СПОСОБ ПОДАЧИ ВАКУУМА И СИСТЕМА ПОДАЧИ ВАКУУМА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2017 года по МПК F02B75/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к способу и системам для подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В транспортном средстве вакуум может потребляться различными устройствами. Например, вакуум может использоваться в системе помощи при торможении или в тормозной системе с усилителем, чтобы умножать усилие, которое прилагается водителем транспортного средства к педали тормоза. Умноженное усилие может быть приложено к главному тормозному цилиндру, чтобы обеспечивать торможение транспортного средства. Система помощи при торможении может обеспечивать возможность водителю транспортного средства применять тормоза с меньшим усилием и большим комфортом относительно лишенного помощи торможения. В некоторых реализациях, по меньшей мере, некоторая часть вакуума для системы помощи при торможении может быть предоставлена посредством электроприводного вакуумного насоса (EVP).

В одном примере электроприводной вакуумный насос выполнен с возможностью выкачивания воздуха из форсированного двигателя для обеспечения вакуума для усилителя тормоза. В частности, во время работы электроприводного вакуумного насоса, воздух перекачивается из усилителя тормоза, через электроприводной вакуумный насос, и выпускается во впускной коллектор ниже по потоку от турбонагнетателя.

Однако изобретатели в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы такого подхода. Например, поскольку воздух просто циркулирует в и из впускного коллектора ниже по потоку от турбонагнетателя, дифференциальное давление и, соответственно, расход воздуха электроприводного вакуумного насоса являются низкими. Соответственно, электроприводной вакуумный насос может задействоваться более часто, чтобы удовлетворять потребностям в потреблении вакуума усилителя тормоза. Это может приводить в результате к сокращению срока эксплуатации электроприводного вакуумного насоса. Более того, низкий расход воздуха может приводить в результате к низкой скорости создания вакуума, когда электроприводной вакуумный насос включается.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, в одном примере, некоторые из вышеописанных проблем могут быть устранены системой подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства. Система включает в себя электроприводной вакуумный насос, избирательно направляющий воздух в систему впуска воздуха выше по потоку и ниже по потоку от турбонагнетателя.

В одном варианте осуществления системы подачи вакуума система впуска воздуха включает в себя впускной коллектор, соединенный по текучей среде с компрессором турбонагнетателя, и дроссельный клапан, расположенный во впускном коллекторе ниже по потоку от компрессора, и в которой электроприводной вакуумный насос избирательно направляет воздух во впускной коллектор ниже по потоку от дроссельного клапана.

В одном варианте осуществления система дополнительно содержит первый обратный клапан, расположенный между электроприводным вакуумным насосом и впускным коллектором, причем первый обратный клапан выполнен с возможностью направления воздуха, выпущенного из электроприводного вакуумного насоса, во впускной коллектор ниже по потоку от дроссельного клапана, когда давление во впускном коллекторе меньше, чем давление в системе впуска воздуха выше по потоку от компрессора.

В одном варианте осуществления система дополнительно содержит второй обратный клапан, расположенный между электроприводным вакуумным насосом и системой впуска воздуха выше по потоку от компрессора, причем второй обратный клапан выполнен с возможностью направления воздуха в систему впуска воздуха выше по потоку от компрессора, когда давление в системе впуска воздуха выше по потоку от турбонагнетателя меньше, чем давление во впускном коллекторе.

В одном варианте осуществления системы электроприводной вакуумный насос избирательно направляет воздух в атмосферу выше по потоку от компрессора.

В одном варианте осуществления системы устройство потребления вакуума включает в себя усилитель тормоза.

В одном варианте осуществления система дополнительно содержит контроллер, выполненный с возможностью регулирования привода двигателя для компенсации потока воздуха на основании направления воздуха, выпущенного электроприводным вакуумным насосом.

В одном варианте осуществления системы привод двигателя включает в себя систему зажигания, и контроллер выполнен с возможностью задержки момента зажигания системы зажигания для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно момента зажигания, когда воздух направлен выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

В одном варианте осуществления системы привод двигателя включает в себя дроссельный клапан, и контроллер выполнен с возможностью уменьшения открытого положения дроссельного клапана для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно открытого положения, когда воздух направляется выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

В одном варианте осуществления системы привод двигателя включает в себя электроприводной вакуумный насос с переменным расходом, и контроллер выполнен с возможностью уменьшения расхода воздуха, перекачиваемого через электроприводной насос с переменным расходом для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно расхода, когда воздух направлен выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

В одном варианте осуществления способ подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства содержит этапы, на которых направляют воздух, выпущенный электроприводным вакуумным насосом, в систему впуска воздуха выше по потоку от турбонагнетателя, когда давление выше по потоку от турбонагнетателя является меньшим, чем давление во впускном коллекторе; и направляют воздух, выпущенный электроприводным вакуумным насосом, во впускной коллектор, когда давление во впускном коллекторе является меньшим, чем давление выше по потоку от турбонагнетателя.

