СПОСОБ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЖЕКТИРУЮЩИМ ПОТОКОМ ЧЕРЕЗ АСПИРАТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ
METHOD (EMBODIMENTS) AND SYSTEM FOR CONTROLLING EJECTION FLOW THROUGH ASPIRATOR FOR VEHICLE ENGINE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к управлению эжектирующим потоком через эжектор, соединенный с системой двигателя.
Уровень техники и раскрытие изобретения
Системы автомобиля могут включать в себя различные устройства-потребители вакуума, которые приводят в действие посредством вакуума. Они могут включать в себя, например, усилитель тормозов, адсорбер паров топлива и т.д. Вакуум, используемый этими устройствами, может быть создан специально предназначенным вакуумным насосом. В других вариантах осуществления один или более аспираторов (альтернативно называемых эжекторами, насосами Вентури, эжекторными насосами и откачивающими насосами) могут быть установлены в системе двигателя, при этом они могут использовать поток воздуха двигателя для создания вакуума.
Т.к. аспираторы являются пассивными устройствами, при использовании в системах двигателя они обеспечивают низкозатратное создание вакуума. Степенью вакуума, создаваемая на аспираторе, можно управлять, управляя расходом эжектирующего потока воздуха через аспиратор. Хотя аспираторы могут создавать вакуум при низких затратах и с увеличенной эффективностью по сравнению с насосами с электрическим приводом или с приводом от двигателя, их использование во впускных системах двигателя традиционно ограничено как доступным вакуумом во впускном коллекторе, так и максимальным потоком в обход дроссельной заслонки. Некоторые подходы к решению этой проблемы подразумевают установку клапана параллельно аспиратору или включение клапана в конструкцию аспиратора. Такие клапаны могут называться запорными клапанами аспиратора (ЗКА) или управляющими клапанами аспиратора (УКА). Степень открытия клапана регулируют для управления расходом эжектирующего потока воздуха через аспиратор, и тем самым для управления степенью вакуума, создаваемого на аспираторе. Путем управления степенью открытия клапана, может быть изменено количество воздуха, протекающего через аспиратор и расход всасываемого воздуха, тем самым обеспечивая регулирование создания вакуума в соответствии с изменением рабочих условий двигателя, таких как давление во впускном коллекторе.
Пример подхода к управлению расходом эжектирующего потока через аспиратор показан Эммерих и др. в патентном документе США 6,220,271. В нем ЗКА с электромагнитным управлением управляет эжектирующим потоком через аспиратор на основе давления (или уровня вакуума) в усилителе тормозов. Когда уровень вакуума в усилителе тормозов уменьшается ниже порогового значения, ЗКА открывают для обеспечения возможности создания вакуума на аспираторе. Вакуум, создаваемый на аспираторе, затем подают в усилитель тормозов.
Авторы настоящего изобретения выявили потенциальные проблемы, связанные с вышеупомянутым подходом к управлению эжектирующим потоком. Например, открытие ЗКА для создания вакуума при определенных условиях двигателя может неблагоприятно повлиять на выбросы. Кроме того, путем управления ЗКА на основе давления в усилителе тормозов, работа ЗКА и аспиратора не может в достаточной степени протестирована при проведении процедур тестирования выбросов автомобиля. При этом ЗКА может быть не приведен в открытое состояние при тестировании выбросов автомобиля (в частности, применяя Федеральную Процедуру Тестирования США 1975), т.к. достаточный вакуум усилителя тормозов может быть доступен без испытания ЗКА.
Авторы настоящего изобретения выявили подход для по меньшей мере частичного решения вышеуказанных проблем. Согласно одному примеру подхода, предложен способ для двигателя, содержащий увеличение открытия запорного клапана аспиратора (ЗКА) для создания возможности эжектирующего потока через аспиратор в ответ на то, что частота вращения двигателя находится между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения. Таким образом, ЗКА можно управлять независимо от условий усилителя тормозов и других внешних условий.
Например, двигатель может содержать аспиратор для пассивного создания вакуума. Согласно одному примеру, двигатель может быть двигателем без наддува, при этом аспиратор может быть установлен в перепускном канале дроссельной заслонки параллельно впускной дроссельной заслонки, соединенной с впускным каналом. Согласно альтернативному варианту осуществления, двигатель может быть двигателем с наддувом, содержащим компрессор, при этом аспиратор может быть установлен параллельно компрессору в перепускном канале компрессора. Согласно еще одному варианту осуществления, двигатель может быть двигателем с наддувом, содержащим аспиратор, установленный в перепускном канале дроссельной заслонки параллельно впускной дроссельной заслонки. Эжектирующий поток через аспиратор может быть отрегулирован управляющим клапаном аспиратора (УКА). Контроллер может переключать УКА в открытое положение, когда частота вращения двигателя находится между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения. Согласно одному примеру, первая более низкая частота вращения может быть частотой вращения, основанной на пределе перегрузки коробки передач. Согласно иному примеру, вторая, более высокая частота вращения может быть основана на предельно допустимой частоте вращения двигателя. Контроллер может установить УКА в закрытое положение, если частота вращения двигателя уменьшается ниже первой более низкой частоты вращения или если частота вращения двигателя увеличивается выше второй, более высокой частоты вращения. Таким образом, эжектирующий поток через аспиратор может быть отрегулирован на основе частоты вращения двигателя, а не уровня вакуума в усилителе тормозов.
Таким образом, работой УКА можно управлять для создания вакуума. Управление расходом эжектирующего потока через аспиратор на основе частоты вращения двигателя обеспечивает более упрощенное управление УКА. Кроме того, путем регулирования УКА на основе частоты вращения двигателя, работу аспиратора и УКА можно надежно протестировать при проведении процедур тестирования выбросов. В частности, УКА может быть проверен во время проведения приведенной в качестве примера федеральной процедуре тестирования выбросов. В общем, с помощью упрощенного алгоритма управления УКА, может быть достигнуто снижение производственных затрат наряду с большим соблюдением норм по выбросам.
Таким образом, следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно в разделе «Осуществление изобретения». Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1А изображено схематическое представление системы двигателя без наддува, содержащей аспиратор.
На фиг. 1В проиллюстрировано схематическое представление системы двигателя с наддувом, содержащей аспиратор.
На фиг. 2 изображена схема примера системы гибридного двигателя.
На фиг. 3 представлена высокоуровневая блок-схема, иллюстрирующая алгоритм управления работой запорного клапана аспиратора (ЗКА), содержащегося в системе двигателя по фиг. 1А и 1В, в соответствии с настоящим раскрытием.
На фиг. 4 показан пример блок-схемы, иллюстрирующей алгоритм определения того, соответствуют ли условия открытию ЗКА.
На фиг. 5 показан пример блок-схемы, иллюстрирующей алгоритм определения положения ЗКА в системе гибридного электромобиля (ГЭМ), в соответствии с настоящим раскрытием.
На фиг. 6 показан пример блок-схемы, иллюстрирующей алгоритм установления того, находится ли частота вращения двигателя в пределах требуемого диапазона для открытия ЗКА.
На фиг. 7 представлен пример блок-схемы, иллюстрирующей алгоритм проверки того, произошло ли изменение условий двигателя, для изменения положения ЗКА.
На фиг. 8 показан пример блок-схемы, иллюстрирующей алгоритм определения положения ЗКА в системе гибридного электромобиля (ГЭМ), в соответствии с настоящим раскрытием.
На фиг. 9 показан пример блок-схемы, иллюстрирующей алгоритм определения требуемых тока и напряжения, необходимых для приведения в действие ЗКА.
На фиг. 10 (включая фиг. 10А и 10В) показан пример блок-схемы, иллюстрирующей алгоритм определения положения ЗКА на основе существующего условия деградации двигателя.
На фиг. 11 показан пример операции управления ЗКА на основе частоты вращения двигателя и температуры ЗКА, в соответствии с настоящим раскрытием.
На фиг. 12 представлен пример операции управления ЗКА на основе изменения давления во впускном коллекторе.
На фиг. 13 представлен пример операции управления ЗКА на основе обнаруженного условия деградации двигателя.
На фиг. 14 проиллюстрирован пример операции управления ЗКА в случае его включения в систему ГЭМ по фиг. 2.
Осуществление изобретения
Нижеследующее осуществление изобретения относится к способам и системам для создания вакуума на аспираторе, соединенном с системой двигателя, такой как система двигателя без наддува по фиг. 1А и система двигателя с наддувом по фиг. 1В. Система двигателя может быть включена в состав гибридного электромобиля (ГЭМ), такой как система гибридного автомобиля, показанная на фиг. 2. Создание вакуума на аспираторе может быть отрегулировано посредством запорного клапана аспиратора (ЗКА), установленного выше по потоку или ниже по потоку от аспиратора. Таким образом, открытие ЗКА может быть отрегулировано для управления эжектирующим потоком через аспиратор, тем самым управляя степенью вакуума, создаваемого на аспираторе. Контроллер может быть выполнен с возможностью осуществления одного или более управляющих алгоритмов, таких как примеры алгоритмов по фиг. 3-10, для открытия или закрытия ЗКА на основе условий двигателя (фиг. 3 и фиг. 4), таких как частота вращения двигателя (фиг. 6), температура ЗКА (фиг. 8), которая может зависеть от тока и напряжения, подаваемых на ЗКА (фиг. 9), и условий двигателя в системе ГЭМ (фиг. 5). Изменение условий двигателя может определять то, нужно ли регулировать положение ЗКА (фиг. 7). Дополнительно, контроллер может изменять положение ЗКА на основе определения условий деградации двигателя (фиг. 10). Примеры регулировок ЗКА раскрыты со ссылкой на фиг. 11-14.
Вернемся к фиг. 1А, на ней показано схематическое изображение двигателя 10 внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Вариант осуществления двигателя 10, показанный на фиг. 1А включает в себя двигатель без наддува и не включает в себя устройства наддува. Двигатель 10 содержит множество цилиндров, из которых один цилиндр 30 (также известный как камера сгорания 30) показан на фиг. 1А.
Цилиндр 30 двигателя 10 может содержать стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенным внутри них. Поршень 36 может быть соединен с коленчатым валом 40, так что возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть соединен по меньшей мере с одним ведущим колесом автомобиля через промежуточную систему коробки передач (не показана). Также, стартер может быть соединен с коленчатым валом 40 через маховик (не показан) для возможности начала работы двигателя 10.
Камера сгорания 30 может принимать впускной воздух от впускного коллектора 46 через впускной канал 42 и может выпускать газы горения через выпускной коллектор 48 и выпускной канал 19. Впускной коллектор 46 и выпускной коллектор 48 могут выборочно сообщаться с камерой сгорания 30 через, соответственно, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Согласно некоторым вариантам осуществления, камера сгорания 30 может содержать два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.
В данном примере впускной клапан 52 и выпускные клапаны 54 могут управляться кулачковым приводом посредством соответствующих систем 51 и 53 кулачкового привода. Системы 51 и 53 кулачкового привода могут каждая содержать один или более кулачков и могут использовать одну или более из следующих систем: переключения профиля кулачка (ППК), изменения фаз кулачкового распределения (ИФКР), изменения фаз газораспределения (ИФГ) и/или изменения высоты подъема клапана (ИВПК), которые могут работать под управлением контроллера 12 для изменения работы клапанов. Угловое положение впускного и выпускного распределительных валов может быть определено посредством датчиков 55 и 57 положения, соответственно. Таким образом, положение впускного кулачка может быть определено посредством датчика 55 положения, а положение выпускного кулачка может быть определено посредством датчика 57 положения.
В альтернативных вариантах осуществления впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут управляться посредством электропривода клапана. Например, цилиндр 30 может альтернативно содержать впускной клапан, управляемый посредством электропривода клапана, и выпускной клапан, управляемый посредством кулачкового привода, содержащего системы ППК и/или ИФКР.
Показана, что топливная форсунка 66 непосредственно соединена с камерой сгорания 30 для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса впрыска топлива (ДИВТ), полученного от контроллера 12 посредством электронного драйвера 68. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает так называемый непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания 30. Топливная форсунка может быть установлена, например, в боковине камеры сгорания или в верхней части камеры сгорания. Топливо может быть доставлено в топливную форсунку 66 посредством топливной системы (не показана на фиг. 1А), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу. В некоторых вариантах осуществления камера сгорания 30 может альтернативно или дополнительно включать в себя топливную форсунку, расположенную во впускном коллекторе 46 в конфигурации, которая обеспечивает так называемый впрыск топлива во впускное окно выше по потоку от камеры сгорания 30.
Система зажигания 88 может обеспечивать искру зажигания в камеру сгорания 30 посредством свечи зажигания 92 в ответ на сигнал опережения зажигания (ОЗ) от контроллера 12 при выбранных рабочих режимах. Хотя показаны компоненты искрового зажигания, в некоторых вариантах осуществления камера сгорания 30 или одна или более других камер сгорания двигателя 10 может работать в режиме воспламенения от сжатия при наличии или без искры зажигания.
Показано, что впускной коллектор 46 сообщается с впускной дроссельной заслонкой 62, содержащей дроссельную шайбу 64. В данном конкретном примере положение дроссельной шайбы 64 может изменяться контроллером 12 посредством сигнала, подаваемого на электромотор или исполнительный механизм, включенный в состав дроссельной заслонки 62, при этом данная конфигурация обычно называется электронным управлением дроссельной заслонкой (ЭУДЗ). Впускная дроссельная заслонка 62 может управлять потоком воздуха из впускного канала 42 во впускной коллектор 46 и камеру сгорания 30, а также в другие цилиндры двигателя. Положение дроссельной шайбы 64 может подаваться в контроллер 12 посредством сигнала положения дроссельной заслонки (ПДЗ) от датчика 58 положения дроссельной заслонки. Впускной канал 42 может содержать датчик 120 массового расхода воздуха (МРВ) и датчик 121 барометрического давления (БД) для подачи соответствующих сигналов МРВ и БД в контроллер 12. Датчик 121 барометрического давления может также быть выполнен в виде датчика температуры/давления, выполненного с возможностью измерения температуры впускного воздуха (ТВВ), а также барометрического давления (БД).
Кроме того, в рассматриваемом варианте осуществления, система рециркуляции отработавших газов (РОГ) может направлять требуемую часть отработавших газов из выпускного канала 19 во впускной коллектор 46 через канал 82 РОГ. Обеспечиваемую степень РОГ может изменять контроллер 12 посредством клапана 80 РОГ. Путем введения отработавших газов в двигатель 10, уменьшается количество доступного кислорода для сгорания, посредством чего уменьшаются температуры пламени сгорания и снижается образование, например, оксидов азота (OA).
Трубка 78 принудительной вентиляции картера (ПВК) может соединять картер (не показан) с впускным коллектором 46 так, что картерные газы могут быть удалены из картера управляемым способом. Также, испаряющиеся выбросы из адсорбера топливных паров (не показан) могут быть выдуты во впускной коллектор 46 через трубку 76 продувки топливных паров, соединяющую адсорбер топливных паров с впускным коллектором.
Показано, что датчик 126 отработавших газов соединен с выпускным каналом 19 выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности отработавших газов. Датчик 126 может представлять собой любой подходящий датчик для выдачи показания воздушно-топливного отношения отработавших газов, такой как линейный датчик кислорода или УДКОГ (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах), датчик кислорода с двумя состояниями или датчик кислорода в отработавших газах (ДКОГ), НДКОГ (нагреваемый ДКОГ), датчик оксидов азота (OA), углеводорода (НС) или окиси углерода (СО). Показано, что устройство 70 снижения токсичности отработавших газов расположено по ходу выпускного канала 19 ниже по потоку от датчика 126 отработавших газов. Устройство 70 может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (ТКН), уловителем OA, различными другими устройствами снижения токсичности отработавших газов или их сочетаниями. Показано, что датчик 79 кислорода соединен с выхлопной трубой 77 ниже по потоку от устройства 70 снижения токсичности отработавших газов. Содержание кислорода в устройстве 70 снижения токсичности отработавших газов может быть оценено на основании измерений от датчика 126 отработавших газов и датчика 79 кислорода.
Аспиратор 20 может быть установлен в трубке 23 (здесь также называемой перепускным каналом 23 впускного воздуха или перепускным каналом 23 дроссельной заслонки) параллельно впускной дроссельной заслонке 62. Трубка 23 может быть параллельна впускному каналу 42, как показано на фиг. 1А, и может отводить часть впускного воздуха, получаемого от точки ниже по потоку от воздухоочистителя 133 во впускной коллектор 46 через аспиратор 20. Часть воздуха, отводимая от места выше по потоку от впускной дроссельной заслонки 62, может течь в первый конец 25 трубки 23, через аспиратор 20, и может выходить во впускной коллектор 46 ниже по потоку от впускной дроссельной заслонки 62 на втором конце 26 трубки 23. Воздух, текущий через аспиратор 20, создает область низкого давления внутри аспиратора 20, посредством чего обеспечивается источник вакуума для вакуумных резервуаров и устройств-потребителей вакуума, таких как адсорберы топливных паров, усилители тормозов и т.п. Аспираторы (которые могут альтернативно называться эжекторами, насосами Вентури, эжекторными насосами и откачивающими насосами) являются, таким образом, устройствами пассивного создания вакуума, которые могут обеспечивать низкозатратное создание вакуума при использовании в системах двигателя. Степень создаваемого вакуума может зависеть от расхода эжектирующего потока воздуха через аспиратор 20. Запорный клапан аспиратора (ЗКА) 74 может быть соединен с трубкой 23 ниже по потоку от аспиратора 20, как показано на фиг. 1А. Альтернативно, ЗКА 74 может быть соединен выше по потоку от аспиратора 20. Согласно другим вариантам осуществления, ЗКА 74 может быть встроен в аспиратор 20 (в частности, может быть расположен в горловине аспиратора). ЗКА 74 может также называться управляющим клапаном аспиратора или УКА 74.
ЗКА 74 можно активно управлять для позволения/запрета эжектирующего потока через аспиратор (в случае ЗКА с двумя состояниями) или для снижения/увеличения потока через аспиратор (в случае плавнорегулируемого ЗКА). Таким образом, путем регулирования открытия ЗКА 74, эжектирующий поток через аспиратор 20 может быть изменен, и степень вакуума, вырабатываемого в горловине аспиратора, может регулироваться для удовлетворения потребностей двигателя в вакууме.
ЗКА 74 может быть клапаном с электроприводом, и его состоянием может управлять контроллер 12 на основе различных рабочих условий двигателя. Согласно одному примеру, ЗКА 74 может быть электромагнитным клапаном. В настоящем раскрытии ЗКА может приводится в действие посредством электрического тока. Таким образом, положение по умолчанию ЗКА 74 может быть закрытым (или полностью закрытым) положением, при котором на ЗКА с электроприводом не подают тока. Соответственно, изменение положения по умолчанию ЗКА (в частности, открытие ЗКА 74) может быть достигнуто путем подачи электрического тока на ЗКА. Как будет раскрыто со ссылкой на фиг. 9, значения тока и напряжения для приведения в действие ЗКА могут быть определены на основе температуры под капотом.
