УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Двигатели могут увеличивать выходную мощность посредством использования устройств наддува, которые сжимают всасываемый воздух. Поскольку нагнетание повышает температуру воздуха, охладители наддувочного воздуха могут использоваться ниже по потоку от компрессора для охлаждения сжатого воздуха, дополнительно повышая потенциальную выходную мощность двигателя. По мере того, как всасываемый воздух проходит через охладитель наддувочного воздуха и охлаждается ниже точки росы, происходит конденсация. Конденсат может накапливаться в уловителе и подаваться в работающий двигатель впоследствии с регулируемой скоростью. Ввод воды в двигатель, однако, может увеличивать вероятность событий пропусков зажигания и уменьшать вероятность детонации. Системы управления двигателем могут быть вынуждены применять различные подходы борьбы с детонацией и пропусками зажигания, чтобы принимать меры в ответ на воду и влажность во всасываемом воздухе.
Один из примерных подходов для принятия мер в ответ на вызванную низкой влажностью детонацию показан Sasaki et al. в US 2011/0303187. Там установка зажигания с ограничением детонации настраивается на основании отклонений октанового содержания топлива от базового октанового содержания топлива, а также отклонений влажности окружающей среды от базовой влажности окружающей среды. Это позволяет уменьшать события детонации и пропуски зажигания, возникающие вследствие резкого изменения октанового содержания топлива и низкой влажности окружающей среды.
Однако изобретатели в материалах настоящей заявки идентифицировали потенциальные проблемы такого подхода к борьбе с детонацией. Даже с настроенной установкой зажигания с ограничением детонации, потенциальные возможности опережения зажигания, вызванные свойствами подавления детонации, обусловленными засасыванием конденсата, могут не подвергаться принятию ответных мер в достаточной степени. Более точно, формирование конденсата может заключать в себе различные факторы, в том числе, но не в качестве ограничения, влажность окружающей среды. Другие факторы, которые могут оказывать влияние на формирование конденсата в охладителе наддувочного воздуха, включают в себя например, массовый расход, температуру окружающей среды, температуру на выходе охладителя наддувочного воздуха, температуру окружающей среды, EGR и т.д. Таким образом, могут быть условия, когда влажность окружающей среды низка, но формирование конденсата является интенсивным. Если установка момента зажигания не настраивается во время таких условий, засасываемый конденсат может замедлять скорость сгорания при сгорании, и ненастроенная установка зажигания может ухудшать эффективность сгорания. Подобным образом, могут быть условия, когда влажность окружающей среды высока, но формирование конденсата является низким. Если установка момента зажигания не настраивается во время таких условий, эффективность сгорания вновь может снижаться.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из примеров некоторые из вышеприведенных проблем могут быть разрешены способом для форсированного двигателя, содержащим продувку конденсата из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор и настройку установки момента зажигания на основании количества конденсата, продуваемого за цикл. Таким образом, пропуски зажигания могут уменьшаться, а эффективность сгорания поддерживаться, когда конденсат продувается из охладителя на впуск двигателя.
В качестве одного из примеров, количество конденсата, накопленного в охладителе наддувочного воздуха, может контролироваться во время работы двигателя. Когда уровень конденсата находится выше, чем пороговое значение, может инициироваться продувка конденсата на впуск двигателя. На основании количества конденсата, продуваемого за цикл двигателя, может настраиваться установка момента зажигания. В качестве примера, конденсат может продуваться во время увеличения нагрузки на двигатель (без изменения числа оборотов) (tip-in), при этом увеличенный поток воздуха в двигатель (для удовлетворения требования крутящего момента водителя) продувает конденсат из охладителя наддувочного воздуха на впуск двигателя. В материалах настоящей заявки продувка может происходить за относительно меньшее время с большим количеством конденсата, продуваемым за цикл двигателя. Вследствие получающейся в результате более высокой влажности во впускном коллекторе (обусловленной более интенсивным засасыванием конденсата), пограничные пределы зажигания могут подвергаться опережению, и установка момента зажигания во время продувки также может подвергаться опережению к MBT (или величина запаздывания зажигания может ограничиваться или уменьшаться).
В качестве еще одного примера конденсат может продуваться посредством активного увеличения потока воздуха в двигатель наряду с сохранением крутящего момента двигателя. В материалах настоящей заявки продувка может происходить за относительно более продолжительное время с меньшим количеством конденсата, продуваемым за цикл двигателя. Во время продувки установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию, чтобы поддерживать крутящий момент.
Таким образом, настройки зажигания могут выполняться, в то время как конденсат продувается из охладителя наддувочного воздуха на впуск двигателя, для уменьшения событий пропусков зажигания и осведомленности водителя. Посредством осуществления опережения пограничных пределов детонации и установки момента зажигания, когда конденсат продувается с более высокой скоростью, повышенная влажность во впускном коллекторе от продувки может преимущественно использоваться для ограничения детонации. Посредством осуществления установки момента зажигания с запаздыванием и настройки пределов детонации, когда конденсат продувается с более низкой скоростью, крутящий момент двигателя может поддерживаться во время продувки. В общем и целом продувка может выполняться без проблем с эксплуатационными качествами транспортного средства.
В другом варианте осуществления обеспечен способ для форсированного двигателя, состоящий в том, что: продувают конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор; и настраивают установку момента зажигания на основании количества продуваемого конденсата.
В дополнительном варианте осуществления настройка включает в себя то, что, когда количество конденсата, продуваемого за цикл, больше порогового значения, осуществляют установку момента зажигания с опережением, а когда количество конденсата, продуваемое за цикл, ниже порогового значения, осуществляют установку момента зажигания с запаздыванием.
В дополнительном варианте осуществления величина опережения зажигания во время осуществления установки момента зажигания с опережением основана на скорости изменения массового расхода воздуха во время продувки, и при этом величина запаздывания зажигания во время осуществления установки момента зажигания с запаздыванием основана на скорости изменения массового расхода воздуха во время продувки.
В дополнительном варианте осуществления более высокая величина запаздывания зажигания применяется, когда скорость изменения массового расхода воздуха находится ниже порогового значения, и при этом более высокая величина опережения зажигания применяется, когда скорость изменения массового расхода воздуха находится выше порогового значения.
В дополнительном варианте осуществления количество конденсата, продуваемого за цикл, основано на каждом из температуры окружающей среды, влажности окружающей среды, содержания EGR воздуха на впуске, массового расхода воздуха и температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха.
В дополнительном варианте осуществления количество конденсата, продуваемого за цикл, дополнительно основано на массовом расходе воздуха во время продувки.
В дополнительном варианте осуществления количество конденсата, продуваемого за цикл, увеличивается по мере того, как возрастает массовый расход воздуха.
В другом варианте осуществления изобретения обеспечен способ для форсированного двигателя, состоящий в том, что: во время первого состояния, продувают конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор с установкой момента зажигания с опережением до MBT; и во время второго состояния, продувают конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор с установкой момента зажигания с запаздыванием от MBT.
В дополнительном варианте осуществления первое состояние включает в себя увеличение нагрузки на двигатель, при этом второе состояние не включает в себя увеличение нагрузки на двигатель.
В дополнительном варианте осуществления, во время первого состояния, автоматически ограничивают величину применяемого запаздывания зажигания в ответ на детонацию при увеличении нагрузки на двигатель на основании количества конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
В дополнительном варианте осуществления, во время первого состояния, поток воздуха во впускной коллектор увеличивается в ответ на положение педали, превышающее пороговое значение, и при этом во время второго состояния, поток воздуха во впускной коллектор увеличивается в ответ на уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха, и в то время как положение педали находится ниже порогового значения.
В дополнительном варианте осуществления, во время первого состояния, продувка включает в себя продувку первого, большего количества конденсата за цикл, и при этом во время второго состояния, продувка включает в себя продувку второго, меньшего количества конденсата за цикл.
В дополнительном варианте осуществления, во время первого состояния, продувка происходит в течение первой, меньшей длительности, и при этом во время второго состояния, продувка происходит в течение второй, большей длительности.
В еще одном варианте осуществления обеспечен способ для форсированного двигателя, состоящий в том, что: продувают конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор, увеличивая поток воздуха во впускной коллектор; и настраивают установку момента зажигания во время продувки на основании положения педали.
В дополнительном варианте осуществления настройка установки момента зажигания на основании положения педали включает в себя осуществление установки момента зажигания с опережением до MBT, когда положение педали находится выше порогового положения во время продувки, и осуществление установки момента зажигания с запаздыванием от MBT, когда положение педали находится ниже порогового положения во время продувки.
В дополнительном варианте осуществления настройка установки момента зажигания на основании положения педали включает в себя осуществление установки момента зажигания с запаздыванием от MBT во время продувки и настройку величины запаздывания зажигания на основании положения педали во время продувки.
В дополнительном варианте осуществления настройка величины запаздывания зажигания включает в себя применение меньшего запаздывания зажигания во время продувки, если положение педали находится выше порогового положения, и применение большего запаздывания зажигания во время продувки, если положение педали находится ниже порогового положения.
В дополнительном варианте осуществления настройка включает в себя то, что, когда положение педали находится выше порогового значения во время продувки, ограничивают величину запаздывания зажигания на основании количества конденсата, накопленного в охладителе наддувочного воздуха.
В дополнительном варианте осуществления способ дополнительно содержит настройку регулируемой синхронизации распределительного вала во время продувки на основании положения педали, и дополнительно, на основании количества конденсата, продуваемого за цикл двигателя.
В дополнительном варианте осуществления способ дополнительно содержит настройку работы охлаждающего вентилятора во время продувки на основании положения педали, и дополнительно, на основании количества конденсата, продуваемого за цикл двигателя.
Будет понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании, которое следует ниже по тексту. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - принципиальная схема примерной системы двигателя, включающей в себя охладитель наддувочного воздуха.
Фиг.2 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа для продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха (CAC) на основании условий эксплуатации и уровня конденсата.
Фиг.3 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ для определения количества конденсата внутри CAC согласно варианту осуществления настоящего раскрытия.
Фиг.4 показывает блок-схему последовательности операций способа для определения, присутствуют ли условия для запуска в работу процедуры проактивной очистки CAC.
Фиг.5 показывает блок-схему последовательности операций способа для выполнения процедуры проактивной очистки CAC.
