СПОСОБ ДЛЯ ПРОГРЕВА ВЫПУСКНОЙ СИСТЕМЫ
METHOD FOR WARMING UP EXHAUST SYSTEM

Область техники
Настоящее изобретение в целом относится к способам и системам для управления автомобильным двигателем для регулировки прогрева выпускной системы на основе информации из автомобильной сети.
Уровень техники/Сущность изобретения
Выпускные системы дизельных и бензиновых автомобилей могут содержать каталитические нейтрализаторы-накопители и/или устройства накопления отработавших газов. Таким образом, каждое устройство может функционировать при оптимальной температуре (температуре активации), и различные действия, направленные на прогрев, могут быть осуществлены в силовом агрегате для обеспечения подачи тепла в выпускную систему для нагрева устройства до оптимальной рабочей температуры. Действия, направленные на прогрев, могут содержать (без ограничения) запаздывание сгорания посредством впрыска или момента зажигания, изменения скорости рециркуляции отработавших газов (РОГ), более позднего переключения коробки передач, увеличения нагрузки двигателя посредством вспомогательных агрегатов и т.д.
Каждое из вышеуказанных действий, направленных на прогрев, может отрицательно повлиять на экономию топлива в автомобиле и может существенно повлиять на потребительское восприятие. Далее, определенные условия движения (например, продолжительная работа в режиме холостого хода) могут не позволить обеспечить достаточную подачу тепла в выпускную систему для достижения активными компонентами выпускной системы температуры активации, даже при осуществлении вышеуказанных действий в силовом агрегате. При таких условиях любые действия, предпринимаемые в попытке повысить температуру выпускной системы, становятся безрезультатными, потому что они не приводят к требуемому снижению выбросов, т.е. экономия топлива ухудшается, а водитель не получает общей выгоды.
Один из примеров показан Бергил и соавт. в WO 2011077125 А1, в котором дизельный двигатель содержит каталитический нейтрализатор и систему управления двигателем, которая обнаруживает состояние режима холостого хода и останавливает двигатель. Конструкция каталитического нейтрализатора содержит сотовый носитель катализатора, дополнительно покрытый каталитическим пористым оксидом, выполненный так, чтобы уравновешивать потребности низкой температуры активации каталитического нейтрализатора для очищения выбросов, создаваемых при холодном пуске. Однако конструкция каталитического нейтрализатора может быть ограничена конкретными системами двигателя, например, дизельными двигателями, оснащенными системой «старт/стоп».
Авторы выявили вышеуказанные недостатки и определили интерактивный подход, который может быть направлен на устранение недостатков условий движения, относящихся к действиям, направленным на прогрев каталитического нейтрализатора, в различных типах автомобильных систем. В одном из примеров вышеуказанные недостатки могут быть устранены посредством способа, содержащего регулировку действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора, в ответ на ожидаемое уменьшение температуры каталитического нейтрализатора автомобиля ниже порогового значения и в соответствии с его оцененным периодом на основе сообщений извне автомобиля, в том числе откладывание действий, если определяют, что данные действия не способны привести к достижению порогового значения за указанный период, и осуществление действий, если определяют, что данные действия способны привести к достижению порогового значения за указанный период. Таким образом, посредством прогнозирования условий движения, в которых выпускная система не может быть прогрета до рабочей температуры, принудительные действия, направленные на прогрев, могут быть отложены или, в некоторых случаях, исключены до тех пор, пока не возникнут подходящие условия.
Например, текущие и будущие условия движения могут быть определены на основе связи через сеть «автомобиль-автомобиль», создаваемую между автомобилями на расстоянии, не превышающем пороговое расстояние до целевого автомобиля, и дополнительной связи с облачной системой. Кроме того, информация о пункте назначения водителя может быть определена или из навигационной системы автомобиля, или из навигационной системы устройства, подключенного через Bluetooth. На основе условий движения целевой автомобиль может получать информацию из ведущей автомобильной сети для принятия интеллектуальных решений, относящихся к осуществлению или неосуществлению принудительных действий для сохранения или увеличения температуры выпускной системы. Таким образом, оптимальная стратегия может быть разработана так, чтобы непрерывно отслеживать стоимость прогрева в пересчете на стоимость топлива и воздействие на водителя или задержку прогрева каталитического нейтрализатора до тех пор, пока не возникнут более благоприятные условия.
Следует понимать, что вышеуказанное краткое описание приведено лишь для упрощенного представления концепций, которые далее раскрывают более подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Раскрытие изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничивают вариантами осуществления, устраняющими какие-либо вышеуказанные недостатки или недостатки в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На ФИГ. 1 представлено схематическое изображение системы автомобиля.
На ФИГ. 2 представлено схематическое изображение системы двигателя.
На ФИГ. 3 показан примерный вариант осуществления автомобильной системы, содержащей навигационную систему, выполненную с возможностью связи с внешней сетью и парком автомобилей.
На ФИГ. 4 показана блок-схема, иллюстрирующая примерный способ для регулировки действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора на основе действий, если определяют, что данные действия способны нагреть каталитический нейтрализатор до пороговой температуры.
На ФИГ. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая примерный способ для регулировки действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора, когда автомобиль работает в режиме холостого хода в течение длительного времени.
На ФИГ. 6 показана блок схема, иллюстрирующая примерный способ для регулировки прогрева каталитического нейтрализатора на основе входных данных о пункте назначения, полученных от водителя гибридного электрического автомобиля и прогнозируемых пусках-остановах автомобиля.
На ФИГ. 7 показано примерное отношение между скоростью автомобиля и температурой каталитического нейтрализатора.
На ФИГ. 8 показано примерное отношение между состоянием заряда гибридного электрического автомобиля и работой двигателя гибридного автомобиля на основе температуры каталитического нейтрализатора.
Раскрытие изобретения
Дальнейшее раскрытие относится к системам и способам для управления действиями, направленными на прогрев каталитического нейтрализатора отработавших газов. Примерная автомобильная система с гибридным приводом изображена на ФИГ. 1, и примерная система двигателя изображена на ФИГ. 2. Настоящее изобретение может обеспечить преимущества для бензиновых, дизельных двигателей, а также двигателей, работающих на альтернативных видах топлива. Соответственно, это изобретение не ограничено конкретной конфигурацией типа двигателя или выпускной системы. Таким образом, автомобильная система может содержать навигационную систему, выполненную с возможностью связи с сетевым облаком, парком автомобилей и контроллером автомобильной системы для подтверждения настоящих условий движения автомобиля и дополнительного прогнозирования будущих условий движения. Определенные условия движения могут не обеспечивать достаточную подачу тепла в выпускную систему для активации компонентов выпускной системы. Контроллер может быть выполнен с возможностью осуществления управляющего алгоритма, такого как алгоритм на ФИГ. 4 для определения таких условий движения и дополнительной отсрочки действия, направленного на прогрев выпускной системы. В одном из примеров, если скорость автомобиля снижается ниже порогового уровня и остается ниже порогового уровня в течение определенного периода (например, продолжительная работа в режиме холостого хода), контроллер может осуществить алгоритм, такой как алгоритм на ФИГ. 5, чтобы отложить действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора. На ФИГ. 7 показано примерное отношение между скоростью автомобиля и температурой каталитического нейтрализатора. В другом примере контроллер может управлять прогревом выпускной системы на основе спрогнозированного количества пусков-остановов на запланированном маршруте движения гибридного автомобиля на основе входных данных о расстоянии, полученных от водителя данного автомобиля посредством осуществления алгоритма, показанного на ФИГ. 6. На ФИГ. 8 показано примерное отношение между состоянием заряда гибридного электрического автомобиля и работой двигателя автомобиля на основе температуры каталитического нейтрализатора. Таким образом, посредством прогнозирования условий движения, в которых выпускная система может быть не прогрета до рабочей температуры, и откладывания или прекращения действий принудительного прогрева выпускной системы потребительское восприятие может быть улучшено, и дополнительно может быть уменьшена стоимость прогрева.
На ФИГ. 1 показана примерная автомобильная движительная система 100. Движительная система 100 автомобиля содержит топливосжигающий двигатель 10 и мотор 120. В качестве примера, не имеющего ограничительного характера, двигатель 10 содержит двигатель внутреннего сгорания, а мотор 120 содержит электрический мотор. Мотор 120 может быть настроен на использование или потребление другого источника энергии, нежели двигатель 10. Например, двигатель 10 может потреблять жидкое топливо (например, бензин) для создания эффективной мощности двигателя, в то время как мотор 120 может потреблять электрическую энергию для создания эффективной мощности двигателя. По этой причине автомобиль с движительной системой 100 может быть назван гибридным электрическим автомобилем (ГЭА).
Автомобильная движительная система 100 содержит колеса 102. Крутящий момент подают на колеса 102 через двигатель 10 и трансмиссию 104. В некоторых вариантах осуществления мотор 120 может также обеспечивать подачу крутящего момента на колеса 102.
Автомобильная движительная система 100 может использовать различные рабочие режимы в зависимости от условий эксплуатации автомобильной движительной системы. Некоторые из данных режимов обеспечивают возможность оставлять двигатель 10 в выключенном состоянии, при котором сгорание топлива в двигателе прекращено. Например, при выбранных рабочих условиях мотор 120 может приводить автомобиль в движение через трансмиссию 104, как указано стрелкой 122, при этом двигатель 10 деактивирован.
При других рабочих условиях мотор 120 может быть задействован для заряжания устройства хранения энергии, такого как аккумуляторная батарея 108. Например, мотор 120 может получать крутящий момент колес от трансмиссии 104, как указано стрелкой 122, причем мотор может преобразовывать кинетическую энергию автомобиля в электрическую энергию для сохранения в аккумуляторной батарее 108. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления мотор 120 может выполнять функцию генератора. Однако в других вариантах осуществления изобретения генератор 110 может получать крутящий момент на колесе от трансмиссии 104 или энергию от двигателя 10, причем генератор 110 может преобразовывать кинетическую энергию автомобиля в электрическую энергию для сохранения в аккумуляторной батарее 108.