Согласно альтернативным вариантам осуществления, ЗКА может быть пневматическим (в частности, с вакуумным приводом) клапаном; при этом приводной вакуум для клапана может быть доставлен из впускного коллектора и/или вакуумного резервуара и/или других накопителей низкого давления системы двигателя. Согласно вариантам осуществления, в которых ЗКА является клапаном с пневматическим управлением, управление ЗКА может быть осуществлено независимо от блока управления трансмиссией (в частности, ЗКА может пассивно управляться на основе уровней давления/вакуума внутри системы двигателя).
Независимо от того, какой привод - электрический или вакуумный, - ЗКА 74 может быть как клапаном с двумя состояниями (в частности, двухходовым клапаном) или бесступенчато-регулируемым клапаном. Клапаны с двумя состояниями могут переводится или в полностью открытое, или в полностью закрытое (выключенное) положения, так что полностью открытое положение клапана с двумя состояниями является положением, в котором клапан не оказывает ограничения на поток, а полностью закрытое положение клапана с двумя состояниями является положением, в котором клапан ограничивает весь поток так, что поток не может проходить через клапан. Напротив, бесступенчато-регулируемые клапаны могут быть частично открыты в различных степенях. Варианты осуществления с бесступенчато-регулируемыми ЗКА могут обеспечивать большую гибкость в управлении эжектирующим потоком через аспиратор, обладая тем недостатком, что бесступенчато-регулируемые клапаны могут быть более затратными, чем клапаны с двумя состояниями. В других примерах ЗКА 74 может быть шиберным клапаном, поворотным пластинчатым клапаном, тарельчатым клапаном или клапаном иного пригодного типа.
Состояние ЗКА 74 (в частности, открыто или закрыто) может быть определено на основе различных рабочих условий двигателя, как более подробно раскрывается в описании со ссылкой на фиг. 3-14. Контроллер 12 может быть функционально соединен с ЗКА 74 для приведения в действие ЗКА 74 между открытым и закрытым положениями (или в любое другое положение между ними в случае бесступенчато-регулируемого клапана). Согласно первому примеру, контроллер может привести в действие ЗКА на основе уровня вакуума в вакуумном резервуаре, например, усилителе тормозов. Например, создание вакуума посредством аспиратора может быть активизировано путем приведения ЗКА в открытое положение, когда уровни вакуума в усилителе тормозов ниже порогового значения. Согласно второму примеру, ЗКА может управляться на основе требуемого потока воздуха во впуске двигателя. Для пояснения, ЗКА может быть закрыт, когда расход воздуха во впускном коллекторе превышает требуемый, что может привести к впрыску избыточного топлива. Хотя вышеприведенные примеры управления ЗКА могут быть пригодны для нормальной работы двигателя, эти способы управления могут не предполагать возможности достаточного тестирования аспиратора или ЗКА в ходе выполнения процедур тестирования выбросов. Таким образом, ЗКА может не приводится в действие при тестировании выбросов и/или процедурах диагностики, когда управление ЗКА основано на уровне вакуума в усилителе тормозов или на требуемом потоке воздуха во впуске.
Соответственно, в настоящем изобретении раскрываются способы управления ЗКА, которые по меньшей мере частично основаны на частоте вращения двигателя. Например, контроллер может отдать команду на перевод ЗКА 74 в открытое положение (из более закрытого положения), когда частота вращения двигателя находится между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения. Путем открытия ЗКА на основе частоты вращения двигателя, уменьшаются (в частности, минимизируются) условия, при которых эжектирующий поток эжектора может вызвать увеличение потока воздуха больше требуемого. Т.к. расход воздуха, больший требуемого, может привести к впрыску избыточного топлива, управление потоком воздуха через ЗКА может улучшить производительность двигателя и топливную экономичность. Кроме того, обеспечивается приведение в действие ЗКА при выполнении процедур тестирования выбросов, когда управление ЗКА основано на частоте вращения двигателя. Таким образом, могут быть гарантированы диагностики ЗКА (и аспиратора) при одновременной оценке влияния ЗКА (и аспиратора) на выбросы автомобиля.
В случае ЗКА с электроприводом, контроллер может также регулировать приведение в действие ЗКА на основе температуры ЗКА. Например, ЗКА может быть закрыт (из открытого положения), когда температура ЗКА выше порогового значения. Согласно другим вариантам осуществления, могут быть использованы различные алгоритмы управления для регулирования ЗКА на основе обнаружения условий деградации двигателя. Альтернативный способ управления может быть применен для гибридного электромобиля.
На фиг. 1А показано, что вакуум, создаваемый аспиратором 20, может быть направлен в вакуумный резервуар 138 и тормозной вакуумный резервуар 184 (также называемый тормозной аккумулятор 184) в усилителе 140 тормозов. Вакуумный резервуар 138 может получать вакуум посредством канала 73 через первый обратный клапан 63, расположенный в первой трубке 93. Первый обратный клапан 63 обеспечивает возможность потока воздуха из вакуумного резервуара 138 к аспиратору 20 и блокирует поток воздуха из аспиратора 20 к вакуумному резервуару 138. Датчик 125 может оценивать уровень давления (или уровень вакуума) внутри вакуумного резервуара 138. Таким образом, датчик 125 может представлять собой датчик давления или датчик вакуума. Хотя изображенный вариант осуществления показывает первый обратный клапан 63 как отдельный клапан, в альтернативных вариантах осуществления аспиратора обратный клапан 63 может быть встроен в аспиратор. Тормозной аккумулятор 184 может получать вакуум из аспиратора 20 посредством канала 73 через второй обратный клапан 94, установленный во второй трубке 65. Доступное давление в тормозном аккумуляторе 184 может быть оценено датчиком 127 вакуума (или датчиком 127 давления). Контроллер 12 может, таким образом, получать показания уровня давления от каждого из датчиков 125 и 127. Согласно альтернативным вариантам осуществления, тормозной аккумулятор 184 может получать вакуум непосредственно из вакуумного резервуара 138.
Тормозной аккумулятор 184 может быть внутренним вакуумным резервуаром в усилителе 140 тормозов, который, в свою очередь, может быть соединен с колесными тормозами автомобиля (не показаны). Вакуум в тормозном аккумуляторе 184 может увеличивать усилие, подаваемое водителем 196 автомобиля посредством педали 150 тормоза, в главный цилиндр для применения тормозов автомобиля (не показаны). Положение педали 150 тормоза может контролироваться датчиком 154 педали тормоза. Вакуумный резервуар 138 может быть соединен с одним или более устройствами-потребителями вакуума двигателя. Например, вакуумный резервуар 138 может быть соединен с одним или более из следующих устройств: клапан продувки адсорбера (не показан), управляющий клапан системы изменения геометрии впускного коллектора (не показан) и исполнительный механизм перепускной заслонки турбины в двигателе с наддувом (не показан на фиг. 1А).
Хотя это не показано на фиг. 1А, согласно другим примерам, вакуумный резервуар 138 и тормозной аккумулятор 184 могут быть непосредственно соединены с впускным коллектором 46 через отдельные каналы. То есть, тормозной аккумулятор 184 может быть непосредственно соединен с впускным коллектором через первый канал, отделенный от второго канала, непосредственно соединяющего вакуумный резервуар 138 с впускным коллектором 46. Также, первый и второй каналы могут не содержать аспиратор 20 и могут проходить в обход аспиратора 20. Вакуумный резервуар 138 и тормозной аккумулятор 184 могут получать вакуум из впускного коллектора 46, когда вакуум во впускном коллекторе увеличенный по сравнению с вакуумом, создаваемым на аспираторе, или когда аспиратор не создает вакуум.
Контроллер 12 показан как микрокомпьютер, содержащий микропроцессорное устройство (МПУ) 102, порты 104 ввода/вывода, электронный носитель данных для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в данном конкретном примере в виде постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 106, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 108, энергонезависимую память (ЭНП) 110 и шину данных. Контроллер 12 отдает команды различным исполнительным механизмам, таким как дроссельная шайба 64, ЗКА 74, клапан 80 РОГ, топливная форсунка 66 и т.п. Показано, что контроллер 12 принимает различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнении к тем сигналам, которые рассматривались ранее, включая температуру хладагента двигателя (ТХД) от датчика 121 температуры, соединенного с рубашкой 114 охлаждения; датчик 194 положения, соединенный с педалью 192 акселератора для определения положения акселератора, регулируемое водителем 196 автомобиля; измерение абсолютного давления в коллекторе (АДК) двигателя от датчика 122 давления, соединенного с впускным коллектором 46; измерение температуры и барометрического давления (БД) впускного воздуха от датчика 121 температуры/давления, соединенного с впускным каналом 42; измерение вакуума в тормозном вакуумном резервуару 138 от датчика 125 давления; выходной сигнал профиля зажигания (ПЗ) от датчика 118 на эффекте Холла (или иного типа), соединенного с коленчатым валом 40; измерение массы воздуха, поступающей в двигатель отдатчика 120 массового расхода воздуха (МРВ); и измерение положения дроссельной заслонки (ПДЗ) от датчика 58.
Контроллер 12 может также получать сообщения отдатчика 126 отработавших газов и датчика 79 кислорода, которые могут использоваться для оценки емкости хранилища кислорода устройства 70 снижения токсичности отработавших газов. Датчик 118 положения двигателя может выдавать заданное число равноотстоящих импульсов на каждый оборот коленчатого вала, на основе чего может быть определена частота вращения двигателя (ЧВД). Постоянное запоминающее устройство 106 носителя данных в контроллере 12 может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими инструкции, исполняемые процессором 102, для осуществления способов, раскрытых ниже, а также иных вариантов, которые предполагаются, но которые конкретно не перечисляются. Примеры способов и алгоритмов раскрыты в настоящем документе со ссылкой на фиг. 3-10.
На фиг. 1В показан пример системы 11 двигателя, содержащей двигатель с наддувом. Система 11 двигателя аналогична системе 10 двигателя по фиг. 1А, отличаясь в первую очередь расположением аспиратора и наличием турбонагнетателя и трубки рециркуляции отработавших газов высокого давления (РОГ-ВД). Таким образом, компоненты двигателя, ранее раскрытые на фиг. 1А, пронумерованы аналогично на фиг. 1А и не описываются повторно.
Двигатель 11 также содержит устройство сжатия, такое как турбонагнетатель или компрессор наддува, содержащий по меньшей мере компрессор 162, расположенный по ходу впускного канала 42. В случае турбонагнетателя, компрессор 162 может по меньшей мере частично приводиться в действие газовой турбиной 164 (например, посредством вала), расположенной по ходу выпускного канала 19. Компрессор 162 затягивает воздух из впускного канала 42 для подачи в камеру 144 наддува. Отработавшие газы вращают газовую турбину 164, которая соединена с компрессором 162 через вал 161. В случае компрессора наддува, компрессор 162 может по меньшей мере частично приводиться в действие двигателем и/или электромашиной и может не содержать выпускную турбину. Таким образом, степень сжатия, обеспечиваемая в один или более цилиндров двигателя посредством турбонагнетателя или компрессора наддува, может быть изменена контроллером 12.
Перепускная заслонка 168 может быть установлена параллельно газовой турбине 164 в турбонагнетателе. В частности, перепускная заслонка может быть установлена в перепускном канале 166, установленном между входом и выходом газовой турбины 164. Путем регулирования положения перепускной заслонки 168, можно управлять степенью наддува, обеспечиваемой газовой турбиной.
Также, в примере системы двигателя по фиг. 1В, аспиратор 21 может быть установлен в трубку 28 (здесь также называемую перепускным каналом 28 компрессора) параллельно компрессору 162. Трубка 28 может быть параллельна впускному каналу 42, как показано на фиг. 1В, и может отводить часть наддувочного воздуха от места ниже по потоку от компрессора 162 и выше по потоку от впускной дроссельной заслонки 62 в место выше по потоку от компрессора 162 через аспиратор 21. Часть сжатого воздуха, отводимая от места ниже по потоку от компрессора 162 (и выше по потоку от впускной дроссельной заслонки 62), может течь в первый конец 29 трубки 28, через аспиратор 21 и может выходить во впускной канал 42 выше по потоку от компрессора 162 на втором конце 27 трубки 28. Воздух, текущий через аспиратор 21, создает область низкого давления внутри аспиратора 21, посредством чего обеспечивается источник вакуума для вакуумных резервуаров и устройств-потребителей вакуума, таких как адсорберы топливных паров, усилители тормозов и т.п. Степень вакуума, создаваемого аспиратором, может зависеть от расхода эжентирующего потока воздуха через аспиратор 21. Запорный клапан аспиратора (ЗКА) 74 может быть соединен с перепускным каналом 28 компрессора выше по потоку от аспиратора 21, как показано на фиг. 1В. Альтернативно, ЗКА 74 может быть установлен ниже по потоку от аспиратора 21. Также, ЗКА 74 может быть отрегулирован контроллером 12, как упоминалось ранее со ссылкой на фиг. 1А, для изменения уровня вакуума, создаваемого на аспираторе 21. Таким образом, управления ЗКА 74 может быть основано на частоте вращения двигателя, температуре ЗКА и других условиях, которые будут раскрыты ниже со ссылкой на фиг. 3-14. Аналогично фиг. 1А, вакуум, создаваемый на аспираторе 21, может быть подан как в вакуумный резервуар 138, так и в тормозной аккумулятор 184.
Следует понимать, что хотя на фиг. 1В показан аспиратор 21, соединенный параллельно компрессору 162 в трубке 28 (или перепускному каналу 28 компрессора), другие варианты осуществления двигателя с наддувом могут включать в себя аспиратор 21, установленный параллельно впускной дроссельной заслонке 62, как показано в примерном варианте осуществления двигателя без наддува по фиг. 1А. Альтернативные варианты осуществления могут включать в себя несколько эжекторов, установленных в различных положениях внутри системы двигателя. Эти несколько эжекторов могут быть объединены посредством обратных клапанов для обеспечения требуемых уровней вакуума.
Двигатель 11 может включать в себя систему РОГ высокого давления (РОГ-ВД) для рециркуляции части отработавших газов от выпускного коллектора, в частности, от выпуска двигателя, выше по потоку от газовой турбины 164, во впускной коллектор 46, ниже по потоку от впускной дроссельной заслонки 62 и компрессора 162. Система РОГ-ВД может включать в себя трубку 84 РОГ-ВД и клапан 158 РОГ-ВД, выполненный с возможностью управления количеством отработавших газов, рециркулирующих по трубке 84 РОГ-ВД. Хотя это не показано на фиг. 1В, двигатель 11 может также включать в себя систему РОГ низкого давления (РОГ-НД) для рециркуляции части отработавших газов от выпускного коллектора во впускной коллектор, в частности, от выпуска двигателя, ниже по потоку от газовой турбины 164, на впуск двигателя, выше по потоку от впускного компрессора 162.
Контроллер 12 по фиг. 1В может быть аналогичен контроллеру 12, показанному на фиг. 1А. Однако, контроллер 12 по фиг. 1В может отдавать команды на клапан 158 РОГ-ВД и перепускную заслонку 168, в дополнении к командам на различные исполнительные механизмы, такие как дроссельная шайба 64, ЗКА 74, топливная форсунка 66 и т.п. Также, контроллер 12 по фиг. 1В может получать сигналы от датчиков, ранее представленных на фиг. 1А, а также измерение давления на входе дроссельной заслонки (или давления наддува) от датчика 123, соединенного с камерой 144 наддува ниже по потоку от компрессора 162 в двигателе 11.
Следует понимать, что хотя в нижеследующем описании настоящее раскрытие может относится к двигателю 10, остальная часть описания может также относится к двигателю 11 по фиг. 1В, если не отмечен иной частный случай.
Согласно некоторым вариантам осуществления, двигатель (в частности, двигатель 10 или двигатель 11) может быть соединен с системой электрического мотора/батареи в гибридном автомобиле. Гибридный автомобиль может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию или сочетание этих комбинаций. Также, в некоторых вариантах осуществления могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.
На фиг. 2 проиллюстрирован пример силовой установки 200 автомобиля. Силовая установка 200 автомобиля включает в себя двигатель 10 сгорания топлива и мотор 220. В качестве неограничивающего примера, двигатель 10 может представлять собой двигатель внутреннего сгорания, а мотор 220 может представлять собой электромотор. Двигатель 10 силовой установки 200 автомобиля может представлять собой двигатель 10, изображенный в варианте осуществления по фиг. 1А или двигатель 10 в варианте осуществления по фиг. 1В. Мотор 220 может быть выполненный с возможностью использования или потребления энергии от различных источников, кроме двигателя 10. Например, двигатель 10 может потреблять жидкое топливо (в частности, бензин) для выработки эффективной мощности двигателя, в то время как мотор 220 может потреблять электроэнергию для выработки эффективной мощности мотора. Таким образом, автомобиль с силовой установкой 200 автомобиля может называться гибридным электромобилем (ГЭМ).
Силовая установка 200 автомобиля может использовать несколько различных рабочих режимов в зависимости от рабочих условий, испытываемых силовой установкой автомобиля. Некоторый из этих режимов могут позволять двигателю 10 поддерживаться в состоянии «ВЫКЛ» (т.е. устанавливать в деактивированное состояние с двигателем в состоянии покоя), при котором прекращено сгорание топлива в двигателе. Например, при выборочных рабочих условиях, мотор 220 может приводить в движение автомобиль посредством ведущего колеса 230, как показано стрелкой 222, при этом двигатель 10 деактивирован.
При других рабочих условиях двигатель 10 может быть установлен в деактивированное состояние (как раскрыто выше), при этом мотор 220 может работать для зарядки устройства 250 хранения энергии. Например, мотор 220 может получать крутящий момент колеса от ведущего колеса 230, как показано стрелкой 222, при этом мотор может преобразовывать кинетическую энергию автомобиля в электрическую энергию для хранения в устройстве 250 хранения энергии, как показано стрелкой 224. Эта операция может называться рекуперативным торможением автомобиля. Таким образом, мотор 220 может обеспечивать функцию генерации в некоторых вариантах осуществления. Однако, согласно другим вариантам осуществления, генератор 260 может вместо этого получать крутящий момент колеса от ведущего колеса 230, при этом генератор может преобразовывать кинетическую энергию автомобиля в электрическую энергию для хранения в устройстве 250 хранения энергии, как показано стрелкой 262.
