СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2017 года по МПК F02D41/02 F02N11/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам управления двигателем, который может автоматически останавливаться и запускаться. Способы могут быть особенно полезны для снижения выбросов двигателя, связанных с перезапуском автоматически остановленного двигателя.

Уровень техники

В то время как транспортное средство является передвигающимся в заторе дорожного движения, может быть необходимым останавливать двигатель транспортного средства, чтобы сберегать топливо. Однако останов двигателя может вынуждать воздух всасываться через каталитический нейтрализатор ниже по потоку от двигателя. Воздух в каталитическом нейтрализаторе может предоставлять более высоким уровням NOx возможность выпускаться из системы выпуска транспортного средства. С другой стороны, может быть необходимым закачивать некоторое количество кислорода в каталитический нейтрализатор, так чтобы кислород был в распоряжении для окисления углеводородов, когда двигатель перезапускается. Таким образом, могут быть конфликтные требования в отношении того, необходимо или нет прокачивать воздух через двигатель во время останова двигателя.

Раскрытие изобретения

Автор в материалах настоящей заявки осознал вышеупомянутые недостатки, связанные с частыми автоматическими остановом и запуском двигателя, и разработали способ и систему.

Таким образом, согласно одному варианту предложен способ управления двигателем, включающий глушение двигателя, и регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора в момент глушения двигателя, при этом ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, регулируется на первую величину тока, когда емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора является большей, чем первая емкость накопления кислорода, и ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, регулируется на вторую величину тока, когда емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора является меньшей, чем вторая емкость накопления кислорода, причем первая величина тока является меньшей, чем вторая величина тока, а вторая емкость накопления кислорода является меньшей, чем первая емкость накопления кислорода.

Электрическим устройством преобразования энергии предпочтительно является электрический двигатель, механически присоединенный к коленчатому валу.

Двигатель предпочтительно глушится посредством выведения из работы искрового зажигания или потока топлива в двигатель.

Способ предпочтительно дополнительно включает повторное введение в работу двигателя в момент после глушения двигателя и до остановки двигателя в ответ на изменение намеренного запроса и состояние каталитического нейтрализатора.

Емкость накопления кислорода предпочтительно оценивают на основании температуры каталитического нейтрализатора.

Согласно другому варианту предложен способ управления двигателем, включающий глушение двигателя, и регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора в момент глушения двигателя, причем электрическое устройство преобразования энергии является стартером, включающим в себя шестерню, которая зацепляется, когда число оборотов двигателя является меньшим, чем пороговое число оборотов.

Согласно еще одному варианту предложен способ управления двигателем, включающий глушение двигателя, и регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора в момент глушения двигателя, причем регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, включает повышение величины тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, при уменьшении емкости накопления кислорода каталитического нейтрализатора.

Способ предпочтительно дополнительно включает задержку глушения на основании температуры каталитического нейтрализатора, включая вращение двигателя в течение более длительного периода времени, когда температура двигателя является большей, чем пороговая температура.

Электрическое устройство преобразования энергии предпочтительно представляет собой электрический двигатель, механически присоединенный к коленчатому валу.

Согласно еще одному варианту предложен способ управления двигателем, включающий глушение двигателя, и регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на количество кислорода, накопленного внутри каталитического нейтрализатора в момент глушения двигателя, при этом регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, включает повышение величины тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, при возрастании количества накопленного кислорода в электрическом устройстве преобразования энергии.

Способ предпочтительно дополнительно включает регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на глушение двигателя и количество кислорода, накопленного внутри каталитического нейтрализатора.

Способ предпочтительно дополнительно включает задержку глушения двигателя после запроса остановить двигатель в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора.

Глушение двигателя предпочтительно задерживается до тех пор, пока каталитический нейтрализатор не заработает в требуемом состоянии.

Способ предпочтительно дополнительно включает задержку глушения двигателя после запроса остановить двигатель в ответ на количество кислорода, накопленного внутри каталитического нейтрализатора.

Глушение двигателя предпочтительно задерживается до тех пор, пока каталитический нейтрализатор не заработает в требуемом состоянии.

Количество воздуха или топлива, подаваемых в двигатель, предпочтительно регулируется для направления каталитического нейтрализатора в требуемое состояние.

Способ предпочтительно дополнительно включает определение задержки глушения двигателя в ответ на состояние устройства снижения токсичности отработавших газов во время автоматического останова двигателя, причем состояние устройства снижения токсичности отработавших газов включает определяемый уровень накопления кислорода в устройстве снижения токсичности отработавших газов по сравнению с требуемым уровнем накопления кислорода, и регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на состояние устройства снижения токсичности отработавших газов при глушении двигателя.

Емкость накопления кислорода предпочтительно оценивают на основании температуры каталитического нейтрализатора для определения количества кислорода, накопленного внутри каталитического нейтрализатора.

Согласно еще одному варианту предложен способ управления двигателем, включающий глушение двигателя, и регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора в момент глушения двигателя, при этом регулирование тока включает, когда количество накопления кислорода является большим, чем первое пороговое значение, регулирование тока для обеспечения первой интенсивности замедления двигателя, а когда количество накопления кислорода не является большим, чем первое пороговое значение, обеспечения второй интенсивности замедления двигателя в ответ на количество накопления кислорода, не превышающее второе пороговое значение, и обеспечения третьей интенсивности замедления двигателя в ответ на количество накопления кислорода меньшее, чем второе пороговое значение, при этом вторая интенсивность является более низкой чем третья интенсивность.

Посредством регулирования тока, подаваемого в электрическое устройство, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, может быть возможным лучше регулировать количество воздуха, который накачивается в каталитический нейтрализатор, когда двигатель остановлен. Например, если каталитический нейтрализатор имеет большую емкость накопления кислорода, и низкое количество кислорода накоплено в каталитическом нейтрализаторе в момент времени, когда запрошен останов двигателя, двигателю может быть предоставлена возможность проворачиваться заданное первое количество раз от инициации останова двигателя до момента времени, когда число оборотов двигателя имеет значение ноль. В качестве альтернативы, если каталитический нейтрализатор имеет высокую емкость накопления кислорода, и большая доля имеющейся в распоряжении емкости накопления кислорода использована в момент запроса останова двигателя, двигателю может быть предоставлена возможность проворачиваться заданное второе количество раз от инициации запроса останова двигателя до момента времени, когда число оборотов двигателя имеет значение ноль. В одном из примеров, второе количество является меньшим, чем первое количество, так что меньшее количество воздуха может прокачиваться через каталитический нейтрализатор двигателем, когда использована большая доля емкости накопления кислорода каталитического нейтрализатора. Таким образом, останов двигателя может управляться для регулирования рабочего состояния каталитического нейтрализатора при подготовке к перезапуску двигателя.

