Способ для двигателя с турбонаддувом (варианты) - RU2642916C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системам и способам обеспечения разрежения в одно или более из системы вентиляции картера, системы снижения токсичности выхлопных газов и системы рециркуляции выхлопных газов, включенных в систему двигателя.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатели могут направлять многообразие газовых потоков в систему впуска, таких как из системы парообразующих выбросов, системы рециркуляции выхлопных газов (EGR) и/или системы вентиляции картера. Разрежение, сформированное в системе впуска, может использоваться, чтобы возбуждать циркуляцию газа через вышеуказанные системы. Клапаны могут применяться в вышеуказанных системах для регулирования количества газа, поступающего в систему впуска.

В некоторых подходах, разрежение, используемое для возбуждения циркуляции газа через вышеуказанные системы, может быть основано на разрежении во впускном коллекторе двигателя. Например, система вентиляции картера может поддерживать интенсивность потока газов из картера двигателя, чтобы принудительно вентилировать картер двигателя, полагаясь на разрежение во впускном коллекторе. В качестве еще одного примера, разрежение, сформированное во впускном коллекторе, может использоваться для продувки паров топлива, накопленных в бачке для паров топлива в системе парообразующих выбросов, посредством приведения в действие клапана управления потоком продувки.

В таких подходах, расход газового потока, подаваемого в двигатель, может быть функцией разрежения во впускном коллекторе, так что величина разрежения, имеющаяся в распоряжении у вышеуказанных систем, может изменяться в ответ на условия работы двигателя. Например, в условиях интенсивного потока на впуске в двигателе, величина разрежения во впускном коллекторе может снижаться, так что пониженная величина потока возникает в одной или более из системы вентиляции картера, системы продувки паров топлива и системы EGR. В частности, по мере того, как впускной дроссель открывается в большей степени, разрежение в коллекторе может убывать и, таким образом, может приводить к системе спертого воздуха в системе вентиляции картера. В качестве еще одного примера, величина потока продувки может снижаться в условиях, в которых двигатель может потреблять более высокое количество паров топлива, например в условиях высокого потока на впуске двигателя. В частности, при постоянной скорости вращения двигателя, по мере того, как расход воздуха возрастает, разрежение, втягивающее пары продувки в двигатель, уменьшается в условиях, когда может требоваться более высокая интенсивность потока продувки.

Кроме того, в некоторых подходах, чтобы уменьшать выбросы и увеличивать выпускную мощность, двигатели могут работать с впускным объемом ниже по потоку от дросселя, приближающимся к барометрическому давлению. В применениях двигателя, которые работают с всасыванием воздуха низкого разрежения, или около атмосферного давления (в качестве измеряемого после корпуса дросселя во впускном коллекторе двигателя), небольшая величина разрежения может не быть достаточной для возбуждения продувки газов из вышеуказанных систем (например, систем EGR, систем парообразующих выбросов и/или систем вентиляции картера). Конкретнее, в применениях транспортного средства с электрическим гибридным приводом (HEV), время работы двигателя может быть более коротким, чем время, которое требуется для продувки газа из вышеуказанных систем с низким разрежением, к примеру из бачка для паров топлива.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы в материалах настоящего описания выявили описанные выше недостатки и предложили в одном из аспектов изобретения способ для двигателя с турбонаддувом, включающий в себя этапы, на которых:

получают разрежение из источника разрежения, расположенного на впуске двигателя ниже по потоку от дросселя перед компрессором и выше по потоку от впускного дросселя;

прикладывают полученное разрежение к выпускному отверстию однонаправленной системы вентиляции картера, впуск которой присоединен к впуску двигателя выше по потоку от дросселя перед компрессором.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором прикладывают полученное разрежение в ответ на событие продувки топлива для продувки паров топлива из бачка для паров топлива во впускной коллектор двигателя наряду с тем, что продолжают прикладывать полученное разрежение к выпускному отверстию.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором прикладывают полученное разрежение к трубопроводу рециркуляции выхлопных газов для втягивания выхлопных газов двигателя во впускной коллектор двигателя наряду с тем, что продолжают прикладывать полученное разрежение к выпускному отверстию.

В одном из вариантов предложен способ, в котором источник разрежения содержит эжектор, расположенный на впуске двигателя между дросселем перед компрессором и впуском компрессора.

В одном из вариантов предложен способ, в котором источник разрежения содержит эжектор, расположенный в перепускном трубопроводе компрессора.

В одном из вариантов предложен способ, в котором источник разрежения содержит эжектор, расположенный в перепускном трубопроводе впускного дросселя.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают величину полученного разрежения из источника разрежения в ответ на увеличение величины потока через впуск двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают величину полученного разрежения из источника разрежения в ответ на увеличение величины открывания впускного дросселя.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором ограничивают величину потока в выпускном отверстии до величины ниже порогового значения в ответ на величину потока в выпускном отверстии однонаправленной системы вентиляции картера, большую, чем пороговое значение.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют величину впрыска топлива в двигателе на основании количества топлива, выпущенного из выпускного отверстия.