Фиг.6 показывает блок-схему последовательности операций способа для настройки пограничного предела детонации и момента зажигания на основании влажности и уровня конденсата в CAC.
Фиг.7-8 показывают примерные операции продувки конденсата.
Фиг.9 показывает графический пример настройки пограничного предела детонации и момента зажигания в ответ на влажность во впускном коллекторе и уровень конденсата CAC.
Фиг.10 показывает графический пример для настройки момента зажигания в ответ на продувку конденсата из охладителя наддувочного воздуха во время цикла проактивной очистки.
Фиг.11 показывает графический пример для настройки момента зажигания в ответ на продувку конденсата из CAC во время увеличения нагрузки на двигатель.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Последующее описание относится к системам и способам для продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха (CAC) в систему двигателя, такую как система по Фиг.1, к тому же, наряду с настройкой исполнительных механизмов двигателя, в том числе установки момента зажигания в ответ на поток конденсата. Продувка конденсата CAC может происходить в ответ на инициированный водителем входной сигнал, такой как состояние увеличения нагрузки на двигатель. В качестве альтернативы, проактивная очистка от конденсата CAC может выполняться в ответ на уровень конденсата и другие переменные величины системы. В обеих ситуациях продувки исполнительные механизмы двигателя могут настраиваться, чтобы поддерживать крутящий момент и улучшать рабочие характеристики двигателя. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнять управляющую процедуру, такую как процедура по Фиг.2, для оценки уровня конденсата в CAC, и реагировать на увеличение нагрузки на двигатель очисткой от конденсата или выполнять проактивную очистку от конденсата наряду с соответствующей настройкой установки момента (тактирования) искрового зажигания. Контроллер может логически выводить количество конденсата в CAC на основании модели, представленной на Фиг.3. Процедура проактивной очистки (Фиг.5), в которой поток воздуха через CAC проактивно увеличивается для продувки конденсата, может выполняться, если присутствуют условия для обеспечения процедуры проактивной очистки CAC (Фиг.4). В качестве альтернативы, продувка может происходить во время увеличения нагрузки на двигатель вследствие увеличенного потока воздуха. Крутящий момент двигателя может поддерживаться во время продувки посредством настройки ряда элементов управления двигателем. Примерные операции настройки и продувки представлены на Фиг.7-8. Эти примеры выдвигают на первый план элементы управления, которые могут требоваться для инициации и выполнения цикла очистки CAC. Установка момента зажигания также может настраиваться контроллером на основании изменений влажности во впускном коллекторе, частично определяемых уровнем конденсата в CAC, конкретизированных на Фиг.6. Примерные настройки для пограничного предела детонации и установок момента зажигания на основании влажности и уровней конденсата CAC представлены на Фиг.9. Примерные операции продувки с сопутствующими настройками в отношении установки момента зажигания показаны на Фиг.11-12.
Далее, 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 (цилиндр) 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 46 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. Время открывания и закрывания выпускного клапана 54 может настраиваться относительно положения коленчатого вала посредством фазировщика 58 кулачков. Время открывания и закрывания впускного клапана 52 может настраиваться относительно положения коленчатого вала посредством фазировщика 59 кулачков. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана. Таким образом, контроллер 12 может управлять установкой фаз кулачкового распределения посредством фазировщиков 58 и 59. Регулируемая установка фаз кулачкового распределения (VCT) может подвергаться опережению или запаздыванию в зависимости от различных факторов, таких как нагрузка двигателя и число оборотов двигателя (RPM).
Топливная форсунка 66 показана расположенной, чтобы впрыскивать топливо непосредственно в камеру 30 сгорания, что известно специалистам в данной области техники как прямой (непосредственный) впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники как впрыск во впускные каналы. 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 одном из примеров двухкаскадная топливная система высокого давления используется для формирования более высоких давлений топлива. В дополнение, впускной коллектор 46 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который настраивает положение дроссельной заслонки 64 для управления потоком воздуха из впускной камеры 44 наддува. Компрессор 162 втягивает воздух из воздухозаборника 42 для питания впускной камеры 44 наддува. Отработавшие газы вращают турбину 164, которая присоединена к компрессору 162, который сжимает воздух в камере 160 наддува. Различные компоновки могут быть предусмотрены для приведения в движение компрессора. Что касается нагнетателя, компрессор 162 может, по меньшей мере частично, приводиться в движение двигателем и/или электрической машиной и может не включать в себя турбину. Таким образом, величина компрессии, подаваемой в один или более цилиндров двигателя через турбонагнетатель или нагнетатель, может изменяться контроллером 12. Перепускная заслонка 171 турбонагнетателя является клапаном, который предоставляет отработавшим газам возможность обходить турбину 164 через перепускной канал 173, когда перепускная заслонка 171 турбонагнетателя находится в открытом состоянии. По существу все отработавшие газы проходят через турбину 164, когда перепускная заслонка 171 находится в полностью закрытом положении.
Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления система рециркуляции отработавших газов (EGR) может направлять требуемую порцию отработавших газов из выпускного коллектора 48 во впускную камеру наддува 44 через канал 140 EGR. Объем EGR, обеспечиваемой во впускную камеру 44 наддува, может изменяться контроллером 12 посредством клапана 172 EGR. В некоторых условиях система EGR может использоваться для регулирования температуры смеси воздуха и топлива в пределах камеры сгорания. Фиг.1 показывает систему EGR высокого давления, где EGR обеспечена по маршруту из входного потока турбины турбонагнетателя в выходной поток компрессора турбонагнетателя. В других вариантах осуществления двигатель, дополнительно или в качестве альтернативы, может включать в себя систему EGR низкого давления, где EGR обеспечена по маршруту из выходного потока турбины турбонагнетателя во входной поток компрессора турбонагнетателя. Во время работы система EGR может вызывать формирование конденсата из сжатого воздуха, особенно когда сжатый воздух охлаждается охладителем наддувочного воздуха, как подробнее описано ниже. Более точно, EGR содержит в себе большое количество воды, так как она является побочным продуктом сгорания. Поскольку EGR находится под относительно высокой температурой и содержит в себе большое количество воды, температура конденсации также может быть относительно высокой. Следовательно, формирование конденсата из EGR может быть даже гораздо более интенсивным, чем формирование конденсата от сжатия воздуха и понижение его до температуры конденсации.
Впускная камера 44 наддува может дополнительно включать в себя охладитель 166 наддувочного воздуха (CAC) (например, промежуточный охладитель) для понижения температуры нагнетаемых турбонагнетателем или нагнетателем всасываемых газов. В некоторых вариантах осуществления CAC 166 может быть теплообменником воздух-воздух. В других вариантах осуществления CAC 166 может быть теплообменником воздух-жидкость. CAC 166 может включать в себя клапан для избирательной модуляции скорости потока всасываемого воздуха, проходящего через охладитель 166 наддувочного воздуха, в ответ на формирование конденсата внутри охладителя наддувочного воздуха.
Горячий наддувочный воздух из компрессора 162 поступает во впускное отверстие CAC 166, охлаждается, по мере того как он проходит через CAC 166, а затем выходит, чтобы проходить через дроссель 62 и во впускной коллектор 46 двигателя. Поток окружающего воздуха извне транспортного средства может поступать в двигатель 10 через переднюю часть транспортного средства и проходить через CAC, чтобы помогать охлаждению наддувочного воздуха. Конденсат может формироваться и накапливаться в CAC, когда понижается температура окружающего воздуха, или во время влажных или дождливых погодных условий, где наддувочный воздух охлаждается ниже температуры конденсации воды. Когда наддувочный воздух включает в себя рециркулированные отработавшие газы, конденсат может становиться кислотным и подвергать коррозии корпус CAC. Коррозия может приводить к утечкам между зарядом воздуха, атмосферой и возможно охлаждающей жидкостью в случае охладителей вода-воздух. Для уменьшения накопления конденсата и опасности коррозии конденсат может собираться на дне CAC, а затем продуваться в двигатель во время выбранных условий эксплуатации двигателя, таких как во время событий разгона. Однако, если конденсат вводится за один раз в двигатель во время события разгона, может быть повышение вероятности пропуска зажигания или нестабильности сгорания в двигателе (в виде поздних/медленных сгораний) вследствие засасывания воды. Таким образом, как конкретизировано в материалах настоящей заявки со ссылкой на Фиг.2-5, конденсат может продуваться из CAC в двигатель в управляемых условиях. Управление продувкой может помогать уменьшать вероятность событий пропусков зажигания двигателя. В одном из примеров конденсат может продуваться из CAC с использованием увеличенного потока воздуха во время состояния увеличения нагрузки на двигатель. В еще одном примере конденсат может проактивно продуваться из CAC посредством увеличения потока воздуха на впуск двигателя наряду с управлением исполнительными механизмами двигателя для поддержания требования крутящего момента.
Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 входного потока турбины 164. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода отработавших газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.
В некоторых примерах двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/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 46, 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 закрываются. 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 ближе всего 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. Установка момента зажигания может управляться из условия, чтобы искра возникала до (с опережением) или после (с запаздыванием) предписанного производителем момента времени. Например, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию от установки момента максимального тормозного момента (MBT) для борьбы с детонацией в двигателе или подвергаться опережению в условиях высокой влажности. В частности, MBT может подвергаться опережению, чтобы учитывать низкую скорость горения. Во время такта расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Коленчатый вал 40 может использоваться для приведения в движение генератора 168 переменного тока. 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 положительное или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.
Контроллер 12 показан на Фиг.1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве постоянного запоминающего устройства 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 (ECT) от датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчика 134 положения педали, присоединенного к педали 130 акселератора для считывания силы, приложенной водителем 132 транспортного средства; измерение абсолютного давления в коллекторе двигателя (MAP) от датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 46; измерение давления наддува (Наддув) от датчика 123 давления; измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) от датчика 120 массового расхода воздуха; измерение положения дросселя (TP) от датчика 5; и температуру на выпускном отверстии охладителя 166 наддувочного воздуха от датчика 124 температуры. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В предпочтительном аспекте настоящего описания датчик 118 положения двигателя вырабатывает сигнал профильного считывания зажигания (PIP). Это вырабатывает предопределенное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту). Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленным числом оборотов двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. Другие не изображенные датчики также могут присутствовать, такие как датчик для определения скорости всасываемого воздуха на входном отверстии охладителя наддувочного воздуха, и другие датчики.
