, где генератор 160 может преобразовывать кинетическую энергию транспортного средства в электрическую энергию для накопления в устройстве 150 аккумулирования энергии, как указано линией 162. Эта операция может указываться ссылкой как рекуперативное торможение транспортного средства. Электродвигатель 120 и генератор 160 могут быть единой сущностью, такой как электродвигатель, который обладает свойствами генерации в некоторых вариантах осуществления.
3
3
Двигатель 110 имеет вращающиеся или совершающие возвратно-поступательное движение компоненты, которые движутся внутри картера двигателя. Традиционно, вращающиеся и совершающие возвратно-поступательное движение компоненты находятся в заполненной воздухом оболочке (например, картере двигателя) и, таким образом, испытывают потери эффективности из-за сопротивления воздуха. Атмосферный воздух имеет плотность около 1,22 кг/м, тогда как метан имеет плотность 0,66 кг/м, и таким образом, потери энергии от сопротивления являются более низкими в заполненной метаном оболочке. Таким образом, в варианте осуществления, газовое топливо, содержащее сжатый природный газ (CNG) или метан, может выдаваться в систему 116 PCV двигателя 110 из топливного бака 144. Метан может выдаваться в систему 116 PCV через топливную магистраль 104 из топливного бака 144. Топливный бак 144 также может выдавать топливо непосредственно для сгорания в двигателе 110 через топливную магистраль 142. В некоторых вариантах осуществления, картер двигателя может быть герметизирован, чтобы предотвращать утечку метана, и может формировать разрежение по давлению.
Клапан-регулятор 151 потока может управлять интенсивностью потока газового топлива в систему 116 PCV. Интенсивность потока газового топлива может регулироваться системой 190 управления посредством клапана-регулятора 151 потока в ответ на входной сигнал с одного или боле датчиков 119 и/или на основании условий работы двигателя. В качестве примера, датчики 119 могут контролировать температуру, давление и/или содержание кислорода внутри двигателя 110. Дополнительный датчик, расположенный ниже по потоку от клапана 151, может контролировать интенсивность потока газового топлива в топливной магистрали 104. Клапан 151 также может реагировать на давление в магистрали 104, чтобы поддерживать давление для минимальной утечки атмосферного воздуха в двигатель 110.
Во время кроме того дополнительных условий, двигатель 110 может приводиться в действие посредством сжигания топлива, принимаемого из топливной системы 140, как указано линией 142 подачи топлива. Например, двигатель 110 может приводиться в действие, чтобы приводить в движение транспортное средство посредством ведущего колеса 136, как указано линией 109, в то время как электродвигатель 120 выведен из работы. Во время других условий работы, как двигатель 110, так и электродвигатель 120, каждый может эксплуатироваться для приведения в движение транспортного средства посредством ведущего колеса 136, как указано линиями 109 и 122, соответственно. Конфигурация, где оба, двигатель и электродвигатель, могут избирательно приводить в движение транспортное средство, может указываться ссылкой как силовая установка транспортного средства параллельного типа. Отметим, что, в некоторых вариантах осуществления, электродвигатель 120 может приводить в движение транспортное средство через первый набор ведущих колес, а двигатель 110 может приводить в движение транспортное средство через второй набор ведущих колес 136.
В других вариантах осуществления, силовая установка системы 100 транспортного средства может быть выполнена в виде силовой установки транспортного средства последовательного типа, в силу чего, двигатель не приводит в движение ведущие колеса непосредственно. Скорее, двигатель 110 может эксплуатироваться для питания электродвигателя 120, который, в свою очередь, может приводить в движение транспортное средство через ведущее колесо 136, как указано линией 122. Например, во время выбранных условий работы, двигатель 110 может приводить в действие генератор 160, который, в свою очередь, подает электрическую энергию на одно или более из электродвигателя 120, как указано линией 115, или устройство 150 накопления энергии, как указано линией 162.
В качестве еще одного примера, двигатель 110 может эксплуатироваться для приведения в движение электродвигателя 120, который, в свою очередь, обеспечивает функцию генератора, чтобы преобразовывать выходную мощность двигателя в электрическую энергию, где электрическая энергия может накапливаться в устройстве 150 накопления энергии для более позднего использования электродвигателем. Варианты осуществления устройства 150 накопления энергии, например, могут включать в себя одну или более перезаряжаемых аккумуляторных батарей, топливных элементов и/или конденсаторов. В этих примерах, электроэнергия может временно преобразовываться в химическую или потенциальную энергию для хранения. Силовая установка транспортного средства может быть выполнена с возможностью переходить между двумя или более режимов работы, описанных выше в ответ на условия работы.
В некоторых вариантах осуществления, устройство 150 накопления энергии может быть выполнено с возможностью накапливать электрическую энергию, которая может подаваться на другие электрические нагрузки, находящиеся на борту транспортного средства (иные, чем электродвигатель), в том числе, системы отопления и кондиционирования воздуха в кабине, запуска двигателя, фары, аудио и видеосистемы кабины.
Топливная система 140 может включать в себя один или более баков 144 хранения топлива для хранения топлива на борту транспортного средства. Например, топливный бак 144 может хранить источник топлива сжиженного природного газа (CNG), такой как газообразный метан. Другие варианты осуществления могут иметь первый источник газового топлива, хранимый в топливном баке 144, и второй источник жидкого топлива, хранимый в дополнительном топливном баке. В этих вариантах осуществления, источник газового топлива может быть присоединен к двигателю 110, и источник жидкого топлива может быть присоединен к двигателю 110. В некоторых вариантах осуществления, топливо может храниться на борту транспортного средства в качестве смеси двух или более разных видов топлива. Источник жидкого топлива может быть выполнен с возможностью хранить смесь бензина и этилового спирта (например, E10, E85, и т.д.) или смесь бензина и метилового спирта (например, M10, M85, и т.д.). Источник газового топлива может быть смесью метана, газообразного водорода, газообразного кислорода или оксида углерода. Топливо или топливные смеси могут подаваться в двигатель 110, как указано линией 142 подачи топлива. Кроме того, другие пригодные виды топлива и топливные смеси могут подаваться в двигатель 110, где они могут сжигаться в двигателе для выработки выходной мощности двигателя. Выходная мощность двигателя может использоваться для приведения в движение транспортного средства, как указано линией 109, или для подзарядки устройства 150 накопления энергии через электродвигатель 120 или генератор 160.
