СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ПОТОКОМ ЧЕРЕЗ СИСТЕМУ УСИЛИТЕЛЯ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)
SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING AIRFLOW THROUGH POWER STEERING SYSTEM (EMBODIMENTS)

Область, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение, в целом, относится к системе гидроусилителя рулевого управления транспортного средства.
Уровень техники/Раскрытие сущности изобретения
Большинство современных автомобилей оснащены системой гидроусилителя рулевого управления. Система гидроусилителя рулевого управления, как правило, содержит гидравлический контур, по которому гидравлическую жидкость под давлением (например, масло) подают от резервуара к исполнительному механизму рулевого механизма посредством насоса, соединенного с приводом вспомогательного оборудования двигателя. При движении рулевого колеса транспортного средства рулевой механизм использует гидравлическое давление, обеспечиваемое насосом, способствуя повороту колес транспортного средства. При этом процессе упомянутая система гидроусилителя рулевого управления вырабатывает тепло. Перегрев упомянутой системы усилителя рулевого управления может привести к повреждению насоса усилителя рулевого управления.
Другие попытки устранения проблем, связанных с перегревом системы гидроусилителя рулевого управления, как правило, содержат добавление охладителя гидравлической жидкости усилителя рулевого управления в систему. Действие упомянутого охладителя заключается в осуществлении теплообмена между гидравлической жидкостью и воздухом, и, таким образом, в случаях, когда воздушный поток через двигатель ограничен, может не обеспечиваться достаточное охлаждение для ограничения возможности повреждения насоса. Например, воздушный поток ограничен в случаях небольших скоростей движения транспортного средства. Кроме того, в холодную погоду вентилятор охлаждения двигателя может не быть активирован, из-за чего воздушный поток через охладитель ограничен.
Другие попытки устранения проблем перегрева системы гидроусилителя рулевого управления содержат расположение в контуре гидравлической жидкости датчика температуры. Один из примеров такого подхода раскрыт в патентном документе US 7155907 Дежарденом (Desjardins) с соавт. В этом документе термочувствительный регулирующий клапан расположен на впуске резервуара гидравлической жидкости. Упомянутый регулирующий клапан дополнительно соединен с вентилятором охлаждения таким образом, что упомянутый регулирующий клапан управляет работой вентилятора охлаждения и ограничивает ее на основе температуры гидравлической жидкости.
Однако авторы настоящего изобретения выявили потенциальные недостатки таких систем. В качестве одного из примеров, добавление специального регулирующего клапана или датчика температуры в систему усилителя рулевого управления увеличивает затраты на производство транспортного средства. Кроме того, выходной сигнал такого клапана или датчика может отставать от действительного значения температуры гидравлической жидкости в реальном времени. Это может привести к задержке отклика вентиляторов охлаждения, которые могут не предотвратить повреждение системы усилителя рулевого управления от перегрева.
В одном из примеров описанные выше недостатки могут быть устранены посредством способа, в котором регулируют работу вентилятора охлаждения двигателя на основе частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса; и работу вентилятора охлаждения двигателя в течение некоторого интервала времени. Таким образом, увеличивают воздушный поток через охладитель рулевого управления в ответ на выработку тепла в системе рулевого управления, тем самым снижая количество проблем, связанных с перегревом насоса.
В качестве примера, упомянутый вентилятор охлаждения может быть активирован на некоторый интервал времени в зависимости от частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса. Таким образом, упомянутый интервал времени может быть пропорционален спрогнозированной температуре гидравлической жидкости усилителя рулевого управления, что исключает необходимость специального датчика температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления. Таким образом, для активного предотвращения перегрева системы могут быть использованы рабочие элементы, оказывающие наибольшее влияние на перегрев усилителя рулевого управления.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое раскрытие служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно в разделе «Осуществление изобретения». Это раскрытие не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного объекта изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 схематично показан пример устройства двигателя и усилителя рулевого управления в системе транспортного средства.
На фиг. 2 схематично представлен пример силовой установки транспортного средства, содержащей систему охлаждения двигателя.
На фиг. 3 показан график задержки перегрева системы усилителя рулевого управления в ответ на активирование вентилятора охлаждения двигателя.
На фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая высокоуровневый способ регулирования работы вентилятора охлаждения двигателя на основе угла поворота рулевого колеса и частоты вращения двигателя.
На фиг. 5 показан график, иллюстрирующий стратегию уменьшения температуры системы усилителя рулевого управления посредством ограничения частоты вращения двигателя.
На фиг. 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая высокоуровневый способ регулирования частоты вращения двигателя для воздействия на температуру усилителя рулевого управления.
На фиг. 7 показаны графики работы двигателя в соответствии со способами, показанными на фиг. 4 и 6.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение относится к системам и способам для системы усилителя рулевого управления транспортного средства. Более конкретно, настоящее изобретение относится к заблаговременному предотвращению перегрева гидравлической жидкости усилителя рулевого управления посредством активирования вентиляторов охлаждения двигателя на основе частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса. Как показано на фиг. 1, система усилителя рулевого управления транспортного средства может содержать контур гидравлической жидкости рулевого управления, содержащий насос высокого давления. Упомянутый насос высокого давления может иметь ременный привод, и может быть соединен с двигателем транспортного средства, как часть кронштейна привода вспомогательного оборудования. Таким образом, упомянутый насос может вращаться с частотой, пропорциональной частоте вращения двигателя, вырабатывая тепло. Кроме того, по мере увеличения угла поворота рулевого колеса, давление в системе усилителя рулевого управления может также увеличиваться, дополнительно увеличивая температуру гидравлической жидкости рулевого управления. Упомянутый контур гидравлической жидкости рулевого управления может содержать охладитель, выполненный с возможностью снижения температуры гидравлической жидкости рулевого управления. Однако в ответ на увеличение давления насос может активировать клапан и осуществлять рециркуляцию части гидравлической жидкости. Рециркулируемая часть гидравлической жидкости может не достигать охладителя и, таким образом, ограничивать любое общее снижение температуры гидравлической жидкости. Вентилятор охлаждения двигателя, такой как вентилятор охлаждения, показанный в виде части системы охлаждения двигателя на фиг. 2, может обеспечивать увеличение воздушного потока через охладитель гидравлической жидкости рулевого управления. Как показано на фиг. 3, это может обеспечивать снижение скорости увеличения температуры гидравлической жидкости. Однако, упомянутый вентилятор охлаждения может быть неактивен в таких случаях, как низкая скорость транспортного средства или низкая температура окружающей среды. На фиг. 4 показан пример способа, посредством которого вентиляторы охлаждения двигателя активируют на основе частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса. Кроме того, в некоторых случаях, на управление температурой усилителя рулевого управления может дополнительно оказывать влияние ограничение частоты вращения двигателя, как показано на фиг. 5. Такая стратегия может быть использована в дополнение к работе вентилятора охлаждения двигателя для ограничения температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления. На фиг. 6 показан один из таких способов. На фиг. 7 показан пример графика работы двигателя с использованием описанных стратегий управления двигателем.
На фиг. 1 представлена схема транспортного средства 10. Транспортное средство 10 содержит многоцилиндровый двигатель 12, один из цилиндров которого показан на фигуре. Управление двигателем 12 может осуществлять, по меньшей мере частично, система 14 управления, содержащая контроллер 16 двигателя, посредством входных сигналов от оператора 18 транспортного средства через различные устройства ввода. В одном из примеров входное устройство содержит педаль 20 акселератора и датчик 22 положения педали для формирования пропорционального сигнала положения педали, используемого контроллером 16 двигателя для определения нагрузки двигателя и регулирования отдачи двигателя. Камера сгорания (например, цилиндр) 24 двигателя 12 может содержать стенки 25 камеры сгорания с расположенным внутри поршнем 26. Поршень 26 может быть соединен с коленчатым валом 28 таким образом, что возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 28 может быть соединен по меньшей мере с одним ведущим колесом транспортного средства 10 посредством системы трансмиссии. Кроме того, с коленчатым валом 140 посредством маховика может быть соединен стартерный двигатель (не показан) для обеспечения запуска двигателя 12.
Камера 24 сгорания может получать впускной воздух через ряд впускных каналов 32 и 36. Впускной воздушный канал 36 может взаимодействовать с другими цилиндрами двигателя 12 в дополнение к цилиндру 24. В некоторых примерах один или несколько впускных каналов могут содержать устройство наддува, такое как турбонагнетатель или механический нагнетатель. Камера 24 сгорания может осуществлять выпуск продуктов сгорания через выпускной канал 38. Впускной воздушный канал 36 и выпускной канал 38 могут быть выборочно сообщаться с камерой 24 сгорания посредством соответствующих впускного тарельчатого клапана 40 и выпускного тарельчатого клапана 42, расположенных в верхней части камеры 24 сгорания. В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 12, в том числе цилиндр 24, может содержать два или более впускных тарельчатых клапанов и/или два или более выпускных тарельчатых клапанов, расположенных в верхней части цилиндра. Для изменения расхода и/или давления впускного воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя, во впускном канале двигателя может быть предусмотрен дроссель 44, содержащий дроссельную заслонку 46.
Управление впускным клапаном 40 может осуществлять система 14 управления посредством электрического привода клапанов (ЭПК), осуществляемого исполнительным механизмом 48. Аналогичным образом, управление выпускным клапаном 42 может осуществлять система 104 управления посредством ЭПК, осуществляемого исполнительным механизмом 50. В некоторых условиях контроллер 16 двигателя может варьировать сигналы, подаваемые на контроллеры впускного клапана 40 и/или выпускного клапана 42, для регулирования открытия и закрытия соответствующих впускного и выпускного клапанов. Положение впускного клапана 40 и выпускного клапана 42 может быть определено посредством соответствующих датчиков положения клапана (не показаны). Исполнительные механизмы клапана могут иметь электрический привод или кулачковый привод, или их сочетание. Управление моментом открытия впускных и выпускных клапанов может осуществляться одновременно, или могут быть использованы любые возможные из следующих вариантов: изменение фаз впускного кулачкового распределения, изменение фаз выпускного кулачкового распределения, двойное независимое изменение фаз кулачкового распределения, или фиксированные фазы кулачкового распределения. Каждая кулачковая система привода клапанов может содержать один или несколько кулачков и может использовать одну или несколько из следующих систем: переключение профиля кулачков (ППК), изменение фаз кулачкового распределения (ИФКР), изменение фаз газораспределения (ИФГ) и/или изменение высоты подъема клапанов (ИВПК), управление которыми для регулирования работы клапанов может осуществлять контроллер 16. Например, в качестве альтернативы цилиндр 24 может содержать впускной клапан, управляемый электрическим приводом, и выпускной клапан, управляемый кулачковым приводом, оснащенным системой ППК и/или ИФКР. В других примерах управление впускным и выпускным клапанами может быть реализовано посредством общего исполнительного механизма или общей системы привода клапанов, или посредством исполнительного механизма или системы привода с измененяемыми фазами газораспределения.
