СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к узлам параллельного расположения снабженных клапанами аспираторов, присоединенных к системе двигателя. В одном из примеров интенсивность объединенного побудительного потока через аспираторы может управляться для обеспечения дискретных уровней формирования разрежения в условиях без наддува и для обеспечения дискретных уровней непрерывного перепускного потока компрессора в условиях с наддувом.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Турбонаддув двигателя предоставляет двигателю возможность выдавать мощность, подобную мощности двигателя с большим рабочим объемом. Таким образом, турбонаддув может расширять рабочую зону двигателя. Турбонагнетатели действуют посредством сжатия всасываемого воздуха в компрессоре посредством турбины, приводимой в действие потоком выхлопных газов. В определенных условиях, скорость потока и коэффициент давления на компрессоре могут флуктуировать до уровней, которые могут иметь следствием шумовые возмущения, а в более серьезных случаях - проблемы исправной работы и ухудшение характеристик компрессора. Такой всплеск колебаний (помпаж) компрессора может ослабляться посредством одного или более перепускных клапанов компрессора (CBV). CBV могут подвергать рециркуляции сжатый воздух с выпуска компрессора на впуск компрессора и, таким образом, могут быть расположены в канале, который присоединен к впуску выше по потоку от компрессора и ниже по потоку от компрессора в некоторых примерах. В некоторых примерах могут использоваться непрерывные CBV (CCBV), которые обеспечивают непрерывный и непрерывно переменный поток рециркуляции из положения ниже по потоку от компрессора в положение выше по потоку от компрессора. CCBV могут обеспечивать регулирование давления и предотвращение помпажа компрессора, а кроме того, могут предотвращать неприятный слышимый шум. Однако включение в состав таких клапанов может добавлять значительные затраты на компоненты и эксплуатационные затраты в системы двигателя.
Двигатели также могут включать в себя один или более аспираторов, которые могут быть присоединены в системе двигателя, чтобы использовать поток воздуха двигателя для формирования разрежения, для использования различными потребляющими разрежение устройствами, которые приводятся в действие с использованием разрежения (например, усилителем тормозов). Аспираторы (которые, в качестве альтернативы, могут указываться ссылкой как эжекторы, диффузорные насосы, струйные насосы и эдукторы) являются пассивными устройствами, которые обеспечивают недорогое формирование разрежения, когда используются в системах двигателя. Величина разрежения, формируемого на аспираторе, может регулироваться посредством управления скоростью побудительного потока воздуха через аспиратор. Например, когда включены в систему впуска двигателя, аспираторы могут формировать разрежение с использованием энергии, которая иначе терялась бы на дросселирование, а сформированное разрежение может использоваться в устройствах с вакуумным силовым приводом, таких как усилители тормозов. Несмотря на то, что аспираторы могут формировать разрежение с более низкой стоимостью и с улучшенной эффективностью по сравнению с вакуумными насосами с электроприводом или приводом от двигателя, их использование в системах впуска двигателя традиционно было ограничено давлением во впускном коллекторе. Тогда как традиционные вакуумные насосы дают насосную кривую, которая является независимой от давления во впускном коллекторе, насосные кривые для аспираторов, расположенных в системе впуска двигателя, могут быть неспособными согласованно давать требуемые рабочие характеристики на диапазоне давлений во впускном коллекторе. Кроме того, если аспиратор достаточно велик, чтобы заменять традиционный вакуумный насос, он может осуществлять поток слишком большого количества воздуха во впускной коллектор для экономичного использования топлива. Некоторые подходы для преодоления этих проблем включают в себя расположение клапана последовательно с аспиратором или включение клапана в конструкцию аспиратора (см. например WO 2009/047249, опубл. 16.04.2009, МПК F23N 5/18). Величина открывания клапана, в таком случае, регулируется, чтобы регулировать интенсивность побудительного потока воздуха через аспиратор и тем самым регулировать величину разрежения, формируемого на аспираторе. Посредством регулирования величины открывания клапана может меняться количество воздуха, текущего через аспиратор, и интенсивность потока воздуха, тем самым регулируя формирование разрежения по мере того, как меняются условия работы двигателя, такие как давление во впускном коллекторе. Однако, вновь, добавление клапанов в систему двигателя может добавлять значительные затраты на компоненты и на работу.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Авторы в материалах настоящего описания предложили узлы с параллельным расположением снабженных клапаном аспираторов, которые, когда включены в систему двигателя, могут преимущественно управляться, чтобы обеспечивать выбираемые дискретные уровни формирования разрежения в условиях без наддува, а также дискретные уровни непрерывного перепускного потока компрессора в условиях с наддувом.
В одном из вариантов предложена система для двигателя, содержащая:
аспираторный узел, содержащий по меньшей мере два аспиратора, расположенных в параллельных каналах, причем аспираторный узел присоединен по текучей среде к впускному каналу двигателя как выше по потоку от компрессора, так и ниже по потоку от компрессора;
множество отсечных клапанов аспиратора, причем каждый отсечной клапан аспиратора расположен последовательно с соответствующим аспиратором из аспираторного узла;
вакуумный резервуар, присоединенный по текучей среде к вовлекающим впускам всех аспираторов из аспираторного узла; и
контроллер с машиночитаемыми командами для управления отсечными клапанами аспиратора на основании требуемой интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел.
В одном из вариантов предложена система, в которой требуемая интенсивность объединенного побудительного потока основана на давлении во впускном коллекторе и потребностях разрежения двигателя в условиях без наддува, при этом требуемая интенсивность объединенного побудительного потока основана на помпаже компрессора и разрежении в двигателе в условиях с наддувом.
В одном из вариантов предложена система, в которой побудительный впуск аспираторного узла присоединен к впускному каналу выше по потоку от компрессора, при этом выпуск смешанного потока аспираторного узла присоединен к впускному каналу ниже по потоку от компрессора и ниже по потоку от основного впускного дросселя.
В одном из вариантов предложена система, в которой побудительный впуск аспираторного узла присоединен к впускному каналу ниже по потоку от компрессора и ниже по потоку от основного впускного дросселя, при этом выпуск смешанного потока аспираторного узла присоединен к впускному каналу выше по потоку от компрессора и ниже по потоку от дросселя системы впуска воздуха.
В одном из вариантов предложена система, в которой по меньшей мере два аспиратора из аспираторного узла имеют разные проходные сечения горловины.
В одном из вариантов предложена система, в которой побудительный впуск первого аспиратора из аспираторного узла присоединен по текучей среде к впускному каналу выше по потоку от компрессора, а выпуск смешанного потока первого аспиратора присоединен по текучей среде к впускному каналу ниже по потоку от компрессора, при этом побудительный впуск второго аспиратора из аспираторного узла присоединен по текучей среде к впускному каналу ниже по потоку от компрессора, а выпуск смешанного потока второго аспиратора присоединен по текучей среде к впускному каналу выше по потоку от компрессора.
В одном из примерных вариантов осуществления аспираторный узел обходит компрессор в системе впуска (например, аспираторный узел присоединен к впускному каналу как выше по потоку, так и ниже по потоку от компрессора) и включает в себя в точности два аспиратора, имеющих разные проходные сечения горловины. Отсечной клапан аспиратора, расположенный последовательно с каждым аспиратором из аспираторного узла, может управляться, чтобы предоставлять возможность или не давать возможности потока через соответствующий аспиратор, чтобы могли достигаться многочисленные дискретные уровни потока через аспираторный узел (или, в случае непрерывно регулируемых отсечных клапанов аспиратора, могли достигаться даже большие уровни потока). Например, когда давление во впускном коллекторе находится ниже порогового значения (например, при работе без наддува), интенсивность объединенного побудительного потока через аспираторный узел может регулироваться на основании потребностей разрежения двигателя и давления во впускном коллекторе. Во время таких условий может быть желательным отводить по меньшей мере некоторую величину потока всасываемого воздуха вокруг компрессора и через аспираторный узел, например, если необходимо пополнение разрежения двигателя. В некоторых примерах аспираторы в аспираторном узле могут быть расположены, чтобы максимальное формирование разрежения достигалось во время перепускного потока через аспираторный узел из положения выше по потоку от компрессора в положение ниже по потоку от компрессора. В противоположность, когда давление во впускном коллекторе находится выше порогового значения (например, при работе с наддувом), формирование разрежения может быть менее срочным, чем уменьшение помпажа компрессора. Так как перепад давления при наддуве дает возможность потока рециркуляции через аспираторный узел (например, потока из положения ниже по потоку от компрессора в положение выше по потоку от компрессора), интенсивность объединенного побудительного потока через аспиратор из положения ниже по потоку от компрессора в положение выше по потоку от компрессора может регулироваться на основании помпажа компрессора, например, чтобы возрастающая интенсивность объединенного побудительного потока обеспечивалась с возрастанием помпажа компрессора. Преимущественно, даже при обратном потоке через аспиратор (например, потока из выпуска смешанного потока аспиратора в побудительный впуск аспиратора, в случае аспиратора с несимметричной геометрией потока, предназначенной для максимизации потока в одном направлении), некоторое разрежение может формироваться вследствие диффузорного эффекта. Соответственно, технический результат, достигаемый аспираторным узлом, описанным в материалах настоящего описания, включает в себя одновременное уменьшение помпажа компрессора и формирование разрежения в определенных условиях работы двигателя.
Многие дополнительные преимущества могут достигаться вариантами осуществления, описанными в материалах настоящего описания. Например, так как используются многочисленные параллельные аспираторы, каждый аспиратор может иметь относительно небольшой диаметр протока и, все же, узел по-прежнему может добиваться общей интенсивности побудительного потока, соразмерного с таковым у одиночного большего аспиратора, когда необходимо. Относительно небольшие диаметры протока аспираторов дают возможность использования меньших, более дешевых клапанов, управляющих их побудительным потоком. Кроме того, относительные диаметры протока параллельных аспираторов могут выбираться стратегически, чтобы клапаны аспираторов могли управляться для достижения требуемого набора дискретных уровней побудительного потока через узел. Более того, так как интенсивность объединенного побудительного потока через аспираторный узел является управляемой посредством клапанов, условия, где побудительный поток через аспираторы может вызывать поток воздуха, больший, чем требуется, могут уменьшаться. Таким образом, поскольку интенсивность потока воздуха большая, чем требуемая, может приводить к впрыску добавочного топлива, экономия топлива может улучшаться посредством использования аспираторного узла.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 показывает схематичное изображение первого варианта осуществления примерной системы двигателя, включающей в себя узел с параллельным расположением снабженных клапанами аспираторов, обходящих устройство наддува.
Фиг. 2 показывает детализированный вид аспираторного узла, который может быть включен в систему двигателя по фиг. 1.
Фиг. 3 показывает схематичное изображение второго варианта осуществления примерной системы двигателя, включающей в себя узел с параллельным расположением снабженных клапанами аспираторов, обходящих устройство наддува.
Фиг. 4 показывает детализированный вид аспираторного узла, который может быть включен в систему двигателя по фиг. 3.
Фиг. 5 показывает детализированный вид аспираторного узла, который может быть включен в систему двигателя по фиг. 1 или фиг. 3.
Фиг. 6 показывает график идеальной характеристики аспираторного узла и реальной характеристики примерного аспираторного узла по интенсивности потока воздуха двигателя.
Фиг. 7 показывает таблицу, соотносящую положение отсечного клапана аспиратора с интенсивностью объединенного побудительного потока через аспираторный узел, такой как аспираторный узел,
изображенный на фиг. 2 или фиг. 4.
Фиг. 8 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру, которая может быть реализована вместе с системой двигателя по фиг. 1 и аспираторным узлом по фиг. 2 для управления работой отсечных клапанов аспиратора и впускных дросселей, чтобы добиваться требуемой интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел.