Газовое топливо из топливной магистрали 104 и топливной магистрали 142 также может направляться через трехходовые клапаны 154 и 156, соответственно, в бачок 158 для продувки. В качестве примера, бачок 158 для продувки может быть заполнен надлежащим адсорбентом для временного улавливания паров топлива (в том числе, испаренные углеводороды). В одном из примеров, используемым адсорбирующим веществом является активированный уголь. Во время работы транспортного средства, например, когда подача газового топлива в систему 116 PCV и/или двигатель 110 прекращена, газовое топливо в топливной магистрали 104 и/или топливной магистрали 142, соответственно, может направляться в бачок 158 продувки для накопления. Подача газового топлива в двигатель 110 может прекращаться, когда двигатель выключен, или во время перекрытия топлива при замедлении (DFSO), в качестве примеров. Посредством направления газового топлива, оставшегося в топливных магистралях 104 и 142 в бачок 158 для продувки, когда подача газового топлива в систему 116 PCV и двигатель 110 прекращена, выделение паров топлива в атмосферу может уменьшаться. Система 190 управления может приводить в действие трехходовые клапаны 154 и 156, чтобы направлять газовое топливо в бачок 158 для продувки.
Трехходовой клапан 155 может реагировать на условия работы и может присоединять бачок 158 для продувки в топливную магистраль 142 или в систему 116 PCV. В качестве примера, газовое топливо может подаваться в топливную магистраль 142 для сгорания в двигателе или в систему 116 PCV через трехходовой клапан 155, когда имеется в распоряжении достаточное давление в бачке для продувки. Например, если давление в бачке 158 для продувки больше, чем давление в системе PCV, трехходовой клапан может присоединять по текучей среде бачок 158 для продувки к системе 116 PCV. Когда газовое топливо не подается в систему 116 PCV, трехходовой клапан 155 может присоединять бачок 158 для продувки к топливной магистрали 142. Таким образом, когда двигатель не работает, топливо может накапливаться в бачке 158 для продувки для последующего сгорания, когда двигатель является работающим. Бачок 158 для продувки может обеспечивать перепад давления для увеличения скорости топлива в топливные магистрали 104 и 142. Трехходовой клапан 155, поэтому, может реагировать на давление, имеющееся в распоряжении в бачке 158 для продувки, если достаточного давления нет в распоряжении для увеличения скорости топлива из бачка 158 для продувки в топливные магистрали 104 и/или 142, клапан 155 может закрываться, так чтобы газовое топливо могло накапливаться в бачке 158 для продувки до тех пор, пока достаточное давление не накоплено в бачке. Трехходовой клапан 155 может управляться системой 190 управления.
Система 190 управления может поддерживать связь с одним или более из двигателя 110, электродвигателя 120, топливной системы 140, устройства 150 накопления энергии и генератора 160. Система 190 управления может принимать информацию сенсорной обратной связи с одного или более из двигателя 110, электродвигателя 120, топливной системы 140, устройства 150 накопления энергии, трансмиссии 148 и генератора 160. Кроме того, система 190 управления может отправлять сигналы управления в одно или более из двигателя 110, электродвигателя 120, топливной системы 140, устройства 150 накопления энергии и генератора 160 в ответ на эту сенсорную обратную связь. Система 190 управления может принимать запрошенную водителем 132 выходную мощность силовой установки транспортного средства от водителя 132 транспортного средства. Например, система 190 управления может принимать сенсорную обратную связь с датчика 134 положения педали (PP), который поддерживает связь с педалью 130. Педаль 130 может схематично указывать ссылкой на тормозную педаль и/или педаль акселератора.
Устройство 150 накопления энергии может периодически принимать электрическую энергию из источника 180 электропитания, находящегося вне транспортного средства (например, не части транспортного средства), как указано линией 184. В качестве неограничивающего примера, силовая установка системы 100 транспортного средства может быть выполнена в виде подключаемого к бытовой сети транспортного средства с гибридным приводом (HEV), в силу чего, электрическая энергия может подаваться в устройство 150 накопления энергии из источника 180 электропитания через электрический кабель 182 передачи энергии. Во время операции подзарядки устройства 150 накопления энергии из источника 180 электропитания, электрический кабель 182 передачи может электрически соединять устройство 150 накопления энергии и источник 180 электропитания. В то время как силовая установка транспортного средства приводится в действие, чтобы приводить в движение транспортное средство, электрический кабель 182 передачи может разъединяться между источником 180 электропитания и устройством 150 накопления энергии. Система 190 управления может идентифицировать и/или управлять количеством электрической энергии, накопленной в устройстве накопления энергии, которое может указываться ссылкой как состояние заряда (SOC).
В других вариантах осуществления, электрический кабель 182 передачи может быть опущен, где электрическая энергия может приниматься беспроводным образом в устройстве 150 накопления энергии из источника 180 электропитания. Например, устройство 150 накопления энергии может принимать электрическую энергию из источника 180 электропитания посредством одного или более из электромагнитной индукции, радиоволн и электромагнитного резонанса. По существу, следует принимать во внимание, что любой пригодный подход может использоваться для подзарядки устройства 150 накопления энергии от источника электропитания, который не составляет часть транспортного средства. Таким образом, электродвигатель 120 может приводить в движение транспортное средство посредством использования источника энергии, иного чем топливо, используемое двигателем 110.
Топливная система 140 может периодически принимать топливо из источника топлива, находящегося вне транспортного средства. В качестве неограничивающего примера, силовая установка системы 100 транспортного средства может дозаправляться топливом посредством прима топлива через устройство налива топлива (не показано). В некоторых вариантах осуществления, топливный бак 144 может быть выполнен с возможностью хранить топливо, принятое из устройства налива топлива, до тех пор, пока оно не подается в двигатель 110 для сгорания. В некоторых вариантах осуществления, система 190 управления может принимать показание уровня топлива, хранимого в топливном баке 144, через датчик уровня топлива. Уровень топлива, хранимого в топливном баке 144 (например, в качестве идентифицированного датчиком уровня топлива), может сообщаться водителю транспортного средства, например, посредством указателя уровня топлива или индикаторной лампы.