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

формируют разрежение посредством эжектора на впуске двигателя ниже по потоку от дросселя перед компрессором и выше по потоку от впускного дросселя;

прикладывают сформированное разрежение к системе вентиляции картера для нагнетания газов через систему вентиляции картера из места выше по потоку от дросселя перед компрессором на впуск на эжекторе.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором прикладывают сформированное разрежение для продувки паров топлива из бачка для паров топлива к впускному коллектору двигателя в ответ на событие продувки топлива.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором прикладывают сформированное разрежение к трубопроводу рециркуляции выхлопных газов, чтобы втягивать выхлопные газы двигателя из места ниже по потоку от каталитического нейтрализатора снижения токсичности выхлопных газов во впускной коллектор двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором эжектор расположен в перепускном трубопроводе компрессора.

В одном из вариантов предложен способ, в котором эжектор расположен в перепускном трубопроводе впускного дросселя.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают величину разрежения, сформированного посредством эжектора, в ответ на увеличение величины потока через впуск двигателя.

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

формируют разрежение посредством эжектора на впуске двигателя ниже по потоку от дросселя перед компрессором и выше по потоку от впускного дросселя;

прикладывают сформированное разрежение к системе вентиляции картера для нагнетания газов через систему вентиляции картера из места выше по потоку от дросселя перед компрессором на впуск на эжекторе;

прикладывают сформированное разрежение к трубопроводу рециркуляции выхлопных газов, чтобы втягивать выхлопные газы двигателя из места ниже по потоку от каталитического нейтрализатора снижения токсичности выхлопных газов во впускной коллектор двигателя; и

прикладывают сформированное разрежение для продувки паров топлива из бачка для паров топлива во впускной коллектор двигателя в ответ на событие продувки топлива.

В одном из вариантов предложен способ, в котором эжектор расположен в перепускном трубопроводе компрессора.

В одном из вариантов предложен способ, в котором эжектор расположен в перепускном трубопроводе впускного дросселя.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором увеличивают величину разрежения, сформированного посредством эжектора, в ответ на увеличение величины потока через впуск двигателя.

В одном из примерных подходов предложен способ для двигателя с турбонаддувом, включающий в себя этапы, на которых осуществляют получение разрежения из источника разрежения, расположенного на впуске двигателя ниже по потоку от дросселя перед компрессором и выше по потоку от впускного дросселя, и прикладывание полученного разрежения к выпускному отверстию однонаправленной системы вентиляции картера, впуск которой присоединен к впуску двигателя выше по потоку от дросселя перед компрессором. В некоторых примерах, способ дополнительно может включать в себя этапы, на которых осуществляют, в ответ на событие продувки паров топлива, применение полученного разрежения для продувки паров топлива из бачка для паров топлива во впускной коллектор двигателя, и прикладывание полученного разрежения к трубопроводу рециркуляции выхлопных газов, чтобы втягивать выхлопные газы двигателя во впускной коллектор двигателя.

Таким образом, интенсивности подачи газа из систем вентиляции картера, систем снижения токсичности выхлопных газов и систем EGR могут выдаваться пропорционально расходу воздуха двигателя в разных условиях работы двигателя. Например, величина потока вентиляции картера и величина потока продувки паров топлива могут возрастать в условиях высокого потока на впуске двигателя, когда требуется увеличение потока в таких системах. Такой подход, кроме того, может давать стойкий однонаправленный поток через систему вентиляции картера, это дает возможность принудительной вентиляции картера во всех условиях.

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

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1-4 показывают примерные системы двигателя с турбонаддувом в соответствии с изобретением.

Фиг.5 показывает примерный способ работы двигателя с турбонаддувом в соответствии с изобретением.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее описание относится к системам и способам обеспечения разрежения в одно или более из системы вентиляции картера, системы снижения токсичности выхлопных газов и системы рециркуляции выхлопных газов (EGR), включенных в систему двигателя, например системы двигателя, показанные на фиг.1-4. Как показано на фиг.1-4, источник разрежения, например эжектор, может быть включен во впуск двигателя ниже по потоку от дросселя перед компрессором и выше по потоку от впускного дросселя, и может использоваться для выдачи разрежения пропорционально расходу всасываемого воздуха двигателя. Как показано на фиг.5, разрежение, сформированное источником разрежения во впуске двигателя, может использоваться для возбуждения стойкого потока через систему вентиляции картера, систему снижения токсичности выхлопных газов и систему рециркуляции выхлопных газов (EGR), включенные в систему двигателя.

Фиг.1 схематично показывает пример системы 100 двигателя согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Система 100 двигателя может быть включена в систему транспортного средства, чтобы по меньшей мере частично содействовать приведению в движение системы транспортного средства. Например, система 100 двигателя может быть включена в пригодную систему транспортного средства с гибридным приводом (HEV), которая включает в себя дополнительные силовые установки, например электродвигатели, или может быть включена в транспортное средство не HEV, которое не включает в себя электродвигатель, а механизировано только двигателем внутреннего сгорания.

Система 100 двигателя включает в себя двигатель 10 с блоком 102 цилиндров двигателя, имеющим множество цилиндров 104. Цилиндры 104 могут принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 106 через впускной канал 108 и могут выпускать газообразные продукты сгорания в выпускной коллектор 110 и дальше, в атмосферу через выпускной канал 112. Всасываемый воздух, принятый во впускном канале 108, может очищаться при прохождении через впускной воздушный фильтр 107.