При еще одних рабочих условиях двигатель 10 может быть задействован путем сжигания топлива, поступающего из топливной системы (не показано на Фиг. 1). Например, двигатель 10 может приводить в движение автомобиль через трансмиссию 104, как указано стрелкой 112, при этом мотор 120 деактивирован. При других рабочих условиях как двигатель 10, так и мотор 120 могут приводить автомобиль в движение через трансмиссию 104, как указано стрелками 112 и 122 соответственно. Конфигурация, при которой как двигатель, так и мотор могут по выбору приводить автомобиль в движение, называется движительной системой автомобиля параллельного типа. Следует обратить внимание на то, что в некоторых вариантах осуществления мотор 120 может приводить автомобиль в движение через первую приводную систему, а двигатель 10 может приводить автомобиль в движение через вторую приводную систему.
Контроллер 12 может управлять работой в различных режимах, раскрытых выше. Например, контроллер 12 может идентифицировать и/или управлять количеством электрической энергии, сохраняемой в устройстве хранения энергии, которое может быть названо состоянием заряда (СЗ). Контроллер 12 будет раскрыт ниже более подробно с учетом ФИГ. 2.
На ФИГ. 2 показано схематичное изображение дополнительных компонентов автомобильной движительной системы 100. Автомобильная система 100 содержит систему 8 двигателя, управляющую систему 14 и топливную систему 18. Система 8 двигателя может содержать двигатель 10 с множеством цилиндров 30. Двигатель 10 содержит впуск 23 двигателя и выпуск 25 двигателя. Впуск 23 двигателя содержит дроссель 62, выполненный с возможностью гидравлического соединения с впускным коллектором 44 двигателя посредством впускного канала 42. Выпуск 25 двигателя содержит выпускной коллектор 48, ведущий к выпускному каналу 35, выводящему отработавшие газы в атмосферу. Выпуск 25 двигателя может содержать устройства 70 контроля выбросов, которые могут быть установлены в близком соединении на выпуске. Одно или более устройств контроля выбросов могут содержать трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, систему избирательной каталитической нейтрализации (ИКН), накопитель оксидов азота, дизельный сажевый фильтр (ДСФ), окислительный каталитический нейтрализатор и т.д. Устройство 70 контроля выбросов может использовать восстановители в потоке отработавших газов, такие как карбамид или несгоревшее топливо для уменьшения количества веществ, таких как оксиды азота и моноксид углерода, в отработавших газах. Таким образом, устройство 70 контроля выбросов может содержать форсунку восстановителя. В других вариантах осуществления восстановителя могут быть поданы через систему впрыска топлива в двигателе. Следует понимать, что двигатель может включать в себя другие компоненты, такие как различные клапаны и датчики.
Топливная система 18 может содержать топливный бак 20, соединенный с системой 21 топливного насоса. Система 21 топливного насоса может содержать насосы для подачи топлива под давлением на форсунки двигателя 10, такие как примерные форсунки 66. Несмотря на то, что показана только одна форсунка 66, дополнительные форсунки предусмотрены для каждого из цилиндров. Следует понимать, что топливная система 18 может быть безвозвратной системой подачи топлива, возвратной системой подачи топлива или топливной системой другого типа.
Топливный бак 20 может содержать множество марок топлива, в том числе топливо с разным уровнем содержания спирта, например, этиловый бензин разной смеси, в том числе Е10, Е85, бензин, дизельное топливо и т.д. и их комбинации.
Система 100 автомобиля может также содержать управляющую систему 14. Управляющая система 14 показана с возможностью получения информации от нескольких датчиков 16 (различные примеры которых раскрыты в настоящем документе) и передачи управляющих команд на несколько приводов 81 (различные примеры которых раскрыты в настоящем документе). В одном из примеров датчики 16 могут содержать датчик 126 отработавших газов и температурный датчик 127, расположенные выше по потоку от устройства контроля выбросов, датчик расхода воздуха, датчик 128 отработавших газов 128 и температурный датчик 129, расположенные ниже по потоку от устройства контроля выбросов. Другие датчики, такие как датчики давления, температуры, воздушно-топливного отношения и состава, могут быть подсоединены в различных местах в системе 100 автомобиля. Некоторыми дополнительными датчиками могут быть датчики 125 температуры каталитического нейтрализатора, соединенные с каталитическими нейтрализаторами, соединенными с выпускной системой. В другом примере приводы могут содержать топливную форсунку 66 и дроссель 62. Кроме того, контроллер 12 может получать данные от навигационного устройства 34 (такого как GPS) и/или сети «автомобиль-автомобиль», такой как забортная облачная сеть 13.
Управляющая система 14 может содержать контроллер 12 с машиночитаемым носителем с инструкциями, которые могут быть исполнены для осуществления управляющих последовательностей. Контроллер способен принимать входные сигналы от различных датчиков, обрабатывать входные сигналы и приводить в действие приводы в ответ на обработанные входные сигналы, исходя из запрограммированных в нем команд или кода, в соответствии с одним или несколькими алгоритмами. Примерные алгоритмы управления раскрыты в настоящей заявке в соответствии с ФИГ. 4-6.
Эффективность устройства доочистки отработавших газов зависит от рабочей температуры устройства доочистки отработавших газов. Как правило, в бензиновых двигателях в каталитических реакторах могут быть использованы каталитические материалы, увеличивающие определенные реакции, обеспечивая окисление углеводородов и моноксида углерода даже при низких температурах. Если необходимо дополнительное восстановление оксидов азота, это может быть достигнуто посредством использования трехкомпонентного каталитического преобразователя. В данном случае количество оксидов азота восстановлено посредством присутствующих неокисленных компонентов отработавших газов, в частности моноксида углерода и несгоревших углеводородов, причем эти компоненты отработавших газов в то же время окисляются.
В двигателях внутреннего сгорания, работающих при избытке воздуха, иными словами, например, в двигателях, работающих на обедненных смесях, а в частности, в дизельных двигателях с непосредственным впрыском или в двигателях с непосредственным впрыском, содержание оксидов азота в отработавших газах принципиально не может быть снижено по причине отсутствия восстановителей.
Для окисления несгоревших углеводородов и моноксида углерода предусмотрен окислительный каталитический преобразователь на тракте отработавших газов. Чтобы обеспечить достаточное преобразование, требуется определенная рабочая температура. Так называемая температура активации может быть в пределах от 120 до 250°С.
Для восстановления оксидов азота применены избирательные каталитические преобразователи, так называемые каталитические преобразователи ИКН, в которых восстановитель целенаправленно введен в отработавшие газы, чтобы избирательно восстанавливать оксиды азота. В качестве восстанавливающего агента, в дополнение к аммиаку и карбамиду, также могут быть использованы несгоревшие углеводороды. Последние также называют УВ-обогащением, когда несгоревшие углеводороды введены прямо в тракт отработавших газов или поданы с помощью внутренних средств двигателя, в частности средствами дополнительного впрыска топлива в камеру сгорания после сгорания.
Также возможно снижение содержания оксидов азота при помощи, так называемых каталитических преобразователей-накопителей оксидов азота. В данном случае, в режиме работы двигателя на обедненных смесях оксиды азота изначально абсорбируются, иначе говоря, накапливаются в каталитическом нейтрализаторе до того, как их содержание будет снижено во время фазы регенерации, например, при работе двигателя внутреннего сгорания с достехиометрическим составом смеси (например, λ < 0,95) и недостаточным содержанием кислорода.
Дальнейшие возможные меры, реализуемые внутри двигателя, для достижения богатой смеси, другими словами, при работе двигателя внутреннего сгорания с достехиометрическим составом - это рециркуляция отработавших газов, а в случае с дизельными двигателями - дросселирование на впускном тракте. Возможна подача с помощью внутренних средств двигателя, если восстанавливающий агент введен прямо в тракт отработавших газов, например, средствами впрыска дополнительного топлива. На этапе регенерации происходит высвобождение оксидов азота и преобразование, по существу, в диоксид азота, диоксид углерода и воду. Частота регенерационных этапов определена общими выбросами оксидов азота и вместимостью каталитического преобразователя-накопителя оксидов азота.
Температура каталитического преобразователя-накопителя, как правило, лежит в температурном интервале от 200 до 450°С, что, таким образом, во-первых, обеспечивает быстрое восстановление оксидов азота, во-вторых, отсутствие десорбции без преобразования повторно высвобожденных оксидов азота, которая может быть вызвана чрезмерно высокой температурой.
Одна из сложностей использования каталитических преобразователей-накопителей на тракте отработавших газов возникает из-за серы, содержащейся в отработавших газах, сера, скорее всего, будет поглощаться в каталитическом нейтрализаторе-накопителе, и может быть регулярно удалена посредством десульфуризации. Для этой цели каталитический нейтрализатор-накопитель может быть нагрет до высокой температуры, как правило, 600-700°С, с подачей восстанавливающего агента, который, в свою очередь, может быть получен посредством перехода работы двигателя внутреннего сгорания на богатую смесь. Чем выше температура каталитического нейтрализатора-накопителя, тем эффективнее десульфуризация, причем не допускается превышение максимальной разрешенной температуры, потому что десульфуризация каталитического преобразователя-нейтрализатора значительно способствует тепловому старению каталитического преобразователя-нейтрализатора в результате чрезмерно высоких температур. Это неблагоприятно влияет на требуемое преобразование оксидов азота по мере приближения к завершению срока службы каталитического нейтрализатора, причем, в частности, теплоаккумулирующая способность уменьшается в результате теплового старения.
Чтобы минимизировать выбросы частиц сажи, используют так называемые регенерируемые сажевые фильтры, которые отфильтровывают частицы сажи из отработавших газов и хранят их, эти частицы сажи периодически сгорают во время регенерации фильтра, как правило, при высокой температуре около 550°С. В данном случае интервалы регенерации определены, среди прочего, на основе противодавления отработавших газов, которое образовано в результате возрастающего сопротивления потоку на фильтре из-за возрастающей массы твердых частиц, скапливающихся на фильтре.
Поскольку как отработавшие газы бензиновых двигателей, так и отработавшие газы дизельных двигателей содержат несгоревшие углеводороды, моноксид углерода, оксиды азота, а также частицы сажи - пусть даже и в разных количествах и качествах - как правило, применяют комбинированные устройства доочистки отработавших газов, которые содержат вышеуказанные каталитические преобразователей и/или фильтры.
Возрастающее использование гибридных приводов, в которых традиционно применен двигатель внутреннего сгорания и электромотор для обеспечения выходной мощности, например, для приведения в движение автомобиля, предлагает абсолютно новые возможности для управления устройствами доочистки отработавших газов, в частности, относительно оптимальной очистки отработавших газов или преобразования при различных рабочих условиях.