Фиг. 9 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру, которая может быть реализована вместе с системой двигателя по фиг. 3 и аспираторным узлом по фиг. 4 для управления работой отсечных клапанов аспиратора и впускных дросселей, чтобы добиваться требуемой интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел.
Фиг. 10 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру, которая может быть реализована для определения требуемой интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел в условиях без наддува, для использования вместе со способами по фиг. 8 и 9.
Фиг. 11 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру, которая может быть реализована для определения требуемой интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел в условиях с наддувом, для использования вместе со способами по фиг. 8 и 9.
Фиг. 12 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру, которая может быть реализована для управления отсечными клапанами аспиратора, который может использоваться вместе со способами по фиг. 8 и 9.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Предложены способы и системы для управления интенсивностью побудительного потока через узел с параллельным расположением снабженных клапаном аспираторов, обходящий устройство наддува, расположенное на впуске системы двигателя, такой как системы двигателя, изображенной на фиг. 1 и 3. Подробный вид примерного аспираторного узла, который может быть включен в систему двигателя по фиг. 1, приведен на фиг. 2, подробный вид примерного аспираторного узла, который может быть включен в систему двигателя по фиг. 2, приведен на фиг. 4. а подробный вид примерного аспираторного узла, который может быть включен в любую из систем двигателя по фиг. 1 и 3, приведен на фиг. 5. График, изображающий идеальную интенсивность потока воздуха двигателя в зависимости от интенсивности потока воздуха двигателя, достижимой, когда поток направляется через аспираторный узел, такой как аспираторный узел, показанный на фиг. 2, во время условий без наддува, представлен на фиг. 6. Как отмечено выше, величина уровня потока через аспираторный узел может меняться, например, на один из множества дискретных уровней, посредством управления соответствующими отсечными клапанами аспиратора (ASOV), расположенными последовательно с
каждым аспиратором из аспираторного узла. Фиг. 7 изображает примерные уровни интенсивности объединенного потока, достижимые через аспираторный узел для разных положений ASOV, для примерного аспираторного узла, включающего в себя в точности два аспиратора. В зависимости от условий работы двигателя и от того, присутствуют ли условия неисправности дросселя и активен ли наддув, различные средства управления могут приводиться в действие, чтобы добиваться требуемой интенсивности объединенного потока через аспираторный узел (например, смотрите фиг. 8-9). Например, требуемая интенсивность объединенного побудительного потока через аспираторный узел может определяться в соответствии со способом по фиг. 10 (применимым к аспираторному узлу, изображенному на фиг. 2) или способом по фиг. 11 (применимым к аспираторному узлу, изображенному на фиг. 4). Требуемая интенсивность объединенного побудительного потока через аспираторный узел может зависеть от MAP в условиях без наддува, тогда как оно может зависеть от уровня помпажа компрессора в условиях с наддувом. Положения/состояния ASOV для аспираторов из аспираторного узла, в таком случае, могут управляться для достижения требуемой интенсивности объединенного побудительного потока, например, образом, изображенным в способе по фиг. 12. Преимущественно, узлы и обобщенные способы управления аспираторов, описанные в материалах настоящего описания, дают возможность выбираемых дискретных уровней перепускного потока и потока рециркуляции компрессора, которые служат дополнительной функции формирования разрежения для использования различными потребителями разрежения системы двигателя.
С обращением к фиг. 1, она показывает первый вариант осуществления системы 10 двигателя, включающей в себя двигатель 12. В представленном примере двигатель 12 является двигателем с искровым зажиганием транспортного средства, двигатель включает в себя множество цилиндров (не показаны). События сгорания в каждом цилиндре приводят в движение поршень, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал, как хорошо известно специалистам в данной области техники. Кроме того, двигатель 12 может включать в себя множество клапанов двигателя для управления впуском и выпуском газов во множестве цилиндров.
Двигатель 12 включает в себя систему 23 впуска двигателя. Система 23 впуска включает в себя дроссель 31 системы впуска воздуха (AIS) и основной воздушный впускной дроссель 22, присоединенный по текучей среде к впускному коллектору 24 двигателя по впускному каналу 18. Воздух может поступать во впускной канал 18 из системы впуска воздуха, включающей в себя воздушный фильтр 33 в сообщении с окружающей средой транспортного средства. Положение дросселя 31 AIS может регулироваться контроллером 50 посредством сигнала, выдаваемого на электродвигатель или привод, заключенный дросселем 31 AIS, а положение основного дросселя 22 может регулироваться контроллером 50 посредством сигнала, выдаваемого на электродвигатель или привод, заключенный основным дросселем 22, конфигурацией, которая обычно указывается ссылкой как управление электронным дросселем. Таким образом, дроссель 31 AIS может эксплуатироваться для изменения давления на впуске компрессора и для регулирования соотношения всасываемого воздуха, остающегося во впускном канале 18, к всасываемому воздуху, проходящему через узел с параллельным расположением снабженных клапаном аспираторов, обходящий компрессор турбонагнетателя, как будет детализировано ниже. Подобным образом, основной дроссель 22 может эксплуатироваться, чтобы менять всасываемый воздух, выдаваемый во впускной коллектор и множество цилиндров двигателя из положения ниже по потоку от устройства наддува, и чтобы менять долю всасываемого воздуха, втекающего обратно во впускной канал выше по потоку от устройства наддува в определенных условиях, как будет детализировано ниже.
Тогда как механизированные дроссели часто сконструированы, чтобы устанавливаться по умолчанию в открытое на 6° или 7° градусов положение, когда без питания, например, так, чтобы двигатель мог принимать достаточный поток воздуха для завершения текущей поездки даже в случае отказа электронного управления дросселем (иногда указываемого ссылкой как операция «медленного возвращения домой»), дроссель 31 AIS и/или основной дроссель 22 могут иметь полностью закрытое положение по умолчанию. Полностью закрытое положение по умолчанию может использоваться вместе с узлом с параллельным расположением снабженных клапаном аспираторов, описанным в материалах настоящей заявки, так как объединенный побудительный поток через узел может быть достаточным в случае неисправности управления электронным дросселем (например, интенсивность объединенного побудительного потока аспираторного узла может иметь значение 7,5 грамм в секунду (г/с) в одном из неограничивающих примеров). Таким образом, может устраняться дорогостоящее частично открытое положение без питания одного или обоих дросселей. В качестве дополнительного преимущества над частично открытым положением без питания дросселя AIS и/или основного дросселя, узел с параллельным расположением снабженных клапаном аспираторов дает многочисленные уровни потока воздуха для использования во время режима с неисправностью, зависящие от количества аспираторов в узле/геометрий потока аспираторов/ориентации аспираторов, обеспечивая лучшие рабочие характеристики во время операции медленного возвращения домой.
В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, датчик 58 массового расхода воздуха (MAF) присоединен во впускном канале 18 для выдачи сигналов касательного массового расхода воздуха во впускном канале в контроллер 50. В изображенном примере датчик 58 MAF выдает сигнал касательно массового расхода воздуха на впуске впускного канала 18 выше по потоку от дросселя 31 AIS. Однако следует принимать во внимание, что датчики MAF могут быть присоединены где-нибудь еще в системе впуска или системе двигателя, а кроме того, может быть множество датчиков MAF, расположенных в системе впуска или системе двигателя.
Датчик 60 может быть присоединен к впускному коллектору 24 для выдачи сигнала касательно давления воздуха в коллекторе (MAP) и/или разрежения в коллекторе (MANVAC) в контроллер 50. Например, датчик 60 может быть датчиком давления или измерительным датчиком, считывающим разрежение, и может передавать данные в качестве отрицательного разрежения (например, давления) в контроллер 50. Датчик 59 может быть присоединен к впускному каналу 18 выше по потоку от компрессора для выдачи сигнала касательно барометрического давления (BP) в контроллер 50. Датчик 62 давления на впуске компрессора (CIP) может быть расположен ниже по потоку от места соединения впускного канала 18 и канала 95 и выше по потоку от компрессора. Датчик 63 CIP может выдавать сигнал касательно CIP в контроллер 50.
В некоторых примерах дополнительные датчики давления/разрежения могут быть присоединены в другом месте в системе двигателя, чтобы выдавать сигналы касательно давления/разрежения на других участках системы двигателя в контроллер 50.
Как показано, система 10 двигателя является системой двигателя с наддувом, включающей в себя устройство наддува. В настоящем примере устройство наддува является компрессором 90 для наддува заряда всасываемого воздуха, принятого по впускному каналу 18. Охладитель 26 наддувочного воздуха (или промежуточный охладитель) присоединен ниже по потоку от компрессора 90 для охлаждения подвергнутого наддуву заряда воздуха перед подачей во впускной коллектор. В вариантах осуществления, где устройство наддува является турбонагнетателем, компрессор 90 может быть присоединен к и приводиться в движение турбиной с приводом от выхлопной системы (не показана). Кроме того, компрессор 90 может, по меньшей мере частично, приводиться в действие электрическим двигателем или коленчатым валом двигателя.
Система 10 двигателя дополнительно включает в себя узел 180 с параллельным расположением снабженных клапаном аспираторов. В изображенном варианте осуществления, ради примера, аспираторный узел 180 включает в себя два аспиратора - аспираторы 150 и 160; однако следует принимать во внимание, что аспираторный узел 180 может включать в себя больше, чем два аспиратора (например, три, четыре, пять, шесть или более аспираторов), расположенных параллельно, не выходя из объема этого раскрытия. Один или оба из аспираторов 150 и 160 могут быть эжекторами, аспираторами, эдукторами, диффузорами, струйными насосами или подобными пассивными устройствами. Каждый аспиратор или аспираторный узел 180 является трехпроходным устройством, включающим в себя побудительный впуск, выпуск смешанного потока и вовлекающий впуск, расположенный в горловине аспиратора. Например, как может быть видно на подробном виде по фиг. 2, аспиратор 150 может включать в себя побудительный впуск 153, выпуск 157 смешанного потока и горловину/вовлекающий впуск 165. Подобным образом, аспиратор 160 включает в себя побудительный впуск 154, выпуск 156 смешанного потока и горловину/вовлекающий впуск 167. Как дополнительно описано ниже, побудительный поток через каждый аспиратор порождает поток всасывания на вовлекающем впуске аспиратора, тем самым формируя разрежение, например, которое может накапливаться в вакуумном резервуаре и выдаваться в различные потребители разрежения системы двигателя. В вариантах осуществления, изображенных в материалах настоящего описания, аспираторы являются несимметричными; геометрия потока сходящейся части каждого аспиратора отлична от геометрии потока расходящейся части аспиратора некоторым образом, который максимизирует формирование разрежения, когда побудительный поток входит в побудительный впуск аспиратора и выходит из выпуска смешанного потока аспиратора (что может указываться ссылкой как «прямой поток» через аспиратор). Например, как видно на фиг. 2, сходящаяся часть аспиратора может включать в себя секцию в форме усеченного конуса с боковыми сторонами, имеющими первую длину, ориентированную под первым углом от оси побудительного потока аспиратора, а расходящаяся часть аспиратора может включать в себя секцию в форме усеченного конуса с боковыми сторонами, имеющими вторую длину, ориентированную под вторым углом от оси побудительного потока аспиратора, где вторая длина больше, чем первая длина, а второй угол меньше, чем первый угол. Однако в зависимости от конструкции аспиратора более низкий уровень разрежения все же может формироваться, когда побудительный поток движется через аспиратор в противоположном направлении (например, когда побудительный поток входит в выпуск смешанного потока и отходит из побудительного впуска, что может указываться ссылкой как «обратный поток» через аспиратор) вследствие диффузорного эффекта. В других примерах, однако, аспираторы могут быть симметричными, чтобы их способность формирования разрежения была идентичной независимо от того, входит ли побудительный поток в побудительный впуск и отходит из выпуска смешанного потока, или входит в выпуск смешанного потока и отходит из побудительного впуска (например, идентичной способностью формирования разрежения при прямом потоке и обратного потока). В таких примерах длины боковых сторон секций в форме усеченного конуса, составляющих сходящуюся и расходящуюся части аспиратора, могут быть идентичными, и углы, под которыми ориентированы боковые стороны сходящейся и расходящейся секций, также могут быть идентичными.