Двигатель может включать в себя по меньшей мере один турбонагнетатель, включающий в себя компрессор 121 и турбину 123. Компрессор 121 присоединен к впускному каналу 108 и приводится в движение турбиной 123, присоединенной к выпускному каналу 112. Компрессор 121 сжимает воздух во впускном канале 108 для подачи во впускной коллектор 106. В некоторых примерах, система 100 двигателя может включать в себя перепускной трубопровод 173 компрессора, присоединенный к впуску 108 выше по потоку и ниже по потоку от компрессора 121. Перепускной трубопровод 173 компрессора может включать в себя перепускной клапан 175 компрессора для регулировки величины потока воздуха, обходящего компрессор 121. Кроме того, впуск 108 может включать в себя охладитель 157 наддувочного воздуха (CAC) во впуске 108 ниже по потоку от компрессора 121. Охладитель 157 наддувочного воздуха может быть выполнен с возможностью понижать температуру сжатого воздуха, выходящего из компрессора 121, перед подачей во впускной коллектор 106. Впускной канал 108 может включать в себя датчик 171 давления на впуске компрессора, расположенный выше по потоку от компрессора 121. Кроме того, в некоторых примерах, дополнительный датчик 182 давления может быть расположен во впускном канале 108 ниже по потоку от компрессора 121.

Впускной дроссель 114 расположен ниже по потоку от компрессора 121. Впускной дроссель 114 может быть выполнен с возможностью изменять количество воздуха, выдаваемого во впускной коллектор 106. В этом конкретном примере, положение дросселя 114 может регулироваться контроллером 120 посредством сигналов, выдаваемых на электродвигатель или исполнительный механизм, заключенный дросселем 114, конфигурацией, которая обычно указывается ссылкой как электронный регулятор дросселя (ETC). Таким образом, дроссель 114 может приводиться в действие для изменения всасываемого воздуха, выдаваемого в множество цилиндров 104 двигателя. Впускной канал 108 может включать в себя датчик 122 массового расхода воздуха и датчик 124 давления воздуха в коллекторе для выдачи соответствующих сигналов MAF и MAP в контроллер 120. Датчик 122 массового расхода воздуха и датчик 124 давления воздуха в коллекторе могут быть расположены во впускном канале 108 ниже по потоку от впускного дросселя 114 в некоторых примерах.

Устройство 116 снижения токсичности выхлопных газов показано расположенным вдоль выпускного канала 112. В некоторых примерах, устройство 116 снижения токсичности выхлопных газов может быть расположено в выпускном канале 112 ниже по потоку от турбины 123. Устройство 116 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями. В некоторых вариантах осуществления, во время работы системы 100 двигателя, устройство 116 снижения токсичности выхлопных газов может периодически восстанавливаться посредством работы по меньшей мере одного цилиндра двигателя в пределах конкретного топливно-воздушного соотношения. Датчик 118 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 112 выше по потоку от устройства 116 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 118 может быть любым подходящим датчиком для выдачи показания соотношения воздуха выхлопных газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в выхлопных газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, HC, или CO. Следует принимать во внимание, что система 100 двигателя показана в упрощенной форме и может включать в себя другие компоненты.

Топливная форсунка 132 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 104 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально длительности импульса сигнала, принятого из контроллера 120. Таким образом, топливная форсунка 132 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в цилиндр 104. Топливная форсунка, например, может быть установлена сбоку камеры сгорания или сверху камеры сгорания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 132 топливной системой 126. В некоторых вариантах осуществления, цилиндр 104, в качестве альтернативы или дополнительно, может включать в себя топливную форсунку, расположенную во впускном коллекторе 106, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно как впрыск топлива во впускное отверстие, выше по потоку от цилиндра 104.

Топливная система 126 включает в себя топливный бак 128, присоединенный к системе 130 топливного насоса. Труба дозаправки топливом и топливная крышка 131 присоединены к топливному баку 128 для пополнения топлива в баке. Система 130 топливного насоса может включать в себя один или более насосов для нагнетания топлива, подаваемого на форсунки 132 системы 100 двигателя, такие как топливная форсунка 132. Несмотря на то что показана одиночная форсунка 132, дополнительные форсунки предусмотрены для каждого цилиндра. Следует принимать во внимание, что топливная система 126 может быть безвозвратной топливной системой, возвратной топливной системой или различными другими типами топливной системы.

Система 100 двигателя может включать в себя множество источников выпуска газа, при этом газ и источник выпуска газа направляется во впускной канал 108. Например, система 100 двигателя может направлять многообразие газовых потоков в систему впуска двигателя 10, таких как из системы 30 парообразующих выбросов, системы 20 рециркуляции выхлопных газов (EGR) и/или системы 40 вентиляции картера. Как описано выше, в подходах, которые полагаются на разрежение во впускном коллекторе для возбуждения циркуляции газа через вышеуказанные системы, расход газа через такие системы может неблагоприятно меняться на основании расходов воздуха во впускном канале 108. Чтобы обеспечивать стойкую интенсивность потока через такие системы во всех условиях работы двигателя, источник 179 разрежения может быть предусмотрен во впускном канале 108, так чтобы интенсивности подачи газа из системы 40 вентиляции картера, системы 30 снижения токсичности выхлопных газов и системы 20 EGR могли подаваться пропорционально расходу воздуха двигателя во время разных условий работы двигателя.