Цилиндр 24 может иметь степень сжатия, которая является соотношением объемов при нахождении поршня 26 в нижней мертвой точке и в верхней мертвой точке. В одном из примеров степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако в некоторых примерах, в которых используют отличающиеся виды топлива, степень сжатия может быть выше. Так может происходить, например, при использовании высокооктановых видов топлива или видов топлива с более высокой скрытой энтальпией парообразования. Кроме того, степень сжатия может быть увеличена при использовании непосредственного впрыска из-за его влияния на склонность двигателя к детонации.
В некоторых примерах каждый цилиндр двигателя 12 может содержать свечу 52 зажигания для инициирования сгорания. В некоторых режимах работы система 54 зажигания может обеспечивать искру зажигания в камере 24 сгорания посредством искровой свечи 52 зажигания в ответ на сигнал опережения зажигания (03) от контроллера 16. Однако в некоторых вариантах осуществления свеча 52 зажигания может быть исключена, например в таких, где двигатель 12 может инициировать сгорание посредством самовоспламенения или впрыска топлива, как это может быть в случае с некоторыми дизельными двигателями.
В некоторых примерах каждый цилиндр двигателя 12 может быть выполнен с одним или несколькими топливными инжекторами для подачи в него топлива. В качестве неограничивающего примера, цилиндр 24 показан содержащим два топливных инжектора 54 и 56. Топливные инжекторы 54 и 56 могут быть выполнены с возможностью подачи топлива, полученного из топливной системы 58. Топливная система 58 может содержать один или несколько топливных баков, топливных насосов и топливных рамп. Топливный инжектор 54 показан непосредственно соединенным с цилиндром 24 для непосредственного впрыска в него топлива в количестве, пропорциональном длительности импульса сигнала впрыска топлива ДИВТ-1, получаемого от контроллера 16 через электронный драйвер 60. Таким образом, топливный инжектор 54 осуществляет так называемый непосредственный впрыск (в дальнейшем называемый НВ) топлива в цилиндр 24 сгорания. В то время как на фиг. 1 инжектор 54 показан расположенным с одной стороны цилиндра 24, в качестве альтернативы, он может быть расположен над поршнем, например, рядом с положением свечи 52 зажигания. Такое расположение может обеспечивать улучшение перемешивания и сгорания при работе двигателя на топливе со спиртовой основой из-за меньшей летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, для улучшения смешивания инжектор может иметь верхнее расположение рядом с впускным клапаном. Подача топлива в топливный инжектор 54 может осуществляться из топливного бака топливной системы 58 посредством топливного насоса высокого давления и топливной рампы. Кроме того, топливный бак может иметь датчик давления, обеспечивающий сигнал для контроллера 16.
Топливный инжектор 56 показан расположенным во впускном канале 36, а не в цилиндре 24, в конфигурации, которая обеспечивает так называемый распределенный впрыск топлива (в дальнейшем называемый РВ) во впускное окно выше по потоку от цилиндра 24. Топливный инжектор 56 может впрыскивать получаемое из топливной системы 58 топливо в количестве, пропорциональном длительности импульса сигнала ДИВТ-2, получаемого от контроллера 16 через электронный драйвер 62. Следует отметить, что один драйвер 60 или 62 может быть использован для обеих систем впрыска топлива, или могут быть использованы несколько драйверов, например, драйвер 60 для топливного инжектора 54 и драйвер 62 для топливного инжектора 56, как показано на фигуре.
В альтернативном примере каждый топливный инжектор 54 и 56 может быть выполнен в виде инжектора непосредственного впрыска топлива с возможностью впрыска топлива непосредственно в цилиндр 24. В другом примере каждый из топливных инжекторов 54 и 56 может быть выполнен в виде инжектора распределенного впрыска топлива с возможностью впрыска топлива выше по потоку от впускного клапана 40. В других примерах цилиндр 24 может содержать только один топливный инжектор, выполненный с возможностью получения различных топлив из топливных систем в различных пропорциях в виде топливной смеси, и дополнительно выполненный с возможностью впрыска этой топливной смеси либо непосредственно в цилиндр, как инжектор непосредственного впрыска топлива, либо выше по потоку от впускных клапанов, как инжектор распределенного впрыска топлива. Поэтому следует понимать, что описанные в настоящем документе топливные системы не ограничены конкретными конфигурациями топливных инжекторов, описанными в настоящем документе в качестве примера.
В течение одного такта цилиндра подача топлива в цилиндр может осуществляться посредством обоих инжекторов. Например, каждый инжектор может подавать часть от общего впрыскиваемого топлива, сгорание которого осуществляется в цилиндре 24, в соответствии с откалиброванным отношение деления. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива, подаваемого каждым инжектором (то есть, отношение деления), может варьироваться в зависимости от условий эксплуатации, таких как нагрузка двигателя, температура двигателя, склонность двигателя к детонации и температура отработавших газов, а также номера события сгорания, отсчитываемого от первого события сгорания с момента пуска двигателя. Топливо, подаваемое посредством распределенного впрыска, может подаваться в течение события открытого впускного клапана, в течение события закрытого клапана (например, по существу, перед тактом впуска), а также как в течение открытого состояния клапана, так и закрытого состояния клапана. Таким образом, благодаря подаче топлива посредством распределенного впрыска в течение события закрытого клапана улучшается образование воздушно-топливной смеси (по сравнению с впрыском при открытом состоянии клапана). Аналогично, топливо, подаваемое посредством непосредственного впрыска, может подаваться, например, в течение такта впуска, а также в течение предыдущего такта выпуска и частично в течение такта сжатия, например. Таким образом, даже для одного события сгорания впрыскивание топлива может осуществляться в разные моменты времени инжекторами распределенного и непосредственного впрыска. Более того, для одного события сгорания может быть выполнено множество впрысков топлива за один цикл. Множество впрысков может быть выполнено за время такта сжатия, такта впуска или любого их подходящего сочетания.
Как описано выше, на фиг. 1 показан только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. Таким образом, каждый цилиндр может аналогично содержать собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливный инжектор (инжекторы), свечу зажигания и так далее. Следует понимать, что двигатель 12 может содержать любое подходящее число цилиндров, в том числе, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 или более цилиндров. Кроме того, каждый их этих цилиндров может содержать все или некоторые из различных компонентов, раскрытых со ссылкой на цилиндр 24 и показанных на фиг. 1.
Топливные инжекторы 54 и 56 могут иметь разные характеристики. Эти различия заключаются в размере, например, отверстие для впрыска одного инжектора может быть больше, чем у другого. Другие отличия содержат в том числе, но не ограничиваясь этим, различные углы распыла, различные рабочие температуры, различное нацеливание, различные моменты впрыска, различные характеристики распыла, различные расположения и так далее. Кроме того, в зависимости от отношения распределения впрыскиваемого топлива между инжекторами 54 и 56, могут быть достигнуты различные эффекты.
Топливные баки в топливной системе 58 могут содержать топлива различных типов, например, топлива с различными топливными характеристиками и различным топливным составом. К этим отличиям могут относиться различное содержание спирта, различное содержание воды, различные октановые числа, различные величины теплоты парообразования, различные топливные составы и/или их сочетания. Одним из примеров видов топлива с различными величинами теплоты парообразования могут являться бензин, как первый тип топлива с более низкой величиной теплоты парообразования, и этанол, как второй тип топлива с более высокой величиной теплоты парообразования. В другом примере двигатель может использовать бензин в качестве первого типа топлива, и спирт, содержащий топливную смесь, такую как Е85 (то есть, приблизительно 85% этанола и 15% бензина) или М85 (то есть, приблизительно 85% метанола и 15% бензина) в качестве второго типа топлива. К другим возможным веществам относятся вода, метанол, смесь спирта и воды, смесь воды и метанола, смесь спиртов и т.д.
В другом примере оба топлива могут быть смесями спиртов с различным спиртовым составом, причем первый тип может быть смесью спирта и бензина с более низкой концентрацией спирта, такой как Е10 (то есть, приблизительно 10% этанола), в то время как второй тип может быть смесью спирта и бензина с более высокой концентрацией спирта, такой как Е85 (то есть, приблизительно 85% этанола). Кроме того, первое и второе топливо могут дополнительно отличаться топливными характеристиками, такими как различные температуры, вязкости, октановые числа и так далее. Кроме того, топливные характеристики одного или нескольких топливных баков могут часто изменяться, например, из-за отличий в пополнении баков изо дня в день.
Помимо цилиндра 24, выпускной канал 38 может принимать отработавшие газы из других цилиндров двигателя 12. Датчик 64 отработавших газов показан соединенным с выпускным каналом 38 выше по потоку от устройства 66 снижения выбросов. Датчик 64 может быть выбран из различных подходящих датчиков для индикации воздушно-топливного отношения в отработавших газах, таких как, например, линейный широкополосный датчик кислорода или УДКОГ (универсальный или широкополосный датчик кислорода в отработавших газах); бистабильный датчик кислорода или ДКОГ (как показано на фигуре); НДКОГ (нагреваемый ДКОГ); или датчик NOx, датчик углеводородов или датчик СО. Упомянутое устройство 178 снижения выбросов может представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор (ТКН), ловушку NOx, различные другие устройства снижения выбросов, или их сочетания.
Контроллер 16 может получать различные сигналы отдатчиков, соединенных с двигателем 12, в дополнение к вышеописанным сигналам, в том числе измеренный массовый расход всасываемого воздуха (МРВ) от датчика 68 массового расхода воздуха, сигнал абсолютного давления в коллекторе (ДВК) от датчика 70, температуру охлаждающей жидкости двигателя (ТОЖД) от датчика 72 температуры, соединенного с рубашкой 74 охлаждения, и сигнал профиля зажигания (ПЗ) от датчика 76 на эффекте Холла (или датчика другого типа), соединенного с коленчатым валом 28. Сигнал давления воздуха в коллекторе ДВК от датчика 70 давления воздуха в коллекторе может быть использован для обеспечения индикации вакуума, или давления, во впускном коллекторе. При работе в условиях стехиометрии датчик ДВК может обеспечивать индикацию крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с определяемой частотой вращения двигателя, может обеспечивать оценку заряда (в том числе воздуха), всасываемого в цилиндр. Контроллер 16 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, содержащего микропроцессорное устройство 80, порты 82 ввода/вывода, электронный носитель информации для исполняемых программ и калибровочных значений, показанное в данном конкретном примере в виде микросхемы 84 постоянного запоминающего устройства, оперативное запоминающее устройство 86, энергонезависимое запоминающее устройство 88 и шину данных.
