СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ
METHOD FOR ENGINE (VERSIONS) AND SYSTEM FOR ENGINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к системам и способам регулировки вспомогательного впускного дросселя, расположенного на впуске системы двигателя.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Двигатели могут использовать турбонагнетатель или нагнетатель для сжатия окружающего воздуха, поступающего в двигатель, чтобы повышать мощность. Сжатие воздуха может вызывать повышение температуры воздуха, таким образом, промежуточный охладитель или охладитель наддувочного воздуха (CAC) могут использоваться для охлаждения нагретого воздуха, тем самым, повышая его плотность и дополнительно увеличивая потенциально возможную мощность двигателя. Конденсат может формироваться в CAC, когда понижается температура окружающего воздуха, или во время влажных или дождливых погодных условий, где всасываемый воздух охлаждается ниже температуры конденсации воды. Кроме того, когда наддувочный воздух, поступающий в CAC, подвергается наддуву (например, давление на впуске и давление наддува являются большими, чем атмосферное давление), конденсат может формироваться, если температура CAC падает ниже температуры конденсации воды. Как результат, конденсат может накапливаться на дне CAC или во внутренних каналах CAC. Когда повышается крутящий момент, к примеру, во время разгона, повышенный массовый расход воздуха может отбирать конденсат из CAC, втягивая его в двигатель и увеличивая вероятность пропусков зажигания и нестабильности сгорания в двигателе.
Другие попытки принять меры в ответ на образование конденсата включают в себя ограничение всасываемого воздуха через CAC или ограничения потока окружающего воздуха в CAC, чтобы повысить температуру воздуха в CAC. Один из примерных подходов показан Крейгом и другими в US 6,408,831 (опубл. 25.06.2002, МПК B60K13/02, F01P3/18). В нем, температура всасываемого воздуха управляется системой ограничения потока окружающего воздуха и системой ограничения потока всасываемого воздуха. Контроллер определяет положение этих устройств ограничения и присоединен к множеству датчиков, которые измеряют различные переменные величины, такие как температуры окружающего воздуха и всасываемого воздуха.
Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у таких систем. Более точно, блокирование или ограничение холодного воздуха от протекания через CAC может быть требующим усилий и дорогостоящим для реализации. Кроме того, охлаждающий поток воздуха, текущий в направлении CAC, также может использоваться для охлаждения других компонентов системы двигателя. Таким образом, ограничение охлаждающего потока воздуха в CAC также может ограничивать охлаждающий поток воздуха в другие компоненты системы двигателя.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ
В одном из примеров, проблемы, описанные выше, могут быть преодолены способом для двигателя, включающим в себя этапы, на которых:
регулируют вспомогательный дроссель, расположенный ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха, в ответ на условия образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, в котором вспомогательный дроссель дополнительно расположен выше по потоку от основного дросселя, а основной дроссель расположен во впускном коллекторе и ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют основной дроссель на основании требования крутящего момента и положения вспомогательного дросселя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка вспомогательного дросселя включает в себя этап, на котором уменьшают открывание вспомогательного дросселя в ответ на уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха, больший, чем пороговое значение, при не полностью открытом дросселе.
В одном из вариантов предложен способ, в котором величина уменьшения открывания вспомогательного дросселя основана на одном или более из уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха, давления в охладителе наддувочного воздуха, влажности в охладителе наддувочного воздуха, требования крутящего момента и положения основного дросселя.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают открывание основного дросселя при уменьшении открывания вспомогательного дросселя, причем величина увеличения основана на величине уменьшения открывания вспомогательного дросселя и требовании крутящего момента.
В одном из вариантов предложен способ, в котором уменьшение открывания вспомогательного дросселя включает в себя этап, на котором уменьшают открывание на некоторую продолжительность времени, и дополнительно включающий в себя этапы, на которых спустя продолжительность времени увеличивают открывание вспомогательного дросселя до широко открытого дросселя и регулируют основной дроссель на основании требования крутящего момента.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют регулируемую установку фаз кулачкового распределения для повышения разрежения в коллекторе и поддержания требуемого выходного крутящего момента при уменьшении открывания вспомогательного дросселя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка вспомогательного дросселя включает в себя этап, на котором полностью открывают вспомогательный дроссель в ответ на одно или более из уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха, меньшего, чем пороговое значение, или команды на широко открытый дроссель.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют основной дроссель на основании требования крутящего момента при одном или более из уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха ниже порогового значения или команды на широко открытый дроссель.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют одно или более из вентилятора охлаждения двигателя, вентилятора охладителя наддувочного воздуха или радиаторные заслонки транспортного средства в ответ на условия образования конденсата.
В одном из дополнительных аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
в первом состоянии, при котором уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха больше, чем пороговое значение, и основной дроссель открыт не полностью, уменьшают открывание вспомогательного дросселя, причем вспомогательный дроссель расположен выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха; и
во втором состоянии, при котором уровень конденсата меньше, чем пороговое значение, регулируют основной дроссель на основании требования крутящего момента.
В одном из вариантов предложен способ, в котором вспомогательный дроссель расположен выше по потоку от основного дросселя во впуске двигателя, при этом вспомогательный дроссель дополнительно расположен ниже по потоку от компрессора во впуске двигателя.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором в первом состоянии увеличивают открывание основного дросселя на основании требования крутящего момента и величины уменьшения открывания вспомогательного дросселя.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором во втором состоянии открывают вспомогательный дроссель до широко открытого дросселя.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых в третьем состоянии, при котором уровень конденсата больше, чем пороговое значение, и основной дроссель находится в положении широко открытого дросселя, не увеличивают открывание вспомогательного дросселя и поддерживают основной дроссель в положении широко открытого дросселя.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором в третьем состоянии регулируют одно или более из радиаторных заслонок транспортного средства, вентилятора охлаждения двигателя или вентилятора охладителя наддувочного воздуха для понижения уровня конденсата.
В одном из вариантов предложен способ, в котором уменьшение открывания вспомогательного дросселя в первых состояниях включает в себя этап, на котором уменьшают открывание на некоторую продолжительность времени, причем продолжительность времени основана на одном или более из уровня конденсата и требования крутящего момента.
В одном из еще дополнительных аспектов предложена система для двигателя, содержащая:
впускной канал;
турбонагнетатель, содержащий компрессор, расположенный во впускном канале;
основной дроссель, расположенный во впускном коллекторе двигателя;
охладитель наддувочного воздуха, расположенный выше по потоку от основного дросселя; и
вспомогательный дроссель, расположенный во впускном канале ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха; и
контроллер с машиночитаемыми командами для регулировки вспомогательного дросселя в ответ на уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложена система, в которой машиночитаемые команды дополнительно содержат команды для уменьшения открывания вспомогательного дросселя на основании требования крутящего момента и уровня конденсата, и увеличивают открывание основного дросселя на основании уменьшения открывания вспомогательного дросселя и требования крутящего момента в ответ на снижение уровня конденсата ниже порогового уровня.
