СПОСОБ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2019 года по МПК F02D13/02 F02D21/08 F02M26/43 F02D41/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системам и способам улучшения работы двигателя, который работает с высокими уровнями рециркуляции выхлопных газов (EGR). Способы могут быть особенно полезны для двигателей, которые включают в себя единственный цилиндр, который выдает внешнюю EGR в другие цилиндры двигателя.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатель может подвергаться работе с одним или более специальных цилиндров EGR (например, цилиндром, который направляет по меньшей мере часть своего потока выхлопных газов, без выхлопных газов из других цилиндров, для выдачи внешней EGR в цилиндры двигателя), которые направляют все свои выхлопные газы во всасываемый воздух других цилиндров двигателя в качестве внешней рециркуляции выхлопных газов (EGR). Такое устройство может предоставлять двигателю возможность работать с высокими уровнями разбавления выхлопными газами. Следовательно, насосная работа двигателя может уменьшаться, а коэффициент полезного действия двигателя может улучшаться. Однако, двигатель, который включает в себя такой канал, может не реагировать, как требуется, на запросы повышенного выходного крутящего момента двигателя, так как разбавление заряда может ограничивать или понижать крутящий момент двигателя.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеуказанные недостатки работы двигателя с высоким разбавлением и разработали способ работы двигателя, содержащий: уменьшение потока выхлопных газов одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, в ответ на повышение крутящего момента требуемого водителем.

Посредством уменьшения потока выхлопных газов специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов для остальных цилиндров двигателя, может быть возможным улучшать реакцию крутящего момента двигателя. Более точно, выработка крутящего момента цилиндров двигателя, питаемых выхлопными газами из специального цилиндра(ов) EGR (DEGR), может улучшаться, поскольку объем цилиндра для дополнительного свежего заряда (например воздуха и топлива) может делаться имеющимся в распоряжении, если рециркуляция выхлопных газов ограничена во время повышения крутящего момента требуемого водителем. Дополнительно, если двигатель с турбонаддувом, запаздывание турбонагнетателя может уменьшаться, поскольку энергия выхлопных газов из остальных цилиндров может повышаться во время повышения крутящего момента требуемого водителем.

В одном из аспектов предложен способ работы двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

уменьшают поток выхлопных газов одного или более специальных цилиндров рециркуляции выхлопных газов (EGR), обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, в ответ на повышение крутящего момента требуемого водителем, и

увеличивают поток выхлопных газов одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя в ответ на достижение давлением наддува порогового давления.

В одном из вариантов предложен способ, в котором уменьшение потока выхлопных газов одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, включает в себя этап, на котором осуществляют запаздывание момента закрывания впускного клапана от нижней мертвой точки такта впуска одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают продувку одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором продувку увеличивают посредством увеличения перекрытия времени открывания впускного клапана и открывания выпускного клапана.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют установку фаз клапанного распределения одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, чтобы увеличивать продувку одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, в ответ на понижение крутящего момента требуемого водителем.

В одном из дополнительных аспектов предложен способ работы двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

осуществляют внешнюю рециркуляцию выхлопных газов из одного или более специальных цилиндров EGR многоцилиндрового двигателя во впуск двигателя; и

на холостом ходу двигателя приводят в действие один или более специальных цилиндров двигателя EGR с регулируемой установкой фаз клапанного распределения на первой установке фаз распределения/в первом положении относительно коленчатого вала; и

в ответ на нажатие педали акселератора из состояния холостого хода двигателя, переводят регулируемую установку фаз клапанного распределения одного или более специальных цилиндров EGR на вторую установку фаз распределения/во второе положение относительно коленчатого вала, чтобы уменьшать запаздывание турбонагнетателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором установку фаз клапанного распределения цилиндров двигателя, отличных от одного или более специальных цилиндров EGR, регулируют на разные установки фаз распределения относительно коленчатого вала.

В одном из вариантов предложен способ, в котором вторая установка фаз распределения/положение уменьшает поток через один или более специальных цилиндров EGR относительно первой установки фаз распределения/первого положения.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий этап, на котором регулируют поток выхлопных газов одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на давление наддува, достигающее порогового давления.

В одном из вариантов предложен способ, в котором выхлопные газы из одного или более специальных цилиндров EGR направляют в местоположение выше по потоку от компрессора турбонагнетателя, причем предотвращают направление выхлопных газов других цилиндров двигателя в местоположение выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают продувку одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на понижение крутящего момента требуемого водителем.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором открывают перепускной клапан одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на нажатие педали акселератора.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором закрывают перепускной клапан одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на давление наддува двигателя большее, чем пороговое значение.

В одном из дополнительных аспектов предложена система транспортного средства, содержащая:

двигатель;

первое устройство регулировки регулируемых клапанов, присоединенное к двигателю и приводящее в действие клапаны первого цилиндра;

второе устройство регулировки регулируемых клапанов, присоединенное к двигателю и приводящее в действие клапаны второго цилиндра;

канал, присоединяющий по текучей среде выпускную сторону первого цилиндра к впуску воздуха двигателя, причем канал не присоединяет по текучей среде выпускную сторону других цилиндров двигателя к впуску воздуха; и

контроллер, содержащий постоянные команды для:

усиления продувки первого цилиндра в ответ на отпускание педали акселератора,

понижения коэффициента наполнения первого цилиндра в ответ на нажатие педали акселератора, и

повышения коэффициента наполнения первого цилиндра при нажатии педали акселератора в ответ на давление наддува.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дополнительные команды для понижения коэффициента наполнения первого цилиндра при нажатии педали акселератора из состояния холостого хода двигателя.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая дополнительные команды для приведения в действие клапанов первого цилиндра с отличной установкой фаз распределения от клапанов второго цилиндра, в цикле двигателя.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая перепускной клапан для первого цилиндра и дополнительные команды для открывания перепускного клапана в ответ на нажатие педали акселератора.

В одном из еще дополнительных аспектов предложен способ работы двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

уменьшают поток выхлопных газов одного или более специальных цилиндров рециркуляции выхлопных газов (EGR), обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, в ответ на повышение крутящего момента требуемого водителем, и

увеличивают продувку одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, причем продувку увеличивают посредством увеличения перекрытия времени открывания впускного клапана и открывания выпускного клапана.

Настоящее описание может давать несколько преимуществ. Например, подход может уменьшать запаздывание турбонагнетателя. Кроме того, подход может улучшать реакцию крутящего момента двигателя. Кроме того еще, подход может предоставлять двигателю возможность работать эффективнее после того, как была достигнута пороговая величина наддува, и тем самым, повышая коэффициент полезного действия двигателя после того, как дополнительный наддув может быстрее выдаваться в двигатель.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.

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

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Преимущества, описанные в материалах настоящего описания, будут полнее понятны по прочтению примера варианта осуществления, указанного в материалах настоящего описания как описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения, когда воспринимаются по отдельности или со ссылкой на чертежи, где:

фиг. 1 - схематичное изображение двигателя;

фиг. 2-3 показывают примерные изменения двигателя, которые могут проявлять улучшенную стабильность сгорания при более высоких интенсивностях потока EGR;

фиг. 4 - примерная рабочая последовательность двигателя согласно способу по фиг. 5 и 6.