Как видно на фиг. 1, коленчатый вал 28 может быть соединен по меньшей мере с одним ведущим колесом транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, вращение коленчатого вала 28 может передаваться выходному валу 114 для обеспечения работы гидравлического насоса 116 с целью создания давления в системе 118 усилителя рулевого управления.
Управление транспортным средством 10 может осуществляться посредством различных устройств ввода оператора транспортного средства, в том числе рулевого колеса 142. Рулевое колесо 142 и соединенный с ним вал 146 рулевого управления, расположенный в рулевой колонке, передают осуществляемое оператором транспортного средства движение рулевого колеса рулевому механизму 148. Рулевой механизм 148 преобразует поворотное движение рулевого колеса 142 в линейное перемещение, которое передают для поворота колес 150, содержащих шины 152. В представленном примере рулевой механизм имеет конфигурацию реечной зубчатой передачи, которая содержит трубчатый корпус 154, содержащий зубчатую рейку 156 и зубчатое колесо 158. Трубчатый корпус 154 жестко прикреплен к кузову или раме транспортного средства, для обеспечения реакции на усилие рулевого управления. Зубчатое колесо 158 прикреплено к нижнему концу вала 146 рулевого управления, который передает движение рулевого колеса 142, и входит в зацепление с зубьями рейки 156. Рулевые тяги 160 соединяют концы рейки 156 с рычагами 162 поворотных кулаков рулевого управления посредством шаровых шарниров 164, содержащих втулки 166. Кроме того, рычаги 162 поворотных кулаков рулевого управления соединены с колесами 150. Соответственно, при повороте рулевого колеса 142 зубчатое колесо 158 перемещает рейку 156 вправо или влево, что приводит к тому, что рулевые тяги 160 и рычаги 162 поворотных кулаков рулевого управления поворачивают колеса 150 и шины 152 внутрь или наружу для рулевого управления. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах осуществления может быть использован винтореечный механизм рулевого управления с шариковой гайкой.
Для содействия повороту колес 150 и шин 152 при вращении рулевого колеса 142 оператором транспортного средства предусмотрена система 118 усилителя рулевого управления. Система 118 усилителя рулевого управления содержит гидравлический насос 116, соединенный с выходным валом 114 двигателя 12 посредством ремня 168. Выходной вал 114 может быть приводом вспомогательного оборудования двигателя 12.
Работа гидравлического насоса 116 обеспечивает протекание гидравлической жидкости усилителя рулевого управления под высоким давлением в трубчатый корпус 154 через напорный шланг 132. Поворот рулевого колеса 142 приводит к тому, что гидравлическую жидкость под давлением направляют в одну или другую сторону для способствования перемещению рейки 156. Гидравлическая жидкость вытекает из трубчатого корпуса 154 в резервуар 170 через возвратный шланг 134. Кроме того, резервуар 170 соединен с гидравлическим насосом 116 посредством всасывающего шланга 136 с образованием замкнутой системы. С возвратным шлангом 134 может быть соединен охладитель 138 для обеспечения охлаждения гидравлической жидкости усилителя рулевого управления перед возвратом гидравлической жидкости в резервуар 170. Например, охладитель 138 может быть охладителем «трубчатого» типа или может быть «баком-охладителем», наподобие радиатора. Как описано далее в настоящей заявке со ссылкой на фиг. 2, для отбора тепла от гидравлической жидкости усилителя рулевого управления охладитель 138 может использовать охлаждающий воздушный поток, производимый вентилятором охлаждения двигателя. В некоторых вариантах осуществления привод гидравлического насоса может осуществляться посредством электродвигателя вместо выходного вала двигателя. В некоторых вариантах осуществления может быть использована электрическая система усилителя рулевого управления, без гидравлической системы. В частности, датчики могут определять поворот и крутящий момент рулевой колонки, а вычислительный модуль может подавать вспомогательную мощность посредством электродвигателя, соединенного непосредственно либо с рулевым механизмом, либо с рулевой колонкой.
Датчик 172 угла поворота рулевого колеса (УПРК) может быть соединен с рулевым колесом 142 для передачи сигнала относительного УПРК системе 14 управления. То есть, сигнал относительного УПРК обеспечивает индикацию угла поворота рулевого колеса 142 относительно центра или относительно угла поворота рулевого колеса, определенного при запуске транспортного средства. В некоторых примерах выходным сигналом датчика 172 УПРК может являться абсолютный УПРК, или абсолютный УПРК может быть определен на основе сигнала относительного УПРК.
Датчик 174 частоты вращения колес может быть расположен в подходящем месте для измерения частоты вращения или углового положения колес 150 и может подавать сигнал частоты вращения колес (ЧВК) системе 14 управления. Датчик 176 углового положения колес может быть расположен в подходящем месте для измерения курсового угла или углового положения колес 150, и может подавать сигнал курсового угла (КУ) системе 14 управления. В одном из примеров датчик 176 углового положения колес расположен вблизи шаровых шарниров 164 для определения поворота рычагов 162 поворотных кулаков рулевого управления. В некоторых вариантах осуществления датчик частоты вращения колес и датчик углового положения колес могут быть интегрированы в модуль управления тормозами (не показан). Система 14 управления может использовать сигналы относительного угла поворота рулевого колеса, частоты вращения колес и/или КУ для систем электронного управления устойчивостью ЭУУ (ESC), управления тормозами и подобных. Более того, система 14 управления может использовать эти сигналы для регулирования работы двигателя для компенсации изменения температуры насоса усилителя рулевого управления, как более подробно описано ниже со ссылкой на фиг. 4-6.
На фиг. 2 схематично представлен пример варианта осуществления системы 200 охлаждения в автомобильном транспортном средстве 202. Автомобильное транспортное средство 202 может быть примером системы 10 транспортного средства. Система 200 охлаждения осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через двигатель 205 внутреннего сгорания и через охладитель 208 рециркуляции отработавших газов (РОГ) для поглощения отходящего тепла и направляет нагретую охлаждающую жидкость в радиатор 210 и/или сердцевину 211 отопителя через трубопроводы 212 и 214 охлаждающей жидкости, соответственно.
В частности, на фиг 2 показана система 200 охлаждения, соединенная с двигателем 205 и осуществляющая циркуляцию охлаждающей жидкости двигателя от двигателя 205 через охладитель 208 РОГ и в радиатор 210 посредством приводимого от двигателя насоса 216 охлаждающей жидкости, и обратно в двигатель 205 через трубопровод 212 охлаждающей жидкости. Приводимый от двигателя насос 216 охлаждающей жидкости может быть соединен с двигателем через передний привод вспомогательного оборудования (ППВО) 218 и может вращаться с частотой, пропорциональной частоте вращения двигателя, посредством ремня, цепи и так далее. В частности, приводимый от двигателя насос 216 охлаждающей жидкости осуществляет циркуляцию охлаждающей жидкости через каналы блока цилиндров, головку блока двигателя, и так далее, для поглощения тепла от двигателя, которое затем передается в окружающую среду через радиатор 210. В примере, где насос 216 является центробежным насосом, производимое давление (и результирующий поток) может быть пропорционально частоте вращения коленчатого вала, которая в примере на фиг. 1 прямо пропорциональна частоте вращения двигателя. Регулирование температуры охлаждающей жидкости может осуществляться посредством термостатического клапана 220, расположенного в трубопроводе 212 охлаждающей жидкости, который может поддерживаться замкнутым до достижения охлаждающей жидкостью пороговой температуры.
Кроме того, вентилятор 222 охлаждения может быть соединен с радиатором 210 для поддержания воздушного потока через радиатор 210 при медленном движении или остановке транспортного средства 202 с работающим двигателем. В некоторых примерах управление состоянием активации и/или частотой вращения вентилятора может осуществлять контроллер 225 на основе температуры охлаждающей жидкости двигателя, нагрузки двигателя, температуры масла двигателя, температуры головки цилиндра, температуры трансмиссии, скорости транспортного средства, температуры окружающей среды и так далее. Например, датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя может указывать упомянутому контроллеру температуру охлаждающей жидкости двигателя. При превышении температурой охлаждающей жидкости двигателя пороговой температуры, контроллер может подавать команду включения вентилятора охлаждения двигателя на заранее определенной частоте вращения и/или частоте вращения, основанной на одном или нескольких условиях эксплуатации двигателя. Затем, такой охлаждающий воздушный поток может быть использован радиатором 210 и другими компонентами, расположенными под капотом (например, компонентами топливной системы, системой усилителя рулевого управления, и так далее) для охлаждения двигателя и/или трансмиссии.
Вентилятор 222 охлаждения может быть соединен с электродвигателем 223, питающимся от аккумулятора. Во время работы двигателя генератору переменного тока (не показан) через приводной вал (не показан) может передаваться крутящий момент, вырабатываемый двигателем, который может быть использован генератором переменного тока для выработки электрической энергии. Эта электрическая энергия может накапливаться в устройстве накопления энергии, такой как системный аккумулятор 245. Затем упомянутый аккумулятор может быть использован для активирования электродвигателя 223 вентилятора охлаждения посредством реле (не показаны). Таким образом, работа системы вентилятора охлаждения может содержать вращение вентилятора охлаждения посредством электрического привода за счет вращения двигателя с использованием генератора переменного тока и системного аккумулятора 245. В других вариантах осуществления работа вентилятора охлаждения может быть обеспечена задействованием соединенного с вентилятором охлаждения электродвигателя с регулируемой частотой вращения. В других вариантах осуществления вентилятор 222 охлаждения может быть механически соединен с двигателем 205 через муфту (не показана), и работа вентилятора охлаждения может содержать его механическое приведение за счет вращения двигателя посредством муфты. В то время как в настоящем варианте осуществления показан один вентилятор охлаждения, в других примерах могут быть использованы два или большее количество вентиляторов охлаждения. В качестве альтернативы, вентилятор 222 охлаждения может быть соединен с приводимым от двигателя насосом 216.