В одном варианте осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором регулируют привод двигателя для компенсации воздушного потока на основании направления воздуха, выпущенного электроприводным вакуумным насосом.

В одном варианте осуществления способа регулирование включает в себя этап, на котором задерживают момент зажигания системы зажигания для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно момента зажигания, когда воздух направляют выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

В одном варианте осуществления способа регулирование включает в себя этап, на котором уменьшают открытое положение дроссельного клапана для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно открытого положения, когда воздух направляют выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

В одном варианте осуществления способа электроприводной вакуумный насос является насосом переменного потока, и регулирование включает в себя этап, на котором уменьшают расход воздуха, перекачиваемого через электроприводной вакуумный насос с переменным расходом для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно расхода, когда воздух направляют выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

В одном варианте осуществления система для подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства содержит систему впуска воздуха, включающую в себя: турбонагнетатель, включающий в себя компрессор; впускной коллектор, соединенный по текучей среде с компрессором; и дроссельный клапан, расположенный во впускном коллекторе ниже по потоку от компрессора; электроприводной вакуумный насос, выполненный с возможностью подачи вакуума к устройству потребления вакуума; первый обратный клапан, расположенный между электроприводным вакуумным насосом и впускным коллектором, причем первый обратный клапан выполнен с возможностью направления воздуха, выпущенного из электроприводного вакуумного насоса, во впускной коллектор ниже по потоку от дроссельного клапана, когда давление во впускном коллекторе меньше, чем давление в системе впуска воздуха выше по потоку от компрессора; и второй обратный клапан, расположенный между электроприводным вакуумным насосом и системой впуска воздуха выше по потоку от компрессора, причем второй обратный клапан выполнен с возможностью направления воздуха в систему впуска воздуха выше по потоку от компрессора, когда давление в системе впуска воздуха выше по потоку от компрессора меньше, чем давление во впускном коллекторе.

В одном варианте осуществления система дополнительно содержит: контроллер, выполненный с возможностью регулирования привода двигателя для компенсации потока воздуха на основании направления воздуха, выпущенного из электроприводного вакуумного насоса.

В одном варианте осуществления системы привод двигателя включает в себя систему зажигания, и контроллер выполнен с возможностью задержки момента зажигания системы зажигания для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно момента зажигания, когда воздух направлен выше по потоку от компрессора.

В одном варианте осуществления системы привод двигателя включает в себя дроссельный клапан, и контроллер выполнен с возможностью уменьшения открытого положения дроссельного клапана для компенсации воздуха, направляемого ниже по потоку от турбонагнетателя, относительно открытого положения, когда воздух направлен выше по потоку от компрессора.

В одном варианте осуществления системы привод двигателя включает в себя электроприводной вакуумный насос с переменным расходом, и контроллер выполнен с возможностью уменьшения расхода воздуха, перекачиваемого через электроприводной вакуумный насос с переменным расходом для компенсации воздуха, направляемого ниже по потоку от турбонагнетателя, относительно расхода, когда воздух направляется выше по потоку от компрессора.

Избирательно направляя воздух, выпущенный из электроприводного вакуумного насоса, выше по потоку от турбонагнетателя или во впускной коллектор, воздух может быть выпущен в место с наименьшим доступным давлением. Соответственно, перепад давления и, соответственно, расход воздуха электроприводного вакуумного насоса могут увеличиваться относительно конфигурации, которая просто направляет воздух во впускной коллектор ниже по потоку от турбонагнетателя. Таким образом, электроприводной вакуумный насос может задействоваться реже, и срок эксплуатации электроприводного вакуумного насоса может быть увеличен относительно конфигурации, которая просто направляет воздух во впускной коллектор ниже по потоку от турбонагнетателя.

Кроме того, увеличение расхода воздуха уменьшает время восстановления вакуума в тормозной системе. Таким образом, подходящая величина вакуума может быть обеспечена для повторных приведений в действие тормоза. Более того, увеличенный расход создает большую величину вакуума, что может способствовать уменьшению электроприводного вакуумного насоса за счет размера насоса. Таким образом, может быть достигнуто уменьшение стоимости и веса транспортного средства.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Предмет изучения настоящего изобретения будет лучше понятен из прочтения последующего подробного описания неограничивающих вариантов осуществления со ссылкой на прикрепленные чертежи, на которых:

Фиг.1 показывает схематичное изображение транспортного средства, включающего в себя двигатель и электроприводной вакуумный насос.

Фиг.2 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую алгоритм, который может быть реализован для подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства на фиг.1.

Фиг.3 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую алгоритм, который может быть реализован для регулирования привода двигателя на основании направления воздуха, выпущенного электроприводным вакуумным насосом на фиг.1.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее описание относится к системам и способам подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства с помощью электроприводного вакуумного насоса. Более конкретно, настоящее описание относится к избирательному направлению потока воздуха от электроприводного вакуумного насоса в место с наименьшим доступным давлением транспортного средства на основании условий эксплуатации.