Для эффективного управления может быть получено преимущество для подходящих измерительных устройств, например, температурных датчиков и/или датчиков расхода и/или датчиков определения химических веществ или элементов в потоке отработавших газов, устанавливаемых внутри или рядом с устройством очистки отработавших газов, в частности, выше по потоку и/или ниже по потоку от устройства доочистки отработавших газов по направлению потока отработавших газов. Таким образом, возможно определение температурного диапазона, подходящего для соответствующей оптимальной работы устройства доочистки отработавших газов, и, в случае необходимости, адаптация или изменение этого температурного интервала в соответствии с определенными рабочими состояниями устройства доочистки отработавших газов, например, для регенерации сажевого фильтра и/или каталитического преобразователя-накопителя оксидов азота.
В соответствии с вышеуказанным раскрытием дизельные и бензиновые двигателя содержат устройства каталитической нейтрализации и/или накапливания выбросов. Каждое из этих устройств способно функционировать при высокой рабочей температуре. Чтобы улучшить функции этих устройств, различные действия могут быть реализованы в силовом агрегате, чтобы обеспечить подачу тепла в выпускную систему, в том числе (без ограничения) запаздывание сгорания посредством впрыска или момента зажигания, изменения скорости рециркуляции отработавших газов, более позднего переключения коробки передач, увеличения нагрузки двигателя посредством вспомогательных агрегатов и т.д. В случае с гибридными автомобилями двигатель внутреннего сгорания гибридного автомобиля, например, может быть запущен, чтобы ускорить нагрев каталитического нейтрализатора. Однако каждое действие может отрицательно повлиять на экономию топлива и может еще более ухудшить потребительское восприятие.
Однако определенные условия движения могут не позволить обеспечить достаточную подачу тепла в выпускную систему для достижения активными компонентами выпускной системы температуры активации, даже при осуществлении вышеуказанных действий в силовом агрегате. Например, во время продолжительной работы двигателя в холостом режиме любые действия, осуществляемые с целью прогрева выпускной системы, могут оказаться безрезультатными, поскольку не приведут к требуемому снижению выбросов. В данном случае экономия топлива может быть ухудшена, а водитель может не получить общей выгоды. Авторы выявили, что прогнозирование таких условий движения на основе одного или более источников, таких как сеть «автомобиль-автомобиль», навигационные данные и маршрут может оказаться целесообразными. Посредством прогнозирования условий движения действия, направленные на прогрев выпускной системы, могут быть отложены, когда невозможно прогреть выпускную систему до рабочей температуры или реализованы, когда выпускная система может достичь рабочей температуры. Таким образом, целевой автомобиль может получать информацию из ведущей автомобильной сети, чтобы принимать интеллектуальные решения, относящиеся к осуществлению или неосуществлению принудительных действий для сохранения или увеличения температуры выпускной системы. На ФИГ. 3 показан автомобиль, связанный с сетевым облаком и другими автомобилями в парке в определенном радиусе. В варианте 300 осуществления автомобильной системы 310 автомобильная система 310 способна поддерживать связь с внешней сетью 360 (облаком) и парком 320 автомобилей.
Автомобильная система 310 может содержать автомобильную управляющую систему 312, которая может дополнительно содержать контроллер 314. Управляющая система 312 может быть примером управляющей системы 14 на ФИГ. 2. Контроллер 314 может быть примером контроллера 12 на ФИГ. 1 и 2 и может дополнительно осуществлять способы, раскрытые в некоторых вариантах осуществления. Навигационная система 354 может быть соединена с управляющей системой 312, чтобы определять местоположение автомобиля 310 при включении зажигания и в любой момент времени. Навигационная система 354 может быть выполнена в качестве компонента автомобильной навигационной системы, в качестве переносного устройства, такого как компонент смартфона, и/или любого другого подходящего вычислительного устройства. При выключении зажигания последнее местоположение (например, GPS-координаты автомобиля) автомобиля 310, определенное навигационной системой 354, могут быть сохранены в управляющей системе 312 для использования при следующем включении зажигания. Навигационная система может быть подключена к внешнему серверу и/или сетевому облаку, или облачному серверу 360 посредством беспроводной связи 350. Контроллер 314 может быть способен запускать приложение для подключения к облачному серверу 360 и/или собирать информацию для передачи на облачный сервер 360. Приложение может получать информацию, собранную системами/датчиками автомобиля, устройствами вводами, устройствами, такими как мобильные устройства, подключенные через Bluetooth, и т.д. Навигационная система 354 может определять текущее местоположение автомобиля 310 и получать данные об окружающих условиях (таких как температура, давление и т.д.) из сетевого облака 360. Сетевое облако 360 может содержать информацию в режиме реального времени о дорожном движении, дорожных условиях, скорости целевого автомобиля, средней скорости автомобилей в сети и т.д. Контроллер 312 может быть соединен с устройством 352 беспроводной связи для прямой связи автомобиля 310 с сетевым облаком 360. При использовании устройства 352 беспроводной связи автомобиль 310 может получать данные об окружающей среде (такие как температура, давление и т.д.) из сетевого облака 360 для определения текущих условий движения и будущих условий движения.
Управляющая система 312 показана с возможностью получения информации от множества датчиков 316 и передачи управляющих сигналов на множество приводов 318. В одном из примеров датчики 316 могут содержать датчик абсолютного давления, датчик температуры приточного воздуха (ТПВ), датчик температуры наружного воздуха (ТНВ), датчик давления воздуха в коллекторе (ДВК), датчик барометрического давления (БД), датчик содержания кислорода в отработавших газах (например, УДКОГ), датчик давления в топливном баке, температуры адсорбера, температуры каталитического нейтрализатора и т.д. На основе сигналов, полученных от различных датчиков 316, происходит регулировка работы двигателя и, следовательно, контроллер 314 отправляет управляющие сигналы на приводы 318 двигателя.
Парк 320 автомобилей показан на ФИГ. 3. Парк 320 может содержать множество автомобилей 322, 324, 326 и 328. В одном из примеров автомобили 322-328 могут быть автомобилями такой же марки и модели, как и автомобиль 310. В других примерах автомобили 322-328 могут быть автомобилями в пределах порогового расстояния от автомобиля 310. Далее, автомобили 322-328 могут быть автомобилями, которые представляют собой часть общего парка, к которому относится автомобиль 310. Каждый автомобиль парка 320 может содержать управляющую систему 312, аналогичную управляющей системе 312 автомобиля 310. Навигационная система 354 и устройство 352 беспроводной связи могут быть соединены с управляющей системой 312 каждого автомобиля в парке 320. Бортовые контроллеры парка могут поддерживать связь друг с другом и с бортовым контроллером автомобиля 310 через соответствующую навигационную систему 354, через устройство 352 беспроводной связи и/или другие формы технологии связи между автомобилями. Автомобили парка 320 могут также поддерживать связь с сетевым облаком 360 посредством беспроводной связи 350.
Автомобиль 310 может получить данные об окружающих условиях (таких как температура, влажность и т.д.) и рабочих условиях двигателя (таких как температура каталитического нейтрализатора, частота вращения) от автомобилей парка 320. В одном из примеров парк 320 расположен в пределах порогового радиуса автомобиля 310, данные об окружающих условиях, воздействующих на каждый из автомобилей парка, могут быть схожими с условиями, воздействующими на автомобиль 310. Пороговый радиус может быть определен как расстояние, в пределах которого окружающие условия и, следовательно, рабочие условия двигателя могут считаться аналогичными условиями, в которых функционирует автомобиль 310. Статистическое средневзвешенное значение расчета, полученного от каждого из автомобилей удаленного парка автомобилей и от сетевого облака, может быть использовано управляющей системой 312 автомобиля 310 для определения будущих условий движения автомобиля 310. Например, когда средняя скорость автомобилей парка 320 ниже, чем пороговое значение (например, 5 миль/ч) и продолжает оставаться ниже порогового значения в течение определенного периода, может быть определено, что автомобиль 310 может столкнуться с условиями медленного дорожного движения или пробками в будущем. Таким образом, навигационная система 354 может определить условия дорожного движения и рассчитать время присутствия действия условий. Таким образом, автомобиль 310 может поддерживать связь с удаленными источниками (внешнее сетевое облако, другие автомобили) посредством множества технологий, например, беспроводная связь, навигационная система и сеть «автомобиль-автомобиль». Различные типы данных (такие как окружающая температура, влажность, скорость автомобиля, дорожное движение) могут быть переданы между автомобилями и сетевым облаком, и эти данные могут быть использованы для осуществления или откладывания действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора, как указано на ФИГ. 4-6.
Контроллер 12 на ФИГ. 1 и 2, контроллер 314 на ФИГ. 3 принимают сигналы от разных датчиков на ФИГ. 1 и ФИГ. 2 и ФИГ. 3, и используют разные приводы на ФИГ. 1, ФИГ. 2 и ФИГ. 3 для регулирования работы двигателя на основе принимаемых сигналов и команд, заложенных в память контроллера. Инструкции по осуществлению способа 400 и остальных способов 500 и 600, предусматриваемых данным раскрытием, могут быть выполнены контроллером на основании инструкций, хранящихся в памяти контроллера, и в сочетании с сигналами, получаемыми от датчиков системы двигателя, таких как датчики, раскрытые выше, применительно к ФИГ. 1, 2 и 3. Контроллер может задействовать приводы системы двигателя для регулировки работы двигателя в соответствии со способами, раскрытыми ниже.
Что касается ФИГ. 4, примерный способ 400 для откладывания действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора, когда определено, что такие действия не способны привести к достижение пороговой температуры в течение порогового периода. В частности, способ прогнозирует условия движения автомобиля, в которых температура активации каталитического нейтрализатора не может быть достигнута, и откладывает осуществление действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора, во время таких условий.