Настоящее изобретения может обеспечивать несколько преимуществ. Более конкретно, подход может снижать выбросы двигателя во время запуска двигателя. Дополнительно, подход может быть применим к многообразию электрических машин, которые работают с двигателем. Например, подход может быть реализован со стартером, который зацепляется посредством шестерни. Кроме того, подход может быть реализован с интегрированным стартером/генератором переменного тока, который присоединен к коленчатому валу двигателя через ремень. Кроме того, подход может быть применимым к системе, где электрическая машина механически присоединена непосредственно к коленчатому валу двигателя.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего изобретения станут без труда очевидны из последующего подробного описания при рассмотрении в одиночку или вместе с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Она не идентифицирует 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 решают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

Краткое описание чертежей

Преимущества, описанные в материалах настоящей заявки, станут более понятными при прочтении примера, указанного в материалах настоящей заявки как подробное описание, рассматриваемого в одиночку или вместе с чертежами, на которых:

Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему двигателя;

Фиг. 2 представляет собой примерную компоновку системы силовой передачи;

Фиг. 3-4 иллюстрируют графики числа оборотов двигателя во время останова двигателя; и

Фиг. 5 и 6 представляют собой блок-схемы последовательности операций способов примерного способа останова двигателя.

Подробное описание изобретения

Настоящее описание имеет отношение к управлению двигателем, который может автоматически останавливаться и запускаться. В одном из неограничивающих примеров, двигатель может быть сконфигурирован, как проиллюстрировано на фиг. 1. Кроме того, двигатель может быть частью силовой передачи транспортного средства, как проиллюстрировано на фиг. 2. Останов двигателя может выполняться согласно способу, описанному фиг. 5 и 6. Способ по фиг. 5 и 6 может использоваться для управления двигателем, как показано на фиг. 3 и 4.

Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого 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 них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответственный впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. В качестве альтернативы, один или более из впускных и выпускных клапанов могут приводиться в действие электромеханически управляемым узлом катушки и якоря клапана. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается на топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 68, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62 воздухозаборника, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 воздухозаборника для регулирования потока воздуха из воздухозаборника 42 во впускной коллектор 44. В одном из примеров, двухкаскадная топливная система высокого давления может использоваться для формирования более высоких давлений топлива.

Система 88 зажигания выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал из контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.

Стартер 96 двигателя может избирательно зацепляться с маховиком 98, который присоединен к коленчатому валу 40, чтобы вращать коленчатый вал 40. Стартер 96 двигателя может приводиться в действие посредством сигнала из контроллера 12. В некоторых примерах, стартер 96 двигателя может приводиться в действие без ввода от водителя специального входного сигнала останова/пуска двигателя (например, клавишного выключателя или нажимной кнопки). Скорее, стартер 96 двигателя может приводиться в действие посредством шестерни 91, когда водитель отпускает тормозную педаль или нажимает педаль 130 акселератора (например, устройство ввода, которое не имеет единственную цель останова и/или запуска двигателя). Таким образом, двигатель 10 может автоматически запускаться посредством стартера 96 двигателя для сбережения топлива.

Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности отработавших газов, каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехкомпонентного типа.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, дежурную память 110 и традиционную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания силы, приложенной ступней 132; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120; барометрическое давление с датчика 124; и измерение положения дросселя воздухозаборника с датчика 58. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 118 положения двигателя вырабатывает заданное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту). Контроллер также регулирует ток у обмотки 97 возбуждения для регулирования крутящего момента, прикладываемого стартером 96 к коленчатому валу 40.

В некоторых примерах, двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых примерах, могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.

Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, с тем чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров, с тем чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливо-воздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное показано просто в качестве примера, и что установки момента открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.

Фиг. 2 - структурная схема силовой передачи 200 транспортного средства. Силовая передача 200 может быть механизирована двигателем 10. Двигатель 10 может запускаться пусковой системой двигателя, как показано на фиг. 1, или посредством ремня, приводимого в движение стартером/генератором 277 переменного тока или элекродвигателем-генератором 279. Кроме того, двигатель 10 может вырабатывать или регулировать крутящий момент посредством исполнительного механизма 204 крутящего момента, такого как топливная форсунка, дроссель воздухозаборника, и т.д.

Крутящий момент на выходе двигателя может передаваться на гидротрансформатор 206, чтобы приводить в движение автоматическую трансмиссию 208, через входной вал 236 трансмиссии. Кроме того, одна или более муфт могут приводиться в зацепление, в том числе, муфта 210 переднего хода и зубчатые муфты 230 для приведения в движение транспортного средства. В одном из примеров, гидротрансформатор может указываться ссылкой как компонент трансмиссии. Кроме того, трансмиссия 208 может включать в себя множество зубчатых муфт 230, которые могут приводиться в зацепление по необходимости, чтобы активировать множество постоянных передаточных чисел. Выходная мощность гидротрансформатора, в свою очередь, может регулироваться муфтой 212 блокировки гидротрансформатора. Например, когда муфта 212 блокировки гидротрансформатора полностью расцеплена, гидротрансформатор 206 передает крутящий момент двигателя на автоматическую трансмиссию 208 посредством переноса текучей среды между турбиной гидротрансформатора и насосным колесом гидротрансформатора, тем самым, давая возможность умножения крутящего момента. В противоположность, когда муфта 212 блокировки гидротрансформатора полностью зацеплена, крутящий момент на выходе двигателя передается непосредственно через муфту гидротрансформатора на входной вал 236 трансмиссии 208. В качестве альтернативы, муфта 212 блокировки гидротрансформатора может зацепляться частично, тем самым, давая возможность регулироваться величине крутящего момента, передаваемого на трансмиссию. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью регулирования величины крутящего момента, передаваемого гидротрансформатором 212, посредством регулирования муфты блокировки гидротрансформатора в ответ на различные условия работы двигателя или на основании основанного на водителе запроса режима работы двигателя.

Крутящий момент на выходе из автоматической трансмиссии 208, в свою очередь, может передаваться на колеса 216, чтобы приводить транспортное средство в движение, через выходной вал 234 трансмиссии. Более конкретно, автоматическая трансмиссия 208 может передавать входной вращающий момент на входном валу 236 в ответ на состояние перемещения транспортного средства перед передачей выходного вращающего момента на колеса.

Кроме того, сила трения может прикладываться к колесам 216 посредством приведения в действие колесных тормозов 218. В одном из примеров, колесные тормоза 218 могут приводиться в действие в ответ на нажимание водителем его ступней на тормозную педаль (не показана). Таким же образом, сила трения может снижаться в отношении колес 216 посредством отведения колесных тормозов 218 в ответ на отпускание водителем своей ступни с тормозной педали. Кроме того, тормоза транспортного средства могут прикладывать силу трения к колесам 216 в качестве части процедуры автоматического останова двигателя.