Это подключаемое к бытовой сети транспортное средство с гибридным электрическим приводом, как описано со ссылкой на силовую установку системы 100 транспортного средства, может быть выполнено с возможностью использовать вспомогательную форму энергии (например, электрическую энергию), которая периодически принимается из источника энергии, который, в других отношениях, не является частью транспортного средства.
Следует понимать, что, хотя фиг. 1 показывает подключаемое к бытовой сети транспортное средство с гибридным электрическим приводом, в других примерах, система 100 транспортного средства может быть системой транспортного средства с гибридным приводом без подключаемых к бытовой сети компонентов. Кроме того, в других примерах, система 100 транспортного средства может не быть транспортным средством с гибридным приводом, но может быть другим типом транспортного средства с другими механизмами продвижения, например, транспортным средством с бензиновым двигателем и двигателем на CNG, которые могут включать или могут не включать в себя другие силовые установки.
Далее, со ссылкой на фиг. 2, она показывает примерную конфигурацию многоцилиндрового двигателя, в целом изображенного под 110, которая может быть включена в силовую установку автомобиля. Двигатель 110 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления 190 транспортного средства, включающей в себя контроллер 48, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали.
Двигатель 110 может включать в себя нижнюю часть блока цилиндров двигателя, указанную в целом под 26, которая может включать в себя картер 28 двигателя, заключающий в оболочку коленчатый вал 30. Картер 28 двигателя содержит в себе газы и может включать в себя поддон 32 картера, иначе указываемый ссылкой как маслосборник, удерживающий смазку двигателя (например, моторное масло), расположенный ниже коленчатого вала 30. Маслозаливная горловина 29 может быть расположена на картере 28 двигателя, так чтобы масло могло подаваться в поддон 32 картера. Маслозаливная горловина 29 может включать в себя крышку 33 маслозаливной горловины для уплотнения масляной горловины 29, когда двигатель находится в действии. Трубка 37 масляного щупа также может быть расположена в картере 28 двигателя и может включать в себя масляный щуп 35 для измерения уровня масла в поддоне 32 картера. В дополнение, картер 28 двигателя может включать в себя множество других отверстий для обслуживания компонентов в картере 28 двигателя. Эти отверстия в картере 28 двигателя могут поддерживаться закрытыми во время работы двигателя, так что система вентиляции картера (описанная ниже) может работать во время работы двигателя.
Верхняя часть блока 26 цилиндров двигателя может включать в себя камеру 34 сгорания (например, цилиндр). Камера 34 сгорания может включать в себя стенки 36 камеры сгорания с поршнем 38, расположенным в них. Поршень 38 может быть присоединен к коленчатому валу 30, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Камера 34 сгорания может принимать топливо из топливных форсунок (не показаны) и всасываемый воздух из впускного коллектора 42, который расположен ниже по потоку от дросселя 44. Блок 26 цилиндров двигателя также может включать в себя датчик 46 хладагента двигателя (ECT), расположенный на входе в контроллер 48 (подробнее описанный ниже в материалах настоящего описания).
Дроссель 44 может быть расположен на впуске двигателя для управления потоком воздуха, поступающим во впускной коллектор 42, и, например, может быть предварен выше по потоку компрессором 50, сопровождаемым охладителем 52 наддувочного воздуха. Компрессор 50 может сжимать всасываемый воздух у двигателя 110, тем самым, повышая давление и плотность всасываемого воздуха, обеспечивая условия двигателя с наддувом (например, давление во впускном коллекторе > барометрического давления), например, во время повышенных нагрузок двигателя. Воздушный фильтр 54 может быть расположен выше по потоку от компрессора 50 и может фильтровать свежий воздух, поступающий во впускной канал 56.
Выпускные газообразные продукты сгорания выходят из камеры 34 сгорания через выпускной канал 60, расположенный выше по потоку от турбины 62. Датчик 64 выхлопных газов может быть расположен вдоль выпускного канала 60 выше по потоку от турбины 62. Турбина 62 может быть оборудована перепускной заслонкой для выхлопных газов, обводящей ее, и турбина 62 может приводиться в движение потоком выхлопных газов, проходящих сквозь нее. Более того, турбина 62 может быть механически присоединена к компрессору 50 через общий вал (не показан), чтобы вращение турбины 62 могло приводить в движение компрессор 50. Датчик 64 может быть датчиком, пригодным для выдачи показания соотношения воздуха выхлопных газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в выхлопных газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, HC, или CO. Датчик 64 выхлопных газов может быть соединен с контроллером 48.
В примере по фиг. 2, система 116 принудительной вентиляции картера (PCV) присоединена к впуску 12 свежего воздуха двигателя, так что газы в картере 28 двигателя могут вентилироваться управляемым образом. Во время нормальной работы двигателя, газы в камере 34 сгорания могут прорываться мимо поршня. Эти прорывные газы могут включать в себя несгоревшее топливо, продукты сгорания и воздух. Прорывные газы могут разбавлять и загрязнять масло, вызывая коррозию у компонентов двигателя и внося вклад в накопление осадка, уменьшая защитные и смазывающие свойства масла. На более высоких скоростях вращения двигателя, прорывные газы могут повышать давление в картере двигателя, так что утечка масла может возникать из уплотненных поверхностей двигателя. Система 116 PCV может помогать предотвращать и удалять прорывные газы из картера двигателя управляемым образом, чтобы уменьшать вредные воздействия прорывных газов, и может объединять их с впускным потоком двигателя, так чтобы они могли подвергаться сгоранию внутри двигателя. Посредством перенаправления прорывных газов на впуск двигателя, система 116 PCV дополнительно способствует уменьшению выбросов двигателя, предотвращая выпуск прорывных газов в атмосферу.