ASOV расположен последовательно с каждым аспиратором из аспираторного узла 180. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, ASOV 151 расположен последовательно с расположенным выше по потоку аспиратором 150, а ASOV 152 расположен последовательно с расположенным выше по потоку аспиратором 160. Более точно, ASOV 151 расположен выше по потоку от побудительного впуска 153 аспиратора 150 и ниже по потоку от побудительного впуска 145 аспираторного узла 180, и, подобным образом, ASOV 152 расположен выше по потоку от побудительного впуска 154 аспиратора 160 и ниже по потоку от побудительного впуска 145 аспираторного узла 180. Однако следует принимать во внимание, что в других вариантах осуществления ASOV могут быть расположены ниже по потоку от выпусков смешанного потока аспираторов, или ASOV могут быть неотъемлемой частью аспираторов (например, клапаны могут быть расположены в горловинах аспираторов). Одно из преимуществ расположения ASOV выше по потоку от побудительного впуска соответствующего аспиратора включает в себя этап, на котором, когда ASOV находится выше по потоку (например, при прямом потоке через аспиратор), потеря давления, связанная с ASOV, имеет меньшее влияние по сравнению с конфигурацией, где ASOV находится ниже по потоку от аспиратора (расположен последовательно с выпуском смешанного потока аспиратора при прямом потоке или расположен последовательно с побудительным потоком аспиратора при обратном потоке), или когда ASOV является неотъемлемой частью аспиратора.
В вариантах осуществления, описанных в материалах настоящего описания, ASOV 151 и 152 являются соленоидными клапанами, которые приводятся в действие электрически, и состояние каждого ASOV может управляться контроллером 50 на основании различных условий работы двигателя. Однако, в качестве альтернативы, ASOV могут быть пневматическими клапанами (например, с вакуумным приводом); в этом случае приводящее в действие разрежение для клапанов может получаться из впускного коллектора и/или вакуумного резервуара, и/или других приемников низкого давления системы двигателя. Например, так как может быть полезным усиливать объединенный поток через аспираторный узел по мере того, как возрастает давление во впускном коллекторе (например, в то время как BP/CIP больше, чем MAP), как описано в материалах настоящего описания, может быть полезным использовать ASOV с вакуумным приводом, которые приводятся в действие на основании разрежения во впускном коллекторе. Пороговые значения приведения в действие таких клапанов с вакуумным приводом могут быть разными для разных аспираторов, чтобы добиваться разных требуемых уровней объединенного потока через аспираторный узел. В вариантах осуществления, где ASOV являются клапанами с пневматическим управлением, управление ASOV может выполняться независимо от модуля управления силовой передачей (например, ASOV могут управляться пассивно на основании уровней давления/разрежения в системе двигателя).
Приводятся ли они в действие электрически или разрежением, ASOV 151 и 152 могут быть любыми из двухпозиционных клапанов (например, двухходовых клапанов) или непрерывно регулируемых клапанов. Двухпозиционные клапаны могут управляться полностью открытыми или полностью закрытыми (запертыми), чтобы полностью открытое положение двухпозиционного клапана было положением, в котором клапан не вызывает ограничение потока, а полностью закрытое положение двухпозиционного клапана было положением, в котором клапан ограничивает весь поток, так что никакой поток не может проходить через клапан. В противоположность, непрерывно регулируемые клапаны могут быть частично открытыми с разными степенями. Варианты осуществления с непрерывно регулируемыми ASOV могут давать большую гибкость управления интенсивностью объединенного побудительного потока аспираторного узла с недостатком, что непрерывно регулируемые клапаны могут быть гораздо более дорогими, чем двухпозиционные клапаны. Вследствие различных дискретных уровней потока, которые достижимы аспираторным узлом, описанным в материалах настоящего описания, могут использоваться более дешевые двухпозиционные клапаны и несмотря на это, все еще может достигаться гибкость, более близкая к таковой у непрерывно регулируемого клапана.
В других примерах ASOV 151 и 152 могут быть шиберными клапанами, поворотными пластинчатыми клапанами, тарельчатыми клапанами или другим пригодным типом клапана.
Как детализировано в материалах настоящего описания (например, со ссылкой на фиг. 11), состояния клапанов 151 и 152 могут регулироваться на основании различных условий работы двигателя, чтобы тем самым менять объединенный побудительный поток (например, величину и/или интенсивность объединенного побудительного потока) через аспираторный узел. В зависимости от соотношения между BP и MAP (или CIP и MAP в варианте осуществления по фиг. 3-4), побудительный поток через аспираторный узел может быть прямым потоком, где побудительный поток входит в побудительный впуск аспираторного узла и отходит из выпуска смешанного потока аспираторного узла, или обратным потоком, где побудительный поток входит в выпуск смешанного потока и отходит из побудительного впуска аспираторного узла. В качестве используемого в материалах настоящего описания, состояние клапана может быть полностью открытым, частично открытым (с разными степенями) или полностью закрытым. В одном из примеров, как описано в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 10, состояние каждого ASOV может регулироваться на основании давления во впускном коллекторе (например, чтобы объединенный побудительный поток через аспираторный узел усиливался с повышением давления во впускном коллекторе). В еще одном примере, как описано в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 11, состояние каждого ASOV может регулироваться на основании помпажа компрессора (например, чтобы объединенный побудительный поток через аспираторный узел усиливался с увеличением помпажа компрессора). Следует принимать во внимание, что ссылки на регулировку ASOV могут указывать ссылкой на активное управление посредством контроллера 50 (например, как в варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, где ASOV являются соленоидными клапанами) или пассивное управление, основанное на пороговых значениях вакуумного приведения в действие самих ASOV (например, в вариантах осуществления, где ASOV являются клапанами с вакуумным приводом). В качестве альтернативы или
дополнительно, состояния ASOV могут регулироваться на основании уровня разрежения, накопленного в вакуумном резервуаре 38, например, для усиления объединенного потока через аспираторный узел в ответ на срочную необходимость в пополнении разрежения, когда такая операция приемлема ввиду текущих условий работы двигателя. Таким образом, посредством изменения побудительного потока через аспираторы 150 и 160 посредством регулировки состояния ASOV 151 и 152 величина разрежения, полученного на вовлекающих впусках аспираторов, может модулироваться для удовлетворения потребностей разрежения двигателя.
В примерном варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, канал 95 соединяет аспираторный узел 180 с впускным каналом 18 в точке выше по потоку от дросселя 31 AIS. Как показано, канал 95 разветвляется на параллельные протоки, каждый проток включает в себя один аспиратор из аспираторного узла; участок канала 95 выше по потоку точки разветвления в материалах настоящего описания будет указываться ссылкой как побудительный впуск 145 аспираторного узла 18 0 (смотрите фиг. 2). Дополнительно, как показано на фиг. 1, канал 86 соединяет аспираторный узел 180 с впускным коллектором 24 (например, канал 86 соединяет аспираторный узел 180 с впускным каналом 18 ниже по потоку от основного дросселя 22, ближайшего к впускному коллектору 24). Как показано, параллельные протоки, содержащие в себе аспираторы аспираторного узла, соединяются в канале 8 6; участок канала 86 ниже по потоку от точки соединения в материалах настоящего описания будет указываться ссылкой как выпуск 147 смешанного потока аспираторного узла 180 (смотрите фиг. 2). Таким образом,
следует принимать во внимание, что несмотря на то, что каждый отдельный аспиратор является трехпроходным устройством, включающим в себя побудительный впуск, выпуск смешанного потока и горловину/вовлекающий впуск, сам аспираторный узел также имеет побудительный впуск и выпуск смешанного потока.
В зависимости от различных условий работы двигателя поток текучей среды может двигаться в прямом направлении («прямой поток») или в обратном направлении («обратный поток») через аспираторный узел. В материалах настоящего описания прямой поток указывает ссылкой на поток текучей среды из побудительного впуска аспираторного узла в выпуск смешанного потока аспираторного узла через один или более параллельных аспираторов, тогда как обратный поток указывает ссылкой на поток текучей среды из выпуска смешанного потока аспираторного узла в побудительный впуск аспираторного узла через один или более параллельных аспираторов. При прямом потоке большее разрежение может формироваться аспираторным узлом, чем при обратном потоке, так как аспираторы могут иметь несимметричные геометрии, которые дают усиленное формирование разрежения при прямом потоке. Однако, в зависимости от геометрий аспираторов, более низкий уровень разрежения все еще может формироваться при обратном потоке. В других примерах аспираторы могут иметь симметричные геометрии, чтобы уровни формирования разрежения были по существу равными во время обоих, прямого и обратного, потоков через аспираторный узел.
Как будет детализировано ниже со ссылкой на фиг. 8 и 9, в варианте осуществления, изображенном на фиг. 1-2, направление
потока текучей среды через аспираторный узел может зависеть от перепада давления между атмосферой (например, BP) и впускным коллектором (MAP). Например, когда BP больше, чем MAP (например, когда условий наддува нет в наличии), некоторая величина прямого потока через аспираторный узел может происходить в зависимости от других рабочих параметров двигателя, таких как положение дросселя AIS, положение основного дросселя, состояния ASOV и т.д. При прямом потоке поток текучей среды, поступающий в побудительный впуск аспираторного узла, может отводиться через один или более аспираторов из аспираторного узла в зависимости от положений ASOV. Смесь потока текучей среды из побудительного впуска и потока всасывания, поступающего в каждый аспиратор через его вовлекающий впуск («смешанный поток»), выходит из выпуска смешанного потока аспиратора и объединяется со смешанным потоком других аспираторов из аспираторного узла перед выпуском из аспираторного узла через выпуск 14 7 смешанного потока аспираторного узла.
В противоположность, когда BP меньше, чем MAP, могут присутствовать условия наддува (например, компрессор может быть работающим и сжимающим всасываемый воздух, чтобы повышать давление всасываемого воздуха от BP до более высокого давления). Во время таких условий ASOV могут управляться, чтобы аспираторный узел функционировал в качестве непрерывного перепускного канала компрессора с дискретными уровнями. Например, при наддуве обратный поток через аспираторный узел может происходить, если один или более из ASOV аспираторного узла управляются, чтобы быть по меньшей мере частично открытыми.