Механический масляный насос 214 может находиться в сообщении по текучей среде с автоматической трансмиссией 208, чтобы выдавать гидравлическое давление для приведения в действие различных муфт, таких как муфта 210 переднего хода и/или муфта 212 блокировки гидротрансформатора. Механический масляный насос 214, например, может приводиться в действие в соответствии с гидротрансформатором 212, и может приводиться в движение вращением входного вала двигателя или трансмиссии. Таким образом, гидравлическое давление, вырабатываемое в механическом масляном насосе 214, может повышаться по мере того, как увеличивается число оборотов двигателя, и может снижаться по мере того, как уменьшается число оборотов двигателя. Электрический масляный насос 220, также находящийся в сообщении по текучей среде с автоматической трансмиссией, но работающий независимо от движущей силы двигателя 10 или трансмиссии 208, может быть предусмотрен для добавления гидравлического давления механического масляного насоса 214. Электрический масляный насос 220 может приводиться в движение электродвигателем (не показан), на который может подаваться электрическая мощность, например, аккумуляторной батареей (не показана).

Входная частота вращения трансмиссии может контролироваться посредством датчика 240 частоты вращения входного вала трансмиссии. Выходная частота вращения трансмиссии может контролироваться посредством датчика 244 частоты вращения выходного вала трансмиссии. В некоторых примерах, акселерометр 250 может предоставлять данные ускорения транспортного средства в контроллер 12, так что кулачковые муфты 210 и 230 могут управляться посредством клапанов 280-286 во время запуска двигателя и пуска в ход транспортного средства.

Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью приема входных сигналов с двигателя 10, как подробнее показано на фиг. 1, и соответствующим образом управлять крутящим моментом на выходе двигателя и/или работой гидротрансформатора, трансмиссии, муфт и/или тормозов. В качестве одного из примеров, крутящий момент на выходном валу может управляться посредством регулирования комбинации установки момента зажигания, длительности импульса топлива, установки момента импульса топлива и/или заряда воздуха посредством управления открыванием дросселя воздухозаборника и/или установкой фаз клапанного распределения, подъемом клапана и давлением наддува для двигателей с нагнетателем и турбонагнетателем. В случае дизельного двигателя, контроллер 12 может управлять крутящим моментом на выходном валу двигателя, управляя комбинацией длительности импульса, установки момента импульса топлива и заряда воздуха. Во всех случаях, управление двигателем может выполняться на основе цилиндр за цилиндром, чтобы регулировать крутящий момент на выходном валу двигателя.

Когда условия остановки на холостом ходу удовлетворены, контроллер 12 может инициировать остановку двигателя посредством отключения топлива и зажигания у двигателя. Давление колесных тормозов также может регулироваться во время отключения двигателя на основании давления муфты, чтобы содействовать ограничению движения транспортного средства.

Когда удовлетворены условия запуска двигателя, и/или водитель транспортного средства желает пустить в ход транспортное средство, контроллер 12 может повторно активировать двигатель, возобновляя сгорание в цилиндрах. Чтобы пустить в ход транспортное средство, трансмиссия 208 может разблокироваться, и колесные тормоза 218 могут отпускаться, чтобы вернуть крутящий момент на ведущие колеса 216. Давление муфты может регулироваться, чтобы разблокировать трансмиссию, с помощью клапанов 280-286 наряду с тем, что давление колесных тормозов может регулироваться для координирования отпускания тормозов при разблокировании трансмиссии и пуском в ход транспортного средства.

Таким образом, система по фиг. 1 и 2 предусматривает систему для управления двигателем, содержащую: двигатель, включающий в себя коленчатый вал; систему выпуска, присоединенную к двигателю, система выпуска включает в себя устройство снижения токсичности отработавших газов; электрическое устройство преобразования энергии, подающее крутящий момент на коленчатый вал; и контроллер, включающий в себя исполняемые команды, хранимые на постоянном носителе, для задержки глушения двигателя в ответ на состояние устройства снижения токсичности отработавших газов во время автоматического останова двигателя.

В одном из примеров, система учитывает те случаи, когда контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, в ответ на состояние устройства снижения токсичности отработавших газов во время запроса останова двигателя. Система также учитывает те случаи, когда контроллер включает в себя дополнительные команды для выдачи запроса останова двигателя. Система учитывает те случаи, когда контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования положения дросселя воздухозаборника в ответ на состояние устройства снижения токсичности отработавших газов. Система также учитывает те случаи, когда контроллер включает в себя дополнительные команды для регулирования состояния устройства снижения токсичности отработавших газов на требуемое состояние во время автоматического останова двигателя, и где автоматический останов двигателя включает в себя время от запроса остановить двигатель до того, когда двигатель прекращает вращение.

Далее, со ссылкой на фиг. 3, показан моделированный примерный график разных профилей числа оборотов двигателя в ответ на запрос остановить двигатель. Фиг. 3 также включает в себя моделированные профили тока, подаваемые в электрическое устройство преобразования энергии, которое выдает крутящий момент для останова двигателя. Профили числа оборотов двигателя по фиг. 3 могут выдаваться контроллером 12 по фиг. 1, выполняющим команды способов по фиг. 5 и 6.

График показывает число оборотов двигателя в направлении оси Y, и число оборотов двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. График включает в себя вторую ось Y, представляющую ток возбуждения электрического устройства преобразования энергии. Ток возбуждения возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается от левой стороны фигуры к правой стороне фигуры. Вертикальные метки указывают интересующие моменты времени в Т₁-Т₃. Первая траектория числа оборотов двигателя указана кривой 302. Вторая траектория числа оборотов двигателя указана кривой 304. Ток возбуждения, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, для кривой 302 траектории числа оборотов двигателя, указан кривой 306. Ток возбуждения, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, для кривой 304 траектории числа оборотов двигателя, указан кривой 308.

В момент Т₀ времени, двигатель является работающим на установившемся числе оборотов, например, числе оборотов холостого хода, и был заявлен запрос останова двигателя. Кроме того, ток возбуждения находится на низком уровне. Запрос останова двигателя формируется в момент T₁ времени. Если количество кислорода, накопленное в каталитическом нейтрализаторе, является большим, чем пороговое значение, число оборотов двигателя регулируется во время останова двигателя вдоль траектории, указанной кривой 302. Таким образом, число оборотов двигателя снижается с большей скоростью по сравнению с кривой 304. Соответственно, меньшее количество воздуха может прокачиваться через двигатель в каталитический нейтрализатор, в то время как останавливается двигатель. Такая же траектория кривой 302 может получаться двигателем, когда каталитический нейтрализатор имеет емкость накопления кислорода, меньшую чем пороговый уровень, например, когда температура каталитического нейтрализатора является меньшей, чем пороговая температура. Отметим, что емкость накопления каталитического нейтрализатора может меняться в зависимости от температуры каталитического нейтрализатора. С другой стороны, если каталитический нейтрализатор имеет емкость накопления кислорода, большую чем пороговое значение, и меньшее, чем пороговое, количество кислорода накоплено каталитическим нейтрализатором, число оборотов двигателя может осуществлять траекторию кривой 304. Таким образом, дополнительный кислород может накачиваться двигателем в каталитический нейтрализатор, когда каталитический нейтрализатор имеет высокую емкость накопления кислорода, и наряду с тем, что меньшее, чем пороговое, количество кислорода накоплено внутри каталитического нейтрализатора.