Таким образом, предложен способ регулировки вспомогательного дросселя, расположенного ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха, в ответ на условия образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха. Например, регулировка вспомогательного дросселя может включать в себя уменьшение открывания вспомогательного дросселя в ответ на повышение уровня конденсата в CAC выше порогового уровня. Уменьшение открывания вспомогательного дросселя может понижать давление, а впоследствии, относительную влажность в CAC. В результате понижения давления в CAC, уровень конденсата внутри CAC может понижаться, тем самым, уменьшая вероятность нестабильного сгорания и/или пропусков зажигания в двигателе, обусловленных засасыванием конденсата.
В качестве одного из примеров, вспомогательный дроссель расположен внутри впускного канала двигателя выше по потоку от основного дросселя и CAC, и ниже по потоку от компрессора. Основной дроссель может регулироваться на основании требования крутящего момента при работе двигателя, когда уровень конденсата больше, чем пороговый уровень. Кроме того, вспомогательный дроссель может быть полностью открыт в это время. Однако когда уровень конденсата в CAC возрастает выше порогового уровня, контроллер двигателя может уменьшать открывание вспомогательного дросселя, если основной дроссель открыт не полностью (как запрошено требованием крутящего момента). Контроллер двигателя также может увеличивать открывание основного дросселя, чтобы компенсировать уменьшение открывания вспомогательного дросселя и продолжать выдавать требуемый крутящий момент. Положение вспомогательного дросселя может понижаться на некоторую продолжительность времени до тех пор, пока требование крутящего момента не возрастает, требуя большего открывания вспомогательного дросселя. Таким образом, регулировка положений основного дросселя и вспомогательного дросселя может уменьшать конденсат, накапливающийся внутри CAC, тем самым, уменьшая вероятность связанных с конденсатом событий пропусков зажигания в двигателе.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - схематичное изображение примерной системы двигателя, включающей в себя охладитель наддувочного воздуха и вспомогательный впускной дроссель.
Фиг. 2 показывает блок-схему последовательности операций способа регулировки вспомогательного впускного дросселя на основании образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций способа логического вывода уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
Фиг. 4 - график примерных регулировок для положения основного дросселя и положения вспомогательного дросселя на основании конденсата в охладителе наддувочного воздуха и требования крутящего момента.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Последующее описание относится к системам и способам регулировки вспомогательного впускного дросселя, расположенного на впуске системы двигателя, такой как система двигателя на фиг. 1. Вспомогательный дроссель может быть расположен внутри впускного канала ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха (CAC) и основного впускного дросселя. По существу, основной дроссель и вспомогательный дроссель расположены последовательно друг с другом. В некоторых примерах, уменьшение открывания вспомогательного дросселя может понижать давления в CAC. Как результат, относительная влажность воздуха внутри CAC может снижаться, тем самым, по меньшей мере частично «высушивая» CAC и уменьшая количество накопленного конденсата внутри CAC. Фиг. 2 показывает способ регулировки вспомогательного дросселя на основании уровня конденсата в CAC. Способ дополнительно может включать в себя регулировку основного дросселя на основании требования крутящего момента и положения вспомогательного дросселя. Например, при уменьшении открывания вспомогательного дросселя, контроллер двигателя может увеличивать открывание основного дросселя, чтобы поддерживать поток воздуха в двигатель и выдавать требуемый крутящий момент. Величина и продолжительность времени понижения вспомогательного дросселя могут быть основаны на уровне конденсата. Способ определения уровня конденсата в CAC показан на фиг. 3. Примерные регулировки у основного дросселя и вспомогательного дросселя на основании конденсата в CAC и требования крутящего момента показаны на фиг. 4.
Фиг. 1 - схематичное изображение, показывающее примерный двигатель 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 показан с четырьмя цилиндрами или камерами 30 сгорания. Однако, другие количества цилиндров могут использоваться в соответствии с данным раскрытием. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, 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 образования пропорционального сигнала PP положения педали. Каждая камера 30 сгорания (например, цилиндр) двигателя 10 может включать в себя стенки камеры сгорания с поршнем (не показан), расположенными в них. Поршни могут быть присоединены к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему 150 трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10. Коленчатый вал 40 также может использоваться для привода генератора переменного тока (не показанного на фиг. 1).
Крутящий момент на выходе двигателя может передаваться на гидротрансформатор (не показан), чтобы приводить в движение систему 150 автоматической трансмиссии. Кроме того, одна или более муфт могут приводиться в зацепление, в том числе, муфта 154 переднего хода, для приведения в движение автомобиля. В одном из примеров, гидротрансформатор может указываться ссылкой как компонент системы 150 трансмиссии. Кроме того, система 150 трансмиссии может включать в себя множество передаточных муфт 152, которые могут приводиться в зацепление по необходимости, чтобы активировать множество постоянных передаточных отношений трансмиссии. Более точно, посредством настойки включения множества передаточных муфт 152, трансмиссия может переключаться между верхней передачей (то есть, передачей с боле низким передаточным отношением) и нижней передачей (то есть, передачей с более высоким передаточным отношением). По существу, разность передаточных отношений вводит в действие более низкое умножение крутящего момента на трансмиссии, когда на верхней передаче, наряду с предоставлением возможности более высокого умножения крутящего момента на трансмиссии, когда на нижней передаче. Транспортное средство может обладать четырьмя имеющимися в распоряжении передачами, где передача трансмиссии четыре (четвертая передача трансмиссии) является высшей имеющейся в распоряжении передачей, а передача трансмиссии один (первая передача трансмиссии) является низшей имеющейся в распоряжении передачей. В других вариантах осуществления, транспортное средство может иметь больше или меньше, чем четыре имеющихся в распоряжении передач. Как конкретизировано в материалах настоящего описания, контроллер может менять передачу трансмиссии (например, переключать с повышением или переключать с понижением передачу трансмиссии), чтобы регулировать величину крутящего момента, передаваемого через трансмиссию и гидротрансформатор на колеса 156 транспортного средства (то есть, крутящий момент на выходном валу двигателя). В то время как трансмиссия переключается на более низкую передачу, скорость вращения двигателя (Ne или RPM) возрастает, увеличивая поток воздуха двигателя. Разрежение во впускном коллекторе, собразованное вращающимся двигателем, может увеличиваться при более высоком RPM.
Камеры 30 сгорания могут принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 и могут выпускать выхлопные газы через выпускной коллектор 56 в выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 46 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускные клапаны и выпускные клапаны (не показаны). В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.
Топливные форсунки 50 показаны присоединенными непосредственно к камере 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12. Таким образом, топливная форсунка 50 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в камеру 30 сгорания; однако, следует принимать во внимание, что впрыск топлива во впускной канал также возможен. Топливо может подаваться в топливную форсунку 50 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива.