При других рабочих условиях двигатель 10 может работать путем сгорания топлива, полученного от топливной системы 240, как показано стрелкой 242. Например, двигатель 10 может работать для приведения в движение автомобиль посредством ведущего колеса 230, как показано стрелкой 212, при этом мотор 220 деактивирован. При других рабочих условиях и двигатель 10, и мотор 220 могут работать для приведения в движение автомобиль посредством ведущего колеса 230, как показано стрелками 212 и 222, соответственно. Конфигурация, при которой и двигатель, и мотор могут выборочно приводить в движение автомобиль, может называться силовой установкой автомобиля параллельного типа. Следует заметить, что согласно некоторым вариантам осуществления, мотор 220 может приводить в движение автомобиль посредством первого набора ведущих колес, а двигатель 10 может приводить в движение автомобиль посредством второго набора ведущих колес.
Согласно другим вариантам осуществления, силовая установка 200 автомобиля может быть выполнена как силовая установка автомобиля последовательного типа, за счет чего двигатель не может непосредственно приводить в движение ведущие колеса. Напротив, двигатель 10 может работать для питания мотора 220, который может, в свою очередь, приводить в движение автомобиль посредством ведущего колеса 230, как показано стрелкой 222. Например, при выборочных рабочих условиях двигатель 10 может приводить в действие генератор 260, который может, в свою очередь, подавать электроэнергию на один или более моторов 220, как показано стрелкой 214, или на устройство 250 хранения энергии, как показано стрелкой 262. Согласно другому примеру, двигатель 10 может работать с возможностью приведения в действие мотора 220, который может, в свою очередь, обеспечивать функцию генератора для преобразования эффективной мощности двигателя в электроэнергию, при этом электроэнергия может быть сохранена в устройстве 250 хранения энергии для дальнейшего использования мотором.
Топливная система 240 может включать в себя один или более топливных баков 244 для хранения топлива на борту автомобиля. Например, топливный бак 244 может хранить один или более типов жидкого топлива, включая, но не ограничиваясь: бензин, дизельное топливо и спиртосодержащие топлива. Согласно некоторым примерам, топливо может быть сохранено на борту автомобиля как смесь двух или более различных типов топлива. Например, топливный бак 244 может быть выполнен с возможностью хранения смеси бензина и этанола (в частности, Е10, Е85 и т.д.) или смеси бензина и метанола (в частности, М10, М85 и т.д.), за счет чего эти топлива или топливные смеси могут быть доставлены в двигатель 10, как показано стрелкой 242. Таким образом, жидкое топливо может быть подано из топливного бака 244 в двигатель 10 автомобиля, показанного на фиг. 2. Топлива различных других типов или топливные смеси могут быть поданы в двигатель 10, при этом они могут сгорать в двигателе для выработки эффективной мощности двигателя. Эффективная мощность двигателя может быть использована для приведения в движение автомобиль, как показано стрелкой 121, или для подзарядки устройства 250 хранения энергии посредством мотора 220 или генератора 260.
Согласно некоторым вариантам осуществления, устройство 250 хранения энергии может быть выполнено с возможностью хранения электрической энергии, которая может подаваться на другие электрические нагрузки, находящиеся на борту автомобиля (кроме мотора), включая отопление и кондиционирование воздуха салона, запуск двигателя, фары, аудио и видео системы салона. Согласно неограничивающему примеру, устройство 250 хранения энергии может включать в себя одну или более аккумуляторных батарей и/или конденсаторов.
Система 12 управления (также здесь называемая контроллер 12) может сообщаться с одним или более из следующего: двигатель 10, мотор 220, топливная система 240, устройство 250 хранения энергии и генератор 260. Как будет раскрыто при рассмотрении последовательности по фиг. 5, система 12 управления может принимать информацию сенсорной обратной связи от одного или более из: двигатель 12, мотор 220, топливная система 240, устройство 250 хранения энергии и генератор 260. Также система 12 управления может посылать управляющие сигналы на один или более из следующего: двигатель 10, мотор 220, топливная система 240, устройство 250 хранения энергии и генератор 260 в ответ на данную сенсорную обратную связь. Система 12 управления может принимать индикацию запрашиваемой водителем эффективной мощности силовой установки автомобиля от водителя 196 автомобиля. Например, система 12 управления может принимать сенсорную обратную связь от датчика 194 положения педали, сообщающегося с педалью 192. Педаль 192 может схематично изображать педаль тормоза и/или педаль акселератора.
Устройство 250 хранения энергии может периодически получать электроэнергию от источника 280 электропитания, находящегося вне автомобиля (в частности, не являющегося частью автомобиля), как показано стрелкой 284. Согласно неограничивающему примеру, силовая установка 200 автомобиля может быть выполнена как подключаемый к электросети гибридный электромобиль (ГЭМ), посредством чего электроэнергия может быть подана в устройство 250 хранения энергии от источника 280 электропитания через кабель 282 передачи электроэнергии. При операции подзарядки устройства 250 хранения энергии от источника 280 электропитания, кабель 282 передачи электроэнергии может электрически соединять устройство 250 хранения энергии и источник 280 электропитания. Во время того, как силовая установка автомобиля работает для приведения в движение автомобиля, кабель 282 передачи электроэнергии может быть отсоединен между источником 280 электропитания и устройством 250 хранения энергии. Система 12 управления может определять и/или регулировать величину электроэнергии, накопленной в устройстве хранения энергии, которая может называться степенью заряда (СЗ). Устройство 250 хранения энергии может также называться аккумуляторной батареей.
Согласно иным вариантам осуществления, кабель 282 передачи электроэнергии может быть исключен, при этом электроэнергия может быть получена устройством 250 хранения энергии от источника 280 электропитания беспроводным способом. Например, устройство 250 хранения энергии может получать электроэнергию от источника 280 электропитания посредством одного или более из следующих способов: электромагнитная индукция, радиоволны и электромагнитный резонанс. Таким образом, следует понимать, что может использоваться любой пригодный подход для подзарядки устройства 250 хранения энергии от источника электропитания, который не является частью автомобиля. Таким образом, мотор 220 может приводить в движение автомобиль путем использования источника энергии, отличного от топлива, используемого двигателем 10.
Топливная система 240 может периодически получать топливо от источника топлива, находящегося вне автомобиля. Согласно неограничивающему примеру, силовая установка 200 автомобиля может быть дозаправлена топливом путем получения топлива посредством топливораздаточного устройства 270, как показано стрелкой 272. Согласно некоторым вариантам осуществления, топливный бак 244 может быть выполнен с возможностью хранения топлива, полученного от топливораздаточного устройства 270 перед его подачей в двигатель 10 для осуществления сгорания. Согласно некоторым вариантам осуществления, система 12 управления может получать индикацию уровня топлива, хранимого в топливном баке 244, посредством датчика уровня топлива. Уровень топлива, хранимого в топливном баке 244 (в частности, определяемого датчиком уровня топлива), может быть сообщен водителю автомобиля, например, посредством указателя уровня топлива или индикации на приборной панели 296 автомобиля.
Силовая установка 200 автомобиля может также содержать датчик 298 температуры/влажности окружающего воздуха и датчик контроля поперечной устойчивости, такой как датчик (датчики) 299 поперечной и/или продольной и/или угловой скорости рысканья. Приборная панель 296 автомобиля может содержать сигнальную лампу (лампы) и/или текстовой дисплей, на котором отображены сообщения для водителя. Приборная панель 296 автомобиля может также содержать различные области ввода для получения ввода от водителя, такие как кнопки, сенсорные экраны, устройства голосового ввода/распознавания голоса и т.д. Например, приборная панель 296 автомобиля может включать в себя кнопку 297 дозаправки, которую может привести в действие или нажать вручную водитель автомобиля для инициирования дозаправки. Например, как подробнее раскрывается ниже, в ответ на приведение в действие водителем автомобиля кнопки 297 дозаправки, может быть сброшено давление в топливном баке автомобиля для возможности осуществления дозаправки.
Согласно альтернативному варианту осуществления, приборная панель 296 автомобиля может сообщаться с водителем при помощи звуковых сообщений, без дисплея. Также датчик (датчики) 299 может включать в себя вертикальный акселерометр для индикации неровностей дороги. Эти устройства могут быть соединены с системой 12 управления. Согласно одному примеру, система управления может регулировать эффективную мощность двигателя и/или колесные тормоза для увеличения устойчивости автомобиля в ответ на показания датчика (датчиков) 299.
На фиг. 3 показан пример алгоритма 300 для работы управляющего клапана аспиратора (УКА), соединенного с впускным перепускным каналом выше по потоку или ниже по потоку от аспиратора (или встроенного в него), такого как на фиг. 1А. Алгоритм 300 может быть также использован для управления УКА, соединенного с перепускным каналом компрессора в двигателе с наддувом, таком как двигатель 11 на фиг. 1В. Алгоритм обеспечивает возможность регулирования эжектирующего потока через аспиратор путем регулирования открытия УКА на основе условия двигателя.
На этапе 304 алгоритм включает в себя оценку и/или измерение рабочих условий двигателя и/или автомобиля. Они включают в себя, например, частоту вращения двигателя, температуру двигателя, атмосферные условия (температуру, барометрическое давление (БД), влажность и т.д.), АДК, давление наддува (в двигателе с наддувом), требуемый крутящий момент, РОГ, состояние заряда (СЗ) аккумуляторной батареи и т.д.
На этапе 306 алгоритма 300 могут определять то, разрешают ли условия двигателя открытие УКА (из закрытого положения). В частности, открытие УКА может быть увеличено для возможности создания вакуума, если присутствуют соответствующие условия двигателя. В примере, где УКА является клапаном с двумя состояниями (в частности, двухходовым клапаном), алгоритм может определять то, может ли УКА быть переведен в полностью открытое положение из полностью закрытого положения. Если УКА является бесступенчато-регулируемым клапаном, алгоритм может определять то, может ли УКА быть переведен из полностью закрытого положения в положение между полностью закрытым и полностью открытым. Согласно одному примеру, условие двигателя, пригодное для открытия УКА может заключаться в том, что частота вращения двигателя выше предела перегрузки коробки передач. Согласно иному примеру, пригодное условие двигателя может включать в себя то, что АДК ниже давления на входе дроссельной заслонки (ДВДЗ). Как было раскрыто ранее, управление УКА может не зависеть от уровня накопленного вакуума в вакуумном резервуаре. Контроллер может запустить алгоритм 400 по фиг. 4 для определения того, пригодны ли условия для открытия УКА на этапе 306. Если определяют, что пригодные условия для открытия УКА не имеют место, алгоритм 300 переходит на этап 308 для ожидания подходящих условий двигателя, и УКА могут не открывать. Согласно одному примеру, предыдущее положение УКА может поддерживаться, или УКА могут перевести в более закрытое положение на основе существующих условий двигателя.
Однако, если определяют, что УКА может быть открыт, алгоритм 300 переходит на этап 310, на котором УКА открывают для создания вакуума. Например, открытие УКА может быть увеличено для создания возможности большего эжектирующего потока через аспиратор. Таким образом, УКА может быть клапаном с электромагнитным управлением. Приведение в действие УКА в открытое положение может содержать направление электрического тока для питания соленоида. Также контроллер может привести в действие соленоид ЗКА в направлении открытия. Открытие клапана может включать в себя полное открытие клапана или движение клапана в более открытое положение из закрытого положения (в частности, из полностью закрытого). Следует отметить, что в раскрываемом примере положение по умолчанию УКА может быть закрытым положением, когда нет подачи электрического тока на соленоид. Согласно иным примерам, УКА может быть бесступенчато-регулируемым клапаном, при этом степень открытия УКА может регулироваться между полностью открытым, полностью закрытым положением и любым положением между ними. В результате увеличенного эжектирующего потока через аспиратор вследствие открытия УКА, больший объем вакуума может быть втянут в аспиратор.
На этапе 312 алгоритма 300 могут определять то, возникли ли условия двигателя, которые могут вызвать закрытие УКА. Например, частота вращения двигателя может быть меньше предела перегрузки коробки передач. Согласно иному примеру, АДК может быть больше ДВДЗ в примере двигателя с наддувом. Контроллер может запустить алгоритм 700 по фиг. 7 на этапе 312 для определения того, достаточно ли изменились условия двигателя для закрытия УКА.
Если определяют, что условия двигателя не изменились, алгоритм 300 переходит на этап 314 для поддержания УКА в его открытом положении (с увеличенным открытием УКА на этапе 310) для непрерывного создания вакуума. Алгоритм 300 может затем возвратиться на этап 312 для контроля любого изменения условий двигателя, которые могут вовлекать закрытие УКА.
Альтернативно, если на этапе 312 определяют, что изменение условий двигателя привело к потребности в закрытии УКА, алгоритм 300 продолжается на этапе 316 для закрытия УКА, в частности, путем прекращения подачи электрического тока. Например, УКА могут перевести в полностью закрытое положение из полностью открытого положения. Согласно иному примеру, УКА могут переместить в преимущественно закрытое положение из преимущественно открытого положения. Согласно примеру электромагнитного УКА, электрический ток на соленоиды может быть прекращен, что вызовет закрытие УКА, препятствуя эжектирующему потоку через аспиратор. Алгоритм 300 затем завершается.
На фиг. 4 представлен алгоритм 400 для определения того, преобладают ли условия двигателя, пригодные для открытия УКА. Как отмечалось ранее, контроллер может запустить алгоритм 400 на этапе 306 алгоритма 300 на фиг. 3. В частности, алгоритм 400 оценивает частоту вращения двигателя, давление в коллекторе (в двигателе с наддувом), условия деградации и т.п. для определения положения УКА.
На этапе 404 могут определять то, является ли система автомобиля гибридным автомобилем. Если да, то алгоритм 400 переходит на этап 406, где положение УКА определяют на основе алгоритма 500 по фиг. 5. В частности, положение УКА может быть отрегулировано особым образом в системе гибридного автомобиля на основе условий запуска двигателя и условий остановки двигателя. Например, возможность остановки двигателя может быть использована для создания дополнительного вакуума перед тем, как двигатель перейдет в состояние покоя. Алгоритм 400 может затем перейти на этап 410.
Если на этапе 404 определяют, что система автомобиля не является гибридным автомобилем, алгоритм 400 переходит на этап 408 для определения того, находится ли частота вращения двигателя в пределах требуемого диапазона. Алгоритм 600 по фиг. 6 может быть активирован для определения того, находится ли частота вращения двигателя между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения.
На фиг. 6 показан алгоритм 600 для измерения частоты вращения двигателя и определения того, находится ли частота вращения двигателя в пределах соответствующего диапазона, позволяющего открытие УКА. На этапе 602 алгоритма 600 могут оценивать или измерять частоту вращения двигателя. По существу, частота вращения двигателя может быть измерена на основе выходного сигнала профиля зажигания (ПЗ) от датчика на эффекте Холла (в частности, датчика 118 на эффекте Холла двигателя 10 и двигателя 11), связанного с коленчатым валом. Датчик 118 на эффекте Холла может производить заданное число равноотстоящих импульсов на каждый оборот коленчатого вала, на основе чего может быть определена частота вращения двигателя (ЧВД).
Затем на этапе 604 алгоритм 600 может определять то, попадает ли измеренная или оцененная частота вращения двигателя в требуемый диапазон между первой, более низкой частотой вращения, Sp_1 и второй, более высокой частотой вращения, Sp_2. Например, первая, более низкая частота вращения, Sp_1 может быть основана на пределе перегрузки коробки передач. Предел перегрузки коробки передач может быть частотой вращения, ниже которой двигатель может испытывать перегрузку. По существу, предел перегрузки коробки передач может быть минимальной частотой вращения, которая уменьшает вибрации в приводе. Шум и вибрации могут производится в коробке передач, когда частота вращения двигателя значительно более низкая для данной нагрузки на двигатель. Согласно одному примеру, предел перегрузки коробки передач (и Sp_1) может быть 1250 об/мин. Согласно одному примеру, предел перегрузки коробки передач (и Sp_1) может быть 1500 об/мин. Вторая, более высокая частота вращения может быть основана на предельно допустимой частоте вращения. Предельно допустимая частота вращения относится к заданному максимальному пределу частоты вращения двигателя для данного двигателя, при этом работа данного двигателя с частотой вращения, большей предельно допустимой, может вызвать значительную деградацию компонентов двигателя. Согласно одному примеру, предельно допустимая частота вращения (и Sp_2) может быть 6000 об/мин. Согласно одному примеру, предельно допустимая частота вращения (и Sp_2) может быть 7000 об/мин.
Если на этапе 604 подтверждают, что оцененная или измеренная частота вращения двигателя находятся между Sp_1 и Sp_2, то алгоритм 600 переходит на этап 608 для определения того, что частота вращения двигателя находится в пределах заданного диапазона. При этом УКА может быть открыт (или открытие УКА может быть увеличено), если отсутствуют иные условия двигателя, которые конфликтуют с открытием УКА. Однако, если определяют, что частота вращения двигателя или ниже Sp_1, или выше Sp_2, то алгоритм 600 переходит на этап 606 для определения того, что частота вращения двигателя не находится в пределах заданного диапазона. По существу, УКА могут не открывать (и могут закрыть, если он открыт), если частота вращения двигателя или ниже Sp_1, или выше Sp_2. Алгоритм 600 может затем завершиться. Таким образом, алгоритм 600 может определять то, находится ли частота вращения двигателя в пределах требуемого диапазона, а результат может использоваться алгоритмом 400 по фиг. 4.
На этапе 408 алгоритма 400, если определяют, что частота вращения двигателя не находится в пределах требуемого диапазона, алгоритм 400 переходит на этап 414, где УКА могут не открывать и могут удерживать его в закрытом положении (или могут закрыть, если он открыт). Таким образом, УКА может не переводится в открытое положение и может быть полностью закрыт. Другими словами, открытие УКА может не быть увеличено. Алгоритм 400 может затем перейти на этап 416.
Однако, если на этапе 408 определяют, что частота вращения двигателя находится в пределах требуемого диапазона, то алгоритм 400 переходит на опциональный этап 410, в случае двигателя с наддувом, на котором могут подтвердить, что существуют условия наддува в двигателе наряду с тем, что абсолютное давление в коллекторе (АДК) ниже или равно ДВДЗ. Давление в коллекторе может быть оценено датчиком давления в коллекторе (таким как датчик 122 давления по фиг. 1А и 1В), в то время как давление на входе дроссельной заслонки (или давление в камере наддува) может быть определено датчиком давления на входе дроссельной заслонки, таким как датчик ДВДЗ по фиг. 1В. Если определяют, что АДК выше ДВДЗ (в частности, когда двигатель выходит из условий наддува, когда ДВДЗ = барометрическому давлению), алгоритм 400 переходит на этап 412, на котором могут определять вероятность рециркуляции серого воздуха, и переходит на этап 414 для не выполнения открытия УКА и поддержания УКА в закрытом положении. Барометрическое давление (БД), если требуется, может быть измерено посредством комбинации датчика температуры/давления, такого как датчик 121 по фиг. 1В.