Как показано на фиг. 2, двигатель 205 может содержать систему 230 рециркуляции отработавших газов РОГ. Система 230 РОГ может направлять требуемую часть отработавших газов из выпускного коллектора 232 через канал 236 РОГ во впускной коллектор 234, где может осуществляться смешивание перенаправленных отработавших газов с впускным воздухом 237. Контроллер 225 может осуществлять регулирование количества РОГ, подаваемых во впускной коллектор 234, посредством клапана 238 РОГ. Кроме того, внутри канала 236 РОГ может быть предусмотрен датчик РОГ (не показан), который может обеспечивать индикацию одного или нескольких из следующих параметров: давление, температура и концентрация отработавших газов. В качестве альтернативы, управление РОГ может осуществляться на основе показаний датчика кислорода отработавших газов и/или датчика кислорода на впуске. В некоторых условиях система 230 РОГ может быть использована для регулирования температуры воздушно-топливной смеси в камере сгорания. Система 230 РОГ может дополнительно содержать охладитель 208 РОГ для охлаждения отработавших газов 239, вновь подаваемых в двигатель 205. В таком варианте осуществления охлаждающая жидкость, выходящая из двигателя 205, может циркулировать через охладитель 208 РОГ перед прохождением через трубопровод 212 охлаждающей жидкости в радиатор 210.
После прохождения через охладитель 208 РОГ охлаждающая жидкость может проходить через трубопровод 212 охлаждающей жидкости, как описано выше, и/или через трубопровод 214 охлаждающей жидкости в сердцевину 211 отопителя, где может быть осуществлена передача тепла в пассажирскую кабину 240 транспортного средства, и обратно в двигатель 205. В некоторых примерах приводимый от двигателя насос 216 может работать для осуществления циркуляции охлаждающей жидкости через оба трубопровода 212 и 214 охлаждающей жидкости. В других примерах, таких как пример на фиг. 2, в которых транспортное средство 202 содержит гибридно-электрическую силовую установку, в дополнение к приводимому от двигателя насосу охлаждения система охлаждения может содержать вспомогательный электрический насос 242. По существу, вспомогательный насос 242 может быть использован для циркуляции охлаждающей жидкости через сердцевину 211 отопителя в условиях, когда двигатель 205 выключен (например, в только электрическом режиме работы) и/или для содействия приводимого от двигателя насоса 216, когда двигатель работает, как более подробно описано ниже. Аналогично приводимому от двигателя насосу 216 вспомогательный насос 242 может быть центробежным насосом; однако давление (и результирующий поток), производимое вспомогательным насосом 242, может быть пропорционально величине мощности, подаваемой насосу от устройства 245 накопления энергии.
Кроме того, автомобильное транспортное средство 202 может содержать решетку 250 радиатора, обеспечивающую отверстие (например, отверстие в решетке радиатора, отверстие в бампере и так далее) для приема воздушного потока в моторный отсек через передний конец транспортного средства или вблизи него. Такой воздушный поток может быть впоследствии использован радиатором 210 и другими компонентами для охлаждения двигателя и/или трансмиссии. Кроме того, упомянутый воздушный поток может отводить тепло от кондиционера воздуха транспортного средства и может улучшать производительность двигателей с турбонагнетателем/механическим нагнетателем, оснащенных промежуточными охладителями, которые снижают температуру воздуха, поступающего во впускной коллектор/двигатель. Упомянутый охлаждающий воздушный поток может также благотворно влиять на другие расположенные под капотом компоненты (топливную систему, аккумуляторы, адсорбер паров топлива и так далее). Таким образом, система 252 заслонок решетки радиатора может способствовать системе 200 охлаждения в охлаждении двигателя 205 внутреннего сгорания. Система 252 заслонок решетки радиатора содержит одну или несколько заслонок 254 решетки радиатора, выполненных с возможностью регулирования величины воздушного потока, получаемого через решетку радиатора 250.
Заслонки 254 решетки радиатора выполнены с возможностью перевода между открытым положением и закрытым положением, и могут поддерживаться в любом из этих положений или множества промежуточных положений. Другими словами, величина открытия заслонок 254 решетки радиатора может быть отрегулирована таким образом, чтобы заслонки 254 решетки радиатора были частично открыты, частично закрыты или циклически меняли положение между открытым и закрытым для обеспечения воздушного потока для охлаждения компонентов моторного отсека при наименьших потерях в топливной экономичности. Это обусловлено тем, что закрытие и/или частичное закрытие заслонок 254 решетки радиатора снижает величину воздушного потока через решетку радиатора 250, тем самым снижая аэродинамическое сопротивление транспортного средства.
В некоторых вариантах осуществления система 260 управления может быть выполнена с возможностью регулирования открытия заслонок 254 решетки радиатора. Регулирование открытия заслонок 254 решетки радиатора может содержать открытие одной или нескольких заслонок решетки радиатора, закрытие одной или нескольких заслонок решетки радиатора, частичное открытие одной или нескольких заслонок решетки радиатора, частичное закрытие одной или нескольких заслонок решетки радиатора, регулирование времени открытия и закрытия, и так далее. В качестве примера, контроллер 225 может быть соединен с возможностью обмена данными с системой 252 заслонок решетки радиатора и может содержать сохраненные в нем команды для регулирования открытия заслонок 254 решетки радиатора.
Кроме того, регулирование системы 252 заслонок решетки радиатора может осуществляться в условиях, когда транспортное средство находится в состоянии без привода. Таким образом, регулирование открытия одной или нескольких заслонок 254 решетки радиатора может осуществляться в ответ на нахождение транспортного средства в состоянии без привода. Упомянутым состоянием транспортного средства без привода может являться состояние снижения скорости, состояние торможения, состояние отпускания педали, их сочетание, или другой тип состояния, сигнализирующий о том, что состояние транспортного средства без привода имеет место или вскоре начнется. Кроме того, может быть использован, например, сигнал торможения системы автоматического поддержания скорости. Более того, могут быть использованы сигналы системы глобального позиционирования, указывающие приближение области снижения скорости, спуска и так далее.
В этом примере варианта осуществления гибридная силовая установка содержит устройство 265 преобразования энергии, которое может содержать, среди прочего, электродвигатель, генератор и их сочетания. Устройство 265 преобразования энергии дополнительно показано соединенным с устройством 245 накопления энергии, которое может содержать аккумулятор, конденсатор, маховик, сосуд под давлением и так далее. Устройство преобразования энергии может быть использовано для поглощения энергии от движения транспортного средства и/или двигателя и преобразования поглощенной энергии в форму энергии, подходящую для накопления в устройстве накопления энергии (например, может обеспечивать работу в качестве генератора). Кроме того, устройство преобразования энергии может быть использовано для передачи отдачи (мощности, работы, крутящего момента, частоты вращения и так далее) ведущим колесам 268, двигателю 205 (например, может работать в качестве электродвигателя), вспомогательному насосу 242, и так далее. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления устройство преобразования энергии может содержать, среди прочих различных компонентов, используемых для обеспечения соответствующего преобразования энергии между устройством накопления энергии и ведущими колесами транспортного средства и/или двигателем, только двигатель, только генератор, или как двигатель, так и генератор.
Варианты осуществления с гибридной силовой установкой могут содержать полностью гибридные системы, в которых транспортное средство может приводиться в движение только двигателем, только устройством преобразования энергии (например, электродвигателем), или их сочетанием. Могут быть также использованы вспомогательные и умеренные гибридные конфигурации, в которых двигатель является основным источником крутящего момента, а гибридная силовая установка обеспечивает выборочную подачу дополнительного крутящего момента, например, при нажатии педали или в других условиях. Кроме того, могут быть использованы системы стартера/генератора и/или интеллектуального генератора переменного тока. Кроме того, управление различными компонентами, описанными выше, может осуществлять контроллер 225 двигателя (описанный ниже).
Следует понимать из вышесказанного, что пример гибридно-электрической силовой установки позволяет обеспечивать различные режимы работы. В полностью гибридном варианте осуществления, например, работа силовой установки может осуществляться с использованием устройства 265 преобразования энергии (например, электродвигателя) в качестве единственного источника крутящего момента, приводящего в движение транспортное средство. Этот «только электрический» режим работы может быть использован при торможении, на низких скоростях, при остановке на светофорах, и так далее. В другом режиме двигатель 205 включен, и выполняет роль единственного источника крутящего момента, приводящего в движение ведущее колесо 268. В другом режиме, который может упоминаться как «вспомогательный» режим, гибридная силовая установка может являться дополняющей и работать совместно с крутящим моментом, вырабатываемым двигателем 205. Кроме того, как показано выше, устройство 265 преобразования энергии может работать в режиме генератора, в котором осуществляется отбор крутящего момента от двигателя 205 и/или трансмиссии транспортного средства. Более того, устройство 265 преобразования энергии может действовать для дополнения или поглощения крутящего момента во время перехода двигателя 205 между различными режимами сгорания (например, при переходе между искровым режимом воспламенения и режимом воспламенения от сжатия).
Устройство 245 накопления энергии может периодически получать электрическую энергию от источника 270 питания, расположенного вне транспортного средства (например, от источника, не являющего частью транспортного средства), как показано стрелкой 272. В качестве неограничивающего примера, система 202 транспортного средства может быть выполнена в виде подключаемого гибридного электрического транспортного средства (ПГЭТС), в котором подача электрической энергии устройству 245 накопления энергии может осуществляться от источника 270 питания посредством кабеля 274 передачи электрической энергии. При подзарядке устройства 245 накопления энергии от источника 270 питания кабель 274 передачи электрической энергии может электрически соединять устройство 245 накопления энергии с источником 270 питания. При эксплуатации силовой установки транспортного средства для приведения в движение транспортного средства кабель 274 передачи электрической энергии может быть отключен от источника 270 питания и устройства 245 накопления энергии. Система 260 управления может определять и/или регулировать количество электрической энергии, накопленной в устройстве накопления энергии, что может упоминаться как уровень заряда (УЗ). Источник 270 питания может содержать часть электрической сети.
В других вариантах осуществления кабель 274 передачи электрического энергии может быть исключен, причем может осуществляться беспроводной прием электрической энергии устройством 245 накопления энергии от источника 270 питания. Например, устройство 245 накопления энергии может получать электрическую энергию от источника 270 питания посредством электромагнитной индукции, и/или радиоволн, и/или электромагнитного резонанса. По существу, следует понимать, что может быть использован любой подходящий метод для зарядки устройства 245 накопления энергии от источника питания, который не является частью транспортного средства. Таким образом, электродвигатель может приводить в движение транспортное средство с использованием источника энергии, отличного от топлива, используемого двигателем 205.
