Способ для двигателя с наддувом, способ для двигателя транспортного средства и способ для двигателя - RU2583173C2
Код документа: RU2583173C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способам и системам для продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха (charge air cooler - CAC), присоединенного к системе двигателя.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Двигатели могут увеличивать отдаваемую мощность посредством использования устройств наддува, которые сжимают всасываемый воздух. Поскольку сжатие заряда повышает температуру воздуха, охладители наддувочного воздуха могут использоваться ниже по потоку от компрессора для охлаждения сжатого воздуха, дополнительно повышая потенциальную выходную мощность двигателя. По мере того, как всасываемый воздух проходит через охладитель наддувочного воздуха и охлаждается ниже точки росы, происходит конденсация. Конденсат может накапливаться в уловителе и подаваться в двигатель впоследствии, например, в установившихся условиях или условиях крейсерского хода, с регулируемым расходом засасывания. Однако так как засасываемая вода замедляет скорость сгорания, даже небольшие ошибки при попадании воды в двигатель могут повышать вероятность событий пропусков зажигания. Системы управления двигателем могут применять различные подходы управления пропусками зажигания для сокращения пропусков зажигания, вызванных засасыванием воды.
Один из примерных подходов для преодоления проблемы вызванных влагой пропусков зажигания показан Тонетти и другими в EP 1607606. В нем, расход всасываемого воздуха регулируется на основании концентрации кислорода подвергнутых рециркуляции выхлопных газов, чтобы компенсировать конденсат в EGR. Еще один примерный подход показан Уонгом и другими в US 6748475. В нем, временные характеристики впрыска топлива и искрового зажигания регулируют на основании параметра, служащего показателем концентрации кислорода или концентрации воды подвергнутых рециркуляции выхлопных газов. Это предоставляет возможность сокращаться событиям пропусков зажигания, возникающих в установившихся условиях вследствие внезапного засасывания слишком большого количества воды или конденсата. Даже когда засасываемое количество воды невелико, при переходном нажатии педали акселератора из установившихся условий, такого как при переходе с низких до умеренных массовых расходов воздуха на высокие массовые расходы воздуха, засасываемая вода может вызывать проблемы медленного сгорания. В частности, высокий массовый расход воздуха может нарушать поверхностное натяжение конденсата и высвобождать из охладителя наддувочного воздуха в тех случаях, когда двигатель засасывает его в больших количествах.
Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили потенциальные проблемы у такого подхода. В качестве примера, даже посредством регулирования расхода всасываемого воздуха, впрыска топлива и/или установки момента зажигания, пропуски зажигания, вызванные засасыванием конденсата в установившихся условиях, могут не преодолеваться в достаточной степени. Более точно, стабильность сгорания в двигателе в установившихся условиях может быть чувствительной к количеству конденсата. Следовательно, даже небольшие ошибки дозирования конденсата могут приводить к пропускам зажигания.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть преодолены способом для двигателя с наддувом, включающим в себя этап, на котором:
при событии замедления, избирательно переключают с понижением передачи трансмиссию с первой, более высокой передачи на вторую, более низкую передачу для увеличения скорости вращения двигателя и увеличения потока воздуха двигателя, в ответ на уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, в котором переключение с понижением передачи при событии замедления включает в себя этап, на котором осуществляют переключение с понижением передачи при дезактивации впрыска топлива в цилиндр двигателя, при вращении двигателя, и при все еще активных клапанах цилиндра.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором, при событии замедления, увеличивают открывание впускного дросселя для увеличения потока воздуха через охладитель наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, в котором увеличение потока воздуха и переключение с понижением передачи трансмиссии продолжают в течение некоторой продолжительности времени до тех пор, пока количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха не будет ниже порогового значения.
В одном из вариантов предложен способ, в котором открывание впускного дросселя увеличивают при уменьшении скорости вращения двигателя при событии замедления для поддержания порогового разрежения.
В одном из вариантов предложен способ, в котором избирательное переключение с понижением передачи при событии замедления включает в себя этап, на котором переключают с понижением передачи трансмиссию, если разность передач между первой и второй передачей выше, чем пороговая разность.
В одном из вариантов предложен способ, в котором избирательное переключение с понижением передачи дополнительно включает в себя этапы, на которых увеличивают открывание впускного дросселя для увеличения потока воздуха через охладитель наддувочного воздуха, и не переключают с понижением передачи трансмиссию, если разность передач между первой и второй передачей ниже, чем пороговая разность.
В одном из вариантов предложен способ, в котором увеличение потока воздуха через охладитель наддувочного воздуха включает в себя этап, на котором ослабляют торможение двигателем.
В одном из вариантов предложен способ, в котором двигатель присоединен к транспортному средству, причем способ дополнительно включает в себя этап, на котором регулируют величину торможения колесами при увеличении потока воздуха для поддержания темпа замедления транспортного средства.