При обратном потоке поток текучей среды, поступающий в выпуск смешанного потока аспираторного узла, может отводиться через один или более аспираторов в зависимости от положений ASOV. Смесь потока текучей среды из выпуска смешанного потока и потока всасывания, поступающая в каждый аспиратор через его вовлекающий впуск («смешанный поток»), выходит из побудительного впуска аспиратора и объединяется со смешанным потоком других аспираторов из аспираторного узла перед выходом из аспираторного узла через побудительный впуск 14 5 аспираторного узла. Таким образом, в противоположность системам двигателя, в которых отдельный автономный канал рециркуляции компрессора предусмотрен для сдерживания помпажа компрессора, здесь сам аспираторный узел может функционировать в качестве канала рециркуляции компрессора. То есть для уменьшения помпажа компрессора, такого как при отпускании педали акселератора водителем, давление наддува может сбрасываться из впускного коллектора ниже по потоку от основного дросселя 22 через узел 180 аспираторов и обратно во впускной канал 18 (например, ниже по потоку от воздушного фильтра 33 и выше по потоку от дросселя 31 AIS, как показано на фиг. 1). Посредством осуществления потока подвергнутого наддуву воздуха ниже по потоку от компрессора обратно во впускной канал выше по потоку от компрессора через аспираторный узел давление наддува может понижаться. Обратный поток через аспираторный узел 180 может регулироваться посредством управления ASOV (например, ASOV 151 и 152 на фиг. 1-2), как детализировано в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 8 и 10-12. Например, состояние ASOV может
определять массовый расход, которому предоставлена возможность осуществлять рециркуляцию в обход компрессора. Это предоставляет возможность подвергать рециркуляции дозированное количество воздуха, обеспечивая работу компрессора в более благоприятной точке на многомерной характеристике компрессора.
Как отмечено выше, в зависимости от геометрии аспираторов в аспираторном узле и интенсивности потока, среди других факторов, некоторое формирование разрежения может происходить в результате обратного потока через аспираторы. Соответственно, даже при обратном потоке, формирование разрежения может происходить, и сформированное разрежение может использоваться различными устройствами с вакуумным приводом системы двигателя. Кроме того, как будет описано ниже со ссылкой на фиг. 11, когда есть срочная потребность в пополнении разрежения при наддуве, ASOV могут управляться, чтобы выдавать наивысшую интенсивность объединенного побудительного потока, возможную через аспираторный узел, тем самым пополняя разрежение как можно быстрее посредством обратного потока через аспираторный узел.
Несмотря на то, что примерная система двигателя, изображенная на фиг. 1, включает в себя аспираторный узел, присоединенный к впускному каналу ниже по потоку от воздушного фильтра 33 и выше по потоку от дросселя 31 AIS, и ниже по потоку от основного дросселя 22, может быть принято во внимание, что побудительный впуск аспираторного узла, такого как аспираторный узел 180, в качестве альтернативы, может быть присоединен к другой части впускного канала выше по потоку от компрессора (например, он может быть присоединен выше по потоку от
воздушного фильтра 33, ниже по потоку от дросселя 31 AIS, и т.д.). Кроме того, выпуск смешанного потока аспираторного узла, такого как аспираторный узел 180, в качестве альтернативы, может быть присоединен к другой части впускного канала ниже по потоку от компрессора (например, выше по потоку от основного дросселя 22, выше по потоку от охладителя 26 наддувочного воздуха и т.д.) в некоторых примерах. В качестве альтернативы, побудительные впуски отдельных аспираторов из аспираторного узла каждый может быть присоединен к разным частям впускного канала выше по потоку от компрессора наряду с тем, что их выпуски смешанного потока присоединены к одной и той же части впускного канала ниже по потоку от компрессора.
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
2
2
Возвращаясь к аспираторам аспираторного узла 180, проходное сечение горловины (например, площадь поперечного сечения протока через горловину аспиратора) у аспираторов может быть неравномерной в некоторых примерах. Например, как может быть видно на детализированном виде аспираторного узла 180, изображенного на фиг. 2, горловина 161 аспиратора 150 имеет диаметр d, а горловина 163 аспиратора 160 имеет диаметр d. Как показано, диаметр d и получающаяся в результате площадь поперечного сечения протока через аспиратор 150 меньше, чем диаметр dи получающаяся в результате площадь поперечного сечения протока аспиратора 160. В одном из примеров соотношение диаметров d с d может иметь значение 3,5 к 5; в этом случае d может иметь значение 3,5 мм, а d может иметь значение 5 мм. При этом соотношении диаметров площадь поперечного сечения протока в горловине аспиратора 150 приблизительно вдвое меньше площади поперечного сечения протока в горловине аспиратора 160 (например, если d и d имеют значения 3,5 мм и 5 мм соответственно, получающиеся в результате площади поперечного сечения протока в горловинах аспираторов 150 и 160 приблизительно имеют значения 9,62 мм и 19,63 мм, соответственно). Такая зависимость между проходными сечениями горловин аспираторов в аспираторном узле может преимущественно давать большую гибкость для объединенного побудительного потока через аспиратор, как детализировано в материалах настоящего описания. В вариантах осуществления с более чем двумя аспираторами в аспираторном узле все аспираторы из аспираторного узла 180 могут иметь разные диаметры/площади поперечного сечения (например, ни один из аспираторов не имеет одинакового диаметра/площади поперечного сечения протока). В качестве альтернативы, в таких вариантах осуществления только некоторые аспираторы из аспираторного узла могут иметь разные диаметры/площади поперечного сечения протока (в каком случае по меньшей мере два аспиратора узла будут иметь одинаковые диаметр/площадь поперечного сечения протока). В дополнительных примерных аспираторных узлах, имеющих по меньшей мере два аспиратора, все из аспираторов аспираторного узла могут иметь одинаковые равномерные диаметр и площадь поперечного сечения протока. Следует принимать во внимание, что в примерах, где поперечные сечения аспираторов (например, на горловинах аспираторов) являются не круглыми, а взамен, эллиптическими или прямоугольными в числе других примеров, может быть неуместным ссылаться на диаметры аспираторов; в таких примерах могут упоминаться другие параметры, такие как площадь поперечного сечения протока.
Кроме того, в некоторых примерах каждый параллельный проток сам может разветвляться на дополнительные параллельные протоки, каждый из которых содержит один или более аспираторов с одинаковыми или разными диаметрами/площадями поперечного сечения протока на своих горловинах, например, ниже по потоку от ASOV, которые затем соединяются в одиночный проток выше по потоку от канала, в котором все параллельные протоки соединяются выше по потоку от впускного коллектора. Такие конфигурации могут обеспечивать дополнительную гибкость в управлении интенсивностью потока воздуха двигателя и формированием разрежения при прямом потоке, например, во время неисправного состояния дросселя в условиях без наддува, где дроссель находится в полностью закрытом положении, и весь поток воздуха направляется через аспираторный узел. Кроме того, при обратном потоке такие конфигурации могут обеспечивать дополнительную гибкость управления интенсивностью перепускного потока компрессора.
Как указано ранее, каждый аспиратор из аспираторного узла 180 включает в себя вовлекающий впуск на горловине аспиратора. В примерном варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, горловина/вовлекающий впуск 165 аспиратора 150 сообщается с вакуумным резервуаром 38 через канал 82. Вследствие сходящейся-расходящейся формы аспиратора 150 поток текучей среды, такой как воздух, из побудительного впуска 154 в выпуск 156 смешанного потока аспиратора 150 (прямой поток) может формировать низкое давление на горловине/вовлекающем впуске 165. Это низкое давление может вызывать поток всасывания из канала 82 в горловину/вовлекающий впуск 165 аспиратора 150, тем самым формируя разрежение в вакуумном резервуаре 38. В некоторых примерах, в зависимости от геометрии аспиратора, поток текучей среды из выпуска 157 смешанного потока в побудительный впуск 153 (обратный поток) также может формировать низкое давление, которое вызывает поток всасывания в горловину аспиратора и формирует разрежение в вакуумном резервуаре. Как отмечено выше, что касается аспираторов с геометриями, которые симметричны вокруг горловины, уровень или величина формируемого разрежения могут быть по существу равными для обоих, обратного потока и прямого потока. В противоположность, что касается аспираторов с геометриями, которые несимметричны вокруг горловины, уровень или величина формируемого разрежения при прямом потоке могут быть большими, чем уровень формируемого разрежения или величина формируемого разрежения при обратном потоке, так как аспираторы могут быть сконструированы, чтобы формировать разрежение при прямом потоке.
Запорный клапан 72, расположенный в канале 82, предотвращает обратный поток из аспиратора 150 в вакуумный резервуар 38, тем самым предоставляя вакуумному резервуару 38 возможность сохранять разрежение, так что давления на побудительном впуске аспиратора 150 и в вакуумном резервуаре становятся равными. Несмотря на то, что изображенный вариант осуществления показывает запорный клапан 72 в качестве отдельного клапана, в альтернативных вариантах осуществления запорный клапан 72 может быть встроен в аспиратор. Как описано выше для аспиратора 150, горловина/вовлекающий впуск 167 аспиратора 160 сообщается с вакуумным резервуаром 38 через канал 84, и побудительный поток через аспиратор 160 может вызывать поток из канала 84 в горловину/вовлекающий впуск 167 аспиратора 160, тем самым формируя разрежение в вакуумном резервуаре 38. Подобно запорному клапану 72, описанному выше, запорный клапан 74, расположенный в канале 84, предотвращает обратный поток из аспиратора 160 в вакуумный резервуар 38.
Следует принимать во внимание, что, так как выпуск 147 смешанного потока аспираторного узла 180 сообщается с впускным коллектором 24, запорные клапаны 72 и 74 предотвращают поток текучей среды из впускного коллектора в вакуумный резервуар, например, который, в ином случае, мог бы возникать в условиях, когда давление во впускном коллекторе выше, чем давление в вакуумном резервуаре. Подобным образом, запорные клапаны 72 и 74 предохраняют текучую среду, такую как всасываемый заряд воздуха, от течения из канала 95 в вакуумный резервуар 38. Как показано на фиг.1, каналы 82 и 84 соединяются в общий канал 89, который входит в вакуумный резервуар 38. Однако в других примерах каждый из каналов 82 и 84 может входить в вакуумный резервуар на разных окнах.
Вакуумный резервуар 38 может быть присоединен к одному или более устройств 39 потребления разрежения двигателя. В одном из неограничивающих примеров потребляющее разрежение устройство 39 может быть усилителем тормозов, присоединенным к колесным тормозам транспортного средства, при этом вакуумный резервуар 38 является вакуумной полостью перед диафрагмой усилителя тормозов, как показано на фиг. 1. В таком примере вакуумный резервуар 38 может быть внутренним вакуумным резервуаром, выполненным с возможностью усиливать силу, выдаваемую водителем 130 транспортного средства через тормозную педаль 134 для применения колесных тормозов транспортного средства (не показанных)). Положение тормозной педали 134 может контролироваться датчиком 132 тормозной педали. В альтернативных вариантах осуществления вакуумный резервуар может быть резервуаром-хранилищем низкого давления, включенным в систему продувки паров топлива, вакуумным резервуаром, присоединенным к перепускной заслонке для выхлопных газов турбины, вакуумным резервуаром, присоединенным к клапану управления движением заряда, и т.д. В таких вариантах осуществления потребляющие разрежение устройства 39 системы транспортного средства могут включать в себя различные клапаны с вакуумным приводом, такие как клапаны управления движением заряда, замок ступиц 4×4, переключаемые опоры двигателя, вакуумные ограничители утечки отопления, вентиляции и охлаждения, системы вентиляции картера рециркуляции выхлопных газов, газовые топливные системы, расцепитель колеса и полуоси и т.д. В одном из примерных вариантов осуществления ожидаемое потребление разрежения потребителями разрежения во время различных условий работы двигателя, например, может храниться в справочной таблице в памяти системы управления, и пороговое значение накопленного разрежения, соответствующее ожидаемому потреблению разрежения для текущих условий работы двигателя, может определяться посредством обращения к справочной таблице. В некоторых вариантах осуществления, как изображено, датчик 40 может быть присоединен к вакуумному резервуару 38 для выдачи оценки уровня разрежения в резервуаре. Датчик 40 может быть измерительным датчиком, считывающим разрежение, и может передавать данные в качестве отрицательного разрежения (например, давления) в контроллер 50. Соответственно, датчик 40 может измерять величину разрежения, накопленного в вакуумном резервуаре 38.