Система 260 управления получает сигналы от различных датчиков 280, показанных на фиг. 2, и/или различных датчиков, показанных на фиг. 1, и задействует различные исполнительные механизмы 281, показанные на фиг. 2, для регулирования работы двигателя на основе получаемых сигналов и команд, сохраненных в памяти контроллера. Например, регулирование работы вентилятора охлаждения двигателя может осуществляться в зависимости от угла поворота рулевого колеса и частоты вращения двигателя, как показано на фиг. 3 и 4. Кроме того, может осуществляться регулирование частоты вращения двигателя на основе прогнозируемой температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления, как показано со ссылкой на фиг. 4-6.
Как описано выше, во время работы система гидроусилителя рулевого управления вырабатывает тепло. Основными факторами, влияющими на перегрев усилителя рулевого управления, являются частота вращения двигателя (т.е. количество оборотов двигателя в минуту) и угол поворота рулевого колеса. В то время как в контур гидравлической жидкости усилителя рулевого управления может быть добавлен охладитель (например, охладитель 138), для обеспечения теплообмена с гидравлической жидкостью усилителя рулевого управления требуется воздушный поток через этот охладитель. В случаях, когда частота вращения двигателя высока, но скорость транспортного средства низкая, воздушный поток в моторный отсек может быть ограничен. Также, если рулевое колесо повернуто на значительный угол (например, при подъеме по извилистой горной дороге на низкой передаче), может произойти перегрев системы усилителя рулевого управления. Такой перегрев может быть отсрочен и/или предотвращен посредством активирования вентилятора охлаждения двигателя в ответ на условия, в которых вероятна выработка тепла в системе усилителя рулевого управления.
На фиг. 3 показан график 300, иллюстрирующий изменение температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления во времени для систем двигателя, работающих с постоянной частотой вращения и с постоянным углом поворота рулевого колеса. В этом примере работа двигателя осуществляется при 3500 об/мин и угле поворота рулевого колеса, соответствующем 85% максимального угла поворота рулевого колеса. Зависимость 300 содержит кривую 302, указывающую температуру гидравлической жидкости усилителя рулевого управления при неактивированном вентиляторе охлаждения двигателя, и кривую 304, указывающую температуру гидравлической жидкости усилителя рулевого управления при активированном вентиляторе охлаждения двигателя. Кроме того, штриховой линией 306 обозначено первое пороговое значение температуры (200°F) перегрева системы усилителя рулевого управления, в то время как штриховой линией 308 обозначено второе пороговое значение температуры (250°F) перегрева системы усилителя рулевого управления.
0
2
В обеих системах двигателя в системе усилителя рулевого управления вырабатывается тепло, которое приводит к увеличению температуры гидравлической жидкости рулевого управления со временем, начиная с момента времени t, как показано кривыми 302 и 304. При отсутствии подключения вентилятора охлаждения в момент времени U температура гидравлической жидкости усилителя рулевого управления (кривая 302) превышает пороговую температуру (показанную штриховой линией 306), выше которой происходит перегрев системы усилителя рулевого управления. С подключенным вентилятором охлаждения температура гидравлической жидкости усилителя рулевого управления (кривая 304) не превышает пороговую температуру 306 до момента времени t, позволяя, таким образом, отсрочить перегрев системы гидроусилителя рулевого управления. Кроме того, с подключенным вентилятором охлаждения максимальная температура гидравлической жидкости усилителя рулевого управления ниже. В то время как система усилителя рулевого управления может работать в течение коротких интервалов времени при температуре выше 200°F без причинения существенного ущерба, работа при температуре выше 250°F в течение любого интервала времени может приводить к деградации системы усилителя рулевого управления Таким образом, может быть использована целенаправленная работа вентилятора охлаждения для предотвращения работы усилителя рулевого управления при высоких температурах, и для продления срока эксплуатации системы усилителя рулевого управления.
Как описано выше, вентиляторы охлаждения двигателя могут быть активированы в течение не всего времени, когда имеют место условия перегрева гидравлической жидкости усилителя рулевого управления. Активирование вентиляторов охлаждения может осуществляться в ответ на увеличение температуры охлаждающей жидкости двигателя и/или температуры масла двигателя, однако эти температурные профили не обязательно коррелируют с температурой гидравлической жидкости рулевого управления. Несмотря на то, что некоторые системы усилителя рулевого управления содержат датчик температуры гидравлической жидкости рулевого управления, добавление в систему усилителя рулевого управления специального датчика температуры увеличивает затраты на производство транспортного средства. Кроме того, выходной сигнал такого клапана или датчика может отставать от действительного значения температуры гидравлической жидкости в реальном времени.
На фиг. 4 показан алгоритм высокоуровневого способа 400 управления вентилятором охлаждения двигателя на основе частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса для предотвращения перегрева системы усилителя рулевого управления транспортного средства. Инструкции по осуществлению способа 400 и других способов, раскрытых в настоящей заявке, могут быть выполнены контроллером на основе инструкций, сохраненных в долговременном запоминающем устройстве контроллера, и в соответствии с сигналами, поступающими от датчиков системы двигателя, таких как датчики, раскрытые выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Контроллер может использовать исполнительные механизмы системы охлаждения двигателя для регулирования работы системы охлаждения двигателя в соответствии со способами, раскрытыми ниже. Несмотря на то, что способ раскрыт со ссылкой на системы, изображенные на фиг. 1 и 2, следует понимать, что способ 400 или аналогичные способы могут быть применены к другим системам без выхода за пределы объема настоящего раскрытия.
Способ 400 начинается на этапе 405 и содержит оценку условий эксплуатации. Условия эксплуатации могут содержать одно или несколько условий транспортного средства, одно или несколько условий двигателя, одно или несколько условий системы рулевого управления и/или одно или несколько других условий. Например, условия эксплуатации могут содержать, в том числе, но не ограничиваясь этим, частоту вращения двигателя, нагрузку двигателя, уровень заполнения топливного бака, температуру окружающей среды, рабочее состояние двигателя, положение транспортного средства (определенное, например, бортовой системой глобального позиционирования GPS), и так далее. Условия эксплуатации могут быть измерены посредством одного или нескольких датчиков, соединенных с контроллером, или могут быть оценены или выведены на основании имеющихся данных.
Далее на этапе 410 способ 400 содержит отслеживание изменения угла поворота рулевого колеса во времени при работе транспортного средства. Например, контроллер двигателя может опрашивать датчик угла поворота рулевого колеса, такой, как датчик 172 рулевого колеса, описанный со ссылкой на фиг. 1 Частота опрашивания датчика может быть определена заранее или может быть основана на условиях эксплуатации. Например, частота опрашивания может быть увеличена на основе длительности работы транспортного средства и/или других индикаторов того, что температура системы усилителя рулевого управления возрастает по сравнению с базовой или пороговой температурой. В некоторых примерах угол поворота рулевого колеса может быть выведен на основе другой информации, такой как положение колес, траектория транспортного средства, и так далее. Может осуществляться запись значений угла поворота рулевого колеса в контроллере транспортного средства. В некоторых примерах заранее определенное количество результатов опрашивания может быть сохранено в буфере типа «первым вошел, первым вышел». В некоторых примерах угол поворота рулевого колеса может быть сохранен как среднее и/или средневзвешенное значение за некоторый интервал времени. В некоторых примерах контроллер может осуществлять интегрирование угла поворота рулевого колеса по времени.
Далее на этапе 415 способ 400 содержит отслеживание изменения частоты вращения двигателя во времени при работе транспортного средства. Например, контроллер транспортного средства может опрашивать датчик частоты вращения коленчатого вала, датчик частоты вращения двигателя или другой бортовой датчик (датчики). Частота опрашивания датчика может быть определена заранее или может быть основана на условиях эксплуатации. В некоторых примерах частота вращения двигателя может быть выведена на основе другой доступной информации. Для гибридных транспортных средств и других транспортных средств, выполненных с возможностью работы в режиме выключенного двигателя, сохранение частоты вращения двигателя может не осуществляться в периоды времени, когда в двигателе не осуществляется сгорание топлива. Частота вращения двигателя может быть записана в контроллере транспортного средства. В некоторых примерах заранее определенное количество результатов опрашивания может быть сохранено в буфере типа «первым вошел, первым вышел». В некоторых примерах частота вращения двигателя может быть сохранена как среднее и/или средневзвешенное значение за некоторый интервал времени. В некоторых примерах контроллер может осуществлять интегрирование частоты вращения двигателя по времени.
Далее, на этапе 420 способ 400 содержит определение, превышает ли угол поворота рулевого колеса первое пороговое значение, превышает ли частота вращения двигателя второе пороговое значение, и были ли превышены первое и второе пороговое значения в течение некоторого интервала времени. Другими словами, контроллер может осуществлять определение того, превышают ли оба значения, угла поворота рулевого колеса и частоты вращения двигателя, свои соответствующие пороговые значения в течение некоторой длительности времени. Как пороговые значения, так и интервал времени могут быть определены заранее или могут быть основаны на текущих условиях эксплуатации. В некоторых примерах частота вращения двигателя и угол поворота рулевого колеса могут быть объединены в единый индекс (например, путем умножения двух значений), и может осуществляться сравнение упомянутого индекса с пороговым значением. В качестве одного из примеров, пороговое значение частоты вращения двигателя может быть установлено на значении 3000 об/мин, но может быть выше или ниже в других примерах, и в некоторых вариантах осуществления может быть отрегулировано в зависимости от условий эксплуатации. В качестве примера, пороговое значение угла поворота рулевого колеса может быть установлено на значении 80% от максимального угла. Как и пороговое значение частоты вращения двигателя, пороговое значение угла поворота рулевого колеса может быть выше или ниже в различных примерах, и в некоторых вариантах может быть отрегулировано в зависимости от условий эксплуатации. Упомянутый интервал времени может быть установлен в некоторых примерах на значении 5 секунд, но в других вариантах осуществления может быть выше или ниже.