Способ 400 начат с шага 402, на котором осуществлено определение и/или оценка рабочих условий автомобиля. Рабочие условия могут содержать рабочие условия двигателя, такие как частота вращения двигателя, нагрузка двигателя, расход и/или давление впускного воздуха, положение дросселя, положение педали акселератора, давление окружающей среды, температура окружающей среды, скорость, температура выпускной системы и т.д. Далее, рабочие условия содержат нагрузку и/или состояние и температуру устройств контроля выбросов, таких как трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, система избирательной каталитической нейтрализации (ИКН), накопитель оксидов азота, дизельный сажевый фильтр (ДСФ) окислительный каталитический нейтрализатор и т.д. В данном случае каталитический нейтрализатор относится к каталитическим нейтрализаторам и/или устройствам накопления выбросов в выпускной системы дизельных, бензиновых, гибридных автомобилей и т.д. Температура каталитического нейтрализатора относится к рабочей температуре или температуре активации каталитических реакций каталитических нейтрализаторов и устройств накопления выбросов.
Способ 400 затем переходит к шагу 404, на котором происходит определение текущих условий движения. Например, текущая скорость автомобиля может быть определена на шаге 404. Определение текущих условий движения на шаге 404 может дополнительно содержать получение навигационных данных и/или предыдущих данных о движении автомобиля на шаге 406. Например, текущее местоположение может быть определено из навигационных данных, полученных от GPS. Кроме того, на основе текущего местоположения и далее на основе предыдущих данных о движении автомобиля может быть определен пункт назначения и/или предпочтительный маршрут. В некоторых примерах информация о пункте назначения может быть получена от бортовой навигационной системы или от навигационной системы устройства, подключенного через Bluetooth. В некоторых примерах пункт назначения водителя может быть получен из статистической модели на основе предыдущих данных движения вместе с текущими параметрами движения, такими как скорость автомобиля, текущее местоположение и т.д.
Далее, способ 400 переходит к шагу 408, на котором выполнено прогнозирование будущих условий движения. Будущие условия движения могут быть спрогнозированы на основе информации, полученной из облака на шаге 410, и дополнительно могут быть основаны на информации, передаваемой через автомобильную сеть на шаге 412. Таким образом, облако может обеспечивать обмен данными в режиме реального времени о дорожном движении и дорожных условиях между автомобилями, подключенными к сети «автомобиль-автомобиль». Информация, полученная из облака, может содержать предварительную картину ожидаемых условий дорожного движения, тип дорожного покрытия, данные о дорожно-транспортных происшествиях на маршруте, остановленных автомобилях или заглохших автомобилях и т.д. Например, когда обнаружен длинный спуск, то это может указывать на условие движения накатом. Информация, передаваемая по автомобильной сети, может содержать скорость автомобиля, среднюю скорость автомобилей в автомобильной сети, период, в течение которого сохраняется скорость, и т.д. Например, когда средняя скорость автомобиля меньше порогового значения, пороговое значение равно 5 миль/ч, например, может быть сделан вывод о возникновении затора. В других примерах, когда высокая средняя скорость сохраняется в течение более длительного периода, это может указывать на условия крейсерского хода. В других примерах, когда средняя скорость автомобилей в сети низкая в течение длительного периода времени, это может указывать на режим холостого хода в течение длительного времени.
Способ 400 затем переходит к шагу 414, на котором период может быть оценен на основе сообщений извне автомобиля. Таким образом, период может указывать, например, время, в течение которого сохраняются условия движения. В примере будущих условий движения, в том числе заторы, период может содержать период времени, в течение которого автомобиль может попасть в затор. Используя данные в режиме реального времени о дорожном движении, возможно прогнозирование продолжительности периода, в течение которого может сохраняться затор. В другом примере, если средняя скорость автомобилей в сети возрастает, затем снова уменьшается, причем скорость остается неизменной только в течение коротких периодов времени, то это может указывать на транспортный поток с частным остановками впереди, то есть условие движения в режиме пуска-останова. Таким образом, может быть спрогнозировано вхождение автомобиля в зону плотного движения с большим количеством светофоров на маршруте движения. В таком примере период или длительность условия пуска-останова может зависеть от длины пути, количества остановок, продолжительности периода, когда автомобиль остановлен, дорожных условий и т.д.
Таким образом, при определенных дорожных условиях, таких как, например, работа в холостом режиме в течение длительного времени, ожидают уменьшение температуры выпускной системы. В другом примере, когда поток автомобилей не плотный, когда возможно движение в крейсерском режиме, двигатель расходует небольшое количество топлива или вообще не расходует топливо, температура выпускной системы может начать снижаться. При таких условиях уменьшение температуры выпускной системы может указывать, например, на уменьшение температуры каталитического нейтрализатора. Способ 400 переходит к шагу 416 для определения, ожидается ли падение температуры каталитического нейтрализатора. В частности, может быть определено, что ожидается падение температуры каталитического нейтрализатора ниже порогового значения, пороговое значение, например, равно температуре активации каталитических реакций. При условиях продолжительной работы в режиме холостого хода, когда движение автомобиля может быть прекращено на продолжительное время, температура каталитического нейтрализатора может начать медленно снижаться. На основе периода, оцененного на шаге 416, если не ожидают падения температуры каталитического нейтрализатора ниже порогового значения во время оцененного периода, то способ переходит к шагу 418, на котором двигатель может работать в номинальном режиме, и выполнение способа завершается. В данном случае действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, например, можно не регулировать.
Однако если ожидают падение температуры каталитического нейтрализатора ниже порогового значения при проверке на шаге 416, способ 400 переходит к шагу 420, на котором может быть определено, способны ли действия, направленные на прогрев, привести к достижению пороговой температуры за указанный период, пороговое значение равно температуре активации каталитического нейтрализатора. В соответствии с вышеуказанным раскрытием, выпускные системы дизельных и бензиновых автомобилей могут содержать устройства каталитической нейтрализации и/или устройства накопления выбросов, и у каждого устройства может быть оптимальная температура (температура активации), при которой такие устройства работают в оптимальном режиме. Когда температура устройства или каталитического нейтрализатора опускается ниже порогового значения, различные действия могут быть реализованы в силовом агрегате, чтобы обеспечить подачу тепла в выпускную систему, в том числе (без ограничения) запаздывание сгорания посредством впрыска или момента зажигания, изменения скорости рециркуляции отработавших газов (РОГ), более позднего переключения коробки передач, увеличения нагрузки двигателя посредством вспомогательных агрегатов и т.д.
Если эти действия способны нагреть устройство или каталитический нейтрализатор до температуры активации в течение оцененного периода, то способ 400 переходит к шагу 422, на котором могут быть реализованы такие действия, направленные на прогрев. Однако если такие действия, направленные на прогрев, не способны привести к нагреву устройства или каталитического нейтрализатора до температуры активации в течение указанного периода, то способ 400 переходит к шагу 424, на котором действие, направленное на прогрев каталитического нейтрализатора, может быть отрегулировано. Регулировка действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора, может дополнительно содержать прекращение действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора, на шаге 426. В некоторых примерах действие, направленное на прогрев каталитического нейтрализатора, может быть отложено на определенное время до тех пор, пока текущие условия движения и будущие условия движения автомобиля не изменятся. Таким образом, посредством прогнозирования условий движения, когда действия, направленные на прогрев, могут не привести к прогреву выпускной системы до рабочей температуры, принудительные действия, направленные на прогрев, для сохранения или увеличения температуры выпускной системы могут быть исключены до тех пор, пока не возникнут более подходящие условия движения.
Таким образом, примерный способ содержит регулировку действий, совершаемых с целью прогрева каталитического нейтрализатора, в ответ на ожидаемое уменьшение температуры каталитического нейтрализатора автомобиля ниже порогового значения и оцененного периода на основе сообщений извне автомобиля, в том числе задержки действий, если определяют, что данные действия не способны привести к достижению порогового значения за указанный период, и осуществление действий, если определяют, что данные действия способны привести к достижению порогового значения за указанный период. В качестве дополнения или альтернативы способ может дополнительно содержать расчет периода на основе текущего состояния автомобиля и будущих условий движения, будущие условия движения определены на основе получаемых сообщений. В качестве дополнения или альтернативы способ может дополнительно содержать определение текущего состояния автомобиля на основе данных, полученных из навигационной базы данных автомобиля и предыдущих данных о движении. В качестве дополнения или альтернативы сообщения могут содержать информацию, передаваемую в автомобильной сети, и информацию, полученную из облака. В качестве дополнения или альтернативы автомобильная сеть может содержать один или более автомобилей, движущихся впереди данного автомобиля, и находящихся в пределах порогового расстояния от данного автомобиля. В качестве дополнения или альтернативы информация может содержать скорость автомобиля и/или среднюю скорость автомобилей в автомобильной сети. В качестве дополнения или альтернативы информация может дополнительно содержать данные о дорожном движении, и/или навигационные данные, и/или предыдущие данные о движении. В качестве дополнения или альтернативы пороговое значение может включать в себя температуру активации каталитических реакций каталитического нейтрализатора.
В другом представлении способ может содержать прогнозирование профиля производительности двигателя в перспективе, и, в ответ на температуру каталитического нейтрализатора ниже, чем пороговое значение, прогнозирование максимальной температуры двигателя, достижимой в профиле производительности двигателя, если максимальная температура двигателя ниже, чем температура активации, исключение изменений с целью увеличения температуры выпускной системы и изменение работы для приспособления к условиям без активности каталитического нейтрализатора, или в противном случае - прогрев каталитического нейтрализатора. В качестве дополнения или альтернативы способ может дополнительно содержать прогнозирование максимальной температуры двигателя, достигаемой на основе текущих условий движения, и будущих условий движения целевого автомобиля. В качестве дополнения или альтернативы способ может дополнительно содержать определение текущих условий движения и будущих условий движения на основе информации, передаваемой в автомобильной сети, и информации, полученной из облака. В качестве дополнения или альтернативы информация может содержать скорость автомобиля и/или среднюю скорость других автомобилей в автомобильной сети. В качестве дополнения или альтернативы информация может дополнительно содержать условия дорожного движения, маршрут и предыдущие данные о движении. В качестве дополнения или альтернативы осуществление операции прогрева каталитического нейтрализатора может содержать выполнение одного или нескольких действий, направленных на прогрев выпускной системы, с целью увеличения температуры выпускной системы, действия, направленные на прогрев, включают в себя изменение скорости рециркуляции отработавших газов, более позднее переключение коробки передач и увеличение нагрузки двигателя посредством вспомогательных агрегатов. В качестве дополнения или альтернативы отсутствие каталитической активности может содержать отсутствие действий, направленных на прогрев выпускной системы, до тех пор, пока прогнозируемая максимальная температура двигателя не превысит температуру активации.