фиг. 5 и 6 показывают примерный способ работы двигателя, который включает в себя цилиндр DEGR.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее описание имеет отношение к работе двигателя с высоко разбавленными смесями цилиндра. Смеси цилиндра двигателя могут разбавляться с использованием подвергнутых рециркуляции выхлопных газов, которые являются побочными продуктами сжигания топливно-воздушных смесей. Подвергнутые рециркуляции выхлопные газы могут указываться ссылкой как EGR. Фиг. 1-3 показывают примерные конфигурации двигателя, которые могут подвергаться работе на более высоких уровнях разбавления заряда цилиндра для улучшения коэффициента полезного действия двигателя. Двигатель может работать, как показано в последовательности по фиг. 4, согласно способу, показанному на фиг. 5 и 6.

Со ссылкой на фиг. 1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, как показано на фиг. 2 и 3, один цилиндр которого показан на фиг. 1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие независимо относительно клапанов других цилиндров посредством кулачка 51 впускного клапана и кулачка 53 выпускного клапана. Механизм 85 регулировки зазора впускного клапана осуществляет опережение или запаздывание фазы впускного клапана 52 относительно положения коленчатого вала 40. Дополнительно, механизм 85 регулировки зазора впускного клапана может увеличивать или уменьшать величину подъема впускного клапана. Механизм 83 регулировки зазора выпускного клапана осуществляет опережение или запаздывание фазы выпускного клапана 54 относительно положения коленчатого вала 40. Кроме того, механизм 83 регулировки зазора выпускного клапана может увеличивать или уменьшать величину подъема выпускного клапана.

Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана. В случаях, где камера 30 сгорания является частью цилиндра DEGR, установка фаз распределения и/или величина подъема клапанов 52 и 54 могут регулироваться независимо от клапанов в других цилиндрах, так чтобы заряд воздуха цилиндра у цилиндра DEGR мог повышаться или понижаться относительно заряда воздуха цилиндра у других цилиндров двигателя во время одного и того же цикла двигателя. Таким образом, внешняя EGR, подаваемая в цилиндры двигателя, может превышать двадцать пять процентов массы заряда цилиндра для четырехцилиндрового двигателя, включающего в себя единственный цилиндр DEGR. Кроме того, величина внутренней EGR у цилиндров, иных чем цилиндр EGR, может регулироваться независимо от цилиндра DEGR посредством регулировки установки фаз распределения клапанов других соответствующих цилиндров.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускное окно, что известно специалистам в данной области техники как оконный впрыск. Впускной коллектор 44 показан сообщающимся с возможным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из камеры 46 наддува во впускной коллектор 44. В некоторых вариантах осуществления, дроссель 62 и дроссельная заслонка 64 могут быть расположены между впускным клапаном 52 и впускным коллектором 44, так что дроссель 62 является дросселем окна. Компрессор 162 подает воздух из впуска 42 воздуха в камеру 46 наддува. Компрессор 162 приводится в движение валом 161, который механически присоединен к турбине 164. Перепускной клапан 158 компрессора может избирательно приводиться в действие для понижения давления наддува. Перепускная заслонка 72 для выхлопных газов может избирательно открываться и закрываться, чтобы регулировать скорость вращения турбины 164.

Крутящий момент требования водителя может определяться по положению педали 130 акселератора, которое считывается датчиком 134 педали акселератора. Напряжение или ток, указывающие крутящий момент требования водителя выводятся с датчика 134 педали акселератора, когда ступня 132 водителя управляет педалью 130 акселератора.

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 выше по потоку от турбины 164 и каталитического нейтрализатора 70 выхлопных газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO. Нейтрализатор 70 выхлопных газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные брикеты катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности выхлопных газов, каждое с многочисленными брикетами. Нейтрализатор 70 выхлопных газов, в одном из примеров, может быть каталитическим нейтрализатором трехкомпонентного типа.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное (некратковременное) запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую 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 хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 121 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; измерение давления наддува с датчика 122 давления; датчика положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120; и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12.

Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке блока цилиндров, чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC).

В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время такта расширения, расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливно-воздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное показано просто в качестве примера, и что установки фаз открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов могут меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие открывания впускного и выпускного клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.

Фиг. 2 показывает схему первого примера двигателя 10, показывающую цилиндры 1-4, один из которых включает в себя камеру 30 сгорания по фиг. 1. Примерная конфигурация двигателя по фиг. 2 может включать в себя устройства, показанные на фиг. 1, для каждого цилиндра двигателя. Впускные клапаны 52 и выпускные клапаны 54 каждого цилиндра могут открываться и закрываться независимо от клапанов других цилиндров двигателя посредством механизма 85 регулировки зазора впускного клапана и механизма 83 регулировки зазора выпускного клапана. Например, впускной 52 и выпускной 54 клапаны цилиндра номер четыре могут открываться и закрываться с разными установками фаз относительно коленчатого вала 40 двигателя и клапанов других цилиндров двигателя. Таким образом, впускной клапан 52 цилиндра номер четыре может закрываться через двадцать пять градусов угла поворота двигателя после НМТ такта впуска цилиндра номер четыре. С другой стороны, во время того же самого цикла двигателя, впускной клапан цилиндра номер один может закрываться через пять градусов после НМТ такта впуска цилиндра номер один. Кроме того, конфигурация двигателя по фиг. 2 может подвергаться работе согласно способу по фиг. 5 и 6.

Дроссель 62 регулирует поток воздуха во впускной коллектор 44, а впускной коллектор 44 подает воздух в каждый из цилиндров 1-4. Впускные клапаны 52 и выпускные клапаны 54 одного из цилиндров в группе цилиндров 1-4 могут приводиться в действие с разными установками фаз распределения относительно установки фаз клапанного распределения других цилиндров в группе цилиндров 1-4. В одном из примеров, клапаны цилиндров 1-3 работают с одной и той же установке фаз распределения, но клапаны цилиндра 4 работают с иной установкой фаз распределения и/или такой же установкой фаз распределения, как клапаны для цилиндров 1-3. Например, впускные клапаны цилиндра в группе цилиндров 1-3 могут закрываться на этапе 10 градусах угла поворота коленчатого вала после нижней мертвой точки такта впуска цилиндра, где впускной клапан является закрывающимся в течение конкретного цикла двигателя. С другой стороны, впускные клапаны цилиндра 4 могут закрываться на этапе 20 градусах коленчатого вала после нижней мертвой точки такта впуска цилиндра 4 для того же самого цикла двигателя. Выхлопные газы из цилиндров 1-3 направляются в выпускной коллектор 48 до обработки каталитическим нейтрализатором. Выхлопные газы из цилиндра 4 направляются во впускной коллектор 44 через перепускной клапан 205 цилиндра DEGR и канал 209 или, в качестве альтернативы, в выпускной коллектор 48 через перепускной клапан 205 цилиндра DEGR и канал 206. В некоторых примерах, перепускной клапан 205 цилиндра DEGR и канал 206 могут быть не включены в состав.