Как показано в примерной системе двигателя по фиг.1, впускной канал 108 может включать в себя дроссель 159 перед компрессором, расположенный во впускном канале 108 выше по потоку от компрессора 121. Например, посредством поддержания дросселя 159 перед компрессором в частично открытом положении, некоторая величина разрежения может формироваться в источнике 179 разрежения, расположенном ниже по потоку от дросселя 159 перед компрессором, чтобы втягивать поток газов через систему 30 парообразующих выбросов, системы 20 рециркуляции выхлопных газов (EGR) и/или системы 40 вентиляции картера.

Например, система 40 вентиляции картера включает в себя впускной трубопровод 155 картера, присоединенный к впускному каналу 108 выше по потоку от дросселя 159 перед компрессором и впуску 156 уплотненного картера двигателя 10. Система 40 вентиляции картера дополнительно включает в себя выпускной трубопровод 142 картера, присоединенный к выпуску 161 уплотненного картера двигателя 10. Запорный клапан 177 может быть включен в трубопровод 142, так что газы вентиляции картера приводятся движением разрежения, выдаваемым в источнике 179 разрежения однонаправленным образом через систему 40 вентиляции картера в направлении из места выше по потоку от дросселя 159 перед компрессором во впускной канал между дросселем 159 перед компрессором и компрессором 121. Система 40 вентиляции картера дополнительно может включать в себя маслоотделитель 160, расположенный в трубопроводе 142, смежном с выпуском 161. Поскольку поток газов через систему вентиляции картера является однонаправленным, система вентиляции картера может включать в себя только один маслоотделитель 160.

В некоторых примерах, выпускной трубопровод 142 картера дополнительно может быть присоединен, через трубопровод 151, к впускному каналу 108 в местоположении ниже по потоку от впускного дросселя 114 так, чтобы, во время некоторых условий, разрежение из впускного коллектора 106 могло использоваться в дополнение к разрежению, сформированному в источнике 179 разрежения, чтобы втягивать картерные газы через систему вентиляции картера во впускной коллектор 106. Трубопровод 151 дополнительно может включать в себя проточный запорный клапан 153 для обеспечения однонаправленного потока через систему 40 вентиляции картера.

Кроме того, в некоторых примерах, система 40 вентиляции картера может включать в себя ограничитель 163 потока, расположенный в трубопроводе 142. Например, ограничитель 163 потока может быть дроссельным диффузором звукового течения для ограничения величины потока на выпускном отверстии 161 системы вентиляции картера в ответ на величину потока в системе вентиляции картера, большую, чем пороговая величина.

Система двигателя дополнительно может включать в себя систему 30 снижения выбросов, включающую в себя бачок 134 для паров топлива. Пары, вырабатываемые в топливной системе 126, могут направляться на впуск бачка 134 для паров топлива через магистраль 136 восстановления паров. Бачок для паров топлива может быть заполнен надлежащим адсорбирующим веществом, чтобы на время улавливать пары топлива (включающие в себя испаренные углеводороды) во время операций дозаправки топливного бака и «потери в процессе работы» (то есть топливо, испаренное во время работы транспортного средства). В одном из примеров, используемым адсорбирующим веществом является активированный уголь. Однако предполагались другие адсорбирующие вещества.

В примерах, где система 100 двигателя присоединена в системе транспортного средства с гибридным приводом, двигатель может иметь сокращенные периоды времени работы вследствие снабжения мощностью транспортного средства системой 100 двигателя во время некоторых условий и системным устройством накопления энергии или электродвигателем в других условиях. Несмотря на то что сокращенные периоды времени работы снижают общие углеродные выбросы из транспортного средства, они также могут приводить к уменьшению продувки паров топлива из системы снижения токсичности выхлопных газов транспортного средства. Чтобы принимать меры в ответ на это, изолирующий клапан 143 топливного бака может быть по выбору включен в магистраль 136 восстановления паров, чтобы топливный бак 128 был присоединен к бачку 134 через изолирующий клапан 143. Во время нормальной работы двигателя, изолирующий клапан 143 может удерживаться закрытым для ограничения количества суточных паров или паров «потерь в процессе работы», направляемых в бачок 134 из топливного бака 128. Во время операций дозаправки и выбранных условий продувки, изолирующий клапан 143 может временно открываться, например, на некоторую продолжительность времени, чтобы направлять пары топлива из топливного бака 128 в бачок 134. Посредством открывания клапана в условиях, когда давление в топливном баке находится выше, чем пороговое значение (например, выше механического предела давления топливного бака, выше которого топливный бак и другие компоненты топливной системы могут подвергаться механическому повреждению), пары дозаправки топлива могут выпускаться в бачок, и давление в топливном баке может поддерживаться ниже пределов давления. Несмотря на то что изображенный пример показывает изолирующий клапан 143, расположенный вдоль магистрали 136 восстановления паров, в альтернативных примерах, изолирующий клапан может быть установлен на топливном баке 128. Бачок 134 для паров топлива может быть присоединен по текучей среде к магистрали 138 вентиляции, которая включает в себя клапан 146 вентиляции. В некоторых условиях, магистраль 138 вентиляции может направлять газы из бачка 134 для паров топлива в атмосферу, к примеру, при накоплении или улавливании паров топлива топливной системы 126. Бачок для паров топлива присоединен к впускному каналу 108 через трубопровод 140 продувки, включающий в себя клапан 144 продувки. Например, во время события продувки паров топлива, разрежение, сформированное в источнике 179 разрежения, может использоваться для продувки бачка 134, так чтобы пары топлива, накопленные в бачке 134, подавались во впускной канал 108.