Система 116 PCV включает в себя клапан 78 PCV, присоединенный по текучей среде к картеру 28 двигателя. В качестве примера, клапан 78 PCV может быть присоединен к клапанной крышке в двигателе, который может предоставлять возможность чтобы система PCV втягивала прорывные газы из двигателя наряду с уменьшением увлечения масла из картера двигателя. Клапан 78 PCV также может быть присоединен по текучей среде к впускному коллектору 42 двигателя. Интенсивность потока газов клапана PCV может меняться в зависимости от условий двигателя, таких как скорость вращения и нагрузка двигателя, и клапан 78 PCV может калиброваться для конкретного применения двигателя, в котором интенсивность потока газов клапана PCV может регулироваться по мере того, как изменяются условия работы. В качестве примера, когда двигатель выключен, клапан PCV может закрываться, и газы не могут течь через клапан 78 PCV. Когда скорость вращения двигателя имеет значение холостого хода или является низким, или во время замедления, когда разрежение во впускном коллекторе является относительно высоким, клапан 78 PCV может слегка открываться, предоставляя возможность для ограниченных интенсивностей потока газов клапана PCV. На скоростях вращения или нагрузках двигателя, более высоких, чем холостой ход, разрежение во впускном коллекторе может снижаться, и клапан 78 PCV может предоставлять возможность для более высоких интенсивностей потока газов клапана PCV. Клапан 78 PCV может включать в себя традиционный клапан PCV или клапан PCV двухтактного типа.
В условиях без наддува (когда давление во впускном коллекторе (MAP) меньше, чем барометрическое давление (BP)), система 116 PCV втягивает воздух в картер 28 двигателя через сапунную или (вентиляционную) трубку 74 вентиляции картера. Первый конец 101 трубки 74 вентиляции картера может быть механически связан или присоединен к впуску 12 свежего воздуха выше по потоку от компрессора 50. В некоторых примерах, первый конец 101 трубки 74 вентиляции картера может быть присоединен к впуску 12 свежего воздуха ниже по потоку от воздушного фильтра 54 (как показано). В других примерах, трубка вентиляции картера может быть присоединена к впуску 12 свежего воздуха выше по потоку от воздушного фильтра 54. В еще одном другом примере, трубка вентиляции картера может быть присоединена к воздушному фильтру 54. Второй конец 102, противоположный первому концу 101, трубки 74 вентиляции картера может быть механически связан или присоединен к картеру 28 двигателя через маслоотделитель 81.
В некоторых вариантах осуществления, трубка 74 вентиляции картера может включать в себя датчик 61 давления, присоединенный в ней. Датчик 61 давления может быть датчиком абсолютного давления или измерительным датчиком. Один или более дополнительных датчиков давления и/или расхода могут быть присоединены к системе 116 PCV в альтернативных местоположениях. Например, датчик 51 барометрического давления (датчик BP) может быть присоединен к впускному каналу 56 выше по потоку от воздушного фильтра 54 для обеспечения оценки барометрического давления (BP). В одном из вариантов осуществления, где датчик 61 давления выполнен в виде измерительного датчика, датчик 51 BP может использоваться вместе с датчиком 61 давления. В некоторых вариантах осуществления, датчик 58 давления на входе компрессора (CIP) может быть присоединен во впускном коллекторе 56 ниже по потоку от воздушного фильтра 54 и выше по потоку от компрессора 50, чтобы выдавать оценку давления на входе компрессора (CIP).
В условиях без наддува, система 116 PCV выпускает воздух из картера двигателя и во впускной коллектор 42 через трубопровод 76, который, в некоторых примерах, может включать в себя проточный клапан 78 PCV, чтобы обеспечивать постоянную откачку газов изнутри картера 28 двигателя до присоединения к впускному коллектору 42. В одном из вариантов осуществления, клапан 78 PCV может менять свое ограничение потока в ответ на падение давления на нем (или расход через него). Однако, в других примерах, трубопровод 76 может не включать в себя проточный клапан PCV. В кроме того других примерах, клапан PCV может быть с клапаном электронным управлением, который управляется контроллером 48. Следует принимать во внимание, что, в качестве используемого в материалах настоящего описания, поток PCV указывает ссылкой на поток газов через трубопровод 76 из картера двигателя во впускной коллектор 42. В качестве примера, поток PCV может определяться по скорости впрыска топлива (например, газового топлива), топливно-воздушному соотношению на впуске двигателя и содержанию кислорода выхлопных газов посредством датчика 64 выхлопных газов, с использованием известных способов.
В качестве используемого в материалах настоящего описания, обратный поток PCV указывает ссылкой на поток газов через трубопровод 76 из впускного коллектора 42 в картер 28 двигателя. Обратный поток PCV может возникать, когда давление во впускном коллекторе находится выше, чем давление в картере двигателя (например, во время работы двигателя с наддувом). В некоторых примерах, система 116 PCV может быть оборудована запорным клапаном для предотвращения обратного потока PCV. Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что изображенный пример показывает клапан 78 PCV в качестве пассивного клапана, это не подразумевается ограничивающим, и, в альтернативных вариантах осуществления, клапан 78 PCV может быть клапаном с электронным управлением (например, клапаном с управлением от модуля управления силовым агрегатом (PCM)), при этом контроллер 48 системы 190 управления может выдавать командный сигнал для изменения положения клапана из открытого положения (или положения высокого потока) в закрытое положение (или положение низкого потока), или наоборот, либо любом положении между ними.
В условиях с наддувом (когда MAP больше, чем BP), газы текут из картера двигателя через маслоотделитель 81 и на впуск 12 свежего воздуха, а в итоге, в камеру 34 сгорания. Это может выполняться способом спертого воздуха, где воздух впускного коллектора не допускается в картер 28 двигателя, или способом принудительной вентиляции картера, где некоторое количество воздуха коллектора дозируется в картер 28 двигателя.