Каждый из цилиндров 1-4 может включать в себя внутреннюю EGR посредством захвата выхлопных газов от события сгорания в соответственном цилиндре и предоставления выхлопным газам возможности оставаться в соответственном цилиндре во время следующего события сгорания. Величина внутренней EGR может меняться посредством регулировки моментов времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов посредством регулировки величины перекрытия клапанов. Посредством увеличения перекрытия открывания впускного и выпускного клапанов, дополнительная EGR может удерживаться в цилиндре во время следующего события сгорания. Внешняя EGR выдается в цилиндры 1-4 исключительно через выпуск цилиндра 4 и канал 209. Внешняя EGR на обеспечивается потоком выхлопных газов из цилиндров 1-3. Таким образом, в этом примере, цилиндр 4 является единственным источником внешней EGR для двигателя 10. Однако, в двигателях V-образной конфигурации, цилиндр в каждом ряду цилиндров может быть специальным цилиндром EGR. Канал 209 входит во впускной коллектор 44 ниже по потоку от компрессора 162. Выхлопные газы из цилиндров 1-3 вращают турбину 164, а выхлопные газы из цилиндра 4 могут избирательно вращать турбину 164 в зависимости от рабочего эксплуатационного состояния перепускного клапана 205 цилиндра DEGR.

Далее, со ссылкой на фиг. 3, показана схема второго примера двигателя 10, показывающего цилиндры 1-4. Один из цилиндров 1-4 включает в себя камеру 30 сгорания по фиг. 1, а оставшиеся цилиндры могут включать в себя подобные устройства. Примерная конфигурация двигателя по фиг. 3 может включать в себя устройства, показанные на фиг. 1, для каждого цилиндра двигателя. Конфигурация двигателя, показанная на фиг. 3, может питаться топливом через одну из топливных систем, показанных на фиг. 5 и 6. Кроме того, конфигурация двигателя по фиг. 3 может подвергаться работе согласно способу по фиг. 7 и 8.

Фиг. 3 включает в себя многие из тех же самым устройств и компонентов, описанных на фиг. 2. Поэтому, ради краткости, описание идентичных устройств и компонентов опущено. Однако, устройства и компоненты функционируют и действуют как описано на фиг. 2.

В примере по фиг. 3, двигатель 10 включает в себя канал 309, который не сообщается с выпускным коллектором 48 и входит в двигатель выше по потоку от компрессора 162. Поток EGR через канал 309 регулируется посредством изменения установки фаз распределения впускного клапана 85 и выпускного клапана 83 цилиндра 4. Например, поток EGR из цилиндра 4 в цилиндры 1-4 может уменьшаться посредством осуществления запаздывания закрывания впускного клапана (IVC) от НМТ такта впуска цилиндра 4. Поток EGR из цилиндра 4 в цилиндры 1-4 может увеличиваться посредством осуществления опережения IVC в направлении BDC такта впуска цилиндра 4. Кроме того, поток EGR из цилиндра 4 в цилиндры 1-4 может уменьшаться посредством осуществления запаздывания закрывания выпускного клапана (EVC) от ВМТ такта выпуска. Поток EGR из цилиндра 4 в цилиндры 1-4 может увеличиваться посредством осуществления опережения закрывания выпускного клапана (EVC) в направлении ВМТ такта выпуска.

Канал 309 может улучшать возможность усиления продувки (например, где содержимое впускного коллектора, такое как воздух, проталкивается через цилиндр, в то время как впускной и выпускной клапаны цилиндра одновременно открыты в цикле цилиндра) для цилиндра 4, когда давление во впускном коллекторе является более высоким, чем давление выше по потоку от компрессора 162. Вместо направления ниже по потоку от компрессора 162, канал 309 направляется выше по потоку от компрессора 162, где он может подвергаться воздействию давления, которое является более низким, чем давление во впускном коллекторе. EGR, которая течет через канал 308, поступает во впускной коллектор 44 после того, как она сжата посредством компрессора 162.

Таким образом, система по фиг. 1-3 предусматривает систему транспортного средства, содержащую: двигатель; первое устройство регулировки регулируемых клапанов, присоединенное к двигателю и приводящее в действие клапаны первого цилиндра; второе устройство регулировки регулируемых клапанов, присоединенное к двигателю и приводящее в действие клапаны второго цилиндра; канал, присоединяющий по текучей среде выпускную сторону первого цилиндра к впуску воздуха двигателя, канал не присоединяющий по текучей среде выпускную сторону других цилиндров двигателя к впуску воздуха; и контроллер, включающий в себя постоянные команды для усиления продувки первого цилиндра в ответ на отпускание педали акселератора. Система транспортного средства дополнительно содержит дополнительные команды для понижения коэффициента наполнения первого цилиндра в ответ на нажатие педали акселератора из состояния холостого хода двигателя.

В некоторых примерах, система транспортного средства дополнительно содержит дополнительные команды для понижения коэффициента наполнения первого цилиндра при нажатии педали акселератора. Система транспортного средства дополнительно содержит команды для повышения коэффициента наполнения первого цилиндра при нажатии педали акселератора в ответ на давление наддува. Система транспортного средства дополнительно содержит дополнительные команды для приведения в действие клапанов первого цилиндра с иной установкой фаз распределения, чем клапанов второго цилиндра, в цикле двигателя. Система транспортного средства дополнительно содержит перепускной клапан для первого цилиндра и дополнительные команды для открывания перепускного клапана в ответ на нажатие педали акселератора.

Далее, со ссылкой на фиг. 4, показана примерная рабочая последовательность двигателя согласно способу по фиг. 5 и 6 и системе по фиг. 1-3. Последовательность по фиг. 4 является всего лишь одним из примерных моделированных последовательностей способа по фиг. 5 и 6. Например, несмотря на то, что фиг. 4 регулирует IVC во время нажатий педали акселератора и отпусканий педали акселератора, подъем впускного клапана может увеличиваться или уменьшаться для обеспечения подобных функциональных возможностей. В примерной последовательности по фиг. 4, двигатель сконфигурирован, как показано на фиг. 3.

Первый график сверху по фиг. 4 является графиком крутящего момента требуемого водителем в зависимости от времени. Ось Y представляет крутящий момент требования водителя, и крутящий момент требования водителя возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 4 к правой стороне по фиг. 4. Крутящий момент требования водителя может определяться по положению педали акселератора.

Второй график сверху по фиг. 4 является графиком скорости вращения двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет скорость вращения двигателя, и скорость вращения двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 4 к правой стороне по фиг. 4.

Третий график сверху по фиг. 4 является графиком давления во впускном коллекторе двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет собой давление во впускном коллекторе двигателя, и давление во впускном коллекторе двигателя является положительным выше оси X и отрицательным ниже X. Положительное давление во впускном коллекторе возрастает в направлении стрелки оси Y выше оси X. Отрицательное давление во впускном коллекторе является более низким в направлении стрелки оси Y ниже оси X. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 4 к правой стороне по фиг. 4. Горизонтальная линия 402 представляет собой пороговое давление во впускном коллекторе, соответствующее пороговому давлению наддува.