Серый воздух может присутствовать во впускном коллекторе в форме продутых топливных паров из адсорбера топливных паром (как например, из трубки 76 продувки на фиг. 1А и 1В), смеси воздуха и топливных паров, полученных из системы принудительной вентиляции картера (ПВК) (например, через трубку 78 ПВК на фиг. 1А и 1В), обратного потока отработавших газов из-за перекрытия между выпускными клапанами и впускными клапанами и/или отработавших газов, полученных из системы рециркуляции отработавших газов (РОГ), такой как показана на фиг. 1А и 1В. Эта смесь воздуха, отработавших газов и топливных паров может включать в себя компоненты, которые накапливаются как полуполимеризованные отложения, присутствующие в местах охладителя во впуске двигателя. Например, полуполимеризованные отложения могут накапливаться в воздухоочистителе во впускном канале, т.к. воздухоочистителем может быть охладитель. Когда давление в коллекторе выше ДВДЗ в двигателе с наддувом, и УКА открыт (или открытие УКА увеличивают), смесь воздуха, топливных паров и отработавших газов внутри впускного коллектора может течь через аспиратор в перепускном канале компрессора (таком как трубка 28 по фиг. 1В) в направлении воздухоочистителя (такого как воздухоочиститель 133 на фиг. 1А и 1В) во впускном канале. Соответственно, с целью снижения образования осадка от рециркуляции серого воздуха через перепускной клапан компрессора, УКА может быть закрыт, когда определяют, что АДК выше ДВДЗ.
Однако, если определяют, что или отсутствуют условия наддува, или АДК равно или ниже ДВДЗ, алгоритм 400 переходит на этап 416.
Следует отметить, что если двигатель не является двигателем с наддувом (в частности, является атмосферным двигателем), алгоритм 400 может пропустить этап 410 и перейти от этапа 408 непосредственно на этап 416 (или через 410).
На этапе 416 алгоритма 400 могут подтвердить то, был ли установлен диагностический код неисправности (ДКН). ДКН может быть установлен в контроллере после идентификации деградации одного или более компонентов внутри двигателя. Согласно некоторым вариантам осуществления, может быть активирована индикаторная лампа неисправности (ИЛН) после идентификации деградации для предупреждения водителя автомобиля. Также, на основе идентифицированной деградации, контроллер может изменить один или более параметров двигателя для возможности продолжить надежную работу двигателя. По существу, контроллер может позволить работу двигателя даже, несмотря на то, что один или более компонентов могут быть деградированы, при этом сигнализируя водителю автомобиля о необходимости решения данной проблемы.
Работа двигателя в ответ на выявление деградации двигателя может называться модифицированной работой двигателя. Модифицированная работа двигателя может включать в себя работу двигателя с измененными параметрами двигателя, например, с увеличенным или уменьшенным потоком РОГ, модифицированным моментом зажигания, исправленным впрыском топлива и т.п. Также модификации параметров работы двигателя могут быть основаны на идентифицированной деградации. Согласно одному примеру, положение УКА может зависеть от выявленного условия деградации. Первое условие деградации может требовать закрытого УКА, а второе условие деградации может требовать удерживания УКА открытым. Согласно иному примеру, если определяют, что датчик отработавших газов деградировал, могут модифицировать момент и/или объем впрыска топлива.
Таким образом, если на этапе 416 алгоритма 400 подтверждают, что условие деградации было обнаружено, на этапе 418 может быть активирован алгоритм 1000 по фиг. 10 для определения соответствующего положения УКА. Положение УКА может быть основано, как было упомянуто выше, на типе деградации, а также на результирующей модифицированной работе двигателя. Затем, на этапе 420, на основе алгоритма 1000, может быть определено то, разрешает ли модифицированная работа двигателя в ответ на обнаруженное состояние деградации открытие УКА. Если нет, алгоритм 400 переходит на этап 422, на котором УКА может быть закрыт или удержан в закрытом положении (в частности, УКА может быть не открыт). Альтернативно, если на этапе 420 не подтверждают, что открытие УКА требуется при модифицированной работе двигателя, алгоритм 400 переходит к этапу 424 для определения того, что УКА может быть переведен в открытое положение. Открытое положение может включать в себя полностью открытое положение или положение между полностью открытым и полностью закрытым. Алгоритм 400 может затем завершиться.
Таким образом, контроллер может регулировать положение запорного клапана аспиратора (ЗКА) на основе частоты вращения двигателя. По существу, первое начальное положение ЗКА может быть определено посредством существующей, измеренной частоты вращения двигателя. Например, первое начальное положение ЗКА, основанное исключительно на частоте вращения двигателя, может быть открытым (или преимущественно открытым, частично открытым) положением, когда существующая частота вращения двигателя больше первой частоты вращения (Sp_1) и меньше второй частоты вращения (Sp_2). Путем поддержания ЗКА в открытом положении, может быть обеспечен значительный эжектирующий поток через аспиратор. Альтернативно, первое начальное положение ЗКА может быть закрытым положением, когда существующая частота вращения двигателя или ниже первой частоты вращения, или выше второй частоты вращения. Первое начальное положение может быть, однако, изменено, если оценочное АДК выше ДВДЗ в двигателе с наддувом. В примере, в котором первое начальное положение ЗКА является открытым положением, ЗКА может быть переведен в закрытое положение (в частности, полностью закрытое), если измеренное АДК выше ДВДЗ, с целью уменьшения рециркуляции серого воздуха и образования отложений в воздухоочистителе и/или других компонентах впускного канала. Далее, первое, начальное положение УКА может быть модифицировано на основе условий деградации двигателя и результирующей модифицированной работы двигателя. По существу, отрегулированное положение УКА в ответ на вероятность рециркуляции серого воздуха может быть также изменено, если модифицированная работа двигателя в ответ на деградацию двигателя требует другого положения УКА. Таким образом, первое начальное положение УКА может быть отменено на основе условий двигателя.
На фиг. 5 показан алгоритм 500 для определения положения УКА в системе гибридного автомобиля. В частности, положение УКА может быть отрегулировано на основе частоты вращения двигателя, если двигатель запускают для приведения в движение и если частота вращения двигателя находится в пределах требуемого диапазона, как раскрыто на фиг. 6. УКА может быть также открыт для создания вакуума, когда получена команда на остановку двигателя, и частота вращения двигателя попадает в пределы более низкого требуемого диапазона. Кроме того, УКА может быть открыт или закрыт на основе содержания кислорода катализатора при остановке двигателя.
На этапе 502 могут определять то, работает ли гибридный автомобиль в режиме включенного двигателя. При этом в двигатель могут подавать топливо, и в нем может происходить сгорание для приведения в движение гибридного автомобиля. Альтернативно, в двигателе может происходить сгорание для подзарядки аккумуляторной батареи в гибридном автомобиле. Если определяют, что двигатель не приведен в работу, а остановлен и находится в состоянии покоя, алгоритм 500 переходит на этап 504 для подтверждения того, была ли получена команда режима включенного двигателя. Двигатель может находится в состоянии покоя, и в нем может не происходить сгорание, когда гибридный автомобиль главным образом приводится в движение посредством мотора. Согласно одному примеру, мотор может быть ведущей рабочей силой, приводящей в движение гибридный автомобиль во время вождения по городу или при низких частотах вращения автомобиля. При этом двигатель может быть включен для осуществления сгорания и приведения в движение гибридного автомобиля при получении запроса на увеличение крутящего момента.
Если команда включения двигателя не была отдана, алгоритм 500 переходит к этапу 506 для поддержания режима выключенного двигателя и завершается. С другой стороны, если двигатель был приведен в рабочее состояние, алгоритм 500 переходит к этапу 508 для определения того, предназначен ли режим включенного двигателя для приведения в движение автомобиля. Например, двигатель может быть включен для подзарядки аккумуляторной батареи. Согласно другому примеру, двигатель может быть включен в ответ на увеличенный запрашиваемый водителем крутящий момент, например, при ускорении. Если на этапе 508 определяют, что двигатель не был включен для приведения в движение автомобиля, алгоритм 500 переходит на этап 510 для определения того, что двигатель работает для подзарядки аккумуляторной батареи. При этом двигатель может управляться с возможностью работы на частоте вращения холостого хода (в частности, 900 об/мин) при подзарядке аккумуляторной батареи. По существу, двигатель может не приводить в движение гибридный автомобиль. Воздушно-топливное отношение может точно поддерживаться при низких частотах вращения двигателя (в частности, при холостом ходе) для снижения проблем шума, вибрации и неплавности (ШВН). Т.к. двигатель может работать при более низкой частоте вращения при подзарядке аккумуляторной батареи, УКА может поддерживаться в (или перемещаться в) закрытом положении для снижения неблагоприятных влияний на воздушно-топливное отношение. Поэтому на этапе 512 алгоритм 500 может определять, что требуемое положение для УКА является закрытым положением. Подробнее, эжектирующий поток через аспиратор может затруднить управление воздушно-топливным отношением при частотах вращения холостого хода, и, соответственно, УКА может быть закрыт для прекращения эжектирующего потока воздуха через аспиратор. Алгоритм 500 может затем завершиться.
Если, однако, на этапе 508 определяют, что двигатель был включен для приведения в движение автомобиля, алгоритм 500 переходит на этап 514 для определения того, находится ли существующая частота вращения двигателя между первой, более низкой частотой вращения (Sp_1) и второй, более высокой частотой вращения (Sp_2). Как было раскрыто ранее со ссылкой на алгоритм 600, первая, более низкая частота вращения может быть основана на пределе перегрузки коробки передач двигателя. Например, первая, более низкая частота вращения может быть равна 1200 об/мин. Вторая, более высокая частота вращения (Sp_2) может быть основана на предельно допустимой частоте вращения двигателя. Примерная вторая более высокая частота вращения может быть равна 5000 об/мин для примерного двигателя в гибридном автомобиле.
Если определяют, что частота вращения двигателя находится между первой, более низкой частотой вращения и второй более высокой частотой вращения, алгоритм 500 переходит на этап 530 для определения того, что требуемое положение УКА является открытым положением. При этом открытое положение может указывать на требуемую регулировку для УКА, приводящую к увеличенному эжектирующему потоку через аспиратор. Таким образом, открытое положение может указывать на увеличение открытия УКА. Если частота вращения двигателя выше второй более высокой частотой вращения (Sp_2) или частота вращения двигателя ниже первой, более низкой частотой вращения (Sp_1), алгоритм 500 переходит на этап 520 для определения того, что требуемое положение УКА является закрытым положением. При этом эжектирующий поток воздуха через аспиратор может не требоваться, и открытие УКА может быть уменьшено, т.к. УКА переводят в закрытое положение.
На этапе 502, если подтверждают, что двигатель включен и работает, алгоритм 500 переходит на этап 516 для подтверждения того, была ли отдана команда остановки двигателя контроллером. Например, двигатель может работать и приводить в движение гибридный автомобиль в режиме выключенного мотора, при поездке по автомагистрали. Впоследствии, когда гибридный автомобиль съезжает с автомагистрали для движения по городским улицам, может быть отдана команда на выключение двигателя с одновременным включением мотора для приведения в движение автомобиль. Согласно иному примеру, двигатель может быть включен и может работать для подзарядки аккумуляторных батарей. После того, как аккумуляторные батареи зарядятся до требуемого уровня, может быть отдана команда на выключение двигателя.
Если на этапе 516 подтверждают, что была отдана команда на выключение двигателя, алгоритм 500 переходит на этап 518 для проверки того, находится ли частота вращения двигателя между третьей частотой вращения (Sp_3) и четвертой частотой вращения (Sp_4). В частности, могут подтвердить то, выше ли частота вращения двигателя четвертой частоты вращения, а также ниже ли третьей частоты вращения. При этом третья частота вращения (Sp_3) может быть ниже частоты вращения холостого хода. Например, если частота вращения холостого хода равна 900 об/мин, то третья частота вращения может быть равна 700 об/мин. Согласно иному примеру, третья частота вращения может быть равна 500 об/мин. Четвертая частота вращения (Sp_4) может быть частотой вращения, возникающей прямо перед предстоящей остановкой двигателя. Например, частота вращения двигателя при остановке двигателя может быть равна 50 об/мин. При этом четвертая частота вращения (Sp_4) может быть равна 100 об/мин. Согласно иному примеру, Sp_4 может быть равна 200 об/мин. Согласно иному примеру, четвертая частота вращения может быть основана на уменьшенной вибрации двигателя при приведении двигателя в состояние покоя. В течение остановки двигателя, как только прекращено сгорание в цилиндрах двигателя, поршни могут сжимать и расширять воздух, захваченный в цилиндры двигателя. По существу, избыточный поток воздуха в цилиндры после прекращения подачи топлива может привести к захвату воздуха внутри цилиндров. Такое сжатие и расширение воздуха может порождать крутильные импульсы, которые могут передаваться на кузов автомобиля, приводя к усилению проблем ШВН, что называется вибрация при остановке.
Соответственно, как только дана команда на остановку двигателя, и вращение двигателя замедляется до состояния покоя с закрытой дроссельной заслонкой, УКА может быть ненадолго открыт для создания вакуума, на основе диапазона частоты вращения двигателя и на основе вибраций при остановке двигателя. Путем закрытия УКА до остановки двигателя, избыточный поток воздуха в цилиндры может быть снижен, что приведет к уменьшению вибраций при остановке двигателя.
Если на этапе 518 определяют, что частота вращения двигателя выше четвертой частоты вращения, а также ниже третьей частоты вращения, алгоритм 500 переходит на этап 522 для определения того, равно ли или приблизительно равно содержание кислорода в устройстве снижения токсичности отработавших газов пороговому значению Порог_1. Например, устройство снижения токсичности отработавших газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором, выполненным с возможностью накопления кислорода. В частности, кислород может быть накоплен в трехкомпонентном каталитическом нейтрализаторе при условиях обедненной смеси двигателя. Условия обедненной смеси двигателя могут возникать при остановке двигателя, когда двигатель вращается без подачи топлива, и когда УКА открывают для создания вакуума (когда частота вращения двигателя находится между Sp_3 и Sp_4). Воздух, текущий через аспиратор во впускной коллектор, цилиндры и, в конечном счете, в устройство снижения токсичности отработавших газов, может привести к накоплению кислорода в трехкомпонентном каталитическом нейтрализаторе. Также, трехкомпонентный каталитический нейтрализатор может получить насыщение кислородом, снижающим его способность очищать выбросы, при перезапуске двигателя.
Соответственно, если на этапе 522 определяют, что уровень кислорода, накопленного в устройстве снижения токсичности отработавших газов равен или приблизительно равен пороговому значению Порог_1 (в частности, пороговое значение может быть ниже насыщения), алгоритм 500 переходит на этап 520 для определения того, что требуемое положение УКА является закрытым положением. Также, ЗКА может быть закрыт синхронно с впускной дроссельной заслонкой двигателя в гибридном автомобиле. В частности, по мере закрытия впускной дроссельной заслонки для уменьшения потока воздуха через впускной канал, после команды остановки двигателя, УКА может быть закрыт одновременно с этим.
С другой стороны, если определяют, что содержание кислорода в устройстве снижения токсичности отработавших газов не равно или приблизительно не равно пороговому значению (в частности, значительно ниже порогового значения), алгоритм 500 переходит на этап 530 для определения того, что УКА может быть открыт. Таким образом, УКА можно управлять независимо от частоты вращения двигателя. Более подробно, УКА может регулироваться не только главным образом от частоты вращения двигателя, но и может также зависеть от содержания накопленного кислорода в устройстве снижения токсичности отработавших газов.
Следует понимать, что если УКА открывают после остановки двигателя (между третьей частотой вращения и четвертой частотой вращения двигателя), содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе может увеличиваться во время течения воздуха через аспиратор. В ответ на это увеличение содержания накопленного кислорода, последующий перезапуск двигателя может включать в себя подачу топлива в цилиндры вначале с обогащенным относительно стехиометрического воздушно-топливным отношением.
Таким образом, вакуум может быть создан в двигателе в гибридном автомобиле посредством аспиратора в течение условий включенного автомобиля, когда двигатель приводит в движение автомобиль, и частота вращения двигателя выше первой более низкой частоты вращения (в частности, частоты вращения холостого хода или предела перегрузки коробки передач) и ниже второй более высокой частоты вращения (такой как предельно допустимая частота вращения). Дополнительно, вакуум может быть также создан на аспираторе, когда вращение двигателя уменьшается до состояния покоя, и частота вращения двигателя ниже третьей частоты вращения (в частности, ниже частоты вращения холостого хода) и выше четвертой частоты вращения (частоты вращения, возникающей сразу перед остановкой двигателя). Однако, УКА может не быть открыт после остановки двигателя, даже если частота вращения двигателя находится между третьей частотой вращения и четвертой частотой вращения, если уровень накопленного кислорода в трехкомпонентном каталитическом нейтрализаторе равен или приблизительно равен пороговому уровню. При этом положение УКА может следовать положению впускной дроссельной заслонки. Например, УКА могут перевести в полностью закрытое положение по мере перемещения впускной дроссельной заслонки в ее полностью закрытое положение после выключения двигателя.
Следует отметить, что первая частота вращения двигателя может также называться первой частотой вращения, а вторая частота вращения двигателя может также называться второй частотой вращения, третья частота вращения двигателя может также называться третьей частотой вращения, а четвертая частота вращения двигателя может также называться четвертой частотой вращения.
Таким образом, примерная система гибридного автомобиля может включать в себя двигатель, впускной коллектор, впускную дроссельную заслонку, установленную во впускном канале, генератор, соединенный с аккумуляторной батареей, колеса автомобиля, приводимые в движение с использованием крутящего момента от двигателя и/или генератора, устройство наддува, содержащее компрессор, расположенный во впускном канале выше по потоку от впускной дроссельной заслонки, управляющий клапан эжектора (УКЭ), расположенный выше по потоку от эжектора в перепускном канале компрессора, выполненный с возможностью регулирования эжектирующего потока как через эжектор, так и через перепускной канал компрессора, при этом эжектирующий вход эжектора соединен с впускным каналом ниже по потоку от компрессора, эжектирующий выход эжектора соединен с впускным каналом выше по потоку от компрессора, и контроллер с инструкциями, хранимыми в долговременной памяти и исполняемые процессором для, при первом условии, открытия УКЭ между первой частотой вращения двигателя и второй частотой вращения двигателя, при этом первая частота вращения двигателя ниже второй частоты вращения двигателя, и при втором условии, открытия УКЭ между третьей частотой вращения двигателя и четвертой частотой вращения двигателя, при этом четвертая частота вращения двигателя номинально выше частоты вращения двигателя в состоянии покоя, и при третьем условии, закрытия УКЭ независимо от частоты вращения двигателя. При этом первое условие может включать в себя режим включенного двигателя для приведения в движение системы гибридного автомобиля, второе условие может включать в себя остановку вращения двигателя до состояния покоя, а третье условие может включать в себя то, что содержание кислорода каталитического нейтрализатора равно пороговому значению содержания кислорода. Контроллер может включать в себя дополнительные инструкции для закрытия УКЭ в ответ на одно из следующего: частота вращения двигателя ниже первой частоты вращения двигателя, частота вращения двигателя выше второй частоты вращения двигателя, частота вращения двигателя выше третьей частоты вращения двигателя и частота вращения двигателя ниже четвертой частоты вращения двигателя. Первая частота вращения двигателя может быть основана на пределе перегрузки коробки передач, вторая частота вращения двигателя может быть основана на предельно допустимой частоте вращения, и третья частота вращения двигателя может быть ниже частоты вращения холостого хода. Контроллер может включать в себя дополнительные инструкции для закрытия УКЭ в ответ на то, что давление во впускном коллекторе выше давления на входе впускной дроссельной заслонки.