Если угол поворота рулевого колеса и/или частота вращения двигателя не превышают свои соответствующие пороговые значения в течение упомянутого интервала времени, способ 400 переходит к этапу 425. На этапе 425 способ 400 содержит поддержание текущей логики управления вентилятором охлаждения двигателя. Например, активирование вентилятора охлаждения двигателя и результирующая частота вращения вентилятора могут быть определены на основе температуры охлаждающей жидкости двигателя. Если, например, упомянутая температура охлаждающей жидкости превышает первое, более низкое пороговое значение, частота вращения вентилятора охлаждения двигателя может быть увеличена для того, чтобы начать охлаждение. Превышение второго, более высокого порогового значения может приводить к дополнительному увеличению частоты вращения вентилятора. Кроме того, частота вращения вентилятора может зависеть от других факторов, таких как температура масла двигателя, температура головки цилиндра, нагрузка двигателя и так далее. В другом примере активирование упомянутого вентилятора может осуществляться в случае, если температура трансмиссии достигает порогового значения температуры. Кроме того, регулирование открытия и закрытия заслонок решетки радиатора может осуществляться посредством текущей логики управления. Например, заслонки решетки радиатора могут быть открыты в ожидании активирования вентилятора охлаждения. В некоторых примерах заслонки решетки радиатора могут быть открыты при поддержании вентиляторов охлаждения в выключенном состоянии, например, когда частота вращения двигателя и/или скорость транспортного средства превышают пороговое значение. После этого способ 400 может завершиться.
Если угол поворота рулевого колеса и частота вращения двигателя превышают свои соответствующие пороговые значения в течение упомянутого интервала времени, способ 400 переходит к этапу 430. На этапе 430 способ 400 содержит переопределение текущей логики управления вентилятором охлаждения двигателя и регулирование работы вентилятора. Например, вентилятор охлаждения двигателя (например, вентилятор 222 охлаждения на фиг. 2) может быть активирован и установлен на требуемую частоту вращения (например, 80% от максимальной частоты вращения) вне зависимости от температуры охлаждающей жидкости двигателя. Если вентилятор двигателя имеет привод от электродвигателя, питающегося от аккумулятора (такого как электродвигатель 223 вентилятора охлаждения на фиг. 2), активирование вентилятора двигателя может включать в себя подачу питания на электродвигатель с напряжением, необходимым для достижения требуемой рабочей частоты вращения. Если вентилятор двигателя механически соединен с двигателем через муфту, активирование вентилятора охлаждения может содержать механическую передачу его вращения от выходного вращения двигателя через муфту. В некоторых примерах вентилятор охлаждения может быть уже активирован (т.е., включен), но при более низкой частоте вращения, чем требуется в соответствии с калибровкой, описанной в настоящей заявке. Если вентилятор охлаждения включен, но при более низкой частоте вращения, частоту вращения увеличивают до требуемой рабочей частоты вращения.
Далее на этапе 435 способ 400 содержит поддержание работы вентилятора охлаждения двигателя в течение интервала времени. Например, может быть запущен таймер вентилятора, и интервал времени, в течение которого вентилятор включен, может быть рассчитан на основе выведенной температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления, которую рассчитывают как функцию частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса. В качестве другого примера, упомянутый вентилятор может быть оставлен включенным пока значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса ниже пороговых (например, пороговые значения, описанные на этапе 420), а также в течение дополнительного интервала времени, который может быть фиксированным интервалом времени или может быть рассчитан на основе количества времени, в течение которого пороговые значения были превышены. Упомянутый интервал времени, в течение которого вентилятор охлаждения активирован, может быть дополнительно основан на других условиях эксплуатации.
Например, если температура охлаждающей жидкости двигателя снижается ниже порогового значения, интервал времени, в течение которого вентилятор охлаждения активирован, может быть сокращен, и/или в течение оставшейся части интервала времени может быть снижена частота вращения вентилятора охлаждения. Если частота вращения двигателя и/или угол поворота рулевого колеса снижается ниже пороговых значений, описанных на этапе 420, упомянутый интервал времени может быть сокращен. Заслонки решетки радиатора могут быть открыты (или поддерживаться в открытом положении) в течение упомянутого интервала времени в степени открытия, которая заранее определена или основана на текущих условиях эксплуатации, и затем, после упомянутого интервала времени, закрыты или возвращены к предыдущей конфигурации.
Далее на этапе 440 способ 400 содержит определение, превышает ли угол поворота рулевого колеса пороговое значение, и превышает ли частота вращения двигателя пороговое значение после интервала времени работы вентилятора охлаждения. Упомянутые пороговые значения могут быть аналогичны пороговым значениям, описанным на этапе 420, или одно или несколько пороговых значений могут иметь отличные значения. Если угол поворота рулевого колеса и частота вращения двигателя не превышают свои соответствующие пороговые значения, то способ 400 переходит к этапу 445. На этапе 445 способ 400 содержит возврат к предыдущей логике управления вентилятором охлаждения двигателя (например, описанной на этапе 425). Другими словами, переопределение логики управления вентилятором охлаждения прекращают. Вентилятор охлаждения может быть выключен, хотя в некоторых случаях может поддерживаться включенное состояние вентилятора охлаждения, если преобладающая логика управления вентилятора охлаждения предписывает таковое. После этапа 445 способ 400 завершается.
Если угол поворота рулевого колеса и частота вращения двигателя превышают свои соответствующие пороговые значения, способ 400 переходит к этапу 450. На этапе 450 способ 400 может опционально содержать регулирование частоты вращения двигателя для снижения температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления, как более подробно описано со ссылкой на фиг. 6. То есть, активирование вентилятора охлаждения двигателя для снижения температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления может быть осуществлено отдельно или в сочетании со способом регулирования частоты вращения двигателя для снижения температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления. После этапа 450 способ 400 завершается.
Как описано со ссылкой на фиг. 4, некоторые условия эксплуатации могут предписывать снижение частоты вращения двигателя в качестве альтернативы или в дополнение к работе вентиляторов охлаждения двигателя. При работе вентиляторов охлаждения увеличение температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления может быть более медленным, как показано на фиг. 3. Однако если частота вращения двигателя снижена, температура гидравлической жидкости усилителя рулевого управления может также снижаться, тем самым предотвращая достижение критических пороговых значений температуры.
limit
redline
minimum
1
5
На фиг. 5 показано графическое представление дополнительной стратегии охлаждения гидравлической жидкости усилителя рулевого управления, содержащей снижение частоты вращения двигателя. В частности, график 500 показывает, как может осуществляться снижение частоты вращения двигателя на основе температурного индекса гидравлической жидкости усилителя рулевого управления. Пороговое значение (n) частоты вращения двигателя, а также максимальная частота (n) и минимальная частота (n) вращения двигателя обозначены горизонтальными штриховыми линиями. Пороговые значения (T-T) температурного индекса гидравлической жидкости усилителя рулевого управления обозначены вертикальными штриховыми линиями. В этом примере температурный индекс гидравлической жидкости усилителя рулевого управления может быть рассмотрен в качестве одного параметра, заключающего в себе как частоту вращения двигателя, так и угол поворота рулевого колеса (т.е. выведенную температуру гидравлической жидкости усилителя рулевого управления) и может дополнительно заключать в себе время, прошедшее на уровне пороговых значений частоты вращения двигателя и/или угла поворота рулевого колеса или выше них.
redline
2
limit2
1
3
limit3
5
Участок 502 показывает, как может быть поэтапно снижена частота вращения двигателя для снижения температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления для двигателя, в котором угол поворота рулевого колеса и частота вращения двигателя находились на пороговых значениях или выше них в течение некоторого интервала времени, как описано со ссылкой на фиг. 4. Например, если двигатель работает на высокой частоте вращения (n), и температурный индекс гидравлической жидкости усилителя рулевого управления достигает порогового значения Т, то частота вращения двигателя может быть снижена (например, до n). Если в результате этого температурный индекс гидравлической жидкости усилителя рулевого управления снижается (например, до Т), то ограничение частоты вращения двигателя может быть снято. Если снижение частоты вращения двигателя не предотвращает повышение температурного индекса гидравлической жидкости усилителя рулевого управления (например, до Т), то частота вращения двигателя может быть снова снижена (например, до n). Этот процесс может быть повторяться до тех пор, пока температурный индекс гидравлической жидкости усилителя рулевого управления не достигнет верхнего порогового значения (например, Т).
minimum
Участок 504 показывает, как может быть активно снижена частота вращения двигателя. Линия 506 указывает состояние двигателя, при котором частоту вращения двигателя снижают до достижения минимального предела частоты вращения двигателя (т.е., n). В этом примере температурный индекс гидравлической жидкости усилителя рулевого управления не снижается в ответ на активное снижение частоты вращения, и частоту вращения двигателя поддерживают на минимальной частоте вращения. Однако линия 508 указывает состояние двигателя, при котором снижение частоты вращения двигателя приводит к замедлению и остановке роста температурного индекса гидравлической жидкости рулевого управления. В таком случае частота вращения двигателя может быть увеличена, если не происходит дополнительного увеличения температурного индекса гидравлической жидкости усилителя рулевого управления.
На фиг. 6 показан алгоритм высокоуровневого способа 600 для ограничения частоты вращения двигателя на основе угла поворота рулевого колеса и/или температурного индекса гидравлической жидкости усилителя рулевого управления для предотвращения перегрева системы усилителя рулевого управления транспортного средства. Инструкции по осуществлению способа 600 и других способов, раскрытых в настоящей заявке, могут быть выполнены контроллером на основе инструкций, сохраненных в долговременном запоминающем устройстве контроллера, и в соответствии с сигналами, поступающими от датчиков системы двигателя, таких как датчики, раскрытые выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. Контроллер может использовать исполнительные механизмы системы двигателя для регулирования работы двигателя в соответствии со способами, раскрытыми ниже. Несмотря на то, что способ раскрыт со ссылкой на системы, изображенные на фиг. 1 и 2, следует понимать, что способ 600 или аналогичные способы могут быть применены к другим системам без выходя за пределы объема настоящего раскрытия.
Способ 600 начинается на этапе 605 и содержит оценку условий эксплуатации. Условия эксплуатации могут содержать одно или несколько условий транспортного средства, одно или несколько условий двигателя, одно или несколько условий системы рулевого управления и/или одно или несколько других условий. Например, условия эксплуатации могут содержать, в том числе, но не ограничиваясь этим, частоту вращения двигателя, нагрузку двигателя, уровень заполнения топливного бака, температуру окружающей среды, рабочее состояние двигателя, угол поворота рулевого колеса, положение транспортного средства (определенное, например, бортовой системой глобального позиционирования GPS), и так далее. Условия эксплуатации могут быть измерены посредством одного или нескольких датчиков, соединенных с контроллером, или могут быть оценены или выведены на основании имеющихся данных.