В одном из вариантов предложен способ, в котором двигатель присоединен к транспортному средству с электрическим гибридным приводом, причем способ дополнительно включает в себя этап, на котором, при увеличении потока воздуха, осуществляют работу электрической машины транспортного средства с электрическим гибридным приводом в режиме поглощения крутящего момента для поддержания темпа замедления транспортного средства.
В одном из вариантов предложен способ, в котором событие замедления включает в себя отпускание педали акселератора.
В одном из вариантов предложен способ для двигателя транспортного средства, включающий в себя этап, на котором:
в ответ на уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха и в условиях, когда топливоснабжение двигателя избирательно дезактивировано, переключают с понижением передачу трансмиссии для увеличения скорости вращения двигателя, и открывают дроссель для увеличения потока воздуха через охладитель наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, в котором увеличение потока воздуха и переключение с понижением передачи трансмиссии продолжается в течение некоторой продолжительности времени до тех пор, пока количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха не будет ниже порогового значения.
В одном из вариантов предложен способ, в котором переключение с понижением передачи трансмиссии включает в себя этап, на котором переключают с понижением передачи трансмиссию с первой, более высокой передачи на вторую, более низкую передачу, при этом вторая передача выбрана на основании уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, в котором вторая передача имеет более высокое передаточное отношение по мере того, как уровень конденсата увеличивается.
В одном из вариантов предложен способ, в котором переключение с понижением передачи трансмиссии включает в себя этап, на котором избирательно переключают с понижением передачу трансмиссии, когда первая передача трансмиссии выше пороговой передачи.
В одном из вариантов предложен способ, в котором транспортное средство является транспортным средством с электрическим гибридным приводом, причем способ дополнительно включает в себя этап, на котором, при увеличении потока воздуха увеличивают один или более из тормозного момента колес и крутящего момента электродвигателя для поддержания темпа замедления транспортного средства, при этом увеличение основано на открывании дросселя.
В одном из вариантов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
при первом состоянии, доставляют конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор двигателя посредством переключения с понижением передачи трансмиссии и открывания воздушного впускного дросселя; и
при втором состоянии, доставляют конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор двигателя посредством удержания передачи трансмиссии при открывании воздушного впускного дросселя.
В одном из вариантов предложен способ, в котором, при первом состоянии, трансмиссия находится на первой передаче трансмиссии, которая выше, чем пороговая передача, а переключение с понижением передачи включает в себя этап, на котором переключают с понижением на вторую передачу трансмиссии, которая ниже, чем первая передача трансмиссии, при этом при втором состоянии, трансмиссия находится на третьей передаче трансмиссии, которая ниже, чем пороговая передача.
В одном из вариантов предложен способ, в котором пороговая передача основана на количестве конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
В одном из вариантов предложен способ, в котором увеличение потока воздуха через охладитель наддувочного воздуха дополнительно включает в себя этап, на котором открывают один из клапана, присоединенного к охладителю наддувочного воздуха, и клапана, присоединенного между выпуском или впуском охладителя наддувочного воздуха и впускным коллектором двигателя.
В одном из вариантов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
при событии замедления, когда уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха выше порогового значения, переключают с понижением передачу трансмиссии и открывают воздушный впускной дроссель; и
при событии замедления, когда уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха не выше порогового значения, закрывают воздушный впускной дроссель.
Таким образом, конденсат может эффективно продуваться, не вызывая событий пропусков зажигания. В качестве одного из примеров, контроллер двигателя может осуществлять переключение с понижением передачи трансмиссии, чтобы инициировать подачу конденсата, накопленного в CAC, в двигатель при событии замедления. Например, в ответ на отпускание педали акселератора, когда двигатель вращается без снабжения топливом (например, при событии отключения подачи топлива при замедлении DFSO), транспортное средство может переключаться с понижением с третьей передачи трансмиссии на вторую передачу трансмиссии для увеличения скорости вращения двигателя и разрежения в коллекторе. В таком случае, конденсат может затягиваться в двигатель из CAC. Дополнительно или по выбору, впускной дроссель может открываться для увеличения потока воздуха в двигатель и через CAC. Посредством открывания дросселя при замедлении, разрежение во впускном коллекторе, образованное от вращающегося двигателя, может повышаться и использоваться для увеличения эффективности продувки.
Таким образом, посредством доставки конденсата из CAC в двигатель при событии замедления, большая величина разрежения во впускном коллекторе, образованная от переключения с понижением передачи, может преимущественно использоваться для втягивания конденсата в двигатель. Посредством подачи конденсата в двигатель в условиях, когда сгорание в цилиндре не происходит, конденсат может проходить через систему двигателя, не ухудшая стабильность сгорания. Кроме того, поскольку конденсат вводится, в то время как не происходит никакого сгорания, сопутствующие регулировки исполнительных механизмов двигателя для управления пропусками зажигания могут не требоваться. В общем и целом, большее количество конденсата может продуваться в двигатель, не увеличивая пропуски зажигания в двигателе.