На фиг. 7 показан алгоритм 700 для определения того, изменены ли условия двигателя, что может привести к изменению положения УКА. Конкретно, алгоритм 700 определяет то, есть ли изменение в условиях двигателя (в частности, частоте вращения двигателя, давлении в коллекторе, температуре УКА), которое может привести к закрытию УКА.
На этапе 702 алгоритма 700 могут подтверждать то, изменилась ли частота вращения двигателя. Как было раскрыто ранее со ссылкой на алгоритм 600 по фиг. 6, УКА может быть открыт, когда определяют, что частота вращения двигателя выше первой, более низкой частоты вращения (Sp_1) и ниже второй более высокой частоты вращения (Sp_2). Поэтому, на этапе 702 может быть конкретно определено то, уменьшилась ли частота вращения двигателя ниже первой, более низкой частоты вращения, Sp_1, или увеличилась ли частота вращения двигателя выше второй, более высокой частоты вращения, Sp_2. Если да, то алгоритм 700 переходит на этап 703 для определения того, что текущая частота вращения двигателя ниже Sp_1 или выше Sp_2.
На этапе 704 может быть выполнено опциональное подтверждение для определения того, ниже ли частота вращения двигателя первой, более низкой частоты вращения, и равна ли по существу нулю скорость автомобиля (Vs). Например, автомобиль может быть в состоянии покоя (и Vs может быть по существу равна нулю) и на холостом ходу. Согласно иному примеру, частота вращения двигателя может быть на уровне холостого хода даже если автомобиль движется. Опциональное подтверждение на этапе 704 может быть выполнено для обеспечения того, что создается достаточно вакуума, когда автомобиль движется. Если скорость автомобиля выше нуля (в частности, если автомобиль движется), и частота вращения двигателя ниже первой, более низкой частоты вращения (Sp_1), алгоритм 700 может перейти на этап 705 для удержания УКА в его открытом положении. Однако, если скорость автомобиля по существу равна нулю, и частота вращения двигателя ниже первой, более низкой частоты вращения, алгоритм 700 может перейти на этап 716. Согласно некоторым вариантам осуществления, контроллер может пропустить опциональное подтверждение на этапе 704 и перейти непосредственно на этап 716 с этапа 703. Далее, на этапе 716 алгоритм 700 может определить, что требуется изменение положения УКА. В частности, УКА могут перевести в закрытое положение (из открытого положения) в ответ на изменение частоты вращения двигателя.
Если на этапе 702 определяют, что нет изменения частоты вращения двигателя, алгоритм 700 переходит к опциональной проверке на этапе 706 для двигателя с наддувом. Если двигатель является двигателем без наддува, алгоритм 700 может перейти непосредственно на этап 710 с этапа 702. Конкретно, алгоритм 700 на этапе 706 может подтвердить то, возникло ли изменение АДК в двигателе с наддувом. Как было рассмотрено ранее со ссылкой на этапы 410 и 412 алгоритма 400, УКА может быть открыт, когда АДК ниже или равен ДВДЗ. Если изменение АДК подтверждают на этапе 706, алгоритм 700 может затем перейти на этап 708 для определения того, что АДК выше ДВДЗ. Например, АДК может быть выше ДВДЗ, когда двигатель выходит из условий наддува, и ДВДЗ по существу равно БД. Когда АДК выше ДВДЗ, может возникать рециркуляция серого воздуха. Соответственно, УКА может быть переведен в закрытое положение на этапе 716 для снижения рециркуляции серого воздуха.
С другой стороны, если определяют отсутствие изменения АДК в двигателе с наддувом, алгоритм 700 переходит на этап 710, на котором может быть оценена температура УКА. Температура УКА может быть оценена на основе электрического тока, подаваемого на УКА. Как рассматривалось ранее, УКА может быть электромеханическим электромагнитным клапаном, который может быть открыт из по умолчанию закрытого положения путем прохождения тока. Электрический ток может нагревать УКА, что приводит к деградации компонентов. Соответственно, температура УКА может контролироваться так, что увеличение температуры УКА выше пороговой температуры может вызывать прерывание электрического тока к УКА, обеспечивая период покоя для охлаждения УКА. Оценка температуры УКА будет раскрыта далее со ссылкой на фиг. 8.
Затем, на этапе 712 алгоритм 700 определяет то, равна ли или выше температура УКА порогового значения температуры, Порог_Т. Согласно одному примеру, пороговое значение температуры, Порог_Т может быть равно 200°C. Согласно иному примеру, пороговое значение температуры, Порог_Т может быть равно 150°C. Если определяют, что температура УКА равна или выше порогового значения температуры, алгоритм 700 продолжает выполнение этапа 712 для закрытия УКА. Таким образом, электрический ток к УКА может быть прекращен, позволяя УКА полностью закрыться. Наоборот, если температура УКА ниже порогового значения температуры, Порог_Т, алгоритм 700 переходит на этап 714 для поддержания УКА в его открытом положении и затем завершается.
Таким образом, контроллер в примере системы двигателя может содержать инструкции, хранимые в долговременной памяти и исполняемые процессором, для регулирования открытия управляющего клапана аспиратора (УКА) на основе частоты вращения двигателя и отмены регулирования в ответ на изменение условий двигателя. Регулирование открытия УКА может включать в себя увеличение открытия УКА в ответ на то, что частота вращения двигателя выше первой частоты вращения и ниже второй частоты вращения. Дополнительно, изменение условий двигателя может включать в себя изменение частоты вращения двигателя, и при этом отмена может включать в себя закрытие УКА в ответ на изменение частоты вращения двигателя. Изменение частоты вращения двигателя может включать в себя уменьшение частоты вращения двигателя ниже первой частоты вращения или увеличение частоты вращения двигателя выше второй частоты вращения. Другой пример изменения условий двигателя может включать в себя изменение давления во впускном коллекторе, и при этом отмена может включать в себя закрытие УКА в ответ на то, что давление во впускном коллекторе выше давления на входе дроссельной заслонки. Еще один пример изменения условий двигателя может включать в себя изменение температуры УКА, например, увеличение температуры УКА. При этом отмена может включать в себя закрытие УКА в ответ на то, что температура УКА превышает пороговое значение температуры (в частности, Порог_Т по фиг. 7). Контроллер может включать в себя дополнительные инструкции для закрытия УКА в ответ на уменьшение частоты вращения двигателя ниже первой частоты вращения, когда автомобиль находится в состоянии покоя (в частности, когда Vs=0). Другими словами, контроллер может включать в себя инструкции для не закрытия УКА в ответ на уменьшение частоты вращения двигателя ниже первой частоты вращения (в частности, Sp_1), если автомобиль движется.
Алгоритм 800 по фиг. 8 иллюстрирует способ оценки температуры УКА. Конкретно, температура УКА оценивается на основе величины электрического тока и продолжительности действия электрического тока.
На этапе 802 алгоритм 800 может подтверждать, что была дана команда на открытие УКА. Если нет, то алгоритм 800 продолжается на этапе 804, и температуру УКА не оценивают. Если да, то алгоритм 800 переходит на этап 806 для оценки требуемого напряжения для обеспечения требуемого электрического тока на УКА. Требуемое напряжение и требуемый электрический ток на УКА могут быть оценены посредством алгоритма 900 на фиг. 9. Конкретно, требуемое напряжение и требуемый электрический ток могут быть основаны на оцененной температуре под капотом.
На фиг. 9 алгоритм 900 демонстрирует оценку требуемого напряжения и электрического тока для активации УКА (в частности, открытия УКА). На этапе 902 может быть оценена температура под капотом. Температура под капотом может быть температурой воздуха, окружающего двигатель под капотом автомобиля.
Температура под капотом (возле двигателя) может быть выведена на основе измерений от различных датчиков. На этапе 904 алгоритм 900 включает в себя использование температуры впускного воздуха и температуры хладагента двигателя для оценки температуры под капотом. Измерение температуры впускного воздуха может быть получено на основе датчика комбинации температуры/давления, такого как датчик 121 по фиг. 1А и 1В, при этом измерение температуры хладагента двигателя может быть получено от датчика температуры хладагента двигателя, такого как датчик 112 по фиг. 1А и 1В. Согласно одному примеру, измерения температуры впускного воздуха может быть достаточно для оценки температуры под капотом. Согласно другому примеру, измерения температуры впускного воздуха и температуры хладагента двигателя могут быть усреднены с учетом весовой функции для определения температуры под капотом.
Затем, на этапе 906 могут быть оценены электрическое сопротивление и постоянная взаимодействия. По существу, температура под капотом, оцениваемая на этапе 902, может использоваться как опорная температура для оценки электрического сопротивления и постоянной взаимодействия из-за взаимодействия магнитной катушки в соленоиде УКА. На этапе 908 может быть определен требуемый ток на основе постоянной взаимодействия, а также требуемое напряжение, которое может быть получено на основе оцененного электрического сопротивления. Постоянная взаимодействия, оцениваемая для соленоида в УКА, может позволять получение минимального электрического тока, необходимого для удерживания клапана открытым против усилия пружины в электромагнитном клапане. Дополнительно, электрическое сопротивление, а также требуемый ток позволяют выполнить вычисление требуемого напряжения на основе закона Ома.
Согласно одному примеру, УКА может быть реализован по принципу пружины, удерживающей клапан в первом положении с соленоидом, противостоящим усилию пружины. Соленоиды могут производить усилие, прямо пропорциональное приложенному электрическому току. Дополнительно, по экономическим соображениям вместо драйверов выходного сигнала, управляемого током, могут использоваться драйверы выходного сигнала напряжения с коэффициентом заполнения. Путем формирования оценки электрического сопротивления соленоида, выходной сигнал напряжения с коэффициентом заполнения может быть использован для управления прикладываемым током (т.к. сопротивление точно известно). Хорошо известно из уровня техники, что сопротивление изменяется с изменением температуры. Таким образом, путем выведения температуры УКА, может быть вычислено сопротивление соленоида, и может быть приложено требуемое напряжение с коэффициентом заполнения для открытия или поддержания открытым УКА. По существу, путем приложения меньшей, но все еще достаточной электроэнергии, электрическая мощность может быть сохранена, и нагрев УКА может быть сокращен.
Поэтому следует понимать, что если УКА приводят в открытое состояние, используя вычисление по фиг. 9, УКА может быть приведен в действие более эффективным способом с меньшим потреблением мощности. Дополнительно, температура УКА может не вырасти значительно, что позволяет сократить периоды покоя, когда УКА деактивируют (и закрывают) для охлаждения УКА, так чтобы температура УКА снизилась до более соответствующей открытию температуры.
Вернемся к этапу 806 алгоритма 800 на фиг. 8, после получения требуемого напряжения и требуемого тока, алгоритм 800 переходит на этап 808 для оценки температуры УКА. По существу, способ оценки основан на электрическом токе, количестве теплоты, поглощаемой УКА и количестве теплоты, рассеиваемой в окружающую среду. Для оценки температуры УКА может быть использовано следующее уравнение:
,
h
где Q может представлять теплоту, I может представлять ток, R может представлять электрическое сопротивление, t может представлять время, a T может представлять временную постоянную теплопередачи.
Таким путем, электрический импеданс УКА и теплопроводность в окружающую среду могут использоваться для определения температуры УКА.
Таким образом, пример способа для двигателя с наддувом может содержать увеличение открытия запорного клапана аспиратора (ЗКА) для обеспечения возможности эжектирующего потока через аспиратор в ответ на то, что частота вращения двигателя находится между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения. При этом более низкая частота вращения может быть основана на пределе перегрузки коробки передач, а вторая, более высокая частота вращения может быть основана на предельно допустимой частоте вращения. Способ может дополнительно содержать закрытие ЗКА, когда частота вращения двигателя ниже первой более низкой частоты вращения, и когда частота вращения двигателя выше второй, более высокой частоты вращения. ЗКА может быть открыт посредством электрического тока, подаваемого на ЗКА, и при этом ЗКА может быть закрыт при прекращении электрического тока. Способ может включать в себя определение напряжения и тока для открытия ЗКА на основе оцененной температуры под капотом, при этом температуру под капотом оценивают посредством входных сигналов от одного или более датчиков. Способ может дополнительно содержать закрытие ЗКА в ответ на то, что температура ЗКА превышает пороговое значение температуры. Температура ЗКА может быть основана на количестве теплоты, создаваемом электрическим током, подаваемым на ЗКА и количестве теплоты, рассеиваемом от ЗКА. Способ может дополнительно содержать, во время условий наддува, закрытие ЗКА в ответ на то, что давление во впускном коллекторе выше давления на входе дроссельной заслонки. Следует понимать, что вышеприведенный пример способа может быть предназначен для двигателя с наддувом в системе гибридного автомобиля.
На фиг. 10 (включая фиг. 10А и 10В) проиллюстрирован пример алгоритма 1000 для регулирования управляющего клапана аспиратора (УКА) на основе выявления условия деградации двигателя, а также на основе модифицированной работы двигателя в ответ на выявленное состояние деградации двигателя. Конкретно, положение УКА может быть основано на измененных параметрах двигателя при модифицированной работе двигателя.
Как было раскрыто ранее со ссылкой на алгоритм 300 по фиг. 3, обнаружение деградации двигателя и/или компонента двигателя может привести к установке диагностического кода неисправности (ДКН) контроллером. Дополнительно, на основе обнаружения деградации двигателя и/или компонента двигателя, контроллер может управлять двигателем в режиме регулирования, пригодном для поддержания надежной работы двигателя даже после обнаружения деградации двигателя. По существу, двигатель может работать с модифицированными рабочими параметрами в режиме регулирования. Дополнительно, УКА может быть отрегулирован различными способами в режиме регулирования относительно регулирования УКА, когда работа двигателя более устойчива без каких-либо идентифицированных условий деградации.
На этапе 1002 алгоритм 1000 может определить то, установлен ли ДКН. Если нет, то алгоритм 1000 переходит на этап 1004, на котором положение УКА может быть выбрано на основе частоты вращения двигателя, температуры УКА и т.п., как было раскрыто ранее со ссылкой на фиг. 4, 5, 6 и 7.
Однако, если ДКН был установлен контроллером, алгоритм 1000 продолжается на этапе 1006 для определения типа деградации двигателя. Затем, на этапе 1008 алгоритм 1000 может подтвердить то, был ли идентифицирован первый тип деградации двигателя. Согласно одному примеру, первый тип деградации двигателя может включать в себя условия деградации, которые не значительно влияют на работу двигателя. Если да, то алгоритм 1000 переходит на этап 1009 для активации первого режима регулирования (или режима регулирования 1). Режим регулирования 1 может являться набором рабочих параметров двигателя для работы двигателя в ответ на обнаружение первого типа деградации двигателя (также называемого первой деградацией двигателя). Дополнительно, первый тип деградации двигателя может включать в себя регулировку рабочих параметров двигателя, которая может привести к увеличению вакуума во впускном коллекторе.
На этапе 1010 могут подтвердить то, включает ли первая деградация двигателя индикацию деградации датчика МРВ. Если да, то алгоритм 1000 переходит на этап 1012 для активного управления потокам воздуха через впускную дроссельную заслонку. Дополнительно, поток воздуха может быть уменьшен для снижения крутящего момента двигателя. Согласно одному примеру, поток воздуха может быть уменьшен путем отдачи команды на уменьшенное открытие впускной дроссельной заслонки. Например, может быть отдана команда открытия впускной дроссельной заслонки на уменьшенное процентное открытие на 40% (в частности, меньше половины расстояния открытия. Дополнительно, можно не разрешать увеличение открытия впускной дроссельной заслонки на величину более 40%. Согласно иному примеру, могут отдать команду на открытие впускной дроссельной заслонки на 30%. Следует понимать, что степень открытия впускной дроссельной заслонки может быть 100% при полностью открытом положении. Дополнительно, степень открытия впускной дроссельной заслонки при полностью закрытом положении может быть 0%. Таким образом, 30% открытие впускной дроссельной заслонки может быть уменьшенным открытием относительно 100% открытия, когда впускная дроссельная заслонка полностью открыта.
Т.к. требуемый расход РОГ может быть основан на показаниях от датчика МРВ, деградация датчика МРВ может привести к прекращению потока РОГ на этапе 1014. Например, клапан РОГ (такой как клапан 80 РОГ) может быть переведен в закрытое положение для прекращения потока РОГ во впускной коллектор. Таким образом, в вышеупомянутом примере, модифицированная работа двигателя в ответ на обнаружение деградации датчика МРВ включает в себя снижение потока воздуха через впускную дроссельную заслонку и закрытие клапана РОГ.
Отключение потока РОГ может привести к увеличению уровней вакуума в коллекторе, т.к. вакуум на впуске не используется для втягивания части отработавших газов из выпускного канала. По существу, двигатель может вырабатывать достаточно основного вакуума. Поэтому, на этапе 1024 алгоритм 1000 может подтвердить то, выше ли уровни вакуума во впускном коллекторе первого порогового значения T_V. Согласно одному примеру, пороговое значение T_V может составлять 15 дюймов ртутного столба. Согласно одному примеру, первое пороговое значение T_V может составлять 17 дюймов ртутного столба. Если вакуум во впускном коллекторе ниже первого порогового значения T_V (уровень вакуума во впускном коллекторе меньше T_V), алгоритм 1000 переходит на этап 1026, где УКА могут не регулировать и могут удерживать в его положении. Например, УКА могут поддерживать в открытом положении, если он уже открыт. Таким образом, аспиратор может продолжать создавать вакуум. Далее алгоритм 1000 возвращается на этап 1024.