В то время как двигатель является работающим под легкой нагрузкой и при умеренном открывании дросселя, давление воздуха во впускном коллекторе может быть меньшим, чем давление воздуха в картере двигателя. Более низкое давление во впускном коллекторе 42 втягивает свежий воздух в направлении него, втягивая воздух из трубки 74 вентиляции картера двигателя через картер двигателя (где он разбавляется и смешивается с газообразными продуктами сгорания), из картера двигателя через трубопровод 76 PCV, через клапан 78 PCV и во впускной коллектор 42. Однако, во время других условий, таких как тяжелая нагрузка или в условиях с наддувом, давление воздуха во впускном коллекторе может быть большим, чем давление воздуха в картере двигателя. По существу, всасываемый воздух может проходить через трубопровод 76 PCV и в картер 28 двигателя.
Газы в картере 28 двигателя могут включать в себя несгоревшее топливо, несожженный воздух и полностью или частично сгоревшие газы. Кроме того, также может присутствовать смазочный масляный туман. По существу, различные маслоотделители могут быть включены в систему 116 принудительной PCV для уменьшения выхода масляного тумана из картера 28 двигателя через систему 116 PCV. Например, трубопровод 76 может включать в себя однонаправленный маслоотделитель 80, который отфильтровывает масло из паров, выходящих из картера 28 двигателя, до того, как они повторно поступают во впускной коллектор 42. Еще один маслоотделитель 81 может быть расположен в трубке 74 вентиляции картера для удаления масла из потока газов, выходящих из картера двигателя во время работы с наддувом. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления, трубопровод 76 также может включать в себя датчик 84 разрежения, присоединенный к системе 116 PCV.
Контроллер 48 показан на фиг. 2 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 108, устройство 111 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 112 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 114, энергонезависимую память 117 и шину данных. Контроллер 48 может принимать различные сигналы с различных датчиков 119, присоединенных к двигателю 110, температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 46 температуры; измерение давления во впускном коллекторе (MAP) с датчика 86 давления; измерение давления в картере двигателя с датчика 87 давления; измерение барометрического давления с датчика 51 BP; топливно-воздушное соотношение выхлопных газов с датчика 64 выхлопных газов; и другие датчики диагностики PCV, описанные ниже. Постоянное запоминающее устройство 112 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 108 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.
В некоторых условиях, система 116 PCV может контролироваться многообразием датчиков в системе 116 PCV. В некоторых вариантах осуществления, множество датчиков абсолютных величин, например, датчик 51 барометрического давления (BP), датчик 58 давления на входе компрессора (CIP) и/или датчик 61 давления в трубке 74 вентиляции могут использоваться в комбинации, чтобы контролировать давление в системе PCV. Например, в некоторых подходах, датчик 51, датчик 58 барометрического давления на входе компрессора и датчик 61 давления в сапунной трубке 74 PCV все могут использоваться для контроля давления в системе PCV.
В альтернативном варианте осуществления, MAP и давление на входе компрессора (CIP) и/или MAP и давление в картере двигателя могут использоваться вместо MAP и BP для определения, когда двигатель подвергается наддуву или не подвергается наддуву. Например, когда MAP меньше, чем CIP, двигатель может не подвергаться наддуву. В еще одном примере, когда MAP больше, чем CIP или давление в картере двигателя, двигатель может подвергаться наддуву.
Как описано выше касательно фиг. 1, газовое топливо, такое как метан, может подаваться в систему 116 PCV из топливного бака 144 через клапан-регулятора 151 потока газового топлива в топливной магистрали 104. Как показано в примере по фиг. 2, газовое топливо может подаваться в магистраль подсоса воздуха, такую как трубка 74 вентиляции картера системы 116 PCV. Подача газового топлива, такого как метан, в систему PCV и картер двигателя, вмещающий вращающиеся компоненты, может уменьшать количество воздуха внутри картера и замещать его газом более низкой плотности. Газ более низкой плотности может давать в результате пониженное трение и сопротивление, испытываемое движущимися компонентами, работу охладителя и большую эффективность. Например, плотность и вязкость газообразного метана является более низкой, чем воздух, и таким образом, частичное или полное замещение воздуха газообразным метаном способствует снижению трения в двигателе, обусловленного сопротивлением воздуха, наряду с поддержанием охлаждения двигателя.
Более того, воспламенение топлива может вызывать ухудшение характеристик компонентов двигателя. Так как метан воспламеним в пределах ограниченного интервала топливно-воздушного соотношения (например, 5-15% метана в воздухе), метан обеспечивает более широкий диапазон топливно-воздушных соотношений для работы двигателя по сравнению с другим топливом более низкой плотности, таким как водород. Порог воспламеняемости также может реагировать на давление, так что требуемое давление может быть функцией топливно-воздушного соотношения от впрыска метана, а также давления внутри системы, которое достигается повышенной величиной впрыска метана.
Таким образом, система транспортного средства может содержать двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя систему PCV, присоединенную по текучей среде к источнику газового топлива через клапан-регулятор потока. Источник газового топлива может быть присоединен по текучей среде к магистрали подсоса воздуха системы PCV, а клапан-регулятор потока может быть выполнен с возможностью управления потоком газового топлива в систему PCV. Более того, система транспортного средства дополнительно может содержать бачок для продувки, присоединенный по текучей среде к системе PCV, при этом бачок для продувки присоединен по текучей среде к топливной магистрали. Кроме того еще, источник газового топлива может содержать метан, а вязкость газового топлива может быть более низкой, чем вязкость воздуха.
Таким образом, транспортное средство может содержать двигатель внутреннего сгорания, включающий в себя систему PCV, присоединенную по текучей среде к источнику газового топлива через клапан-регулятор потока, и контроллер, имеющий исполняемые команды для подачи газового топлива из источника газового топлива в систему PCV двигателя внутреннего сгорания в ответ на интенсивность потока прорывных газов, являющуюся меньшей, чем интенсивность потока клапана PCV, и разрежение в коллекторе, являющееся большим, чем разрежение в картере двигателя. Источник газового топлива может быть присоединен по текучей среде к магистрали впуска воздуха системы PCV или непосредственно к картеру двигателя, и клапан-регулятор потока может быть выполнен с возможностью подачи газового топлива с интенсивностью потока газового топлива разности между интенсивностью потока клапана PCV и интенсивностью потока прорывных газов. Более того, исполняемые команды дополнительно могут содержать закрывание клапана-регулятора потока в ответ на разрежение в коллекторе, падающее ниже разрежения в картере двигателя.