Далее, на этапе 610 способ 600 содержит определение того, запущена ли процедура охлаждения усилителя рулевого управления. Например, контроллер двигателя может осуществлять определение того, инициирована ли процедура охлаждения усилителя рулевого управления, такая как процедура охлаждения, описанная со ссылкой на фиг. 4. В некоторых примерах определение того, запущена ли процедура охлаждения усилителя рулевого управления, может содержать определение того, выполнены ли условия начала такой процедуры. В качестве примера, это может содержать определение того, превышают ли частота вращения двигателя и угол поворота рулевого колеса соответствующие пороговые значения. Определение того, запущена ли процедура охлаждения усилителя рулевого управления, может содержать определение того, активированы ли вентиляторы охлаждения двигателя на основе условий частоты вращения двигателя и/или угла поворота рулевого колеса и/или была ли переопределена логика управления вентилятором охлаждения двигателя на основе условий частоты вращения двигателя и/или угла поворота рулевого колеса.
Если процедура охлаждения усилителя рулевого управления не запущена, способ 600 переходит к этапу 615. На этапе 615 способ 600 содержит поддержание текущих условий эксплуатации двигателя. Например, частота вращения двигателя может поддерживаться на основе текущей логики управления двигателем. Другие параметры эксплуатации двигателя, такие как воздушно-топливное соотношение, последовательность воспламенения, степень сжатия, и так далее, могут также поддерживаться на основе текущей логики управления двигателем. Кроме того, может поддерживаться работа системы охлаждения двигателя на основе текущей логики управления системой охлаждения двигателя. Способ 600 на этом заканчивается.
Если процедура охлаждения усилителя рулевого управления запущена, способ 600 переходит к этапу 620. На этапе 620 способ 600 содержит определение того, были ли пороговые значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса превышены в течение первого интервала времени. Упомянутый первый интервал времени может быть определен заранее или может быть основан на текущих условиях эксплуатации. В качестве одного из примеров, упомянутый первый интервал времени может быть установлен на значении 15 секунд, хотя в некоторых примерах может быть большей или меньшей длительности. В некоторых вариантах осуществления дополнительно или в качестве альтернативы углу поворота рулевого колеса и частоте вращения двигателя, относительно пороговых значений могут быть оценены другие указатели температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления, например температурный индекс гидравлической жидкости усилителя рулевого управления, как показано со ссылкой на фиг. 5. Если пороговые значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса не были превышены в течение первого интервала времени, способ 600 переходит к этапу 625 и содержит поддержание текущей частоты вращения двигателя. Способ 600 на этом заканчивается.
redline
limit2
2
Если пороговые значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса были превышены в течение первого интервала времени, то способ 600 переходит к этапу 630. На этапе 630 способ 600 содержит снижение частоты вращения двигателя до первой заранее определенной частоты вращения двигателя. Например, на фиг. 5 показано снижение частоты вращения двигателя от n до n при увеличении температурного индекса гидравлической жидкости усилителя рулевого управления выше порогового значения Т. В примерах, где процедура охлаждения усилителя рулевого управления запускается на основе превышения частотой вращения двигателя порогового значения в течение некоторого интервала времени, упомянутая частота вращения двигателя может быть снижена до первой заранее определенной частоты вращения двигателя, которая ниже порогового значения частоты вращения двигателя. Упомянутая первая заранее определенная частота вращения двигателя может быть определена заранее или может быть основана на текущих условиях эксплуатации, таких как нагрузка двигателя, скорость транспортного средства, и так далее. Например, в примерах, где процедура охлаждения усилителя рулевого управления запускается на основе превышения частотой вращения двигателя частоты 3000 об/мин в течение некоторого интервала времени, упомянутая первая частота вращения двигателя может быть ниже 3000 об/мин, например, 2500 об/мин.
После снижения частоты вращения двигателя до первой заранее определенной частоты вращения двигателя, способ 600 переходит к этапу 635. На этапе 635 способ 600 содержит определение того, были пороговые значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса превышены в течение промежуточного интервала времени, причем упомянутый промежуточный интервал времени длиннее первого интервала времени, описанного на этапе 620. Упомянутый промежуточный интервал времени может быть определен заранее или может быть основан на условиях эксплуатации. В качестве одного из примеров, если первый интервал времени установлен на значении 15 секунд, промежуточный интервал времени может быть установлен на значении 20 секунд. Если пороговые значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса не были превышены в течение промежуточного интервала времени, способ 600 переходит к этапу 625 и содержит поддержание текущей частоты вращения двигателя. Способ 600 на этом заканчивается.
limit2
limit3
3
Если пороговые значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса были превышены в течение промежуточного интервала времени, то способ 600 переходит к этапу 640. На этапе 640 способ 600 содержит снижение частоты вращения двигателя до заранее определенной промежуточной частоты вращения двигателя. Например, на фиг. 5 показано снижение частоты вращения двигателя от n до n при увеличении температурного индекса гидравлической жидкости усилителя рулевого управления выше порогового значения Т. Таким образом, упомянутая частота вращения двигателя может быть снижена до заранее определенной промежуточной частоты вращения двигателя, которая ниже заранее определенной первой частоты вращения двигателя и ниже порогового значения частоты вращения двигателя. Упомянутая заранее определенная промежуточная частота вращения двигателя может быть определена заранее или может быть основана на текущих условиях эксплуатации, таких как нагрузка двигателя, скорость транспортного средства и так далее. В качестве примера, в примерах, где первая заранее определенная частота вращения двигателя установлена на значении 2500 об/мин, заранее определенная промежуточная частота вращения двигателя может быть установлена на значении 2100 об/мин.
После снижения частоты вращения двигателя до заранее определенной промежуточной частоты вращения двигателя способ 600 переходит к этапу 645. На этапе 645 способ 600 содержит определение того, были ли пороговые значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса превышены в течение максимального интервала времени, причем упомянутый максимальный интервал времени длиннее промежуточного интервала времени, раскрытого на этапе 635. Упомянутый максимальный интервал времени может быть определен заранее или может быть основан на текущих условиях эксплуатации. В качестве одного из примеров, если первый интервал времени установлен на значении 15 секунд, максимальный интервал времени может быть установлен на значении 30 секунд.
4
5
Если пороговые значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса не были превышены в течение максимального интервала времени, то способ 600 переходит к этапу 635. На этапе 635 способ 600 содержит определение того, были ли пороговые значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса превышены в течение промежуточного интервала времени. В некоторых примерах между первым интервалом времени и максимальным интервалом времени могут иметь место множество промежуточных интервалов времени. Например, промежуточные интервалы времени могут быть установлены на значениях 20 секунд, 24 секунды и 28 секунд. Как показано на фиг. 5, температурный индекс гидравлической жидкости усилителя рулевого управления может возрастать выше порогового значения Т (промежуточного порогового значения) перед достижением порогового значения Т (максимального порогового значения). Если пороговые значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса были превышены в течение промежуточного интервала времени, частота вращения двигателя может быть итеративно снижена до заранее определенной частоты вращения двигателя, соответствующей этому указанному интервалу времени. Если угол поворота рулевого колеса и/или температурный индекс гидравлической жидкости усилителя рулевого управления снижаются или не остаются выше порогового значения, способ 600 переходит к этапу 625 и содержит поддержание частоты вращения двигателя. Способ 600 на этом заканчивается.
limit4
minimum
minimum
Если пороговые значения частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса были превышены в течение максимального интервала времени, то способ 600 переходит к этапу 650. На этапе 650 способ 600 содержит активное снижение частоты вращения двигателя до тех пор, пока угол поворота рулевого колеса и/или температурный индекс гидравлической жидкости усилителя рулевого управления не перестанет увеличиваться и/или пока частота вращения двигателя не уменьшится до минимального порогового значения частоты вращения. Например, как показано на фиг. 5, частота вращения двигателя может быть постепенно снижена от n до n. Если температурный индекс гидравлической жидкости усилителя рулевого управления перестает возрастать или снижается, может осуществляться поддержание частоты вращения двигателя на том уровне частоты, при котором происходит такое изменение индекса. Кроме того, может осуществляться поддержание частоты вращения двигателя на минимальном пороговом значении (n). Таким образом, может быть уменьшено влияние частоты вращения двигателя на температуру системы усилителя рулевого управления в пределах параметров эксплуатации двигателя. После этого способ 600 может завершиться.
На фиг. 7 показан пример графика 700 работы двигателя транспортного средства и системы охлаждения двигателя в соответствии со способами, описанными в настоящей заявке, и со ссылкой на фиг. 4 и 6. График 700 содержит кривую 710, показывающую изменение частоты вращения двигателя (в об/мин) во времени. Линия 711 показывает пороговое значение частоты вращения двигателя для инициирования процедуры охлаждения системы усилителя рулевого управления. Линия 713 показывает первую заранее определенную частоту вращения двигателя. Линия 715 показывает первую заранее определенную промежуточную частоту вращения двигателя. Линия 717 показывает вторую заранее определенную промежуточную частоту вращения двигателя. Линия 719 показывает максимальное пороговое значение частоты вращения двигателя. График 700 дополнительно содержит кривую 720, указывающую изменение угла поворота рулевого колеса во времени. График 700 дополнительно содержит кривую 730, указывающую изменение состояния вентилятора охлаждения двигателя во времени, и кривую 740, указывающую изменение интервала времени, в течение которого угол поворота рулевого колеса (УПРК) превышает пороговое значение, с течением времени. Линией 741 обозначен первый интервал времени. Линией 743 обозначен первый промежуточный интервал времени. Линией 745 обозначен второй промежуточной интервал времени. Линией 747 обозначен максимальный интервал времени.
0
1
2
3
3
4
5
В момент времени t частота вращения двигателя, как показано кривой 710, ниже порогового значения для инициирования процедуры охлаждения системы усилителя рулевого управления, показанного линией 711, и угол поворота рулевого колеса, показанный кривой 720, ниже порогового значения для инициирования процедуры охлаждения системы усилителя рулевого управления, показанного линией 725. Соответственно, вентилятор охлаждения двигателя выключен, как показано кривой 730. В момент времени t частота вращения двигателя возрастает выше порогового значения, показанного линией 711. Однако, угол поворота рулевого колеса меньше порогового значения, показанного линией 725, и, следовательно, вентиляторы охлаждения двигателя остаются выключенными. Угол поворота рулевого колеса возрастает выше порогового значения, показанного линией 725, в момент времени t, однако вентиляторы охлаждения остаются выключенными до момента времени t, когда в течение некоторого интервала времени свои соответствующие пороговые значения превысят как частота вращения двигателя, так и угол поворота рулевого колеса. Упомянутые вентиляторы охлаждения активированы между моментами времени t и t, затем их выключают.Упомянутые вентиляторы охлаждения снова активируют в момент времени t, когда частота вращения двигателя и угол поворота рулевого колеса снова превышают свои соответствующие пороговые значения в течение некоторого интервала времени.