Более того, контроллер 12 может поддерживать связь с различными исполнительными механизмами, которые могут включать в себя исполнительные механизмы двигателя, такие как топливные форсунки, впускная воздушная дроссельная заслонка с электронным управлением, свечи зажигания, распределительные валы и т.д. Различные исполнительные механизмы двигателя могут управляться, чтобы обеспечивать или поддерживать требование крутящего момента, как предписано водителем 132 транспортного средства. Эти исполнительные механизмы могут настраивать определенные параметры управления двигателем, в том числе: регулируемую установку фаз кулачкового распределения (VCT), топливо-воздушное соотношение (AFR), нагрузку генератора переменного тока, установку момента зажигания, положение дросселя и т.д. Например, когда указано увеличение PP (например во время увеличения нагрузки на двигатель) от датчика 134 положения педали, требование крутящего момента увеличивается.
В ответ на увеличение нагрузки на двигатель контроллер 12 может увеличивать открывание дросселя 62, увеличивая поток всасываемого воздуха. Как конкретизировано в материалах настоящей заявки на Фиг.2 и 11, увеличенный поток воздуха, имеющийся в распоряжении во время увеличения нагрузки на двигатель, может преимущественно использоваться для продувки конденсата из CAC на впуск двигателя. Настройки установки момента зажигания могут использоваться одновременно для поддержания крутящего момента с помощью фазировки сгорания во время продувки.
В некоторых вариантах осуществления увеличение массового расхода воздуха может инициироваться системой, отличной от водителя транспортного средства, к примеру, в ответ на уровень конденсата в CAC. Например, продувка конденсата из CAC может указываться, требуя увеличения массового расхода воздуха через CAC. В этом случае крутящий момент двигателя может нуждаться в том, чтобы оставаться неизменным несмотря на увеличение потока воздуха. В материалах настоящей заявки исполнительные механизмы двигателя могут настраиваться для поддержания запрошенного требования крутящего момента. Например, посредством осуществления запаздывания или установки момента зажигания с опережением относительно MBT, крутящий момент может уменьшаться, чтобы компенсировать (проактивное) увеличение потока воздуха во время процедуры очистки. В еще одном примере осуществление VCT с запаздыванием или опережением может использоваться для уменьшения крутящего момента во время процедуры проактивной очистки. В некоторых вариантах осуществления настройка AFR, более бедного или более богатого, чем RBT (обогащение для наилучшего крутящего момента), может снижать выходную мощность при большем открывании дросселя, помогая поддерживать требование крутящего момента. Кроме того еще, повышение нагрузки генератора переменного тока может обеспечивать компенсацию крутящего момента. Транспортные средства с электрическими машинами (например, транспортные средства с гибридным приводом) могут быть способны усиливать генератор переменного тока в большей степени, так как они могут иметь больший рабочий диапазон.
Возвращаясь к Фиг.1, в некоторых примерах постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано считываемыми компьютером данными, представляющими инструкции, исполняемые микропроцессорным блоком 102 для выполнения способов, описанных ниже по тексту, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерные способы описаны в материалах настоящей заявки со ссылкой на Фиг.2-6.
Обращаясь к Фиг.2, изображен примерный способ 200 для продувки конденсата из CAC во время увеличения нагрузки на двигатель или процедуры проактивной очистки от конденсата, наряду с поддержанием требуемого уровня крутящего момента. Выбор может быть основан на условиях эксплуатации транспортного средства и уровне конденсата CAC. Посредством выполнения процедуры очистки во время увеличения нагрузки на двигатель увеличенный поток воздуха при увеличении нагрузки на двигатель может использоваться для продувки конденсата. Во время других условий поток воздуха может активно увеличиваться, чтобы давать возможность завершаться продувке.
На 202, способ 200 включает в себя оценку и/или измерение условий эксплуатации двигателя. Таковые могут включать в себя требование крутящего момента водителя (на основании положения педали), число оборотов (Ne) и нагрузку двигателя, ECT, наддув, температуру окружающей среды, MAF, MAP, величину EGR, топливо-воздушное соотношение (A/F), влажность окружающей среды, давление окружающей среды, BP, температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора отработавших газов, условия CAC (температуру на входе и выходе, давление на входе и выходе, скорость потока через CAC и т.д.) и другие параметры. На 204, процедура настраивает одну или более регулировок исполнительных механизмов двигателя на основании условий эксплуатации двигателя и требования крутящего момента. Настраиваемые регулировки исполнительных механизмов, например, могут включать в себя регулируемую установку фаз кулачкового распределения (VCT), AFR, открывание дросселя, установку момента зажигания и т.д.
На 206, способ 200 включает в себя определение уровня конденсата в CAC. Это может включать в себя извлечение подробностей, таких как температура окружающего воздуха, влажность окружающего воздуха, температура наддувочного воздуха на входе и выходе, давление наддувочного воздуха на входе и выходе, с множества датчиков и использование переменных величин для определения количества конденсата, сформированного в CAC. В одном из примеров, на 208, уровни конденсата в CAC основаны на модели (конкретизированной на Фиг.3), которая вычисляет скорость формирования конденсата внутри CAC на основании температуры окружающей среды, температуры на выходе CAC, массового расхода, EGR, влажности и т.д. В еще одном примере, на 210, значение формирования конденсата отображается в температуру на выходе CAC и отношение давления в CAC к давлению окружающей среды. В альтернативном примере значение формирования конденсата может отображаться в температуру на выходе CAC и нагрузку двигателя. Нагрузка двигателя может быть функцией массы воздуха, крутящего момента, положения педали акселератора и положения дросселя, и таким образом, может давать показание скорости потока воздуха через CAC. Например, умеренная нагрузка двигателя, объединенная с относительно холодной температурой на выходе CAC, может служить признаком высокого значения формирования конденсата вследствие поверхностей охлаждения CAC и относительно низкой скорости потока всасываемого воздуха. В одном из примеров отображение может включать в себя модификатор температуры окружающей среды. Кроме того в других примерах, отношение давления в CAC к давлению окружающей среды может использоваться в качестве индикатора, поскольку могут быть условия, где MAP на впуске находится ниже атмосферного, а нагрузка двигателя относительно мала, но давление перед дросселем действительно находится выше давления окружающей среды (~36 в HG).
На 212, способ 200 определяет, является ли возрастающим запас конденсата в CAC. То есть, может определяться, увеличивается ли количество конденсата (или уровень конденсата) в CAC со временем. Если запас конденсата увеличивается, процедура включает в себя осуществление запаздывания зажигания во время увеличенного запаса конденсата на 214, для того чтобы сдерживать детонацию. Способ 200 продолжается с обоих этапов, 212 и 214, чтобы определять на 216, находится ли уровень конденсата в CAC выше порогового значения T1. Пороговое значение T1 может отражать количество конденсата, выше которого засасывание двигателем может вызывать события пропусков зажигания. Если уровень конденсата в CAC не находится выше порогового значения T1, процедура определяет на 218, находится ли уровень конденсата CAC в установившемся состоянии (например, уровень конденсата не увеличивается и не уменьшается). Если уровень конденсата в CAC находится в установившемся состоянии, процедура поддерживает установку момента зажигания на MBT на 220. Если уровень конденсата в CAC не находится в установившемся состоянии, процедура заканчивается.
Возвращаясь к 216, если уровень конденсата находится выше порогового значения T1, процедура определяет, на 222, есть ли условие увеличения нагрузки на двигатель. В одном из примеров условие увеличения нагрузки на двигатель может логически выводиться на основании изменения дросселя или изменения массового расхода воздуха. В еще одном примере условие увеличения нагрузки на двигатель может логически выводиться на основании нажатия водителем транспортного средства педали акселератора и перемещения педали акселератора выше порогового положения (или на пороговую величину). В еще одном другом примере условия увеличения нагрузки на двигатель могут логически выводиться, когда транспортное средство является разгоняющимся. Если есть увеличение нагрузки на двигатель, конденсат продувается из CAC во впускной коллектор двигателя во время увеличения нагрузки на двигатель на 224. Более точно, поток воздуха во впускной коллектор увеличивается на основании изменения положения педали, для того чтобы повышать крутящий момент (как запрошено водителем транспортного средства). Дополнительно, процедура осуществляет установку момента зажигания с опережением на 224 во время вызванного увеличением нагрузки на двигатель цикла продувки, чтобы предоставлять требуемому крутящему моменту возможность выдаваться наряду с сокращением событий пропусков зажигания, вызванных засасыванием конденсата. В альтернативном примере вместо осуществления установки момента зажигания с опережением ограничивается величина запаздывания зажигания.
Если условие увеличения нагрузки на двигатель не подтверждено на 222, способ может выполнять процедуру проактивной очистки от конденсата, чтобы продувать конденсат из CAC, на 226. Это может включать в себя увеличение потока воздуха во впускной коллектор (без соответствующего изменения положения педали), наряду с поддержанием крутящего момента, для продувки конденсата. Установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию во время цикла очистки на 226, чтобы уменьшать крутящий момент, являющийся следствием увеличенного потока воздуха, тем самым, предоставляя крутящему моменту двигателя возможность поддерживаться во время продувки. Как конкретизировано на Фиг.4, дополнительные условия, которые могут оцениваться перед инициацией процедуры проактивной очистки от конденсата, могут включать в себя подтверждение, что стабильность сгорания и поток воздуха находятся в пределах предопределенных диапазонов уровня потока воздуха выдувания. Таким образом, даже если уровни конденсата находятся выше порогового значения, и поток воздуха находится в пределах диапазона уровня потока воздуха выдувания, если стабильные условия сгорания не удовлетворены, процедура проактивной очистки CAC может не продолжать действовать. Подробности о цикле проактивной очистки представлены на Фиг.5, дополнительно поясненной ниже.
Будет принято во внимание, что, несмотря на то, что вышеприведенная процедура изображает использование положение педали в качестве индикатора ускорения в переходном режиме и для определения интенсивности продувки конденсата, в альтернативных вариантах осуществления положение педали может подвергаться разрешению конфликтов с особенностями, аналогичными регулированию тягового усилия и тому подобному, и контроллер может не обязательно выдавать дополнительный поток воздуха/крутящий момент в ответ на изменение положения педали. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления фактическая скорость изменения потока воздуха или фактическое изменение дросселя (или других устройств, которые изменяют поток воздуха, таких как VCT) может использоваться вместо или в дополнение к положению педали для определения, является ли массовый расход воздуха фактически меняющимся, и для определения скорости вовлечения конденсата в воздух, который должен засасываться двигателем.