Магистраль 138 вентиляции может предоставлять свежему воздуху возможность втягиваться в бачок 134 для паров топлива при продувке накопленных паров топлива бачка для паров топлива во впускной коллектор 106 через магистраль 140 продувки. В частности, клапан 146 вентиляции может открываться, так чтобы свежий воздух мог втягиваться в бачок через магистраль 138 вентиляции, а разрежение, сформированное в источнике 179 разрежения, может использоваться для втягивания паров топлива из бачка 134 во впускной канал 108. Клапан 144 продувки может регулироваться для регулирования расхода продувки, подаваемого в двигатель 10. В некоторых примерах, трубопровод 140 продувки может быть присоединен к трубопроводу 142, так чтобы разрежение, сформированное в источнике 179 разрежения, могло выдаваться в систему 30 снижения токсичности выхлопных газов в дополнение к системе 40 вентиляции картера.

Система 100 двигателя также может включать в себя систему 20 рециркуляции выхлопных газов (EGR). Система 20 EGR включает в себя трубопровод 141 EGR в сообщении по текучей среде с впускным каналом 108 и выпускным коллектором 110. Трубопровод 141 EGR включает в себя клапан 145 EGR, выполненный с возможностью регулировать количество выхлопных газов, протекающих через трубопровод 141. Кроме того, трубопровод 141 EGR также может быть присоединен к источнику 179 разрежения, так что разрежение, сформированное в источнике 179 разрежения, может использоваться для приведения в движение газов через систему 20 EGR. Например, трубопровод 141 EGR также может быть присоединен к трубопроводу 142, чтобы разрежение, сформированное в источнике 179 разрежения, могло подаваться в систему 20 EGR в дополнение к системе 30 снижения токсичности выхлопных газов и системе 40 вентиляции картера. В некоторых примерах, трубопровод EGR может быть присоединен к выпускному трубопроводу 112 ниже по потоку от турбины 123 и устройства 116 снижения токсичности выхлопных газов. Однако, в других примерах, трубопровод 141 EGR может быть присоединен к выпускному каналу 112 выше по потоку от турбины 123 и/или выше по потоку от устройства 116 снижения токсичности выхлопных газов. EGR в трубопроводе 141 может охлаждаться по пути.

Контроллер 120 показан на фиг.1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 148, порты ввода/вывода, машиночитаемый запоминающий носитель 150 для исполняемых программ и калибровочных значений (например, микросхему постоянного запоминающего устройства, оперативное запоминающее устройство, энергонезависимую память, и т.д.) и шину данных. Постоянное запоминающее устройство 150 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 148 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.

Контроллер 120 может принимать информацию с множества датчиков 152 системы 100 двигателя, которая соответствует измерениям, таким как массовый расход всасываемого воздуха, температура хладагента двигателя, температура окружающей среды, скорость вращения двигателя, положение дросселя, сигнал абсолютного давления в коллекторе, давление на впуске компрессора, сигнал давления впускного объема, сигнал давления во впускном канале, топливно-воздушное соотношение, относительное количество топлива всасываемого воздуха, давление во впускном объеме, давление в топливном баке, давление в бачке для топлива, и т.д. Отметим, что различные комбинации датчиков могут использоваться для создания этих и других измерений. Датчики 152 могут включать в себя датчик 180 давления, расположенный выше по потоку от дросселя 159 перед компрессором, датчик 171 давления, расположенный выше по потоку от компрессора 121, датчик 182 давления, расположенный ниже по потоку от компрессора 121, и датчик 124 давления. Более того, контроллер 120 может управлять множеством исполнительных механизмов 154 системы 100 двигателя на основании сигналов из множества датчиков 152. Примеры исполнительных механизмов 154 могут включать в себя дроссель 159 перед компрессором, впускной дроссель 114, топливную форсунку 132, перепускной клапан 175 компрессора, клапан 145 EGR и клапан 144 продувки.

Фиг.2 показывает еще одну примерную систему 100 двигателя, включающую в себя источник 179 разрежения, расположенный внутри впускного канала 108 двигателя и используемый для формирования разрежения, чтобы содействовать возбуждению потока газов через систему 40 вентиляции картера, систему 30 снижения токсичности выхлопных газов и систему 20 EGR. Аналогичные номера, показанные на фиг.2, соответствуют элементам с подобными номерами, показанными на фиг.1, описанной выше.