В процессе, указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 52 зажигания, приводя к сгоранию. Установка момента искрового зажигания может управляться, чтобы искра возникала до (с опережением) или после (с запаздыванием) предписанного производителем момента времени. Например, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию от установки момента максимального тормозного момента (MBT) для борьбы с детонацией в двигателе или подвергаться опережению в условиях высокой влажности. В частности, MBT может подвергаться опережению, чтобы учитывать низкую скорость горения. В одном из примеров, искровое зажигание может подвергаться запаздыванию во время нажатия педали акселератора. В альтернативном варианте осуществления, воспламенение от сжатия может использоваться для зажигания впрыснутого топлива.
Впускной канал 44 может принимать всасываемый воздух из впускного канала 42. Впуск двигателя у двигателя 10 включает в себя впускной коллектор 44 и впускной канал 42. Впускной канал 42 и/или впускной коллектор 44 включает в себя основной дроссель 21 (например, первый дроссель), имеющий дроссельную заслонку 22, чтобы регулировать поток во впускной коллектор 44. В этом конкретном примере, положение (TP) дроссельной заслонки 22 может меняться контроллером 12, чтобы давать возможность электронного управления дросселем (ETC). Таким образом, основной дроссель 21 может эксплуатироваться для изменения всасываемого воздуха, выдаваемого в камеры 30 сгорания. Например, контроллер 12 может регулировать дроссельную заслонку 22 для увеличения открывания основного дросселя 21. Увеличение открывания основного дросселя 21 может увеличивать количество воздуха, подаваемого во впускной коллектор 44. В альтернативном примере, открывание основного дросселя 21 может уменьшаться или полностью закрываться, чтобы перекрывать поток воздуха во впускной коллектор 44.
В некоторых вариантах осуществления, дополнительные дроссели могут присутствовать во впускном канале 42, такие как дроссель выше по потоку от компрессора 60 (не показан). Например, впускной канал 42 также может включать в себя вспомогательный дроссель 90 (например, вспомогательный дроссель), расположенный выше по потоку от CAC 80 и ниже по потоку от компрессора 60. По существу, вспомогательный дроссель 90 находится выше по потоку от основного дросселя 21. Дополнительно, основной дроссель 21 и вспомогательный дроссель 90 находятся последовательно друг с другом во впуске двигателя. Вспомогательный дроссель 90 может включать в себя дроссельную заслонку 92 для регулирования потока в CAC 80 и основной дроссель 21. Положение дроссельной заслонки 92 может меняться контроллером 12, чтобы давать возможность электронного управления дросселем (ETC). Таким образом, вспомогательный дроссель 90 может эксплуатироваться для изменения всасываемого воздуха, выдаваемого в CAC 80. Как дополнительно ниже, контроллер 12 может регулировать дроссельную заслонку 92 для увеличения открывания вспомогательного дросселя 90 или уменьшения открывания вспомогательного дросселя 90 на основании условий в CAC 80. Например, уменьшение открывания дросселя 90 может уменьшать поток воздуха в CAC 80 и понижать давление в CAC. Это, в свою очередь, понижает относительную влажность в CAC 80, тем самым, уменьшая конденсат внутри CAC 80.
Дополнительно, положение дросселя или угол дросселя у основного дросселя 21 могут определяться датчиком 23 положения дросселя, расположенным в дросселе 21. В одном из примеров, датчик 23 положения дросселя может измерять угол дроссельной заслонки 22 относительно направления потока воздуха через впускной канал 42. Например, когда дроссельная заслонка 22 полностью закрыта (и блокируя потока воздуха через впускной канал 22), угол дросселя может приблизительно иметь значение ноль градусов. Когда дроссельная заслонка 22 полностью открыта (и перпендикулярна потоку воздуха), угол дросселя может иметь значение приблизительно 90 градусов. В некоторых примерах, дроссель 90 также может включать в себя датчик положения дросселя. В еще одном примере, дроссель 90 может иметь эллиптическую форму, при которой приблизительно семь градусов от перпендикуляра является закрытым положением дросселя, и приблизительно 83 градуса от перпендикуляра является открытым положением дросселя.
Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система рециркуляции выхлопных газов (EGR) может направлять требуемую часть выхлопных газов из выпускного канала 48 во впускной канал 42 через канал EGR, такой как канал 140 EGR высокого давления. Величина EGR, выдаваемая во впускной канал 42, может меняться контроллером 12 посредством клапана EGR, такого как клапан 142 EGR высокого давления. В некоторых условиях, система EGR может использоваться для регулирования температуры смеси воздуха и топлива в пределах камеры сгорания. Фиг. 1 показывает систему EGR высокого давления, где EGR направляется из положения выше по потоку от турбины турбонагнетателя в положение выше по потоку от компрессора турбонагнетателя через канал 140 EGR. Фиг. 1 также показывают систему EGR низкого давления, где EGR направляется из ниже по потоку от турбины турбонагнетателя в выше по потоку от компрессора турбонагнетателя через канал 157 EGR низкого давления. Клапан 155 EGR низкого давления может регулировать величину EGR, подаваемой во впускной канал 42. В некоторых вариантах осуществления, двигатель может включать в себя обе системы, EGR высокого давления и EGR низкого давления, как показано на фиг. 1. В других вариантах осуществления, двигатель может включать в себя любую из системы EGR высокого давления или системы EGR низкого давления. Когда работоспособна, система EGR может вызывать образование конденсата из сжатого воздуха, особенно когда сжатый воздух охлаждается охладителем наддувочного воздуха. Например, канал 157 EGR низкого давления может включать в себя охладитель 159 EGR низкого давления, а канал 140 EGR высокого давления может включать в себя охладитель 143 EGR высокого давления.
Двигатель 10 дополнительно может включать в себя компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или нагнетатель, включающий в себя по меньшей мере компрессор 60, расположенный вдоль впускного канала 42. Что касается турбонагнетателя, компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 62, например, через вал или другое соединительное устройство. Турбина 62 может быть расположена вдоль выпускного канала 48. Различные компоновки могут быть предусмотрены для осуществления привода компрессора. Что касается нагнетателя, компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в действие двигателем и/или электрической машиной и может не включать в себя турбину. Таким образом, величина сжатия, обеспечиваемого для одного или более цилиндров двигателя посредством турбонагнетателя или нагнетателя, может регулироваться контроллером 12.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, компрессор 60 может приводиться в действие главным образом турбиной 62. Турбина 62 может приводиться в действие выхлопными газами, протекающими через выпускной канал 48. Таким образом, движение от механического привода турбины 62 может осуществлять привод компрессора 60. По существу, скорость вращения компрессора 60 может быть основана на скорости вращения турбины 62. По мере того, как скорость вращения компрессора 60 возрастает, больший наддув может выдаваться через впускной канал 42 во впускной коллектор 44.