Что касается ФИГ. 5, показан примерный способ 500 для предотвращения действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора при условиях продолжительной работы в холостом режиме. В частности, способ определяет условие продолжительной работы в режиме холостого хода на основе текущей скорости автомобиля и прогнозируемых будущих условий движения, и дополнительно исключает выполнение действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора, при условиях продолжительной работы в режиме холостого хода.
Способ 500 начат с шага 502, на котором осуществлено определение и/или расчет рабочих условий автомобиля. Рабочие условия могут содержать рабочие условия двигателя, такие как частота вращения двигателя, нагрузка двигателя, расход и/или давление впускного воздуха, положение дросселя, положение педали акселератора, давление окружающей среды, температура окружающей среды, скорость, температура выпускной системы и т.д. Далее, рабочие условия содержат нагрузку и/или состояние и температуру устройств контроля выбросов, таких как трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, система избирательной каталитической нейтрализации (ИКН), накопитель оксидов азота, дизельный сажевый фильтр (ДСФ) окислительный каталитический нейтрализатор и т.д.
Далее, на шаге 504 способ 500 определяет, происходит ли снижение скорости автомобиля ниже порогового значения скорости Thr_VS. Скорость автомобиля может быть определена, например, из выходных данных датчиков скорости автомобиля. В некоторых примерах замедление или степень уменьшения скорости может быть проверена на шаге 504. Если скорость автомобиля ниже порогового значения Thr_VS, выполнение способа завершается.
Однако если скорость автомобиля ниже, чем пороговая скорость, то способ 500 переходит к шагу 506, на котором могут быть спрогнозированы будущие условия движения. Таким образом, прогнозирование будущих условий движения может быть начато с определения текущих условий движения на шаге 508. Текущие условия движения могут содержать, например, текущее местоположение автомобиля. Текущее местоположение может быть определено, например, из данных, получаемых от GPS. В качестве дополнения и/или альтернативы текущие условия движения могут содержать текущую температуру каталитического нейтрализатора. Таким образом, текущая температура каталитического нейтрализатора может быть определена из выходных данных температурных датчиков каталитического нейтрализатора. В некоторых примерах текущая температура каталитического нейтрализатора может быть получена из температуры отработавших газов. В данном случае каталитический нейтрализатор относится к каталитическим нейтрализаторам и устройствам накопления выбросов в выпускной системе дизельных, бензиновых, гибридных автомобилей и т.д.
Далее, на шаге 510 способ 500 содержит получение данных из облака. Таким образом, облако может обеспечивать обмен данными в режиме реального времени о дорожном движении и дорожных условиях между автомобилями, подключенными к сети «автомобиль-автомобиль». В данном случае облачные данные могут содержать среднюю скорость автомобилей в автомобильной сети. Далее, на шаге 512 могут быть получены навигационные данные. Таким образом, навигационные данные могут содержать пункт назначения, полученный, например, на основе предыдущих данных о движении. Навигационные данные могут в качестве дополнения и/или альтернативы содержать предпочтительный маршрут, дополнительно полученный из предыдущих данных о движении. Таким образом, будущие условия движения могут быть спрогнозированы на основе текущих условий движения, облачных данных и навигационных данных, все эти данные могут быть получены одновременно или последовательно. Когда средняя скорость автомобилей в сети ниже порогового значения скорости в течение определенного периода времени, будущие условия движения могут быть спрогнозированы как условия продолжительного нахождения в режиме холостого хода.
Таким образом, на основе текущего местоположения и навигационных данных может быть определен предпочтительный пункт назначения и/или маршрут. Далее, данные о дорожном движении, полученные из облака, могут показывать неподвижные автомобили из-за дорожно-транспортного происшествия или строительных работ.
Далее, на шаге 514 способ 500 содержит прогнозирование времени t1, когда скорость автомобиля возрастет и превысит пороговое значение Thr_VS. Другими словами, время t1 может быть моментом времени, в который, согласно прогнозу, условие продолжительной работы в холостом режиме может быть завершено. Таким образом, на основе связи с сетью «автомобиль-автомобиль», например, существует возможность определения завершения условия продолжительной работы в режиме холостого хода. Например, посредством связи с сетью «автомобиль-автомобиль», появляется возможность прогнозирования завершения условия работы в режиме холостого хода, например, и дополнительно определения момента, когда скорость автомобиля может начать возрастать в определенное время, например, t1.
Затем способ 500 переходит к шагу 516, на котором может быть спрогнозировано время t2, когда температура каталитического нейтрализатора падает ниже порогового значения Thr (Thr - это температура активации каталитического нейтрализатора). Таким образом, когда автомобиль находится в продолжительных условиях работы в режиме холостого хода, температура каталитического нейтрализатора может начать снижаться. В данном случае может быть рассчитан темп снижения температуры каталитического нейтрализатора. Зная температуру активации каталитического нейтрализатора, на основе расчетного темпа снижения может быть спрогнозировано время t2, когда температура каталитического нейтрализатора упадет ниже температуры активации.
Затем способ 500 переходит к шагу 518, на котором может быть выполнена проверка, превышает ли спрогнозированное время t1, когда скорость автомобиля превысит пороговое значение, спрогнозированное время t2, когда температура каталитического нейтрализатора упадет ниже порогового значения Thr. Если время t1 превышает время t2, указывая на то, что температура каталитического нейтрализатора упадет ниже порогового значения, пока автомобиль все еще находится в состоянии продолжительной работы в режиме холостого хода, то способ 500 переходит к шагу 522, на котором действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть исключены. Таким образом, когда действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, выполняют, пока автомобиль находится в состоянии продолжительной работы в режиме холостого хода, действия, направленные на прогрев, могут не привести к увеличению температуры каталитического нейтрализатора до температуры активации, например. Таким образом, при таких условиях продолжительной работы в холостом режиме действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть исключены. Однако если время t1 меньше, чем время t2, указывая на то, что условия продолжительной работы в холостом режиме буду завершены до того, как температура каталитического нейтрализатора упадет ниже температуры активации, способ 500 переходит к шагу 520, на котором действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть осуществлены на основе температуры каталитического нейтрализатора. В данном случае действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть способными привести к достижению температуры активации и, следовательно, действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть осуществлены, и осуществление способа завершается.
Что касается шага 522, на котором действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, исключены, способ может перейти к шагу 524, чтобы определить, превышает ли скорость автомобиля пороговое значение. Таким образом, если скорость автомобиля возрастает и превышает пороговое значение, это может указывать на завершение условий продолжительной работы в режиме холостого хода. Если условия продолжительной работы в режиме холостого хода завершены, то способ переходит к шагу 528, на котором действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть осуществлены, иначе способ 500 переходит к шагу 526, на котором действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть снова отложены. Таким образом, способ может непрерывно отслеживать условия движения и откладывать осуществление действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора, до тех пор, пока не возникнут благоприятные условия.
Что касается ФИГ. 7, на графике 700 показано примерное отношение между скоростью автомобиля и температурой каталитического нейтрализатора. Кривая 702 на ФИГ. 7 показывает скорость автомобиля, а кривая 704 показывает температуру каталитического нейтрализатора во время различных условий движения. Горизонтальная пунктирная линия 710 соответствует пороговому значению скорости автомобиля, а горизонтальная пунктирная линия 712 соответствует пороговой температуре каталитического нейтрализатора. На оси X отложено время, увеличивающееся в направлении слева направо на схеме. Ось Y верхнего графика представляет собой скорость автомобиля, наименьшее значение показано в нижней части графика с увеличением в направлении к верхней части графика. Аналогично, ось Y нижнего графика представляет собой температуру, наименьшее значение показано в нижней части графика с увеличением в направлении к верхней части графика.
Во время t0 скорость (702) автомобиля выше порогового значения скорости (710), а температура (704) каталитического нейтрализатора выше порогового значения (712) температуры. Пороговым значением температуры может быть температура активации каталитических реакций. Поскольку температура каталитического нейтрализатора выше, чем температура активации каталитических реакций, операции, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, не могут быть инициированы.
Время между t1 и t5 представляет собой первое условие движения. Между временем t1 и t2 возникает снижение скорости (702) автомобиля, и во время этого временного интервала скорость автомобиля падает ниже порогового значения (710). Во время t1, когда скорость автомобиля начинает падать ниже порогового значения скорости, будущее время t'4, когда скорость автомобиля превысит пороговое значение 710, может быть спрогнозировано. В соответствии с вышеуказанным описанием, спрогнозированное время t'4 может быть рассчитано на основе спрогнозированных будущих условий движения. Таким образом, будущие условия движения могут быть спрогнозированы на основе текущих условий движения, навигационных данных, облачных данных и предыдущих данных о движении. Далее, на основе темпа уменьшения скорости автомобиля темпа снижения температуры выпускной системы может быть спрогнозировано время t2, когда температура каталитического нейтрализатора упадет ниже порогового значения 712. Таким образом, первый спрогнозированный промежуток времени или период Т1 для повышения скорости хода автомобиля до уровня, превышающего пороговое значение, может быть равен (t'4-t1), а второй спрогнозированный промежуток времени или период Т2 для падения температуры каталитического нейтрализатора до уровня ниже порогового значения может быть равен (t2-t1).
В одном из примеров, когда скорость целевого автомобиля падает ниже порогового значения во время t1, может быть определено текущее местоположение целевого автомобиля. Текущее местоположение может быть определено на основе сигнала GPS. Далее, могут быть спрогнозированы будущие условия движения. На основе навигационных данных и/или предыдущих данных о движении может быть определен предпочтительный маршрут. По предпочтительному маршруту может быть установлена связь «автомобиль-автомобиль» с пороговым количеством автомобилей в пределах порогового расстояния от целевого автомобиля, например. Например, средняя скорость автомобилей в автомобильной сети может быть получена из облака. На основе средней скорости автомобиля, не превышающей пороговое значение, может быть определено, что автомобили в автомобильной сети могут находиться без движения впереди. Затем данные о дорожном движении в режиме реального времени могут быть получены из облака. Например, данные о дорожном движении могут указывать на то, что из-за дорожно-транспортного происшествия на маршруте движения впереди находятся остановленные автомобили. На основе обновлений данных о дорожном движении в режиме реального времени, будет рассчитан момент времени, когда автомобили в сети начнут движение, и дополнительно может быть спрогнозирован период Т1 времени, когда скорость целевого автомобиля превысит пороговое значение. Если продолжительность Т1 превышает пороговое значение, может быть определено, что автомобиль находится в условиях продолжительной работы в режиме холостого хода, например.