Четвертый график сверху по фиг. 4 является графиком IVC для цилиндра DEGR в зависимости от времени. Ось Y представляет собой IVC между ВМТ такта сжатия и НМТ такта сжатия. IVC подвергается запаздыванию в направлении ВМТ такта сжатия по мере того, как траектория перемещается в направлении аббревиатуры RET (запаздывание). IVC подвергается опережению в направлении НМТ такта сжатия по мере того, как траектория перемещается в направлении аббревиатуры ADV (опережение). Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 4 к правой стороне по фиг. 4.

Пятый график сверху по фиг. 4 является графиком IVC для неспециальных цилиндров EGR (например, других цилиндров двигателя) в зависимости от времени. Ось Y представляет собой IVC между ВМТ такта сжатия и НМТ такта сжатия. IVC подвергается запаздыванию в направлении ВМТ такта сжатия по мере того, как траектория перемещается в направлении аббревиатуры RET (запаздывание). IVC подвергается опережению в направлении НМТ такта сжатия по мере того, как траектория перемещается в направлении аббревиатуры ADV (опережение). Ось X представляет время, и время увеличивается с левой стороны по фиг. 4 к правой стороне по фиг. 4.

В момент T0 времени, крутящий момент требования водителя низок (например, на или около нуля), и скорость вращения двигателя является низким, указывающим работу на холостом ходу. Давление во впускном коллекторе также является низким, поскольку является низким крутящий момент требования водителя. Установка фазы IVC цилиндра DEGR (например, цилиндр 4 по фиг. 3) подвергается незначительному запаздыванию, так чтобы внешняя EGR, подаваемая в цилиндры двигателя через цилиндр DEGR, находилась на нижнем уровне. Нижний уровень EGR может быть потоком EGR, основанным на пределе стабильности сгорания в двигателе, который задает среднеквадратическое отклонение по среднему индикаторному эффективному давлению (IMEP) стабильности сгорания, меньшее, чем 5% от среднего значения. Установка фазы IVC цилиндров, иных чем цилиндр DEGR (например, неспециальных цилиндров EGR (не DEGR), таких как цилиндры 1-3 по фиг. 3), подвергается опережению в большей степени, чем установка фазы IVC цилиндра DEGR.

В момент T1 времени, крутящий момент требования водителя возрастает (например, нажатие педали акселератора у педали акселератора) в ответ на увеличение положения педали акселератора, введенное водителем. Скорость вращения двигателя начинает возрастать в ответ на повышение крутящего момента требуемого водителем, а давление во впускном коллекторе начинает возрастать по мере того, как впускной коллектор наполняется до атмосферного давления, и продолжает возрастать по мере того, как турбина турбонагнетателя разгоняет компрессор. IVC цилиндра DEGR подвергается запаздыванию дальше, чтобы уменьшать поток EGR в цилиндры двигателя. Посредством уменьшения потока EGR в цилиндры двигателя, иные чем цилиндр DEGR, может быть возможным уменьшать запаздывание турбонагнетателя посредством увеличения заряда воздуха цилиндра во время события нажатия педали акселератора. IVC неспециальных цилиндров EGR подвергается опережению для дополнительного увеличения количества воздуха, засасываемого в неспециальные цилиндры EGR. Дополнительный заряд воздуха может помогать разгонять турбину и компрессор.

В момент t2 времени, давление во впускном коллекторе достигает порогового давления 402 наддува. Крутящий момент требования водителя выравнивается и только медленно возрастает. Скорость вращения двигателя возросло и находится на повышенном уровне. IVC цилиндра DEGR подвергается опережению в ответ на наддув, достигающий порогового уровня. IVC цилиндра DEGR подвергается опережению для усиления потока EGR в двигатель, чтобы улучшать коэффициент полезного действия двигателя в условиях, где скорость вращения турбины достигла требуемого уровня в тех случаях, когда формирование наддува является почти мгновенным. IVC цилиндров не DEGR подвергается опережению на небольшую величину и начинает пребывать около подвергнутого большему опережению состояния.

Между моментом T2 времени и моментом T3 времени, крутящий момент требования водителя всего лишь слегка возрастает, тем временем, скорость вращения двигателя повышается, и транспортное средство переключается по передачам трансмиссии. Давление во впускном коллекторе остается на повышенном уровне, и установки фаз IVC цилиндра DEGR и неспециальных цилиндров EGR остаются почти неизменными.

В момент T3 времени, водитель отпускает педаль акселератора (например, отпускание педали акселератора), и крутящий момент требования водителя падает до нуля. Скорость вращения двигателя начинает замедляться, поскольку небольшой крутящий момент двигателя затребован водителем. Давление во впускном коллекторе начинает быть пониженным по мере того, как цилиндры двигателя выкачивают воздух из впускного коллектора двигателя. Установка фазы IVC цилиндра DEGR подвергается опережению, так что содержимое впускного коллектора может опорожняться раньше, чтобы избегать возможности помпажа компрессора. Содержимое цилиндра DEGR направляется выше по потоку от компрессора, и небольшая частичка воздуха может вытесняться из впуска воздуха двигателя. Кроме того, перекрытие времени открывания впуска и выпуска (не показано) может увеличиваться для цилиндра DEGR, так чтобы воздух под давлением продувал цилиндр и возвращался во впуск воздуха выше по потоку от компрессора, тем самым, повышая массовый расход через компрессор и снижая вероятность помпажа компрессора. Запаздывание IVC для цилиндра DEGR увеличивается по мере того, как давление во впускном коллекторе и скорость вращения двигателя понижаются. Запаздывание IVC для неспециальных цилиндров EGR увеличивается по мере того, как скорость вращения двигателя и давление во впускном коллекторе понижаются.

Таким образом, установка фаз клапанного распределения цилиндра DEGR может регулироваться для уменьшения запаздывания турбонагнетателя и для снижения вероятности помпажа компрессора. В частности, установка фаз клапанного распределения и/или подъем клапанов могут регулироваться при нажатии педали акселератора для уменьшения потока EGR из цилиндра DEGR, тем самым, уменьшая запаздывание турбонагнетателя. С другой стороны, установка фаз клапанного распределения и/или подъем клапанов могут регулироваться во время отпускания педали акселератора для снижения вероятности помпажа компрессора.

Далее, со ссылкой на фиг. 5 и 6, показан способ работы двигателя, который включает в себя цилиндр DEGR. Способ по фиг. 5 и 6 может храниться в качестве выполняемых команд в постоянной памяти контроллера 12, показанного на фиг. 1.

На этапе 502, способ 500 определяет условия работы двигателя. Условия работы двигателя могут включать в себя, но не в качестве ограничения, скорость вращения двигателя, крутящий момент требования водителя, температуру окружающего воздуха, скорость транспортного средства, давление во впускном коллекторе и давление окружающего воздуха. Способ 500 переходит на этап 504 после того, как определены условия работы двигателя.

На этапе 504, способ 500 оценивает, есть ли перепускной клапан цилиндра DEGR (например, клапан 205 по фиг. 2). В одном из примеров, бит или переменная в памяти могут быть запрограммированы или установлены в значение (например, 1), которое указывает, что перепускной клапан цилиндра DEGR присутствует. Если бит или переменная указывает, что перепускной клапан цилиндра DEGR присутствует, ответом является да, и способ 500 переходит на этап 506. Иначе, ответом является нет, и способ 500 переходит на этап 550.