Кроме того, выпускной канал 48 может включать в себя перепускную заслонку 26 для выхлопных газов для отведения выхлопных газов от турбины 62. Дополнительно, впускной канал 42 может включать в себя перепускной клапан или клапан 27 рециркуляции компрессора (CRV), выполненный с возможностью отводить всасываемый воздух вокруг компрессора 60. Перепускная заслонка 26 для выхлопных газов и/или CRV 27 может управляться контроллером 12, чтобы открываться, например, когда требуется более низкое давление наддува. Например, в ответ на помпаж компрессора или потенциально возможное событие помпажа компрессора, контроллер 12 может открывать CRV 27 для понижения давления на выходе компрессора 60. Это может ослаблять или прекращать помпаж компрессора.
В некоторых вариантах осуществления, уменьшение открывания вспомогательного дросселя 90 может уменьшать наддув и NVH во время событий отпускания педали акселератора. Например, пронзительный шум может быть слышен, если большой объем воздуха течет в обратном направлении через компрессор. Однако, уменьшение открывания вспомогательного дросселя 90 может уменьшать объем воздуха, имеющийся в распоряжении для обратного потока через компрессор, тем самым, уменьшая и/или устраняя пронзительный шум. Как результат, размер CRV 27 может быть уменьшен. В других примерах, CRV 27 может не быть включен в двигатель, включающий в себя вспомогательный дроссель.
Впускной канал 42 может дополнительно включать в себя охладитель 80 наддувочного воздуха (CAC) (например, промежуточный охладитель) для понижения температуры нагнетаемых турбонагнетателем или нагнетателем всасываемых газов. В некоторых вариантах осуществления, CAC 80 может быть воздушно-воздушным теплообменником. В других вариантах осуществления CAC 80 может быть воздушно-жидкостным теплообменником. CAC 80 также может быть CAC переменного объема. Горячий наддувочный воздух (подвергнутый наддуву воздух) из компрессора 60 поступает на вход CAC 80, остывает, по мере того, как он проходит через CAC, а затем, выходит, чтобы проходить через дроссель 21, а затем, поступать во впускной коллектор 44 двигателя. Поток окружающего воздуха извне транспортного средства может поступать в двигатель 10 через переднюю часть транспортного средства и проходить через CAC, чтобы помогать охлаждению наддувочного воздуха. Конденсат может формироваться и накапливаться в CAC, когда понижается температура окружающего воздуха, или во время влажных или дождливых погодных условий, где наддувочный воздух охлаждается ниже температуры конденсации воды. Кроме того, когда наддувочный воздух, поступающий в CAC, подвергается наддуву (например, давление наддува и/или давление в CAC являются большими, чем атмосферное давление), конденсат может формироваться, если температура CAC падает ниже температуры конденсации воды. Когда наддувочный воздух включает в себя подвергнутые рециркуляции выхлопные газы, конденсат может становиться кислотным и подвергать коррозии корпус CAC. Коррозия может приводить к утечкам между зарядом воздуха, атмосферой и возможно хладагентом в случае охладителей водяным охлаждением наддувочного воздуха. Кроме того, если конденсат накапливается в CAC, он может засасываться двигателем в течение периодов времени повышенного потока воздуха. Как результат, могут происходить нестабильное сгорание и/или пропуски зажигания в двигателе. Двигатель 10 дополнительно может включать в себя один или более датчиков кислорода, расположенных во впускном канале 42 и/или впускном коллекторе 44.
Впускной коллектор 44 включает в себя датчик 122 MAP для измерения абсолютного давления в коллекторе (MAP). Как дополнительно обсуждено ниже, выходной сигнал датчика 122 MAP может использоваться для оценки других давлений в системе двигателя, таких как BP. В некоторых вариантах осуществления, впускной канал 22 может включать в себя датчик 126 давления наддува. Однако, в других вариантах осуществления, впускной канал может не включать в себя датчик 126 давления наддува. Дополнительно, датчик 120 массового расхода воздуха (MAF) может быть расположен во впускном канале 42 выше по потоку от компрессора 60.
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10 для выполнения различных функций для работы двигателя 10. В дополнение к таким сигналам, обсужденным ранее, эти сигналы могут включать в себя измерение вводимого массового расхода воздуха с датчика 120 MAF; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, схематично показанного в одном месте в пределах двигателя 10; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя, как обсуждено; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122, как обсуждено. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе 44. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленной скоростью вращения двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 118 на эффекте Холла, который также используется в качестве датчика скорости вращения двигателя, может вырабатывать заданное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала 40.
Другие, не изображенные датчики также могут присутствовать, такие как датчик для определения температуры и/или влажности окружающей среды, и другие датчики. В некоторых примерах, микросхема 106 постоянного запоминающего устройства запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые микропроцессорным блоком 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерные процедуры описаны в материалах настоящего описания на фиг. 2-3.
Система по фиг. 1 предусматривает систему двигателя, включающую в себя впускной канал, турбонагнетатель, включающий в себя компрессор, расположенный во впускном канале, основной дроссель, расположенный во впускном коллекторе двигателя, охладитель наддувочного воздуха, расположенный выше по потоку от основного дросселя, и вспомогательный дроссель, расположенный во впускном канале ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха. Система дополнительно включает в себя контроллер с машиночитаемыми командами для регулировки вспомогательного дросселя в ответ на уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха. Машиночитаемые команды дополнительно включают в себя команды для уменьшения открывания вспомогательного дросселя на основании требования крутящего момента и уровня конденсата, и увеличивают открывание основного дросселя на основании уменьшения открывания вспомогательного дросселя и требования крутящего момента в ответ на снижение уровня конденсата ниже порогового уровня.
Как обсуждено выше, конденсат может формироваться внутри охладителя наддувочного воздуха (CAC). Со временем, конденсат может накапливаться внутри CAC, тем самым, давая в результате повышенный уровень (или количество) конденсата в CAC. Во время условий повышенного потока воздуха через CAC (таких как во время нажатия педали акселератора), конденсат может выдуваться из CAC и поступать в двигатель. В некоторых случаях, это может вызывать нестабильное сгорание и/или пропуска зажигания в двигателе. Разные способы могут использоваться для уменьшения образования конденсата и/или удаления конденсата из CAC. Некоторые из этих способов, или регулировок рабочих параметров двигателя, могут ставить целью повышение температуры воздуха, протекающего через CAC. Например, контроллер двигателя может регулировать радиаторные заслонки транспортного средства, работу вентилятора охлаждения двигателя, работу специального вентилятора CAC и/или альтернативные условия работы двигателя для уменьшения охлаждающего потока воздуха в CAC и, тем самым, повышения температуры воздуха в CAC. Однако, в некоторых примерах, может быть дорого или трудно блокировать поток воздуха на CAC. Более точно, блокирование потока воздуха на CAC также может блокировать поток воздуха на другие компоненты двигателя, которые могут нуждаться в охлаждающем потоке воздуха.