Когда целевой автомобиль находится в условиях продолжительной работы в режиме холостого хода, температура выпускной системы может начать снижаться, и дополнительно температура каталитического нейтрализатора может также начать снижаться. На основе темпа снижения температуры каталитического нейтрализатора (наклон кривой 704) может быть спрогнозировано, что температура каталитического нейтрализатора упадет ниже порогового значения во время t2. Далее, может быть спрогнозирован период 12, в котором температура каталитического нейтрализатора может упасть ниже порогового значения 712. В данном случае пороговое значение может содержать температуру активации каталитических реакций каталитического нейтрализатора, а 12 может быть равно (t2-t1).
Таким образом, когда температура каталитического нейтрализатора падает ниже порогового значения, действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть рекомендованы в t3. На пунктирной кривой 706 показано спрогнозированное увеличение температуры каталитического нейтрализатора, если осуществляются рекомендованные действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора. Однако поскольку Т1 больше, чем Т2, действия, направленные на прогрев, не будут инициированы в рекомендованное время t3. Это объясняется тем, что при условиях продолжительной работы в режиме холостого хода действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть не способны обеспечить подачу достаточного количества тепла в выпускную систему, чтобы активные компоненты выпускной системы достигли температуры активации, даже если в силовом агрегате принудительно выполняют действия, направленные на прогрев. Таким образом, любые действия, предпринимаемые в попытке повысить температуру выпускной системы, являются безрезультатными, потому что они не приводят к требуемому снижению выбросов, т.е. экономия топлива ухудшается, а водитель не получает общей выгоды. Таким образом, действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть исключены в t3, и температура каталитического нейтрализатора может начать падать (704).
Во время t4 скорость целевого автомобиля начинает возрастать (график 702). Например, дорожно-транспортное происшествие устранено, в результате чего автомобили, движущиеся по маршруту, могут начать движение. Во время t4, если инициированы действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, температура каталитического нейтрализатора может начать увеличиваться (как показано пунктирной кривой 708). Однако на основе облачных данных и навигационных данных может быть определено, что целевой автомобиль сможет проехать небольшое расстояние вперед, после чего во время t5 снова возникнут условия продолжительной работы в режиме холостого хода. Например, навигационные данные могут указывать, что целевой автомобиль прибудет в пункт назначения, находящийся на небольшом расстоянии, во время t5. В другом примере данные о дорожном движении в режиме реального времени и связь «автомобиль-автомобиль» могут дополнительно спрогнозировать условия продолжительной работы в холостом режиме, которые начнутся во время t5. В обоих примерах с преодолением малого расстояния до пункта назначения или до прогнозируемого начала условий работы в холостом режиме действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, начатые во время t4, не приведут к нагреву каталитического нейтрализатора до пороговой температуры. Это показано пунктирной кривой 708, на которой температура каталитического нейтрализатора не способна достичь порогового значения до времени t5, и, следовательно, действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть отложены далее до тех пор, пока не будут спрогнозированы более благоприятные условия движения.
Таким образом, на основе связи с облаком и дополнительной связи с автомобилями в сети появляется возможность отрегулировать действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, и выполнять эти действия, только когда существует возможность достижения каталитическим нейтрализатором температуры активации каталитических реакций в пределах цикла движения, например.
В другом примере условия движения показаны между временем t6 и t7. Во время t7 возникает снижение скорости (702) автомобиля, и во время этого временного интервала скорость автомобиля падает ниже порогового значения (710). Во время t7, когда скорость автомобиля начинает падать ниже порогового значения скорости, будущее время t'9, когда скорость автомобиля превысит пороговое значение 710, может быть спрогнозировано. В соответствии с вышеуказанным описанием, спрогнозированное время t'9 может быть рассчитано на основе спрогнозированных будущих условий движения. Таким образом, будущие условия движения могут быть спрогнозированы на основе текущих условий движения, навигационных данных, облачных данных и предыдущих данных о движении. Далее, на основе темпа уменьшения скорости автомобиля темпа снижения температуры выпускной системы может быть спрогнозировано время t8, когда температура каталитического нейтрализатора упадет ниже порогового значения 712. Таким образом, первый спрогнозированный промежуток времени или период Т1 для повышения скорости автомобиля до уровня, превышающего пороговое значение, может быть равен (t'9-t7), а второй спрогнозированный промежуток времени или период Т2 для падения температуры каталитического нейтрализатора до уровня ниже порогового значения может быть равен (t7-t6).
Когда скорость целевого автомобиля падает ниже порогового значения во время t7, может быть определено текущее местоположение целевого автомобиля. Текущее местоположение может быть определено на основе сигнала GPS. Далее, могут быть спрогнозированы будущие условия движения. На основе навигационных данных и/или предыдущих данных о движении может быть определен предпочтительный маршрут. По предпочтительному маршруту может быть установлена связь «автомобиль-автомобиль» с пороговым количеством автомобилей в пределах порогового расстояния от целевого автомобиля, например. Например, средняя скорость автомобилей в автомобильной сети может быть получена из облака. На основе средней скорости автомобиля, не превышающей пороговое значение, может быть определено, что автомобили в автомобильной сети могут находиться без движения впереди. Затем данные о дорожном движении в режиме реального времени могут быть получены из облака. Например, данные о дорожном движении могут указывать на затор, возникший впереди из-за строительных работ на маршруте. На основе обновлений данных о дорожном движении в режиме реального времени, будет рассчитан момент времени, когда автомобили в сети начнут движение с пороговой скоростью, и дополнительно может быть спрогнозирован период Т1 времени, когда скорость целевого автомобиля превысит пороговое значение. Однако Т1 может быть меньше, чем пороговое значение, и может быть определено, что автомобиль не находится в условиях продолжительной работы в режиме холостого хода, но, например, попал в медленно движущийся поток.
Когда целевой автомобиль находится в условиях движения с частыми остановками, в медленно движущемся потоке, температура выпускной системы может начать снижаться, и дополнительно температура каталитического нейтрализатора может также начать снижаться. На основе темпа снижения температуры каталитического нейтрализатора (наклон кривой 704) может быть спрогнозировано, что температура каталитического нейтрализатора упадет ниже порогового значения во время t7. Далее, может быть спрогнозирован период Т2 (t7-t6), в котором температура каталитического нейтрализатора может упасть ниже порогового значения 712. В данном случае пороговое значение может содержать температуру активации каталитических реакций каталитического нейтрализатора.
Таким образом, когда температура каталитического нейтрализатора падает ниже порогового значения, действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть рекомендованы в t8. В некоторых примерах действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть рекомендованы в t7. На пунктирной кривой 714 показано спрогнозированное увеличение температуры каталитического нейтрализатора, если осуществляются рекомендованные действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора. Хотя Т1 и больше, чем Т2, но Т1 меньше, чем пороговое значение, которое может соответствовать условиям продолжительной работы в режиме холостого хода, действия, направленные на прогрев, могут быть инициированы во время t8, как и было рекомендовано. Это объясняется тем, что при условиях медленно движущегося потока действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут обеспечить подачу достаточного количества тепла, чтобы активные компоненты выпускной системы смогли достичь температуры активации. Таким образом, действия, направленные на прогрев, осуществляемые с целью нагревания выпускной системы не являются безрезультатными, потому что приводят к требуемому снижению выбросов. Таким образом, действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть выполнены в t8, и температура каталитического нейтрализатора может увеличиваться (714).
На основе облачных данных и навигационных данных может быть определено, что скорость целевого автомобиля превысит пороговое значение в t'9. Например, навигационные данные могут указывать на конец участка строительных работ, и превышение порогового значения скоростей автомобилей в автомобильной сети. Таким образом, инициирование действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора, в t8 позволит прогреть каталитический нейтрализатора до температуры активации каталитических реакций в t9, например.
Таким образом, на основе связи с облаком и дополнительной связи с автомобилями в сети появляется возможность отрегулировать действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, и выполнять эти действия, только когда существует возможность достижения каталитическим нейтрализатором температуры активации каталитических реакций в пределах цикла движения, например.
В другом примере условия движения показаны между временем t11 и t14. Во время t11 происходит снижение скорости (702) автомобиля, и скорость автомобиля снижается ниже порогового значения (710) во время t12. Во время t11, когда скорость автомобиля начинает падать ниже порогового значения скорости, будущее время t'12, когда скорость автомобиля превысит пороговое значение 710, может быть спрогнозировано. В соответствии с вышеуказанным описанием, спрогнозированное время t'12 может быть рассчитано на основе спрогнозированных будущих условий движения. В соответствии с вышеуказанным описанием, будущие условия движения могут быть спрогнозированы на основе текущих условий движения, навигационных данных, облачных данных и предыдущих данных о движении. Далее, на основе темпа уменьшения скорости автомобиля темпа снижения температуры выпускной системы может быть спрогнозировано время t12, когда температура каталитического нейтрализатора упадет ниже порогового значения 712. Таким образом, первый спрогнозированный промежуток времени или период Т1 для повышения скорости автомобиля до уровня, превышающего пороговое значение, может быть равен (t'12-t12), а второй спрогнозированный промежуток времени или период Т2 для падения температуры каталитического нейтрализатора до уровня ниже порогового значения может быть равен (t13-t12).
Когда скорость целевого автомобиля падает ниже порогового значения во время t12, может быть определено текущее местоположение целевого автомобиля. Текущее местоположение может быть определено на основе сигнала GPS. Далее, могут быть спрогнозированы будущие условия движения. На основе навигационных данных и/или предыдущих данных о движении может быть определен предпочтительный маршрут. По предпочтительному маршруту может быть установлена связь «автомобиль-автомобиль» с пороговым количеством автомобилей в пределах порогового расстояния от целевого автомобиля, например. Например, средняя скорость автомобилей в автомобильной сети может быть получена из облака. На основе средней скорости автомобиля ниже, чем пороговое значение, может быть определено, что автомобили в автомобильной сети могут двигаться с более низкими скоростями, что может послужить основой для прогноза, что такая ситуация продлится не долго, например, на основе данных о дорожном движении в режиме реального времени. На основе обновлений данных о дорожном движении в режиме реального времени, будет рассчитан момент времени, когда автомобили в сети начнут движение с пороговой скоростью, и дополнительно может быть спрогнозирован период Т1 времени, когда скорость целевого автомобиля превысит пороговое значение. Однако Т1 может быть меньше, чем пороговый период для условий продолжительной работы в режиме холостого хода, например, и может быть определено, что автомобиль не находится в условиях продолжительной работы в режиме холостого хода, но, например, попал в медленно движущийся поток.