Фиг.3 иллюстрирует способ 300 для оценки количества конденсата, накопленного внутри CAC. На основании количества конденсата в CAC относительно порогового значения могут инициироваться процедуры продувки конденсата, такие как обсужденные на Фиг.2.
Способ начинается на 302 посредством определения условий эксплуатации двигателя. Таковые могут включать в себя, как на 202, условия окружающей среды, условия CAC, массовый расход воздуха, поток EGR, число оборотов и нагрузку двигателя, наддув и т.д. Затем на 304, процедура определяет, известна ли влажность окружающей среды. В одном из примеров влажность окружающей среды может узнаваться на основании выходного сигнала датчика влажности, присоединенного к двигателю. Если влажность не известна (например, если двигатель не включает в себя датчик влажности), влажность может устанавливаться в 100% на 306. Однако, если влажность известна, известное значение влажности, в качестве выдаваемого датчиком влажности, может использоваться в качестве установки влажности на 308.
Температура и влажность окружающей среды могут использоваться для определения точки росы всасываемого воздуха, которая дополнительно может находиться под влиянием количества EGR во всасываемом воздухе (например, EGR может иметь иные влажность и температуру, чем воздух из атмосферы). Разница между точкой росы и температурой на выходе CAC указывает, будет ли конденсат формироваться внутри охладителя, и массовый расход воздуха может оказывать влияние на то, сколько конденсата фактически накапливается внутри охладителя. На 310, алгоритм может вычислять давление насыщенного пара на выходе CAC в качестве функции температуры и давления на выходе CAC. Алгоритм затем вычисляет массу воды при этом давлении насыщенного пара на 312. В заключение, скорость формирования конденсата на выходе CAC определяется на 314 посредством вычитания массы воды в условиях давления насыщенного пара на выходе CAC из массы воды в окружающем воздухе. Посредством определения времени между измерениями конденсата на 316, способ 300 может определять количество конденсата внутри CAC после последнего измерения на 318. Время между измерениями может быть основано на условиях эксплуатации двигателя или наружных погодных условиях. Например, если присутствуют условия, которые могут усиливать формирование конденсата, такие как дождь, время между измерениями может укорачиваться, чтобы лучше отслеживать формирование конденсата. В еще одном примере время между измерениями конденсата может быть более коротким, если уровень конденсата в CAC приближается к пороговому уровню для продувки конденсата. В качестве альтернативы, время между измерениями на 316 может увеличиваться, если уровень конденсата в CAC является более низким, или если не присутствуют условия формирования конденсата (такие как высокая влажность). В кроме того других вариантах осуществления измерения могут браться с постоянными предопределенными интервалами. В одном из примеров оценка формирования конденсата в качестве доли массового расхода воздуха подвергалась бы выборке отсчетов быстрее, чем могли бы изменяться фактические условия. Даже при частоте 0,5 секунды на отсчет выборки, удовлетворяющая требованиям оценка может производиться с целью отслеживания конденсата на уровнях, которые могли бы оказывать влияние на сгорание, во время засасывания конденсата. Текущее количество конденсата в CAC вычисляется на 322 посредством прибавления значения конденсата, оцененного на 318, к предыдущему значению конденсата, а затем вычитания всех потерь конденсата после последней процедуры (то есть, количество удаленного конденсата, например, с помощью процедур продувки) на 320. Потери конденсата могут предполагаться нулевыми, если температура на выходе CAC находилась выше точки росы. В качестве альтернативы, потери конденсата выше точки росы могут отслеживаться с помощью испарения.
В дополнение к определению количества конденсата в CAC способ 300 может использоваться для определения потока конденсата из CAC во впускной коллектор двигателя. Например, CAC может находиться в трех разных состояниях. В первом состоянии CAC может быть накапливающим конденсат, из условия чтобы уровень конденсата (определяемый на 322) был увеличивающимся. Например, если количество конденсата на 318 или скорость формирования конденсата на 314 является положительным значением, уровень конденсата в CAC может считаться возрастающим. Здесь, вода может удаляться из воздуха, циркулирующего через CAC, и накапливаться в CAC. По существу, во время таких условий, вследствие удаления воды из циркулирующего воздуха, влажность воздуха, поступающего во впускной коллектор (после прохождения через CAC), может быть ниже, чем влажность окружающего воздуха (поступающего в CAC).
Во втором состоянии CAC может быть выпускающим (например, продувающим) конденсат из CAC во впускной коллектор двигателя, из условия чтобы уровень конденсата убывал. Например, если количество конденсата на 318 или скорость формирования конденсата на 314 является отрицательным значением, уровень конденсата в CAC может считаться убывающим. Здесь, вода, уже накопленная в CAC, может выпускаться во впускной коллектор. По существу, во время таких условий, вследствие удаления воды из CAC, влажность воздуха, поступающего во впускной коллектор (после прохождения через CAC), может быть выше, чем влажность окружающего воздуха (поступающего в CAC). Здесь, выпускание может быть обусловлено массовой скоростью воздуха или испарением. Уменьшение накопления конденсата или удаление конденсата может происходить в качестве функции массового расхода воздуха, когда скорость потока находится выше порогового значения, причем, скорость уменьшения является относительно линейной в зависимости от потока воздуха. По существу, составляющая испарения выпускания воды появляется на гораздо более низких скоростях, и учитывалась бы только при определении уменьшения накопления конденсата в длительных условиях крейсерского движения в установившемся состоянии, где конденсат не формируется.
В третьем состоянии CAC может находиться в установившемся состоянии, где уровень конденсата в CAC по существу постоянен (то есть, не возрастает и не убывает). Например, если количество конденсата на 318 или скорость формирования конденсата на 314 находится на или около нуля, уровень конденсата может считаться находящимся в установившемся состоянии. Во время установившегося состояния, влажность во впускном коллекторе может быть по существу такой же, как влажность окружающей среды.
Далее, с обращением к Фиг.4, представлен способ 400 для определения, может ли выполняться процедура проактивной очистки CAC. Более точно, способ 400 подтверждает, присутствуют ли условия для запуска в работу процедуры проактивной очистки CAC (в которой поток воздуха через CAC активно усиливается без соответствующего увеличения крутящего момента), не вызывая пропусков зажигания во время засасывания воды.
Способ 400 включает в себя, на 402, определение, удовлетворены ли условия эксплуатации двигателя для запуска в работу процедуры очистки. Таковые, например, могут включать в себя, технические требования к условиям стабильного сгорания. Технические требования к стабильному сгоранию, например, могут включать в себя температуру охлаждающей жидкости двигателя, находящуюся выше порогового значения, запаздывание зажигания, находящееся в пределах порогового значения, VCT, не подвергающуюся запаздыванию больше, чем на пороговое значение, уровень EGR, находящийся ниже порогового значения, и качество топлива в пределах предопределенного уровня. Если эти условия не удовлетворены, процедура проактивной очистки CAC может не выполняться, в то время как может наноситься ущерб стабильности сгорания. В ответ на не удовлетворение условий, процедура переходит на 408, где могут выполняться несколько этапов, чтобы давать конденсату CAC продуваться без выполнения процедуры проактивной очистки.
В качестве еще одного примера, на 410, контроллер двигателя может принимать меры для снижения формирования конденсата в CAC, такие как посредством настройки эффективности CAC. Эффективность CAC может настраиваться (например, уменьшаться) благодаря использованию системы заслонки облицовки радиатора или охлаждающего вентилятора. Например, открывание заслонок облицовки радиатора может уменьшаться, с тем чтобы уменьшать поток наружного охлаждающего воздуха через CAC и уменьшать эффективность CAC.
В еще одном примере, на 412, контроллер может настраивать один или более рабочих параметров или исполнительных механизмов двигателя для улучшения или повышения стабильности сгорания в двигателе. Например, применяемая величина запаздывания зажигания может уменьшаться или ограничиваться во время засасывания конденсата. После улучшения стабильности сгорания процедура по Фиг.4 может перезапускаться, так чтобы процедура очистки CAC могла выполняться, в то время как стабильность сгорания находится в пределах порогового значения.
В еще одном другом примере, на 414, контроллер может ожидать до тех пор, пока не удовлетворены условия проактивной очистки CAC (как конкретизировано ранее на 402). То есть, процедура проактивной очистки конденсата может задерживаться до тех пор, пока не удовлетворены выбранные условия двигателя по 402. В качестве альтернативы, если процедура очистки не инициировалась вследствие не удовлетворения условий потока воздуха (то есть, потока воздуха, не находящегося в пределах диапазона пороговых значений на 406), то контроллер может ожидать и задерживать процедуру очистки CAC до тех пор, пока не удовлетворены условия потока воздуха (то есть, до тех пор, пока поток воздуха не находится в пределах диапазона пороговых значений).
Контроллер может выбирать один из альтернативных возможных вариантов (410-414), изображенных на 408 на основании по меньшей мере количества конденсата внутри CAC. Например, если большее количество (например, большее, чем пороговое количество) конденсата накопилось внутри CAC, или скорость формирования конденсата является более высокой (например, большей, чем пороговая скорость), процедуре очистки может быть необходимым выполняться скорее. В этом случае система может предпочесть активно настраивать условия эксплуатации двигателя вместо задержки инициации процедуры очистки до тех пор, пока условия не удовлетворены сами по себе. В некоторых примерах процедура может применять несколько из возможных вариантов 410-414. Например, на 408, контроллер может выполнять одну или более альтернативных мер, чтобы уменьшать формирование конденсата (к примеру, посредством настроек заслонок облицовки радиатора, которые уменьшают эффективность CAC и, тем самым, уменьшать формирование конденсата в CAC), наряду с настройкой условий эксплуатации двигателя для повышения стабильности сгорания.