На этапе 550, способ 500 оценивает, повышен ли требуемый крутящий момент (например, требуемый крутящий момент двигателя или крутящий момент требования водителя) из состояния, когда двигатель находится в условиях холостого хода. В других примерах, способ 500 может оценивать, повышен ли требуемый крутящий момент в условиях работы двигателя, где испытывается запаздывание турбонагнетателя (например, ниже пороговых скорости вращения двигателя и крутящего момента двигателя). Если требуемый крутящий момент повышен из состояния холостого хода или из состояния, где испытывается запаздывание турбонагнетателя, ответом является да, и способ 500 переходит на этап 552. Иначе, ответом является нет, и способ 500 переходит на этап 560.

На этапе 552, способ 500 оценивает, является ли давление во впускном коллекторе (например, во впускном коллекторе или камере наддува) большим (>), чем пороговое давление наддува. Пороговое давление наддува является указывающим преодолеваемое запаздывание турбонагнетателя. Если способ 500 делает вывод, что давление во впускном коллекторе больше, пороговое давление наддува, ответом является да, и способ 500 переходит на этап 556. Иначе, ответом является нет, и способ 500 переходит на этап 554.

На этапе 554, способ 500 регулирует установку фаз клапанного распределения цилиндра DEGR для уменьшения потока внешней EGR в цилиндры двигателя. В одном из примеров, где IVC цилиндра DEGR находится между ВМТ и НМТ такта сжатия, IVC подвергается запаздыванию, так чтобы содержимое цилиндра могло выталкиваться обратно во впускной коллектор двигателя, тем самым, понижая коэффициент наполнения цилиндра DEGR. В еще одном примере, EVC может подвергаться запаздыванию для снижения коэффициента наполнения цилиндра DEGR. В кроме того других примерах, перекрытие времени открывания впускного клапана и времени открывания выпускного клапана может увеличиваться для понижения коэффициента наполнения цилиндра, тем самым, уменьшая внешнюю EGR. В кроме того других примерах, подъем впускного клапана может уменьшаться, или подъем выпускного клапана может уменьшаться для уменьшения внешней EGR, выдаваемой цилиндром DEGR. В кроме того других примерах, IVC может подвергаться опережению в раньше НМТ. Дополнительно, комбинации указанных установок фаз клапанного распределения могут использоваться для уменьшения внешней EGR. Способ 500 переходит на выход после того, как настроена установка фаз клапанного распределения цилиндра DEGR.

Отметим, что установка фаз клапанного распределения цилиндров не DEGR может быть отличной от установки фаз клапанного распределения цилиндра DEGR. Например, установка фаз клапанного распределения цилиндра DEGR может давать равный поток для цилиндра DEGR и цилиндра не DEGR на холостом ходу, но, после нажатия педали акселератора, поток через цилиндр DEGR может уменьшаться в меньшей степени, чем цилиндр не DEGR. Поток EGR, выдаваемый цилиндром DEGR на холостом ходу, может определяться или ограничиваться стабильностью сгорания в двигателе. Другими словами, внешняя EGR, выдаваемая цилиндром DEGR, может увеличиваться до тех пор, пока стабильность сгорания в двигателе не меньше, чем пороговая стабильность сгорания.

На этапе 556, способ 500 регулирует поток через цилиндр DEGR (например, интенсивность потока внешней EGR), чтобы выдавать требуемую интенсивность потока EGR в цилиндры двигателя. Требуемая интенсивность потока EGR может определяться опытным путем и сохраняться в таблице, которая индексируется скоростью вращения и нагрузкой двигателя. В одном из примеров, где IVC цилиндра DEGR находится между ВМТ и НМТ такта сжатия, IVC подвергается опережению, так чтобы цилиндр DEGR мог засасывать больший заряд, тем самым, повышая коэффициент наполнения цилиндра DEGR. В еще одном примере, EVC может подвергаться опережению для повышения коэффициента наполнения цилиндра DEGR. В кроме того других примерах, перекрытие времени открывания впускного клапана и времени открывания выпускного клапана может уменьшаться для повышения коэффициента наполнения цилиндра, тем самым, увеличивая внешнюю EGR. В кроме того других примерах, подъем впускного клапана может увеличиваться, или подъем выпускного клапана может увеличиваться для усиления внешней EGR, выдаваемой цилиндром DEGR. Дополнительно, комбинации указанных установок фаз клапанного распределения могут использоваться для усиления внешней EGR. Способ 500 переходит на выход после того, как настроена установка фаз клапанного распределения цилиндра DEGR.

На этапе 560, способ 500 оценивает, является ли снижение требуемого крутящего момента (например, требуемого крутящего момента двигателя или требования водителя) большим (>), чем пороговое значение. В одном из примеров, снижение требуемого крутящего момента может определяться по положению педали акселератора, и уменьшение команды или положения акселератора может указываться ссылкой как отпускание педали акселератора. Если способ 500 делает вывод, что снижение требуемого крутящего момента больше, чем пороговое значение, ответом является да, и способ 500 переходит на этап 562. Иначе, ответом является нет, и способ 500 переходит на этап 564.

На этапе 562, способ 500 увеличивает продувку в цилиндре DEGR. Посредством усиления продувки, давление во впускном коллекторе может понижаться с большей скоростью наряду с тем, что массовый расход через компрессор повышается, так что вероятность помпажа компрессора турбонагнетателя может уменьшаться. В одном из примеров, продувка цилиндра DEGR увеличивается посредством увеличения перекрытия открытого впускного клапана и открытого выпускного клапана. Более высокое давление во впускном коллекторе вызывает поток через цилиндр во впуск воздуха двигателя выше по потоку от компрессора турбонагнетателя. Выхлопные газы цилиндра DEGR направляются выше по потоку от компрессора турбонагнетателя. Способ 500 переходит на выход после того, как установка фаз клапанного распределения цилиндра DEGR настроена в ответ на отпускание педали акселератора.

На этапе 564, способ 500 оценивает, является ли двигатель работающим на холостом ходу. В одном из примеров, двигатель может определяться работающим на холостом ходу, когда скорость вращения двигателя находится в пределах заданного диапазона скоростей вращения, а крутящий момент требования водителя имеет значение ноль или около нуля. Если способ 500 делает вывод, что двигатель является работающим на холостом ходу, ответом является да, и способ 500 переходит на этап 566. Иначе, ответом является нет, и способ 500 переходит на этап 570.

На этапе 566, способ 500 регулирует поток выхлопных газов из DEGR, для обеспечения требуемой интенсивности потока внешней EGR в цилиндры двигателя, в то время как двигатель работает на холостом ходу. В одном из примеров, требуемая интенсивность потока внешней EGR является интенсивностью потока, которая дает требуемый уровень стабильности сгорания в условиях холостого хода. В одном из примеров, среднеквадратическое отклонение по среднему индикаторному эффективному давлению (IMEP) стабильности сгорания задано в качестве меньшего, чем 5% от среднего значения, в условиях холостого хода. Интенсивность потока EGR из цилиндра DEGR может регулироваться посредством регулировки IVC для цилиндра DEGR. В других примерах, подъем впускного клапана цилиндра DEGR может регулироваться для обеспечения требуемой интенсивности потока внешней EGR. В кроме того других примерах, перекрытие открытого впускного клапана и открытого выпускного клапана может регулироваться, чтобы обеспечивать требуемую интенсивность потока внешней EGR. Способ 500 переходит на этап 568 после того, как интенсивность потока внешней EGR настроена посредством регулировки установки фаз клапанного распределения цилиндра DEGR.