Когда целевой автомобиль находится в условиях движения с частыми остановками, в медленно движущемся потоке, температура выпускной системы может начать снижаться, и дополнительно температура каталитического нейтрализатора может также начать снижаться. На основе темпа снижения температуры каталитического нейтрализатора (наклон кривой 704) может быть спрогнозировано, что температура каталитического нейтрализатора упадет ниже порогового значения во время t12. Далее, может быть спрогнозирован период Т2 (t13-t12), в котором температура каталитического нейтрализатора может упасть ниже порогового значения 712. В данном случае пороговое значение может содержать температуру активации каталитических реакций каталитического нейтрализатора.
Таким образом, когда температура каталитического нейтрализатора падает ниже порогового значения, действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть рекомендованы в t8. В некоторых примерах действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть рекомендованы в t7. Поскольку Т2 больше, чем Т1, могут быть выполнены действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора. Таким образом, действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть выполнены в t'12, и температура каталитического нейтрализатора может быть увеличена (704).
Таким образом, на основе связи с облаком и дополнительной связи с автомобилями в сети появляется возможность отрегулировать действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, и выполнять эти действия, когда существует возможность достижения каталитическим нейтрализатором температуры активации каталитических реакций в пределах цикла движения, например.
Таким образом, примерный способ для автомобиля содержит, в ответ на падение скорости автомобиля ниже порогового значения скорости, исключение действий, направленных на прогрев выпускной системы, когда первое прогнозируемое время для увеличения скорости автомобиля выше порогового значения больше, чем второе расчетное время для уменьшения температуры каталитического нейтрализатора ниже пороговой температуры и/или порогового периода, и выполнение действий, направленных на прогрев выпускной системы, когда первое время меньше, чем второе время. В качестве дополнения или альтернативы способ может дополнительно содержать определение первого прогнозируемого времени на основе текущих условий движения и прогнозируемых будущих условий движения. В качестве дополнения или альтернативы способ может содержать определение текущих условий движения и прогнозируемых будущих условий движения на основе данных, полученных из облака. В качестве дополнения или альтернативы способ может содержать определение первого прогнозируемого времени на основе навигационных данных и/или данных о дорожном движении. В качестве дополнения или альтернативы пороговой температурой может быть температура активации каталитических реакций каталитического нейтрализатора, а пороговым периодом может быть длительность условий продолжительной работы в режиме холостого хода.
Что касается ФИГ. 6, показан примерный способ 600 для запуска прогрева каталитического нейтрализатора на основе входных данных о пункте назначения, полученных от водителя гибридного электрического автомобиля и прогнозируемых пусках-остановах автомобиля. В частности, способ 600 содержит начало прогрева каталитического нейтрализатора, когда прогнозируемое количество остановок ниже порогового количества, и отсутствие прогрева каталитического нейтрализатора в противном случае.
Способ 600 начинается с шага 602, на котором определено, получены ли данные о пункте назначения водителя. В некоторых примерах получение данных о пункте назначения может содержать, например, ввод данных пункта назначения в систему GPS. В некоторых других примерах пункт назначения водителя может быть получен из предыдущих данных о движении. Если данные о пункте назначения не получены, способ завершается.
Если данные о пункте назначения получены на шаге 602, то способ переходит к шагу 604, на котором может быть спрогнозировано количество циклов пуска-останова автомобиля. В гибридных электрических автомобилях во время цикла пуска-останова двигатель может быть автоматически заглушен и перезапущен, чтобы уменьшить продолжительность работы в режиме холостого хода, тем самым снижая расход топлива и количество выбросов. Прогнозирование количества циклов пуска-останова автомобиля может быть основано на текущих условиях движения на шаге 606 и дополнительно может быть основано на будущих условиях движения, спрогнозированных на шаге 608. Таким образом, расчет текущих условий движения содержит расчет текущего местоположения автомобиля, текущую скорость и т.д. Прогнозирование будущих условий движения может дополнительно содержать получение навигационных и облачных данных на шаге 614, а также прогнозирование будущих условий движения на основе полученных данных. Например, навигационные данные могут содержать маршрут, созданные на основе введенных данных о пункте назначения, полученных на шаге 602. Данные, полученные из облака, могут содержать дорожные условия в режиме реального времени и дополнительно содержать данные (такие как средняя скорость автомобилей в сети), передаваемые между автомобилями, подключенными к сети «автомобиль-автомобиль». В данном случае информация, полученная из облака, может содержать предварительную оценку ожидаемых условий дорожного движения, тип дорожного покрытия, данные о дорожно-транспортных происшествиях на маршруте, остановленных автомобилях или заглохших автомобилях, количестве светофоров и т.д.
Далее, способ переходит к шагу 618, на котором определено, если прогнозируемое количество циклов пуска-останова автомобиля превышает пороговое значение. Если ответ «ДА», то способ 600 переходит к шагу 624, на котором прогрев каталитического нейтрализатора не может быть начат, когда, например, температура каталитического нейтрализатора ниже температуры активации. В данном случае отсутствие запуска прогрева каталитического нейтрализатора может содержать отсутствие запуска двигателя в момент перезапуска на шаге 626, и способ завершается.
Однако если прогнозируемое количество циклов пуска-останова автомобиля ниже, чем пороговое значение, то способ 600 переходит к шагу 620, на котором прогрев каталитического нейтрализатора может быть начат, когда температура каталитического нейтрализатора опускается, например, ниже температуры активации. В данном случае запуск прогрева каталитического нейтрализатора может содержать запуск двигателя в момент перезапуска на шаге 626, и способ завершается.
Например, контроллер 12 может идентифицировать и/или управлять количеством электрической энергии, сохраняемой в устройстве хранения энергии, которое может быть названо состоянием заряда (СЗ). Что касается ФИГ. 8, на графике 800 показано примерное отношение между состоянием заряда (СЗ) устройства хранения энергии в гибридном электрическом автомобиле, двигателем внутреннего сгорания в гибридном электрическом автомобиле и температурой каталитического нейтрализатора. Кривая 802 на ФИГ. 8 показывает СЗ, кривая 804 показывает пуск и останов двигателя, и кривая 806 показывает температуру каталитического нейтрализатора в выпускной системе двигателя. Горизонтальная пунктирная линия 808 соответствует пороговому значению заряда автомобиля, а горизонтальная пунктирная линия 810 соответствует пороговой температуре каталитического нейтрализатора. На оси X отложено время, увеличивающееся в направлении слева направо на схеме. Ось Y верхнего графика представляет собой заряд, наименьшее значение показано в нижней части графика с увеличением в направлении к верхней части графика. Аналогично, ось Y нижнего графика представляет собой температуру, наименьшее значение показано в нижней части графика с увеличением в направлении к верхней части графика.
Во время t0 двигатель ГЭА может быть остановлен (804), а температура (806) каталитического нейтрализатора может быть выше, чем, например, пороговое значение (810). В данном случае ГЭА может функционировать в режиме расходования заряда. Во время режима расходования заряда работа ГЭА может зависеть от энергии или СЗ аккумуляторной батареи. Например, ГЭА может работать в режиме расходования заряда при пуске и переключаться на режим подзарядки после достижения аккумуляторной батареей минимального порогового значения СЗ.
Во время t1 входные данные о пункте назначения могут быть получены, например, от водителя ГЭА. В соответствии с вышеуказанным описанием получение входных данных о пункте назначения может содержать, например, ввод водителем данных о пункте назначения в систему GPS. В некоторых примерах пункт назначения может быть получен из предыдущих данных о движении.
На основе данных о пункте назначения, полученных во время t1, может быть спрогнозировано количество пусков-остановов. Таким образом, между t1 и t2 может быть спрогнозировано количество пусков-остановов. Однако для прогнозирования количества пусков-остановов могут быть определены текущие условия движения. Текущие условия движения могут содержать текущее местоположение автомобиля, определенное на основе сигнала от GPS, например. Далее, на основе данных о пункте назначения могут быть спрогнозированы будущие условия движения. Прогнозирование будущих условий движения может включать в себя создание предпочтительного маршрута. В пределах предпочтительного маршрута может быть выбрана сеть автомобилей, и внешняя связь может быть установлена между автомобилями в сети и облаком. Например, сеть может содержать парк автомобилей, находящихся, например, в пределах порогового расстояния перед целевым автомобилем. Далее, данные о дорожных условиях в режиме реального времени могут быть получены из облака. На основе текущих условий движения и будущих условий движения может быть спрогнозировано количество пусков-остановов автомобиля.
В примерном сценарии во время t1 может быть определено, что автомобиль движется по дорожному участку с плотным движением с количеством светофоров, превышающим пороговое значение количества светофоров. Далее, на основе времени суток может быть определено, что продолжительности режимов светофоров могут быть увеличенными. Таким образом, может быть сделан прогноз о том, что автомобиль может испытать количество пусков-остановов между временем t1 и t2, превышающее пороговое значение.
Во время t1 температура (806) каталитического нейтрализатора ниже порогового значения (810). В одном из примеров пороговое значение может содержать температуру инициирования каталитических реакций каталитического нейтрализатора. Однако действия, направленные на прогрев каталитического нейтрализатора, могут быть отложены, поскольку прогнозируемое количество пусков-остановов превышает пороговое значение. Кроме того, поскольку СЗ выше, чем пороговое значение заряда (808), двигатель может оставаться заглушенным между t1 и t2. Таким образом, температура каталитического нейтрализатора сможет опускаться до уровня ниже порогового значения, и двигатель может быть не запущен с целью нагрева каталитического нейтрализатора до температуры активации.
В другом примере условия движения показаны между t3 и t7. Во время t3 входные данные о пункте назначения могут быть получены, например, от водителя ГЭА. В соответствии с вышеуказанным описанием получение входных данных о пункте назначения может содержать, например, ввод водителем данных о пункте назначения в систему GPS. В некоторых примерах пункт назначения может быть получен из предыдущих данных о движении.