Как показано на фиг.1, 2, электроприводной вакуумный насос может избирательно направлять воздух выше по потоку и ниже по потоку от турбонагнетателя в форсированном двигателе. В одном примере воздух может направляться от электроприводного вакуумного насоса во впускной коллектор ниже по потоку от турбонагнетателя, когда давление во впускном коллекторе ниже, чем давление в системе впуска воздуха выше по потоку от турбонагнетателя. С другой стороны, воздух может направляться от электроприводного вакуумного насоса в систему впуска воздуха выше по потоку от турбонагнетателя, когда давление в системе впуска воздуха выше по потоку от турбонагнетателя ниже, чем давление во впускном коллекторе. Соответственно, расход воздуха и вакуум электроприводного вакуумного насоса могут увеличиваться относительно конфигурации, которая просто осуществляет циркуляцию воздуха в и из одного местоположения, имеющего одно и то же давление. Контроллер может быть выполнен, чтобы выполнять алгоритмы, такие как изображенные на фиг.3, для подачи вакуума в устройство потребления вакуума транспортного средства на фиг.1.

Фиг.1 показывает схематичное изображение системы 1 транспортного средства. Система 1 транспортного средства включает в себя двигатель 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр из которых показан на фиг.1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в нем и соединенным с коленчатым валом 40.

Система 14 впуска воздуха может соединяться с двигателем 10. Система 14 впуска воздуха включает в себя воздухозаборник 42, компрессор 162 турбонагнетателя 163, камеру 46 наддува, впускной коллектор 44 и дроссельный клапан 62. Воздухозаборник 42 может быть расположен выше по потоку от компрессора 162 турбонагнетателя 163. Камера 46 наддува и впускной коллектор 44 могут быть расположены ниже по потоку от компрессора 162 турбонагнетателя 163. Дроссельный клапан 62 может быть расположен во впускном коллекторе 44 ниже по потоку от камеры 46 наддува.

Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан может быть задействован посредством впускного кулачка 51 и выпускного кулачка 53. В некоторых вариантах осуществления, один или более из впускных и выпускных клапанов могут быть задействованы электромеханически управляемыми катушкой и якорем клапана в сборе. Положение впускного кулачка 51 может быть определено датчиком 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 может быть определено датчиком 57 выпускного кулачка.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыскивания топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как прямой впрыск. Альтернативно, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники как впрыск во впускной канал. Топливная форсунка 66 доставляет жидкое топливо пропорционально ширине импульса сигнала FPW, который может быть отправлен из контроллера 12. Топливо доставляется к топливной форсунке 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и топливную направляющую-распределитель (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током от электронного формирователя 95, который реагирует на команды контроллера 12. Кроме того, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с дроссельным клапаном 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64, чтобы управлять воздушным потоком из впускной камеры 46 наддува.

Компрессор 162 всасывает воздух из воздухозаборника 42 для подачи его в камеру 46 наддува и впускной коллектор 44. Выхлопные газы вращают турбину 164 турбонагнетателя 163, которая соединена с компрессором 162 через вал 161. Привод перепускного клапана (не показан) может позволять выхлопным газам обходить турбину 164 так, что давление наддува может управляться в изменяющихся условиях эксплуатации.

Усилитель 140 тормоза, включающий в себя резервуар усилителя тормоза, может быть соединен с впускным коллектором 44 через обратный клапан 174. Таким образом, усилитель 140 тормоза находится в воздушном соединении с впускным коллектором. Обратный клапан 174 предоставляет возможность воздуху протекать из усилителя тормоза 140 во впускной коллектор 44 и ограничивает поток воздуха в усилитель 140 тормоза из впускного коллектора 44. Обратный клапан 174 обеспечивает быстрое понижение давления в резервуаре, когда давление в резервуаре (например, усилителя тормоза 140) является высоким относительно впускного коллектора. Усилитель 140 тормоза может включать в себя внутренний вакуумный резервуар и может дополнять усилие, предоставленное водителем 152 транспортного средства через педаль 150 тормоза к главному цилиндру для применения тормозов транспортного средства (не показаны). Положение педали 150 тормоза может отслеживаться посредством датчика 154 педали тормоза.

Дополнительно, или альтернативно, электроприводной вакуумный насос 176 может быть избирательно задействован через управляющий сигнал от контроллера 12, чтобы подавать, по меньшей мере, некоторую часть вакуума к усилителю 140 тормоза. Электроприводной вакуумный насос 176 может быть расположен между и соединен по текучей среде с усилителем 140 тормоза и точками в системе 14 впуска воздуха выше по потоку и ниже по потоку от компрессора 162 турбонагнетателя 163. Соответственно, электроприводной вакуумный насос 176 может избирательно направлять воздух в систему 14 впуска воздуха выше по потоку и ниже по потоку от турбонагнетателя 163 на основании условий эксплуатации. Другими словами, электроприводной вакуумный насос 176 может направлять воздух в точку с наименьшим доступным давлением. Таким образом, воздушный поток и вакуум электроприводного вакуумного насоса 176 могут увеличиваться относительно конфигурации, где электроприводной вакуумный насос просто выпускает воздух во впускной коллектор или в точку с давлением, близким к атмосферному давлению (например, давлением в картере двигателя).