Еще один способ уменьшения образования конденсата в CAC может включать в себя понижение давления воздуха в CAC без понижения температуры воздуха. Понижение давления воздуха внутри CAC таким образом может приводить к снижению относительной влажности воздуха в CAC. В результате снижения относительной влажности в CAC, могут уменьшаться как образование конденсата, так и уровень образования конденсата внутри CAC. Например, понижение относительной влажности в CAC может по меньшей мере частично высушивать CAC, чтобы уровень конденсата уменьшался. Кроме того, понижение относительной влажности в CAC может уменьшать образование конденсата или предотвращать образование конденсата в CAC.
В одном из примеров, регулировка дросселя выше по потоку от CAC может понижать давление воздуха в CAC. Как обсуждено выше, вспомогательный дроссель (например, вспомогательный дроссель 90, показанный на фиг. 1) может быть расположен последовательно с и выше по потоку от основного дросселя (например, основного дросселя 21, показанного на фиг. 1). Вспомогательный дроссель может быть расположен ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от CAC. Уменьшение открывания вспомогательного дросселя может понижать давление воздуха в CAC и, впоследствии, относительную влажность в CAC. Например, уменьшение открывания вспомогательного дросселя может включать в себя уменьшение угла дросселя и/или частичное закрывание вспомогательного дросселя.
В качестве одного из примеров, во время условий образования конденсата, контроллер двигателя может уменьшать открывание вспомогательного дросселя. Условия образования конденсата могут включать в себя те случаи, когда давление в CAC и/или температура CAC находятся ниже точки росы. Условия образования конденсата дополнительно могут включать в себя, во время дождливых или влажных условий окружающей среды (например, когда влажность окружающей среды находится выше пороговой влажности). В результате уменьшения открывания вспомогательного дросселя, образование конденсата может уменьшаться внутри CAC.
В еще одном примере, во время условий, когда уровень конденсата внутри CAC больше, чем пороговое значение, контроллер двигателя может уменьшать открывание вспомогательного дросселя. Как результат, уровень конденсата в CAC может понижаться. Пороговое значение может быть пороговым уровнем или количеством конденсата, который может вызывать нестабильное сгорание и/или пропуски зажигания в двигателе, если засасывается двигателем. Величина уменьшения открывания вспомогательного дросселя (например, целевое положение дроссельной заслонки у дросселя) может быть основано на уровне конденсата и условиях CAC. Например, контроллер может уменьшать открывание вспомогательного дросселя на большую величину, если относительная влажность в CAC находится на более высоком уровне, и оно может уменьшаться на большую величину, чтобы высушивать CAC. Кроме того, подробности об уменьшении открывания вспомогательного дросселя обсуждены ниже со ссылкой на фиг. 2.
В еще одном примере, открывание вспомогательного дросселя может уменьшаться в ответ на нахождение воздуха в CAC выше точки росы. Например, если образование конденсата не может быть уменьшено посредством понижения температуры воздуха в CAC, то контроллер взамен может уменьшать образование конденсата посредством уменьшения открывания вспомогательного дросселя и понижения давления в CAC. Как результат, воздух в CAC может понижаться ниже точки росы. Кроме того, в других примерах, открывание вспомогательного дросселя может уменьшаться во время условий низкой нагрузки (например, когда MAP находится ниже барометрического давления) для уменьшения образования конденсата.
Уменьшение открывания вспомогательного дросселя может давать в результате понижение давления воздуха и уменьшение массового расхода воздуха в двигатель. Таким образом, чтобы поддерживать крутящий момент на требуемом уровне, контроллер двигателя может увеличивать открывание основного дросселя при уменьшении открывания вспомогательного дросселя. Увеличение открывания основного дросселя может компенсировать пониженное давление на входе основного дросселя, обусловленное частичным закрыванием вспомогательного дросселя. По существу, положение основного дросселя при уменьшении вспомогательного дросселя может быть основано на величине уменьшения вспомогательного дросселя (например, положении вспомогательного дросселя) и требовании крутящего момента.
В некоторых примерах, основной дроссель уже может быть открытым на или близким к максимальной величине (например, в положении или около широко открытого дросселя, WOT). В этом примере, основной дроссель может не быть способным открываться дальше (или достаточно далеко), чтобы компенсировать уменьшение открывания вспомогательного дросселя во время события высушивания CAC. Уменьшение открывания вспомогательного дросселя в этом примере может давать в результате выходной крутящий момент, более низкий, чем требование крутящего момента. Таким образом, если основной дроссель уже полностью открыт (или близок к полностью открытому), контроллер может не уменьшать открывание вспомогательного дросселя, даже если уровень конденсата больше, чем пороговое значение. Таким образом, выходной крутящий момент может поддерживаться на требуемом уровне. Кроме того, когда уровень конденсата в CAC меньше, чем пороговое значение, вспомогательный дроссель может поддерживаться полностью открытым наряду с тем, что основной дроссель регулируется на основании требования крутящего момента. В еще одном примере, открывание вспомогательного дросселя может поддерживаться в положении, слегка меньшем, чем полностью открытое, когда уровень конденсата в CAC меньше, чем пороговое значение. По существу, своевременное понижение давления в CAC посредством уменьшения открывания вспомогательного дросселя может уменьшать образование конденсата в CAC, к тому же, наряду с поддержанием управления зарядом воздуха и выдачей требуемого крутящего момента.
Таким образом, способ для двигателя может содержать регулировку вспомогательного дросселя, расположенного ниже по потоку от компрессора и выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха, в ответ на условия образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха. В одном из примеров, условия образования конденсата могут включать в себя повышение уровня конденсата выше порогового уровня. В еще одном примере, условия образования конденсата могут определяться на основании влажности и/или температуры окружающей среды, температуры CAC и/или логически выведенных дождливых условий (например, по относительной продолжительности времени включения стеклоочистителя). Вспомогательный дроссель дополнительно расположен выше по потоку от основного дросселя, основной дроссель расположен во впускном коллекторе и ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха.
Способ дополнительно может содержать регулировку основного дросселя на основании требования крутящего момента и положения вспомогательного дросселя. В одном из примеров, регулировка вспомогательного дросселя включает в себя уменьшение открывания вспомогательного дросселя в ответ на уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха, больший, чем пороговое значение, при не полностью открытом дросселе. Величина уменьшения открывания вспомогательного дросселя основана на одном или более из уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха, давления в охладителе наддувочного воздуха, влажности в охладителе наддувочного воздуха, требования крутящего момента и положения основного дросселя. Способ дополнительно может содержать увеличение открывания основного дросселя при уменьшении открывания вспомогательного дросселя, величина увеличения основана на величине уменьшения открывания вспомогательного дросселя и требовании крутящего момента. Кроме того, уменьшение открывания вспомогательного дросселя включает в себя уменьшение открывания на некоторую продолжительность времени. Спустя продолжительность времени, способ может включать в себя увеличение открывания вспомогательного дросселя до широко открытого дросселя и регулировку основного дросселя на основании требования крутящего момента. Дополнительно, способ может включать в себя регулировку регулируемой установки фаз кулачкового распределения для повышения разрежения в коллекторе и поддержания требуемого выходного крутящего момента при уменьшении открывания вспомогательного дросселя.