Может быть обнаружено, что временная длительность от момента T₁ времени до момента Т₂ времени (когда число оборотов двигателя имеет значение ноль для кривой 302), является более короткой, чем временная длительность от момента T₁ времени до момента Т₃ (когда число оборотов двигателя является нулевым для кривой 304). Посредством укорачивания времени вращения двигателя, может быть возможным снижать количество воздуха, накачиваемого двигателем в каталитический нейтрализатор. Наоборот, увеличение времени, которое вращается двигатель, может увеличивать количество кислорода, которое накачивается двигателем в каталитический нейтрализатор. Дополнительно, количество воздуха, накачиваемого в каталитический нейтрализатор, может дополнительно регулироваться посредством изменения положения дросселя или установки момента открывания и закрывания впускных и выпускных клапанов. Например, дополнительный кислород может накачиваться в каталитический нейтрализатор посредством открывания дросселя. Меньшее количество кислорода может накачиваться в каталитический нейтрализатор посредством закрывания дросселя. Также может наблюдаться, что число оборотов двигателя по кривым 302 и 304 начинает одновременно снижаться после момента T₁ времени; однако момент времени, в который число оборотов двигателя достигает нуля различается между кривыми.

Числа оборотов двигателя по кривым 302 и 304 регулируются посредством регулирования крутящего момента, прикладываемого к двигателю через электрическую машину. В одном из примеров, стартер вводится в зацепление, и ток возбуждения регулируется, как указано кривыми 306 и 308, чтобы изменять крутящий момент, выдаваемый на двигатель через стартер. Ток показан начинающимся на низком уровне и увеличивающимся со временем. В других примерах, ток может начинаться на высоком уровне и снижаться со временем. Подобным образом, ток возбуждения стартера/генератора переменного тока или электродвигателя/генератора может регулироваться для увеличения или уменьшения времени останова двигателя (например, времени от запроса останова двигателя до момента времени, когда число оборотов двигателя является нулевым).

Далее, со ссылкой на фиг. 4, показан альтернативная траектория останова двигателя в ответ на запрос остановить двигатель. Профили числа оборотов двигателя по фиг. 4 могут выдаваться контроллером 12 по фиг. 1, выполняющим команды способов по фиг. 5 и 6.

График показывает число оборотов двигателя в направлении оси Y, и число оборотов двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Вторая ось Y предоставлена, чтобы показывать величину тока возбуждения, выдаваемого в электрическое устройство преобразования энергии. Ток возбуждения возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается от левой стороны фигуры к правой стороне фигуры. Вертикальные метки указывают интересующие моменты времени на T₁-Т₃. Траектория числа оборотов двигателя указана кривой 402.

В момент Т₀ времени, двигатель является работающим на требуемом числе оборотов, например, числе оборотов холостого хода, и нет запроса остановить двигатель. Кроме того, ток возбуждения, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, находится на низком уровне. В момент T₁ времени, делается запрос, чтобы остановить двигатель. Запрос останова двигателя может быть основан на состоянии транспортного средства, таком как число оборотов двигателя, скорость транспортного средства и нажата или нет тормозная педаль. Однако в этом примере, останов двигателя задерживается, так чтобы двигатель мог работать наряду с тем, что состояние каталитического нейтрализатора регулируется посредством изменения впрыска топлива. Например, если большее, чем пороговое, количество кислорода накоплено в каталитическом нейтрализаторе, количество топлива, впрыскиваемое в двигатель, может увеличиваться, чтобы обогащать топливо-воздушную смесь двигателя. В качестве альтернативы, если меньшее, чем пороговое, количество кислорода накоплено в каталитическом нейтрализаторе, количество топлива, впрыскиваемое в двигатель, может уменьшаться, чтобы обеднять топливо-воздушную смесь двигателя. Таким образом, состояние каталитического нейтрализатора может регулироваться до того, как снабжение топливом и/или искровое зажигание выведены из работы. Время между моментом T₁ времени и моментом Т₂ времени в этом примере является временем для регулирования состояния каталитического нейтрализатора в ответ на запрос останова двигателя. Время задержки может быть заданным временем, или оно может быть временем, которое занимает, чтобы каталитический нейтрализатор достигал требуемого состояния, как указано датчиком кислорода. Например, двигатель может работать на богатой или бедной смеси до тех пор, пока выходной сигнал датчика кислорода не достигает порогового уровня.

В момент Т₂ времени, каталитический нейтрализатор достиг требуемого состояния. Как результат, искровое зажигание и снабжение топливом выводятся из работы, и двигатель останавливается. Кроме того, ток возбуждения, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, указанное кривой 404, увеличивается, чтобы повышать крутящий момент, приложенный к коленчатому, валу двигателя. Таким образом, траектория числа оборотов двигателя регулируется посредством регулирования крутящего момента, приложенного к коленчатому валу двигателя через электрическое устройство преобразования энергии. Таким образом, останов двигателя может задерживаться до тех пор, пока каталитический нейтрализатор не достигает требуемого состояния, а затем, число оборотов двигателя может регулироваться после задержки и во время глушения двигателя, чтобы гарантировать, что каталитический нейтрализатор остается в требуемом состоянии, когда число оборотов двигателя достигает нулевого числа оборотов.

Следует отметить, что требуемое состояние каталитического нейтрализатора и траектория числа оборотов двигателя во время останова двигателя могут подвергаться поправке на условия работы. Например, двигателю может быть предоставлена возможность вращаться в течение более длительного периода времени, когда температура каталитического нейтрализатора является большей, чем пороговое значение. Подобным образом, двигателю может быть предоставлена возможность вращаться в течение более длительного периода времени, когда температура двигателя является большей, чем пороговая температура.

Далее, со ссылкой на фиг. 5, показана блок-схема последовательности операций примерного способа останова двигателя. Способ по фиг. 5 может выполняться посредством команд, хранимых в постоянной памяти контроллера, такого как описанный на фиг. 1 и 2. Способ по фиг. 5 может предусматривать последовательности останова двигателя, описанные на фиг. 3 и 4.

На 502, способ 500 оценивает, присутствует или нет автоматический запрос останова двигателя. В других примерах, способ 500 может переходить на 504 каждый раз, когда формируется запрос останова двигателя, независимо от того, сформирован ли запрос останова двигателя водителем, или автоматически контроллером. Автоматический запрос останова двигателя может заявляться, когда присутствуют выбранные условия работы. Например, автоматический запрос останова двигателя может происходить, когда скорость транспортного средства является нулевой, когда достигнуто число оборотов холостого хода двигателя, и когда нажата тормозная педаль. Если способ 500 делает вывод, что присутствует автоматический запрос останова двигателя, ответом является Да, и способ 500 переходит на 504. Иначе, ответом является Нет, и способ 500 переходит на выход.