Далее, с обращением к фиг. 3, она показывает высокоуровневую процедуру 300 для работы силовой установки транспортного средства, такой как силовая установка системы 100 транспортного средства, показанной на фиг. 1. Процедура 300 может выполняться в двигателе, например, системой 190 управления, и, впоследствии, может выполняться повторно, чтобы обеспечивать определение режима работы силовой установки.
Процедура 300 может начинаться на этапе 310, где определяются условия работы транспортного средства, такие как состояние включения двигателя (EOC), крутящий момент (Tq), скорость транспортного средства (Vs), состояние заряда (SOC) аккумуляторной батареи, и тому подобное. Процедура 300 переходит на этап 320, где определяется, остановлен ли двигатель. Например, двигатель может останавливаться в транспортном средстве с гибридным приводом, когда скорость транспортного средства ниже пороговой скорости транспортного средства, к примеру, в условиях интенсивного дорожного движения, или когда транспортное средство остановлено или поставлено на стоянку.
Если двигатель является работающим на этапе 320, то процедура 300 переходит на этап 330, где определяется, удовлетворено ли условие давления в картере двигателя. В одном из примеров, условие давления в картере двигателя может удовлетворяться, если разрежение в коллекторе больше, чем разрежение в картере двигателя. Если разрежение во впускном коллекторе меньше, чем разрежение в картере двигателя, то прорывные газы PCV и газовое топливо, направляемое в картер двигателя или на вход картера двигателя, могут не передаваться на впуск двигателя. Разрежение во впускном коллекторе может измеряться датчиком давления, расположенным на или около впускного коллектора, таким как датчик 84 разрежения в трубопроводе PCV, или датчиком 86 давления на впуске. Более того, давление в картере двигателя или разрежение в картере двигателя может измеряться датчиком давления или разрежения, расположенным в картере двигателя, таким как датчик 87 давления.
Когда разрежение во впускном коллекторе меньше, чем разрежение в картере двигателя, подача газового топлива в картер 28 двигателя может не регулироваться надежно по сравнению с тем, когда разрежение во впускном коллекторе больше, чем разрежение в картере двигателя. Например, когда разрежение во впускном коллекторе меньше, чем разрежение в картере двигателя, разрежение в коллекторе может не быть достаточно высоким, чтобы втягивать топливо и газы PCV в картер двигателя. Соответственно, если разрежение во впускном коллекторе меньше, чем разрежение в картере двигателя (например, давление во впускном коллекторе больше, чем давление в картере двигателя), условие давления в картере двигателя не удовлетворено.
В еще одном примере, условие давления в картере двигателя может быть удовлетворено, если давление в картере двигателя меньше, чем верхнее пороговое давление в картере двигателя. Если давление в картере двигателя находится выше верхнего порогового давления в картере двигателя, подача газового топлива в картер двигателя может избыточно повышать давление в на масляные прокладки масляного поддона и клапанной крышки. Соответственно, если давление в картере двигателя находится выше верхнего порогового давления в картере двигателя, то условие давления в картере двигателя не удовлетворено. Верхнее пороговое давление в картере двигателя может быть задано на основании конструкции картера двигателя, условий работы двигателя, масляных прокладок, и тому подобного.
PCVV
B-B
PCVV
PCVV
B-B
B-B
B-B
B-B
PCVV
Если условие давления в картере двигателя удовлетворено на этапе 330, процедура 300 переходит на этап 340, где она определяет, является ли интенсивность потока клапана PCV (Q) меньшей, чем или равной интенсивности потока прорывных газов (Q). Q может определяться по условиям работы двигателя, таким как скорость впрыска топлива, топливно-воздушное соотношение на впуске и датчик кислорода выхлопных газов. Например, датчик кислорода выхлопных газов может указывать соотношение топлива и воздуха, сжигаемых в двигателе, и интенсивность потока топлива и воздуха, подаваемых в двигатель, может обеспечиваться скоростью впрыска топлива и топливно-воздушным соотношением на впуске. Таким образом, в одном из примеров, Q может логически выводиться из разности между интенсивностью потока топлива и воздуха, подаваемых в двигатель, и соотношения топлива и воздуха, подвергаемых сгоранию в двигателе. Q может быть расчетной интенсивностью потока, основанной на конструкции двигателя, износе двигателя и условиях работы двигателя, таких как скорость вращения, нагрузка двигателя, и тому подобное. Например, Q может быть большей для двигателей с ощутимым износом по сравнению с более новым двигателем, и Q может возрастать, когда повышаются скорость вращения и нагрузка двигателя. Расчет Q и определение Q могут выполняться системой 190 управления.
PCVV
B-B
Если Q больше, чем Q, на этапе 340, то процедура 300 переходит на этап 350, где клапан-регулятор 151 потока газового топлива в систему 116 PCV открывается, чтобы направлять газовое топливо, например, метан, в систему 116 PCV. Как проиллюстрировано на фиг. 2, газовое топливо может направляться в систему 116 PCV через клапан-регулятор 151 потока газового топлива и топливную магистраль 104. В одном из примеров, газовое топливо из топливной магистрали 104 может направляться в магистраль подсоса воздуха, такую как трубка 74 вентиляции картера системы 116 PCV. В еще одном примере, газовое топливо из топливной магистрали 104 может направляться в картер 28 двигателя системы 116 PCV. Например, на более высоких нагрузках двигателя и более высоких скоростях вращения двигателя, когда поток прорывных газов больше по сравнению с более низкими нагрузками двигателя и более низкими числами оборотов двигателя, поток прорывных газов может вытекать из картера 28 двигателя через трубопровод 76 и через трубку 74 вентиляции картера. Соответственно, впрыск газового топлива из топливной магистрали 104 в картере 28 двигателя (или в трубке 74 вентиляции картера в местоположении, очень близком к картеру 28 двигателя) дает газовому топливу возможность достигать картера двигателя для увеличения смазки компонентов двигателя и уменьшения трения до выдувания в систему впуска воздуха для сгорания.