В еще одном примере, регулировка вспомогательного дросселя включает в себя полное открывание вспомогательного дросселя в ответ на одно или более из уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха, меньшего, чем пороговое значение, или команды на широко открытый дроссель. Способ дополнительно может содержать регулировку основного дросселя на основании требования крутящего момента при одном или более из уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха ниже порогового значения или команды на широко открытый дроссель. Дополнительно, способ может включать в себя регулировку одного или более из вентилятора охлаждения двигателя, вентилятора охладителя наддувочного воздуха или радиаторные заслонки транспортного средства в ответ на условия образования конденсата.
Далее, с обращением к фиг. 2, показан способ 200 регулировки вспомогательного впускного дросселя на основании образования конденсата в охладителе наддувочного воздуха. Как обсуждено выше, впуск двигателя может включать в себя вспомогательный дроссель выше по потоку от основного дросселя. Вспомогательный дроссель может быть расположен между компрессором и охладителем наддувочного воздуха (CAC). Более точно, контроллер двигателя (такой как контроллер 12, показанный на фиг. 1) может регулировать положение вспомогательного дросселя, чтобы понижать давление воздуха внутри CAC, тем самым, уменьшая конденсат в CAC. Контроллер также может регулировать положение основного дросселя на основании положения вспомогательного дросселя и требование крутящего момента.
Способ начинается на этапе 202 оценкой и/или измерением условий работы двигателя. Условия работы двигателя могут включать в себя скорость вращения и нагрузку двигателя, влажность окружающей среды, условия CAC (например, температуру, давление и влажность), массовый расход воздуха, положение основного дросселя, положение вспомогательного дросселя, требование крутящего момента, поток EGR и т.д.
На этапе 204, может определяться уровень конденсата в CAC. Это может включать в себя извлечение подробностей, таких как температура окружающего воздуха, влажность окружающего воздуха, температура наддувочного воздуха на входе и выходе CAC, давление наддувочного воздуха на входе и выходе CAC, и массовый расход воздуха, с множества датчиков и определение количества конденсата, собразованного в CAC, на основании извлеченных данных. В качестве альтернативы, на этапе 204, способ может включать в себя определение предрасположенности к образованию конденсата. Говоря иначе, на этапе 204, способ может включать в себя определение, присутствуют ли условия образования конденсата. Например, если температура CAC находится выше порогового значения, влажность окружающей среды находится выше порогового значения, и/или если идет дождь, образование конденсата может быть вероятным в CAC. Кроме того, в других примерах, способ на этапе 204 может включать в себя определение, может ли CAC извлекать пользу из понижения давления (например, уменьшения вероятности, чтобы формировался конденсат в текущих условиях окружающей среды и в CAC). Таким образом, уменьшение открывания вспомогательного дросселя и понижение давления в CAC могут быть превентивными и понижать вероятность нарастания конденсата в CAC. В этих условиях, контроллер может уменьшать открывание вспомогательного дросселя, только если он не может оказывать отрицательного влияния на выходной крутящий момент, как дополнительно описано ниже.
В одном из примеров, на этапе 206, и как дополнительно конкретизировано в модели по фиг. 3, скорость образования конденсата внутри CAC может быть основана на температуре окружающей среды, температуре на выходе CAC, массовом расходе, EGR и влажности. В еще одном примере, на этапе 308, значение образования конденсата может отображаться в температуру на выходе CAC и отношение давления в CAC к давлению окружающей среды. В альтернативном примере, значение образования конденсата может отображаться в температуру на выходе CAC и нагрузку двигателя. Нагрузка двигателя может быть функцией массы воздуха, крутящего момента, положения педали акселератора и положения дросселя, и таким образом, может давать показание скорости потока воздуха через CAC. Например, умеренная нагрузка двигателя, объединенная с относительно холодной температурой на выходе CAC, может служить признаком высокого значения образования конденсата вследствие поверхностей охлаждения CAC и относительно низкой скорости потока всасываемого воздуха. Отображение, кроме того, может включать в себя модификатор для температуры окружающей среды.
На этапе 210, способ включает в себя определение, находится ли уровень конденсата в CAC выше, чем пороговый уровень. По существу, пороговый уровень может соответствовать количеству конденсата, выше которого может вызывать нестабильное сгорание и/или пропуски зажигания в двигателе, если выдувается из CAC и за один раз засасывается двигателем. В некоторых примерах, пороговый уровень может понижаться, чтобы чаще высушивать CAC. Как обсуждено выше, в других примерах, способ на этапе 210 может включать в себя определение, формируется ли конденсат, или вероятно ли, что должен формироваться внутри CAC (на основании температуры, давления в CAC, температуры окружающей среды, влажности окружающей среды, дождливых условий, и т.д.). В этом примере, если конденсат формируется или вероятно должен формироваться, способ может продолжаться на этапе 214.
Если уровень конденсата не больше, чем пороговое значение, способ переходит на этап 212, чтобы открывать вспомогательный дроссель и регулировать положение основного дросселя на основании требования крутящего момента. Например, способ на этапе 212 может включать в себя полное открывание вспомогательного дросселя. В еще одном примере, способ на этапе 212 может включать в себя увеличение открывания вспомогательного дросселя в положение ниже WOT. Способ на этапе 212 дополнительно может включать в себя увеличение или уменьшение открывания основного дросселя по мере того, как соответственно повышается или понижается требование крутящего момента. Таким образом, основной дроссель может регулироваться на основании требования крутящего момента наряду с тем, что основной дроссель поддерживается открытым.
В качестве альтернативы, если уровень конденсата в CAC больше, чем пороговое значение, на этапе 210, способ переходит на этап 214 для определения положения основного дросселя. Более точно, способ на этапе 214 включает в себя определение, открыт ли полностью основной дроссель (например, находится ли в положении WOT). В еще одном примере, способ на этапе 214 может определять, способен ли основной дроссель открываться дальше и выдавать требуемый крутящий момент наряду с уменьшением открывания вспомогательного дросселя. Если основной дроссель открыт не полностью и может открываться дальше, чтобы поддерживать крутящий момент, способ переходит на этап 216.