Возвращаясь на 402, если условия двигателя для запуска в работу процедуры очистки удовлетворены, процедура определяет надлежащие пороговые значения конденсата (T1) и пороговые значения потока воздуха (T2 и T3) на 404. По существу, когда накопление конденсата в CAC выше первого порогового значения, T1, может указываться необходимость в процедуре очистки CAC. Это первое пороговое значение T1 конденсата может меняться в зависимости от условий эксплуатации транспортного средства, в том числе, например, скорости сгорания, температуры двигателя и установки момента зажигания. В некоторых ситуациях, когда скорости сгорания в двигателе являются более быстрыми, двигатель может допускать большее количество конденсата, выдуваемого из CAC. Поэтому первое пороговое значение (конденсата), T1, может устанавливаться в более высокое значение, когда скорости сгорания являются более высокими, и/или являются более высокими температуры двигателя. Наоборот, когда скорости сгорания медленнее, и/или температуры двигателя являются более низкими, первое пороговое значение (конденсата), T1, может устанавливаться в более низкое значение. В еще одном примере первое пороговое значение (конденсата), T1, может уменьшаться по мере того, как возрастает запаздывание зажигания. Таким образом, первое пороговое значение T1 конденсата может иметь большее значение, когда установка момента искрового зажигания не подвергается запаздыванию, и меньшее значение, когда установка момента искрового зажигания подвергается запаздыванию. Посредством настройки порогового значения конденсата на основании установки момента зажигания события пропусков зажигания во время выдувания конденсата могут уменьшаться. В одном из примеров скорость засасывания конденсата в качестве функции массового расхода воздуха может быть основным (например, преобладающим) фактором, если пороговый уровень не является достаточно низким, так что никакая скорость засасывания не будет вызывать пропуски зажигания. Подобным образом, установка момента зажигания может настраиваться в зависимости от скорости засасывания или на основании обратной связи от датчика кислорода на впуске.
Пороговые значения T2 и T3 потока воздуха также могут устанавливаться на 404, из условия чтобы поток воздуха, проходящий через CAC и на впуск двигателя, находился в пределах диапазона уровня потока воздуха выдувания. Уровень потока воздуха продувания может определяться в качестве величины потока воздуха, необходимого для продувки некоторого количества конденсата из CAC во время процедуры очистки. Поэтому, на 404, процедура определяет как уровень потока воздуха выдувания, зависящий от количества конденсата в CAC, так и пороговые значения потока воздуха для запуска в работу очистки. Например, пороговое значение потока воздуха может определяться, так что |Airflow-T2|<T3. В этом уравнении, T2 может быть уровнем потока воздуха выдувания, поток воздуха может быть текущим потоком воздуха, проходящим через CAC и во впускной коллектор, а T3 является заданным пороговым значением потока воздуха. Другими словами, процедура очистки может инициироваться, только если поток воздуха через CAC находится выше или ниже уровня T2 потока воздуха выдувания на менее чем заданное пороговое значение T3 потока воздуха. То есть, потоку воздуха может быть необходимым находиться в пределах диапазона, определенного пороговым значением T2-T3 на нижней границе и пороговым значением T2+T3 на верхней границе. Таким образом, поток воздуха через контроллер во время продувки регулируется, так чтобы могло регулироваться выдувание конденсата. Выдувание может быть нулевым ниже порогового значения и процентом массы воздуха, в то время как масса воздуха возрастает выше минимального порогового значения. Это предоставляет выдуванию возможность выполняться медленно и уменьшает вероятность пропусков зажигания в двигателе или ухудшения рабочих характеристик двигателя. Пороговое значение потока воздуха, T3, может устанавливаться таким образом, что стабильность сгорания поддерживаться на всем протяжении процедуры очистки. В качестве альтернативы, вместо суммарного уровня, может устанавливаться пороговая скорость засасывания. Скорость засасывания в таком случае может регулироваться посредством управления расходом воздуха (например, усечения массового расхода воздуха до тех пор, пока не продувается конденсат). Для того чтобы поддерживать стабильность сгорания, параметрам, которые изменяются для поддержания требования крутящего момента на всем протяжении процедуры очистки, может быть необходимо оставаться в пределах определенных пороговых значений. Эти параметры могут включать в себя установку момента зажигания, нагрузку генератора переменного тока, VCT и AFR. Поэтому T3 может устанавливаться из условия, чтобы эти параметры не увеличивались и не уменьшались за пределы своих пороговых значений для стабильности сгорания. Например, пороговое значение T3 может устанавливаться, так что запаздывание зажигания не возрастает выше уровня, который может вызывать нестабильность сгорания.
Как только определены все пороговые значения конденсата и потока воздуха, способ 400 проверяет, на 406, находятся ли текущие уровни конденсата и потока воздуха в пределах этих пороговых значений. Например, процедура проверяет, находится ли уровень конденсата, в качестве определенного в способе 300, выше порогового значения T1. Процедура также может проверять, находится ли поток воздуха в пределах диапазона пороговых значений, то есть |Airflow-T2|<T3. Если удовлетворены оба из этих условий, процедура продолжается на 416, где запускается процедура очистки CAC. Подробности этой процедуры очистки обрисованы на Фиг.5 и дополнительно обсуждены ниже. Однако, если условия на 406 не удовлетворены, процедура возвращается на 408, где предпринимаются одно или несколько действий, как обсуждено выше. Например, процедура может включать в себя ожидание до тех пор, пока поток воздуха не находится в пределах предписанного порогового значения, на 414.
Фиг.5 иллюстрирует способ 500 для выполнения процедуры проактивной очистки CAC. Способ 500 может выполняться контроллером 12 согласно инструкциям, хранимым в нем. Способ 500 включает в себя, на 502, определение увеличения потока воздуха, требуемого для выдувания конденсата в CAC. Это может определяться по количеству конденсата в CAC, вычисленному способом 300, и соответствующему уровню потока воздуха выдувания (пороговому значению T2, как обсуждено выше со ссылкой на Фиг.4). Способ продолжается на 504, чтобы определять компенсацию крутящего момента, требуемую для увеличения потока воздуха, определенного на 502. По существу, компенсация крутящего момента требуется здесь, поскольку увеличение потока воздуха обусловлено не изменением положения педали или запросом увеличенного требования крутящего момента водителем транспортного средства. Вместо этого, поскольку увеличение потока воздуха предназначено для выдувания конденсата из CAC в двигатель. Таким образом, по мере того, как возрастает уровень потока воздуха, большая компенсация крутящего момента может требоваться для предоставления возможности поддерживаться общему крутящему моменту двигателя. На 506, контроллер увеличивает поток воздуха через CAC на предписанную величину наряду с одновременной настройкой одного или более исполнительных механизмов двигателя, чтобы поддерживать крутящий момент двигателя. Поток воздуха через CAC может увеличиваться посредством увеличения массового расхода воздуха через впускной дроссель и осуществления запаздывания опережения зажигания для поддержания выходного крутящего момента. В одном из примеров увеличение потока воздуха через впускной дроссель увеличивает поток воздуха во впускной коллектор двигателя. Таким образом, посредством настройки исполнительных механизмов двигателя наряду с увеличением потока воздуха, полный крутящий момент может уменьшаться, из условия чтобы фактическое требование крутящего момента могло поддерживаться во время цикла продувки конденсата.
Настройка исполнительных механизмов двигателя для поддержания крутящего момента может включать в себя настройку нагрузки генератора переменного тока на 508. Например, увеличение нагрузки генератора переменного тока, прикладываемой к двигателю, может снижать крутящий момент, компенсируя увеличенный поток воздуха двигателя. Нагрузка генератора переменного тока, прикладываемая к двигателю, может увеличиваться посредством настройки тока обмотки генератора переменного тока. Настройка исполнительных механизмов также может включать в себя настройку запаздывания зажигания на 510. В одном из примеров увеличение задержки зажигания (то есть, осуществление запаздывания зажигания дальше от MBT) может снижать крутящий момент и помогать поддерживать запрошенное требование крутящего момента. В качестве альтернативы, на 512, настройка исполнительных механизмов может включать в себя настройку VCT. В некоторых вариантах осуществления осуществление запаздывания VCT может уменьшать крутящий момент, компенсируя увеличение потока воздуха двигателя. В еще одном другом примере настройка исполнительных механизмов может включать в себя настройку топливо-воздушного соотношения (AFR) на 514. Более точно, обеднение топлива может использоваться для повышения AFR с уменьшением выходной мощности при большем открывании дросселя. Таким образом, в одном из примеров увеличение AFR может компенсировать увеличенный поток воздуха, поступающий во впускной коллектор двигателя, и помогать поддерживать крутящий момент.
В некоторых вариантах осуществления комбинация вышеприведенных параметров может настраиваться для возмещения увеличения потока воздуха и поддержания крутящего момента. В других вариантах осуществления иерархия приоритетов может применяться для этих параметров настройки на основании их влияния на стабильность сгорания. Например, увеличение нагрузки генератора переменного тока может не повышать стабильность сгорания с той же степенью, как могли бы настройки VCT или зажигания. Таким образом, иерархия приоритетов на 506 может включать в себя настройку первой нагрузку генератора переменного тока, а затем (если требуется дополнительное уменьшение крутящего момента) переход к настройке установки момента зажигания, VCT и/или AFR. В некоторых вариантах осуществления пусковой механизм может быть установлен для перехода к следующему параметру в иерархии. Например, нагрузка генератора переменного тока сначала может использоваться для уменьшения крутящего момента, а как только максимальная нагрузка генератора переменного тока была приложена к двигателю, пусковой механизм может устанавливаться, так чтобы остаточное уменьшение крутящего момента удовлетворялось с использованием настроек VCT, установки момента зажигания и AFR. Порядок приоритета также может изменяться в зависимости от условий эксплуатации двигателя и других эксплуатационных режимов работы транспортного средства, таких как скорость транспортного средства, режим работы транспортного средства, состояние заряда аккумуляторной батареи и т.д. Примерные настройки генератора переменного тока, выполняемые во время процедуры проактивной очистки, конкретизированы в материалах настоящей заявки со ссылкой на Фиг.7-8.
После осуществления всех настроек для запуска в работу процедуры очистки CAC на 506, способ 500 проверяет уровень конденсата относительно порогового значения T4 на 516. Если количество конденсата в CAC было продуто в достаточной мере и является меньшим, чем T4, цикл очистки заканчивается на 520, и все исполнительные механизмы и параметры двигателя возвращаются на свои исходные регулировки (или на исправленные регулировки, которые основаны на текущем запросе крутящего момента). Эти параметры могут включать в себя поток воздуха, установку момента зажигания, VCT, положение дросселя, AFR и нагрузку генератора переменного тока. Однако, если количество конденсата в CAC не является меньшим, чем пороговое значение T4, цикл очистки продолжает продувку конденсата из CAC на 518.