gasfuel
PCVV
B-B
PCVV
PCVV
PCVV
Затем, процедура 300 переходит на этап 360, где интенсивность потока газового топлива регулируется системой 190 управления посредством установки клапана-регулятора 151 потока газового топлива, так что Q=Q-Q. Фиг. 4 иллюстрирует примерную процедуру 400 для системы 100 транспортного средства для регулирования интенсивности потока газового топлива в систему 116 PCV. Процедура 400 начинается на этапе 410, где оцениваются и/или измеряются условия работы транспортного средства, такие как состояние включения двигателя (EOC), крутящий момент (Tq), скорость транспортного средства (Vs), состояние заряда аккумуляторной батареи (SOC), и тому подобное. Процедура 400 переходит на этап 420, где определяется Q. В одном из примеров, как описано выше, Q может определяться на основании скорости впрыска топлива, топливно-воздушного соотношения на впуске и датчика кислорода выхлопных газов. В дополнение, Q может определяться с использованием дополнительных условий работы двигателя.
B-B
B-B
B-B
Процедура 400 переходит на этап 430, где рассчитывается Q. Как описано выше, Q может быть расчетной интенсивностью потока, основанной на конструкции двигателя, износе двигателя и условиях работы двигателя, таких как скорость вращения, нагрузка двигателя, и тому подобное. В еще одном примере, Q может рассчитываться по заданной модели, находящейся в системе 190 управления, с использованием комбинации условий работы двигателя.
gasfuel
PCVV
B-B
Затем, процедура 400 переходит на этап 440, где клапан-регулятор потока газового топлива устанавливается контроллером 48, чтобы Q=Q-Q. Соответственно, контроллер 48 может открывать или закрывать клапан-регулятор 151 потока газового топлива частично или полностью, чтобы подавать газовое топливо, такое как метан, в систему 116 PCV, чтобы компенсировать интенсивность потока клапана PCV минус интенсивность потока прорывных газов. После 440, процедура 400 переходит на этап 448, где она определяет, произошло ли событие DFSO только что. Если событие DFSO произошло только что, процедура 400 переходит на этап 456. Если событие DFSO не произошло, процедура 400 переходит на этап 450.
desired
desired
B-B
desired
gasfuel
PCVV
B-B,actual
gasfuel
desired
gasfuel
desired
PCVV
B-B
На этапе 450, процедура определяет, является ли топливно-воздушное соотношение, A/F, более бедным, чем требуемое топливно-воздушное соотношение, A/F. A/F может быть основано на условиях работы двигателя, таких как скорость вращения и нагрузка двигателя, скорость впрыска топлива, поток продувки из бачка для продувки, обретенное топливо (удаление газов топлива из масла), поток газового топлива в систему PCV, подвергнутые рециркуляции прорывные газы, и тому подобное, чтобы поддерживать экономию топлива и уменьшать выбросы. Оценка и регулирование потока газового топлива в систему PCV могут помогать оценке и регулированию A/F. Например, получение характеристик длительности импульса и падения давления соленоидного клапана-регулятора 151 потока газового топлива может способствовать оценке вклада потока газового топлива у системы PCV в A/F. A/F может измеряться с использованием датчиков кислорода на впуске и/или выхлопных газов. В одном из примеров, если расчетная Q находится ниже, чем действующая интенсивность потока прорывных газов, A/F может быть беднее, чем A/F, а Q больше, чем Q-Q. Более высокая Q в этом примере может давать в результате A/F, являющееся более бедным, чем A/F. С 450, процедура продолжает движение на этапе 458, чтобы поддерживать (не понижать) Q, например, независимо от значений A/F-A/F и Q-Q.
desired
gasfuel
gasfuel
desired
PCVV
B-B
gasfuel
desired
PCVV
B-B
gasfuel
gasfuel
gasfuel
gasfuel
desired
gasfuel
PCVV
B-B
desired
gasfuel
PCVV
B-B
Если A/F является более бедным, чем A/F, или если событие DFSO только что произошло, процедура 400 переходит на этап 456 с 450, где Q снижается. Величина, на которую Q понижается на этапе 450, может зависеть от разности между A/F и A/F, и Q-Q. Например, Q может понижаться на величину, пропорциональную A/F-A/F и пропорциональную Q-Q. Могут использоваться другие способы понижения Q, в том числе, прекращение Q. Прекращение Q после события DFSO может способствовать замедлению транспортного средства, поскольку газовое топливо больше не обеспечивало бы смазку и уменьшение трения компонентов двигателя, и трение в двигателе может повышаться. В качестве дополнительного примера, Q может выключаться перед наступающим событием DFSO, в течение периода, в котором двигатель выполняет управление крутящим моментом в ожидании события DFSO, которое может предоставлять возможность для более быстрой продувки или сжигания оставшегося газового топлива в картере двигателя. При выполнении процедуры 400, система 190 управления может добиваться интенсивности потока газового топлива в систему 116 PCV для поддержания A/F на A/F и для установки Q=Q-Q. Если A/F не является более бедным, чем A/F, на этапе 450 или после 456, процедура 400 возвращается в процедуру 300 на этапе 360. Возвращаясь в процедуру 300 на этап 360, после этапа 360, процедура 300 заканчивается. В качестве альтернативы, если процедура 400 определяет, что событие DFSO произошло только что, Q может снижаться согласно избыточному количеству газового топлива, подаваемого в систему 116 PCV, например, в трубке 74 вентиляции картера двигателя. После того, как произошло событие DFSO, избыточное количество газового топлива, подаваемого в систему 116 PCV, может быть пропорциональным Q-Q.