На этапе 568, способ 500 подвергает работе цилиндры не DEGR с установкой фаз IVC около НМТ такта впуска. Например, если цилиндр 1 находиться в такте впуска, IVC цилиндра 1 находится возле НМТ такта впуска цилиндра 1. Дополнительно, в некоторых примерах, IVC может подвергаться запаздыванию от НМТ. Подобным образом, впускные клапаны других цилиндров двигателя приводятся в действие относительно своих соответствующих тактов впуска цилиндра. Таким образом, цилиндры не DEGR эксплуатируются с установкой фаз IVC, которая может быть отличной от установки фазы IVC цилиндра DEGR. Способ 500 переходит на выход после того, как установка фаз клапанного распределения двигателя настроена для условий холостого хода двигателя.

На этапе 570, способ 500 регулирует установку фаз клапанного распределения цилиндра DEGR, чтобы менялась по мере того, как требуемый поток внешней EGR меняется в зависимости от условий работы двигателя. В одном из примеров, IVC цилиндра DEGR регулируется для изменения интенсивности потока внешней EGR, чтобы соответствовала требуемой интенсивности потока внешней EGR. Например, если требуемая интенсивность потока EGR возрастает, IVC цилиндра DEGR может давать опережение. Если требуемая интенсивность потока внешней EGR убывает, способ 500 осуществляет запаздывание установки фазы IVC цилиндра DEGR. IVC для цилиндра DEGR подвергается опережению на этапе 570 в большей степени, чем на этапе 566. В других примерах, подъем впускного клапана может меняться в зависимости от требуемой интенсивности потока внешней EGR. Например, если требуемая интенсивность потока внешней EGR возрастает, подъем впускного клапана цилиндра DEGR может возрастать (например, впускной клапан может открываться в большей степени). Если требуемая интенсивность потока внешней EGR убывает, способ 500 уменьшает подъем впускного клапана цилиндра DEGR. Дополнительно, в некоторых условиях, установка фазы EVO цилиндра DEGR может находиться около НМТ такта выпуска, тогда как установка фазы EVO для цилиндров не DEGR может быть подвергнута опережению от НМТ такта выпуска, чтобы увеличивать количество энергии, подаваемой в турбину турбонагнетателя. Таким образом, EVO DEGR может быть подвергнута запаздыванию от EVO цилиндров не DEGR.

Установка фал клапанного распределения цилиндров не DEGR регулируется независимо от установки фаз клапанного распределения цилиндра DEGR. В одном из примеров, IVC цилиндров не DEGR меняется в зависимости от скорости вращения и крутящего момента двигателя. Способ 500 переходит на выход после того, как настроена установка фаз клапанного распределения.

На этапе 506, способ 500 оценивает, повышен ли требуемый крутящий момент (например, требуемый крутящий момент двигателя или крутящий момент требования водителя) из состояния, когда двигатель находится в условиях холостого хода. В других примерах, способ 500 может оценивать, повышен ли требуемый крутящий момент в условиях работы двигателя, где испытывается запаздывание турбонагнетателя (например, ниже пороговых скорости вращения двигателя и крутящего момента двигателя). Если требуемый крутящий момент повышен из состояния холостого хода или из состояния, где испытывается запаздывание турбонагнетателя, ответом является да, и способ 500 переходит на этап 508. Иначе, ответом является нет, и способ 500 переходит на этап 530.

На этапе 508, способ 500 оценивает, является ли давление во впускном коллекторе (например, во впускном коллекторе или камере наддува) большим (>), чем пороговое давление наддува. Пороговое давление наддува является указывающим преодолеваемое запаздывание турбонагнетателя. Если способ 500 делает вывод, что давление во впускном коллекторе больше, пороговое давление наддува, ответом является да, и способ 500 переходит на этап 520. Иначе, ответом является нет, и способ 500 переходит на этап 510.

На этапе 510, способ 500 открывает перепускной клапан цилиндра DEGR (например, 205 по фиг. 2). Посредством открывания перепускного клапана цилиндра DEGR, выхлопные газы из цилиндра DEGR направляются в турбину турбонагнетателя вместо впуска двигателя. Следовательно, дополнительная энергия может выдаваться на турбину для снижения вероятности запаздывания турбонагнетателя. Способ 500 переходит на этап 512 после того, как перепускной клапан цилиндра DEGR открыт.

На этапе 512, способ 500 регулирует установку фаз клапанного распределения цилиндра DEGR, чтобы соответствовала установке фаз клапанного распределения цилиндров не DEGR. Например, если IVC цилиндров не DEGR находится через 10 градусов после НМТ такта впуска у соответствующих цилиндров, установка фазы IVC цилиндра DEGR регулируется на 10 градусов после НМТ такта впуска цилиндра DEGR. Подобным образом, установка фазы выпускного клапана и перекрытие открытого впускного клапана и открытого выпускного клапана цилиндра DEGR регулируются на такие же установки фаз распределения, как цилиндры не DEGR. Способ 500 переходит на выход после того, как настроена установка фаз клапанного распределения DEGR.

На этапе 520, способ 500 закрывает перепускной клапан цилиндра DEGR (например, 205 по фиг. 2). Посредством закрывания перепускного клапана цилиндра DEGR, выхлопные газы из цилиндра DEGR направляются в цилиндры двигателя через впуск двигателя. Следовательно, внешняя EGR может выдаваться в цилиндры двигателя. Способ 500 переходит на этап 522 после того, как перепускной клапан цилиндра DEGR открыт.

На этапе 522, способ 500 регулирует поток через цилиндр DEGR (например, интенсивность потока внешней EGR), чтобы выдавать требуемую интенсивность потока EGR в цилиндры двигателя. Требуемая интенсивность потока EGR может определяться опытным путем и сохраняться в таблице, которая индексируется скоростью вращения и нагрузкой двигателя. В одном из примеров, где IVC цилиндра DEGR находится между ВМТ и НМТ такта сжатия, IVC подвергается опережению для повышения интенсивности потока EGR, так чтобы цилиндр DEGR мог засасывать больший заряд, тем самым, повышая коэффициент наполнения цилиндра DEGR. В еще одном примере, EVC может подвергаться опережению для повышения интенсивности потока EGR и коэффициента наполнения цилиндра DEGR. В кроме того других примерах, перекрытие времени открывания впускного клапана и времени открывания выпускного клапана может уменьшаться для повышения коэффициента наполнения цилиндра DEGR, в силу этого, увеличивая внешнюю EGR. В кроме того других примерах, подъем впускного клапана может увеличиваться, или подъем выпускного клапана может увеличиваться для усиления внешней EGR, выдаваемой цилиндром DEGR. Подобным образом, обратные действия могут предприниматься для снижения интенсивности потока EGR. Дополнительно, комбинации указанных установок фаз клапанного распределения могут использоваться для усиления внешней EGR в цилиндры не DEGR. Способ 500 переходит на выход после того, как настроена установка фаз клапанного распределения цилиндра DEGR.