В альтернативном варианте осуществления вместо окончания процедуры продувки на основании уровня конденсата в CAC процедура очистки может заканчиваться на основании истечения пороговой длительности после инициации процедуры очистки. Например, таймер может запускаться на 506, когда инициируется процедура продувки, и сигнал для окончания цикла очистки может устанавливаться на 516 в ответ на установленное время, истекшее по таймеру. Пороговая длительность, контролируемая по таймеру (в материалах настоящей заявки также указываемая как время цикла), может настраиваться на основании условий эксплуатации двигателя и количества конденсата в CAC. Более точно, в одном из примеров в ответ на большее количество конденсата в CAC, может предоставляться возможность истекать большей пороговой длительности.
По существу, ввод воды в двигатель во время продувки конденсата (например, продувки во время увеличения нагрузки на двигатель или продувки во время процедуры проактивной продувки) из CAC может увеличивать вероятность событий пропусков зажигания. В одном из примеров это может подвергаться принятию ответных мер посредством настройки установки момента зажигания во время продувки конденсата (цикла очистки) и/или во время накопления конденсата. Как конкретизировано в материалах настоящей заявки со ссылкой на Фиг.6, начальный пограничный предел детонации может устанавливаться на основании влажности окружающей среды. Начальная пограничная регулировка также может включать в себя начальную величину запаздывания зажигания от MBT. Поток конденсата из CAC (во время накопления и продувки) может изменять влажность впускного коллектора относительно влажности окружающей среды. Таким образом, влажность во впускном коллекторе и состояние потока конденсата CAC могут использоваться для модификации этих начальных регулировок, чтобы уменьшать события пропусков зажигания в двигателе и поддерживать крутящий момент во время продувки конденсата.
Далее, с обращением к Фиг.6, показан примерный способ 600 для настройки пограничного предела детонации и установки момента зажигания на основании влажности окружающей среды и уровня конденсата в CAC. Способ 600 включает в себя, на 602, определение влажности во впускном коллекторе двигателя. В одном из примеров влажность во впускном коллекторе может точно определяться по датчику кислорода во впускном коллекторе двигателя. В еще одном примере влажность может определяться посредством расположенного ниже по потоку UEGO перед каталитическим нейтрализатором во время события отключения подачи топлива при замедлении (DFSO). Однако, это устройство может не быть способным реагировать достаточно быстро, чтобы производить настройки зажигания по мере того, как засасывается конденсат. В еще одном другом примере влажность на впуске может оцениваться на основании условий эксплуатации двигателя, уровня накопления конденсата в CAC и потока конденсата (например, величины, скорости потока и т.д.) из CAC (в качестве определенных ранее в способе 300). На 604, влажность во впускном коллекторе сравнивается с влажностью окружающей среды. Если влажность во впускном коллекторе является большей, чем влажность окружающей среды на 604, процедура осуществляет опережение пограничного предела детонации на 606. В частности, предел детонации может подвергаться опережению, чтобы извлекать пользу из эффекта уменьшения детонации от увеличения влажности в двигателе. Процедура затем осуществляет установку момента зажигания с опережением к MBT или исправленного пограничного предела детонации во время продувки конденсата (то есть, во время уменьшения уровня конденсата в CAC). Например, во время цикла очистки от конденсата, обусловленного увеличением нагрузки на двигатель, когда конденсат продувается на впуск двигателя, влажность во впускном коллекторе может быть более высокой, чем влажность окружающей среды. Во время таких условий установка момента зажигания может подвергаться опережению сверх начальной пограничной регулировки детонации по направлению MBT или нового пограничного предела детонации. Величина опережения зажигания может настраиваться для поддержания крутящего момента двигателя во время цикла очистки от конденсата. Например, величина опережения зажигания может быть основана на положении педали, числе оборотов двигателя и/или положении дросселя. Дополнительно или в качестве альтернативы, может использоваться замкнутый контур обратной связи по ускорению коленчатого вала для осуществления опережения зажигания, если скорости сгорания являются медленными, и ограничения опережения зажигания на основании пограничной обратной связи от датчика детонации.
Если влажность во впускном коллекторе не является большей, чем влажность окружающей среды на 604, то, на 610, определяется, является ли влажность во впускном коллекторе меньшей, чем влажность окружающей среды. Если да, процедура осуществляет запаздывание пограничного предела детонации на 612. В частности, предел детонации может подвергаться запаздыванию, чтобы компенсировать действие снижения влажности на детонацию в двигателе. Процедура в таком случае осуществляет установку момента зажигания с запаздыванием до исправленного пограничного предела детонации во время накопления конденсата (то есть во время увеличения уровня конденсата в CAC). Например, во время периодов возрастания уровня конденсата (накопления) в CAC, установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию от начальной величины запаздывания зажигания до конечной, большей величины запаздывания зажигания. Величина запаздывания зажигания может настраиваться для поддержания крутящего момента двигателя во время цикла накопления конденсата.
Если влажность во впускном коллекторе не является меньшей, чем влажность окружающей среды на 610, то, на 616, может определяться, является ли влажность во впускном коллекторе по существу такой же, как влажность окружающей среды. По существу, во время установившихся уровней конденсата в CAC, где уровни конденсата не повышаются и не понижаются, но остаются по существу одинаковыми, влажность во впускном коллекторе может быть по существу такой же, как влажность окружающей среды. Если влажность во впускном коллекторе является по существу такой же, как влажность окружающей среды, процедура поддерживает начальный пограничный предел детонации на 618. Затем на 620, установка момента зажигания поддерживается на пограничном пределе детонации во время установившихся уровней конденсата в CAC. После того, как произведены все настройки для пограничного предела детонации и установки момента зажигания, процедура заканчивается.
Фиг.7 иллюстрирует графический пример процедуры проактивной очистки CAC, использующей способы, представленные ранее на Фиг.2-5. График 700 показывает пример потока воздуха двигателя на графике 702, установки момента зажигания на графике 704, открывания дросселя на графике 706, регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT) на графике 708, уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха (CAC CL) на графике 710, положения педали (PP) на графике 712 и крутящего момента на графике 714 со временем (по оси x). В этом примере поток воздуха двигателя возрастает в ответ на уровень конденсата в CAC, инициируя процедуру очистки (продувки), которая включает в себя настройку установки момента зажигания для поддержания крутящего момента.
До t1, уровень конденсата в CAC (CAC CL) является возрастающим (710) наряду с тем, что PP (712), крутящий момент (714), VCT (708), открывание дросселя (706), установка момента зажигания (704), и поток воздуха двигателя (702) остаются относительно постоянными. В момент t1 времени транспортное средство разгоняется в ответ на увеличение нагрузки на двигатель, как указано увеличением положения педали (712). Как результат, для удовлетворения увеличенного запроса крутящего момента открывание дросселя возрастает (706), увеличивая поток воздуха двигателя (702) и крутящий момент (714). В момент t2 времени поток воздуха двигателя (702) возрастает выше порогового значения T2, которое соответствует уровню потока воздуха выдувания CAC (то есть, уровню потока воздуха, выше которого конденсат CAC может выдуваться на впуск двигателя). Таким образом, в t2 уровень конденсата в CAC (710) начинает уменьшение со скоростью R1 до момента t3 времени, когда поток воздуха двигателя уменьшается ниже T2. Этот первый пример выдувания конденсата во время увеличения нагрузки на двигатель (изображенный на 716) не вызывает пропусков зажигания в двигателе, поскольку количество конденсата является меньшим (ниже порогового уровня T1). По существу, пороговый уровень T1 может соответствовать уровню конденсата, который инициирует цикл проактивной очистки. В ответ на эту повышенную влажность установка момента зажигания может подвергаться опережению, как показано от t2 до t3.
Будет принято во внимание, что в альтернативном варианте осуществления скорость, с которой уменьшается уровень конденсата (R1), может быть фактором для борьбы с пропусками зажигания. Однако, если общее количество конденсата достаточно мало, скорость уменьшения может не быть фактором в борьбе с пропусками зажигания. По существу, для регулирования скорости засасывания, скорость изменения потока воздуха может замедляться посредством настроек в отношении дросселя. Однако это может приводить к испытанию водителем транспортного средства реальной и ощутимой разницы эксплуатационных качеств/разгона.
После момента t3 времени по мере того, как течет время в примере 700, уровень конденсата в CAC вновь начинает возрастать до момента t4 времени, когда он достигает порогового уровня T1 (710). В этот момент поток воздуха двигателя находится между нижним пороговым значением T5 и верхним пороговым значением T2, так что _ (702). В этом примере T3 - разность между уровнем выдувания конденсата, T2, и пороговым значением T5 потока воздуха. Поскольку поток воздуха двигателя находится в пределах установленного диапазона пороговых значений (который является меньшим, чем верхнее пороговое значение T2, но находится выше нижнего порогового значения T5), и уровень конденсата в CAC находится выше порогового значения T1, инициируется процедура проактивной очистки CAC. Соответственно, открывание дросселя увеличивается в t4 (706), повышая поток воздуха двигателя выше порогового значения T2 (702). Одновременно контроллер увеличивает запаздывание зажигания на большую величину ΔS1 (704), с тем чтобы поддерживать требование крутящего момента на всем протяжении процедуры очистки (714). Уровень конденсата в CAC начинает медленно понижаться со скоростью R2 (710). Во время этой второй продувки конденсата с помощью проактивной процедуры (изображенной на 718) скорость R2 продувки является меньшей, чем скорость R1 продувки (во время предыдущей операции продувки на 716), так как поток воздуха двигателя находится на более низком уровне (L2 на 718 в противоположность L1 на 716). Поток воздуха двигателя (702), установка момента зажигания (704) и крутящий момент (714) удерживаются установившимися вплоть до момента t5 времени, когда уровень конденсата в CAC уменьшается до порогового уровня T4 (710). Это завершает процедуру очистки и возвращает все параметры обратно в их предыдущие или запрошенные на данный момент регулировки.