На 504, способ 500 определяет емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора во время запроса останова двигателя. В одном из примеров, емкость накопления каталитического нейтрализатора определяется согласно способу, описанному в патенте США под №6,453,662, который настоящим фактически включен в состав посредством ссылки. Таким образом, в одном из примеров, емкость накопления каталитического нейтрализатора оценивается на основании температуры каталитического нейтрализатора и свойств тонкого покрытия. В частности, температуры брикетов катализатора используются для индексации таблиц или функций, которые выводят емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора в ответ на температуру каталитического нейтрализатора. Выходные данные таблиц или функций могут подвергаться поправке на ухудшение характеристик каталитического нейтрализатора. Емкость накопления кислорода каждого брикета катализатора суммируется с емкостью накопления кислорода других брикетов катализатора в системе выпуска двигателя, чтобы давать суммарную емкость накопления кислорода системы выпуска двигателя. Способ 500 переходит на 506 после того, как определена емкость накопления кислорода системы выпуска.

На 506, способ 500 определяет количество кислорода, накопленного в системе выпуска двигателя. В одном из примеров, количество кислорода, накопленное в системе выпуска двигателя, определяется согласно способу, описанному в патенте США под №6,453,662. В частности, количество кислорода, втекающее в систему выпуска, оценивается согласно следующему уравнению:

O₂=А[1-ψ)⋅(1+у/4)]⋅32

Где О₂ - количество кислорода, втекающего в систему выпуска, ψ - соотношение сжигаемой топливо-воздушной смеси, и где у - переменная, которая является зависящей от сжигаемого топлива. Значение у для бензина имеет значение 1,85. А представляет молярный расход воздуха в выпускном коллекторе 48 и оценивается согласно следующему уравнению:

Где MWO₂ - молекулярная масса кислорода (32), MWN₂ молекулярная масса азота (28), и у - значение, которое меняется в зависимости от свойств сжигаемого топлива. Изменение накопления кислорода в каталитическом нейтрализаторе выражается как для адсорбируемого кислорода:

Изменение накопления кислорода в каталитическом нейтрализаторе выражается как для десорбируемого кислорода:

Где С₁-С₃ - переменные, зависящие от характеристик каталитического нейтрализатора, С₄ - адаптивный параметр, который предусматривал регулирование обратной связи для оцененного уровня кислорода, Kd и Ka - скорости десорбции и адсорбции каталитического нейтрализатора, ΔТ изменение температуры

каталитического нейтрализатора, max О₂ - максимальная емкость накопления каталитического нейтрализатора, stored О₂ присутствующее количество накопленного кислорода, Catvol - объем каталитического нейтрализатора, а N₁, N₂, Z₁ и Z₂ - экспериментально определенные показатели, которые выражают вероятность адсорбции и десорбции. Начальное количество накопления кислорода каталитического нейтрализатора оценивается на основании условий работы каталитического нейтрализатора во время запуска двигателя, затем изменение по кислороду добавляется к оценке, чтобы выдать количество кислорода, накопленное в каталитических нейтрализаторах системы выпуска. Способ 500 переходит на 508 после того, как определено оцениваемое количество кислорода, накопленного в каталитических нейтрализаторах.

На 508, способ 500 оценивает, находится или нет каталитический нейтрализатор в требуемом рабочем состоянии. В одном из примеров, требуемое состояние каталитического нейтрализатора может включать в себя требуемую емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора и требуемое количество кислорода, накопленное в каталитическом нейтрализаторе. Требуемая емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора может подвергаться поправке на условия работы двигателя и транспортного средства. Например, требуемая емкость накопления кислорода может увеличиваться по мере того, как увеличивается температура и время работы двигателя. Подобным образом, требуемое количество накопленного кислорода может меняться в зависимости от условий работы. Например, требуемое количество накопленного кислорода может снижаться с повышением температуры двигателя. Если способ 500 определяет, что каталитический нейтрализатор находится в требуемом рабочем состоянии, ответом является Да, и способ 500 переходит на 516. Иначе, ответом является Нет, и способ 500 переходит на 510.

На 510, способ 500 оценивает, находится или нет каталитический нейтрализатор за большую, чем пороговую, величину, от требуемого состояния каталитического нейтрализатора. Например, если каталитический нейтрализатор находится на емкости накопления кислорода, меньшей, чем пороговое значение, ответом является Да, и способ 500 переходит на 514. В еще одном примере, если каталитический нейтрализатор является хранящим большее, чем пороговое, количество кислорода, ответом является Да, и способ переходит на 514. В еще одном другом примере, если количество накопления кислорода каталитического нейтрализатора является меньшим, чем требуемое количество кислорода, ответом является Да, и способ 500 переходит на 514. Если способ 500 делает вывод, что каталитический нейтрализатор находится за большую, чем пороговая, величину от требуемого состояния, ответом является Да, и способ 500 переходит на 514. Иначе, ответом является Нет, и способ 500 переходит на 512.

На 514, способ 500 задерживает глушение двигателя (например, выведение из работы снабжения топливом и/или искрового зажигания). Величина задержки может меняться в зависимости от того, насколько долго занимает, чтобы состояние каталитического нейтрализатора достигало требуемого состояния. Например, если емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора является меньшей, чем требуется, двигатель может приводиться в действие до тех пор, пока не достигнута требуемая емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора. Подобным образом, если большее, чем требуемое, количество кислорода накоплено в каталитическом нейтрализаторе, двигатель может работать до тех пор, пока количество кислорода, накопленное в каталитическом нейтрализаторе, не уменьшено до требуемого уровня. Другими словами, работа двигателя может продолжаться до тех пор, пока каталитический нейтрализатор не достигает требуемых условий работы.

Состояние каталитического нейтрализатора может регулироваться несколькими способами. Например, количество кислорода, накопленное в каталитическом нейтрализаторе, может повышаться посредством обеднения топливо-воздушной смеси, подаваемой в двигатель, или посредством вдувания воздуха в систему выпуска. Количество кислорода, накопленное в каталитическом нейтрализаторе, может снижаться посредством обогащения топливо-воздушной смеси, подаваемой в двигатель. Емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора может увеличиваться посредством повышения температуры каталитического нейтрализатора. В одном из примеров, температура каталитического нейтрализатора повышается посредством осуществления запаздывания установки момента зажигания и увеличения потока воздуха в двигателе. Емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора может снижаться посредством осуществления опережения установки момента зажигания и уменьшения потока воздуха в двигателе. Способ 500 возвращается на 508 после того, как произведены регулирования для изменения состояния каталитического нейтрализатора.

На 512, способ 500 регулирует количество топлива и количество воздуха, когда глушится двигатель. В одном из примеров, впрыск топлива в цилиндры двигателя для сжигания в цилиндрах выводится из работы в ответ на запрос останова двигателя. Однако дополнительное топливо может впрыскиваться позже (например, во время такта выпуска цилиндра после воспламенения), чтобы регулировать количество воздуха, накопленного в каталитическом нейтрализаторе во время глушения двигателя. В других примерах, количество воздуха, поступающего в цилиндры двигателя во время глушения двигателя, может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от количества кислорода, накопленного в каталитическом нейтрализаторе. Например, если количество кислорода, накопленного в каталитическом нейтрализаторе, является меньшим, чем требуется, дроссель может открываться для увеличения потока воздуха через двигатель. Если количество кислорода, накопленного в каталитическом нейтрализаторе, является большим, чем требуется, дроссель может дополнительно закрываться, чтобы уменьшить поток воздуха через двигатель. В этих способах, состояние каталитического нейтрализатора может регулироваться в ответ на запрос останова двигателя во время глушения двигателя. Регулирования на 512 могут производиться до или после того, как искровое зажигание или снабжение топливом, подаваемые в цилиндр, выведены из работы для сгорания в цилиндре. Способ 500 переходит на 518 после того, как выполнены регулирования для изменения состояния каталитического нейтрализатора.

