Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие относится к системам и способам для улучшения продувки рециркуляции отработавших газов (РОГ) из впускного коллектора при работе в стартстопном режиме и/или в режиме отсечки топлива при замедлении (ОТПЗ). Способы могут быть особо полезными для двигателей, включающих в себя один цилиндр или группу цилиндров, обеспечивающих внешнюю РОГ для остальных цилиндров двигателя.
Уровень техники/Раскрытие изобретения
Двигатели могут быть выполнены с системами рециркуляции отработавших газов (РОГ), предназначенными для рециркуляции части отработавших газов из выпуска двигателя во впускную систему двигателя. Обеспечивая требуемое разбавление в двигателе, такие системы снижают температуру горения и потери на дросселирование. В результате улучшаются характеристики двигателя по топливной экономичности и выбросам в атмосферу. Двигатели также выполнялись с одиночным цилиндром (или группой цилиндров), выделенным для обеспечения внешней РОГ остальным цилиндрам двигателя. При этом все отработавшие газы от выделенной группы цилиндров рециркулируют во впускной коллектор двигателя. По существу это позволяет в большинстве условий работы обеспечивать цилиндрам двигателя существенно фиксированный объем РОГ.
Разнообразные подходы могут быть использованы для отключения РОГ в таких выделенных для РОГ системах в течение существования условий, когда РОГ не требуется, например, переходных, таких как стартстопный режим и режиме ОТПЗ. Один пример подхода включает в себя применение отводных клапанов для отвода всех или части отработавших газов от выделенного для РОГ цилиндра в место выпуска. В другом примере подхода, продемонстрированном Chapel и др. в WO 2013175091, горение в выделенном для РОГ цилиндре подавляют, блокируя впрыск топлива, если температура двигателя ниже порогового значения.
Тем не менее, авторами настоящего изобретения были выявлены потенциальные недостатки вышеописанных подходов. Например, потребуется некоторое время для того, чтобы исполнительные устройства клапанов и топливных форсунок достигли нужного положения. Следовательно, РОГ не удастся отключить немедленно. Кроме того, даже после того, как исполнительные устройства достигнут нужного положения, в продувке РОГ из впуска двигателя может быть задержка. Если двигатель отключать до того, как РОГ будет продута из впускного коллектора, при перезапуске двигателя может наблюдаться излишнее разбавление впускного воздуха. Наличие излишнего разбавления впускного воздуха рециркуляцией отработавших газов может усугубить проблемы, связанные со стабильностью горения, и увеличить вероятность пропусков зажигания в процессе перезапуска двигателя.
В одном примере вышеуказанные проблемы могут быть по меньшей мере частично решены способом управления для двигателя, включающим в себя: деактивацию выделенной для РОГ группы цилиндров многоцилиндрового двигателя в ответ на существование условия предстоящего отключения двигателя; контроль объема РОГ после деактивации; и отключение двигателя в ответ на падение контролируемого объема РОГ ниже порогового значения.
Таким образом, можно продуть РОГ из впуска перед отключением. Отключение двигателя может включать в себя, например, деактивацию зажигания и/или впрыска топлива во все цилиндры.
Например, система двигателя может быть выполнена с одиночным выделенным для РОГ (ВРОГ) цилиндром, обеспечивающим внешнюю РОГ остальным цилиндрам двигателя. В течение существования выборочных условий, когда запрашивается, обнаруживается или предполагается отключение двигателя, в ВРОГ цилиндр может быть прекращена подача топлива, а остальные, не выделенные для РОГ (не ВРОГ) цилиндры могут продолжать работать с подачей топлива. После продувки РОГ из впускного коллектора и/или системы РОГ, могут быть деактивированы впускные и/или выпускные клапаны ВРОГ цилиндра. Кроме того, могут быть деактивированы не ВРОГ цилиндры (например, путем прекращения подачи топлива и/или деактивации клапана), а двигателю может быть дана команда на отключение и остановку по инерции. Впоследствии, в процессе перезапуска двигателя из остановленного положения, сжигание топливовоздушной смеси в ВРОГ цилиндре может быть начато только после завершения двигателем разгона и достижения стабильной частоты вращения двигателя.
В одном примере, когда обнаруживают условие ОТПЗ, подачу топлива в ВРОГ цилиндр можно прекратить до того, как будет прекращена подача топлива в не ВРОГ цилиндры (например, до входа в режим ОТПЗ). После прекращения подачи топлива в ВРОГ цилиндры можно контролировать уровень РОГ на впуске. Когда уровень РОГ на впуске станет меньше порогового значения, можно прекратить подачу топлива в не ВРОГ цилиндры.
Таким образом, можно продуть РОГ из впускного коллектора и/или системы РОГ перед отключением двигателя или входом в режим ОТПЗ. За счет продувки РОГ можно снизить излишнее разбавление впускного воздуха при последующем перезапуске двигателя или при возобновлении работы двигателя из режима ОТПЗ. Следовательно, в двигателе с выделенной для РОГ системой можно добиться надежности и точной повторяемости запусков двигателя.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут описаны подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
Более полно понять раскрытые здесь преимущества можно при прочтении описания примера осуществления, называемого здесь «Осуществление изобретения» отдельно или со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых изображено следующее.
На фиг. 1 схематически изображена система двигателя, включающая в себя выделенную для РОГ группу цилиндров.
На фиг. 2 схематически изображена камера сгорания показанной на фиг. 1 системы двигателя.
На фиг. 3 показан пример конфигурации трансмиссии транспортного средства.
На фиг. 4 показана высокоуровневая блок-схема примера способа регулирования работы двигателя с целью продувки РОГ во впускном коллекторе показанной на фиг. 1 системы двигателя.
На фиг. 5 показан пример способа регулирования работы двигателя с целью продувки РОГ во впускном коллекторе при предполагаемом отключении двигателя, причем этот способ предназначен для использования совместно со способом, показанным на фиг. 4.
На фиг. 6 показан пример способа регулирования работы двигателя с целью продувки РОГ во впускном коллекторе в условиях ОТПЗ, причем этот способ предназначен для использования совместно со способом, показанным на фиг. 4.
На фиг. 7 показан пример способа регулирования работы двигателя в процессе перезапуска двигателя, причем этот способ предназначен для использования совместно со способом, показанным на фиг. 4.
На фиг. 8 показана примерная схема работы выделенных и не выделенных для РОГ цилиндров в стартстопном режиме.
На фиг. 9 показана примерная схема работы выделенных и не выделенных для РОГ цилиндров в условиях режима ОТПЗ.
Осуществление изобретения
Настоящее раскрытие относится к способам и системам для остановки и запуска системы двигателя, аналогичной показанной на фиг. 1, включающей в себя выделенную систему РОГ. В одном неограничивающем примере двигатель может быть выполнен в конфигурации, показанной на фиг. 2. Кроме того, двигатель может входить в состав транспортного средства, как показано на фиг. 3. Контроллер может быть выполнен с возможностью исполнения управляющей программы, алгоритм которой показан на фиг. 4 - фиг. 7, чтобы перед остановкой двигателя и перед вхождением в режим ОТПЗ продуть РОГ из впускного коллектора двигателя, а затем перезапустить двигатель. На фиг. 8 и фиг. 9 соответственно показаны примеры работы двигателя в стартстопном режиме и в режиме ОТПЗ, включая работу ВРОГ цилиндра и не ВРОГ цилиндра.
На фиг. 1 схематически изображены аспекты взятой в качестве примера системы 100 двигателя, включающей в себя двигатель 10 с четырьмя цилиндрами (1-4). Как уточняется здесь, четыре цилиндра скомпонованы в одну группу 17 цилиндров, состоящую из не выделенных для РОГ цилиндров 1-3, и во вторую группу 18 цилиндров, состоящую из выделенного для РОГ цилиндра 4. Каждая камера сгорания двигателя 10 подробно рассматривается со ссылкой на фиг. 2. Система 100 двигателя может быть связанна с транспортным средством, например, пассажирским автомобилем, выполненным с возможностью передвижения по дорогам.
В иллюстрируемом осуществлении изобретения, двигатель 10 является двигателем с наддувом, связанным с турбонагнетателем 13, включающим в себя компрессор 74, приводимый в действие турбиной 76. В частности, свежий воздух подают в двигатель 10 по впускному каналу 42 через воздухоочиститель 49, и он протекает к компрессору 74. Расходом окружающего воздуха, попадающего во впускную систему через впускной воздушный канал 42, можно управлять, по меньшей мере частично, регулируя впускную дроссельную заслонку 20. Компрессор 74 может быть любым пригодным компрессором впускного воздуха, таким как компрессор механического нагнетателя с моторным приводом или с приводом от приводного вала. В системе двигателя 10, однако, компрессор является компрессором турбонагнетателя, механически связанным с турбиной 76 посредством вала 19, причем турбину 76 приводят в движение расширяющимися отработавшими газами двигателя. В одном осуществлении компрессор и турбина могут входить в состав и быть связанными с турбонагнетателем с двойной улиткой. В другом осуществлении турбонагнетатель может быть турбонагнетателем с изменяемой геометрией (ТИГ), в котором геометрию турбины активным образом изменяют в зависимости от частоты вращения двигателя.
Как показано на фиг. 1, через охладитель 78 воздуха наддува компрессор 74 связан с впускной дроссельной заслонкой 20. Впускная дроссельная заслонка 20 связана с впускным коллектором 25 двигателя. От компрессора сжатый воздушный заряд течет через охладитель воздуха наддува и дроссельную заслонку во впускной коллектор. Охладитель воздуха наддува может быть, например, воздухо-воздушным или воздушно-водяным теплообменником. В показанном на фиг. 1 осуществлении давление воздушного заряда внутри впускного коллектора измеряют датчиком 27 давления воздуха в коллекторе (ДВК). Последовательно между впуском и выпуском компрессора 74 может быть установлен перепускной клапан (не показан) компрессора. Перепускной клапан компрессора может быть нормально закрытым клапаном, выполненным с возможностью открытия в выборочных условиях работы для стравливания избыточного давления наддува. Например, перепускной клапан компрессора могут открывать в условиях снижения частоты вращения двигателя для предотвращения помпажа компрессора.