На этапе 216, контроллер может уменьшать открывание вспомогательного дросселя, чтобы понижать давление в CAC, а впоследствии, относительную влажность в CAC. Способ на этапе 216 дополнительно включает в себя увеличение открывания основного дросселя, чтобы компенсировать уменьшение массового расхода воздуха, обусловленное уменьшением открывания вспомогательного дросселя. По существу, величина увеличения открывания основного дросселя может быть основана на требовании крутящего момента и величине уменьшения открывания вспомогательного дросселя. Величина уменьшения открывания вспомогательного дросселя может быть основана на уровне конденсата (например, количестве конденсата в CAC), условиях в CAC (например, температуре, давлении и влажности в CAC), требовании крутящего момента, условиях массового расхода воздуха и/или положении основного дросселя. Например, контроллер может закрывать вспомогательный дроссель на большую величину по мере того, как возрастает уровень конденсата и/или уровень влажности. Однако, величина уменьшения может быть ограничена требованием крутящего момента и тем, насколько может открываться основной дроссель. Например, вспомогательный дроссель может закрываться на меньшую величину, если требование крутящего момента находится на более высоком уровне, и положение основного дросселя находится ближе к WOT. В еще одном примере, способ на этапе 216 может включать в себя открывание основного дросселя до WOT, а затем, регулировку вспомогательного дросселя на основании требования крутящего момента. По существу, открывание вспомогательного дросселя может уменьшаться, но не уменьшаться до уровня, который понижает выходной крутящий момент ниже требуемого уровня.
На этапе 216, контроллер может уменьшать открывание вспомогательного дросселя на некоторую продолжительность времени. Продолжительность времени может быть основана на времени для понижения уровня конденсата ниже порогового уровня. В еще одном примере, продолжительность времени может быть основана на давлении в CAC и количестве конденсата в CAC. По существу, продолжительность времени может увеличиваться по мере того, как повышается уровень конденсата CAC, возрастает влажность в CAC, и/или повышается давление в CAC. В еще одном примере, контроллер может уменьшать открывание вспомогательного дросселя до тех пор, пока уровень конденсата не убывает ниже порогового уровня. По существу, продолжительность времени может возрастать с повышением уровня конденсата. В некоторых примерах, контроллер может уменьшать открывание вспомогательного дросселя до тех пор, пока уровень конденсата не понижается до величины ниже порогового уровня (например, более низкого порогового уровня), или до тех пор, пока уровень конденсата в CAC не является почти нулевым. Однако, если требование крутящего момента возрастает до уровня, требующего более широкого открывания вспомогательного дросселя при уменьшении, контроллер может увеличивать открывание вспомогательного дросселя до того, как уровень конденсата CAC достигает более низкого порогового уровня. По существу, продолжительность времени уменьшения может быть основана на уровне конденсата в CAC и требовании крутящего момента. После уменьшения открывания вспомогательного дросселя на продолжительность времени в 216, контроллер может увеличивать открывание вспомогательного дросселя до широко открытого дросселя (WOT) и регулировать основной дроссель на основании требования крутящего момента. В других вариантах осуществления, контроллер может поддерживать частично открытое положение вспомогательного дросселя до тех пор, пока требование крутящего момента не возрастает, тем самым, требуя повышенного массового расхода воздуха и открывания вспомогательного дросселя.
Кроме того, способ на этапе 216 может включать в себя регулировку регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), чтобы повышать разрежение в коллекторе наряду с поддержанием запрошенного крутящего момента на выходном валу двигателя (например, требования крутящего момента). В одном из примеров, это может включать в себя осуществление опережения кулачка для впускного клапана. Если основной дроссель не может дальше открываться на этапе 214, способ взамен продолжает движение на этапе 218. На этапе 218, способ включает в себя регулировку основного дросселя на основании требования крутящего момента, а не уменьшение открывания вспомогательного дросселя. В одном из примеров, способ на этапе 214 включает в себя сохранение положения вспомогательного дросселя наряду с увеличением или уменьшением открывания основного дросселя на основании требования крутящего момента. В еще одном примере, способ на этапе 214 включает в себя полное открывание вспомогательного дросселя наряду с регулировкой основного дросселя на основании требования крутящего момента. На этапе 220, способ может включать в себя регулировку альтернативных рабочих параметров двигателя для уменьшения конденсата в CAC. Например, контроллер может уменьшать открывание радиаторные заслонки, уменьшать действие вентилятора охлаждения двигателя и/или уменьшать действие вентилятора CAC, чтобы уменьшать образование конденсата внутри CAC. В некоторых вариантах осуществления, способ на этапе 216 также может включать в себя регулировку альтернативных рабочих параметров двигателя, описанных выше на этапе 220.
Фиг. 3 иллюстрирует способ 300 для оценки количества конденсата, накопленного внутри CAC. На основании количества (например, уровня) конденсата в CAC относительно порогового значения, контроллер двигателя может регулировать основной дроссель и/или вспомогательный дроссель, как обсуждено на фиг. 2.
Способ начинается на этапе 302 посредством определения условий работы двигателя. Таковые могут включать в себя, как конкретизировано ранее на этапе 202, условия окружающей среды, условия CAC (температуры и давления на входе и выходе, расход через CAC, и т.д.), массовый расход воздуха, MAP, поток EGR, скорость вращения и нагрузку двигателя, температуру двигателя, наддув, и т.д. Затем, на этапе 304, процедура определяет, известна ли влажность окружающей среды. В одном из примеров, влажность окружающей среды может узнаваться на основании выходного сигнала датчика влажности, присоединенного к двигателю. В еще одном примере, влажность может логически выводиться по расположенному ниже по потоку датчику UEGO или получаться из информационных источников (например, соединений сети Интернет, навигационной системы транспортного средства, и т.д.) или сигнала датчика дождя/стеклоочистителей. Если влажность не известна (например, если двигатель не включает в себя датчика влажности), влажность может устанавливаться в 100% на этапе 306. Однако, если влажность известна, известное значение влажности, в качестве выдаваемого датчиком влажности, может использоваться в качестве установки влажности на этапе 308.
Температура и влажность окружающей среды могут использоваться для определения точки росы всасываемого воздуха, которая дополнительно может находиться под влиянием количества EGR во всасываемом воздухе (например, EGR может иметь иные влажность и температуру, чем воздух из атмосферы). Разница между точной росы и температурой на выходе CAC указывает, будет ли конденсат формироваться внутри охладителя, и массовый расход воздуха может оказывать влияние на то, сколько конденсата фактически накапливается внутри охладителя. На этапе 310, алгоритм может рассчитывать давление насыщенного пара на выходе CAC в зависимости от температуры и давления на выходе CAC. Алгоритм затем рассчитывает массу воды при этом давлении насыщенного пара на этапе 312. В заключение, скорость образования конденсата на выходе CAC определяется на этапе 314 посредством вычитания массы воды в условиях давления насыщенного пара на выходе CAC из массы воды в окружающем воздухе. В некоторых примерах, способ на этапе 314 сначала может определять массу образования воды со временем. Интегрирование этого значения, в таком случае, может давать массу воды внутри CAC (например, значение образования конденсата). Посредством определения времени между измерениями конденсата на этапе 316, способ 300 может определять количество конденсата внутри CAC после последнего измерения на этапе 318. Текущее количество конденсата в CAC рассчитывается на этапе 322 посредством прибавления значения конденсата, оцененного на этапе 318, к предыдущему значению конденсата, а затем, вычитания всех потерь конденсата после последней процедуры (то есть, количество удаленного конденсата, например, посредством процедур продувки) на этапе 320. Потери конденсата могут предполагаться нулевыми, если температура на выходе CAC находилась выше точки росы. В качестве альтернативы, на этапе 320, количество удаленного конденсата может моделироваться или определяться опытным путем в зависимости от массы воздуха и интегрироваться по каждому циклу задачи программного обеспечения (то есть по каждому выполнению процедуры 300).