На 516, способ 500 выводит из работы искровое зажигание и снабжение топливом, подаваемые в двигатель, чтобы останавливать двигатель. Искровое зажигание и снабжение топливом могут выводиться из работы незамедлительно в ответ на запрос остановить двигатель, например, в середине события впрыска или зажигания. В качестве альтернативы, искровое зажигание и снабжение топливом могут выводиться из работы после того, как завершены все события впрыска топлива, которые находятся в процессе выполнения. Способ 500 переходит на 520 после того, как искровое зажигание и/или снабжение топливом выведены из работы для цилиндра.

На 520, способ 500 оценивает, есть или нет условие изменения намерения водителя, присутствующее после того, как искровое зажигание и/или снабжение топливом выведены из работы. Условие изменения намерения может быть присутствующим, когда водитель отпускает тормозную педаль после того, как выведена из работы подача зажигания и топлива в двигатель. Отпускание тормоза может быть указанием намерения водителя возобновить вождение транспортного средства. Если изменение намерения определено способом 500, ответом является Да, и способ 500 переходит на 522. Если изменение намерения не определено способом 500, ответом является Нет, и способ 500 переходит на 528.

На 522, способ 500 оценивает, является или нет число оборотов двигателя меньшим, чем требуемое пороговое значение. Требуемое пороговое значение может быть числом оборотов двигателя, где нежелательно перезапускать двигатель без помощи электродвигателя или стартера. Например, если число оборотов двигателя является меньшим, чем 350 оборотов в минуту, может быть нежелательным перезапускать двигатель без содействия со стороны электродвигателя. Таким образом, в этом примере, 350 оборотов в минуту является пороговым числом оборотов. Если число оборотов двигателя является меньшим, чем пороговое число оборотов, ответом является Да, и способ 500 переходит на 530. Иначе, ответом является Нет, и способ 500 переходит на 524.

На 524, способ 500 повторно вводит в действие искровое зажигание и снабжение топливом, подаваемые на двигатель, и двигатель перезапускается. Кроме того, положение дросселя может регулироваться для увеличения количества воздуха, поступающего в двигатель, так чтобы дополнительный крутящий момент мог выдаваться двигателем. В примерах, где состояние каталитического нейтрализатора является таким, что количество кислорода, накопленное в каталитическом нейтрализаторе, является меньшим, чем пороговое количество, возобновление снабжения топливом и искрового зажигания может задерживаться до тех пор, пока число оборотов двигателя не является меньшим, чем пороговое число оборотов, или до тех пор, пока требуемое количество воздуха не прокачивается через двигатель. Таким образом, посредством задержки повторного ввода в действие двигателя, состояние каталитического нейтрализатора может быстрее регулироваться в требуемое состояние. Такая операция может быть особенно полезной, когда топливо-воздушная смесь двигателя обогащается в ответ на запрос останова двигателя в подготовке к прокачиванию воздуха через двигатель. Как результат, обогащение топливо-воздушной смеси во время глушения двигателя может уравновешиваться осуществлением потока воздуха в каталитический нейтрализатор до того, как двигатель перезапущен посредство возобновления искрового зажигания и снабжения топливом. Способ 500 переходит на выход после того, как двигатель перезапущен.

На 528, способ 500 оценивает, является или нет число оборотов двигателя меньшим, чем пороговое значение. Пороговое число оборотов двигателя может меняться в зависимости от условий работы двигателя и на основании конфигурации электродвигателя/генератора переменного тока, который может прикладывать крутящий момент к коленчатому валу двигателя. Например, способ 500 может переходить на 530, если число оборотов двигателя является меньшим, чем 300 оборотов в минуту, когда электрический двигатель/генератор переменного тока, зацепленные с двигателем через шестерню, имеется в распоряжении для прикладывания крутящего момента к коленчатому валу двигателя. В качестве альтернативы, если электродвигатель/генератор переменного тока присоединен к коленчатому валу непосредственно или через ремень, электродвигатель/генератор переменного тока может начинать прикладывание крутящего момента к коленчатому валу двигателя при более высоком пороговом значении числа оборотов двигателя, например, 800 оборотах в минуту. Таким образом, пороговое число оборотов двигателя на 528 может иметь значение 800 оборотов в минуту или выше в некоторых примерах. Если способ 500 делает вывод, что число оборотов двигателя является меньшим, чем пороговое число оборотов двигателя, ответом является Да, и способ 500 переходит на 530. Иначе, ответом является Нет, и способ 500 возвращается на 520.

На 530, способ 500 вводит электрическое устройство преобразования энергии (например, электродвигатель/генератор переменного тока) в зацепление с двигателем, чтобы прикладывать крутящий момент к двигателю. Этап 530 может быть опущен, если электрическое устройство преобразования энергии присоединено к двигателю через ремень или непосредственное соединение. В одном из примеров, шестерня вводит электрическое устройство преобразования энергии в зацепление с двигателем. Способ 500 переходит на 532 после того, как электрическое устройство преобразования энергии зацеплено с двигателем.

На 532, способ 500 регулирует ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, в ответ на состояние каталитического нейтрализатора. В одном из примеров, ток может подаваться в электрическое устройство преобразования энергии с первой интенсивностью, когда емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора является меньшей, чем первая пороговая величина. Ток может подаваться в электрическое устройство преобразования энергии со второй интенсивностью, когда емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора является большей, чем вторая пороговая величина. А первая интенсивность тока может быть более высокой, чем вторая интенсивность тока. Таким образом, когда емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора является большей, чем первое пороговое значение, ток может подаваться на обмотку возбуждения генератора переменного тока на первой интенсивности, чтобы снижать число оборотов двигателя на первой скорости. Когда емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора является меньшей, чем второе пороговое значение, второе пороговое значение меньше, чем первое пороговое значение, ток может подаваться на обмотку возбуждения генератора переменного тока на второй интенсивности, вторая интенсивность тока является большей, чем первая интенсивность тока. Таким образом, число оборотов двигателя снижается с второй скоростью, когда емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора низка, вторая скорость снижения числа оборотов двигателя является большей, чем первая скорость снижения числа оборотов двигателя. Фиг. 6 дает дополнительные подробности для регулирования тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, содействующее останову двигателя. Способ 500 переходит на 534 после того, как отрегулирован ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии.