Как показано, вакуумный резервуар 38 может быть непосредственно или опосредованно присоединен к впускному коллектору 24 через запорный клапан 41, расположенный в перепускном канале 43. Запорный клапан 41 может предоставлять воздуху возможность втекать во впускной коллектор 24 из вакуумного резервуара 38 и может ограничивать поток воздуха в вакуумный резервуар 38 из впускного коллектора 24. В условиях, где давление во впускном коллекторе является отрицательным, впускной коллектор может быть источником разрежения для вакуумного резервуара 38. В примерах, где потребляющее разрежение устройство 39 является усилителем тормозов, включение перепускного канала 43 в систему может гарантировать, что усилитель тормозов откачивается почти мгновенно всякий раз, когда давление во впускном коллекторе является более низким, чем давление в усилителе тормозов. Несмотря на то, что изображенный вариант осуществления показывает перепускной канал 43, соединяющий общий канал 89 с каналом 86 в области выпуска 147 смешанного потока аспираторного узла; другие непосредственные или опосредованные соединения впускного коллектора и вакуумного резервуара также предвосхищены.
Несмотря на то, что не изображено на фиг. 1, система 10 двигателя включает в себя систему выпуска, и часть выхлопных газов, отходящих из цилиндров двигателя 12, может подвергаться рециркуляции из системы выпуска во впускной канал 18, выше по потоку от компрессора (указывается ссылкой как рециркуляция выхлопных газов низкого давления или LP-EGR) или ниже по потоку от компрессора (указывается ссылкой как рециркуляция выхлопных газов высокого давления или HP-EGR). Например, подвергнутые рециркуляции выхлопные газы могут перемещаться из системы выпуска во впускной канал 18 через канал 79 EGR. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, канал 79 EGR соединен с впускным каналом 18 ниже по потоку от места соединения канала 95 и впускного канала 18 и выше по потоку от компрессора 90. Как показано, дроссель 31 AIS расположен выше по потоку от места соединения впускного канала 18 и канала 79 EGR; регулировка дросселя 31 AIS может модифицировать уровень давления в этой точке во впускном канале, чтобы тем самым модифицировать интенсивность потока EGR во впускной канал. Датчик 77 MAF EGR может быть присоединен в канале 79 EGR для выдачи сигналов касательного массового расхода воздуха в канале EGR в контроллер 50. В дополнение к или вместо датчика 77 MAF, другие датчики могут быть присоединены где-нибудь еще в канале EGR.
Второй вариант осуществления системы двигателя, включающий в себя узел с параллельным расположением снабженных клапаном аспираторов, изображен на фиг. 3-4. Второй вариант осуществления включает в себя многие из прежних признаков, описанных выше для первого варианта осуществления; подобные признаки пронумерованы сходным образом, и больше описываться не будут ради краткости.
Одно из отличий между первым вариантом осуществления и вторым вариантом осуществления включает в себя этап, на котором, во втором варианте осуществления, аспираторный узел 380 присоединен к впускному каналу 318 ниже по потоку от дросселя 331 AIS и выше по потоку от компрессора 390. Кроме того, как показано, аспираторы в аспираторном узле 380 ориентированы, чтобы их побудительные впуски (и, следовательно, побудительный впуск 345 аспираторного узла) были присоединены к впускному каналу ниже по потоку от основного дросселя 322 на впускном коллекторе. Выпуски смешанного потока аспираторов из аспираторного узла 380 (и, следовательно, выпуск 347 смешанного потока аспираторного узла) присоединены к впускному каналу, промежуточному между дросселем 331 AIS и компрессором 390. Соответственно, во втором варианте осуществления, формирование разрежения доводится до максимума, когда текучая среда течет из впускного канала ниже по потоку от компрессора во впускной канал выше по потоку от компрессора, что обычно указывается ссылкой как перепускной поток компрессора или поток рециркуляции компрессора. Отсюда вытекает, что, во втором варианте осуществления, прямой поток через аспираторный узел 380 указывает ссылкой на поток, берущий начало ниже по потоку от компрессора 390, входящий в побудительный впуск 345 аспираторного узла 380 и выходящий из выпуска 347 смешанного потока аспираторного узла 380, который присоединен по текучей среде к впускному каналу выше по потоку от компрессора 390. Подобным образом, обратный поток через аспираторный узел 380 указывает на поток, берущий начало выше по потоку от компрессора 390, входящий в выпуск 347 смешанного потока и выходящий из побудительного впуска 345 аспираторного узла 380, который присоединен по текучей среде к впускному коллектору (например, присоединен по текучей среде к впускному каналу 318 ниже по потоку от основного дросселя 322).
Как в первом варианте осуществления, ASOV 351 и 352 расположены последовательно с побудительными впусками аспираторов 350 и 360 соответственно. Однако, в других вариантах осуществления, ASOV могут быть расположены ниже по потоку от выпусков смешанного потока аспираторов, или ASOV могут быть неотъемлемой частью аспираторов (например, клапаны могут быть расположены в горловинах аспираторов).
Кроме того, как в первом варианте осуществления, датчик 363 CIP может быть расположен ниже по потоку от места соединения впускного канала 318 и канала 395 и выше по потоку от компрессора. Датчик 363 CIP может выдавать сигнал касательно CIP в контроллер 50. Вследствие конфигурации системы 310 двигателя, CIP вместо BP может соответствовать давлению в месте соединения впускного канала 318 и канала 395.
Так как прямой поток через аспираторный узел 380 составляет поток из положения ниже по потоку от компрессора в положение выше по потоку от компрессора, аспираторный узел 380 может обеспечивать перепускной поток компрессора в условиях прямого потока наряду с формированием разрежения. Соответственно, помпаж компрессора, а также потребности разрежения системы двигателя могут влиять на стратегию управления, используемую для ASOV аспираторного узла. Например, ASOV 351 и 352 могут управляться, чтобы добиваться требуемой интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел наряду с формированием разрежения для использования потребителями разрежения системы двигателя, например, такими как усилитель тормозов. Требуемая интенсивность объединенного побудительного потока может быть основана на одном или более из помпажа компрессора (например, степени повышения давления на компрессоре), требуемой интенсивности потока воздуха двигателя, потребностях разрежения двигателя (например, уровне накопленного разрежения и/или текущих запросах разрежения) и т.д.
Следует принимать во внимание, что определенным условиям работы двигателя может быть необходимо присутствовать, чтобы был активирован прямой поток через узел 380 аспираторов; например, может быть необходимым, чтобы MAP было большим, чем CIP. Во время таких условий, так как MAP является относительно высоким, впускной коллектор может не быть способным выдавать разрежение для потребителей разрежения системы двигателя; соответственно, может быть особенно полезным направлять перепускной поток компрессора через аспираторный узел, тем самым формируя разрежение.
В зависимости от геометрий аспираторов, как обсуждено выше, обратный поток через аспираторный узел также может обеспечивать формирование некоторого разрежения (хотя и формирование меньшего разрежения по сравнению с прямым потоком через аспираторный узел). Соответственно, даже в условиях, где MAP не больше, чем CIP (например, условий без наддува), может быть желательно направлять некоторое количество всасываемого воздуха в качестве обратного потока через аспираторный узел. Например, ASOV могут управляться, чтобы требуемое количество всасываемого воздуха поступало в аспираторный узел в качестве обратного потока. Требуемое количество, например, может быть основано на потребностях разрежения системы двигателя и/или требуемой интенсивности потока воздуха двигателя.
Фиг. 5 изображает третий вариант осуществления узла 580 с параллельным расположением снабженных клапаном аспираторов. Аспираторный узел 580, например, может использоваться вместе с системой 10 двигателя по фиг. 1 или системой 310 двигателя по фиг. 3. Третий вариант осуществления включает в себя многие из прежних признаков, описанных выше для первого и второго вариантов осуществления; подобные признаки пронумерованы сходным образом, и больше описываться не будут ради краткости.
В противоположность аспираторным узлам, изображенным на подробных видах по фиг. 2 и 4, аспираторы 550 и 560 аспираторного узла 580 ориентированы в противоположных направлениях. То есть аспиратор 550 расположен, чтобы его побудительный впуск 553 был соединен по текучей среде с расположенной выше по потоку стороной компрессора, а его выпуск 557 смешанного потока был соединен по текучей среде с расположенной ниже по потоку стороной компрессора, тогда как аспиратор 560 расположен, чтобы его побудительный впуск был соединен по текучей среде с расположенной ниже по потоку стороной компрессора, а его выпуск 556 смешанного потока был соединен по текучей среде с расположенной выше по потоку стороной компрессора. Несмотря на то, что ASOV 551 и 552 расположены последовательно с побудительными впусками аспираторов 550 и 560, соответственно, в других примерах, один или более из ASOV могут быть расположены последовательно с выпусками смешанного потока аспираторов или в другой конфигурации.
В отличие от аспираторных узлов, изображенных на фиг. 2 и 4, аспираторный узел 580 не включает в себя постоянный побудительный впуск аспираторного узла или постоянный выпуск смешанного потока аспираторного узла вследствие неоднородной ориентации аспираторов в узле. Взамен, аспираторный узел 580 включает в себя участок 520 внутри канала 595 и участок 530 внутри канала 586. В условиях с наддувом всасываемый воздух может подвергать рециркуляции из положения ниже по потоку от компрессора в положение выше по потоку от компрессора, когда открыты один или оба из ASOV 551 и 552. Например, если открыты оба из ASOV, всасываемый воздух может подвергаться рециркуляции через оба аспиратора. В изображенном примере аспираторы имеют несимметричные геометрии потока и, таким образом, обратный поток через аспиратор может формировать меньшее разрежение по сравнению с прямым потоком через аспиратор. Соответственно, вследствие противоположной ориентации двух аспираторов в аспираторном узле 580 поток рециркуляции через аспираторный узел может формировать первую, более высокую величину разрежения на аспираторе 560 (который является испытывающим прямой поток во время рециркуляции), и вторую, более низкую величину разрежения на аспираторе 550 (который испытывает обратный поток во время рециркуляции). Подобным образом, в условиях без наддува, когда открыты оба ASOV, первая, более высокая величина разрежения может формироваться на аспираторе 550 (который испытывает прямой поток, когда всасываемый воздух течет из положения выше по потоку в положение ниже по потоку от компрессора), и вторая, более низкая величина разрежения может формироваться на аспираторе 560 (который испытывает обратный поток, когда всасываемый воздух течет из положения выше по потоку в положение ниже по потоку от компрессора).
1
2
1
2
В противоположность примерам, показанным на фиг. 2 и 4, в которых аспираторы имеют разные диаметры, дающие в результате разные поперечные проходные сечения, аспираторы, показанные на фиг. 5, могут иметь одинаковый диаметр (например, d=d) и идентичное поперечное проходное сечение. В качестве альтернативы, аспираторы могут иметь разные диаметры (например, d≠d) и, таким образом, разные поперечные проходные сечения, как в примерах, показанных на фиг. 2 и 4.
Подобно примерным аспираторным узлам, изображенным на фиг. 2 и 4, аспираторный узел 580 обеспечивает дискретные уровни потока и, таким образом, дискретные уровни формирования разрежения и потока рециркуляции компрессора. Однако так как аспираторный узел 580 включает в себя противоположно ориентированные аспираторы, следует принимать во внимание, что разные интенсивности потока и разные уровни формирования разрежения могут достигаться по сравнению с аспираторными узлами, показанными на фиг. 2 и 4.