По существу, способ по фиг. 3 может использоваться контроллером во время процедуры по фиг. 2, чтобы использовать способ моделирования для оценки количества конденсата в CAC. В альтернативном варианте осуществления, система управления двигателем может использовать способ отображения для отображения количества конденсата в CAC в температуру на входе/выходе CAC, влажность окружающей среды и нагрузку двигателя. Например, значения могут отображаться и сохраняться в справочной таблице, которая извлекается контроллером во время процедуры по фиг. 2 и обновляется после этого.
Фиг. 4 показывает примерные регулировки для положения основного дросселя и положения вспомогательного дросселя на основании конденсата в CAC и требования крутящего момента. Более точно, график 400 показывает изменения открывания основного дросселя на графике 402, изменения открывания вспомогательного дросселя на графике 404, изменения уровня конденсата внутри CAC на графике 406, изменения давления в CAC на графике 408, изменения требования крутящего момента на этапе 410 и изменения положения радиаторные заслонки на этапе 412. Как обсуждено выше, вспомогательный дроссель может быть расположен во впуске выше по потоку от основного дросселя и CAC. Контроллер может регулировать основной дроссель и/или вспомогательный дроссель на множество положений между полностью закрытым и полностью открытым положением (например, WOT). По существу, контроллер может регулировать открывание двух дросселей раздельно.
До момента t1 времени, уровень конденсата CAC может быть ниже порогового значения T1. Как результат, вспомогательный дроссель может быть открытым (график 404). Контроллер может регулировать основной дроссель на основании требования крутящего момента до момента t1 времени. В момент t1 времени, уровень конденсата в CAC возрастает выше порогового значения T1 (график 406). Дополнительно, в момент t1 времени, основной дроссель открыт не полностью (график 402). В ответ на повышение уровня конденсата выше порогового значения T1 и основной дроссель, не являющийся полностью открытым, контроллер может уменьшать открывание вспомогательного дросселя (график 404) на продолжительность d1 времени. Контроллер также может увеличивать открывание основного дросселя (график 402), чтобы поддерживать массовый расход воздуха и выдавать требуемый крутящий момент при уменьшении открывания вспомогательного дросселя.
Как видно между моментом t1 времени и моментом t2 времени, уменьшение открывания вспомогательного дросселя приводит к понижению давления в CAC (график 408). Как результат, уровень конденсата в CAC уменьшается обратно ниже порогового значения T1. После уменьшения открывания вспомогательного дросселя на продолжительность d1 времени, контроллер может увеличивать открывание вспомогательного дросселя до широко открытого дросселя (WOT) и регулировать основной дроссель на основании требования крутящего момента в t2. В других примерах, если бы требование крутящего момента было повышено до момента t2 времени (требуя большего потока воздуха, чем мог бы обеспечивать вспомогательный дроссель в положении WOT), контроллер мог увеличить открывание вспомогательного дросселя, даже если продолжительность d1 времени не прошла.
В момент t2 времени, контроллер может постепенно увеличивать открывание вспомогательного дросселя наряду с постепенным уменьшением открывания основного дросселя, чтобы поддерживать относительно неизменный массовый расход воздуха и продолжать выдачу требуемого крутящего момента. По мере того, как требование крутящего момента возрастает после момента t2 времени (график 410), контроллер увеличивает открывание основного дросселя. В момент t3 времени, уровень конденсата в CAC возрастает выше порогового значения T1. Однако основной дроссель полностью открыт в момент t3 времени. Как результат, контроллер не уменьшает открывание вспомогательного дросселя, а взамен, поддерживает положения вспомогательного дросселя в момент t3 времени. В некоторых примерах, как показано на фиг. 4, контроллер может закрывать радиаторные заслонки в момент t3 времени, чтобы помогать уменьшать образование конденсата. В других примерах, контроллер может регулировать дополнительные или альтернативные рабочие параметры двигателя (например, режим работы вентилятора охлаждения двигателя), чтобы уменьшать образование конденсата в CAC.
Как показано в момент t1 времени на фиг. 4, в первом состоянии, при котором уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха больше, чем пороговое значение, а основной дроссель открыт не полностью, способ может включать в себя уменьшение открывания вспомогательного дросселя, вспомогательный дроссель расположен выше по потоку от охладителя наддувочного воздуха. Способ дополнительно может включать в себя, во втором состоянии, как показано до момента t1 времени и между моментом t2 времени и моментом t3 времени, когда уровень конденсата меньше, чем пороговое значение, регулируют основной дроссель на основании требования крутящего момента.
Как описано выше, вспомогательный дроссель расположен выше по потоку от основного дросселя во впуске двигателя, и вспомогательный дроссель дополнительно расположен ниже по потоку от компрессора во впуске двигателя. Кроме того, в первом состоянии, способ включает в себя увеличение открывания основного дросселя на основании требования крутящего момента и величины уменьшения открывания вспомогательного дросселя. В некоторых примерах, уменьшение открывания вспомогательного дросселя во время первых состояний включает в себя уменьшение открывания на некоторую продолжительность времени (например, продолжительность d1 времени), продолжительность времени основана на одном или более из уровня конденсата и требования крутящего момента. Кроме того, во втором состоянии, способ может включать в себя открывание вспомогательного дросселя до широко открытого дросселя.
Способ дополнительно включает в себя, в третьем состоянии, как показано в момент t3 времени, когда уровень конденсата больше, чем пороговое значение, и основной дроссель находится в положении широко открытого дросселя, не увеличивают открывание вспомогательного дросселя и поддерживают основной дроссель в положении широко открытого дросселя. Кроме того, в третьем состоянии, способ может включать в себя регулировку одного или более из радиаторных заслонок транспортного средства, вентилятора охлаждения двигателя или вентилятора охладителя наддувочного воздуха для понижения уровня конденсата. Например, как показано на фиг. 4, радиаторные заслонки могут открываться в третьем состоянии.
Таким образом, контроллер двигателя может раздельно регулировать основной дроссель и вспомогательный дроссель в системе впуска на основании конденсата в CAC и требования крутящего момента. Уменьшение открывания вспомогательного дросселя, когда уровень конденсата в CAC находится выше порогового значения, может давать в результате понижение давления в CAC, тем самым, уменьшая конденсат, накопленный внутри CAC. Как результат, технический результат изобретения достигается уменьшением открывания вспомогательного дросселя и уменьшением конденсата в CAC. Посредством понижения уровня конденсата в CAC, может уменьшаться вероятность пропусков зажигания и/или нестабильного сгорания в двигателе вследствие засасывания конденсата.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящего описания, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. 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 изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения 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 изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.