PCVV
B-B
Возвращаясь к этапам 320, 330 и 340 процедуры 300, если двигатель остановлен на этапе 320, если условие давления в картере двигателя не удовлетворено на этапе 330, или если Q≤Q на этапе 340, то процедура 300 переходит на этап 356. На этапе 356, процедура 300 закрывает клапан-регулятор 151 потока газового топлива, чтобы прекратить подачу газового топлива в систему 116 PCV. Затем, процедура 300 переходит на этап 366, где она может открывать трехходовой клапан 154, чтобы направлять газовое топливо в топливной магистрали 104 в бачок 158 для продувки для накопления. Газовое топливо, накопленное в бачке 158 для продувки, может направляться в двигатель 110 для сгорания через трехходовой клапан 155 или в систему 116 PCV в зависимости от условий работы транспортного средства. Например, если давление в бачке для продувки больше, чем давление в системе PCV, то газовое топливо, накопленное в бачке 158 для продувки, может направляться в систему 116 PCV через трехходовой клапан 155 системой 190 управления. Бачок для продувки может включать в себя датчик давления в нем для определения давления в бачке для продувки и для сообщения указанного давления в бачке для продувки в систему 190 управления. Давление в системе PCV, например, может указываться датчиком 86 давления или датчиком давления, установленным в системе 116 PCV, к примеру, в картере 28 двигателя или в трубке 74 вентиляции картера. После 366, процедура 300 заканчивается.
Таким образом, способ может содержать подачу газового топлива из источника газового топлива в систему PCV двигателя в ответ на интенсивность потока прорывных газов, являющуюся меньшей, чем интенсивность потока клапана PCV. Способ дополнительно может содержать инициирование подачи газового топлива из источника газового топлива в систему PCV в ответ на интенсивность потока прорывных газов, падающую ниже интенсивности потока клапана PCV, только в то время как разрежение в коллекторе больше, чем разрежение в картере двигателя, разрежение в картере двигателя повышается с ростом скорости вращения двигателя. Газовое топливо может подаваться с интенсивностью потока разности между интенсивностью потока клапана PCV и интенсивностью потока прорывных газов. Способ дополнительно может содержать прекращение подачи газового топлива из источника газового топлива в систему PCV, когда двигатель остановлен, и способ дополнительно может содержать прекращение подачи газового топлива из источника газового топлива в систему PCV, когда разрежение в коллекторе находится ниже разрежения в картере двигателя. Кроме того еще, способ дополнительно может содержать понижение интенсивности потока газового топлива в ответ на топливно-воздушное соотношение, более бедное, чем требуемое топливно-воздушное соотношение. Кроме того еще, способ может содержать накопление газового топлива в бачке для продувки, присоединенном по текучей среде к системе PCV и источнику газового топлива. Способ дополнительно может содержать направление газового топлива из бачка для продувки в систему PCV в ответ на интенсивность потока прорывных газов, являющуюся меньшей, чем интенсивность потока клапана PCV, и давление в бачке для продувки, являющееся большим, чем давление в магистрали впуска воздуха PCV. Кроме того еще, способ может содержать, в ответ на событие перекрытия топлива при замедлении, определение избыточного количества газового топлива, подаваемого в систему PCV, и понижение интенсивности потока газового топлива на величину, соответствующую избыточному количеству газового топлива. Кроме того еще, способ может содержать накопление избыточного количества газового топлива в бачке для продувки, присоединенном по текучей среде к системе PCV.
PCVV
B-B
gasfuel
desired
Далее, с обращением к фиг. 5, она иллюстрирует примерную временную диаграмму 500 для работы системы транспортного средства. Временная диаграмма 500 включает в себя линии тренда для состояний 502 двигателя, разрежения 522 во впускном коллекторе, интенсивностей потока газов, Q-Q 532 и Q 534, открывания 542 клапана-регулятора потока газового топлива и A/F 552. К тому же, показаны линии тренда для разрежения 514 в картере двигателя и A/F 554.
PCVV,
B-B
PCVV
B-B
gasfuel
PCVV
B-B
PCVV
B-B
gasfuel
PCVV
B-B
PCVV
B-B
До момента t1 времени, состояние 502 двигателя является Выключенным, разрежение 522 во впускном коллекторе находится ниже разрежения 514 в картере двигателя, открывание 542 клапана-регулятора потока газового топлива имеет значение 0% (например, закрыт), и Q Q, Q-Q 532 и Q 534 все являются нулевыми. В t1, состояние двигателя меняется с Выключенного на Включенное, разрежение 522 во впускном коллекторе поднимается выше разрежения 514 в картере двигателя, а Q-Q 532 больше, чем ноль (например, Q>Q), и, в силу этого, удовлетворено первое условие. Соответственно, система 190 управления открывает клапан-регулятор 151 потока газового топлива и устанавливает открывание 542 клапана-регулятора потока газового топлива, чтобы Q 534 была эквивалентна Q-Q532, между t1 и t2. Таким образом, газовое топливо, например, газообразный метан, подается в систему 116 PCV, чтобы помогать уменьшать потери на трение в картере двигателя наряду с охлаждением двигателя. Более того, газовое топливо может подаваться в систему 116 PCV с низкой интенсивностью потока, которая может компенсировать разность между Q и Q. Кроме того еще, газовое топливо может подаваться в линию подсоса воздуха, такую как трубка 74 вентиляции картера системы 116 PCV, через клапан-регулятор 151 потока газового топлива.
desired
desired
B-B
PCVV
B-B
gasfuel
desired
После t1 и до t2, A/F 552 определяется меньшим, чем A/F 554. A/F может быть меньшим, чем A/F, так как расчетная Q может быть меньшей, чем действующая интенсивность потока прорывных газов. Более того, между t1 и t2, первое условие остается удовлетворенным, поскольку разрежение 22 во впускном коллекторе больше, чем разрежение 514 в картере двигателя, состояние 502 двигателя является Включенным, а Q-Q больше, чем ноль. Соответственно, в t2, Q 534 регулируется в ответ на A/F, являющееся меньшим, чем A/F.
В t3, разрежение 522 во впускном коллекторе становится меньшим, чем разрежение 514 в картере двигателя. По существу, первое условие больше не удовлетворяется, и система 190 управления закрывает проем 542 клапана-регулятора газового топлива, тем самым, прекращая подачу газового топлива в систему 116 PCV. Когда разрежение 522 во впускном коллекторе становится меньшим, чем разрежение 514 в картере двигателя, воздух и газовое топливо, подаваемые в трубку 74 вентиляции картера, могут не подаваться в картер 28 двигателя в достаточной мере.
Следует отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.