Несмотря на то, что аспираторный узел 580 показан с двумя аспираторами в изображенном примере, следует принимать во внимание, что аспираторный узел 580 включает в себя по меньшей мере два аспиратора, а потому может включать в себя большее количество аспираторов. В таких примерах по меньшей мере два аспиратора могут иметь противоположные ориентации (например, где побудительный впуск одного аспиратора присоединен по текучей среде к той же самой части впускного канала, к которой присоединен по текучей среде выпуск смешанного потока другого аспиратора).
Фиг. 6 показывает график 600 идеальной характеристики производительности аспираторного узла, а также реальной характеристики производительности аспираторного узла, включающей в себя два параллельных аспиратора, имеющих проходные сечения горловины в соотношении 1:2, в системе, такой как система двигателя по фиг. 1 (например, системе, где аспираторный узел ориентирован так, чтобы максимизировать формирование разрежения внутри аспираторного узла, когда воздух обходит компрессор из положения выше по потоку от компрессора в положение ниже по потоку от компрессора). График 600 применим, когда BP больше, чем MAP, чтобы, когда открыты один или более из ASOV аспираторного узла, всасываемый воздух тек через аспираторный узел из положения выше по потоку от компрессора в положение ниже по потоку от компрессора. Идеальная характеристика производительности показана на графике 620, а реальная характеристика производительности аспираторного узла показана на графике 610. Ось х представляет требуемую интенсивность потока воздуха двигателя (г/с), а ось у представляет действующую интенсивность потока воздуха двигателя (г/с). Требуемая
интенсивность потока воздуха двигателя может определяться на основании условий работы двигателя, например, MAP/MANVAC, запроса крутящего момента от водителя транспортного средства, положения тормозной педали и т.д. Действующая интенсивность потока воздуха двигателя может измеряться и/или оцениваться на основании сигналов с датчиков, таких как датчик 58 MAF, или на основании различных условий работы двигателя (например, положения дросселя и положений клапанов, таких как ASOV). Числовые значения интенсивности потока воздуха, показанные на графике 600, предназначены только в целях примера и не являются ограничивающими. Кроме того, следует принимать во внимание, что размерности графика 600 не являются ограничивающими; например, вместо интенсивности потока воздуха, оси могли бы представлять проходное сечение (например, проходное сечение основного дросселя и/или аспиратора).
Как может быть видно, идеальная характеристика 620 производительности имеет постоянный угловой коэффициент (более точно, угловой коэффициент 1 в изображенном примере). Таким образом, в изображенном примере действующая интенсивность потока воздуха двигателя равна требуемой интенсивности потока воздуха двигателя в любой данной точке на характеристике. В противоположность, реальная характеристика 610 производительности аспираторного узла включает в себя «ступеньки», соответствующие открыванию/закрыванию ASOV, соответствующих двум параллельным аспираторам. В точках 602, 604 и 606, которые расположены в углах ступенек, характеристики 620 и 610 пересекаются; в этих точках производительность
аспираторного узла является такой же, как производительность идеального аспираторного узла, для соответствующих требуемой интенсивности потока воздуха двигателя и действующей интенсивности потока воздуха двигателя. Что касается аспираторных узлов с более чем двумя параллельными аспираторами, ступеньки на таком графике будут меньшими (например, чем больше аспираторов, тем меньше ступеньки). Относительные проходные сечения горловин аспираторов в аспираторном узле также будут оказывать влияние на размер ступенек (и, таким образом, частоту пересечения между реальной и идеальной характеристиками производительности). В вариантах осуществления, где ASOV являются непрерывно регулируемыми клапанами, дополнительная тонкая регулировка производительности аспираторного узла может достигаться, чтобы характеристика производительности аспираторного узла еще больше соответствовала идеальной характеристике производительности.
Как показано на графике 600, реальная характеристика 610 производительности аспираторного узла достигает максимума в точке 606 (соответствующей действующей интенсивности потока воздуха двигателя и требуемой интенсивности потока воздуха двигателя, которая находится между 5 и 10 г/с). Как будет описано со ссылкой на фиг. 7, этот максимум соответствует максимальной интенсивности объединенного потока через аспираторный узел, когда оба аспиратора полностью открыты. Соответственно, так как аспираторный узел может не быть способным обеспечивать интенсивность потока воздуха, превосходящую этот максимальный уровень, может быть необходимым
предоставлять по меньшей мере некоторому количеству всасываемого воздуха возможность проходить через другой тракт впускного канала выше по потоку от компрессора во впускной канал ниже по потоку от компрессора (например, во впускной коллектор). Например, если аспираторный узел расположен, как показано на фиг. 1, между впускным каналом и впускным коллектором, может быть необходимо по меньшей мере частично открывать впускной дроссель, чтобы разность между максимальной интенсивностью объединенного потока через аспиратор и требуемой интенсивностью потока воздуха двигателя (например, интенсивность потока воздуха, которая достигалась бы в идеале для требуемой интенсивности потока воздуха двигателя), могла обеспечиваться потоком воздуха, дросселированным впускным дросселем. Например, как показано на графике 600, когда требуемая интенсивность потока воздуха двигателя имеет значение 15 г/с, действующая интенсивность потока воздуха двигателя, выдаваемая аспираторным узлом, имеет значение между 5 и 10 г/с (например, максимальную интенсивность объединенного потока). Стрелка, помеченная 608, указывает разность между интенсивностью потока воздуха двигателя, достигаемой идеальным аспираторным узлом при требуемой интенсивности потока воздуха двигателя в 15 г/с, и интенсивностью потока воздуха двигателя, достигаемой реально примерным аспираторным узлом на той же самой требуемой интенсивности тока воздуха двигателя. Как будет описано ниже со ссылкой на фиг. 8, когда впускной дроссель работает корректно, его положение может регулироваться, чтобы интенсивность потока воздуха через дроссель могла добавляться к интенсивности
объединенного побудительного потока через аспираторный узел, чтобы добиваться требуемой интенсивности потока воздуха двигателя. В зависимости от условий работы двигателя, таких как накопленное разрежение и текущие запросы разрежения, и в зависимости от того, необходимо ли отдавать предпочтение интенсивности потока воздуха двигателя или минимизировать потери на дросселирование, может быть необходимым направлять большее или меньшее количество всасываемого воздуха через аспираторный узел по отношению к впускному дросселю.
Фиг. 7 изображает таблицу 650, соотносящую положения двух ASOV, управляющих потоком текучей среды через аспираторы с проходными сечениями имеющих разные размеры горловин, с интенсивностью объединенного побудительного потока через аспираторный узел. Таблица 650 направлена на вариант осуществления, где аспираторный узел включает в себя параллельно в точности два аспиратора - первый, меньший аспиратор с диаметром горловины 3,5 мм, и второй, больший аспиратор с диаметром горловины 5 мм (которые дают в результате проходное сечение горловины во втором аспираторе, которая приблизительно в два раза больше проходного сечения горловины в первом аспираторе), где два аспиратора ориентированы в одном и том же направлении, так что прямой поток через один аспиратор происходит при прямом потоке через другой аспиратор, а обратный поток через один аспиратор происходит при обратном потоке через другой аспиратор. Соответственно, фиг. 7 может быть применима к примерам, изображенным на фиг. 1-4, но не к примеру, изображенному на фиг. 5, который включает в себя противоположно
ориентированные аспираторы. Однако следует принимать во внимание, что подобные таблицы могли бы быть созданы для аспираторных узлов, имеющих другое количество аспираторов и/или имеющих аспираторы с другими относительными диаметрами/площадями поперечного сечения протока горловины. Кроме того, таблица 650 может быть применима независимо от направления потока через аспираторный узел (например, во время любого из обратного потока или прямого потока через узел), с пояснением, что значение общего коэффициента х, описанного ниже, может быть иным (например, большим) при прямом потоке по сравнению с обратным потоком, в зависимости от геометрий аспираторов.
Как показано в первой строке таблицы 650, оба ASOV могут закрываться в определенных условиях, чтобы добиваться объединенного побудительного потока через аспираторный узел, имеющего значение 0. Закрывание ASOV может быть активным процессом в вариантах осуществления, где ASOV являются соленоидными клапанами (например, ASOV могут управляться контроллером, таким как контроллер 50 по фиг. 1). В качестве альтернативы, в вариантах осуществления, где ASOV являются пассивными клапанами, такими как клапаны с вакуумным приводом, каждый ASOV может быть присоединен к источнику разрежения и может открываться/закрываться на основании уровня разрежения в источнике разрежения; например, источником разрежения может быть впускной коллектор, и оба ASOV могут быть сконструированы, чтобы закрываться, когда разрежение во впускном коллекторе больше, чем пороговое значение. В это время весь поток всасываемого воздуха может двигаться во впускном канале в направлении впускного
коллектора, и положение основного дросселя может регулироваться на основании требуемой интенсивности потока воздуха двигателя.
Как показано во второй строке таблицы 650, ASOV, управляющий первым, меньшим аспиратором, может быть открытым наряду с тем, что ASOV, управляющий вторым, большим аспиратором, остается закрытым, давая в результате первый уровень интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел. Первый уровень интенсивности объединенного побудительного потока, например, может соответствовать точке 602 по фиг. 6.
Как показано в третьей строке таблицы 650, второй уровень интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел может достигаться посредством открывания ASOV, соответствующего второму, большему аспиратору, и закрывания ASOV, соответствующего первому, меньшему аспиратору. Второй уровень интенсивности объединенного побудительного потока, например, может соответствовать точке 604 по фиг. 6.
Как показано в четвертой строке таблицы 650, третий уровень интенсивности объединенного побудительного потока может достигаться посредством открывания как ASOV, соответствующего второму, большему аспиратору, так и ASOV, соответствующего первому, меньшему аспиратору. Третий уровень интенсивности объединенного побудительного потока может соответствовать точке 606 по фиг. 6 (например, он может соответствовать максимальной интенсивности объединенного потока, описанной выше).
Так как соотношение 1:2 площадей поперечного сечения протока на горловинах аспираторов примерного аспираторного узла, показанного на фиг. 6-7, первый, второй и третий уровни
интенсивности прямого потока могут соответствовать интенсивностям потока, которые являются кратными числами общего коэффициента х. То есть первый уровень интенсивности объединенного прямого побудительного потока может иметь значение х, второй уровень интенсивности объединенного побудительного потока может иметь значение 2*х, а третий уровень интенсивности объединенного прямого побудительного потока может иметь значение 3*х. Как отмечено выше, в вариантах осуществления, где геометрии аспираторов предназначены для максимизации формирования разрежения для потока в одном направлении, коэффициент х при обратном потоке через аспираторный узел может иметь значение, меньшее, чем значение коэффициента х при прямом потоке через аспираторный узел.
В примерах, где есть иная зависимость между площадями поперечного сечения протока горловин аспираторов из аспираторного узла, и в примерах, где другое количество аспираторов включено в аспираторный узел, математическая зависимость между разными уровнями интенсивности потока, достигаемыми аспираторным узлом, может быть иной, не выходя из объема настоящего раскрытия.
Далее со ссылкой на фиг. 8 показан примерный способ 700 для управления ASOV и впускным дросселем(ями) системы двигателя по первому варианту осуществления, чтобы добиваться требуемой интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел. Способ по фиг. 8 может использоваться вместе с первым вариантом осуществления, показанным на фиг. 1-2, графиком и таблицей по фиг. 6-7, и способами по фиг. 10-12.