В примере, показанном на фиг.2, источник 179 разрежения содержит эжектор или диффузор, расположенный внутри впускного канала 108 в положении между дросселем 159 перед компрессором и компрессором 121. В этом примере, источники выпуска газа присоединены к области низкого давления эжектора 179, например, через трубопровод 142. В условиях работы двигателя, в то время как воздух течет через впускной канал 108 и через эжектор 179, разрежение формируется внутри эжектора, где сформированное разрежение пропорционально количеству воздуха, протекающего через эжектор. Таким образом, например, по мере того, как возрастает поток воздуха через впускной канал 108, величина разрежения, формируемого источником 179 разрежения, также возрастает. Таким образом, в условиях высокой скорости движения воздуха в двигателе, например, когда впускной дроссель 114 открыт на увеличенную величину, разрежение, имеющееся в распоряжении у источников выпуска газа, может преимущественно увеличиваться. Таким образом, интенсивности подачи газа из системы 40 вентиляции картера, системы 30 снижения токсичности выхлопных газов и системы 20 EGR могут выдаваться пропорционально расходу воздуха двигателя во время разных условий работы двигателя. Например, величина потока вентиляции картера и величина потока продувки паров топлива могут возрастать в условиях высокого потока на впуске двигателя, когда требуется увеличение потока в таких системах.

Фиг.3 показывает еще одну примерную систему 100 двигателя, включающую в себя источник 179 разрежения, используемый для формирования разрежения, чтобы содействовать возбуждению потока газов через систему 40 вентиляции картера, систему 30 снижения токсичности выхлопных газов и систему 20 EGR. Аналогичные номера, показанные на фиг.3, соответствуют элементам с подобными номерами, показанными на фиг.1, описанной выше.

В примере, показанном на фиг.3, источник 179 разрежения содержит эжектор или диффузор, расположенный внутри перепускного канала 193 компрессора, присоединенного к впускному каналу 108 выше по потоку и ниже по потоку от компрессора 121. В этом примере, перепускной канал 193 может включать в себя клапан 181 для регулирования величины потока воздуха через канал 193. Источник 179 разрежения содержит эжектор, расположенный внутри перепускного канала 193, и может быть расположен выше по потоку от клапана 181 (как показано) или ниже по потоку от клапана 181. В этом примере, источники выпуска газа присоединены к области низкого давления эжектора 179, например, через трубопровод 142. В некоторых примерах, перепускной трубопровод 193 может быть таким же, как перепускной трубопровод 173 компрессора. Однако, в других примерах, перепускной канал 193, включающий в себя источник 179 разрежения, моет быть дополнительным перепускным каналом, отличным от перепускного трубопровода 173.

Как подмечено выше, клапан 181 может быть выполнен с возможностью регулировать величину потока воздуха через эжектор 179. Например, в условиях работы двигателя, когда величина разрежения во впускном коллекторе 106 достаточна для возбуждения потока газов через систему 40 вентиляции картера, систему 30 снижения токсичности выхлопных газов и систему 20 EGR, например, когда расход воздуха во впускном канале меньше, чем пороговая величина, то клапан 181 может закрываться или регулироваться для ослабления потока через эжектор 179. Однако, в условиях работы двигателя, когда величина разрежения во впускном коллекторе 106 не достаточна для возбуждения потока газов через систему 40 вентиляции картера, систему 30 снижения токсичности выхлопных газов и систему 20 EGR, например, когда расход воздуха во впускном канале больше, чем пороговая величина, и/или когда величина открывания впускного дросселя 114 больше, чем пороговая величина, то величина открывания клапана 181 может увеличиваться для увеличения количества воздуха, протекающего через эжектор 179, так чтобы увеличенное разрежение имелось в распоряжении у системы 40 вентиляции картера, системы 30 снижения токсичности выхлопных газов и системы 20 EGR.

Фиг.4 показывает еще одну другую примерную систему 100 двигателя, включающую в себя источник 179 разрежения, используемый для формирования разрежения, чтобы содействовать возбуждению потока газов через систему 40 вентиляции картера, систему 30 снижения токсичности выхлопных газов и систему 20 EGR. Аналогичные номера, показанные на фиг.4, соответствуют элементам с подобными номерами, показанными на фиг.1, описанной выше.

В примере, показанном на фиг.4, источник 179 разрежения содержит эжектор или диффузор, расположенный внутри перепускного канала 195 дросселя, присоединенного к впускному каналу 108 выше по потоку и ниже по потоку от впускного дросселя 114. В этом примере, перепускной канал 195 может включать в себя клапан 191 для регулирования величины потока воздуха через канал 195. Источник 179 разрежения содержит эжектор, расположенный внутри перепускного канала 195 дросселя, и может быть расположен выше по потоку от клапана 191 или ниже по потоку от клапана 191 (как показано). В этом примере, источники выпуска газа присоединены к области низкого давления эжектора 179, например, через трубопровод 142.