Впускной коллектор 25 связан с рядом камер 30 сгорания через ряд впускных клапанов (смотри фиг. 2). Камеры сгорания также связаны с выпускным коллектором 48 через ряд выпускных клапанов (смотри фиг. 2). В иллюстрируемом осуществлении выпускной коллектор 48 включает в себя множество секций выпускного коллектора, что позволяет вытекающие из разных камер сгорания потоки направлять в разные места системы двигателя. В частности, поток, вытекающий из первой группы 17 цилиндров (цилиндры 1-3), направляют через турбину 76 выпускного коллектора 48, перед тем как обработать его каталитическим нейтрализатором отработавших газов устройства 170 снижения токсичности отработавших газов. В отличие от этого, отработавшие газы из второй группы 18 цилиндров (цилиндр 4) направляют обратно во впускной коллектор 25 через канал 50 и каталитический нейтрализатор 70 отработавших газов. Альтернативно, по меньшей мере часть отработавших газов из второй группы цилиндров направляют к турбине 76 выпускного коллектора 48 через клапан 65 и канал 57. Регулируя клапан 65, можно варьировать соотношение отработавших газов, направляемых от цилиндра 4 к выпускному коллектору и отработавших газов, направляемых к впускному коллектору. В некоторых примерах клапан 65 и канал 56 могут отсутствовать. В одном примере клапан 65 можно отрегулировать так, чтобы все отработавшие газы от цилиндра 4 могли попадать в выпускной коллектор 48. В другом примере клапан 65 можно отрегулировать так, чтобы все отработавшие газы от цилиндра 4 могли попадать во впускной коллектор 25, а поток РОГ в выпускной коллектор был заблокирован.
Каталитический нейтрализатор 70 отработавших газов выполнен в виде каталитического нейтрализатора конверсии водяного газа (КВГ). Каталитический нейтрализатор 70 КВГ выполнен с возможностью выработки газообразного водорода из богатых отработавших газов, получаемых от цилиндра 4 в канале 50.
Каждый из цилиндров 1-4 может включать в себя внутреннюю РОГ, захватывая отработавшие газы после события сжигания в соответствующем цилиндре и позволяя отработавшим газам оставаться в соответствующем цилиндре в течение последующего события сжигания. Объем внутренней РОГ можно изменять путем регулирования моментов открытия и/или закрытия впускных и/или выпускных клапанов. Например, увеличивая перекрытие впускного и выпускного клапанов, можно оставить в цилиндре во время следующего события сжигания дополнительный объем РОГ. Внешнюю РОГ цилиндрам 1-4 обеспечивают исключительно потоком отработавших газов от второй группы 18 цилиндров (здесь цилиндр 4) и через канал 50 РОГ. В другом примере внешняя РОГ может быть обеспечена только цилиндрам 1-3, но не цилиндру 4. Внешнюю РОГ не обеспечивают потоком отработавших газов из цилиндров 1-3. То есть, в настоящем примере единственным источником внешней РОГ для двигателя 10 является цилиндр 4, который поэтому здесь также называется выделенным для РОГ цилиндром (или выделенной для РОГ группой цилиндров). Цилиндры 1-3 также называются здесь не выделенной для РОГ группой цилиндров или не выделенными для РОГ цилиндрами. Хотя в настоящем примере выделенная для РОГ группа цилиндров показана имеющей всего один цилиндр, следует понимать, что в альтернативных конфигурациях двигателя выделенная для РОГ группа цилиндров может иметь больше одного цилиндра.
Канал 50 РОГ может включать в себя охладитель 45 РОГ для охлаждения потока РОГ, подаваемого на впуск двигателя. Кроме того, канал 50 РОГ может включать в себя первый датчик 59 отработавших газов для оценки воздушно-топливного отношения отработавших газов, рециркулирующих от второй группы цилиндров к остальным цилиндрам двигателя. Второй датчик 61 отработавших газов может быть размещен ниже по потоку от секций выпускного коллектора первой группы цилиндров для оценки воздушно-топливного отношения отработавших газов первой группы цилиндров. Кроме этого, показанная на фиг. 1 система двигателя может также включать в себя и другие датчики отработавших газов.
Концентрацию водорода внешней РОГ от цилиндра 4 можно увеличить, обогатив топливовоздушную смесь, сжигаемую в цилиндре 4. В частности, объем газообразного водорода, генерируемого каталитическим нейтрализатором 70 КВГ, можно увеличить, повысив степень обогащенности отработавших газов, получаемых в канале 50 от цилиндра 4. Кроме того, с целью повышения эффективности каталитического нейтрализатора 70 КВГ, можно повысить его температуру. То есть, для того, чтобы обеспечить обогащенные водородом отработавшие газы для цилиндров 1-4, подачу топлива во вторую группу 18 цилиндров можно отрегулировать так, чтобы обогатить сжигаемую в цилиндре 4 смесь. В одном примере концентрацию водорода внешней РОГ от цилиндра 4 можно повысить в условиях, когда стабильность горения в двигателе ниже требуемой. Этим действием повышается концентрация водорода во внешней РОГ, и оно может улучшить стабильность горения в двигателе, особенно на малых частотах вращения двигателя и низких нагрузках на двигатель (например, на холостом ходу). Дополнительно, обогащенная водородом РОГ позволяет использовать в двигателе большие уровни РОГ по сравнению с традиционной (то есть, с меньшей концентрацией водорода) РОГ, до того, как возникнут какие-либо проблемы стабильности горения. Расширение диапазона и объема применения РОГ улучшает топливную экономичность двигателя.
В камеры 30 сгорания могут подавать один или несколько видов топлива, такие как бензин, спиртосодержащие топливные смеси, дизельное топливо, биодизельное топливо, сжатый природный газ и т.д. В камеры сгорания топливо могут подавать через топливную форсунку 66. Топливная форсунка 66 может забирать топливо из топливного бака 26. В иллюстрируемом примере топливная форсунка 66 выполнена с возможностью прямого впрыска, хотя в других примерах топливная форсунка 66 может быть выполнена для подачи топлива в цилиндры впрыском во впускные каналы или впрыском через корпус дроссельной заслонки. Кроме того, каждая камера сгорания может включать в себя одну или несколько топливных форсунок различных конфигураций, чтобы цилиндры могли получать топливо прямым впрыском, впрыском во впускные каналы, впрыском через корпус дроссельной заслонки или в комбинации вышеперечисленных вариантов впрыска. В камерах сгорания топливо может быть воспламенено искровым и/или компрессионным зажиганием.
Отработавшие газы из выпускного коллектора 48 направляют в турбину 76 для приведения ее в движение. Когда требуется пониженный крутящий момент турбины, часть отработавших газов можно направить через регулятор давления наддува (не показан) в обход турбины. Совмещенный поток от турбины и регулятора давления наддува затем течет через устройство 170 снижения токсичности отработавших газов. В целом одно или несколько устройств 170 снижения токсичности отработавших газов могут включать в себя один или несколько каталитических нейтрализаторов доочистки, выполненных с возможностью каталитической очистки потока отработавших газов, чтобы тем самым снизить содержание одного или нескольких веществ в потоке отработавших газов. Например, один каталитический нейтрализатор доочистки отработавших газов может быть выполнен с возможностью улавливания оксидов азота из потока отработавших газов, когда эти газы обеднены, и восстановления уловленных оксидов азота, когда отработавшие газы обогащены. В других примерах каталитический нейтрализатор доочистки отработавших газов может быть выполнен с возможностью снижения пропорции оксидов азота или выборочного восстановления оксидов азота с помощью восстановительного вещества. В других имеющихся примерах каталитический нейтрализатор доочистки отработавших газов может быть выполнен с возможностью окисления остаточных углеводородов и/или окиси углерода в потоке отработавших газов. Различные каталитические нейтрализаторы доочистки отработавших газов с любой из указанных выше функций, могут быть расположены в покрытии из пористого оксида или где-либо еще в ступенях доочистки либо вместе, либо по отдельности. В некоторых осуществлениях ступени доочистки отработавших газов могут включать в себя регенерируемый сажевый фильтр, выполненный с возможностью улавливания и окисления частиц сажи из потока отработавших газов. Отработавшие газы, выходящие из устройства 170 снижения токсичности отработавших газов, полностью или частично могут быть выпущены в атмосферу через выхлопную трубу 35.
Система 100 двигателя также включает в себя систему 14 управления. Система 14 управления включает в себя контроллер 12, который может быть любой системой электронного управления системой двигателя или транспортным средством, в котором установлена система двигателя. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью выносить управляющие решения, основанные по меньшей мере частично на входящих сигналах, поступающих от одного или нескольких датчиков 16 в системе двигателя, и управления исполнительными устройствами 81 на основе вынесенных управляющих решений. Например, контроллер 12 в запоминающем устройстве может хранить машиночитаемые инструкции, а управление исполнительными устройствами 81 может выполняться путем исполнения инструкций. Среди примеров датчиков можно назвать датчик 27 давления воздуха в коллекторе (ДВК), датчик 47 массового расхода воздуха (МРВ), датчики 128 и 129 температуры и давления отработавших газов, датчики 24 и 61 содержания кислорода. Среди примеров исполнительных устройств можно назвать дроссельную заслонку 20, топливную форсунку 66, клапан 65 выделенной для РОГ группы цилиндров и т.п. Могут быть и другие датчики и исполнительные устройства, показанные на фиг. 2. Постоянное запоминающее устройство среды хранения может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими собой инструкции, исполняемые процессором для реализации способов, описанных ниже, а также других вариантов, которые предполагаются, но не перечисляются конкретно. Примеры способов и алгоритмов раскрываются в настоящем документе со ссылкой на фиг. 3.
Согласно иллюстрации на фиг. 2, двигателем 10 внутреннего сгорания, содержащим множество цилиндров, один из которых показан на фиг. 1, управляет электронный контроллер 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания, стенки 32 цилиндра и поршень 36, расположенный внутри цилиндра и соединенный с коленчатым валом 40. С коленчатым валом 40 связаны маховик 97 и зубчатый венец 99. Стартер 96 включает в себя вал 98 ведущей шестерни и ведущую шестерню 95. Вал 98 ведущей шестерни может выборочно продвигать ведущую шестерню 95 для ее вхождения в зацепление с зубчатым венцом 99. Стартер 96 может быть напрямую смонтирован на передней или задней стороне двигателя. В некоторых примерах стартер 96 может выборочно подавать крутящий момент на коленчатый вал 40 через ремень или цепь. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующие впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан могут быть приведены в движение впускным кулачком 51 и выпускным кулачком 53. Положение впускного кулачка 51 может быть определено датчиком 55 впускного кулачка. Положение выпускного кулачка 53 может быть определено датчиком 57 выпускного кулачка.
Топливная форсунка 66 показана в положении для впрыска топлива непосредственно в камеру 30 сгорания, что специалистам известно как прямой впрыск. Альтернативно, топливо могут впрыскивать во впускной канал, что специалистам известно как впрыск во впускные каналы. Топливная форсунка 66 подает жидкое топливо пропорционально ширине импульса сигнала впрыска топлива (ИВТ) от контроллера 12. К топливной форсунке 66 топливо доставляют топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и топливную рейку (не показана). На топливную форсунку 66 рабочий ток подает драйвер 68, отвечающий на сигналы контроллера 12. Кроме того, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с опциональной электронной дроссельной заслонкой 62, которая регулирует положение дроссельной шайбы 64 для управления потоком воздуха из впускного воздушного канала 42 во впускной коллектор 44. В одном примере могут использовать систему прямого впрыска низкого давления, в которой давление топлива может быть поднято примерно до 20-30 бар. Альтернативно, для создания больших давлений топлива, могут использовать двухступенчатую топливную систему высокого давления. В некоторых примерах дроссельная заслонка 62 и дроссельная шайба 64 могут быть размещены между впускным клапаном 52 и впускным коллектором 44 так, что дроссельная заслонка 62 является дроссельной заслонкой канала.
Бесконтактная система 88 зажигания обеспечивает подачу искры в камеру 30 сгорания свечой 92 в ответ на команду контроллера 12. Универсальный датчик 126 содержания кислорода в отработавших газах (УКОГ) показан связанным с выпускным коллектором 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 170. Альтернативно, вместо датчика 126 УКОГ могут применять датчик содержания кислорода в отработавших газах с двумя состояниями.
В одном примере каталитический нейтрализатор 170 может включать в себя несколько блоков носителя. В другом варианте могут использовать несколько устройств снижения токсичности отработавших газов, каждое с несколькими блоками носителя. В одном варианте каталитический нейтрализатор 170 может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором.
Контроллер 12 на фиг. 2 показан в виде обычного микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорное устройство 102 (МПУ), порты 104 ввода/вывода (ВВОД/ВЫВОД), постоянное запоминающее устройство 106 (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство 108 (ОЗУ), энергонезависимое запоминающее устройство 110 (ЭЗУ) и обычную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы от датчиков, связанных с двигателем 10, дополнительно к тем сигналам, о которых говорилось выше, включая сигнал температуры хладагента двигателя (ТХД) от датчика 112, связанного с рубашкой 115 охлаждения; сигнала от датчика 134 положения, связанного с педалью 130 акселератора для измерения усилия, прилагаемого стопой 132 водителя; показания давления в коллекторе двигателя от датчика 122 давления, связанного с впускным коллектором 44; сигнал положения двигателя от датчика 119 на эффекте Холла, связанного с коленчатым валом 40; показания массы воздуха, входящего в двигатель от датчика 121; измеренное датчиком 58 положение дроссельной заслонки. Для обработки контроллером 12 может также быть измерено барометрическое давление (датчик не показан). В предпочтительном аспекте настоящего изобретения датчик 119 положения коленчатого вала двигателя подает заданное количество равноотстоящих импульсов на каждый оборот коленчатого вала, но которому рассчитывают частоту вращения двигателя в оборотах в минуту.
В некоторых примерах двигатель может быть связан с системой электромотора/аккумуляторной батареи в гибридном автомобиле, что показано на фиг. 3.
В процессе работы каждый цилиндр двигателя 10 типично проходит четырехтактный цикл, включающий: такт впуска, так сжатия, такт расширения и такт выпуска. На такте впуска обычно выпускной клапан 54 закрывают, а впускной клапан 52 открывают. В камеру 30 сгорания поступает воздух по впускному коллектору 44 и поршень 36 перемещается в нижнюю часть цилиндра для увеличения внутреннего объема камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится внизу цилиндра в конце своего хода (то есть когда объем камеры 30 сгорания максимален), специалистами в данной области техники обычно называется нижней мертвой точкой (НМТ). На такте сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке цилиндра, сжимая при этом воздух внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится в конце своего хода вверху цилиндра (то есть когда объем камеры 30 сгорания минимален), специалистами в данной области техники обычно называется верхней мертвой точкой (ВМТ). В процессе, который здесь и далее называется впрыском, в камеру сгорания вводят топливо. В процессе, который здесь и далее называется зажиганием, впрыснутое топливо воспламеняют устройствами зажигания, такими как свеча 92 зажигания, в результате чего происходит сжигание топливовоздушной смеси. На такте расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент поворотного вала. Наконец, на такте выпуска, открывают выпускной клапан 54, выпуская сгоревшую топливовоздушную смесь в выпускной коллектор 48, а поршень возвращается в ВМТ. Следует отметить, что описание выше по тексту приведено только в качестве примера, и что моменты открытия или закрытия клапанов могут изменять, например, для положительного или отрицательного перекрытия клапанов, позднего закрытия впускного клапана или для различных иных целей.
На фиг. 3 показана блок-схема трансмиссии 300 транспортного средства. Трансмиссия 300 может получать энергию от двигателя 10, который может соответствовать двигателю 10, показанному на фиг. 1 - фиг. 2. Двигатель 10 может быть запущен системой запуска двигателя, такой как показана на фиг. 2 или посредством интегрированного стартера/генератора трансмиссии (ИСГТ). Кроме того, двигатель 10 может генерировать или регулировать крутящий момент посредством исполнительного устройства 204 для передачи крутящего момента.
Выходной крутящий момент двигателя можно передавать на входную сторону двухсекционного маховика 232. Посредством датчика 119 положения двигателя может быть определена частота вращения двигателя, положение и частота вращения входной стороны двухсекционного маховика. Двухсекционный маховик 232 может включать в себя пружины и раздельные секции (не показаны) для сглаживания скачков крутящего момента трансмиссии. Выходная сторона двухсекционного маховика 232 показана механически связанной с входной стороной расцепляющей муфты 236. Расцепляющую муфту 236 можно приводить в действие электрически или гидравлически. На стороне двухсекционного маховика 232, обращенной к расцепляющей муфте, расположен датчик 234 положения, предназначенный для определения выходного положения и частоты вращения двухсекционного маховика 232. Выходная сторона расцепляющей муфты 236 показана механически связанной с входным валом 237 ИСГТ.
ИСГТ 240 может работать для обеспечения крутящим моментом трансмиссии, или же для преобразования крутящего момента трансмиссии в электрическую энергию для сохранения последней в устройстве 275 хранения электрической энергии. ИСГТ 240, по сравнению с показанным на фиг. 2 стартером 96, имеет большую несущую способность по крутящему моменту. Кроме того, ИСГТ 240 напрямую приводит в движение трансмиссию, или ее напрямую приводит в движение трансмиссия. Для связывания между собой ИСГТ 240 и трансмиссии не используют какие-либо ремни, шестерни или цепи. Наоборот, ИСГТ 240 вращается с той же частотой, что и трансмиссия. Устройство 275 хранения электрической энергии может быть аккумуляторной батареей, конденсатором или индуктором. Выходная сторона ИСГТ 240 механически связана с крыльчаткой 285 гидротрансформатора 206 посредством вала 241. Входная сторона ИСГТ 240 механически связана с расцепляющей муфтой 236. Гидротрансформатор 206 включает в себя турбину 286 для выдачи крутящего момента на входной вал 270. Входной вал 270 механически связывает гидротрансформатор 206 с автоматической коробкой 208 передач. Гидротрансформатор 206 также включает в себя шунтирующую блокировочную муфту 212 гидротрансформатора (МГТ). Когда МГТ 212 заблокирована, крутящий момент от крыльчатки 285 передается напрямую турбине 286. МГТ 212 приводят в действие электрически посредством контроллера 12. Альтернативно, МГТ 212 можно блокировать гидравлически. В одном примере гидротрансформатор 206 может считаться компонентом трансмиссии. Частота вращения и положение турбины гидротрансформатора можно определять посредством датчика 239 положения. В некоторых примерах, однако, датчики 238 и/или 239 могут быть датчиками крутящего момента или комбинированными датчиками положения и крутящего момента.
Когда МГТ 212 полностью разблокирована, гидротрансформатор 206 передает крутящий момент двигателя на автоматическую коробку 208 передач посредством переноса текучей среды между турбиной 286 гидротрансформатора и крыльчаткой 285 гидротрансформатора, что позволяет умножать крутящий момент. И наоборот, когда МГТ 212 полностью заблокирована, выходной крутящий момент двигателя напрямую передают через МГТ 212 на входной вал 270 трансмиссии 208. Альтернативно, МГТ 212 может быть заблокирована частично, что позволяет регулировать количество крутящего момента, напрямую передаваемого трансмиссии. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью регулирования крутящего момента, передаваемого гидротрансформатором 206, за счет регулирования МГТ 212 в зависимости от различных условий работы двигателя или по запрашиваемым водителем различным режимам работы двигателя.
Автоматическая коробка 208 передач включает в себя зубчатые муфты 211 (например, для передач 1-6) и муфту 210 переднего хода. Зубчатые муфты 211 и муфта 210 переднего хода могут выборочно быть приведены в зацепление для продвижения транспортного средства. Выходной крутящий момент от автоматической коробки 208 передач, в свою очередь, через выходной вал может быть передан на колеса 216 для продвижения транспортного средства. В частности, автоматическая коробка 208 передач может передавать входной движущий крутящий момент на входной вал 270 в зависимости от условия движения транспортного средства перед передачей выходного движущего крутящего момента на колеса 216.
Кроме того, за счет приведения в зацепление колесных тормозов 218 к колесам 216 может быть приложена сила трения. В одном примере колесные тормоза 218 могут быть приведены в зацепление в ответ на нажатие водителем ногой на педаль тормоза (не показана). В других примерах колесные тормоза могут быть приведены в зацепление контроллером 12 или другим связанным с ним контроллером. Аналогичным образом, силу трения, прилагаемую к колесам 216, могут снижать, расцепляя колесные тормоза 218 в ответ на отпускание педали тормоза ногой водителя. Кроме того, колесные тормоза могут прилагать силу трения к колесам 216 посредством контроллера 12, выполняя часть процедуры автоматизированной остановки двигателя.
С автоматической коробкой 208 передач по текучей среде может быть связан механический масляный насос 214, для подачи гидравлического давления для введения в зацепление разных муфт, таких как муфта 210 переднего хода, зубчатые муфты 211 и/или МГТ 212. Механический масляный насос 214 могут эксплуатировать в соответствии с гидротрансформатором 206, и могут приводить в действие вращением двигателя или ИСГТ через входной вал 241, например. При этом вырабатываемое в механическом масляном насосе 214 гидравлическое давление может повышаться по мере увеличения частоты вращения двигателя и/или частоты вращения ИСГТ, и может понижаться по мере уменьшения частоты вращения двигателя и/или частоты вращения ИСГТ.
Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью получения входных сигналов от двигателя 10, что показано более подробно на фиг. 2, чтобы соответственно управлять выходным крутящим моментом двигателя и/или работой гидротрансформатора, коробки передач, ИСГТ, муфт и/или тормозов. В одном примере выходным моментом двигателя можно управлять посредством регулирования комбинации момента зажигания, ширины импульса впрыска топлива, момента подачи импульса впрыска топлива и/или воздушного заряда, посредством управления открытием дроссельной заслонки и/или установки фаз клапанного распределения, высоты поднятия клапанов и наддува для двигателей, оснащенных механическими нагнетателями или турбонагнетателями. В случае дизельного двигателя контроллер 12 может управлять выходным крутящим моментом двигателя посредством управления комбинацией ширины импульса впрыска топлива, моментом подачи импульса впрыска топлива и воздушного заряда. Во всех случаях управление двигателем могут выполнять последовательно от цилиндра к цилиндру для управления выходным крутящим моментом двигателя. Контроллер 12 также может управлять выходным крутящим моментом и выработкой электроэнергии от ИСГТ, регулируя ток, протекающий от обмоток статора и/или ротора ИСГТ или к ним, что известно в уровне техники.
На фиг. 4 показан способ регулирования работы двигателя с целью продувки РОГ во впускном коллекторе и/или в системе РОГ двигателя в зависимости от того, в каком режиме работает двигатель. В одном примере режим работы двигателя может быть стартстопным режимом. В другом примере режим работы двигателя может быть режимом ОТПЗ. Показанный на фиг. 4 способ может храниться в виде исполняемых инструкций в постоянном запоминающем устройстве контроллера 12, показанного на фиг. 1 - фиг. 3.
На этапе 402 способ 400 включает в себя оценивание и/или измерение условий работы транспортного средства. Среди прочего, условия работы транспортного средства могут включать в себя частоту вращения двигателя, положение педали акселератора, положение дроссельной заслонки, положение педали тормоза, скорость движения транспортного средства, температуру и нагрузку на двигатель. После того, как будут определены условия работы транспортного средства, способ 400 переходит на этап 404. На этапе 404 способ 400 может определять, включен ли двигатель. Двигатель может считаться включенным, например, если частота вращения двигателя больше нуля. В одном примере частота вращения двигателя может быть большей нуля, когда он вращается в результате горения в одном или более цилиндров двигателя. При этом чтобы происходило горение, в камеру сгорания цилиндра (цилиндров) может быть подана топливовоздушная смесь и воспламенена там. В некоторых примерах частота вращения двигателя может быть большей нуля в течение существования условий отсечки топлива при замедлении, например, когда транспортное средство катиться под уклон. В этом случае крутящий момент вращающихся колес можно использовать для раскручивания двигателя.
Если на этапе 404 определяют, что двигатель включен, то способ может переходить на этап 406. На этапе 406 способ 400 может определять, не предстоит ли отключение двигателя. Например, двигатель может быть отключен, до нулевой частоты вращения двигателя, с целью снижения расхода топлива, когда водитель отпускает педаль акселератора и нажимает педаль тормоза. Соответственно, двигатель отключают, когда транспортное средство останавливают или во всех других случаях, когда крутящего момента от электромотора достаточно для ускорения транспортного средства или преодоления дорожной нагрузки. Двигатель может быть также отключен после остановки транспортного средства. Условия отключения двигателя могут определяться положением педали акселератора, положением педали тормоза, частотой вращения двигателя, скоростью движения транспортного средства, температурой окружающего воздуха, температурой двигателя, степенью заряженности аккумуляторной батареи и т.п. В одном примере при обнаружении устройства для регулирования дорожного движения, например, светофора с горящим красным светом, или знака «стоп», для того, чтобы остановить транспортное средство, водитель может нажать на педаль тормоза. В результате частота вращения двигателя может опуститься ниже пороговой. Соответственно, по частоте вращения двигателя меньшей пороговой, по положению педали акселератора и положению педали тормоза, можно определить то, что предстоит отключение двигателя. После того, как будет определено, что предстоит отключение двигателя, способ может перейти на этап 412, на котором двигатель можно эксплуатировать в соответствии с показанным на фиг. 5 и рассматриваемым подробно ниже способом 500 для продувки РОГ во впускном коллекторе перед отключением двигателя.
Если на этапе 406 обнаруживают, что отключения двигателя не предвидится, контроллер может определить, присутствуют ли условия ОТПЗ. Условия ОТПЗ можно определить по изменению во времени скорости движения транспортного средства, по изменению во времени частоты вращения двигателя, по положению педали тормоза, по положению педали акселератора и отсутствию запроса крутящего момента от водителя. В одном примере условия ОТПЗ могут включать в себя сброс газа (то есть, когда водитель отпустил педаль акселератора и запросил уменьшение крутящего момента). В другом примере условия ОТПЗ могут включать в себя изменение по времени скорости движения транспортного средства больше, чем на пороговое значение и отсутствие запроса крутящего момента от водителя (например, когда транспортное средства катится под уклон). В случае присутствия условий ОТПЗ, контроллер может отрегулировать работу двигателя в соответствии с показанным на фиг. 6 и рассматриваемым более подробно ниже способом 600 с целью продувки РОГ во впускном коллекторе перед отсечкой топлива к не ВРОГ цилиндрам. Если условия ОТПЗ не обнаружены, то способ может перейти на этап 416. На этапе 416 двигатель можно эксплуатировать в соответствии с текущими условиями по частоте вращения и нагрузке.
Если же на этапе 404 определяют, что двигатель не работает, то способ 400 может перейти на этап 408, чтобы определить, не обнаружены ли условия перезапуска двигателя. Условия перезапуска двигателя могут быть определены по положению педали акселератора, по положению педали тормоза, по частоте вращения двигателя, по скорости движения транспортного средства, по температуре окружающего воздуха, по температуре двигателя, по степени заряженности аккумуляторной батареи и т.п. Например, когда водитель нажимает на педаль акселератора и требуемый крутящий момент превышает тот момент, который может обеспечить электромотор, то двигатель может быть перезапущен для того, чтобы добавить свой крутящий момент к крутящему моменту электромотора. Кроме того, двигатель может быть перезапущен при движении транспортного средства по инерции, если степень заряженности аккумуляторной батареи упала ниже минимального порога, при этом двигатель перезапускают и обеспечивают крутящий момент для работы электромотора в режиме генератора для подзарядки аккумуляторной батареи. В одном примере условия перезапуска двигателя дополнительно могут определяться изменением статуса устройства для регулирования дорожного движения (например, включением зеленого света светофора). Если на этапе 408 будут обнаружены условия перезапуска двигателя, то способ 400 может перейти на этап 410 для регулирования работы двигателя в соответствии с показанным на фиг. 7 способом с целью улучшения перезапуска двигателя.
Таким образом, работу двигателя можно отрегулировать в стартстопном и ОТПЗ режимах для продувки РОГ во впускном коллекторе и/или системе РОГ. Продувая РОГ перед остановкой двигателя и перед вхождением в режим ОТПЗ, можно снизить чрезмерное разбавление впускного воздуха при перезапуске двигателя и реактивации из ОТПЗ. Результатом этого может быть улучшение стабильности горения.
В одном примере способ эксплуатации двигателя может включать в себя, в течение существования первого условия, деактивацию выделенного для РОГ цилиндра и деактивацию каждого из остальных цилиндров по истечении первого периода времени после деактивации выделенного для РОГ цилиндра; а в течение существования второго условия, прекращение подачи топлива в выделенный для РОГ цилиндр и прекращение подачи топлива в каждый из остальных цилиндров по истечении второго периода времени после прекращения подачи топлива в выделенный для РОГ цилиндр. Первый период времени и второй период времени могут определяться частотой вращения двигателя и нагрузкой на двигатель и исходным уровнем РОГ. В одном примере второй период времени может быть дольше первого периода времени. Кроме того, первое условие может быть условием отключения двигателя, а второе условие может быть условием ОТПЗ.
На фиг. 5 показан пример способа 500 для регулирования работы двигателя, когда ожидается отключение двигателя. Например, способ 500 могут выполнять на этапе 412 способа 400. Способ по фиг. 5 может храниться в виде исполняемых инструкций в постоянном запоминающем устройстве показанного на фиг. 1 - фиг. 3 контроллера 12. Отключение двигателя можно ожидать, исходя из того, что частота вращения двигателя ниже пороговой частоты вращения, из того, что скорость движения транспортного средства ниже порогового значения, из положения педали акселератора, из положения педали тормоза, из температуры двигателя, из степени заряженности аккумуляторной батареи.
В одном примере двигатель могут отключить, когда транспортное средство останавливают по сигналу устройства для регулирования дорожного движения, например, перед запрещающим светом светофора или знаком «стоп». Показанный на фиг. 5 способ 500 может быть выполнен для продувки РОГ из впускного коллектора при обнаружении условий отключения двигателя.
На этапе 502 после определения того, что предстоит отключение двигателя, способ включает в себя прекращение подачи топлива в ВРОГ цилиндр. Например, контроллер может подать сигнал на исполнительное устройство топливной форсунки, чтобы переместить его в положение, при котором подача топлива в ВРОГ цилиндр будет прекращена. Соответственно, исполнительное устройство топливной форсунки можно переместить в нужное положение, и подача топлива в ВРОГ цилиндр может быть прекращена. Кроме того, способ 500 на этапе 506 включает в себя эксплуатацию ВРОГ цилиндра в отсутствие топлива. Когда ВРОГ цилиндр работает после прекращения подачи в него топлива, через ВРОГ цилиндр может быть прокачан свежий воздух, подаваемый на впуск через впускную дроссельную заслонку. Свежий воздух и РОГ в системе РОГ могут вытеснить РОГ во впускном коллекторе. Следовательно, РОГ может быть продута из впускной системы. В результате, во впускной системе может снизиться уровень РОГ и подняться впускная концентрация кислорода. Уровень РОГ может быть отношением массы РОГ к общей массе (воздух плюс РОГ) на впуске.
Затем, после прекращения подачи топлива в ВРОГ цилиндр, способ 500 может перейти на этап 507. На этапе 507 могут быть найдены впускной уровень РОГ и впускная концентрация кислорода. Впускная концентрация кислорода может быть измерена с помощью впускного датчика содержания кислорода, такого как датчик 24 содержания кислорода. Уровень РОГ во впускном коллекторе можно определить по впускной концентрации кислорода, а также по давлению и температуре в коллекторе, и/или по массовому расходу воздуха и частоте вращения двигателя. Затем, на этапе 508 контроллер может определить, меньше ли своего порогового значения уровень РОГ (в другом примере подхода могут определять, превышает ли впускная концентрация кислорода пороговую концентрацию во впускном коллекторе для того, чтобы определить, меньше ли своего порогового значения уровень РОГ). Когда РОГ существенно продута из впускной системы, уровень РОГ может быть ниже своего порогового значения, а концентрация кислорода во впускной системе может быть больше пороговой концентрации. После того, как будет определено, что продувка РОГ из впускной системы по существу выполнена, на этапе 512 контроллер может деактивировать впускные и/или выпускные клапаны ВРОГ цилиндра, чтобы полностью его деактивировать. В альтернативном варианте может быть приведен в действие клапан 65 выделенной группы цилиндров для перекрывания потока ВРОГ в течение последующего перезапуска двигателя.
Затем, на этапе 514 контроллер может деактивировать каждый из остальных цилиндров, не выделенных для РОГ. Не ВРОГ цилиндры можно деактивировать, прекратив подачу топлива и искры в них. Кроме того, для деактивации не ВРОГ цилиндров может быть выполнена деактивация впускного и/или выпускного клапана. После того, как не ВРОГ цилиндры будут деактивированы, контроллер может перейти к этапу 516. На этапе 516 может быть отключен двигатель. Например, отключить двигатель, можно, отсоединив двигатель от коробки передач. В одном примере могут не деактивировать впускные и/или выпускные клапаны ВРОГ и не ВРОГ цилиндров. В отсутствии деактивации клапана, после прекращения подачи топлива в ВРОГ цилиндры, можно отрегулировать положение дроссельной заслонки с тем, чтобы компенсировать потери крутящего момента в результате прекращения подачи топлива к ВРОГ цилиндрам.
На этапе 508, если уровень РОГ не меньше своего порогового значения (в другом примере подхода - если впускная концентрация кислорода не больше пороговой концентрации во впускном коллекторе), алгоритм может перейти на этап 510. На этапе 510 контроллер может продолжить эксплуатацию ВРОГ цилиндра без подачи топлива, чтобы накачать больше воздуха для продувки имеющейся РОГ, пока уровень РОГ не станет меньше своего порогового значения или пока впускная концентрация кислорода не станет выше пороговой концентрации.
Таким образом, в течение существования условий предстоящего отключения двигателя, можно деактивировать ВРОГ цилиндр. Следовательно, после того, как будет определено, что продувка РОГ из впускного коллектора выполнена, можно деактивировать не ВРОГ цилиндры и остановить двигатель.
В одном примере, в условиях предстоящего отключения двигателя, можно контролировать положение исполнительного устройства топливной форсунки, снабжающей топливом ВРОГ цилиндр. После того, как исполнительный механизм топливной форсунки достигнет положения, нужного для прекращения подачи топлива в ВРОГ цилиндр, может быть запущен счетчик. Приращение счетчика может быть выполнено по одному или более из следующего: по продолжительности периода после достижения исполнительным устройством нужного положения, по числу оборотов двигателя и по расходу впускного воздуха. После того, как счетчик перейдет за пороговый отсчет, могут быть деактивированы не ВРОГ цилиндры. Таким образом, счетчик может быть использован для того, чтобы обеспечить время, достаточное для того, чтобы перед остановкой двигателя РОГ была продута из впускного коллектора.
В другом примере, при работе в стартстопном режиме, после прекращения подачи топлива и искры в ВРОГ цилиндры, можно отрегулировать впускную дроссельную заслонку на широкое открытие, чтобы продуть коллектор РОГ. Продолжительность поддержания широко открытого положения дроссельной заслонки может зависеть от объема впускного коллектора.
В другом примере, способ эксплуатации двигателя может включать в себя деактивацию выделенной для РОГ группы цилиндров многоцилиндрового двигателя в ответ на существование условия предстоящего отключения двигателя; контроль впускного объема кислорода после деактивации; и отключение двигателя в ответ на то, что контролируемый впускной объем кислорода станет выше порогового значения, при том, что отключение двигателя включает в себя прекращение подачи искры. Способ также может включать в себя деактивацию каждого из остальных цилиндров двигателя в ответ на то, что контролируемая концентрация кислорода выше пороговой концентрации, и кроме того, может включать в себя, в ответ на перезапуск двигателя, реактивацию одного или нескольких остальных цилиндров двигателя без реактивации выделенной для ВРОГ группы цилиндров. Кроме того, выделенную для РОГ группу цилиндров можно реактивировать после перезапуска двигателя, когда частота вращения двигателя достигнет частоты холостого хода.
Деактивация выделенной для РОГ группы цилиндров может включать в себя прекращение подачи топлива к выделенной для РОГ группе цилиндров и деактивацию одного или более из впускного и выпускного клапанов выделенной для РОГ группы цилиндров. Прекращение подачи топлива к выделенной для РОГ группе цилиндров может быть выполнено до деактивации одного или нескольких клапанов выделенной для РОГ группы цилиндров. Деактивация каждого из остальных цилиндров двигателя может включать в себя прекращение подачи топлива в каждый из остальных цилиндров двигателя и дополнительно может включать в себя деактивацию одного или более из впускного клапана и выпускного клапана каждого из остальных цилиндров двигателя.
Кроме того, по показаниям впускного датчика содержания кислорода можно найти впускную концентрацию кислорода. Условие отключения двигателя может определяться одним или более из следующего: положение педали акселератора, положение педали тормоза, частота вращения двигателя, температура двигателя и степень заряженности аккумуляторной батареи, а также может определяться по тому, что частота вращения двигателя ниже своего порогового значения.
На фиг. 6 показан пример способа 600 для регулирования работы двигателя в течение существования условий ОТПЗ. Например, способ 600 может быть выполнен на этапе 414 способа 400 после того, как будет определено существование условий ОТПЗ. Показанный на фиг. 6 способ можно хранить в виде исполняемых инструкций в постоянном запоминающем устройстве показанного на фиг. 1 - фиг. 3 контроллера 12.
На этапе 601 способ 600 включает в себя определение того, на бедной или богатой топливовоздушной смеси работают ВРОГ цилиндры. Если ВРОГ цилиндр работает на богатой топливовоздушной смеси, то способ может перейти на этап 602. На этапе 602 способ 600 включает в себя прекращение подачи топлива и искры в ВРОГ цилиндр с продолжением работы не ВРОГ цилиндров с подачей топлива и искры. Подачу топлива в ВРОГ цилиндры можно прекратить, например, деактивировав топливную форсунку ВРОГ цилиндров. В одном примере, вдобавок к прекращению подачи топлива и искры в ВРОГ цилиндры, могут быть деактивированы впускные и/или выпускные клапаны ВРОГ цилиндров. В другом примере, подачу топлива и искры в ВРОГ цилиндры могут прекратить без деактивации клапана. В этом случае, когда деактивацию клапанов не выполняют вместе с прекращением подачи топлива и искры (в ВРОГ цилиндры), могут регулировать положение впускной дроссельной заслонки в сторону открытого положения, причем степень открытия определяется потребностью в крутящем моменте. Например, когда подача топлива в ВРОГ цилиндры прекращена, не ВРОГ цилиндры можно эксплуатировать с увеличенным воздушным зарядом цилиндра с целью компенсации снижения крутящего момента в результате прекращения подачи топлива в ВРОГ цилиндры.
После того, как будет прекращена подача топлива в ВРОГ цилиндры, способ может перейти на этап 604. В некоторых примерах, перед тем, как прекратить подачу топлива в ВРОГ цилиндры, их могут эксплуатировать на бедной топливовоздушной смеси с тем, чтобы уменьшить объем богатой смеси (из впуска), прокачиваемой через выпуск и каталитический нейтрализатор отработавших газов. Решение о прекращении подачи топлива в ВРОГ цилиндры или эксплуатации ВРОГ цилиндра на бедной смеси может определяться, например, скоростью замедления.
На этапе 601, если ВРОГ цилиндр эксплуатируют на бедной смеси, способ может перейти на этап 603. На этапе 603 способ может включать в себя включение ОТПЗ без продувки РОГ тракта. Включение ОТПЗ может включать в себя прекращение подачи топлива во все цилиндры (то есть, в ВРОГ цилиндры и не ВРОГ цилиндры) одновременно. После включения ОТПЗ выполнение способа может быть завершено.
Возвращаясь к этапу 604, после того, как будет прекращена подача топлива в ВРОГ цилиндры (на этапе 602); способ 600 включает в себя определение концентрации кислорода и уровня РОГ во впускном коллекторе. Концентрацию кислорода и уровень РОГ можно определить по измерениям впускного датчика содержания кислорода, такого как, например, впускной датчик 24 содержания кислорода, показанный на фиг. 1. После определения концентрации кислорода и уровня РОГ во впускном коллекторе, способ может перейти на этап 608 для определения того, меньше ли своего порогового значения уровень РОГ. В другом примере подхода, для того, чтобы определить, меньше ли уровень РОГ своего порогового значения, могут определять, превышает ли свое пороговое значение впускная концентрация кислорода. При положительном ответе, способ 600 может перейти на этап 610. Когда прекращают подачу топлива в ВРОГ цилиндры, через эти цилиндры можно прокачать воздух. Так как все отработавшие газы ВРОГ цилиндров рециркулируют во впускной коллектор, то когда прекращают подачу топлива в ВРОГ цилиндры, во впускной коллектор могут быть рециркулированы недожженный воздух и РОГ системы РОГ. Так как снабжение ВРОГ цилиндров топливом прекращено, дополнительной рециркуляции РОГ могут не выполнять. В конце концов, рециркулирующий недожженный воздух может заместить собой большую часть отработавших газов во впускном коллекторе, тем самым продувая РОГ из впускного коллектора. Таким образом, после обнаружения условий ОТПЗ, подача топлива в ВРОГ цилиндры может быть прекращена с целью продувки РОГ, имеющейся во впускном коллекторе. Когда РОГ существенно продута, уровень РОГ может быть меньше своего порогового значения, а впускная концентрация кислорода может быть больше своего порогового значения. Другими словами, отработавшие газы во впускном коллекторе могут быть замещены недожженным воздухом.
На этапе 610, после того как будет определено, что РОГ продута из впускного коллектора, можно прекратить подачу топлива в остальные, не ВРОГ цилиндры. В одном примере, подача топлива в не ВРОГ цилиндры может быть прекращена тогда, когда число оборотов двигателя после отсечки топлива к ВРОГ цилиндрам станет больше порогового числа оборотов двигателя. Пороговое число оборотов двигателя может определяться частотой вращения двигателя, нагрузкой на двигатель и исходной уровнем РОГ, например. В другом примере, подача топлива в не ВРОГ цилиндры может быть прекращена тогда, когда продолжительность периода после отсечки топлива к ВРОГ цилиндру превысит пороговую продолжительность, определяемую частотой вращения двигателя, нагрузкой на двигатель и исходным уровнем РОГ.
В одном примере после того как будет определено, что продувка РОГ из впускного коллектора выполнена, можно прекратить подачу топлива и искры по меньшей мере в один не ВРОГ цилиндр. Кроме того, на не ВРОГ цилиндрах, в которые прекратили подавать топливо и искру, могут быть деактивированы клапаны. Число не ВРОГ цилиндров, в которые может быть прекращена подача топлива, можно определить, например, исходя из частоты вращения двигателя и нагрузки на двигатель. На этапе 608, если будет определено, что уровень РОГ не меньше своего порогового значения (в другом примере подхода, если впускная концентрация кислорода не больше своего порогового значения в процентах), то способ 600 может перейти на этап 606. На этапе 606 двигатель могут эксплуатировать с прекращенной подачей топлива в ВРОГ цилиндры. Тем не менее, не ВРОГ цилиндры могут работать с топливом, до тех пор, пока продувка РОГ из впускного коллектора не будет выполнена. То есть, после прекращения подачи топлива в ВРОГ цилиндры, подача топлива в не ВРОГ цилиндры может быть прекращена только тогда, когда будет определено, что уровень РОГ во впускном коллекторе меньше своего порогового значения и концентрация кислорода во впускном коллекторе больше своего порогового значения.
В одном примере, в зависимости от того, какой объем РОГ остался во впускном коллекторе, может изменяться число не ВРОГ цилиндров, в которые может быть прекращена подача топлива после отсечки топлива к ВРОГ цилиндрам. Например, когда уровень РОГ во впускном коллекторе после отсечки топлива к ВРОГ цилиндрам меньше первого порогового значения и больше второго порогового значения, может быть прекращена подача топлива к первому числу не ВРОГ цилиндров. Когда уровень РОГ во впускном коллекторе после отсечки топлива к ВРОГ цилиндрам меньше второго порогового значения, может быть прекращена подача топлива ко второму числу не ВРОГ цилиндров. Первый пороговый уровень может быть больше второго порогового уровня, и первое число ВРОГ цилиндров может быть меньше второго числа ВРОГ цилиндров.
В другом примере, в течение существования условий ОТПЗ, могут контролировать положение исполнительного устройства топливной форсунки, подающей топливо в ВРОГ цилиндр. После того, как исполнительное устройство топливной форсунки достигнет положения, нужного для прекращения подачи топлива в ВРОГ цилиндр, может быть запущен счетчик. Приращение счетчика может быть выполнено по одному или более из следующего: по продолжительности периода после достижения исполнительным устройством топливной форсунки нужного положения, по числу оборотов двигателя после достижения исполнительным устройством топливной форсунки нужного положения и по расходу впускного воздуха. После того, как счетчик достигнет порогового значения, может быть прекращена подача топлива в не ВРОГ цилиндры. Таким образом, счетчик может быть использован для того, чтобы обеспечить время, достаточное для того, чтобы перед инициированием ОТПЗ из впускного коллектора была выполнена продувка РОГ.
Таким образом можно эксплуатировать ВРОГ и не ВРОГ цилиндры для продувки РОГ во впускной системы перед вхождением в режим ОТПЗ.
В одном примере способ эксплуатации двигателя может включать в себя прекращение подачи топлива в выделенную для РОГ группу цилиндров многоцилиндрового двигателя в ответ на условие отсечки топлива при замедлении (ОТПЗ); контроль уровня РОГ после прекращения подачи топлива в выделенную для РОГ группу цилиндров; и прекращение подачи топлива в каждый из остальных цилиндров двигателя, когда уровень РОГ ниже своего порогового значения. Условие ОТПЗ может определяться частотой вращения двигателя, входным сигналом положения педали акселератора и входным сигналом положения педали тормоза. Способ также может включать в себя возобновление подачи топлива в один или более остальных цилиндров двигателя в ответ на то, что водитель транспортного средства нажмет на педаль акселератора. Подача топлива в выделенную для РОГ группу цилиндров может быть возобновлена после возобновления подачи топлива в остальные цилиндры двигателя. Возобновление подачи топлива в выделенную для РОГ группу цилиндров может определяться превышением частотой вращения двигателя своего порогового значения. В некоторых примерах возобновление подачи топлива в выделенную для РОГ группу цилиндров может определяться запросом крутящего момента от водителя.
Кроме того, для определения уровня РОГ могут контролировать впускную концентрацию кислорода. В некоторых примерах подача топлива в остальные цилиндры двигателя может быть остановлена тогда, когда число оборотов двигателя достигнет своего порогового значения, причем число оборотов двигателя определяют после того, как исполнительное устройство топливной форсунки достигнет положения, нужного для прекращения подачи топлива в выделенную для РОГ группу цилиндров, а пороговое число оборотов определяется частотой вращения двигателя и нагрузкой на двигатель, исходным уровнем РОГ и положением дроссельной заслонки. Например, частота вращения двигателя и положение дроссельной заслонки могут обуславливать расход воздуха через двигатель, а этот расход может быть использован для определения продолжительности продувки, которая потребуется для потребления впускного объема, включая массу РОГ.
На фиг. 7 показан пример способа 700 для регулирования работы двигателя, когда запрашивается перезапуск двигателя. Например, способ 700 может быть выполнен на этапе 410 способа 400 после определения того, что существуют условия для автоматического перезапуска двигателя. Как было рассмотрено со ссылкой на фиг. 4, условия перезапуска двигателя могут определяться положением педали акселератора, положением педали тормоза, частотой вращения двигателя, скоростью движения транспортного средства, температурой окружающего воздуха, температурой двигателя, степенью заряженности аккумуляторной батареи и т.п. Например, перезапуск двигателя может быть запрошен посредством отпускания педали тормоза и/или нажатием на педаль акселератора, а также изменением статуса других условий транспортного средства. В другом примере, когда водитель нажимает на педаль акселератора и желаемый крутящий момент превышает крутящий момент, который может обеспечить электромотор, двигатель может быть перезапущен для дополнения выходного крутящего момента электромотора. Еще в одном примере двигатель может быть перезапущен в условиях движения по инерции, если степень заряженности аккумуляторной батареи упадет ниже минимального порогового значения, когда двигатель перезапускается и обеспечивает крутящий момент для эксплуатации электромотора в режиме генератора для подзарядки аккумуляторной батареи. Еще в одном примере условия перезапуска двигателя могут дополнительно определяться изменением статуса устройства управления дорожным движением (таким как изменение света светофора на зеленый). Показанный на фиг. 7 способ можно хранить в виде исполняемых инструкций в постоянном запоминающем устройстве показанного на фиг. 1 - фиг. 3 контроллера 12.
На этапе 702 способ 700 включает в себя оценивание и/или измерение условий работы транспортного средства. Среди прочего, условия работы транспортного средства могут включать в себя частоту вращения двигателя, положение педали акселератора, положение дроссельной заслонки, положение педали тормоза, скорость движения транспортного средства, температуру двигателя и нагрузку на двигатель. После определения условий работы транспортного средства способ 700 переходит на этап 704. На этапе 704 способ 700 может включать в себя эксплуатацию не ВРОГ цилиндров исходя из оцененных условий работы, при неработающих ВРОГ цилиндрах. Не ВРОГ цилиндры можно эксплуатировать приведением в действие клапанов этих цилиндров и подачей в эти цилиндры топлива и искры. В некоторых примерах в течение стартстопного режима работы двигателя, когда двигатель перезапускают, не ВРОГ цилиндры можно эксплуатировать таким образом, чтобы воздушно-топливное отношение двигателя было богаче стехиометрического, с тем, чтобы регенерировать или активировать устройство снижения токсичности отработавших газов, например, устройство 170 снижения токсичности отработавших газов, показанное на фиг. 1.
Затем, на этапе 706 способа 700, контролируют частоту вращения двигателя в течение периода разгона двигателя (например, с нулевой до стабильной частоты вращения двигателя). Кроме этого, частоту вращения двигателя могут контролировать в течение заданного времени после того, как в процессе запуска двигателя он достигнет стабильной частоты вращения. Контроль частоты вращения двигателя может включать в себя сравнение фактической частоты вращения с желаемым графиком изменения частоты вращения по времени, хранящимся в запоминающем устройстве контроллера. После контроля частоты вращения двигателя, способ 700 переходит на этап 708. На этапе 708 способа 700 оценивают, превышает ли частота вращения двигателя свое пороговое значение, и меньше ли своего порогового значения скорость изменения частоты вращения. Другими словами, в способе 700 оценивают, достиг ли стабильной частоты вращения двигатель с момента своего запуска. Дополнительно, для определения того, достиг ли двигатель стабильных условий работы, могут использовать запрошенный водителем крутящий момент. В некоторых примерах для определения стабильных условий работы двигателя, кроме запрошенного водителем крутящего момента и частоты вращения двигателя, могут использовать температуру хладагента, температуру окружающего воздуха и температуру каталитического нейтрализатора. Если определяют, что частота вращения двигателя достигла стабильного значения, способ 700 может перейти на этап 710. На этапе 710 способ 700 включает в себя активацию ВРОГ цилиндров. В одном примере ВРОГ цилиндры могут активировать, если частота вращения двигателя достигнет частоты холостого хода. При этом, ВРОГ цилиндры могут активировать приведением в действие впускных/выпускных клапанов и подачей топлива и искры в цилиндр для сжигания топливовоздушной смеси. Подачу топлива в ВРОГ цилиндры и не ВРОГ цилиндры можно отрегулировать так, чтобы воздушно-топливное отношение двигателя было стехиометрическим.
Если на этапе 708 определяют, что частота вращения двигателя меньше порогового значения, а скорость ее изменения больше пороговой скорости изменения, способ 700 может перейти на этап 712. На этапе 712 способ может продолжить эксплуатацию двигателя с работающими не ВРОГ цилиндрами и неработающими ВРОГ цилиндрами, пока частота вращения двигателя не достигнет своего порогового значения, а скорость изменения частоты вращения не станет меньше своего порогового значения. Другими словами, когда определяют, что присутствуют условия перезапуска (при холодных перезапусках, а также при горячих перезапусках, когда температура каталитического нейтрализатора отработавших газов достигла температуры начала каталитических реакций), двигатель можно эксплуатировать только с активными не ВРОГ цилиндрами до тех пор, пока частота вращения двигателя не достигнет стабильной частоты.
В альтернативном осуществлении, на этапе 704 могут эксплуатировать все цилиндры, но клапан 65 ВРОГ группы цилиндров могут устанавливать в положение, предотвращающее попадание во впускной коллектор потока отработавших газов ВРОГ. В этом осуществлении, выражение «активировать ВРОГ цилиндр» на этапе 710 означает установку клапана 65 ВРОГ группы цилиндров в положение, при котором отработавшие газы ВРОГ группы направляются во впускной коллектор. Аналогичным образом, выражение «не активировать ВРОГ цилиндр» на этапе 712 означает установку клапана 65 ВРОГ группы цилиндров в положение, предотвращающее попадание во впускной коллектор отработавших газов ВРОГ группы цилиндров.
Таким образом, активацией ВРОГ после достижения стабильной частоты вращения можно добиться улучшения перезапусков двигателя. Другими словами, задерживая разбавление впускного воздуха в процессе перезапуска двигателя, можно повысить надежность перезапуска.
На фиг. 8 показана схема 800, иллюстрирующая пример эксплуатации ВРОГ группы цилиндров, подобной ВРОГ группе цилиндров, изображенной на фиг. 1, и не ВРОГ группы цилиндров, подобной не ВРОГ группе цилиндров изображенной на фиг. 1, с целью продувки РОГ из впускного коллектора в процессе стартстопной эксплуатации транспортного средства. Показанная на фиг. 8 последовательность может быть обеспечена исполнением инструкций в показанной на фиг. 1 - фиг. 3 системе в соответствии с проиллюстрированными на фиг. 4, фиг. 5 и фиг. 7 способами. Вертикальные метки моментов t0-t5 времени представляют собой контрольные точки последовательности. В частности, на схеме 800 графиком 802 показано положение педали акселератора, которую нажимают в направлении, указанном стрелкой на оси Y, графиком 804 показано положение дроссельной заслонки, графиком 808 показана частота вращения двигателя, которая возрастает в направлении, указанном стрелкой на оси Y, графиком 810 показана пороговая частота вращения двигателя, графиком 812 показан уровень РОГ, который возрастает в направлении, показанном стрелкой на оси Y, графиком 813 показан пороговый уровень РОГ, графиком 814 показан статус работы не ВРОГ цилиндров, графиком 816 показан статус деактивации клапана ВРОГ цилиндров, графиком 818 показан статус впрыска топлива в ВРОГ цилиндры, графиком 822 показано процентное содержание кислорода во впускном коллекторе, а графиком 820 показано пороговое процентное содержание кислорода. Все графики являются изменением указанных параметров по времени (по оси X).
В момент t0 времени транспортное средство может находиться в движении, и двигатель может вращаться, что видно по графику 808, где частота вращения двигателя больше нуля. Педаль акселератора нажата (график 802), и дроссельная заслонка открыта на величину, соответствующую положению педали акселератора. ВРОГ группа цилиндров может работать с подачей топлива (график 818). При этом для сжигания топливовоздушной смеси в ВРОГ группу цилиндров могут подавать искра. Также может работать не ВРОГ группа цилиндров. Не ВРОГ группа цилиндров может работать за счет подачи в нее топлива и искры. От цилиндров ВРОГ может подаваться РОГ (график 812) в постоянной пропорции.
В промежутке времени между t1 и t2 водитель может начать отпускание педали акселератора (график 802). Соответственно, уменьшается степень открытия дроссельной заслонки (график 804), и уменьшается частота вращения двигателя (график 808). Тем не менее, частота вращения двигателя может быть выше своего порогового значения. В результате, могут работать и ВРОГ группа цилиндров, и не ВРОГ группа цилиндров. В не ВРОГ группу цилиндров в постоянной пропорции могут подавать РОГ от ВРОГ группы цилиндров.
В момент t2 времени, водитель может отпустить педаль акселератора и нажать на педаль тормоза, чтобы еще больше сбросить скорость движения транспортного средства. Например, транспортное средство может приближаться к устройству управления дорожным движением (например, к светофору), и водитель может снижать скорость движения транспортного средства для того, чтобы остановить его. Соответственно, может снизиться частота вращения двигателя до порогового значения, и дроссельная заслонка может занять почти закрытое положение. По одному или нескольким параметрам, таким как меньшая пороговой частота вращения двигателя, отпущенное положение педали акселератора и нажатое положение педали тормоза, контроллер транспортного средства может определить, что предстоит отключение двигателя. В некоторых примерах водитель может остановить транспортное средство (например, в ответ на обнаружение устройства управления дорожным движением), соответственно, может быть запрошено или инициировано отключение двигателя. В одном примере контроллер может принять от одного или нескольких датчиков информацию, указывающую статус устройства управления дорожным движением, например, светофора и/или знака «стоп», и контроллер может использовать статус устройства управления дорожным движением в качестве входного сигнала в дополнение к положению педали акселератора, положению педали тормоза и частоте вращения двигателя для определения того, предстоит, запрошено или инициировано ли отключение двигателя. В течение существования таких условий, когда отключение двигателя предстоит, запрошено или инициировано, перед деактивацией не ВРОГ группы цилиндров и отключением двигателя может быть прекращена подача топлива в ВРОГ группу цилиндров (график 818).
В промежутке времени между t2 и t3 педаль акселератора может оставаться в отпущенном положении, и водитель транспортного средства может продолжать нажимать на педаль тормоза. Соответственно, скорость (не показана) движения транспортного средства и частота (график 808) вращения двигателя могут продолжать снижаться. ВРОГ группа цилиндров может продолжать работу без подачи топлива (график 818), закачивая во впускной коллектор недожженный воздух. Недожженный воздух может продувать РОГ во впускном коллекторе, в результате чего уровень РОГ во впускном коллекторе может снижаться (график 812). Не ВРОГ цилиндры могут продолжать работать с подачей топлива и искры. Кроме того, между t2 и t3, из-за того, что недожженный воздух замещает собой РОГ во впускном коллекторе, может повыситься впускная концентрация кислорода.
В момент t3 времени уровень РОГ во впускном коллекторе может упасть ниже своего порогового значения (график 812), а впускная концентрация кислорода может достичь своего порогового значения, что будет означать, что продувка РОГ из впускного коллектора выполнена. После того, как будет определено, что уровень РОГ находится на своем пороговом уровне или ниже него, а впускная концентрация кислорода выше своего порогового значения, могут быть деактивированы впускные и/или выпускные клапаны ВРОГ группы цилиндров для того, чтобы РОГ цилиндр был деактивирован полностью. Кроме того, прекращением подачи топлива и искры в не ВРОГ группу цилиндров, а также деактивацией впускных и/или выпускных клапанов, если это потребуется, может быть деактивирована не ВРОГ группа цилиндров. Далее, в момент t3, могут разъединять или не разъединять двигатель с крутящим моментом колес, и двигатель может остановиться по инерции.
В некоторых примерах после прекращения подачи топлива в ВРОГ группу цилиндров, может быть запущен счетчик задержки. Приращение счетчика могут выполнять по одному или более из следующего: продолжительность периода после прекращения подачи топлива в ВРОГ группу цилиндров, частота вращения двигателя и расход воздуха. После того, как счетчик достигнет порогового отсчета, могут быть деактивированы впускные и/или выпускные клапаны ВРОГ группы, а после этого или одновременно с этим может быть деактивирована не ВРОГ группа цилиндров. Пороговый отсчет может определяться одним или более из следующего: исходный уровень РОГ, частота вращения двигателя и нагрузка на двигатель.
В промежутке между моментами t3 и t4 времени двигатель может быть остановлен, а не ВРОГ и ВРОГ группы цилиндров могут оставаться деактивированными. Кроме этого, транспортное средство может быть остановлено.
В момент t4 времени водитель может отпустить педаль тормоза и нажать педаль акселератора. Соответственно, может быть запрошен перезапуск двигателя. В момент t4 и между моментами t4 и t5, после того, как был запрошен перезапуск двигателя, сначала могут активировать не ВРОГ группу цилиндров (график 814). Например, может быть восстановлена активность деактивированных клапанов, а в не ВРОГ группу цилиндров может быть подано топливо и искра для возобновления сжигания топливовоздушной смеси. Соответственно, может возрасти частота вращения двигателя, и крутящий момент через коробку передач могут передавать колесам транспортного средства. ВРОГ группу цилиндров могут не активировать. В результате уровень РОГ может быть меньше своего порогового значения.
В момент t5, после перезапуска, двигатель может достичь стабильной частоты вращения. После достижения стабильной частоты вращения двигателя может быть перезапущено сжигание топливовоздушной смеси в ВРОГ группе цилиндров посредством возобновления подачи топлива (график 818) и искры, а также восстановления активности деактивированных клапанов (график 816).
Таким образом, деактивируя ВРОГ группу цилиндров перед деактивацией не ВРОГ группы цилиндров, когда отключение двигателя предвидится, запрашивается или обнаруживается, можно продуть РОГ из впускной системы перед остановкой двигателя. В результате можно снизить излишнее разбавление впускного воздуха в процессе перезапуска двигателя. Кроме того, в течение существования условий перезапуска двигателя, активируя не ВРОГ группу цилиндров перед активацией ВРОГ группы цилиндров и активируя ВРОГ группу цилиндров после завершения запуска двигателем и достижения им стабильной частоты вращения, можно улучшить перезапуски.
На фиг. 9 показана схема 900, иллюстрирующая пример эксплуатации ВРОГ и не ВРОГ цилиндров с целью продувки РОГ из впускного коллектора в процессе эксплуатации транспортного средства в режиме ОТПЗ. Показанная на фиг. 9 последовательность может быть обеспечена посредством исполнения инструкций в показанной на фиг. 1 - фиг. 3 системе в соответствии с проиллюстрированными на фиг. 4, фиг. 6 и фиг. 7 способами. На фиг. 9 показаны восемь графиков, среди которых имеются графики тех же самых переменных, какие были рассмотрены со ссылкой на фиг. 8. Поэтому, для краткости описание переменных, идентичных вышеуказанным, не приводится. На графике 910 показан впрыск топлива в не ВРОГ группу цилиндров.
В момент t0 времени транспортное средство может находиться в движении, и двигатель может вращаться, что видно по графику 906, где частота вращения двигателя больше нуля. Педаль акселератора может быть нажата (график 902), и дроссельная заслонка (график 904) может быть открыта на величину, соответствующую положению педали акселератора. ВРОГ группа цилиндров может работать с подачей топлива (график 914). При этом для сжигания топливовоздушной смеси в ВРОГ группу цилиндров могут подавать искру. Также может работать не ВРОГ группа цилиндров (график 912). Не ВРОГ группа цилиндров может работать за счет подачи в нее топлива и искры. Цилиндры ВРОГ могут подавать РОГ (график 908) с постоянным уровнем.
В промежутке времени между t1 и t2 водитель может начать отпускание педали акселератора (график 902). Соответственно, может уменьшиться степень открытия дроссельной заслонки (график 904). Тем не менее, транспортное средство может двигаться под уклон. Поэтому частота вращения двигателя может возрастать (график 906). ВРОГ группа цилиндров может подавать РОГ с постоянным уровнем.
В момент t2 времени педаль акселератора может быть отпущена, и транспортное средство может продолжать движение под уклон. По положению педали акселератора, по положению дроссельной заслонки и по частоте вращения двигателя контроллер транспортного средства может определить присутствие условий ОТП3. Соответственно, до инициации ОТП3 (то есть, перед прекращением подачи топлива в не ВРОГ группу цилиндров), может быть прекращена подача топлива в ВРОГ группу цилиндров (график 914). Не ВРОГ цилиндры могут продолжать работу с подачей топлива. В результате, в момент t2 и в промежутке времени между моментами t2 и t3 недожженный воздух могут прокачивать через впускной коллектор, продувая из него РОГ. Следовательно, уровень РОГ во впускном коллекторе может уменьшиться, и впускная концентрация кислорода может возрасти. Тем не менее, уровень РОГ может быть выше своего порогового значения, а впускная концентрация кислорода может быть ниже своего порогового значения, что будет означать, что РОГ могла быть не достаточно продута из впускного коллектора. Поэтому двигатель может продолжать работать без подачи топлива в ВРОГ группу цилиндров (график 914) и с подачей топлива в не ВРОГ группу цилиндров (график 910).
В момент t3 времени, уровень РОГ во впускном коллекторе может упасть ниже своего порогового значения, а концентрация кислорода во впускном коллекторе может вырасти выше своего порогового значения, что будет означать, что РОГ достаточно продута из впускного коллектора. Поэтому может быть инициирован режим ОТПЗ посредством прекращения подачи топлива в не ВРОГ группу цилиндров (график 910).
Между моментами t3 и t4 времени двигатель может вращаться с постоянной частотой при отпущенной педали акселератора. Поэтому работа в режиме ОТПЗ может быть продолжена. То есть топливо к ВРОГ и не ВРОГ цилиндрам могут не подавать.
Затем, в момент t4 времени и в промежутке между моментами t4 и t5, водитель транспортного средства может нажимать на педаль акселератора, запрашивая крутящий момент от двигателя. Поэтому двигатель может выйти из режима ОТПЗ, возобновив подачу топлива в не ВРОГ группу цилиндров и в ВРОГ группу цилиндров. В результате ВРОГ группа цилиндров может поставлять РОГ, уровень которой может возрасти. В момент t5 времени и после него двигатель может работать с подачей топлива и искры в ВРОГ группу цилиндров и в не ВРОГ группу цилиндров.
В одном примере, в процессе выхода из режима ОТПЗ, если частота вращения двигателя в течение ОТПЗ ниже своего порогового значения, сначала могут возобновить подачу топлива к не ВРОГ цилиндрам. Затем, после того, как частота вращения двигателя поднимется выше своего порогового значения, можно возобновить подачу топлива в ВРОГ цилиндр.
Таким образом, в течение существования условий ОТПЗ, подача топлива в ВРОГ группу цилиндров может быть прекращена до прекращения подачи топлива в не ВРОГ группу цилиндров с целью продувки РОГ из впускной системы.
В совокупности, при работе в стартстопном режиме и в режиме ОТПЗ, можно продуть РОГ из впускной системы, деактивировав ВРОГ группу цилиндров или прекратив подачу в нее топлива до того как деактивировать не ВРОГ группу цилиндров или прекратить подачу в нее топлива. Кроме того, в процессе перезапуска двигателя, можно реактивировать не ВРОГ группу цилиндров перед реактивированием ВРОГ группы цилиндров. Таким образом, можно снизить излишнее разбавление впускного воздуха при перезапуске двигателя и при возобновлении подачи в него топлива. Следовательно, в двигателе с выделенной для РОГ системой можно добиться надежности и повторяемости запусков двигателя.
В одном примере способ эксплуатации двигателя может включать в себя следующее: в течение существования первого условия деактивацию выделенной для РОГ группы цилиндров многоцилиндрового двигателя в ответ на условие предстоящего отключения двигателя и отключение двигателя только после продувки по меньшей мере порогового объема отработавших газов от выделенной для РОГ группы цилиндров на впуск; и в течение существования второго условия одновременную деактивацию выделенной для РОГ группы цилиндров и других цилиндров многоцилиндрового двигателя в ответ на условие предстоящего отключения двигателя, а также перекрытие потока на впуск от выделенной для РОГ группы цилиндров.
Отметим, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления можно хранить в виде исполняемых инструкций в постоянном запоминающем устройстве. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Что подразумевает, что проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций можно выполнять повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в машиночитаемой компьютерной среде хранения в системе управления двигателем.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и алгоритмы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не несут ограничительной функции, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные сочетания и производные сочетания различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, внимание сосредоточено на определенных сочетаниях компонентов и производных сочетаниях компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты включают в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные сочетания и производные сочетания раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем поправки имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи исходной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ эксплуатации двигателя включает деактивацию выделенной для РОГ (ВРОГ) группы (18) цилиндров многоцилиндрового двигателя (10) в ответ на существование условия предстоящего отключения двигателя (10) и до деактивации не ВРОГ группы (17) цилиндров для продувки РОГ из впускной системы. Контроль объема РОГ после деактивации. Деактивацию не ВРОГ группы (17) цилиндров и отключение двигателя (10) в ответ на падение контролируемого объема РОГ ниже порогового значения. Раскрыты варианты способа эксплуатации двигателя. Технический результат заключается в надежной и точной повторяемости запусков двигателя с выделенной для РОГ системой. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.
1. Способ эксплуатации двигателя, включающий в себя:
деактивацию выделенной для РОГ (ВРОГ) группы цилиндров многоцилиндрового двигателя в ответ на существование условия предстоящего отключения двигателя и до деактивации не ВРОГ группы цилиндров для продувки РОГ из впускной системы;
контроль объема РОГ после деактивации; и
деактивацию не ВРОГ группы цилиндров и отключение двигателя в ответ на падение контролируемого объема РОГ ниже порогового значения.
2. Способ по п. 1, в котором отключение двигателя включает в себя прекращение подачи топлива и искры, причем при деактивации ВРОГ группы цилиндров и отсутствии подачи топлива во ВРОГ группу цилиндров двигатель продолжает работать с подачей топлива в не ВРОГ группу цилиндров.
3. Способ по п. 2, также включающий в себя деактивацию каждого цилиндра из не ВРОГ группы цилиндров в ответ на подъем контролируемой концентрации кислорода выше порогового значения.
4. Способ по п. 3, также включающий в себя, в ответ на перезапуск двигателя, реактивацию одного или более не ВРОГ цилиндров двигателя без реактивации ВРОГ группы цилиндров.
5. Способ по п. 4, также включающий в себя реактивацию ВРОГ группы цилиндров после перезапуска двигателя, когда частота вращения двигателя достигнет частоты холостого хода и порога нагрузки.
6. Способ по п. 1, в котором деактивация ВРОГ группы цилиндров включает в себя прекращение подачи топлива в ВРОГ группу цилиндров и деактивацию одного или более из впускного клапана и выпускного клапана ВРОГ группы цилиндров.
7. Способ по п. 6, в котором подачу топлива в ВРОГ группу цилиндров прекращают перед тем, как деактивировать один или более клапанов ВРОГ группы цилиндров.
8. Способ по п. 3, в котором деактивация каждого цилиндра из не ВРОГ группы цилиндров двигателя включает в себя прекращение подачи топлива в каждый цилиндр из не ВРОГ группы цилиндров и деактивацию одного или более из впускного клапана и выпускного клапана каждого цилиндра из не ВРОГ группы цилиндров.
9. Способ по п. 1, в котором объем РОГ основан на впускном объеме кислорода, причем впускной объем кислорода определяют по показаниям впускного датчика содержания кислорода, причем не ВРОГ группа цилиндров является для двигателя единственным источником РОГ, причем РОГ для не ВРОГ группы цилиндров обеспечивают исключительно потоком отработавших газов от ВРОГ группы цилиндров.
10. Способ по п. 1, в котором предстоящее отключение двигателя основано на одном или более из следующего: положении педали акселератора, положении педали тормоза, частоте вращения двигателя, скорости движения транспортного средства, температуре двигателя, степени заряженности аккумуляторной батареи, а также основано на частоте вращения двигателя ниже пороговой частоты, положении дроссельной заслонки и впускном давлении.
11. Способ эксплуатации двигателя, включающий в себя:
прекращение подачи топлива во ВРОГ группу цилиндров многоцилиндрового двигателя в ответ на существование условия отсечки топлива при замедлении (ОТПЗ) и продолжение подачи топлива в не ВРОГ группу цилиндров; контроль уровня РОГ после прекращения подачи топлива во ВРОГ группу цилиндров; и
прекращение подачи топлива в каждый цилиндр из не ВРОГ группы цилиндров, когда уровень РОГ ниже порогового значения, причем РОГ для не ВРОГ группы цилиндров обеспечивают исключительно потоком отработавших газов от ВРОГ группы цилиндров.
12. Способ по п. 11, в котором условие ОТПЗ основано на частоте вращения двигателя, входном сигнале от педали акселератора и входном сигнале от педали тормоза.
13. Способ по п. 12, также включающий в себя возобновление подачи топлива в не ВРОГ группу цилиндров в ответ на нажатие водителем педали акселератора, а также по факту превышения частотой вращения двигателя порогового значения.
14. Способ по п. 13, также включающий в себя возобновление подачи топлива во ВРОГ группу цилиндров после возобновления подачи топлива в не ВРОГ группу цилиндров.
15. Способ по п. 14, в котором возобновление подачи топлива во ВРОГ группу цилиндров основано на превышении частотой вращения двигателя порогового значения, а также на одном или более из следующего: запрошенный водителем крутящий момент и нагрузка на двигатель.
16. Способ по п. 11, также включающий в себя контроль впускной концентрации кислорода для определения уровня РОГ.
17. Способ по п. 11, также включающий в себя прекращение подачи топлива в не ВРОГ группу цилиндров, когда число оборотов двигателя достигнет порогового значения, причем число оборотов двигателя определяют после того, как исполнительное устройство топливной форсунки достигнет положения, нужного для прекращения подачи топлива во ВРОГ группу цилиндров, и пороговое число оборотов основано на частоте вращения двигателя, нагрузке на двигатель и исходном уровне РОГ.
18. Способ эксплуатации двигателя, включающий в себя:
в течение существования первого условия, включающего в себя отключение двигателя, деактивацию ВРОГ цилиндра и деактивацию каждого цилиндра из не ВРОГ группы цилиндров по истечении первого периода времени после деактивации ВРОГ цилиндра; и
в течение существования второго условия, включающего в себя ОТПЗ, прекращение подачи топлива во ВРОГ цилиндр и прекращение подачи топлива в каждый цилиндр из не ВРОГ группы цилиндров по истечении второго периода времени после прекращения подачи топлива во ВРОГ цилиндр.
19. Способ по п. 18, в котором первый период времени и второй период времени основаны на частоте вращения двигателя, нагрузке на двигатель и исходном уровне РОГ, причем нагрузка на двигатель основана на положении дроссельной заслонки и давлении воздуха в коллекторе.
20. Способ эксплуатации двигателя, включающий в себя:
в течение существования первого условия, включающего в себя отключение двигателя, деактивацию подачи топлива во ВРОГ группу цилиндров многоцилиндрового двигателя в ответ на условие предстоящего отключения двигателя при продолжении подачи топлива в не ВРОГ группу цилиндров и отключение двигателя, в том числе не ВРОГ группы цилиндров, только после продувки по меньшей мере порогового объема отработавших газов из ВРОГ группы цилиндров на впуск; и
в течение существования второго условия, включающего в себя ОТПЗ, одновременную деактивацию ВРОГ группы цилиндров и не ВРОГ группы цилиндров многоцилиндрового двигателя в ответ на условие предстоящего отключения двигателя, а также перекрытие потока из ВРОГ группы цилиндров на впуск.
| US 2002165659 A1, 07.11.2002 | |||
| WO 2014005127 A2, 03.01.2014 | |||
| WO 2013175091 A1, 28.11.2013 | |||
| US 5746189 A, 05.05.1998 | |||
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, В ЧАСТНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 2011 |
|
RU2476714C2 |
| УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ТОПЛИВА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЬНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ | 2009 |
|
RU2432481C1 |
| Способ выключения цилиндров многоцилиндрового карбюраторного двигателя | 1990 |
|
SU1747727A1 |