Если, однако, на этапе 1024 определяют, что уровень вакуума во впускном коллекторе выше (в частности, более глубокий) первого порогового значения T_V, алгоритм 1000 продолжается на этапе 1034 для закрытия (или поддержания закрытым) УКА. Алгоритм 1000 может затем завершиться. При этом во впускном коллекторе доступно достаточно вакуума для подачи в вакуумный резервуар или при необходимости в устройства, приводимые в действие вакуумом. Далее, дополнительный поток воздуха через аспиратор может не требоваться, т.к. дополнительный крутящий момент может быть создан из-за избыточного воздуха. По существу, избыточный крутящий момент может не требоваться в режиме регулирования или при модифицированной работе двигателя.
Вернемся к этапе 1010, если определяют, что датчик МРВ не деградировал, алгоритм 1000 переходит на этап 1016 для определения того, обнаружена ли деградация системы изменения фаз газораспределения (ИФГ). Если да, то алгоритм 1000 переходит на этап 1018 для управления потоком впускного воздуха в цилиндры путем управления впускной дроссельной заслонкой. Система ИФГ может быть возвращена в положение по умолчанию на этапе 1020 и на этапе 1022, добавочный поток воздуха во впускной коллектор может быть прекращен. При этом модифицированная работа двигателя включает в себя отключение системы ИФГ и прекращение добавочного потока воздуха во впускной коллектор. Например, трубка РОГ может быть закрыта, отключая поток РОГ во впускной коллектор, поток продувки из адсорбера топливной системы может быть прекращен и/или поток воздуха из системы принудительной вентиляции картера может быть приостановлен. Таким образом, работой двигателя можно управлять более надежным способом.
Путем остановки потока дополнительного воздуха и топливных паров вместе с отработавшими газами во впускной коллекторов частности, из адсорбера топливной системы), уровни вакуума во впускном коллекторе могут увеличится, т.к. основной вакуум не используется для втягивания этого воздуха и топливных смесей во впускной коллектор. Поэтому алгоритм 1000 на этапе 1024 может определить то, выше ли уровни вакуума во впускном коллекторе (в частности, глубже) порогового значения T_V. Если уровень вакуума во впускном коллекторе ниже порогового значения T_V, алгоритм 1000 переходит на этап 1026, где УКА могут удерживать в открытом положении, если он уже открыт. Таким образом, аспиратор может продолжать создавать вакуум. Далее алгоритм 1000 возвращается на этап 1024. Если, однако, на этапе 1024 определяют, что уровень вакуума во впускном коллекторе выше (в частности, более глубокий) порогового значения T_V, алгоритм 1000 продолжается на этапе 1034 для закрытия (или поддержания закрытым) УКА. Таким образом, могут определять, что УКА может быть не открыт. Алгоритм 1000 может затем завершиться.
Вернемся к этапу 1016, если деградация системы ИФГ не выявлена, алгоритм 1000 переходит на этап 1028, и определяет, что был обнаружен другой тип первой деградации двигателя. По существу, алгоритм 1000 изображает два примера первого условия деградации двигателя, такие как деградация датчика МРВ и деградация системы ИФГ. Если не обнаружен ни один из двух примеров, то может быть деградирован иной компонент двигателя, и это может быть определено в качестве первого условия деградации двигателя. По существу, модифицированная работа двигателя в ответ на обнаружение первого условия деградации двигателя может включать в себя увеличение уровней вакуума в коллекторе. Согласно альтернативным примерам, основной вакуум во впускном коллекторе может не увеличится в ответ на модифицированную работу двигателя из-за идентификации первого условия деградации двигателя.
На основании иной первой деградации двигателя, идентифицированной на этапе 1028, может быть активирован подходящий режим регулирования с другими рабочими параметрами двигателя. На этапе 1030 алгоритм может определить то, требуется ли закрытие УКА в соответствии с модифицированной работой двигателя. Например, режим регулирования, активированный в ответ на иной тип первой деградации двигателя, определенный на этапе 1028, может требовать закрытия УКА. Если да, то алгоритм 1000 переходит на этап 1034 для закрытия УКА или определения того, что УКА может не быть открыт. Если нет, то алгоритм 1000 переходит на этап 1032 для поддержания УКА в открытом положении. Альтернативно, могут определить, что условия двигателя не запрашивают закрытия УКА.
Следует понимать, что примеры деградации датчика МРВ и системы ИФГ включены в алгоритм 1000 в качестве примеров первого условия деградации двигателя, которое может вести к модифицированной работе двигателя, которая может вызвать увеличение уровней вакуума в коллекторе. Могут встречаться и другие подобные условия деградации, которые можно включить в первый тип условия деградации без отклонения от объема настоящего раскрытия.
Таким образом, примерная система для двигателя может содержать впускной коллектор двигателя, впускную дроссельную заслонку, установленную во впускном канале, аспиратор, установленный во впускном воздушном перепускном канале параллельно впускной дроссельной заслонке, управляющий клапан аспиратора, расположенный ниже по потоку от аспиратора во впускном воздушном перепускном канале, для регулирования эжектирующего потока через аспиратор и впускной воздушный перепускной канал, эжектирующий вход аспиратора, соединенный с впускным каналом выше по потоку от впускной дроссельной заслонки, эжектирующий выход аспиратора, соединенный с впускным каналом ниже по потоку от впускной дроссельной заслонки, и контроллер с инструкциями, хранимыми в долговременной памяти и исполняемые процессором для, в ответ на индикацию первого условия деградации двигателя, закрытия управляющего клапана аспиратора и прекращения создания вакуума посредством аспиратора. Дополнительно, первое условие деградации двигателя может включать в себя увеличение уровня вакуума во впускном коллекторе выше первого порогового уровня. Например, управление первым условием деградации двигателя, согласно алгоритму 1000, может содержать увеличение уровней вакуума во впускном коллекторе, как раскрыто на этапе 1024. Увеличение уровней вакуума может возникать из-за того, что могут быть заблокированы один или более из следующих: поток РОГ, поток продувки адсорбера и поток ПВК. Согласно одному примеру, первое условие деградации двигателя может включать в себя деградацию датчика массового расхода воздуха (МРВ) (как показано в алгоритме 1000). Согласно иному примеру, первое условие деградации двигателя может включать в себя деградацию системы изменения фаз газораспределения (ИФГ).
На этапе 1008, если определяют, что обнаруженная деградация двигателя не относится к первому типу, алгоритм 1000 продолжается на этапе 1036 для определения того, что был идентифицирован второй тип деградации двигателя. Согласно одному примеру, второй тип деградации двигателя может включать в себя условия деградации, которые значительно влияют на работу двигателя. Затем, на этапе 1037 может быть активирован второй режим регулирования (в частности, режим регулирования 2). Режим регулирования 2 может являться набором рабочих параметров двигателя для работы двигателя в ответ на обнаружение второго типа деградации двигателя (также называемого второй деградацией двигателя). Согласно одному примеру, второй тип деградации двигателя может включать в себя регулировку рабочих параметров двигателя так, чтобы создать уменьшение уровней вакуума во впускном коллекторе (или увеличение давления во впускном коллекторе). Следует понимать, что режим регулирования 2 может отличаться от режима регулирования 1 на этапе 1009.
На этапе 1038 могут подтвердить то, включает ли вторая деградация двигателя застопоривание впускной дроссельной заслонки в открытом положении. Например, дроссельная заслонка может застопорится в полностью открытом или преимущественно открытом положении, и значительный поток воздуха может поступать во впуск двигателя. Если да, алгоритм 1000 продолжается на этапе 1040 для блокировки и деактивации нескольких датчиков и исполнительных механизмов. Согласно одному примеру, клапан РОГ может быть заблокирован в закрытом положении. Дополнительно, измерения от датчика РОГ могут игнорироваться. Дополнительно, датчик РОГ может быть деактивирован. Альтернативно, измерения от других датчиков могут игнорироваться контроллером в ответ на обнаружение застопоривания дроссельной заслонки. Дополнительно, на этапе 1042 работой двигателя (в частности, создаваемым крутящим моментом) могут управлять путем регулирования впрыска топлива и/или регулирования момента зажигания. Например, момент зажигания может быть смещен в сторону запаздывания для уменьшения крутящего момента двигателя. Согласно иному примеру, количество впрыскиваемого топлива может быть уменьшено для уменьшения крутящего момента двигателя. Таким образом, модифицированная работа двигателя в ответ на выявление застопоривания впускной дроссельной заслонки в открытом положении может включать в себя управление двигателем с модифицированным моментом зажигания и/или впрыском топлива (в частности, момент впрыска, ширина импульса и т.п.).
Затем, на этапе 1052 алгоритм 1000 может определять то, понизились ли уровни вакуума в коллекторе ниже второго порогового значения, T_L Т.к. впускная дроссельная заслонка застопорена в открытом положении, давление во впускном коллекторе может увеличится, в результате чего снижаются уровни вакуума в коллекторе. Согласно одному примеру, второе пороговое значение T_L может составлять 5 дюймов ртутного столба. Согласно иному примеру, второе пороговое значение T_L может быть равно атмосферному давлению. Если определяют, что уровни вакуума в коллекторе выше второго порогового значения, T_L, алгоритм 1000 продолжается на этапе 1054 для поддержания положения УКА. Согласно одному примеру, УКА может быть в закрытом положении, и поэтому на этапе 1054 может быть удержан в закрытом положении. С другой стороны, если определяют, что уровни вакуума во впускном коллекторе понизились ниже второго порогового значения, Т_L, алгоритм 1000 переходит на этап 1062 для определения того, что УКА может быть открыт. По существу, УКА может быть переведен в открытое положение, включая полностью открытое положение, а также преимущественно открытые положения. Поэтому, в ответ на увеличенное давление в коллекторе и соответствующее уменьшение уровней вакуума во впускном коллекторе, УКА может быть открыт для создания вакуума. В частности, открытие УКА может быть увеличено в ответ на застопоривание впускной дроссельной заслонки в открытом положении.
Вернемся к этапу 1038, если определяют, что впускная дроссельная заслонка не застопорена в открытом положении, то алгоритм 1000 переходит на этап 1044 для подтверждения того, деградировал ли датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ). ДПДЗ обеспечивает индикацию положения впускной дроссельной заслонки в контроллер (такой как датчик 58 по фиг. 1А и 1В). Если да, то алгоритм 1000 переходит на этап 1046 для поддержания впускной дроссельной заслонки в преимущественно открытом положении. Согласно одному примеру, впускная дроссельная заслонка может быть переведена в преимущественно открытое положение, при этом степень открытия впускной дроссельной заслонки увеличивается. Например, процент открытия впускной дроссельной заслонки может составлять 75%. Согласно иному примеру, процент открытия впускной дроссельной заслонки может составлять 85%. Дополнительно, положение впускной дроссельной заслонки может быть ограничено от дальнейшей регулировки, что снизит степень открытия впускной дроссельной заслонки.
Как упоминалось ранее, степень открытия впускной дроссельной заслонки может составлять 100% при полностью открытом положении. Дополнительно, степень открытия впускной дроссельной заслонки при полностью закрытом положении может быть 0%. Таким образом, 85% открытие впускной дроссельной заслонки может быть значительно увеличенным открытием относительно 0% открытия, когда впускная дроссельная заслонка полностью закрыта.
Т.к. деградация датчика ДПДЗ приводит к непригодности измерений датчика ДПДЗ, контроллер может переводить впускную дроссельную заслонку в преимущественно открытое положение для достаточного потока воздуха в цилиндры двигателя. Путем поддержания впускной дроссельной заслонки в преимущественно открытом (или полностью открытом) положении, двигатель может продолжать производить достаточный крутящий момент. По существу, крутящим моментом двигателя могут управлять посредством отсечек топлива или регулировок момента зажигания. Затем, на этапе 1048 могут быть заблокированы различные датчики и исполнительные механизмы. Например, клапан РОГ может быть заблокирован и переведен в закрытое положение, прекращающее поток РОГ, как только было идентифицировано второе условие деградации двигателя. Дополнительно, измерения от нескольких датчиков могут игнорироваться. Например, измерения от датчика РОГ могут игнорироваться. Дополнительно, на этапе 1050 выработкой крутящего момента могут управлять путем регулировки момента зажигания и/или впрыска топлива. Таким образом, режим регулирования в ответ на обнаружение деградации датчика ДПДЗ может включать в себя регулирование положения впускной дроссельной заслонки для увеличения потока воздуха, а также изменение момента зажигания и впрыска топлива, помимо прочих параметров, для регулирования крутящего момента.
Затем, алгоритм 1000 переходит к этапу 1052, на котором могут определить то, упал ли уровень вакуума в коллекторе ниже второго порогового значения T_L. При этом, т.к. впускная дроссельная заслонка застопорена в открытом положении, давление во впускном коллекторе может увеличиться (в частности, до уровня атмосферного давления), что ведет к снижению уровня вакуума в коллекторе. Согласно одному примеру, второе пороговое значение T_L может составлять 3 дюйма ртутного столба. Согласно иному примеру, второе пороговое значение T_L может составлять 5 дюймов ртутного столба. Если определяют, что уровень вакуума в коллекторе выше (или глубже) второго порогового значения, T_L, алгоритм 1000 продолжается на этапе 1054 для поддержания положения УКА. Согласно одному примеру, УКА может быть в закрытом положении, и поэтому на этапе 1054 он может быть удержан в закрытом положении. Согласно иному примеру, если УКА является бесступенчато-регулируемым клапаном, УКА может находиться в частично открытом положении. В этом случае УКА можно удерживать в частично открытом положении.
С другой стороны, если на этапе 1052 определяют, что уровень вакуума во впускном коллекторе понизился ниже второго порогового значения, T_L, алгоритм 1000 переходит на этап 1062 для определения того, что УКА может быть открыт. По существу, УКА может быть переведен в открытое положение, включая полностью открытое положение, а также преимущественно открытые положения. Например, если на шаге 1062 начальным положением УКА является частично открытое положение, УКА можно установить в полностью открытое положение. Поэтому, в ответ на увеличенное давление в коллекторе (и результирующее уменьшение уровней вакуума во впускном коллекторе), УКА может быть открыт для обеспечения возможности создания вакуума. В частности, открытие УКА может быть увеличено в ответ на деградацию датчика положения дроссельной заслонки.
Вернемся к этапу 1044, если деградация ДПДЗ не выявлена, алгоритм 1000 переходит на этап 1056 и определяет то, что был обнаружен другой тип второй деградации двигателя. По существу, алгоритм 1000 изображает два примера второго условия деградации двигателя, такие как деградация ДПДЗ и застопоривание впускной дроссельной заслонки в открытом положении. Если не обнаружен ни один из двух примеров, то может быть деградирован иной компонент двигателя. Например, второе условие деградации двигателя может включать в себя деградацию одного или нескольких датчиков, чьи сигналы используют в алгоритме управления УКА (например, алгоритме 300 по ФИГ. 3). Согласно одному примеру, второе условие деградации двигателя может включать в себя деградацию датчика частоты вращения двигателя (или частоты вращения коленчатого вала). В вариантах осуществления на ФИГ. 1А и 1В, частоту вращения двигателя можно измерять с помощью датчика 118 на эффекте Холла (или иного типа), соединенного с коленчатым валом 40. Деградация датчика 118 на эффекте Холла может отрицательно повлиять на управление УКА, поскольку положение УКА может зависеть от частоты вращения двигателя (например, алгоритм 600 по ФИГ. 6). Согласно иному примеру, деградацию датчика абсолютного давления в коллекторе (АДК) (например, датчика 122 по ФИГ. 1А и 1В) также можно считать вторым условием деградации двигателя. Деградация датчика частоты вращения двигателя или датчика АДК может повлиять на регулировки положения УКА.
Работа двигателя может быть модифицирована в ответ на обнаружение второго условия деградации двигателя, причем второе условие деградации двигателя включает в себя деградацию одного или нескольких датчиков, показания которых используют для управления УКА. На основании иной второй деградации двигателя, идентифицированной на этапе 1056, может быть активирован подходящий режим регулирования с другими рабочими параметрами двигателя. Модифицированная работа двигателя может привести к снижению уровня вакуума в коллекторе. На этапе 1058 алгоритм 1000 может определить то, требуется ли открытие УКА в соответствии с модифицированной работой двигателя. Например, режим регулирования, активированный в ответ на иной тип второй деградации двигателя, определенный на этапе 1028, может требовать открытия УКА. Точнее, т.к. выбор положения УКА в значительной степени зависит от обратной связи от одного или нескольких датчиков (в частности, датчиков частоты вращения двигателя, АДК, ТВВ), деградация одного или нескольких из этих датчиков может привести к увеличению открытия УКА. Еще точнее, УКА нельзя удерживать в полностью закрытом положении в ответ на деградацию одного или нескольких датчиков, чьи показания используют в алгоритме управления УКА. Согласно одному примеру, УКА можно перевести в серединное положение между полностью открытым и полностью закрытым. Согласно иному примеру, УКА можно перевести в преимущественно открытое положение.
Если на этапе 1058 определяют, что УКА необходимо открыть, алгоритм 1000 переходит на этап 1062 для определения того, что УКА может быть открыт. Таким образом, открытие УКА может быть увеличено. Если нет, то алгоритм 1000 переходит на этап 1060 для поддержания УКА в закрытом положении. Альтернативно, на этапе 1060 могут определить, что условия двигателя не запрашивают закрытия УКА.
Следует понимать, что примеры застопоривания впускной дроссельной заслонки в открытом положении и деградации ДПДЗ включены в алгоритм 1000 в качестве примеров второго условия деградации двигателя, которое может вести к модифицированной работе двигателя, которая может вызвать снижение уровня вакуума в коллекторе. Могут встречаться и другие подобные условия деградации, которые можно включить во второй тип условия деградации без отклонения от объема настоящего раскрытия.
Таким образом, пример способа для двигателя может содержать открытие запорного клапана аспиратора в ответ на выявление какого-либо условия деградации двигателя, при этом условие деградации двигателя включает в себя уменьшение уровня вакуума во впускном коллекторе ниже порогового уровня. Пример способа также может содержать регулирование рабочего параметра двигателя в ответ на выявление условия деградации двигателя. Как раскрыто в алгоритме 1000, в ответ на выявление второго условия деградации двигателя можно отрегулировать впрыск топлива или момент зажигания. Один пример условия деградации двигателя может включать в себя застопоривание впускной дроссельной заслонки в преимущественно открытом положении. Другой пример условия деградации двигателя может включать в себя деградацию датчика положения впускной дроссельной заслонки.
Следует отметить, что вышеприведенные примеры деградаций и соответствующая модифицированная работа двигателя применимы для двигателя без наддува, такого как двигатель 10 по фиг. 1А. Хотя пример алгоритма 1000 демонстрирует два типа деградаций двигателя (первый тип и второй тип), могут быть и дополнительные типы, которые могут включать в себя различные изменения рабочих условий двигателя.