Обратный клапан 170 может быть расположен между электроприводным вакуумным насосом 176 и впускным коллектором 44. Обратный клапан 170 может быть выполнен с возможностью направления воздуха, выпущенного из электроприводного вакуумного насоса 176, во впускной коллектор 44 ниже по потоку от дроссельного клапана 62 через канал 178, когда давление во впускном коллекторе 44 ниже, чем давление в системе 14 впуска воздуха выше по потоку от турбонагнетателя 163.

Например, во время условий низкой нагрузки двигателя, например, во время состояния холостого хода, когда небольшой объем воздуха протекает через турбонагнетатель 163, давление во впускном коллекторе 44 может быть ниже, чем давление выше по потоку от турбонагнетателя 163 в воздухозаборнике 42, например, атмосферное давление. В таких условиях, воздух может направляться из электроприводного вакуумного насоса 176 во впускной коллектор 44 ниже по потоку от турбонагнетателя 163, поскольку точка с наименьшим доступным давлением, в которую воздух должен быть направлен между точками выше по потоку и ниже по потоку от турбонагнетателя 163, находится во впускном коллекторе 44.

Обратный клапан 172 может быть расположен между электроприводным вакуумным насосом 176 и системой 14 впуска воздуха выше по потоку от турбонагнетателя 163. Обратный клапан 172 может быть выполнен с возможностью направления воздуха в систему 14 впуска воздуха выше по потоку от турбонагнетателя 163 через канал 180, когда давление в системе 14 впуска воздуха выше по потоку от турбонагнетателя 163 ниже, чем давление во впускном коллекторе. В одном примере, электроприводной вакуумный насос 176 избирательно направляет воздух в атмосферу выше по потоку от турбонагнетателя 163. Другими словами, канал 180 может быть соединен по текучей среде с воздухозаборником 42.

Например, во время условий высокой нагрузки двигателя, когда больший объем воздуха протекает через турбонагнетатель 163 для создания наддува, давление во впускном коллекторе 44 может быть выше, чем давление выше по потоку от турбонагнетателя 163 в воздухозаборнике 42 вследствие сжатия, созданного турбонагнетателем 163. В таких условиях, воздух может направляться из электроприводного вакуумного насоса 176 в воздухозаборник 42 выше по потоку от турбонагнетателя 163, поскольку точка с наименьшим доступным давлением, в которую воздух должен быть направлен между точками выше по потоку и ниже по потоку от турбонагнетателя 163, находится в воздухозаборнике 42.

Посредством направления воздуха от электроприводного вакуумного насоса в точку с наименьшим доступным давлением, давление в выпускном канале электроприводного вакуумного насоса может быть ниже, чем в конфигурации, где воздух просто направляется в одно местоположение. Это пониженное давление на выпуске вызывает увеличенный воздушный поток и вакуум электроприводного вакуумного насоса. Другими словами, направляя воздух из электроприводного вакуумного насоса в точку с наименьшим доступным давлением, производительность электроприводного вакуумного насоса может быть повышена, и электроприводной вакуумный насос может быть задействован реже (например, рабочий цикл может быть сокращен). Это может упрощать реализацию насоса меньшего размера, что может снижать стоимость и вес транспортного средства.

В проиллюстрированном варианте осуществления электроприводной вакуумный насос подает вакуум в усилитель тормоза. Однако будет понятно, что электроприводной вакуумный насос может подавать вакуум к одному или более подходящим устройствам потребления вакуума без отступления от рамок настоящего описания. Например, устройство потребления вакуума может включать в себя по меньшей мере одно из усилителя тормоза, системы вентиляции картера и бачок для очистки паров топлива.

Система 88 зажигания без распределителя предоставляет искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал контроллера 12. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью регулирования момента зажигания системы 88 зажигания на основании условий эксплуатации. В одном примере, контроллер 12 может быть выполнен с возможностью задержки момента зажигания системы 88 зажигания для компенсации воздуха, направляемого ниже по потоку от турбонагнетателя 163 во впускной коллектор 44, относительно момента зажигания, когда воздух направляется выше по потоку от турбонагнетателя 163 в воздухозаборник 42. Универсальный датчик 126 содержания кислорода в отработавшем газе (UEGO) показан соединенным с выпускным коллектором 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70. Альтернативно, датчик содержания кислорода в отработавшем газе с двумя устойчивыми состояниями может использоваться вместо UEGO-датчика 126.