В отношении Фиг.7, процедура очистки CAC, запущенная в момент t4 времени (показанный на 718), могла бы продолжаться многими разными способами в зависимости от условий эксплуатации двигателя. В изображенном примере компенсация крутящего момента достигается посредством настройки всего лишь одного рабочего параметра двигателя, конкретно, исключительно посредством увеличения запаздывания зажигания (704). Посредством осуществления установки момента зажигания с запаздыванием крутящий момент остается постоянным несмотря на увеличенный поток воздуха. Таким образом, водитель транспортного средства не сознает никакого изменения эксплуатационных характеристик, и не наносится ущерб ездовым качества. Однако в альтернативных примерах, компенсация крутящего момента может выполняться посредством настройки комбинации разных исполнительных механизмов двигателя, как обсуждено ранее на Фиг.5 (на 506). Эти исполнительные механизмы могут настраивать элементы управления двигателем, такие как нагрузка генератора переменного тока, установка момента зажигания, VCT и AFR. Более точно, несколько параметров могут настраиваться за раз, чтобы поддерживать требование крутящего момента во время процедуры очистки. Пример такой процедуры продувки изображен на Фиг.8.
Фиг.8 иллюстрирует альтернативный графический пример 800 способов, представленных на Фиг.2-5. График 800 вновь показывает пример потока воздуха двигателя на графике 802, установки момента зажигания на графике 804, открывания дросселя на графике 806, регулируемой синхронизации распределительного вала (VCT) на графике 808, уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха (CAC CL) на графике 810, положения педали (PP) на графике 812 и крутящего момента двигателя на графике 814 по времени. Поток воздуха двигателя возрастает в ответ на уровень конденсата в CAC, запуская процедуру очистки, которая включает в себя настройку установки момента зажигания и VCT для поддержания крутящего момента.
Графический пример 800 действует таким же образом, как графический пример 700, до t4. В t4 уровень конденсата в CAC достигает порогового значения T1 (810), а уровень потока воздуха находится между T5 и T2 (802). В результате инициируется процедура очистки CAC. Открывание дросселя увеличивается в t4 (806), повышая поток воздуха двигателя выше T2 (802). Одновременно контроллер настраивает комбинацию параметров, чтобы поддерживать крутящий момент на всем протяжении процедуры очистки.
В отличие от примера 700, который настраивал только установку момента зажигания, контроллер настраивает как установку момента зажигания, так и VCT в примере 800. В t4, установка момента зажигания подвергается запаздыванию на меньшую величину ΔS2 (804) (которая является меньшей, чем запаздывание ΔS1 зажигания, применяемое в примере 700). В материалах настоящей заявки, поскольку VCT также подвергается запаздыванию 800 (смотрите график 808), установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию в меньшей степени. То есть, посредством использования сопутствующих настроек VCT, величина запаздывания зажигания, применяемая во время процедуры очистки, может увеличиваться. В кроме того, в других примерах увеличение нагрузки генератора переменного тока и/или AFR может быть реализовано в дополнение к или в комбинации с этими параметрами для поддержания крутящего момента. В t5 процедура очистки заканчивается, и все параметры возвращаются к своим предыдущим или запрошенным на данный момент регулировкам.
Фиг.9 показывает графический пример способа 600 для настройки пограничного предела детонации и установки момента зажигания на основании влажности окружающей среды и уровня конденсата в CAC. Примерный график 900 иллюстрирует настройки в отношении пограничного предела детонации на 904, установки момента зажигания на графике 902, изменений влажности во впускном коллекторе двигателя на графике 906 и уровня конденсата в CAC на графике 910.
До момента t1 времени конденсат может накапливаться в CAC. Вследствие продолжительного удаления воды из всасываемого воздуха в охладитель наддувочного воздуха влажность во впускном коллекторе (906) находится ниже, чем влажность окружающей среды (908). В течение этого времени CAC является работающим в первом состоянии, где уровень конденсата возрастает (910), указывая накопление конденсата в CAC. В ответ на влажность во впускном коллекторе, находящуюся ниже, чем влажность окружающей среды, пограничный предел детонации может подвергаться запаздыванию (904) для компенсации усиленного действия детонации, которое может происходить вследствие более низкой влажности во впускном коллекторе. В дополнение, во время этого первого состояния, установка момента зажигания подвергается запаздыванию от MBT до исправленного пограничного предела детонации.
В момент t1 времени уровень конденсата, накопленного в CAC может подниматься выше порогового значения. В ответ на увеличение нагрузки на двигатель (или в ответ на изменение положения дросселя или изменение массового расхода воздуха) может выполняться продувка CAC. Вследствие непрерывного удаления воды из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор влажность во впускном коллекторе (906) возрастает выше влажности окружающей среды (908) Влажность во впускном коллекторе остается более высокой, чем влажность окружающей среды, до момента t2 времени. В течение этого времени CAC работает во втором состоянии, где уровень конденсата снижается (910) вследствие цикла продувки (очистки CAC). В ответ на влажность во впускном коллекторе, находящуюся выше, чем влажность окружающей среды, пограничный предел детонации может подвергаться опережению (904), чтобы использовать преимущество эффекта снижения детонации, который может быть следствием более высокой влажности во впускном коллекторе. В дополнение, в ответ на продувку конденсата контроллер осуществляет установку момента зажигания с опережением до MBT.
После момента t2 времени влажность во впускном коллекторе (906) может находиться по существу на или около влажности окружающей среды (908). Соответственно, пограничный предел детонации возвращается в MBT (904). В материалах настоящей заявки CAC может быть работающим в третьем состоянии после момента t2 времени, где уровень конденсата находится в установившемся состоянии (910). Во время третьего состояния контроллер поддерживает установку момента зажигания в MBT (902).
Таким образом, пограничные пределы детонации и установка момента зажигания могут подвергаться запаздыванию во время накопления конденсата в CAC наряду с тем, что пограничные пределы детонации и установка момента зажигания подвергаются опережению во время выпускания конденсата из CAC. Посредством настройки пограничного предела детонации и установки момента зажигания в ответ на засасывание воды из CAC события пропусков зажигания в двигателе и потери крутящего момента, обусловленные засасыванием воды, могут уменьшаться.
Далее, с обращением к Фиг.10 и 11 показаны два графических примера для настройки установки момента зажигания в ответ на продувку конденсата из охладителя наддувочного воздуха для двух разных условий вождения. На Фиг.10 конденсат продувается из CAC во время цикла проактивной очистки. Этот цикл очистки инициируется в ответ на уровень конденсата в CAC, в то время как положение педали поддерживается ниже порогового значения (то есть, нет состояния увеличения нагрузки на двигатель). График 1000 отображает положение педали (PP) на графике 1002, поток воздуха во впускной коллектор (поток воздуха) на графике 1004, продувку конденсата на графике 1006 и установку момента зажигания (зажигание) на графике 1008.
Перед t1 продувка конденсата, например, может не выполняться, например, уровень конденсата в CAC является меньшим, чем пороговая величина. В момент t1 времени в ответ на возрастание уровня конденсата выше порогового значения инициируется процедура продувки конденсата. В частности, инициируется процедура проактивной очистки. Соответственно, для продувки конденсата, поток воздуха во впускной коллектор увеличивается (например, выше уровня потока воздуха выдувания), как показано на графике 1004. Здесь, увеличение потока воздуха происходит в ответ на уровень конденсата в CAC. То есть, поток воздуха увеличивается, даже если положение педали остается ниже порогового значения (1002), и запрос на повышенный крутящий момент не принят от водителя транспортного средства. Увеличение потока воздуха дает возможность продувки конденсата из CAC (1006). Поскольку продувка конденсата инициируется управляемым способом (способом 400) на основании пороговых значений уровня конденсата и потока воздуха, меньшего количества конденсата продувается за цикл двигателя, а кроме того, продувка выполняется в течение большей длительности. В ответ на продолжительную продувку конденсата на более низкой скорости продувки (то есть, более низкого количества продувки за цикл) установка момента зажигания подвергается запаздыванию (1008) от MBT. В материалах настоящей заявки запаздывание зажигания используется для поддержания крутящего момента двигателя постоянным. В момент t2 времени цикл очистки от конденсата заканчивается вследствие возврата уровня конденсата ниже порогового значения. Соответственно, в t2 поток воздуха уменьшается и возвращается на исходные регулировки (1004), заканчивая продувку конденсата (1006). Установка момента зажигания также возвращается к MBT (1008).
Со ссылкой на Фиг.11, конденсат продувается из CAC во время увеличения нагрузки на двигатель, проиллюстрированного увеличением положения педали. Конденсат продувается из CAC в ответ на увеличение потока воздуха во впускной коллектор, вызванное увеличением нагрузки на двигатель. График 1100 отображает положение педали на графике 1102, поток воздуха во впускной коллектор (поток воздуха) на графике 1104, продувку конденсата на графике 1106 и установку момента зажигания (зажигание) на графике 1108.
Перед t1 продувка конденсата, например, может не выполняться, например, уровень конденсата в CAC является меньшим, чем пороговая величина. В момент t1 времени поток воздуха во впускной коллектор возрастает выше уровня потока воздуха выдувания (1104) в ответ на положение педали, превышающее пороговое значение, указывающее увеличение нагрузки на двигатель (1102). Увеличение потока воздуха в таком случае продувает конденсат из CAC (1106). Поскольку продувка конденсата инициируется увеличением нагрузки на двигатель, большее количество конденсата за цикл продувается за более короткую длительность. В ответ на быструю продувку конденсата на более высокой скорости продувки (то есть, большее количество продувки за цикл) установка момента зажигания подвергается опережению (1008) к MBT. Здесь, опережение зажигания используется для уменьшения вероятности пропусков зажигания и повышения крутящего момента двигателя. В момент t2 времени положение педали уменьшается (1102), заканчивая увеличение нагрузки на двигатель. В качестве альтернативы, увеличение нагрузки на двигатель может заканчиваться в ответ на изменение положения дросселя или изменение массового расхода воздуха. Поток воздуха возвращается на исходный, боле низкий уровень, уменьшая продувку конденсата (1106). Установка момента зажигания также возвращается на свою предыдущую величину запаздывания зажигания (1108).