Таким образом, другой пример способа для двигателя может содержать закрытие управляющего клапана аспиратора (УКА) в ответ на выявление первого условия деградации двигателя, и открытие УКА в ответ на выявление второго условия деградации двигателя, при этом второе условие деградации двигателя отличается от первого условия деградации двигателя. Первое условие деградации двигателя может включать в себя увеличение уровня вакуума во впускном коллекторе выше первого порогового уровня. Пример первого условия деградации двигателя может быть деградацией датчика массового расхода воздуха (МРВ). Способ может дополнительно содержать прекращение потока рециркуляции отработавших газов (РОГ) в ответ на деградацию датчика МРВ. Иной пример первого условия деградации двигателя может включать в себя деградацию системы изменения фаз газораспределения. Кроме того, второе условие деградации двигателя может включать в себя уменьшение уровня вакуума во впускном коллекторе ниже второго порогового уровня. Один пример второго условия деградации двигателя может включать в себя застопоривание впускной дроссельной заслонки в преимущественно открытом положении. Способ может дополнительно содержать регулирование одного или более из следующего: впрыск топлива и момент зажигания, в ответ на застопоривание впускной дроссельной заслонки в преимущественно открытом положении. Другой пример второго условия деградации двигателя может включать в себя деградацию датчика положения впускной дроссельной заслонки. Еще один пример второго условия деградации двигателя может включать в себя деградацию одного или нескольких датчиков, чьи сигналы используют в алгоритме управления УКА. При этом примеры датчиков могут включать в себя датчик частоты вращения двигателя и/или датчик АДК. УКА может быть соединен с перепускным каналом параллельно впускной дроссельной заслонке, при этом перепускной канал включает в себя аспиратор. Согласно одному примеру, УКА может представлять собой бесступенчато-регулируемый клапан. Согласно иному примеру, УКА может представлять собой клапан с двумя состояниями.
Далее показан пример регулировки ЗКА со ссылкой на фиг. 11. В примере по фиг. 11 регулировка ЗКА основана на частоте вращения двигателя и температуре ЗКА. Карта 1100 показывает состояние ЗКА на графике 1102, температуру ЗКА на графике 1104 и частоту вращения двигателя на графику 1106. Время отложено по оси X, при этом время увеличивается с лева на право вдоль оси X. ЗКА показан как клапан с двумя состояниями, который может быть переведен либо в полностью открытое положение, либо в полностью закрытое положение. ЗКА может быть электромагнитным клапаном с электрическим приводом. В других вариантах осуществления ЗКА может быть бесступенчато-регулируемым клапаном, выполненным с возможностью перевода в положения между полностью открытым и полностью закрытым. Далее, линия 1103 отображает пороговое значение температуры (такое как Порог_Т по фиг. 7). Кроме того, линия 1107 отображает первую, более низкую частоту вращения (такую как Sp_1 по фиг. 5 и 6), а линия 1105 отображает вторую, более высокую частоту вращения, такую как Sp_2 по фиг. 5 и 6. Как упоминалось ранее, первая, более низкая частота вращения (Sp_1) может быть основана на пределе перегрузки коробки передач, а вторая, более высокая частота вращения (Sp_2) может быть основана на предельно допустимой частоте вращения для данного двигателя. По существу, ЗКА может быть установлен или в двигатель без наддува, или в двигатель с наддувом либо в гибридном автомобиле, либо в негибридном автомобиле.
Между моментами времени t0 и t1 двигатель может быть на холостом ходу, как показано графиком частоты вращения двигателя, на частоте вращения холостого хода. Согласно одному примеру, двигатель мог быть запущен из холодного состояния. ЗКА может быть закрыт при условиях холостого хода (график 1102), в частности, при холодном прокручивании коленчатого вала для стабилизации вычислений воздушно-топливного отношения. Кроме того, т.к. ЗКА имеет электрический привод, поддержание ЗКА в закрытом положении может снижать текущее потребление от аккумуляторной батареи, когда заряд аккумуляторной батареи может быть более низким, как при холодном старте. Как упоминалось ранее, положение по умолчанию ЗКА может быть закрытым положением, при этом ток может не течь в ЗКА. Соответственно, температура ЗКА более низкая между моментами времени t0 и t1.
В момент времени t1 частота вращения двигателя может резко увеличиться, когда автомобиль ускоряется. Т.к. частота вращения двигателя теперь выше первой, более низкой частоты вращения (линия 1107), хотя еще остается ниже второй, более высокой частоты вращения (линия 1105), ЗКА может быть открыт в момент времени t1. Когда ЗКА теперь переводят в открытое положение посредством электрического тока, его температура может понемногу расти, как показано графиком 1104. В момент времени t2 температура ЗКА может достигнуть порогового значения температуры (линия 1103). В ответ на то, что температура ЗКА достигает порогового значения температуры, ЗКА может быть закрыт в момент времени t2 путем прекращения потока электрического тока к ЗКА. ЗКА может быть закрыт в момент времени t2 даже если частота вращения двигателя находится в пределах порогового диапазона, в частности, между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения. Таким образом, положение ЗКА, основанное на частоте вращения двигателя, может быть отменено посредством увеличения температуры ЗКА выше порогового значения температуры. Таким образом, в момент времени t2 может существовать период покоя для охлаждения ЗКА. Соответственно, температура ЗКА может уменьшится после t2.
В момент времени t3 частота вращения двигателя также уменьшается ниже первой, более низкой частоты вращения (линия 1107), возможно, когда автомобиль замедляется. Далее, двигатель может вращаться с частотой вращения холостого хода между моментами t3 и t4. В ответ на то, что частота вращения двигателя ниже порогового значения первой, более низкой частоты вращения, ЗКА поддерживают закрытым между моментами времени t3 и t4. В момент времени t4 частота вращения двигателя резко возрастает и моментально достигает второй, более высокой частоты вращения, как показано на 1111. Поэтому ЗКА может быть не открыт до тех пор, пока частота вращения двигателя не стабилизируется между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения, например, как в момент времени t5. Следует отметить, что в момент времени t5 температура ЗКА также ниже порогового значения температуры, разрешающего электрическому току течь к ЗКА для открытия ЗКА. ЗКА могут поддерживать открытым после t5, т.к. частота вращения двигателя остается между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения, и температура ЗКА также остается ниже порогового значения температуры.
Таким образом, пример способа управления управляющим клапаном аспиратора (УКА) может включать в себя регулирование открытия УКА на основе частоты вращения двигателя и отмену регулирования в ответ на изменение условий двигателя. Например, регулирование может включать в себя увеличение открытия УКА в ответ на то, что частота вращения двигателя выше первой частоты вращения (Sp_1) и ниже второй частоты вращения (Sp_2). Согласно одному примеру, изменение условий двигателя может включать в себя изменение частоты вращения двигателя, и при этом отмена включает в себя закрытие УКА в ответ на изменение частоты вращения двигателя (например, как в момент времени t3 на карте 1100). Изменение частоты вращения двигателя может включать в себя уменьшение частоты вращения двигателя ниже первой частоты вращения или увеличение частоты вращения двигателя выше второй частоты вращения. Согласно иному примеру, изменение условий двигателя может включать в себя то, что температура ЗКА превышает пороговое значение температуры, и при этом отмена включает в себя закрытие ЗКА. Конкретно, положение ЗКА может быть отрегулировано до полностью закрытого положения (из преимущественно открытого или полностью открытого положения) в ответ на то, что температура УКА превышает пороговое значение температуры.
На фиг. 12 показан пример регулирования УКА на основе частоты вращения двигателя и изменений давления в коллекторе. Карта 1200 показывает состояние УКА на графике 1202, давление в коллекторе (АДК) на графике 1204, давление на входе дроссельной заслонки (ДВДЗ) на графике 1206 (пунктирная линия) и частоту вращения двигателя на графике 1208. Время отложено по оси X, при этом время увеличивается с лева на право вдоль оси X. В данном примере УКА показан как клапан с двумя состояниями, который может быть переведен либо в полностью открытое положение, либо в полностью закрытое положение. В других вариантах осуществления УКА может быть бесступенчато-регулируемым клапаном, выполненным с возможностью перевода в положения между полностью открытым и полностью закрытым. Кроме того, линия 1205 отображает барометрическое давление (БД), линия 1209 отображает первую, более низкую частоту вращения (такую как Sp_1 по фиг. 5 и 6), а линия 1207 отображает вторую, более высокую частоту вращения, такую как Sp_2 по фиг. 5 и 6. Как упоминалось ранее, первая, более низкая частота вращения (Sp_1) может быть основана на пределе перегрузки коробки передач, а вторая, более высокая частота вращения (Sp_2) может быть основана на предельно допустимой частоте вращения для данного двигателя. По существу, данный пример УКА может быть установлен или в двигатель без наддува, или в двигатель с наддувом либо в гибридном автомобиле, либо в негибридном автомобиле.
Между моментами времени t0 и t1 двигатель может быть на холостом ходу, как показано графиком 1208. УКА может быть закрыт при условиях холостого хода (график 1202) для поддержания требуемого расхода воздуха для стабилизации воздушно-топливного отношения и выбросов. Т.к. двигатель работает на холостом ходу, впускная дроссельная заслонка может быть закрыта, что приводит к условиям более низкого давления в коллекторе (график 1204). Далее, ДВДЗ может быть на уровне или близко к уровню атмосферного (как показано графиком 1206 и линией 1205), т.к. в двигателе могут не использовать наддув на холостом ходу. Таким образом, ДВДЗ (график 1206) выше АДК (график 1204) между t0 и t1.
В момент времени t1 частота вращения двигателя может резко возрастать, приводя к увеличению крутящего момента двигателя, который можно использовать для продвижения автомобиля. Например, автомобиль может ускоряться для движения в потоке автомобилей на автомагистрали. Таким образом, в двигателе теперь могут использовать наддув, что приводит к увеличению ДВДЗ, а также АДК. Далее, ДВДЗ и АДК теперь могут быть выше барометрического давления. В показанном примере впускная дроссельная заслонка может быть преимущественно открыта, при этом АДК по существу равно ДВДЗ. Кроме того, УКА может быть открыт в момент времени t1, т.к. частота вращения двигателя выше первой, более низкой частоты вращения (линия 1209) и ниже второй, более высокой частоты вращения (линия 1207). Т.к. уровень вакуума во впускном коллекторе может быть ниже из-за работы двигателя с наддувом, открытие УКА может позволить создание вакуума. Частота вращения двигателя остается между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения между t1 и t2, таким образом, УКА может поддерживаться открытым на этом же промежутке. Соответственно, при удержании УКА открытым эжектирующий поток может быть направлен через аспиратор из места ниже по потоку от компрессора (и выше по потоку от впускной дроссельной заслонки). Кроме того, вакуум, создаваемый на горловине аспиратора, может быть затянут в тормозной аккумулятор и вакуумный резервуар.
Между t1 и t2 условия наддува могут стабилизироваться, и АДК может быть примерно равен ДВДЗ или может быть ниже ДВДЗ. В момент времени t2 условия наддува могут уменьшиться при небольшом уменьшении частоты вращения двигателя, но частота вращения двигателя остается между первой, более низкой частотой вращения (линия 1209) и второй, более высокой частотой вращения (линия 1207). При выходе двигателя из режима наддува, ДВДЗ может уменьшаться быстрее и может быть по существу равно БД в момент времени t2. Однако, АДК может уменьшаться с меньшей скоростью, чем ДВДЗ. Следовательно, АДК может быть выше ДВДЗ между t2 и t3. Далее, вероятность рециркуляции серого воздуха и образования осадка в холодных областях впуска может увеличиваться, при этом АДК выше ДВДЗ (и БД, как показано). Соответственно, УКА закрыт в момент времени t2, до тех пор, пока АДК не снизится ниже ДВДЗ. УКА может быть открыт в момент времени t3, т.к. ДВДЗ выше АДК. УКА могут поддерживать открытым для создания вакуума, пока частота вращения двигателя находится между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения. Если АДК выше ДВДЗ, положение УКА отменяют, и УКА переводят в закрытое положение (в частности, полностью закрытое) из открытого (в частности, полностью открытого) положения.
Карта 1300 на фиг. 12 показывает пример регулировки УКА на основе частоты вращения двигателя и обнаружение условий деградации двигателя. Таким образом, идентификация деградации двигателя может привести к модифицированной работе двигателя с особыми параметрами двигателя. Модифицированная работа двигателя может называться режимом регулирования. Соответственно, УКА может быть отрегулирован в соответствии с условиями двигателя на основе модифицированной работы двигателя. Карта 1300 показывает состояние УКА на графике 1302, тип условия деградации двигателя на графике 1304 уровни вакуума в коллекторе на графике 1306, положение клапана РОГ на графике 1308, положение впускной дроссельной заслонки на графике 1310 и частоту вращения двигателя на графике 1312. Время отложено по оси X, при этом время увеличивается с лева на право вдоль оси X. Для примера, УКА может быть бесступенчато-регулируемым клапаном, выполненным с возможностью перевода в положения между полностью открытым и полностью закрытым. Альтернативно, в качестве примера, УКА может представлять собой клапан с двумя состояниями, который может быть переведен либо в полностью открытое положение, либо в полностью закрытое положение. Кроме того, линия 1305 отображает первое пороговое значение для уровня вакуума во впускном коллекторе (в частности, первое пороговое значение T_V по фиг. 10), линия 1307 отображает второе пороговое значение для уровня вакуума впускном коллекторе (в частности, второе пороговое значение T_L по фиг. 10), линия 1313 отображает первую, более низкую частоту вращения двигателя (такую как Sp_1 по фиг. 5 и 6), и линия 1311 отображает вторую, более высокую частоту вращения двигателя, такую как Sp_2 по фиг. 5 и 6. Как упоминалось ранее, первая, более низкая частота вращения двигателя (Sp_1) может быть основана на пределе перегрузки коробки передач, а вторая, более высокая частота вращения двигателя (Sp_2) может быть основана на предельно допустимой частоте вращения для данного двигателя. Таким образом, в данном примере УКА может быть установлен или в двигатель без наддува, или в двигатель с наддувом либо в гибридном автомобиле, либо в негибридном автомобиле.
Между t0 и t1 частота вращения двигателя может быть на уровне холостого хода, при этом впускная дроссельная заслонка находится в более закрытом (в частности, полностью закрытом) положении. Соответственно, уровни вакуума во впускном коллекторе могут быть соответствующим образом выше (или глубже). Клапан РОГ может быть закрыт при условиях холостого хода. УКА может также быть закрыт, т.к. двигатель работает на холостом ходу (для снижения погрешностей воздушно-топливного отношения), и доступно достаточно вакуума во впускном коллекторе. Далее, между t0 и t1 деградация двигателя не обнаружена.
В момент времени t1 частота вращения двигателя быстро увеличивается в ответ на запрос крутящего момента для продвижения автомобиля из состояния покоя. Впускная дроссельная заслонка может быть в широко открытом положении (или более открытом положении, как показано графиком 1310) для обеспечения достаточного потока воздуха. Клапан РОГ может быть закрыт при условиях холостого хода (график 1308). Однако УКА может быть открыт в момент времени t2, т.к. частота вращения двигателя находится между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения. Более того, может наблюдаться быстрое снижение уровней вакуума в коллекторе в условиях широко открытой дроссельной заслонки.
Между t1 и t2 впускная дроссельная заслонка может быть переведена в положение между более открытым и более закрытым (в частности, на середине между полностью открытым и полностью закрытым), уровни вакуума во впускном коллекторе могут стабилизироваться, а частота вращения двигателя может установиться между первой более низкой частотой вращения (линия 1313) и второй, более высокой частотой вращения (линия 1311). УКА можно удерживать в его открытом положении для создания вакуума, когда уровни вакуума во впускном коллекторе пониженные. Между t1 и t2, когда частота вращения двигателя стабилизируется, клапан РОГ может быть открыт для снижения выбросов OA. По мере постепенного открытия клапана РОГ, вакуум во впускном коллекторе может уменьшится, т.к. вакуум в коллекторе используется для затягивания газов РОГ во впуск. Как показано, вакуум во впускном коллекторе может по существу достигать второго порогового значения (линия 1307) в момент времени t2.
В момент времени t2 контроллер может обнаружить первое условие деградации двигателя (график 1304). Согласно одному примеру, деградация может быть обнаружена в датчике МРВ. Согласно иному примеру, может быть идентифицирована деградация системы ИФГ. Соответственно, впускную дроссельную заслонку могут постепенно переводить к более закрытому положению, снижая поток воздуха. Следует отметить, что впускная дроссельная заслонка полностью не закрывается. Как упоминалось ранее, степень открытия впускной дроссельной заслонки может составлять 40%. Согласно иному примеру, степень открытия впускной дроссельной заслонки может составлять 30%. Частота вращения двигателя может постепенно падать, однако продолжает оставаться между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения. В ответ на обнаружение первой деградации двигателя, клапан РОГ может также быть закрыт (график 1308) в момент времени t2, для снижения избыточного потока воздуха во впуск. В ответ на регулирование впускной дроссельной заслонки к более закрытому положению и закрытие клапана РОГ, уровни вакуума во впускном коллекторе постепенно растут, например, как в момент времени t3, вакуум во впускном коллекторе может быть выше первого порогового значения (линия 1305), Т.к. во впускном коллекторе существует достаточно вакуума, а избыточный поток воздуха может быть нежелателен, УКА может быть закрыт в момент времени t3 и может оставаться закрытым после него.
Между t4 и t5 может пройти период времени, в котором первое условие деградации двигателя разрешено и исправлено. Например, деградированные датчики или деградированные системы могут быть починены. Таким образом, в момент времени t5 может быть достигнут особый ездовой цикл, при этом двигатель работает надежно. Между t5 и t6 частота вращения двигателя ниже первой, более низкой частоты вращения (линия 1313), а впускная дроссельная заслонка находится в более закрытом положении. Соответственно, уровень вакуума во впускном коллекторе выше (в частности, глубже), и УКА закрыт, т.к. частота вращения двигателя ниже первой, более низкой частоты вращения. Клапан РОГ закрыт, и деградации не обнаруживают.
В момент времени t6 частота вращения двигателя постепенно повышается и стабилизируется между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения, т.к. впускную дроссельную заслонку открывают в положение между преимущественно открытым и преимущественно закрытым. Как показано, открытие впускной дроссельной заслонки может быть увеличено до умеренно открытого положения из более закрытого положения в момент времени t5. Одновременно с этим, из-за увеличенного открытия впускной дроссельной заслонки, уровни вакуума во впускном коллекторе могут снижаться между t6 и t7, и УКА может быть открыт для создания вакуума. Как показано в данном примере, УКА может быть открыт частично, так что УКА может быть в положении между полностью открытым и полностью закрытым. Это возможно при бесступенчато-регулируемом УКА. Альтернативно, УКА могут перевести в полностью открытое положение, если это клапан с двумя состояниями, как показано пунктирной линией 1303. Таким образом, открытие УКА между первой, более низкой частотой вращения и второй, более высокой частотой вращения обеспечивает то, что избыточный поток воздуха не повлияет неблагоприятно на управлении воздушно-топливным отношением. Клапан РОГ может быть постепенно открыт после t6.