Каталитический нейтрализатор 70 может включать в себя множество блоков каталитического нейтрализатора, в одном примере. В другом примере может быть использовано множество устройств управления выбросами, каждое с множеством блоков. Каталитический нейтрализатор 70 может быть каталитическим нейтрализатором трехкомпонентного типа в одном примере.

Контроллер 12 показан на фиг.1 как традиционный микрокомпьютер, включающий в себя: микропроцессор 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 управляет различными приводами двигателя на основании принятого сигнала датчика, указывающего состояния эксплуатации транспортного средства. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение к ранее описанным сигналам, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) от датчика 112 температуры, соединенного с охлаждающим трубопроводом 114; датчик 154 положения, соединенный с педалью 150 тормоза для обнаружения положения педали тормоза; датчик детонации для определения воспламенения остаточных газов (не показан); давление в коллекторе двигателя (MAP) от датчика 121 давления, соединенного с впускным коллектором 44; показатель давления наддува от датчика 122 давления, соединенного с камерой 46 наддува; давление резервуара усилителя тормоза от датчика 125 давления, сигнал положения двигателя от датчика 118 на эффекте Холла, обнаруживающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, входящей в двигатель, от датчика 120 (например, термоанемометра); и показатель положения дроссельной заслонки от датчика 58. Барометрическое давление может быть обнаружено датчиком 119 давления, соединенным с воздухозаборником 42, для обработки контроллером 12.

Постоянное запоминающее устройство 106 на носителе хранения может быть запрограммировано с помощью машиночитаемых данных, представляющих инструкции, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также других вариантов, которые предполагаются, но конкретно не перечислены.

В одном примере контроллер 12 может быть выполнен с возможностью регулирования привода двигателя для компенсации воздушного потока на основании направления воздуха, выпущенного электроприводным вакуумным насосом 176. Более конкретно, когда давление ниже по потоку от турбонагнетателя 163 ниже, чем давление выше по потоку от турбонагнетателя 163, воздух может быть направлен во впускной коллектор 44 ниже по потоку от дроссельного клапана 62. Не подвергнутый дросселированию воздух может влиять на работу двигателя, например на управление соотношением воздух-топливо. Контроллер 12 может быть осведомлен об этом источнике не подвергнутого дросселированию воздуха на основании увеличения в MAP во впускном коллекторе 44, в то время как электроприводной вакуумный насос работает. Расходы не подвергнутого дросселированию воздуха от других источников (тормозов, аспираторов, вентиляции картера двигателя, продувки и других инициируемых вакуумом устройств) могут быть вычислены и предоставлены контроллеру 12, таким образом, дроссельный клапан может управлять воздушным зарядом соответствующим образом. По существу, контроллер 12 может быть выполнен с возможностью регулирования одного или более приводов для компенсации введения дополнительного воздуха во впускной коллектор 44 для управления воздушным зарядом соответствующим образом.

В одном примере привод включает в себя систему 88 зажигания, и контроллер 12 может быть выполнен с возможностью задержки момента зажигания системы 88 зажигания для компенсации воздуха, направляемого ниже по потоку от турбонагнетателя 163 и ниже по потоку от дроссельного клапана 62, относительно момента зажигания, когда воздух направляется выше по потоку от турбонагнетателя 163. В другом примере привод включает в себя дроссельный клапан 62, и контроллер 12 может быть выполнен с возможностью уменьшения открытого положения дроссельного клапана 62 для компенсации воздуха, направляемого ниже по потоку от турбонагнетателя 163 и ниже по потоку от дроссельного клапана 62, относительно открытого положения дроссельного клапана, когда воздух направляется выше по потоку от турбонагнетателя 163. В еще одном примере привод включает в себя электроприводной насос с переменным расходом. Другими словами, электроприводной вакуумный насос может быть выполнен с возможностью изменения расхода воздуха, который перекачивается через вакуумный насос. В этом случае, контроллер 12 может быть выполнен с возможностью уменьшения расхода воздуха, перекачиваемого через электроприводной насос с переменным расходом для компенсации воздуха, направляемого ниже по потоку от турбонагнетателя 163 и ниже по потоку от дроссельного клапана 62, относительно расхода, когда воздух направляется выше по потоку от турбонагнетателя 163.

В некоторых вариантах осуществления двигатель может быть соединен с системой электромотора/батареи в гибридном транспортном средстве. Гибридное транспортное средство может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию или их вариант или комбинацию. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления, могут быть применены другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.

Конфигурации, проиллюстрированные выше, допускают различные способы подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства. Соответственно, некоторые такие способы сейчас описываются, в качестве примера, с продолжающейся ссылкой на вышеописанные конфигурации. Следует понимать, однако, что эти способы и другие, полностью находящиеся в рамках настоящего раскрытия, также могут быть разрешены посредством других конфигураций.