На 534, двигатель переводится в остановленное состояние электрическим двигателем/генератором переменного тока, прикладывающим крутящий момент к коленчатому валу двигателя. В некоторых примерах, тот же самый электрический двигатель/генератор переменного тока может содействовать перезапуску двигателя посредством прикладывания крутящего момента к двигателю, когда запрошен перезапуск двигателя. Способ 500 переходит на выход после того, как двигатель остановлен.

Далее, со ссылкой на фиг. 6, показана блок-схема последовательности операций примерного способа управления для электрического устройства преобразования энергии. Способ по фиг. 6 может выполняться посредством команд, хранимых в постоянной памяти контроллера, такого как описанный на фиг. 1 и 2. Способ по фиг. 6 может предусматривать последовательности останова двигателя, описанные на фиг. 3 и 4, и может работать вместе со способом по фиг. 5.

На 602, способ 600 оценивает, является или нет емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора большей, чем пороговая емкость. Пороговая емкость может меняться на основании условий работы двигателя. Например, пороговая емкость может увеличиваться по мере того, как увеличивается рабочая температура двигателя. Если способ 600 делает вывод, что емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора в момент времени запроса останова двигателя является большей, чем пороговое значение, ответом является Да, и способ 600 переходит на 604. Иначе, ответом является Нет, и способ 600 переходит на 606.

На 606, способ 600 регулирует ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, на первую интенсивность, чтобы замедлять двигатель с первой скоростью. В некоторых вариантах осуществления, первая интенсивность тока может быть постоянной. В других примерах, первая интенсивность тока может меняться по мере того, как возрастает время, которое ток приложен к электрическому устройству преобразования энергии, до тех пор, пока двигатель не прекращает вращение. Например, величина тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, может возрастать по мере того, как возрастает время, которое ток прикладывается к электрическому устройству преобразования энергии. В одном из примеров, величина тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии на первой интенсивности, является большей, чем величина тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии на второй и третьей интенсивностях подаваемого тока. Электрическое устройство преобразования энергии может останавливать двигатель быстрее (например, за более короткое время между запросом останова двигателя и нулевым числом оборотов двигателя), когда более высокая величина тока подается на электрическое устройство преобразования энергии (например, более высокий ток возбуждения). Таким образом, двигатель может замедляться с более высокой скоростью, когда более высокий ток прикладывается к электрическому устройству преобразования энергии. Способ 600 переходит на выход после того, как ток подается на электрическое устройство преобразования энергии на первой интенсивности.

На 604, способ 600 оценивает, является или нет количество кислорода, накопленного в каталитическом нейтрализаторе, большим, чем пороговое количество. Если так, ответом является Да, и способ 600 переходит на 606. Иначе, ответом является Нет, и способ 600 переходит на 608.

На 608, способ 600 оценивает, является или нет количество кислорода, накопленного в каталитическом нейтрализаторе, меньшим, чем пороговое количество. Если так, ответом является Да, и способ 600 переходит на 612. Иначе, ответом является Нет, и способ 600 переходит на 614.

На 614, способ 600 регулирует ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, на вторую интенсивность, для того чтобы замедлять двигатель с второй скоростью. В некоторых примерах, вторая интенсивность тока может быть постоянной и меньшей, чем первая интенсивность на 606. В других примерах, вторая интенсивность тока может меняться по мере того, как возрастает время, которое ток приложен к электрическому устройству преобразования энергии, до тех пор, пока двигатель не прекращает вращение. Например, величина тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, может возрастать по мере того, как возрастает время, которое ток прикладывается к электрическому устройству преобразования энергии. В одном из примеров, величина тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии на второй интенсивности, является большей, чем величина тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии на третьей интенсивностях подаваемого тока. В других примерах, величина тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, может придерживаться заданного профиля, который подводит ток на более низком уровне, чем первая интенсивность на 606. Таким образом, двигатель может замедляться с более низкой скоростью, когда средний уровень тока прикладывается к электрическому устройству преобразования энергии. Способ 600 переходит на выход после того, как ток подается на электрическое устройство преобразования энергии на второй интенсивности.

На 612, способ 600 регулирует ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, на третью интенсивность, для того чтобы снижать количество оборотов двигателя с третьей скоростью. В некоторых примерах, третья интенсивность тока может быть постоянной и меньшей, чем вторая интенсивность на 614. В других примерах, третья интенсивность тока может меняться по мере того, как возрастает время, которое ток приложен к электрическому устройству преобразования энергии, до тех пор, пока двигатель не прекращает вращение. В одном из примеров, величина тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии на третьей интенсивности, является более низкой, чем величина тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии на первой и второй интенсивностях подаваемого тока. В других примерах, величина тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, может придерживаться заданного профиля, который подводит ток на более низком уровне, чем вторая интенсивность на 614.

Таким образом, двигатель может замедляться с более низкой скоростью, когда более низкий уровень тока прикладывается к электрическому устройству преобразования энергии. Способ 600 переходит на выход после того, как ток подается на электрическое устройство преобразования энергии на третьей интенсивности.

Таким образом, ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, может регулироваться согласно рабочему состоянию каталитического нейтрализатора. Кроме того, ток может регулироваться для электрического устройства преобразования энергии в ответ на емкость накопления кислорода каталитического преобразователя и количество кислорода, накопленное внутри каталитического нейтрализатора.

Таким образом, способ по фиг. 5 и 6 предусматривает способ для работы двигателя, содержащий: глушение двигателя; и регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора в момент времени глушения двигателя. Время глушения двигателя может начинаться с момента времени, когда выводятся из работы искровое зажигание и снабжение топливом, или, в качестве альтернативы, в момент времени, когда изначально заявлен запрос останова двигателя. В других примерах, время глушения двигателя может начинаться после последнего события сгорания после запроса остановить двигатель. Способ включает в себя те случаи, когда электрическое устройство преобразования энергии является стартером, включающим в себя шестерню, которая зацепляется, когда число оборотов двигателя является меньшим, чем пороговое число оборотов. Способ также включает в себя те случаи, когда электрическим устройством преобразования энергии является электрический двигатель, механически присоединенный к коленчатому валу. Таким образом, временная длительность, которая занимает, чтобы остановить двигатель из вращения после запроса останова двигателя, может регулироваться в ответ на состояние каталитического нейтрализатора.

Способ включает в себя те случаи, когда ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, регулируется на первую величину тока, когда емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора является большей, чем первая емкость накопления кислорода, где ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, регулируется на вторую величину тока, когда емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора является меньшей, чем вторая емкость накопления кислорода, где первая величина тока является меньшей, чем вторая величина тока, и где вторая емкость накопления кислорода является меньшей, чем первая емкость накопления кислорода. Таким образом, в одном из примеров, ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, увеличивается по мере того, как снижается емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора.

Способ включает в себя те случаи, когда двигатель глушится посредством выведения из работы искрового зажигания или потока топлива в двигатель. Способ дополнительно содержит повторный ввод двигателя в работу в момент времени после глушения двигателя и до остановки двигателя в ответ на изменение намеренного запроса и состояние каталитического нейтрализатора. Способ включает в себя те случаи, когда регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, включает в себя повышение величины тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, по мере того, как уменьшается емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора.