На этапе 530, способ 500 оценивает, является ли снижение требуемого крутящего момента (например, требуемого крутящего момента двигателя или требования водителя) большим (>), чем пороговое значение. В одном из примеров, снижение требуемого крутящего момента может определяться по положению педали акселератора, и уменьшение команды или положения акселератора может указываться ссылкой как отпускание педали акселератора. Если способ 500 делает вывод, что снижение требуемог крутящего момента больше, чем пороговое значение, ответом является да, и способ 500 переходит на этап 532. Иначе, ответом является нет, и способ 500 переходит на этап 534.

На этапе 532, способ 500 открывает перепускной клапан цилиндра DEGR (например, 205 по фиг. 2) уменьшает поток внешней EGR в цилиндры двигателя наряду с уменьшением потока выхлопных газов в выпускной коллектор 48. Посредством уменьшения потока внешней EGR в цилиндры двигателя, может быть возможным улучшать стабильность сгорания во время условий работы, где может быть меньшая устойчивость к более высоким уровням разбавления. Способ 500 переходит на выход после того, как перепускной клапан цилиндра DEGR по меньшей мере частично открыт в ответ на отпускание педали акселератора.

На этапе 534, способ 500 оценивает, является ли двигатель работающим на холостом ходу. В одном из примеров, двигатель может определяться работающим на холостом ходу, когда скорость вращения двигателя находится в пределах заданного диапазона скоростей вращения, а крутящий момент требования водителя имеет значение ноль или около нуля. Если способ 500 делает вывод, что двигатель является работающим на холостом ходу, ответом является да, и способ 500 переходит на этап 536. Иначе, ответом является нет, и способ 500 переходит на этап 540.

На этапе 536, способ 500 регулирует поток выхлопных газов из DEGR, для обеспечения требуемой интенсивности потока внешней EGR в цилиндры двигателя, в то время как двигатель работает на холостом ходу. В одном из примеров, требуемая интенсивность потока внешней EGR является интенсивностью потока, которая дает требуемый уровень стабильности сгорания в условиях холостого хода. В одном из примеров, среднеквадратическое отклонение среднего индикаторного эффективного давления (IMEP) стабильности сгорания задано в качестве меньшего, чем 5% от среднего значения в условиях холостого хода. Интенсивность потока EGR из цилиндра DEGR в цилиндры двигателя может регулироваться посредством регулировки IVC для цилиндра DEGR. В других примерах, подъем впускного клапана цилиндра DEGR может регулироваться для обеспечения требуемой интенсивности потока внешней EGR. В кроме того других примерах, перекрытие открытого впускного клапана и открытого выпускного клапана может регулироваться, чтобы обеспечивать требуемую интенсивность потока внешней EGR. Способ 500 переходит на этап 538 после того, как интенсивность потока внешней EGR настроена посредством регулировки установки фаз клапанного распределения цилиндра DEGR.

На этапе 538, способ 500 подвергает работе цилиндры не DEGR с установкой фаз IVC около НМТ такта впуска. Например, если цилиндр 1 находиться в такте впуска, IVC цилиндра 1 находится возле НМТ такта впуска цилиндра 1. Дополнительно, в некоторых примерах, IVC может подвергаться запаздыванию от НМТ. Подобным образом, впускные клапаны других цилиндров двигателя приводятся в действие относительно своих соответствующих тактов впуска цилиндра. Таким образом, цилиндры не DEGR эксплуатируются с установкой фаз IVC, которая может быть отличной от установки фазы IVC цилиндра DEGR. Способ 500 переходит на выход после того, как установка фаз клапанного распределения двигателя настроена для условий холостого хода двигателя.

На этапе 540, способ 500 регулирует установку фаз клапанного распределения цилиндра DEGR, чтобы менялась по мере того, как требуемый поток внешней EGR меняется в зависимости от условий работы двигателя. В одном из примеров, IVC цилиндра DEGR регулируется для изменения интенсивности потока внешней EGR, чтобы соответствовала требуемой интенсивности потока внешней EGR. Например, если требуемая интенсивность потока EGR возрастает, IVC цилиндра DEGR может давать опережение. Если требуемая интенсивность потока внешней EGR убывает, способ 500 осуществляет запаздывание установки фазы IVC цилиндра DEGR. IVC для цилиндра DEGR подвергается опережению на этапе 540 в большей степени, чем на этапе 536. В других примерах, подъем впускного клапана может меняться в зависимости от требуемой интенсивности потока внешней EGR. Например, если требуемая интенсивность потока внешней EGR возрастает, подъем впускного клапана цилиндра DEGR может возрастать (например, впускной клапан может открываться в большей степени). Если требуемая интенсивность потока внешней EGR убывает, способ 500 уменьшает подъем впускного клапана цилиндра DEGR. Дополнительно, в некоторых условиях, установка фазы EVO цилиндра DEGR может находиться около НМТ такта выпуска, тогда как установка фазы EVO для цилиндров не DEGR может быть подвергнута опережению от НМТ такта выпуска, чтобы увеличивать количество энергии, подаваемой на турбину турбонагнетателя. Таким образом, EVO DEGR может быть подвергнута запаздыванию от EVO цилиндров не DEGR.

Установка фал клапанного распределения цилиндров не DEGR регулируется независимо от установки фаз клапанного распределения цилиндра DEGR. В одном из примеров, IVC цилиндров не DEGR меняется в зависимости от скорости вращения и крутящего момента двигателя. Способ 500 переходит на выход после того, как настроена установка фаз клапанного распределения.

Таким образом, способ по фиг. 5 и 6 предусматривает способ работы двигателя, содержащий: уменьшение потока выхлопных газов одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, в ответ на повышение крутящего момента требуемого водителем.

Способ включает в себя те случаи, когда уменьшение потока выхлопных газов одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, включает в себя этап, на котором осуществляют запаздывание момента закрывания впускного клапана от нижней мертвой точки такта впуска специальных цилиндров EGR. Способ дополнительно содержит усиление продувки специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя.

В одном из примеров, способ включает в себя те случаи, когда продувка увеличивается посредством увеличения перекрытия времени открывания впускного клапана и открывания выпускного клапана. Способ дополнительно содержит усиление потока выхлопных газов одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя в ответ на достижение давлением наддува порогового давления. Способ дополнительно содержит регулировку установки фаз клапанного распределения одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, чтобы улучшать коэффициент наполнения специальных цилиндров EGR в ответ на снижение крутящего момента требуемого водителем.

В еще одном примере, способ по фиг. 5 и 6 предусматривает способ двигателя, содержащий: осуществление внешней рециркуляции выхлопных газов из одного или более специальных цилиндров EGR многоцилиндрового двигателя во впуск двигателя; и на холостом ходу двигателя, приведение в действие одного или более специальных цилиндров двигателя EGR с регулируемой установкой фаз клапанного распределения на первой установке фаз распределения/в первом положении относительно коленчатого вала; и в ответ на нажатие педали акселератора из состояния холостого хода двигателя, перевод регулируемой установки фаз клапанного распределения одного или более специальных цилиндров EGR на вторую установку фаз распределения/во второе положение относительно коленчатого вала, чтобы уменьшать запаздывание турбонагнетателя. Способ включает в себя те случаи, когда установка фаз клапанного распределения цилиндров двигателя, иных чем один или более специальных цилиндров EGR, регулируется на разные установки фаз распределения относительно коленчатого вала.