В момент времени t7 контроллер может обнаружить второе условие деградации двигателя (график 1304). В показанном примере второе условие деградации двигателя может включать в себя застопоривание впускной дроссельной заслонки в открытом положении (график 1310). Согласно иному примеру, второе условие деградации двигателя может включать в себя обнаружение деградации датчика положения дроссельной заслонки, такого как датчик 58 на фиг. 1А и 1В.
В ответ на сигнализирование второго условия деградации двигателя в момент времени t7, может быть инициирована модифицированная работа двигателя, при которой параметры двигателя могут быть отрегулированы для обеспечения надежной работы двигателя. Например, т.к. впускная дроссельная заслонка застопорена в преимущественно открытом положении, позволяя большей доли воздуха поступать в двигатель, выработка крутящего момента может быть отрегулирована путем регулировки момента зажигания и/или впрыска топлива (в частности, момента впрыска, импульса впрыска и т.п.). Далее, в ответ на сигнализирование второго условия деградации двигателя, клапан РОГ может быть закрыт в момент времени t7. При модифицированной работе двигателя и отрегулированном моменте зажигания и/или впрыска топлива, частота вращения двигателя может снижаться после t7. Однако, частота вращения двигателя может оставаться выше первой, более низкой частоты вращения. Далее, когда впускная дроссельная заслонка преимущественно открыта, уровни вакуума во впускном коллекторе могут уменьшиться ниже второго порогового значения (линия 1307). В ответ на то, что уровни вакуума во впускном коллекторе снижаются ниже второго порогового значения в момент времени t7, УКА может быть открыт (или поддерживаться в открытом положении) для создания вакуума. Как показано на карте 1300, УКА может быть открыт в полностью открытое положение в момент времени t7. Это может иметь место, если УКА бесступенчато-регулируемый.
Таким образом, пример способа для двигателя может содержать определение первого положения запорного клапана аспиратора (ЗКА) в соответствии с частотой вращения двигателя и регулирование первого положения ЗКА на основе ЗКА на основе обнаружения условия деградации двигателя. Первое положение ЗКА может включать в себя преимущественно открытое положение в соответствии с тем, что частота вращения двигателя выше первой частоты вращения (линия 1313 на карте 1300) и ниже второй частоты вращения (линия 1311 на карте 1300), и при этом регулирование первого положения включает в себя перевод ЗКА в преимущественно закрытое положение, когда обнаруживают первое условие деградации двигателя (в частности, в момент времени t3 на карте 1300). Первое условие деградации двигателя может включать в себя увеличение вакуума во впускном коллекторе выше первого порогового уровня (в частности, график 1306 в момент времени t3 на карте 1300). Согласно иному примеру, первое положение ЗКА может включать в себя частично открытое положение, как в момент времени t6 на карте 1300 (график 1302), и при этом регулирование включает в себя перевод ЗКА в полностью открытое положение, когда обнаруживают второе условие деградации двигателя (как в момент времени t7 на карте 1300). Согласно одному примеру, второе условие деградации двигателя может включать в себя уменьшение вакуума во впускном коллекторе ниже второго порогового уровня, например, из-за застопоривания дроссельной заслонки в преимущественно открытом положении.
Фиг. 14 представляет карту 1400, иллюстрирующую пример регулирования управляющего клапана аспиратора (УКА) в соответствии с частотой вращения двигателя и содержанием кислорода в устройстве снижения токсичности отработавших газов. УКА в изображенном примере может быть установлен в двигатель (в частности, двигатель без наддува, двигатель с наддувом), который является частью гибридного электромобиля (ГЭМ). Гибридный электромобиль может быть параллельным гибридом, последовательным гибридом или последовательно-параллельным гибридным автомобилем. Карта 1400 отображает изменения содержания кислорода в каталитическом нейтрализаторе на графике 1402, воздушно-топливное отношение (ВТО) на графике 1404, работу двигателя на графике 1406, работу мотора/генератора на графике 1408, изменения состояния заряда (СЗ) аккумуляторной батареи на графике 1410, состояние УКА на графике 1412 и частоту вращения двигателя на графике 1414.
Время отложено по оси X, при этом время увеличивается с левой стороны оси X к правой стороне оси X. В данном примере УКА показан как клапан с двумя состояниями, который может быть переведен либо в полностью открытое положение, либо в полностью закрытое положение. В других вариантах осуществления УКА может быть бесступенчато-регулируемым клапаном, выполненным с возможностью перевода в положения между полностью открытым и полностью закрытым. Карта 1400 также включает в себя линию 1401, отображающую пороговое содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе (например, Порог_1 по фиг. 5), линию 1403, отображающую стехиометрическое ВТО, лини. 1405, отображающую первое более высокое пороговое значение СЗ для СЗ аккумуляторной батареи, и линию 1407, отображающую второе более низкое пороговое значение СЗ для СЗ аккумуляторной батареи, линию 1411, отображающую вторую, более высокую частоту вращения двигателя (Sp_2), линию 1413, отображающую первую, более низкую частоту вращения двигателя (Sp_1), линию 1415, указывающую частоту вращения холостого хода (в частности, 900 об/мин), линию 1417, отображающую третью частоту вращения двигателя (Sp_3), и линию 1419, указывающую четвертую частоту вращения двигателя (Sp_4). Как раскрыто ранее со ссылкой на фиг. 5, третья частота вращения двигателя может быть более низкой частотой вращения, чем частота вращения холостого хода для данного двигателя. Четвертая частота вращения двигателя может быть частотой вращения двигателя, которая номинально выше той, при которой двигатель останавливается. Например, частота вращения двигателя при остановке двигателя может быть равна 50 об/мин. При этом, например, четвертая частота вращения двигателя может быть равна 100 об/мин.
Между t0 и t1 система гибридного автомобиля может работать в режиме выключенного двигателя (график 1406), при этом гибридный автомобиль приводят в движение используя крутящий момент мотора (график 1408). Т.к. двигатель остановлен и находится в состоянии покоя, нет изменения в содержании кислорода в каталитическом нейтрализаторе (график 1402), УКА поддерживают закрытым, и ВТО не показано. Далее, т.к. мотор обеспечивает энергию для движения автомобиля, СЗ аккумуляторной батареи может постепенно снижаться между t0 и t1.
В момент времени t1 двигатель может получить команду «ВКЛ». Например, двигатель может быть включен, когда увеличивается запрошенный водителем крутящий момент. Мотор может быть переведен в состояние «ВЫКЛ» в момент времени t1 (если крутящий момент мотора не требуется), как показано. Согласно иному примеру, мотор может продолжать работать (в частности, при сниженной частоте вращения) для обеспечения потребности в пониженном крутящем моменте мотора. Когда мотор деактивирован, СЗ аккумуляторной батареи не изменяется между t1 и t3, вследствие чего мотор может быть реактивирован. Далее, в момент времени t1 двигатель может работать с ВТО, обогащенным относительно стехиометрического, (ВТО_1 на графике 1404) для лучшего сгорания и эффективности каталитического нейтрализатора. В ответ на то, что сгорание в двигателе при ВТО, обогащенном относительно стехиометрического, содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе снижается. Кроме того, частота вращения двигателя может переходить от состояния покоя через частоту вращения холостого хода в диапазон между первой, более низкой частотой вращения (Sp_1), показанной линией 1413, и второй, более высокой частотой вращения (Sp_2), показанной линией 1411. Как показано, частота вращения двигателя достигает частоты вращения между линией 1411 и линией 1413 в момент времени t2, вследствие чего УКА открывают из его предварительно закрытого положения. УКА могут поддерживать открытым в промежутке, на котором частота вращения двигателя остается в требуемом диапазоне (в частности, между Sp_1 и Sp_2). Как было показано ранее со ссылкой на карту 1100, увеличение температуры УКА может приводить к закрытию УКА независимо от частоты вращения двигателя (в частности, не на основе частоты вращения двигателя), хотя этот сценарий не показан в примере работы на карте 1400.
В момент времени t3 может быть отдана команда выключения двигателя, и-двигатель может быть деактивирован при одновременном включении мотора. Соответственно, СЗ аккумуляторной батареи может снижаться после t3. Когда двигатель замедляется, и частота вращения двигателя падает ниже первой, более низкой частоты вращения (Sp_1) в момент времени t4, УКА может быть закрыт. УКА может оставаться закрытым, когда частота вращения двигателя переходит от первой, более низкой частоты вращения после частоты вращения холостого хода. Следует отметить, что содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе значительно ниже порогового значения содержания кислорода (линия 1401), когда двигатель выключают в момент времени t3. Когда частота вращения двигателя достигает третьей частоты вращения (Sp_3, показанной линией 1417) в момент времени t5 и снижается, УКА может быть приведен в открытое положение в момент времени t5 для создания дополнительного вакуума. Таким образом, впускная дроссельная заслонка может быть закрыта, как только будет отдана команда выключения двигателя. Посредством возможности меньшего потока воздуха через аспиратор, может быть создан вакуум до того, как двигатель достигнет остановки при номинальной прокачке воздуха в каталитический нейтрализатор. Т.к. содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе ниже порогового значения содержания кислорода, каталитический нейтрализатор способен накапливать дополнительный кислород от избыточного потока воздуха через аспиратор. Таким образом, УКА может быть открыт в момент времени t5. В ответ на падение частоты вращения двигателя ниже четвертой частоты вращения в момент времени t6, УКА может быть закрыт. Следует понимать, что содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе увеличивается из-за избыточного воздуха, поступающего в каталитический нейтрализатор, когда УКА открыт между t5 и t6. Следует отметить, что четвертая частота вращения немного выше той, при которой двигатель находится в состоянии покоя.
Двигатель может находится в состоянии покоя между t6 и t7, когда автомобиль приводится в движение главным образом посредством мотора. СЗ аккумуляторной батареи постепенно уменьшается от t3, когда мотор всецело используется для движения автомобиля, и в момент времени t7 СЗ аккумуляторной батареи достигает второго более низкого порогового значения СЗ (линия 1407), вследствие чего двигатель может быть включен для восстановления заряда аккумуляторной батареи. В момент времени t7 двигатель получает команду «ВКЛ», и частота вращения двигателя возрастает от состояния покоя до холостого хода и остается на холостом ходу (в частности, 900 об/мин), когда аккумуляторная батарея заряжается. Т.к. частота вращения двигателя не достигает требуемого диапазона, между первой, более низкой частотой вращения (линия 1413) и второй, более высокой частотой вращения (линия 1411), УКА поддерживают закрытым между t7 и t9. При этом двигатель может не приводить в движение автомобиль, но может главным образом использоваться для восстановления заряда аккумуляторной батареи. Соответственно, СЗ аккумуляторной батареи растет между t7 и t8.
Следует отметить, что начальное ВТО (ВТО_2), когда двигатель получает команду «ВКЛ» в момент времени t7, богаче, чем начальное ВТО (ВТО_1), когда двигатель получает команду «ВКЛ» в момент времени t1. ВТО в момент времени t7 может быть богаче, чем в момент времени t1, т.к. может иметь место избыточный кислород, накопленный в каталитическом нейтрализаторе в течение фазы остановки двигателя между t5 и t6. Как показано на карте 1400, содержание кислорода в момент времени t1 ниже содержания кислорода в момент времени t7. Следует понимать, что содержание кислорода в момент времени 16 выше содержания кислорода, накопленного в момент времени t5, из-за избыточного потока воздуха, полученного каталитическим нейтрализатором из аспиратора. Например, содержание накопленного кислорода в момент времени t0 (и результирующее ВТО в момент времени t1) может быть ниже содержания накопленного кислорода в момент времени t6 (и результирующего ВТО в момент времени t7), т.к. УКА может не быть открыт для создания вакуума после предыдущей остановки двигателя.
В момент времени t8 СЗ аккумуляторной батареи ближе к первому более высокому пороговому значению СЗ (линия 1405), но не на уровне первого более высокого порогового значения СЗ, соответствующего границе для перезарядки аккумуляторной батареи при событиях торможения в электрическом режиме (режиме выключенного двигателя). В ответ на то, что СЗ аккумуляторной батареи находится около первого более высокого порогового значения СЗ, в двигатель может быть передана команда выключения в момент времени t8. Затем двигатель может замедлять до состояния покоя. Когда частота вращения двигателя падает от частоты вращения холостого хода до третьей частоты вращения в момент времени t9, УКА может быть переведен в открытое положение. Следует отметить, что содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе значительно ниже порогового содержания кислорода в момент времени t9. Соответственно, УКА открыт для создания вакуума в момент времени t9. Таким образом, положение УКА может быть отрегулировано на основе того, что частота вращения двигателя находится между третьей частотой вращения и четвертой частотой вращения, а также емкости содержания кислорода в каталитическом нейтрализаторе. УКА остается открытым на короткий период между t9 и t10, и в ответ на поток воздуха в каталитический нейтрализатор, содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе увеличивается между t9 и t10. В момент времени t10 частота вращения двигателя снижается ниже четвертой частоты вращения и может достигнуть нуля к моменту t11. В ответ на достижение частотой вращения двигателя четвертой частоты вращения в момент времени t10, УКА также закрывают в момент времени t10.
Между t11 и t12 период работы ГЭМ может пройти, включая период включенного состояния двигателя. Как таковой, период работы ГЭМ вместе с режимом включенного двигателя не показан на фиг. 14. В момент времени t12 двигатель может работать и приводить в движение автомобиль, при этом мотор выключен. Далее, т.к. частота вращения двигателя находится между первой, более низкой частотой вращения (линия 1413) и второй, более высокой частотой вращения (линия 1411), УКА открыт. Кроме того, ВТО может быть номинально беднее относительно стехиометрического, в результате чего происходит постепенное увеличение содержания кислорода в каталитическом нейтрализаторе между t12 и t13.
В момент времени t13 может быть выдана команда на выключение двигателя, и двигатель может быть выключен, когда мотор включается для приведения в движение автомобиля. УКА могут поддерживать открытым до t14, когда частота вращения двигателя снижается ниже первой, более низкой частоты вращения (линия 1413). Содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе продолжает увеличиваться до момента времени t14 из-за потока воздуха, полученного через аспиратор, когда УКА открыт. В момент времени t14 УКА может быть закрыт, т.к. частота вращения двигателя ниже первой, более низкой частоты вращения. Когда частота вращения двигателя падает ниже частоты вращения холостого хода и снижается ниже третьей частоты вращения (линия 1417) в момент времени t15, УКА может оставаться закрытым, т.к. содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе по существу находится на уровне порогового значения содержания кислорода (линия 1401). Таким образом, положение УКА может быть отрегулировано в соответствии с содержанием кислорода в каталитическом нейтрализаторе. По существу, УКА может не быть открыт после команды остановки двигателя, когда частота вращения двигателя находится между третьей частотой вращения и четвертой частотой вращения, если содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе по существу равен пороговому содержанию кислорода.
Впускная дроссельная заслонка двигателя (не показана на фиг. 14) может быть переведена в полностью закрытое положение в ответ на команду выключения двигателя в момент времени t13. Следует отметить, что УКА показан закрытым в момент времени t14, даже если в момент времени t13 выдана команда на выключение двигателя. Однако, период времени между t13, выдается команда на выключение двигателя, и t14, когда частота вращения двигателя снижается ниже первой, более низкой частоты вращения (линия 1413), может быть коротким. Таким образом, УКА могут перевести в его полностью закрытое положение (когда открыт) по существу в то же время, когда впускная дроссельная заслонка перемещается в ее полностью закрытое положение, т.к. период времени между t13 и t14 может быть коротким.
Таким образом, пример способа для двигателя в гибридном автомобиле может содержать, во время режима включенного двигателя для приведения в движение автомобиля, открытие запорного клапана аспиратора (ЗКА) между первой частотой вращения двигателя (Sp_1) и второй частотой вращения двигателя (Sp_2), при этом первая частота вращения двигателя ниже второй частоты вращения двигателя, и после первой команды на выключение двигателя, открытие ЗКА между третьей частотой вращения двигателя (Sp_3) и четвертой частотой вращения двигателя (Sp_4), при этом четвертая частота вращения двигателя номинально выше частоты вращения при остановленном двигателе. Способ может дополнительно содержать, в режиме включенного двигателя для приведения в движения автомобиля, закрытие ЗКА в ответ на то, что температура ЗКА превышает пороговое значение температуры. Способ может также содержать, после первой команды на выключение двигателя, открытие ЗКА в ответ на то, что содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе отработавших газов ниже порогового значения. Способ может дополнительно включать в себя, при перезапуске двигателя после первой команды на выключение, работу двигателя с топливно-воздушным отношением, обогащенным относительно стехиометрического. Способ может дополнительно содержать, после второй команды на выключение двигателя, закрытие УКА независимо от частоты вращения двигателя. При этом УКА могут не открывать, потому что содержание кислорода в каталитическом нейтрализаторе отработавших газов равно или приблизительно равно пороговому значению содержания кислорода. ЗКА может быть закрыт синхронно с закрытием впускной дроссельной заслонкой двигателя в гибридном автомобиле.
Таким образом, управляющий клапан аспиратора (УКА) может быть отрегулирован на основе частоты вращения двигателя. Путем регулирования УКА на основе частоты вращения двигателя, работа аспиратора и УКА может быть надежно протестирована при проведения тестов выбросов автомобиля. Таким образом, использование частоту вращения двигателя как параметр для установки положения УКА может сделать возможным проведение упрощенного алгоритма управления УКА. Далее, положение УКА, выбранное на основе частоты вращения двигателя, может быть изменено на основе температуры УКА и модифицированной работы двигателя в соответствии с проверкой деградации двигателя. Путем закрытия УКА, когда температура УКА превышает пороговое значение температуры, может быть снижена деградация УКА и улучшена его работа. Путем регулирования положения УКА на основе модифицированной работы двигателя в соответствии с условиями деградации двигателя, проблемы, такие как погрешности воздушно-топливного отношения и низкий уровень вакуума, могут быть решены. Кроме того, УКА в гибридном автомобиле также может быть отрегулирован на основе частоты вращения двигателя после остановки двигателя и содержания кислорода в каталитическом нейтрализаторе отработавших газов. Соответственно, эффективность каталитического нейтрализатора может быть улучшена, одновременно с этим обеспечивается соблюдение норм по выбросам и достаточный уровень вакуума.
Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или автомобилей. 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 оснащением 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 не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь 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, раскрываемые действия, операции и/или функции могут графически представлять код, запрограммированный в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, при этом раскрываемые действия выполняют путем исполнения инструкций в системе, содержащей разнообразные аппаратные компоненты двигателя в сочетании с электронным контроллером.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и программы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, 1-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.