Как подмечено выше, клапан 191 может быть выполнен с возможностью регулировать величину потока воздуха через эжектор 179. Например, в условиях работы двигателя, когда величина разрежения во впускном коллекторе 106 достаточна для возбуждения потока газов через систему 40 вентиляции картера, систему 30 снижения токсичности выхлопных газов и систему 20 EGR, например, когда расход воздуха во впускном канале меньше, чем пороговая величина, то клапан 191 может закрываться или регулироваться для ослабления потока через эжектор 179. Однако, в условиях работы двигателя, когда величина разрежения во впускном коллекторе 106 не достаточна для возбуждения потока газов через систему 40 вентиляции картера, систему 30 снижения токсичности выхлопных газов и систему 20 EGR, например, когда расход воздуха во впускном канале больше, чем пороговая величина, и/или когда величина открывания впускного дросселя 114 больше, чем пороговая величина, то величина открывания клапана 191 может увеличиваться для увеличения количества воздуха, протекающего через эжектор 179, так чтобы увеличенное разрежение имелось в распоряжении у системы 40 вентиляции картера, системы 30 снижения токсичности выхлопных газов и системы 20 EGR.

Фиг.5 показывает примерный способ 500 работы двигателя с турбонаддувом, чтобы выдавать разрежение для возбуждения потока через одну или более из системы вентиляции картера, системы снижения токсичности выхлопных газов и системы рециркуляции выхлопных газов (EGR), включенных в систему двигателя. Как показано на фиг.1-4, описанных выше, система двигателя может включать в себя источник 179 разрежения, используемый для выдачи стойкого разрежения на всем протяжении работы двигателя в одну или более из системы вентиляции картера, системы снижения токсичности выхлопных газов и системы рециркуляции выхлопных газов (EGR).

На этапе 502, способ 500 включает в себя определение, удовлетворены ли начальные условия. Начальные условия, например, могут включать в себя условия двигателя в действии и работы двигателя с наддувом. Если начальные условия удовлетворены на этапе 502, способ 500 переходит на этап 504. На этапе 504, способ 500 включает в себя формирование разрежения. Например, источник разрежения, такой как источник 170 разрежения, показанный на фиг.1-4, может использоваться для формирования разрежения, так чтобы разрежение могло получаться из источника разрежения, расположенного во впуске двигателя в положении ниже по потоку от дросселя перед компрессором и выше по потоку от впускного дросселя. В качестве одного из примеров, источник разрежения может содержать эжектор, расположенный во впуске двигателя между дросселем перед компрессором и впуском компрессора, например, как показано на фиг.2. В качестве еще одного примера, источник разрежения может содержать эжектор, расположенный в перепускном трубопроводе компрессора, например, как показано на фиг.3. В качестве еще одного примера, источник разрежения может содержать эжектор, расположенный в перепускном трубопроводе впускного дросселя, например, как показано на фиг.4. В качестве еще одного другого примера, источник разрежения может быть расположен ниже по потоку от дросселя перед компрессором, настроенного на частично закрытое положение, например, как показано на фиг.1.

На этапе 506, способ 500 включает в себя прикладывание сформированного разрежения к системе вентиляции картера. Например, разрежение, сформированное в источнике 179 разрежения, может получаться, например, через трубопровод 142 и прикладываться к выпускному отверстию однонаправленной системы вентиляции картера, где впуск системы вентиляции картера присоединен к впуску двигателя в положении выше по потоку от дросселя перед компрессором.

На этапе 508, способ 500 может включать себя прикладывание сформированного разрежения к системе рециркуляции выхлопных газов. Например, разрежение, сформированное в источнике 179 разрежения, может получаться, например, через трубопровод 142 и прикладываться к трубопроводу рециркуляции выхлопных газов, чтобы втягивать выхлопные газы двигателя во впускной коллектор двигателя наряду с продолжением прикладывать полученное разрежение к выпускному отверстию системы вентиляции картера.

На этапе 510, способ 500 включает в себя регулировку величины впрыска топлива. Например, величина впрыска топлива в двигателе может регулироваться на основании количества топлива, выпускаемого из выпускного отверстия системы вентиляции картера и/или системы EGR. Например, количество топлива, впрыскиваемого в двигателе, может уменьшаться в ответ на увеличенное количество топлива, подаваемого на впуск двигателя из системы вентиляции картера и/или системы EGR.

На этапе 512, способ 500 включает в себя определение, присутствуют ли условия продувки паров топлива. Например, условия продувки паров топлива могут быть основаны на количестве паров топлива, накопленных в бачке для паров топлива, большем, чем пороговое количество. Если условия продувки паров топлива не присутствуют на этапе 512, то способ 500 переходит на этап 518, описанный ниже. Однако если условия продувки присутствуют на этапе 512, способ 500 переходит на этап 514. На этапе 514, способ 500 включает в себя подачу сформированного разрежения для продувки паров топлива из бачка для паров топлива. Например, в ответ на событие продувки паров топлива, разрежение, сформированное в источнике 179 разрежения, может получаться, например, через трубопровод 142 и подаваться в систему 30 снижения токсичности выхлопных газов, чтобы продувать пары топлива из бачка для паров топлива во впускной коллектор двигателя наряду с продолжением прикладывать полученное разрежение к выпускному отверстию системы вентиляции картера. На этапе 516, способ 500 снова включает в себя регулировку величины впрыска топлива. Например, величина впрыска топлива в двигателе может регулироваться на основании количества топлива, выпускаемого из системы снижения токсичности выхлопных газов во время события продувки паров топлива. Например, количество топлива, впрыскиваемого в двигателе, может уменьшаться в ответ на увеличенное количество топлива, подаваемого на впуск двигателя из бачка для паров топлива.