На этапе 702 способ 700 включает в себя измерение и/или оценку условий работы двигателя. Условия работы двигателя, например, могут включать в себя MAP/MANVAC, BP, CIP, потребности разрежения (например, основанные на уровне разрежения, накопленного в вакуумном резервуаре, и/или текущих запросов разрежения), нагрузку двигателя, скорость вращения двигателя, температуру двигателя, состав выхлопных газов, температуру каталитического нейтрализатора, помпаж компрессора (например, основанный на считанной степени повышения давления компрессора), уровень наддува, PP, MAF, условия (температуру, давление, влажность) окружающей среды и т.д.
После этапа 702 способ 700 переходит на этап 704. На этапе 704 способ 700 включает в себя определение требуемой интенсивности потока воздуха двигателя и требуемой рециркуляции выхлопных газов (EGR). Например, требуемая интенсивность потока воздуха двигателя может определяться на основании условий работы двигателя, например, MAP/MANVAC, запроса крутящего момента от водителя транспортного средства, положения тормозной педали и т.д. Требуемая EGR может быть основана на нагрузке двигателя, скорости вращения двигателя, составе выхлопных газов и т.д.
После этапа 704 способ 700 переходит на этап 706. На этапе 706 способ 700 включает в себя определение, присутствуют ли условия неисправности дросселя. В одном из неограничивающих примеров контроллер 50 может устанавливать флажковый признак, когда диагностические процедуры указывают неисправность системы управления электронным дросселем, и определение, присутствуют ли условия неисправности дросселя, могут включать в себя проверку, установлен ли этот флажковый признак. В качестве альтернативы, определение может производиться на основании показаний с датчика MAP, датчика(ов) MAF и/или различных других датчиков.
Если ответом на этапе 706 является «Нет», это указывает, что условия неисправности дросселя не присутствуют (например, управление электронным дросселем функционирует правильно), и способ 700 переходит на этап 708. На этапе 708 способ 700 включает в себя определение, является ли BP большим, чем MAP. Это определение может производиться в контроллере 50 на основании сигналов, например, принятых с датчика 59 BP и датчика 60 MAP. Соотношение между BP и MAP может определять, достижимы ли прямой поток или обратный поток через аспираторный узел посредством управления состоянием ASOV.
Если ответом на этапе 708 является «Да», указывая, что BP больше, чем MAP, способ 700 переходит на этап 710. На этапе 710 способ 700 включает в себя определение, дают ли условия работы двигателя возможность обхождения дросселя. Например, во время некоторых условий работы двигателя требования к потоку воздуха двигателя могут быть такими, что необходимо поддерживать полностью открытый дроссель без обхождения дросселя. В качестве альтернативы, во время других условий работы двигателя, может быть желательно отводить поток всасываемого воздуха через аспираторный узел, чтобы тем самым формировать разрежение для потребления потребителями разрежения системы двигателя наряду с избеганием потерь на дросселирование.
Если ответом на этапе 710 является «Да», указывая, что условия работы двигателя дают возможность обхождения дросселя, способ 700 переходит на этап 712, чтобы определять, является ли требуемая интенсивность потока двигателя (например, в качестве определенной на этапе 704) большей, чем максимальная интенсивность объединенного побудительного потока через аспираторный узел. Например, как описано выше со ссылкой на фиг. 6, максимальная интенсивность объединенного побудительного потока через аспираторный узел может быть меньшей, чем требуемая интенсивность потока воздуха двигателя, и может быть необходимым предоставлять некоторому потоку воздуха возможность проходить через впускной дроссель, чтобы добиваться требуемой интенсивности потока воздуха двигателя.
Если ответом на этапе 712 является «Нет», требуемая интенсивность потока воздуха двигателя не больше, чем максимальная интенсивность объединенного побудительного потока через аспираторный узел, и таким образом, дроссель AIS и/или основной дроссель могут закрываться на этапе 714, чтобы давать всему всасываемому воздуху возможность обходить компрессор. После этапа 714 способ 700 переходит на этап 716, чтобы определять требуемую интенсивность объединенного побудительного потока для прямого потока через аспираторный узел, например, в соответствии со способом, показанным на фиг. 10 и описанным ниже. После этапа 716 способ 700 переходит на этап 718, чтобы управлять ASOV для достижения требуемой интенсивности объединенного побудительного потока, например, в соответствии со способом, показанным на фиг. 12. После этапа 718 способ 7 00 заканчивается.
Возвращаясь на этап 712, если требуемая интенсивность потока
воздуха двигателя больше, чем максимальная интенсивность объединенного побудительного потока через аспираторный узел, ответом является «Да», и способ 700 переходит на этап 722. На этапе 722 способ 700 включает в себя открывание обоих ASOV, регулировку дросселя AIS на основании требуемой EGR (например, в качестве определяемой на этапе 704) и регулировку основного дросселя на основании требуемой интенсивности потока воздуха двигателя и максимальной интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел. Это может включать в себя увеличение открывания дросселя AIS для усиления EGR или уменьшение открывания дросселя AIS для ослабления EGR. Текущая величина EGR, например, может определяться на основании сигнала с датчика 77 MAF EGR. Кроме того, как описано выше со ссылкой на график, показанный на фиг. 6, регулировка основного дросселя на основании требуемой интенсивности потока воздуха двигателя и максимальной интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел может включать в себя по меньшей мере частичное открывание впускного дросселя, чтобы разность между максимальной интенсивностью объединенного потока через аспиратор и требуемой интенсивностью потока воздуха двигателя могла обеспечиваться потоком воздуха, дросселированным впускным дросселем. После этапа 722 способ 700 заканчивается.
Возвращаясь на этап 710, если ответом является «Нет», указывающим, что условия работы двигателя не дают возможности обхождения дросселя (например, весь всасываемый воздух должен проходить через дроссель), способ 700 переходит на этап 720. Условия работы двигателя могут не давать возможности обхождения
дросселя в условиях, где необходимо широко открытое положение дросселя, и где неприемлема никакая задержка, связанная с ограничениями потока аспираторов. В качестве еще одного примера, если система управления диагностирует неисправность в одном или более из ASOV, это может создавать рабочее состояние двигателя, в котором обхождение дросселя не допускается. На этапе 720 способ 700 включает в себя закрывание ASOV, регулировку дросселя AIS на основании требуемой EGR и регулировку основного дросселя на основании требуемой интенсивности потока воздуха двигателя и условий работы двигателя. В некоторых примерах это может включать в себя увеличение открывания дросселя по мере того, как возрастает давление, приложенное к педали акселератора водителем транспортного средства (например, как указано посредством РР). После этапа 720 способ 700 заканчивается.
Возвращаясь на этап 708, если ответом является «Нет» (например, указывая, что двигатель работает с наддувом), способ 700 переходит на этап 724. На этапе 724 способ 700 включает в себя определение требуемой интенсивности объединенного побудительного потока для обратного потока через аспираторный узел, например, в соответствии со способом по фиг. 11.
После этапа 724 способ 700 переходит на этап 726. На этапе 726 способ 700 включает в себя регулировку дросселя AIS на основании требуемой EGR и регулировку основного дросселя на основании требуемой интенсивности потока воздуха двигателя и требуемой интенсивности объединенного побудительного потока (например, подобные этапу 722). После этапа 726 способ 700 переходит на этап 718, чтобы управлять ASOV для достижения
требуемой интенсивности объединенного побудительного потока, как описано выше.
Далее, со ссылкой на фиг. 9, показан примерный способ 800 для управления ASOV и впускным дросселем(ями) системы двигателя по второму варианту осуществления, чтобы добиваться требуемой интенсивности объединенного побудительного потока через аспираторный узел. Способ по фиг. 9 может использоваться вместе с первым вариантом осуществления, показанным на фиг. 3-4, таблицей, показанной на фиг. 7, и способами по фиг. 10-12.
Многие из этапов способов 700 и 800 идентичны, и поэтому вышеприведенное описание различных этапов способа 700 повторяться не будет во избежание избыточности. Подобные этапы из числа двух способов пронумерованы сходным образом. Только этапы, которые отличаются между двумя способами, будут описаны ниже.
На этапе 808 способ 800 включает в себя определение, является ли CIP большим, чем MAP. Это определение может производиться в контроллере 50 на основании сигналов, например, принятых с датчика 363 CIP и датчика 360 MAP. Соотношение между CIP и MAP может определять, достижимы ли прямой поток или обратный поток через аспираторный узел посредством управления состоянием ASOV.
На этапе 814 способ 800 включает в себя закрывание основного дросселя и регулировку дросселя AIS на основании требуемой EGR. Этап 814 выполняется, когда требуемая интенсивность потока воздуха двигателя не больше, чем максимальная интенсивность объединенного побудительного потока через аспираторный узел, а
CIP больше, чем MAP (указывая работу без наддува). Во время таких условий весь поток всасываемого воздуха может отводиться в обход компрессора для снижения потерь на дросселирование; соответственно, основной дроссель может быть закрыт.Так как канал 379 EGR присоединен к впускному каналу 318 выше по потоку от аспираторного узла, и так как дроссель 331 AIS расположен во впускном канале 318 выше по потоку от канала 37 9 EGR, дроссель AIS может регулироваться на основании требуемой EGR на этом этапе. Например, увеличение открывания дросселя AIS может понижать давление во впускном канале, ближайшем к каналу EGR, тем самым увеличивая поток всасывания EGR во впускной канал. Этот поток EGR, в таком случае, может отводиться вокруг компрессора через аспираторный узел в зависимости от состояний ASOV.
На этапе 816 способ 800 включает в себя определение требуемой интенсивности объединенного побудительного потока для обратного потока через аспираторный узел, например, в соответствии со способом, показанным на фиг. 10 и описанным ниже. Это происходит в противоположность этапу 716 способа 700, где определяется требуемая интенсивность объединенного побудительного потока для прямого потока через аспиратор. Так как аспираторный узел по второму варианту осуществления в действительности ориентирована противоположно аспираторном узле по первому варианту осуществления, как отмечено выше, обратный поток через аспираторный узел по второму варианту осуществления включает в себя поток из положения выше по потоку от компрессора в положение ниже по потоку от компрессора через аспираторный
узел, подобно прямому потоку через аспираторный узел по первому варианту осуществления.
На этапе 824 способ 700 включает в себя определение требуемой интенсивности объединенного побудительного потока для обратного потока через аспираторный узел, например, в соответствии со способом по фиг. 11. Вновь, это происходит в противоположность этапу 724 способа 700, где определяется требуемая интенсивность объединенного побудительного потока для обратного потока через аспиратор. Так как аспираторный узел по второму варианту осуществления в действительности ориентирована в противоположно аспираторном узле по первому варианту осуществления, как отмечено выше, прямой поток через аспираторный узел по второму варианту осуществления включает в себя поток из положения ниже по потоку от компрессора в положение выше по потоку от компрессора через аспираторный узел, подобно обратному потоку через аспираторный узел по первому варианту осуществления.
На этапе 826, подобно 726, способ 800 включает в себя регулировку дросселя AIS на основании требуемой EGR и регулировку основного дросселя на основании требуемой интенсивности потока воздуха двигателя и требуемой интенсивности объединенного побудительного потока. Однако, в отличие от этапа 726, этап 826 дополнительно включает в себя регулировку дросселя AIS на основании требуемой интенсивности объединенного побудительного потока. Это происходит потому, что дроссель AIS и впуск EGR расположены выше по потоку от аспираторного узла во втором варианте осуществления (в отличие от первого варианта
осуществления). Соответственно, положение дросселя AIS может оказывать влияние на интенсивность потока EGR во впускной канал, которая, в свою очередь, может оказывать влияние на интенсивность потока текучей среды через аспираторный узел в зависимости от состояний ASOV.