Способ по фиг. 5 и 6 также предусматривает способ для работы двигателя, содержащий: глушение двигателя; и регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на количество кислорода, накопленного внутри каталитического нейтрализатора в момент времени глушения двигателя. Способ дополнительно содержит регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на глушение двигателя и количество кислорода, накопленного внутри каталитического нейтрализатора. Способ включает в себя те случаи, когда регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, заключается в том, что повышают величину тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, по мере того, как возрастает количество накопленного кислорода, в электрическом устройстве преобразования энергии. Способ дополнительно содержит задержку глушения двигателя после запроса остановить двигатель в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора.

В некоторых примерах, способ включает в себя те случаи, когда глушение двигателя задерживается до тех пор, пока каталитический нейтрализатор не является работающим в требуемом состоянии. Способ дополнительно содержит задержку глушения двигателя после запроса остановить двигатель в ответ на количество кислорода, накопленного внутри каталитического нейтрализатора. Способ включает в себя те случаи, когда глушение двигателя задерживается до тех пор, пока каталитический нейтрализатор не является работающим в требуемом состоянии. Способ включает в себя случаи, когда количество воздуха или топлива, подаваемых в двигатель, регулируется, чтобы направлять каталитический нейтрализатор в требуемое состояние.

Специалистам в данной области техники следует понимать, что процедуры, описанные на фиг. 5 и 6, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, специалисту в данной области техники следует понимать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.

На этом описание завершено. Однако после его прочтения специалистам в данной области техники будут очевидны многие изменения и модификации, не выходящие за рамки сущности и объема описания. Например, рядные двигатели I2, I3, I4, I5 и V-образные двигатели V6, V8, V10 и V12, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее изобретение для получения преимуществ.

Изобретение относится к способам управления двигателем, который может автоматически останавливаться и запускаться. Способы могут быть особенно полезны для снижения выбросов двигателя, связанных с перезапуском автоматически остановленного двигателя. В одном из примеров способ регулирует величину тока в электрическое устройство, прикладывающее крутящий момент к двигателю, чтобы регулировать количество воздуха, который накачивается через двигатель в каталитический нейтрализатор. Техническим результатом является снижение выбросов двигателя. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ управления двигателем, включающий:

глушение двигателя; и

регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора в момент глушения двигателя, при этом ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, регулируется на первую величину тока, когда емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора является большей, чем первая емкость накопления кислорода, и ток, подаваемый в электрическое устройство преобразования энергии, регулируется на вторую величину тока, когда емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора является меньшей, чем вторая емкость накопления кислорода, причем первая величина тока является меньшей, чем вторая величина тока, а вторая емкость накопления кислорода является меньшей, чем первая емкость накопления кислорода.

2. Способ по п. 1, в котором электрическим устройством преобразования энергии является электрический двигатель, механически присоединенный к коленчатому валу.

3. Способ по п. 1, в котором двигатель глушится посредством выведения из работы искрового зажигания или потока топлива в двигатель.

4. Способ по п. 3, дополнительно включающий повторное введение в работу двигателя в момент после глушения двигателя и до остановки двигателя в ответ на изменение намеренного запроса и состояние каталитического нейтрализатора.

5. Способ по п. 1, в котором емкость накопления кислорода оценивают на основании температуры каталитического нейтрализатора.

6. Способ управления двигателем, включающий:

глушение двигателя; и

регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора в момент глушения двигателя, причем электрическое устройство преобразования энергии является стартером, включающим в себя шестерню, которая зацепляется, когда число оборотов двигателя является меньшим, чем пороговое число оборотов.

7. Способ управления двигателем, включающий:

глушение двигателя; и

регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора в момент глушения двигателя, причем регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, включает повышение величины тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, при уменьшении емкости накопления кислорода каталитического нейтрализатора.

8. Способ по п. 7, дополнительно включающий задержку глушения на основании температуры каталитического нейтрализатора, включая вращение двигателя в течение более длительного периода времени, когда температура двигателя является большей, чем пороговая температура.

9. Способ по п. 7, в котором электрическое устройство преобразования энергии представляет собой электрический двигатель, механически присоединенный к коленчатому валу.

10. Способ управления двигателем, включающий:

глушение двигателя; и

регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на количество кислорода, накопленного внутри каталитического нейтрализатора в момент глушения двигателя, при этом регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, включает повышение величины тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, при возрастании количества накопленного кислорода в электрическом устройстве преобразования энергии.

11. Способ по п. 10, дополнительно включающий регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на глушение двигателя и количество кислорода, накопленного внутри каталитического нейтрализатора.

12. Способ по п. 10, дополнительно включающий задержку глушения двигателя после запроса остановить двигатель в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора.

13. Способ по п. 12, в котором глушение двигателя задерживается до тех пор, пока каталитический нейтрализатор не заработает в требуемом состоянии.

14. Способ по п. 10, дополнительно включающий задержку глушения двигателя после запроса остановить двигатель в ответ на количество кислорода, накопленного внутри каталитического нейтрализатора.

15. Способ по п. 14, в котором глушение двигателя задерживается до тех пор, пока каталитический нейтрализатор не заработает в требуемом состоянии.

16. Способ по п. 15, в котором количество воздуха или топлива, подаваемых в двигатель, регулируется для направления каталитического нейтрализатора в требуемое состояние.

17. Способ по п. 10, дополнительно включающий определение задержки глушения двигателя в ответ на состояние устройства снижения токсичности отработавших газов во время автоматического останова двигателя, причем состояние устройства снижения токсичности отработавших газов включает определяемый уровень накопления кислорода в устройстве снижения токсичности отработавших газов по сравнению с требуемым уровнем накопления кислорода, и регулирование положения дросселя воздухозаборника в ответ на состояние устройства снижения токсичности отработавших газов при глушении двигателя.

18. Способ по п. 10, в котором емкость накопления кислорода оценивают на основании температуры каталитического нейтрализатора для определения количества кислорода, накопленного внутри каталитического нейтрализатора.

19. Способ управления двигателем, включающий:

глушение двигателя; и

регулирование тока, подаваемого в электрическое устройство преобразования энергии, прикладывающее крутящий момент к коленчатому валу двигателя, в ответ на емкость накопления кислорода каталитического нейтрализатора в момент глушения двигателя, при этом регулирование тока включает, когда количество накопления кислорода является большим, чем первое пороговое значение, регулирование тока для обеспечения первой интенсивности замедления двигателя, а когда количество накопления кислорода не является большим, чем первое пороговое значение, обеспечения второй интенсивности замедления двигателя в ответ на количество накопления кислорода, не превышающее второе пороговое значение, и обеспечения третьей интенсивности замедления двигателя в ответ на количество накопления кислорода меньшее, чем второе пороговое значение, при этом вторая интенсивность является более низкой чем третья интенсивность.