На этапе 518, способ 500 включает в себя определение, присутствуют ли условия усиливающегося потока всасываемого воздуха двигателя. Например, условия усиливающегося потока всасываемого воздуха двигателя могут определяться на основании положения впускного дросселя 114 или могут быть основаны на увеличении скорости вращения и/или нагрузки двигателя. Если условия усиливающегося потока всасываемого воздуха не присутствуют на этапе 518, способ 500 переходит на этап 524, описанный ниже. Однако, если условия усиливающегося потока всасываемого воздуха двигателя присутствуют на этапе 518, способ 500 переходит на этап 520.

На этапе 520, способ 500 включает в себя увеличение величины разрежения. Например, величина полученного разрежения из источника разрежения может увеличиваться в ответ на увеличение величины потока через впуск двигателя и/или в ответ на увеличение величины открывания впускного дросселя. Например, по мере того, как величина потока воздуха через впуск двигателя возрастает, величина разрежения, формируемого источником 179 разрежения, также может возрастать. В качестве еще одного примера, когда источник разрежения включен в перепускной трубопровод компрессора, например перепускной трубопровод 193, показанный на фиг.3, величина открывания клапана в перепускном трубопроводе, например клапана 181, может увеличиваться в ответ на увеличение величины потока, протекающего на впуске двигателя. В качестве еще одного другого примера, когда источник разрежения включен в перепускной трубопровод дросселя, например перепускной трубопровод 195, показанный на фиг.4, величина открывания клапана в перепускном трубопроводе, например клапана 191, может увеличиваться в ответ на увеличение величины потока, протекающего на впуске двигателя.

На этапе 522, способ 500 включает в себя регулировку величины впрыска топлива. Например, величина впрыска топлива в двигателе может регулироваться на основании количества топлива, подаваемого в двигатель из одной или более из системы снижения токсичности выхлопных газов, системы вентиляции картера и системы EGR. Например, количество топлива, впрыскиваемого в двигателе, может уменьшаться в ответ на увеличенное количество топлива, подаваемого на впуск двигателя из системы вентиляции картера и/или системы EGR, и/или системы снижения токсичности выхлопных газов.

На этапе 524, способ 500 включает в себя определение, является ли величина потока в выпускном отверстии для газа большей, чем пороговое значение. Например, величина потока в системе снижения токсичности выхлопных газов, системе вентиляции картера и системе EGR может определяться и сравниваться с пороговой величиной потока. Если величина потока в выпускном отверстии для газа не больше, чем пороговое значение, на этапе 524, способ 500 переходит на этап 525, чтобы снимать ограничение потока на выпускном отверстии и поддерживать величины впрыска топлива. Однако, если величина потока в выпускном отверстии для газа больше, чем пороговое значение на этапе 524, способ 500 переходит на этап 526. На этапе 526, способ 500 включает в себя ограничение величины потока через выпускное отверстие. Например, в ответ на величину потока в выпускном отверстии однонаправленной системы вентиляции картера, большую, чем пороговое значение, величина потока в выпускном отверстии может ограничиваться, например, посредством ограничителя 163 потока, величиной ниже порогового значения. В еще одном примере, клапан 144 продувки может регулироваться для ограничения величины потока в трубопроводе 140 продувки. В еще одном другом примере, клапан 145 EGR может регулироваться для ограничения величины потока в трубопроводе 141 EGR.

На этапе 528, способ 500 включает в себя регулировку величины впрыска топлива. Например, величина впрыска топлива в двигателе дополнительно может регулироваться на основании количества топлива, подаваемого в двигатель из одной или более из системы снижения токсичности выхлопных газов, системы вентиляции картера и системы EGR. Например, количество топлива, впрыскиваемого в двигателе, может уменьшаться в ответ на увеличенное количество топлива, подаваемого на впуск двигателя из системы вентиляции картера и/или системы EGR, и/или системы снижения токсичности выхлопных газов.

Отметим, что примерные процедуры управления, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машиночитаемый запоминающий носитель в системе управления двигателем.

Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Кроме того, одна или более различных конфигураций системы могут использоваться в комбинации с одной или более описанных диагностических процедур. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.

Реферат

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ для двигателя (10) с турбонаддувом заключается в том, что обеспечивают разрежение от источника (179) разрежения, расположенного на впуске двигателя ниже по потоку от дросселя (159) перед компрессором (121) и выше по потоку от впускного дросселя (114). Обеспечивают полученное разрежение у выпускного отверстия однонаправленной системы (40) вентиляции картера, впуск которой присоединен к впуску двигателя (10) выше по потоку от дросселя (159) перед компрессором (121). Увеличивают величину открывания клапана (175) в перепускном трубопроводе (173) при расходе воздушного потока во впускном канале больше пороговой величины и при величине открывания впускного дросселя (114) больше пороговой величины. Раскрыты варианты способа для двигателя с турбонаддувом. Технический результат заключается в поддержании требуемой величины разрежения при различных условиях работы двигателя. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула