СПОСОБ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ХОЛОДНОГО ПУСКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2020 года по МПК F02D41/06 F01P11/16 F02N19/04 

Настоящее изобретение касается способа оптимизации холодного пуска двигателя внутреннего сгорания.

Настоящее изобретение касается также дополнительного устройства управления для выполнения такого способа.

Описывается способ регулирования холодного пуска двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя: определение пуска устройства подогрева двигателя; передачу выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства устройству управления двигателем; и согласование переданной устройству управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства с текущей температурой T_{охл_тек} охлаждающего средства в течение интервала Δt времени сразу после пуска двигателя внутреннего сгорания.

Современные двигатели внутреннего сгорания, в частности те, которые используются в транспортных средствах в качестве первичных приводных двигателей, подлежат строгому контролю и регулированию с помощью обычно интегрированной в транспортное средство системы менеджмента двигателя. Это необходимо, чтобы эксплуатировать используемый двигатель внутреннего сгорания в оптимальном поле характеристик, в частности в отношении его значений расхода и выхлопных газов. Это приводит к тому, что двигатели внутреннего сгорания эксплуатируются во все более узких окнах контроля и регулирования в отношении диагностики транспортного средства, то есть, в том числе, применительно к внутреннему контролю ошибок транспортного средства. Этим обеспечивается, что современные двигатели транспортных средств даже при различных температурах окружающей среды всегда имеют по меньшей мере аналогичные условия пуска и работы и, в частности, выдерживают предписанные значения выхлопных газов.

Такие функции диагностики транспортного средства проводят, в том числе при холодном пуске двигателя, сравнение фактически измеренной температурой охлаждающей воды, воздуха и масла с заложенными в устройстве управления значениями и проверяют эти результаты на достоверность. При этой проверке могут распознаваться имеющиеся ошибки, и устройство управления двигателем может, например, вводить аварийный режим двигателя внутреннего сгорания, а также сохранять в памяти соответствующее сообщение об ошибке. В нормальном случае измеренные при холодном пуске фактические температуры охлаждающего средства лежат относительно близко к температуре окружающей среды транспортного средства, например, в пределах от -20°C до 30°C. Если у такого транспортного средства, в частности впоследствии, происходит дооснащение устройством подогрева двигателя, например, в виде автономного обогревателя, который наряду с внутренним помещением транспортного средства может также с помощью используемого охлаждающего средства прогревать сам двигатель внутреннего сгорания, эта диагностика транспортного средства может чувствительным образом нарушаться из-за теперь уже сильно повышенной фактической температуры охлаждающей воды вследствие работы устройства подогрева двигателя. Применяемый сенсор температуры охлаждающего средства может, например, регистрировать значение примерно 70° Цельсия, которое устройство управления двигателем интерпретирует как дефект сенсора температуры, так как такое значение при холодном пуске двигателя внутреннего сгорания недостоверно.

Это может предотвращаться путем предлагаемой изобретением передачи выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства устройству управления двигателем при пуске двигателя внутреннего сгорания. Устройство управления двигателем регистрирует и распознает достоверное значение температуры для холодного пуска двигателя внутреннего сгорания. Таким образом может предотвращаться аварийный режим двигателя внутреннего сгорания, а также ошибочный ввод данных в устройство управления двигателем. Последующее согласование переданной устройству управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства с текущей температурой T_{охл_тек} охлаждающего средства в течение интервала Δt времени сразу после пуска двигателя внутреннего сгорания может снижать вмешательство в систему менеджмента двигателя, которое осуществляется при передаче модифицированного значения температуры. Дополнительные изменения или адаптации устройства управления двигателем не требуются. Это предпочтительно, в частности, при дооснащении транспортного средства устройством подогрева двигателя.

Может быть предусмотрено, чтобы при пуске устройства подогрева двигателя осуществлялась регистрация температуры T. В этой связи может быть предусмотрено, чтобы установка передаваемой устройству управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства осуществлялась при пуске двигателя внутреннего сгорания в зависимости от регистрируемой температуры T. Например, передаваемая выбранная температура T_{охл_перед} охлаждающего средства может отличаться от регистрируемой температуры T на постоянную величину, например, 5°C или 10°C. При этом результирующая разность температур, которая должна выравниваться позднее, может уменьшаться или увеличиваться, в зависимости от потребности. В частности, может быть предусмотрено, чтобы осуществлялась установка передаваемой устройству управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства при пуске двигателя внутреннего сгорания на регистрируемую при пуске устройства подогрева двигателя температуру T. Таким образом в каждом возможном рабочем состоянии устанавливается достоверная температура.

Альтернативно может быть также предусмотрено, чтобы осуществлялась установка передаваемой устройству управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства при пуске двигателя внутреннего сгорания на постоянное значение T_фикс. Использование постоянного значения T_фикс в качестве передаваемой выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства реализуемо особенно легко и без какого-либо измерения температуры.

Целесообразным образом может быть предусмотрено, чтобы устройство подогрева двигателя после его пуска нагревало охлаждающее средство контура охлаждения двигателя внутреннего сгорания и с помощью нагретого охлаждающего средства нагревало внутреннее помещение транспортного средства. Применяемое устройство подогрева двигателя может быть, соответственно, выполнено как комбинированное устройство подогрева двигателя, которое, наряду с функцией устройства подогрева двигателя, берет на себя также функцию автономного обогревателя. Возможно также, чтобы основной функцией устройства подогрева двигателя являлась функция автономного обогревателя. При этом легко возможно также дооснащение этой функциональной возможностью.

Целесообразным образом может быть предусмотрено, чтобы указанный интервал Δt времени начинался с пуском двигателя внутреннего сгорания. Пуск двигателя внутреннего сгорания может, например, точно определяться, задаваться и регистрироваться по соответствующему управляющему сигналу «запустить двигатель». Например, путем регистрации частоты вращения двигателя через шину транспортного средства.

Кроме того, может быть предусмотрено, чтобы указанный интервал Δt времени длился максимум одну минуту, предпочтительно от 10 секунд до 30 секунд. Таким образом может гарантироваться, что будут закончены выполняемые устройством управления двигателем проверки достоверности. Кроме того, таким образом также удается избежать недопустимого повышения температуры охлаждающего средства в области двигателя внутреннего сгорания, например, когда двигатель внутреннего сгорания имеет устройства, которые должны вызывать более быстрый нагрев охлаждающего средства в области блока двигателя.

Предпочтительным образом может быть предусмотрено, чтобы согласование переданной устройству управления двигателем температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства с текущей температурой T_{охл_тек} охлаждающего средства в течение интервала Δt времени осуществлялось равномерно и линейно. Равномерная и линейная адаптация температуры охлаждающего средства может быть легко реализована, например, с помощью регулируемого электрического сопротивления, с помощью которого может адаптироваться значение напряжения, выдаваемое сенсором температуры. Выдаваемое сенсором температуры значение напряжения может обычным образом рассматриваться как представляющее измеренную температуру.

Кроме того, может быть предусмотрено, чтобы согласование переданной устройству управления двигателем температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства с текущей температурой T_{охл_тек} охлаждающего средства осуществлялась немедленно, когда текущая температура T_{охл_тек} охлаждающего средства превышает некоторое допустимое наивысшее значение T_{охл_макс}. Таким образом может надежно предотвращаться повреждение двигателя внутреннего сгорания вследствие ввода в устройство управления двигателем слишком низкого значения температуры охлаждающего средства, что, в частности, может быть предпочтительно при наличии фактических дефектов, например, слишком малого количества охлаждающего средства в контуре охлаждения.

Описывается также дополнительное устройство управления, которое предназначено для выполнения этого способа, причем это дополнительное устройство управления позволяет получить преимущества, описанные в связи со способом.

Итак, вышеописанное изобретение наглядно поясняется на предпочтительных вариантах осуществления со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Показано:

фиг.1: блок-схема предлагаемого изобретением способа; и

фиг.2: схематичное изображение компонентов транспортного средства, задействованных в рамках предлагаемого изобретением способа.

На фиг.1 показана блок-схема предлагаемого изобретением способа. Предлагаемый изобретением способ 100 начинается с определение 110 пуска устройства подогрева двигателя. Устройство подогрева двигателя может быть выполнено, например, только для подогрева двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, в частности легкового автомобиля или грузового автомобиля, с помощью используемого охлаждающего средства. Устройство подогрева двигателя может также дополнительно или первично иметь функцию автономного обогревателя, который с помощью нагретого охлаждающего средства двигателя внутреннего сгорания нагревает также внутреннее помещение транспортного средства.

Сразу после определения пуска устройства подогрева двигателя опционально может осуществляться регистрация 120 температуры T при пуске устройства подогрева двигателя. Регистрируемая температура T может, например, представлять собой температуру окружающей среды или текущую температуру охлаждающего средства в момент времени пуска устройства подогрева двигателя. Температура окружающей среды и текущая температура охлаждающего средства при холодном пуске двигателя внутреннего сгорания обычно почти равны. Отклонения между температурой окружающей среды и текущей температурой охлаждающего средства при пуске устройства подогрева двигателя могут опционально использоваться выполняющим способ устройством для диагностики ошибок применяемых сенсоров температуры. Сразу после регистрации 120 температуры T при пуске устройства подогрева двигателя может осуществляться установка 130 передаваемой устройству управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства при пуске двигателя внутреннего сгорания на зарегистрированную ранее при пуске устройства подогрева двигателя температуру T. Можно также назначать в качестве передаваемой выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства постоянную температуру T_фикс. Можно также назначать передаваемую выбранную температуру T_{охл_перед} охлаждающего средства в зависимости от зарегистрированной ранее температуры T.

Устройство управления двигателем управляет и регулирует работу двигателя внутреннего сгорания. То есть устройству управления двигателем передается не фактическая температура охлаждающего средства, а, например, регистрируемая при пуске устройства подогрева двигателя температура T, которая со временем вследствие работы устройства подогрева двигателя лежит заметно ниже текущей температуры T_{охл_тек} охлаждающего средства. Итак, когда двигатель внутреннего сгорания запускается, то сразу после пуска двигателя внутреннего сгорания осуществляется согласование 140 переданной устройству управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства с текущей температурой T_{охл_тек} охлаждающего средства в течение интервала Δt времени. Таким образом могут предотвращаться обусловленный недостоверно высокой температурой охлаждающего средства ошибочный ввод данных в память и вероятный аварийный режим двигателя внутреннего сгорания вследствие предположительно дефектного сенсора температуры. Когда согласование 140 переданной устройству управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства закончено, способ 100 заканчивается, и устройство управления двигателем может испытанным образом самостоятельно управлять и регулировать работу двигателя внутреннего сгорания без дополнительных влияний.

На фиг.2 показано схематичное изображение компонентов транспортного средства, задействованных в рамках предлагаемого изобретением способа. Обозначен двигатель 10 внутреннего сгорания, устройство 12 подогрева двигателя, внутреннее помещение 18 транспортного средства, радиатор 24 охлаждения и сенсор 26. Контур 16 охлаждения, имеющий охлаждающее средство 20, обычным образом соединяет друг с другом вышеназванные компоненты, при этом во время работы двигателя 10 внутреннего сгорания охлаждающее средство 20 разогревается и на радиаторе 24 охлаждения, который представляет собой теплообменник, отводится в окружающие элементы транспортного средства. Циркуляция охлаждающего средства 20 в контуре 16 охлаждения обозначена стрелками. Охлаждающее средство 20 может также через не изображенный явно теплообменник отдавать некоторую часть забранного от двигателя внутреннего сгорания 10 тепла внутреннему помещению 18 транспортного средства. Кроме того, устройство 12 подогрева двигателя может нагревать охлаждающее средство независимо от двигателя внутреннего сгорания. Поэтому устройство 12 подогрева двигателя может использоваться как для подогрева двигателя 10 внутреннего сгорания, так и для прогрева внутреннего помещения 18 транспортного средства. Сенсор 26 тоже находится в контакте с контуром 16 охлаждения и может, как обозначено, передавать регистрируемую текущую температуру охлаждающего средства дополнительному устройству 22 управления. Дополнительно или альтернативно дополнительное устройство 22 управления может также получать от другого сенсора 28 температуру окружающей среды, которую регистрирует этот другой сенсор 28. Дополнительное устройство 22 управления может модифицировать указанное, соответственно, указанные регистрируемые значения температуры и передавать устройству 14 управления двигателем двигателя 10 внутреннего сгорания. Например, дополнительное устройство 22 управления в момент времени пуска устройства 12 подогрева двигателя может устанавливать регистрируемое значение T температуры и, независимо от фактического текущего значения температуры T_{охл_тек} охлаждающего средства 20, во время работы устройства 12 подогрева двигателя передавать это установленное значение T температуры устройству 14 управления двигателем, пока не будет запущен двигатель 10 внутреннего сгорания. Устанавливаемое значение может быть, например, постоянным значением T_фикс или назначено в зависимости от значения T температуры, регистрируемого в момент времени пуска устройства 12 подогрева двигателя.

С пуском двигателя 10 внутреннего сгорания может начинаться интервал Δt времени, в течение которого дополнительное устройство 22 управления адаптирует переданное устройству 14 управления двигателем значение T_{охл_перед} температуры к текущему значению T_{охл_тек} температуры охлаждающего средства. Адаптация может осуществляться, например, непрерывно и линейно, адаптация может также осуществляться скачкообразно, например, когда фактическое регистрируемое значение T_{охл_тек} температуры охлаждающего средства превышает некоторое заданное пороговое значение T_макс температуры. Начальная установка и более поздняя адаптация переданного устройству управления двигателем значения T_{охл_перед} температуры может осуществляться, например, с помощью регулируемого омического сопротивления, которое модифицирует напряжение, представляющее это значение температуры. Интегрированное в дополнительное устройство 22 управления переменное сопротивление, например, в случае автономного обогревателя может быть включено между устройством 14 управления двигателем и сенсором 26. Значение сопротивления переменного сопротивления, в зависимости от входных параметров, может адаптироваться так, чтобы общее значение сопротивления сенсора 26 и переменного сопротивления соответствовало сопротивлению сенсора 26 без нагрева устройством 12 подогрева двигателя. Во время адаптации в интервале Δt времени значение сопротивления переменного сопротивления может опускаться до 0 Ом, так чтобы устройство управления двигателем регистрировало фактическую температуру. Дополнительное устройство 22 управления при дооснащении транспортного средства устройством 12 подогрева двигателя может, например, простым образом вводиться в проводное соединение между устройством 14 управления двигателем и сенсорами 26, 28. Другие модификации электроники транспортного средства могут быть излишними. Когда устройство 12 подогрева двигателя неактивно, переменное сопротивление также не влияет на регистрацию температуры. Также можно обойтись без широкой модификации контура 16 охлаждения, например, отделения двигателя 10 внутреннего сгорания от контура 16 охлаждения запорным клапаном во время работы устройства 12 подогрева двигателя в качестве автономного обогревателя (автономный режим).

Раскрытые в вышестоящем описании, на чертежах, а также в пунктах формулы изобретения признаки изобретения могут быть существенны для осуществления изобретения как отдельно, так и в любой комбинации.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

10 Двигатель внутреннего сгорания

12 Устройство подогрева двигателя

14 Устройство управления двигателем

16 Контур охлаждения

18 Внутреннее помещение транспортного средства

20 Охлаждающее средство

22 Дополнительное устройство управления

24 Устройство охлаждения

26 Сенсор

28 Другой сенсор

100 Способ

110 Определение

115 Передача

120 Регистрация

130 Установка

140 Согласование.

Изобретение относится к управлению пуском и подогревом двигателя внутреннего сгорания, в частности оптимизации холодного пуска двигателя внутреннего сгорания. Техническим результатом является обеспечение достоверного значения температуры для холодного пуска двигателя внутреннего сгорания, что предотвращает аварийный режим двигателя внутреннего сгорания, а также ошибочный ввод данных в устройство управления двигателем. Предложен способ (100) оптимизации холодного пуска двигателя (10) внутреннего сгорания, включающий в себя: определение (110) пуска устройства (12) подогрева двигателя; передачу (115) выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства устройству управления двигателем и согласование (140) переданной устройству (14) управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства с текущей температурой T_{охл_тек} охлаждающего средства в течение интервала Δt времени после пуска двигателя (10) внутреннего сгорания. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ (100) оптимизации холодного пуска двигателя (10) внутреннего сгорания, включающий в себя:

- определение (110) пуска устройства (12) подогрева двигателя;

- передачу (115) выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства устройству управления двигателем; и

- согласование (140) переданной устройству (14) управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства с текущей температурой T_{охл_тек} охлаждающего средства в течение интервала Δt времени после пуска двигателя (10) внутреннего сгорания.

2. Способ (100) по п.1, причем при пуске устройства (12) подогрева двигателя осуществляют регистрацию (120) температуры (T).

3. Способ (100) по п.2, причем при пуске двигателя (10) внутреннего сгорания в зависимости от указанной зарегистрированной температуры (T) осуществляют установку (130) передаваемой устройству (14) управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства.

4. Способ (100) по п.3, причем указанную установку (130) передаваемой устройству (14) управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства при пуске двигателя (10) внутреннего сгорания осуществляют на регистрируемую при пуске устройства (12) подогрева двигателя температуру (T).

5. Способ (100) по п.1, причем при пуске двигателя (10) внутреннего сгорания осуществляют установку (130) передаваемой устройству (14) управления двигателем выбранной температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства на постоянное значение T_фикс.

6. Способ (100) по одному из предыдущих пунктов, причем устройство (12) подогрева двигателя после его пуска нагревает охлаждающее средство контура (16) охлаждения двигателя (10) внутреннего сгорания и с помощью нагретого охлаждающего средства (20) нагревает внутреннее помещение (18) транспортного средства.

7. Способ (100) по одному из предыдущих пунктов, причем указанный интервал Δt времени начинается с пуском двигателя (10) внутреннего сгорания.

8. Способ (100) по одному из предыдущих пунктов, причем указанный интервал Δt времени длится максимум 1 мин, предпочтительно 10-30 с.

9. Способ (100) по одному из предыдущих пунктов, причем указанное согласование переданной устройству (14) управления двигателем температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства с текущей температурой T_{охл_тек} охлаждающего средства осуществляют в течение указанного интервала Δt времени равномерно и линейно.

10. Способ (100) по одному из пп.1-8, причем указанное согласование переданной устройству (14) управления двигателем температуры T_{охл_перед} охлаждающего средства с текущей температурой T_{охл_тек} охлаждающего средства осуществляют немедленно, когда текущая температура T_{охл_тек} охлаждающего средства превышает допустимое наивысшее значение T_макс.

11. Дополнительное устройство (22) управления, которое предназначено для выполнения способа (100) по одному из предыдущих пунктов.