Далее, текущие условия движения и будущие условия движения могут быть определены во время t1. Прогноз будущих условий движения, определенных посредством установления связи с сетью автомобилей и облаком, может указывать на длинный крутой подъем в течение периода между t4 и t6. В t4 температура каталитического нейтрализатора пускается ниже пороговой температуры. Однако между t4 и t5 СЗ (802) выше, чем пороговый заряд (808), и, следовательно, двигатель может оставаться заглушенным между t4 и t5, и температура каталитического нейтрализатора может снижаться.
Во время t5 СЗ может достичь порогового значения заряда. Если двигатель на запущен, то СЗ может продолжить падать, как показано пунктирной кривой 812. Чтобы избежать падения СЗ ниже порогового уровня, двигатель может быть запущен в t5 и может работать в течение времени между t5 и t7. В данном случае пуск двигателя увеличит температуру каталитического нейтрализатора, а температура каталитического нейтрализатора может превысить пороговое значение. Двигатель может быть заглушен в t7, когда, например, и СЗ превышает пороговый заряд, и температура каталитического нейтрализатора превышает температуру активации.
Таким образом, примерный способ для гибридного автомобиля содержит, в ответ на получение данных о пункте назначения, прогнозирование количества циклов пуска-останова на маршруте движения автомобиля, отсутствие пуска двигателя в момент перезапуска, когда температура каталитического нейтрализатора ниже температуры активации, когда количество циклов пуска-останова превышает пороговое значение, и пуск двигателя в момент перезапуска, когда температура каталитического нейтрализатора ниже температуры активации, когда количество циклов пуска-останова меньше порогового количества. В качестве дополнения или альтернативы способ может дополнительно содержать прогнозирование периода межу циклами пуска-останова автомобиля и отсутствие пуска двигателя в момент перезапуска, когда температура каталитического нейтрализатора ниже температуры активации, когда период меньше порогового периода. В качестве дополнения или альтернативы способ может дополнительно содержать пуск двигателя в момент перезапуска, когда температура каталитического нейтрализатора ниже температуры активации, когда период больше порогового периода. В качестве дополнения или альтернативы способ может дополнительно содержать прогнозирование периода между циклами пуска-останова автомобиля, количество циклов пуска-останова основано на текущем местоположении автомобиля и навигационных данных, и дополнительно основано на облачных данных из сети «автомобиль-автомобиль». В качестве дополнения или альтернативы способ может дополнительно содержать регулировку пуска двигателя на основе состояния заряда аккумуляторной батареи автомобиля. В качестве дополнения или альтернативы цикл пуска-останова может содержать единичный запуск автомобиля, работу двигателя и останов автомобиля при работе двигателя ниже порогового значения.
Таким образом, посредством прогнозирования условий движения, в которых выпускная система не может быть прогрета до рабочей температуры, принудительные действия, направленные на прогрев выпускной системы, могут быть отложены или приостановлены до тех пор, пока не возникнут подходящие условия движения. Таким образом, потребительское восприятие может быть улучшено, и дополнительно может быть снижена стоимость прогрева. Технический результат откладывания действий, направленных на прогрев выпускной системы, на основе прогнозируемых условий движения состоит в возможности получения оптимальной стратегии непрерывного отслеживания стоимости прогрева в пересчете на расход топлива и воздействия на водителя относительно откладывания прогрева каталитического нейтрализатора до тех пор, пока не возникнут более благоприятные условия.
Вышеуказанные системы и способы могут быть использованы для того, чтобы на их основе предложить способ, содержащий регулировку действий, направленных на прогрев каталитического нейтрализатора, в ответ на ожидаемое уменьшение температуры каталитического нейтрализатора автомобиля ниже порогового значения и оцененного периода на основе в сообщений извне автомобиля, в том числе задержку действий, если определяют, что данные действия не способны привести к достижению порогового значения за указанный период, и осуществление действий, если определяют, что данные действия способны привести к достижению порогового значения за указанный период. В первом примере способа способ может в качестве дополнения или альтернативы содержать оценку периода на основе текущего состояния автомобиля и будущих условий движения, будущие условия движения определены на основе получаемых сообщений. Второй пример способа в варианте осуществления изобретения содержит первый пример и дополнительно содержит определение текущих условий автомобиля на основе данных, полученных из навигационной базы данных автомобиля и предыдущих данных о движении. Третий пример способа в варианте осуществления изобретения содержит первый и/или второй пример, и дополнительно содержит сообщения, содержащие информацию, передаваемую по автомобильной сети, и информацию, полученную из облака. Четвертый пример способа в варианте осуществления изобретения содержит один или более из 1-3 примеров и дополнительно содержит автомобильную сеть, содержащую один или более автомобилей, движущихся впереди от данного автомобиля и, находящихся в пределах порогового расстояния от данного автомобиля. Пятый пример способа в варианте осуществления изобретения содержит один или более из 1-4 примеров и дополнительно содержит информацию, содержащую скорость автомобиля и/или среднюю скорость автомобилей в автомобильной сети. Шестой пример способа в варианте осуществления изобретения содержит один или более из 1-5 примеров, и дополнительно содержит информацию, дополнительно содержащую данные о дорожном движении и/или навигационные данные, и/или предыдущие данные о движении. Седьмой пример способа в варианте осуществления изобретения содержит один или более из 1-6 примеров и дополнительно содержит пороговое значение, содержащее температуру активации каталитических реакций каталитического нейтрализатора.
Системы и способы, раскрытые выше, также позволяют предложить способ, который содержит, в ответ на падение скорости автомобиля ниже порогового значения скорости, исключение действий, направленных на прогрев выпускной системы, когда первое прогнозируемое время для увеличения скорости автомобиля выше порогового значения больше, чем второе расчетное время для уменьшения температуры каталитического нейтрализатора ниже пороговой температуры и/или порогового периода, и выполнение действий, направленных на прогрев выпускной системы, когда первое время меньше, чем второе время. В первом примере способа способ может в качестве дополнения или альтернативы содержать определение первого прогнозируемого времени на основе текущих условий движения и прогнозируемых будущих условий движения. Второй пример способа в варианте осуществления изобретения содержит первый пример и дополнительно содержит определение текущих условий движения и прогнозируемых будущих условий движения на основе данных из облака. Третий пример способа в варианте осуществления изобретения содержит один или более из 1-2 примеров, и дополнительно содержит определение первого прогнозируемого времени на основе навигационных данных и/или данных о дорожном движении. Четвертый пример способа в варианте осуществления изобретения содержит один или более из 1-3 примеров, и дополнительно содержит то, что пороговая температура содержит температуру активации каталитических реакций каталитического нейтрализатора. Пятый пример способа в варианте осуществления изобретения содержит один или более из 1-4 примеров, и дополнительно то, что пороговый период содержит продолжительность условий продолжительной работы в режиме холостого хода.
Системы и способы, раскрытые выше, также позволяют предложить систему для гибридного автомобиля, система содержит двигатель, соединенный с системой доочистки отработавших газов, устройство хранения энергии, выполненное с возможностью хранения энергии, и контроллер, содержащий машиночитаемый носитель с исполняемыми инструкциями в ответ на получение данных о пункте назначения, прогнозирование количества циклов пуска-останова на маршруте движения автомобиля, отсутствия пуска двигателя в момент перезапуска, когда температура каталитического нейтрализатора ниже температуры активации, когда количество циклов пуска-останова превышает пороговое значение, и запуск двигателя в момент перезапуска, когда температура каталитического нейтрализатора ниже температуры активации, когда количество циклов пуска-останова ниже порогового значения. В первом примере системы система может в качестве дополнения или альтернативы содержать навигационную систему, с возможностью связи с сетью автомобилей и облаком, дополнительно содержать исполняемые инструкции для прогнозирования периода между циклами пуска-останова автомобиля на основе данных, полученных от навигационной системы, и отсутствия пуска двигателя в момент перезапуска, когда температура каталитического нейтрализатора ниже температуры активации, когда период меньше, чем пороговый период. Второй пример системы в варианте осуществления изобретения содержит первый пример и дополнительно содержит исполняемые инструкции для пуска двигателя в момент перезапуска, когда температура каталитического нейтрализатора ниже температуры активации, когда период превышает пороговый период. Третий пример системы в варианте осуществления изобретения содержит один или более из 1-2 примеров и, дополнительно содержит исполняемые инструкции для прогнозирования периода между циклом пуска-останова автомобиля и количества циклов пуска-останова на основе текущего местоположения автомобиля и навигационных данных, и дополнительно на основе облачных данных из сети автомобилей. Четвертый пример системы в варианте осуществления изобретения содержит один или более из 1-3 примеров и, дополнительно содержит исполняемые инструкции для регулировки пуска двигателя на основе состояния заряда устройства хранения энергии автомобиля. Пятый пример системы в варианте осуществления изобретения содержит один или более из 1-4 примеров, и дополнительно содержит цикл пуска-останова, содержащий единичный запуск автомобиля, работу двигателя и останов автомобиля при работе двигателя ниже порогового значения.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут быть использованы с разнообразными конфигурациями систем двигателя и/или автомобиля. Способы и алгоритмы управления, раскрытые в настоящей заявке, могут храниться как исполняемые инструкции в долговременной памяти и выполняться управляющей системой, содержащей контроллер в сочетании с различными датчиками, приводами и другими компонентами двигателя. Конкретные алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, могут представлять собой любое количество стратегий обработки, таких как событийные, с управлением по прерываниям, многозадачные, многопоточные и т.п. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут быть пропущены. Точно так же, указанный порядок обработки не обязателен для достижения отличительных особенностей и преимуществ, раскрываемых в настоящей заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в управляющей системе двигателя, причем раскрытые действия выполняются путем исполнения инструкций в системе, содержащей различные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что конфигурации и алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, носят иллюстративный характер, и что эти конкретные варианты осуществления изобретения не следует рассматривать в качестве ограничения, так как возможны многочисленные модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена в двигателях с конфигурацией цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего раскрытия изобретения содержит все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также другие отличительные признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящей заявке.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации, которые считают новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы изобретения ссылка может быть сделана на «какой-либо» элемент или «первый» элемент или эквивалент такого элемента. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения могут содержать один или несколько указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов формулы изобретения или путем представления новых пунктов формулы изобретения в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются ли они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются помещенными в предмет настоящего изобретения.