6
7
8
9
10
11
12
13
В момент времени t угол поворота рулевого колеса превышает свое соответствующее пороговое значение в течение первого интервала времени, показанного линией 741. Соответственно, частоту вращения двигателя снижают до момента времени t, когда частота вращения двигателя достигает первой заранее определенной промежуточной частоты вращения двигателя, показанной линией 715. Вентиляторы охлаждения остаются включенными, несмотря на то, что частота вращения двигателя ниже порогового значения, показанного линией 711. В момент времени t угол поворота рулевого колеса превышает свое соответствующее пороговое значение в течение первого промежуточного интервала времени, показанного линией 743. Соответственно, частоту вращения двигателя снижают до момента времени t, когда частота вращения двигателя достигает первой заранее определенной промежуточной частоты вращения двигателя, показанной линией 715. В момент времени t угол поворота рулевого колеса превышает свое соответствующее пороговое значение в течение второго промежуточного интервала времени, показанного линией 745. Соответственно, частоту вращения двигателя снижают до момента времени t, когда частота вращения двигателя достигает второй заранее определенной промежуточной частоты вращения двигателя, показанной линией 717. В момент времени t угол поворота рулевого колеса превышает свое соответствующее пороговое значение в течение максимального интервала времени, показанного линией 747. Соответственно, частоту вращения двигателя активно снижают до момента времени t, когда частота вращения двигателя достигает минимального порогового значения частоты вращения двигателя, показанного линией 719.
Системы, описанные в настоящей заявке со ссылкой на фиг. 1 и 2, наряду со способами, описанными в настоящей заявке и со ссылкой на фиг. 4 и 6, могут обеспечивать одну или несколько систем, и один или несколько способов. В одном из примеров предложен способ, в котором: регулируют работу вентилятора охлаждения двигателя на основе частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса; и эксплуатируют вентилятор охлаждения двигателя в течение некоторого интервала времени. Техническим результатом осуществления этого способа является снижение перегрева усилителя рулевого управления без необходимости полагаться на датчик температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления. В таком примере регулирование работы вентилятора охлаждения двигателя на основе частоты вращения двигателя может дополнительно или в качестве альтернативы включать в себя регулирование работы вентилятора охлаждения двигателя на основе того, что частота вращения двигателя выше порогового значения частоты вращения двигателя в течение первого заранее определенного интервала времени. В любом из приведенных выше примеров способов регулирование работы вентилятора охлаждения двигателя на основе угла поворота рулевого колеса может дополнительно или в качестве альтернативы включать в себя регулирование работы вентилятора охлаждения двигателя на основе того, что угол поворота рулевого колеса больше порогового значения угла поворота рулевого колеса в течение первого заранее определенного интервала времени. В любом из приведенных выше примеров способов, дополнительно или в качестве альтернативы в способе могут снижать частоту вращения двигателя на основе того, что частота вращения двигателя выше порогового значения частоты вращения двигателя в течение второго заранее определенного интервала времени, более длительного, чем первый заранее определенный интервал времени, и дополнительно на основе того, что угол поворота рулевого колеса больше порогового значения угла поворота рулевого колеса в течение второго заранее определенного интервала времени. В любом из приведенных выше примеров способов снижение частоты вращения двигателя может дополнительно или в качестве альтернативы включать в себя снижение частоты вращения двигателя до первой заранее определенной частоты вращения двигателя, меньшей порогового значения частоты вращения двигателя. В любом из приведенных выше примеров способов, дополнительно или в качестве альтернативы, в способе могут после снижения частоты вращения двигателя до первой заранее определенной частоты вращения двигателя снижать частоту вращения двигателя до промежуточной заранее определенной частоты вращения двигателя, меньшей первой заранее определенной частоты вращения двигателя, на основе того, что угол поворота рулевого колеса больше порогового значения угла поворота рулевого колеса в течение промежуточного заранее определенного интервала времени. В любом из приведенных выше примеров способов, дополнительно или в качестве альтернативы, в способе могут после снижения частоты вращения двигателя до промежуточной заранее определенной частоты вращения двигателя, активно снижать частоту вращения двигателя на основе того, что угол поворота рулевого колеса больше порогового значения угла поворота рулевого колеса в течение максимального заранее определенного интервала времени. В любом из приведенных выше примеров способов, дополнительно или в качестве альтернативы, в способе могут прекратить активное снижение частоты вращения двигателя в ответ на достижение минимальной частоты вращения двигателя. В любом из приведенных выше примеров способов, дополнительно или в качестве альтернативы, в способе могут прекратить активное снижение частоты вращения двигателя в ответ на замедление и остановку увеличения угла поворота рулевого колеса или его уменьшение. В любом из приведенных выше примеров способов работу вентилятора охлаждения двигателя, дополнительно или в качестве альтернативы, регулируют без учета температуры гидравлической жидкости усилителя рулевого управления. В любом из приведенных выше примеров способов эксплуатация вентилятора охлаждения двигателя в течение интервала времени, дополнительно или в качестве альтернативы, может включать в себя эксплуатацию вентилятора охлаждения двигателя на заранее определенной частоте вращения в течение интервала времени на основе угла поворота рулевого колеса и частоты вращения двигателя. В любом из приведенных выше примеров способов эксплуатация вентилятора охлаждения двигателя в течение интервала времени, дополнительно или в качестве альтернативы, может включать в себя переопределение текущей логики управления вентилятором охлаждения двигателя в течение указанного интервала времени. В любом из приведенных выше примеров способов эксплуатация вентилятора охлаждения двигателя в течение интервала времени, дополнительно или в качестве альтернативы, может содержать возвращение управления вентилятором охлаждения двигателя к предыдущей логике управления вентилятором охлаждения двигателя после указанного интервала времени.
В другом примере предложена система двигателя, содержащая: систему охлаждения двигателя, содержащую по меньшей мере один вентилятор охлаждения двигателя; рулевое колесо, соединенное с системой гидроусилителя рулевого управления, содержащей охладитель гидравлической жидкости усилителя рулевого управления; контроллер, выполненный с возможностью хранения инструкций в долговременной памяти, при выполнении которых контроллер может: получать индикацию частоты вращения двигателя; получать индикацию угла поворота рулевого колеса; переопределять текущую логику управления вентилятором охлаждения двигателя в ответ на условия, при которых частота вращения двигателя выше порогового значения частоты вращения двигателя в течение некоторого интервала времени, большего, чем первый интервал времени, и при которых угол поворота рулевого колеса больше порогового значения угла поворота рулевого колеса в течение некоторого интервала времени, большего, чем первый интервал времени; и регулировать работу вентилятора охлаждения двигателя в течение второго интервала времени на основе частоты вращения двигателя и угла поворота рулевого колеса. Техническим результатом осуществления этой системы является увеличение воздушного потока через охладитель гидравлической жидкости усилителя рулевого управления в условиях, в которых вероятна высокая нагрузка на систему усилителя рулевого управления. Таким образом, может быть предотвращен перегрев насоса усилителя рулевого управления без добавления дополнительных компонентов в систему усилителя рулевого управления, таких как охладитель большего размера или датчик температуры. В таком примере системы, дополнительно или в качестве альтернативы, контроллер может быть выполнен с возможностью хранения инструкций в долговременной памяти, при выполнении которых контроллер может: вернуться к предыдущей логике управления вентилятором охлаждения двигателя после второго интервала времени. В любом из приведенных выше примеров систем, дополнительно или в качестве альтернативы, контроллер может быть выполнен с возможностью хранения инструкций в долговременной памяти, при выполнении которых контроллер может: поддерживать текущую логику управления вентилятором охлаждения двигателя в ответ на то, что частота вращения двигателя ниже порогового значения частоты вращения двигателя, или угол поворота рулевого колеса меньше порогового значения угла поворота рулевого колеса.
В другом примере предложен способ для двигателя, в котором: регулируют работу вентилятора охлаждения двигателя на основе того, что частота вращения двигателя выше порогового значения частоты вращения двигателя, и угол поворота рулевого колеса больше порогового значения угла поворота рулевого колеса; и снижают частоту вращения двигателя до первой заранее определенной частоты вращения двигателя на основе индикации того, что угол поворота рулевого колеса больше порогового значения угла поворота рулевого колеса в течение заранее определенного интервала времени во время отрегулированной работы вентилятора охлаждения двигателя. Техническим результатом осуществления такого способа является активное уменьшение износа насоса усилителя рулевого управления, поскольку в условиях, которые могут негативно повлиять на долговечность работы насоса, снижают частоту вращения двигателя. Таким образом, в некоторых случаях может быть предотвращен перегрев насоса. В таком примере способа, дополнительно или в качестве альтернативы, в способе могут: после снижения частоты вращения двигателя до первой заранее определенной частоты вращения двигателя снижать частоту вращения двигателя до промежуточной заранее определенной частоты вращения двигателя, меньшей первой заранее определенной частоты вращения двигателя, на основе того, что угол поворота рулевого колеса больше порогового значения угла поворота рулевого колеса в течение промежуточного заранее определенного интервала времени. В любом из приведенных выше примеров способов, дополнительно или в качестве альтернативы, в способе могут: после снижения частоты вращения двигателя до промежуточной заранее определенной частоты вращения двигателя активное снижать частоту вращения двигателя на основе того, что угол поворота рулевого колеса больше порогового значения угла поворота рулевого колеса в течение максимального заранее определенного интервала времени. В любом из приведенных выше примеров способов, дополнительно или в качестве альтернативы, в способе могут прекратить активное снижение частоты вращения двигателя в ответ на достижение минимальной частоты вращения двигателя.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и могут осуществляться системой управления, содержащей контроллер, в сочетании с различными датчиками, исполнительными механизмами и другим аппаратным обеспечением двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки необязательно требуется для достижения отличительных признаков и преимуществ раскрытых в настоящей заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически представлять код, запрограммированный в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, при этом раскрытые действия выполняют путем исполнения инструкций в системе, содержащей разнообразные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящей заявке конфигурации и алгоритмы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Объект настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая наличие двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в объект настоящего изобретения.