Далее, с обращением к фиг. 10 показан примерный способ 900 для определения требуемой интенсивности объединенного побудительного потока через узел аспиратора в условиях без наддува. Способ 900, например, может использоваться на этапе 716 способа 700 и на этапе 816 способа 800. Соответственно, способ 900 может использоваться в контексте варианта осуществления по фиг. 1-2, а также варианта осуществления по фиг. 3-4.
На этапе 902 способ 900 включает в себя определение, есть ли срочная необходимость в пополнении разрежения. Это определение может быть основано на уровне накопленного разрежения в вакуумном резервуаре (например, в качестве считываемого датчиком 40 по фиг. 1), текущих запросов разрежения (например, основанных на положении тормозной педали), MAP (например, в качестве считываемого датчиком 60 по фиг. 1) и т.д.
Если ответом на этапе 902 является «Нет», способ 900 переходит на этап 904. На этапе 904 определяется, является ли MAP меньшим, чем первое пороговое значение. В одном из неограничивающих примеров первым пороговым значением может быть -40 кПа (например, эквивалентное MANVAC в 40 кПа). Если MAP меньше, чем первое пороговое значение, ответом на этапе 904 является «Да», и способ 900 переходит на этап 912, где требуемая интенсивность объединенного побудительного потока
устанавливается в 0. После этапа 912 способ 900 заканчивается.
Иначе, если ответом на этапе 904 является «Нет», указывая, что MAP больше, чем или равном первому пороговому значению, способ 900 переходит на этап 906, чтобы определять, является ли MAP меньшим, чем второе пороговое значение. В одном из неограничивающих примеров вторым пороговым значением может быть -35 кПа (например, эквивалентное MANVAC в 35 кПа). Если MAP меньше, чем второе пороговое значение, ответом на этапе 906 является «Да», и способ 900 переходит на этап 914, где требуемая интенсивность объединенного побудительного потока устанавливается на Уровень 1х. После этапа 914 способ 900 заканчивается.
Если, однако, ответом на этапе 906 является «Нет», указывая, что MAP больше, чем или равном второму пороговому значению, способ 900 переходит на этап 908, чтобы определять, является ли MAP меньшим, чем третье пороговое значение. В одном из неограничивающих примеров третьим пороговым значением может быть -30 кПа (например, эквивалентное MANVAC в 30 кПа). Если MAP меньше, чем третье пороговое значение, ответом на этапе 908 является «Да», и способ 900 переходит на этап 916, чтобы устанавливать требуемую интенсивность объединенного побудительного потока на Уровень 2х. Иначе, если ответом на этапе 908 является «Нет», указывая, что MAP больше, чем или равном третьему пороговому значению, способ 900 переходит на этап 910, чтобы устанавливать требуемую интенсивность объединенного побудительного потока на Уровень 3х.
Кроме того, возвращаясь на этап 902, если ответом является
«Да», указывая, что есть срочная потребность в пополнении разрежения, способ 900 переходит на этап 910, чтобы устанавливать требуемую интенсивность объединенного побудительного потока на Уровень 3х. После этапа 910 способ 900 заканчивается.
Далее, с обращением к фиг. 11 показан примерный способ 1000 для определения требуемой интенсивности объединенного побудительного потока через узел аспиратора в условиях с наддувом. Способ 1000, например, может использоваться на этапе 724 способа 700 и на этапе 824 способа 800. Соответственно, подобно фиг. 10, способ 1000 может использоваться в контексте варианта осуществления по фиг. 1-2, а также варианта осуществления по фиг. 3-4. Когда способ 1000 используется в контексте фиг. 1-2, требуемая интенсивность объединенного побудительного потока является интенсивностью обратного потока, обусловленной ориентацией аспираторов в этом варианте осуществления и направлением потока в условиях с наддувом. В противоположность, когда способ 1000 используется в контексте фиг. 3-4, требуемая интенсивность объединенного побудительного потока является интенсивностью прямого потока, обусловленной ориентацией аспираторов и направлением потока в условиях с наддувом. В одном из примеров несимметричный аспиратор может иметь интенсивность побудительного потока 3,5 г/с в прямом направлении и интенсивность побудительного потока 3,0 г/с в обратном направлении. Однако в прямом направлении интенсивность побудительного потока может оставаться постоянной (например, неизменной), когда MANVAC находится в диапазоне от 15 кПа до 100
кПа, тогда как в обратном направлении аспиратор может формировать меньшую величину эффекта «звукового дросселированного потока», и, таким образом, интенсивность побудительного потока в обратном направлении может не быть постоянной до тех пор, пока MANVAC не достигнет 40 или 50 кПа.
На этапе 1002 способ 1000 включает в себя определение, есть ли срочная потребность в пополнении разрежения, например, описанным выше образом в отношении этапа 902 способа 900. После этапа 1002 способ 1000 переходит на этап 1004.
На этапе 1004 способ 1000 включает в себя определение, является ли помпаж компрессора меньшим, чем первое пороговое значение. Это, например, может включать в себя определение вероятности помпажа компрессора, являющегося меньшим, чем первое пороговое значение до фактического возникновения помпажа. В качестве альтернативы, указание помпажа может включать в себя фактическое возникновение помпажа, меньшего, чем первое пороговое значение. Определение может быть основано на различных считанных значениях параметров, таких как значения с датчика 59 CIP и датчика 60 MAP. Например, разность давлений между MAP и CIP может быть указывающей вероятность помпажа и/или текущий уровень помпажа. Первое пороговое значение может соответствовать минимальному уровню, при котором помпаж проблематичен, и таким образом, когда помпаж меньше, чем первое пороговое значение, может не быть желательным подвергать рециркуляции воздух из положения ниже по потоку от компрессора в положение выше по потоку от компрессора.
Если ответом на этапе 1004 является «Да», способ 1000 переходит на этап 1012, где требуемая интенсивность объединенного побудительного потока устанавливается в 0, например, чтобы воздух не подвергался рециркуляции из положения ниже по потоку от компрессора в положение выше по потоку от компрессора через аспираторный узел. После этапа 1012 способ 1000 заканчивается.
Иначе, если ответом на этапе 1004 является «Нет», указывая, что помпаж компрессора больше, чем или равном первому пороговому значению, способ 1000 переходит на этап 1006, чтобы определять, является ли помпаж компрессора меньшим, чем второе пороговое значение, например, описанным выше образом для этапа 1004. Если ответом на этапе 1006 является «Да», способ 1000 переходит на этап 1014, где требуемая интенсивность объединенного побудительного потока устанавливается на Уровень 1x. Когда помпаж компрессора находится между первым и вторым пороговыми значениями, может быть желательно обеспечивать небольшой поток рециркуляции, чтобы давать небольшое уменьшение помпажа компрессора (так как помпаж компрессора между первым и вторым пороговыми значениями может соответствовать относительно низкому уровню помпажа компрессора). После этапа 1014 способ 1000 заканчивается.
Однако, если ответом на этапе 1006 является «Нет», указывая, что помпаж компрессора больше, чем или равном второму пороговому значению, способ 1000 переходит на этап 1008. На этапе 1008 способ 1000 включает в себя определение, является ли помпаж компрессора меньшим, чем третье пороговое значение. Если ответом на этапе 1008 является «Да», способ 1000 переходит на этап 1016, где требуемая интенсивность объединенного побудительного потока устанавливается на Уровень 2х, так как большая интенсивность потока рециркуляции в обход компрессора может быть желательной во время таких условий. После этапа 1016, способ 1000 заканчивается.
Иначе, если ответом на этапе 1008 является «Нет», указывая, что помпаж компрессора больше, чем или равном третьему пороговому значению, способ 1000 переходит на этап 1010, где требуемая интенсивность объединенного побудительного потока устанавливается на Уровень 3х. Например, Уровень 3х может соответствовать максимально возможной интенсивности потока у потока рециркуляции через аспираторный узел (например, с полностью открытыми всеми ASOV) и может быть надлежащим, когда помпаж компрессора относительно высок. После этапа 1010 способ 1000 заканчивается.
Далее, со ссылкой на фиг. 12 показан примерный способ 1100 для управления ASOV. Способ 1100, например, может использоваться на этапе 718 способа 700 и на этапе 818 способа 800. Несмотря на то, что относится к аспираторным узлам с в точности двумя ASOV, следует принимать во внимание, что варианты способа 1100, которые могут быть применены к аспираторным узлам с более чем двумя аспираторами и, таким образом, более чем двумя ASOV, также подпадают под объем настоящего раскрытия.
На этапе 1102 способ 1100 включает в себя определение, равна ли 0 требуемая интенсивность объединенного побудительного потока. Если ответом на этапе 1102 является «Да», способ 1100 переходит на этап 1112, чтобы закрывать ASOV. После этапа 1112
способ 1100 заканчивается.
Иначе, если ответом на этапе 1102 является «Нет», способ 1100 переходит на этап 1104. На этапе 1104, способ 1100 включает в себя определение, равна ли требуемая интенсивность объединенного побудительного потока Уровню 1x. Если ответом на этапе 1104 является «Да», способ 1100 переходит на этап 1114, чтобы открывать ASOV для меньшего или обратного аспиратора и закрывать ASOV для большего или прямого аспиратора. То есть, когда способ 1100 используется в контексте аспираторных узлов, изображенных на фиг. 2 и 4, этап 1104 может включать в себя открывание ASOV для меньшего аспиратора и закрывание ASOV для большего аспиратора. Однако, когда способ 1100 используется в контексте аспираторного узла, изображенного на фиг. 5, этап 1104 может включать в себя открывание ASOV для обратного аспиратора и закрывание ASOV для прямого аспиратора (где «обратный» и «прямой» являются имеющими отношение к направлению потока для текущих условий работы двигателя) в зависимости от относительных размеров аспираторов. После этапа 1114 способ 1100 заканчивается.
В качестве альтернативы, если ответом на этапе 1104 является «Нет», способ 1100 переходит на этап 1106. На этапе 1106 способ 1100 включает в себя определение, равна ли требуемая интенсивность объединенного побудительного потока Уровню 2x. Если ответом на этапе 1106 является «Да», способ 1100 переходит на этап 1116, чтобы открывать ASOV для большего или прямого аспиратора и закрывать ASOV для меньшего или обратного аспиратора. То есть, когда способ 1100 используется в контексте аспираторных узлов, изображенных на фиг. 2 и 4, этап 1106 может включать в себя открывание ASOV для большего аспиратора и закрывание ASOV для меньшего аспиратора. Однако, когда способ 1100 используется в контексте аспираторного узла, изображенного на фиг. 5, этап 1104 может включать в себя открывание ASOV для прямого аспиратора и закрывание ASOV для обратного аспиратора (где «обратный» и «прямой» являются имеющими отношение к направлению потока для текущих условий работы двигателя) в зависимости от относительных размеров аспираторов. После этапа 1116 способ 1100 заканчивается.
Однако, если ответом на этапе 1106 является «Нет», способ 1100 переходит на этап 1108. На этапе 1108 способ 1100 включает в себя определение, равна ли требуемая интенсивность объединенного побудительного потока Уровню 3x. Если ответом на этапе 1108 является «Да», способ 1100 переходит на этап 1110, чтобы открывать оба ASOV, и это может давать в результате максимально возможную интенсивность объединенного потока через аспираторный узел для текущих условий работы двигателя. После этапа 1110 способ 1100 заканчивается.
Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки необязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, функций или операций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные операции, функции и/или действия могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в машиночитаемый запоминающий носитель в системе управления.
Кроме того еще, следует понимать, что системы и способы, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления или примеры не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как предполагаются многочисленные варианты. Соответственно, настоящее раскрытие включает в себя новейшие и неочевидные комбинации различных систем и способов, раскрытых в материалах настоящего описания, а также любые и все их эквиваленты.