Таким образом, конденсат может продуваться из CAC во впускной коллектор наряду с настройкой установки момента зажигания на основании количества конденсата, продуваемого за цикл. Количество конденсата, продуваемого за цикл, может быть основано на условиях окружающей среды и условиях эксплуатации двигателя, в том числе, температуре окружающей среды, влажности окружающей среды, содержании EGR всасываемого воздуха, массовом расходе воздуха и температуре на выходе CAC. Количество конденсата, продуваемого за цикл, дополнительно может быть основано на положении педали. Например, количество конденсата, продуваемого за цикл, может возрастать по мере того, как положение педали превышает пороговое положение (например, во время увеличения нагрузки на двигатель), и возрастает массовый расход воздуха. Таким образом, уровень конденсата, продуваемого за цикл, может быть основан на массовом расходе воздуха. Установка момента зажигания может подвергаться опережению или запаздыванию на основании характера продувки, например, на основании того, происходит ли продувка во время увеличения нагрузки на двигатель, в противоположность проактивной очистке. В примере увеличения нагрузки на двигатель, когда количество конденсата, продуваемого за цикл, является более высоким (например, более высоким, чем пороговое значение), установка момента зажигания может подвергаться опережению. Величина опережения зажигания может быть основана на положении педали (например, степени нажатия педали акселератора) и требовании крутящего момента водителя. В качестве еще одного примера величина опережения зажигания может меняться с базового значения на основании оцененной скорости засасывания конденсата или дозировать скорость засасывания конденсата (например, в качестве определяемой на основании датчика кислорода на впуске). В материалах настоящей заявки обратная связь от датчика кислорода на впуске может давать оценку количества воды на впуске. В качестве еще одного другого примера величина опережения зажигания или запаздывания зажигания основана на скорости изменения массового расхода воздуха (например, потока воздуха). Например, более высокая величина запаздывания зажигания может применяться, когда скорость изменения массового расхода воздуха находится ниже порогового значения, и более высокая величина опережения зажигания может применяться, когда скорость изменения массового расхода воздуха находится выше порогового значения. По существу, скорость изменения массового расхода воздуха оказывает влияние на расход засасываемой воды из CAC в двигатель. В еще одном примере, таком как во время проактивной очистки CAC, где количество конденсата, продуваемого за цикл, является более низким (например, более низким, чем пороговое значение), установка момента зажигания может подвергаться запаздыванию для поддержания крутящего момента двигателя постоянным, в то время как увеличивается поток воздуха.
Будет принято во внимание, что, в примерах по Фиг.10-11, положение педали используется в качестве индикатора ускорения при переходном режиме. По существу, с электронными системами дросселя, положение педали может быть указывающим на требование водителем увеличенного/уменьшенного крутящего момента. Однако после разрешения конфликтов с вещами, подобными регулированию тягового усилия и, по существу, контроллер может не обязательно выдавать дополнительный поток воздуха/крутящий момент. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления фактическая скорость изменения потока воздуха или фактическое изменение дросселя (или других устройств, которые изменяют поток воздуха, таких как VCT) может использоваться вместо или в дополнение к положению педали для определения, является ли массовый расход воздуха фактически меняющимся, и для определения скорости вовлечения конденсата в воздух, который должен засасываться двигателем.
Как описано выше, конденсат может продуваться из CAC посредством потока воздуха во впускной коллектор двигателя. Поток воздуха может увеличиваться до уровня выдувания конденсата в ответ на инициированное водителем увеличение нагрузки на двигатель или периодический цикл проактивной очистки от конденсата. Во время продувки конденсата исполнительные механизмы двигателя могут настраиваться для поддержания требования крутящего момента. Настройки исполнительных механизмов двигателя могут включать в себя настройку установки момента зажигания, VCT, нагрузку генератора переменного тока и отношение AFR. Посредством настройки исполнительных механизмов двигателя для поддержания требования крутящего момента увеличение потока воздуха для продувки CAC может проходить незамеченным водителем транспортного средства. Настройки установки момента зажигания также могут быть основаны на уровне конденсата в CAC, влажности во впускном коллекторе, влажности окружающей среды и потоке конденсата из CAC. В частности, опережение зажигания может увеличиваться, когда CAC продувается вовремя увеличения нагрузки на двигатель, чтобы компенсировать более высокую влажность, которая может замедлять скорость сгорания и уменьшать риск детонации. Посредством увеличения опережения зажигания стабильность сгорания усиливается, и уменьшается риск пропусков зажигания. Вычисления количества конденсата в CAC также могут использоваться для определения, когда требуется цикл очистки. Если все условия эксплуатации двигателя и пороговые значения потока воздуха двигателя удовлетворены, может инициироваться цикл очистки. Таким образом, выполнение периодических циклов очистки от конденсата может помогать предотвращать засасывание больших количеств конденсата за раз и пропусков зажигания в двигателе. Посредством использования способов для настройки установки момента зажигания во время периодов накопления и продувки конденсата, могут уменьшаться пропуски зажигания двигателя.
Как будет приниматься во внимание обычным специалистом в данной области техники, процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут представлять собой одну или более из любого количества процедур очистки CAC с использованием различных элементов управления исполнительными механизмами двигателя. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок управления 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, обычный специалист в данной области техники будет осознавать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.
Предмет изобретения настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных процессов, систем и конфигураций, и других признаков, функций, действий и/или свойств, раскрытых в материалах настоящей заявки, а также любые и все их эквиваленты.
Предложены способы для продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха на впуск двигателя наряду с сокращением событий пропусков зажигания, связанных с засасыванием воды. Во время продувки установка момента зажигания настраивается на основании количества конденсата, продуваемого за цикл. Установка момента зажигания настраивается по-разному, когда конденсат продувается во время нажатия педали акселератора в противоположность процедуре проактивной очистки. Техническим результатом является повешение эффективности сгорания в двигателе. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.
1. Способ для форсированного двигателя, состоящий в том, что:
продувают конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор; и
настраивают установку момента зажигания на основании количества продуваемого конденсата.
2. Способ по п.1, в котором настройка включает в себя то, что, когда количество конденсата, продуваемого за цикл, больше порогового значения, осуществляют установку момента зажигания с опережением, а когда количество конденсата, продуваемое за цикл, ниже порогового значения, осуществляют установку момента зажигания с запаздыванием.
3. Способ по п.2, в котором величина опережения зажигания во время осуществления установки момента зажигания с опережением основана на скорости изменения массового расхода воздуха во время продувки, и при этом величина запаздывания зажигания во время осуществления установки момента зажигания с запаздыванием основана на скорости изменения массового расхода воздуха во время продувки.
4. Способ по п.3, в котором более высокая величина запаздывания зажигания применяется, когда скорость изменения массового расхода воздуха находится ниже порогового значения, и при этом более высокая величина опережения зажигания применяется, когда скорость изменения массового расхода воздуха находится выше порогового значения.
5. Способ по п.1, в котором количество конденсата, продуваемого за цикл, основано на каждом из температуры окружающей среды, влажности окружающей среды, содержания EGR всасываемого воздуха, массового расхода воздуха и температуры на выходе охладителя наддувочного воздуха.
6. Способ по п.5, в котором количество конденсата, продуваемого за цикл, дополнительно основано на массовом расходе воздуха во время продувки.
7. Способ по п.6, в котором количество конденсата, продуваемого за цикл, увеличивается по мере того, как возрастает массовый расход воздуха.
8. Способ для форсированного двигателя, состоящий в том, что:
во время первого состояния продувают конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор с установкой момента зажигания с опережением до MBT; и
во время второго состояния продувают конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор с установкой момента зажигания с запаздыванием от MBT.
9. Способ по п.8, в котором первое состояние включает в себя увеличение нагрузки на двигатель, при этом второе состояние не включает в себя увеличение нагрузки на двигатель.
10. Способ по п.9, дополнительно состоящий в том, что, во время первого состояния автоматически ограничивают величину применяемого запаздывания зажигания в ответ на детонацию при увеличении нагрузки на двигатель на основании количества конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
11. Способ по п.8, в котором во время первого состояния поток воздуха во впускной коллектор увеличивается в ответ на положение педали, превышающее пороговое значение, и при этом во время второго состояния поток воздуха во впускной коллектор увеличивается в ответ на уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха и в то время как положение педали находится ниже порогового значения.
12. Способ по п.8, в котором во время первого состояния продувка включает в себя продувку первого, большего, количества конденсата за цикл и при этом во время второго состояния продувка включает в себя продувку второго, меньшего, количества конденсата за цикл.
13. Способ по п.12, в котором во время первого состояния продувка происходит в течение первой, меньшей, длительности и при этом во время второго состояния продувка происходит в течение второй, большей, длительности.
14. Способ для форсированного двигателя, состоящий в том, что:
продувают конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор, увеличивая поток воздуха во впускной коллектор; и
настраивают установку момента зажигания во время продувки на основании положения педали.
15. Способ по п.14, в котором настройка установки момента зажигания на основании положения педали включает в себя осуществление установки момента зажигания с опережением до MBT, когда положение педали находится выше порогового положения во время продувки, и осуществление установки момента зажигания с запаздыванием от MBT, когда положение педали находится ниже порогового положения во время продувки.
16. Способ по п.14, в котором настройка установки момента зажигания на основании положения педали включает в себя осуществление установки момента зажигания с запаздыванием от MBT во время продувки и настройку величины запаздывания зажигания на основании положения педали во время продувки.
17. Способ по п.16, в котором настройка величины запаздывания зажигания включает в себя применение меньшего запаздывания зажигания во время продувки, если положение педали находится выше порогового положения и применение большего запаздывания зажигания во время продувки, если положение педали находится ниже порогового положения.
18. Способ по п.16, в котором настройка включает в себя то, что, когда положение педали находится выше порогового значения во время продувки, ограничивают величину запаздывания зажигания на основании количества конденсата, накопленного в охладителе наддувочного воздуха.
19. Способ по п.14, дополнительно содержащий настройку регулируемой синхронизации распределительного вала во время продувки на основании положения педали и дополнительно на основании количества конденсата, продуваемого за цикл двигателя.
20. Способ по п.14, дополнительно содержащий настройку работы охлаждающего вентилятора во время продувки на основании положения педали и дополнительно на основании количества конденсата, продуваемого за цикл двигателя.
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМЫ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ И КЛАПАН, А ТАКЖЕ СПОСОБ И УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ | 1999 |
|
RU2230212C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ | 2009 |
|
RU2450133C1 |
| US 6301887 B1, 16.10.2001 | |||
| US 6367256 B1, 09.04.2002 | |||
| US 6408831 B1, 25.06.2002. | |||