Фиг.2 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую алгоритм или способ 200, который может быть реализован для подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства. В одном примере способ 200 может выполняться контроллером 12 на фиг.1, чтобы подавать вакуум в усилитель 140 тормоза. На этапе 202 способ 200 включает в себя то, что определяют условия эксплуатации. Этап определения условий эксплуатации может включать в себя то, что принимают сигналы датчиков и определяют состояния приводов, соединенных с транспортным средством. Например, со ссылкой на фиг.1, этап способа может включать в себя то, что определяют давление выше по потоку от турбонагнетателя 163 посредством датчика 119 давления и давление ниже по потоку от турбонагнетателя 163 посредством датчика 121 давления. Дополнительно, этап способ может включать в себя то, что определяют, работает ли электроприводной вакуумный насос 176.

На этапе 204 способ 200 включает в себя то, что определяют, ниже ли давление впускного коллектора ниже по потоку от компрессора, чем давление выше по потоку от впуска компрессора турбонагнетателя. Если давление во впускном коллекторе ниже по потоку от компрессора ниже, чем давление выше по потоку от турбонагнетателя, в способе 200 переходят к этапу 206. Иначе, в способе 200 переходят к этапу 208.

На этапе 206, способ 200 включает в себя то, что направляют воздух, выпущенный электроприводным вакуумным насосом, во впускной коллектор, когда давление ниже по потоку от турбонагнетателя ниже, чем давление выше по потоку от турбонагнетателя. В одном отдельном примере воздух направляют во впускной коллектор ниже по потоку от дроссельного клапана.

На этапе 208 способ 200 включает в себя то, что направляют воздух, выпущенный электроприводным вакуумным насосом в систему впуска воздуха выше по потоку от впуска компрессора, когда давление выше по потоку от впуска компрессора ниже, чем давление во впускном коллекторе. В одном отдельном примере воздух направляют в воздухозаборник при атмосферном давлении.

Направляя воздух, выпущенный электроприводным вакуумным насосом, выше по потоку от турбонагнетателя, когда давление выше по потоку от турбонагнетателя ниже, чем давление ниже по потоку от турбонагнетателя, и ниже по потоку от турбонагнетателя, когда давление ниже по потоку от турбонагнетателя ниже, чем давление выше по потоку от турбонагнетателя, допустимый перепад давления может быть увеличен относительно способа, в котором просто направляют воздух, выпущенный из электроприводного вакуумного насоса, во впускной коллектор. Давление на выходе вакуумного насоса может быть выгодно использовано для увеличения расхода и вакуума электроприводного вакуумного насоса. Соответственно, увеличенный расход и вакуум могут позволять реже задействовать электроприводной вакуумный насос. Дополнительно, в случае, когда устройство потребления вакуума является усилителем тормоза, увеличенный расход может способствовать более быстрому времени восстановления усилителя тормоза во время повторного торможения. Более того, увеличенный вакуум может способствовать использованию меньшего вакуумного насоса в транспортном средстве, в то же время сохраняя запас для адекватного объема расхода. Таким образом, стоимость и вес транспортного средства могут быть уменьшены.

Фиг.3 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую алгоритм/способ 300, которые могут быть реализованы для регулирования привода двигателя на основании направления воздуха, выпущенного электроприводным вакуумным насосом. В одном примере способ 300 может выполняться контроллером 12 на фиг.1.

На этапе 302 способ 300 включает в себя то, что измеряют давление во впускном коллекторе и давление на входе дроссельного клапана. Эти показатели давления могут быть использованы для определения, ниже ли давление во впускном коллекторе, чем давление выше по потоку от компрессора. Можно предположить, что давление на входе дроссельного клапана меньше, чем давление на входе компрессора. Дополнительно, можно предположить, что расход электроприводного вакуумного насоса достигает 100% к уровню с наименьшим давлением.

На этапе 304 способ 300 включает в себя то, что определяют расход воздуха, выпущенного из электроприводного вакуумного насоса, на основании температуры/давления на впуске насоса и температуры/давления на выпуске насоса.

На этапе 306 способ 300 включает в себя то, что определяют, выпускается ли воздух из электроприводного вакуумного насоса во впускной коллектор. Это определение может быть выполнено на основании давления во впускном коллекторе относительно давления на входе дроссельного клапана или давления выше по потоку от впуска компрессора. Если воздух выпускается во впускной коллектор, тогда в способе 300 переходят к этапу 308. Иначе, в способе 300 возвращаются к другим операциям.

На этапе 308 способ 300 включает в себя то, что уменьшают воздушный поток через дроссельный клапан для компенсации объема воздушного потока, выпущенного из электроприводного вакуумного насоса. В некоторых случаях, воздушный поток может быть уменьшен посредством того, что уменьшают открытое положение дроссельной заслонки. В некоторых случаях воздушный поток может быть уменьшен посредством того, что приводят в действие клапан вентиляции картера двигателя. В некоторых случаях воздушный поток может быть уменьшен посредством того, что продувают воздух в бачок с парами топлива.