Способ также включает в себя те случаи, когда вторая установка фаз распределения/положение уменьшает поток через один или более специальных цилиндров EGR относительно первой установки фаз распределения/первого положения. Способ дополнительно содержит регулировку потока выхлопных газов одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на давление наддува, достигающее порогового давления. Способ включает в себя те случаи, когда выхлопные газы из одного или более специальных цилиндров EGR направляются в местоположение выше по потоку от компрессора турбонагнетателя, и где выхлопные газы других цилиндров двигателя не направляются в местоположение выше по потоку от компрессора турбонагнетателя. Способ дополнительно содержит повышение коэффициента наполнения одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на понижение крутящего момента требуемого водителем до тех пор, пока не достигнуто пороговое давление во впускном коллекторе. Способ дополнительно содержит открывание перепускного клапана одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на нажатие педали акселератора. Способ дополнительно содержит закрывание перепускного клапана одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на давление наддува двигателя, являющееся большим, чем пороговое давление.

Как следует принимать во внимание рядовым специалистам в данной области техники, способ, описанный на фиг. 5 и 6, может представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, рядовой 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. Кроме того, описанные действия, операции, способы и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.

Это завершает описание. Прочтение его специалистами в данной области техники напомнило бы многие изменения и модификации, не выходя из сущности и объема описания. Например, рядные двигатели I3, I4, I5, V-образные двигатели V6, V8, V10 и V12, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимущества.

Изобретение может быть использовано в транспортных двигателях внутреннего сгорания, снабженных системой рециркуляции выхлопных газов. Способ работы двигателя (10) заключается в том, что уменьшают поток выхлопных газов одного или более специальных цилиндров (4) рециркуляции выхлопных газов (EGR), обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам (1), (2) и (3) двигателя, в ответ на повышение крутящего момента, требуемого водителем. Увеличивают поток выхлопных газов одного или более специальных цилиндров (4) EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам (1), (2) и (3) двигателя в ответ на достижение давлением наддува порогового давления. Раскрыты варианты способа работы двигателя и система транспортного средства. Технический результат заключается в уменьшении потока выхлопных газов одного или более цилиндров, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ работы двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

уменьшают поток выхлопных газов одного или более специальных цилиндров рециркуляции выхлопных газов (EGR), обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, в ответ на повышение крутящего момента, требуемого водителем, и

увеличивают поток выхлопных газов одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя в ответ на достижение давлением наддува порогового давления.

2. Способ по п. 1, в котором уменьшение потока выхлопных газов одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, включает в себя этап, на котором осуществляют запаздывание момента закрывания впускного клапана от нижней мертвой точки такта впуска одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя.

3. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают продувку одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя.

4. Способ по п. 3, в котором продувку увеличивают посредством увеличения перекрытия времени открывания впускного клапана и открывания выпускного клапана.

5. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют установку фаз клапанного распределения одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, чтобы увеличивать продувку одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, в ответ на понижение крутящего момента, требуемого водителем.

6. Способ работы двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

осуществляют внешнюю рециркуляцию выхлопных газов из одного или более специальных цилиндров EGR многоцилиндрового двигателя во впуск двигателя; и

на холостом ходу двигателя приводят в действие один или более специальных цилиндров двигателя EGR с регулируемой установкой фаз клапанного распределения на первой установке фаз распределения/в первом положении относительно коленчатого вала; и

в ответ на нажатие педали акселератора из состояния холостого хода двигателя переводят регулируемую установку фаз клапанного распределения одного или более специальных цилиндров EGR на вторую установку фаз распределения/во второе положение относительно коленчатого вала, чтобы уменьшать запаздывание турбонагнетателя.

7. Способ по п. 6, в котором установку фаз клапанного распределения цилиндров двигателя, отличных от одного или более специальных цилиндров EGR, регулируют на разные установки фаз распределения относительно коленчатого вала.

8. Способ по п. 6, в котором вторая установка фаз распределения/положение уменьшает поток через один или более специальных цилиндров EGR относительно первой установки фаз распределения/первого положения.

9. Способ по п. 6, дополнительно включающий этап, на котором регулируют поток выхлопных газов одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на давление наддува, достигающее порогового давления.

10. Способ по п. 9, в котором выхлопные газы из одного или более специальных цилиндров EGR направляют в местоположение выше по потоку от компрессора турбонагнетателя, причем предотвращают направление выхлопных газов других цилиндров двигателя в местоположение выше по потоку от компрессора турбонагнетателя.

11. Способ по п. 6, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают продувку одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на понижение крутящего момента, требуемого водителем.

12. Способ по п. 6, дополнительно включающий в себя этап, на котором открывают перепускной клапан одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на нажатие педали акселератора.

13. Способ по п. 12, дополнительно включающий в себя этап, на котором закрывают перепускной клапан одного или более специальных цилиндров EGR в ответ на давление наддува двигателя большее, чем пороговое значение.

14. Система транспортного средства, содержащая:

двигатель;

первое устройство регулировки регулируемых клапанов, присоединенное к двигателю и приводящее в действие клапаны первого цилиндра;

второе устройство регулировки регулируемых клапанов, присоединенное к двигателю и приводящее в действие клапаны второго цилиндра;

канал, присоединяющий по текучей среде выпускную сторону первого цилиндра к впуску воздуха двигателя, причем канал не присоединяет по текучей среде выпускную сторону других цилиндров двигателя к впуску воздуха; и

контроллер, содержащий постоянные команды для:

усиления продувки первого цилиндра в ответ на отпускание педали акселератора,

понижения коэффициента наполнения первого цилиндра в ответ на нажатие педали акселератора и

повышения коэффициента наполнения первого цилиндра при нажатии педали акселератора в ответ на давление наддува.

15. Система транспортного средства по п. 14, дополнительно содержащая дополнительные команды для понижения коэффициента наполнения первого цилиндра при нажатии педали акселератора из состояния холостого хода двигателя.

16. Система транспортного средства по п. 14, дополнительно содержащая дополнительные команды для приведения в действие клапанов первого цилиндра с отличной установкой фаз распределения от клапанов второго цилиндра, в цикле двигателя.

17. Система транспортного средства по п. 14, дополнительно содержащая перепускной клапан для первого цилиндра и дополнительные команды для открывания перепускного клапана в ответ на нажатие педали акселератора.

18. Способ работы двигателя, включающий в себя этапы, на которых:

уменьшают поток выхлопных газов одного или более специальных цилиндров рециркуляции выхлопных газов (EGR), обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, в ответ на повышение крутящего момента, требуемого водителем, и

увеличивают продувку одного или более специальных цилиндров EGR, обеспечивающих внешнюю рециркуляцию выхлопных газов к цилиндрам двигателя, причем продувку увеличивают посредством увеличения перекрытия времени открывания впускного клапана и открывания выпускного клапана.