На этапе 310 способ 300 включает в себя то, что определяют, находится ли дроссельная заслонка в предельном состоянии, или дроссельная заслонка неспособна закрываться далее. Если дроссельная заслонка находится в предельном состоянии, тогда в способе 300 переходят к этапу 312. Иначе, в способе 300 возвращаются к другим операциям.

На этапе 312 способ 300 включает в себя то, что регулируют привод двигателя для компенсации воздушного потока большего, чем заданный воздушный поток.

В некоторых вариантах осуществления, на этапе 314, регулирование привода двигателя включает в себя то, что задерживают момент зажигания системы зажигания для уменьшения крутящего момента двигателя для компенсации воздушного потока, который больше, чем заданный воздушный поток, относительно момента зажигания, когда воздух направляют выше по потоку от компрессора.

В некоторых вариантах осуществления, на этапе 316, регулирование привода двигателя включает в себя то, что привлекают вспомогательную нагрузку для уменьшения крутящего момента двигателя. Например, вспомогательная нагрузка может включать в себя нагрузку от привода навесного оборудования переднего расположения (FEAD), такого как генератор переменного тока.

В некоторых вариантах осуществления, на этапе 318, регулирование привода двигателя включает в себя то, что уменьшают расход воздуха, перекачиваемого через электроприводной вакуумный насос с переменным расходом для компенсации воздуха, направляемого ниже по потоку от турбонагнетателя, относительно расхода, когда воздух направляют выше по потоку от турбонагнетателя.

Регулированием одного или более приводов двигателя для компенсации воздуха, который направлен во впускной коллектор, когда давление во впускном коллекторе ниже, чем давление выше по потоку от компрессора, может поддерживаться точное управление всасыванием воздуха, входящего в цилиндры двигателя.

Следует понимать, что примерные алгоритмы управления и оценки, раскрытые в материалах настоящего описания, могут быть использованы с различными конфигурациями системы. Эти алгоритмы могут представлять одну или более различных стратегий обработки, такие как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.п. По существу, раскрытые этапы процесса (операции, функции и/или действия) могут представлять код, который должен быть запрограммирован на машиночитаемом носителе хранения в электронной системе управления. Следует понимать, что некоторые из этапов процесса, описанные и/или проиллюстрированные в материалах настоящего описания, могут в некоторых вариантах осуществления быть опущены без отступления от рамок этого раскрытия. Аналогично, не всегда может требоваться указанная последовательность этапов процесса, чтобы достигать задуманных результатов, и она предоставлена для легкости иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, функций или операций может неоднократно выполняться в зависимости от конкретной используемой стратегии.

Наконец, следует понимать, что изделия, системы и способы, описанные в материалах настоящего описания, являются примерными по сути, и что эти конкретные варианты осуществления или примеры не должны рассматриваться в ограничивающем смысле, поскольку предусматриваются многочисленные варианты. Соответственно, настоящее раскрытие включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и способов, раскрытых в материалах настоящего описания, а также какие-либо и все их эквиваленты. Например, в первом режиме работы электроприводной вакуумный насос направляет воздух в систему впуска воздуха выше по потоку от компрессора турбонагнетателя, а во время второго режима работы электроприводной вакуумный насос направляет воздух в систему впуска ниже по потоку от компрессора турбонагнетателя.

Изобретение относится к транспортным средствам. Система подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства включает в себя электроприводной вакуумный насос, избирательно направляющий воздух в систему впуска воздуха выше по потоку и ниже по потоку от турбонагнетателя. Изобретение позволяет повысить эффективность двигателя транспортного средства. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства, содержащая:

электроприводной вакуумный насос, избирательно направляющий воздух в систему впуска воздуха выше по потоку и ниже по потоку от турбонагнетателя.

2. Система по п. 1, в которой система впуска воздуха включает в себя впускной коллектор, соединенный по текучей среде с компрессором турбонагнетателя, и дроссельный клапан, расположенный во впускном коллекторе ниже по потоку от компрессора, и в которой электроприводной вакуумный насос избирательно направляет воздух во впускной коллектор ниже по потоку от дроссельного клапана.

3. Система по п. 2, дополнительно содержащая:

первый обратный клапан, расположенный между электроприводным вакуумным насосом и впускным коллектором, причем первый обратный клапан выполнен с возможностью направления воздуха, выпущенного из электроприводного вакуумного насоса, во впускной коллектор ниже по потоку от дроссельного клапана, когда давление во впускном коллекторе меньше, чем давление в системе впуска воздуха выше по потоку от компрессора.

4. Система по п. 3, дополнительно содержащая:

второй обратный клапан, расположенный между электроприводным вакуумным насосом и системой впуска воздуха выше по потоку от компрессора, причем второй обратный клапан выполнен с возможностью направления воздуха в систему впуска воздуха выше по потоку от компрессора, когда давление в системе впуска воздуха выше по потоку от турбонагнетателя меньше, чем давление во впускном коллекторе.

5. Система по п. 1, в которой электроприводной вакуумный насос избирательно направляет воздух в атмосферу выше по потоку от компрессора.

6. Система по п. 1, в которой устройство потребления вакуума включает в себя усилитель тормоза.

7. Система по п. 1, дополнительно содержащая:

контроллер, выполненный с возможностью регулирования привода двигателя для компенсации потока воздуха на основании направления воздуха, выпущенного электроприводным вакуумным насосом.

8. Система по п. 7, в которой привод двигателя включает в себя систему зажигания, а контроллер выполнен с возможностью задержки момента зажигания системы зажигания для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно момента зажигания, когда воздух направлен выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

9. Система по п. 7, в которой привод двигателя включает в себя дроссельный клапан, а контроллер выполнен с возможностью уменьшения открытого положения дроссельного клапана для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно открытого положения, когда воздух направлен выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

10. Система по п. 7, в которой привод двигателя включает в себя электроприводной вакуумный насос с переменным расходом, а контроллер выполнен с возможностью уменьшения расхода воздуха, перекачиваемого через электроприводной насос с переменным расходом для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно расхода, когда воздух направлен выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

11. Способ подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства, включающий этапы, на которых:

направляют воздух, выпущенный электроприводным вакуумным насосом, в систему впуска воздуха выше по потоку от турбонагнетателя, когда давление выше по потоку от турбонагнетателя является меньшим, чем давление во впускном коллекторе; и

направляют воздух, выпущенный электроприводным вакуумным насосом, во впускной коллектор, когда давление во впускном коллекторе является меньшим, чем давление выше по потоку от турбонагнетателя.

12. Способ по п. 11, дополнительно включающий этап, на котором:

регулируют привод двигателя для компенсации воздушного потока на основании направления воздуха, выпущенного электроприводным вакуумным насосом.

13. Способ по п. 12, в котором регулирование включает в себя этап, на котором задерживают момент зажигания системы зажигания для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно момента зажигания, когда воздух направляют выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

14. Способ по п. 12, в котором регулирование включает в себя этап, на котором уменьшают открытое положение дроссельного клапана для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно открытого положения, когда воздух направляют выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

15. Способ по п. 12, в котором электроприводной вакуумный насос является насосом с переменным расходом, а регулирование включает в себя этап, на котором уменьшают расход воздуха, перекачиваемого через электроприводной вакуумный насос с переменным расходом для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно расхода, когда воздух направляют выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

16. Система подачи вакуума к устройству потребления вакуума транспортного средства, содержащая:

систему впуска воздуха, включающую в себя:

турбонагнетатель, включающий в себя компрессор;

впускной коллектор, соединенный по текучей среде с компрессором; и

дроссельный клапан, расположенный во впускном коллекторе ниже по потоку от компрессора;

электроприводной вакуумный насос, выполненный с возможностью подачи вакуума к устройству потребления вакуума;

первый обратный клапан, расположенный между электроприводным вакуумным насосом и впускным коллектором, причем первый обратный клапан выполнен с возможностью направления воздуха, выпущенного из электроприводного вакуумного насоса, во впускной коллектор ниже по потоку от дроссельного клапана, когда давление во впускном коллекторе меньше, чем давление в системе впуска воздуха выше по потоку от компрессора; и

второй обратный клапан, расположенный между электроприводным вакуумным насосом и системой впуска воздуха выше по потоку от компрессора, при этом второй обратный клапан выполнен с возможностью направления воздуха в систему впуска воздуха выше по потоку от компрессора, когда давление в системе впуска воздуха выше по потоку от компрессора меньше, чем давление во впускном коллекторе.

17. Система по п. 16, дополнительно содержащая:

контроллер, выполненный с возможностью регулирования привода двигателя для компенсации потока воздуха на основании направления воздуха, выпущенного из электроприводного вакуумного насоса.

18. Система по п. 17, в которой привод двигателя включает в себя систему зажигания, а контроллер выполнен с возможностью задержки момента зажигания системы зажигания для компенсации воздуха, направляемого во впускной коллектор, относительно момента зажигания, когда воздух направлен выше по потоку от компрессора.

19. Система по п. 17, в которой привод двигателя включает в себя дроссельный клапан, а контроллер выполнен с возможностью уменьшения открытого положения дроссельного клапана для компенсации воздуха, направляемого ниже по потоку от турбонагнетателя, относительно открытого положения, когда воздух направлен выше по потоку от компрессора.

20. Система по п. 17, в которой привод двигателя включает в себя электроприводной вакуумный насос с переменным расходом, а контроллер выполнен с возможностью уменьшения расхода воздуха, перекачиваемого через электроприводной вакуумный насос с переменным расходом для компенсации воздуха, направляемого ниже по потоку от турбонагнетателя, относительно расхода, когда воздух направлен выше по потоку от компрессора.