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 - схематичное изображение примерной системы двигателя, включающей в себя охладитель наддувочного воздуха.
Фиг. 2A-B и 3A-B показывают примерные варианты осуществления клапана, присоединенного к охладителю наддувочного воздуха, для подачи конденсата из охладителя наддувочного воздуха на впуск двигателя.
Фиг. 4 показывает высокоуровневую блок-схему последовательности операций способа продувки конденсата охладителя наддувочного воздуха на впуск двигателя при событии замедления двигателя.
Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
Фиг. 6 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ продувки конденсата CAC на впуск двигателя при событии замедления посредством понижающего переключения передачи трансмиссии и/или увеличения потока воздуха через CAC.
Фиг. 7-8 показывают примерные операции продувки конденсата.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Последующее описание относится к системам и способам продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха (CAC), присоединенного к системе двигателя, такой как система по фиг.1. Продувка конденсата может выполняться в нужное время и в нужном месте при событиях замедления двигателя, когда снабжение топливом цилиндра двигателя временно прекращено, к примеру, во время состояния отпускания педали акселератора. Продувка может инициироваться при событии замедления посредством переключения с понижением передачи трансмиссии для увеличения скорости вращения двигателя и разрежения в коллекторе, втягивающего конденсат из CAC в двигатель. В качестве альтернативы, если более низкой передачи нет в распоряжении, продувка конденсата может инициироваться посредством увеличения потока воздуха через CAC. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью исполнять управляющую процедуру, такую как процедура по фиг. 4, чтобы открывать клапан, присоединенный к охладителю наддувочного воздуха (фиг. 2A-B и 3A-B) при событии выключения подачи топлива при замедлении, чтобы продувать конденсат на впуск двигателя в условиях, когда не происходит никакого сгорания в цилиндрах. Регулировки продувки могут быть основаны на количестве конденсата, накопленного в CAC, которое логически выводится из модели, описанной на фиг. 5. При замедлении двигателя, открывание впускного дросселя может временно увеличиваться для увеличения потока всасываемого воздуха в двигатель, дополнительно содействуя втягиванию конденсата в двигатель. Дополнительно, конденсат может втягиваться в двигатель из CAC посредством переключения с понижением передачи трансмиссии для увеличения скорости вращения двигателя. Примерная управляющая процедура для продувки конденсата CAC на впуск двигателя при событии замедления показана на фиг. 6. Примерные операции продувки показаны на фиг. 7-8. Таким образом, конденсат может продуваться из CAC в условиях, когда события пропусков зажигания, обусловленные засасыванием воды, маловероятны.
Фиг. 1 - схематичное изображение, показывающее примерный двигатель 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 показан с четырьмя цилиндрами 30. Однако другие количества цилиндров могут использоваться в соответствии с данным изобретением. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Каждая камера 30 сгорания (например, цилиндр) двигателя 10 может включать в себя стенки камеры сгорания с поршнем (не показан), расположенным в них. Поршни могут быть присоединены к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему 150 трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.
Крутящий момент на выпуске двигателя может передаваться на гидротрансформатор (не показан), чтобы приводить в движение систему 150 автоматической трансмиссии. Кроме того, одна или более муфт могут приводиться в зацепление, в том числе, муфта 154 переднего хода, для приведения в движение автомобиля. В одном из примеров, гидротрансформатор может указываться ссылкой как компонент системы 150 трансмиссии. Кроме того, система 150 трансмиссии может включать в себя множество передаточных муфт 152, которые могут приводиться в зацепление по необходимости, чтобы активировать множество постоянных передаточных отношений трансмиссии. Более точно, посредством регулирования включения множества передаточных муфт 152, трансмиссия может переключаться между более высокой передачей (то есть, передачей с более низким передаточным отношением) и более низкой передачей (то есть, передачей с более высоким передаточным отношением). По существу, разность передаточных отношений вводит в действие более низкое умножение крутящего момента на трансмиссии, когда на более высокой передаче, наряду с предоставлением возможности более высокого умножения крутящего момента на трансмиссии, когда на более низкой передаче. Транспортное средство может обладать четырьмя имеющимися в распоряжении передачами, где передача трансмиссии четыре (четвертая передача трансмиссии) является высшей имеющейся в распоряжении передачей, а передача трансмиссии один (первая передача трансмиссии) является низшей имеющейся в распоряжении передачей. В других вариантах осуществления, транспортное средство может иметь больше или меньше, чем четыре имеющихся в распоряжении передач. Как конкретизировано в материалах настоящего описания, контроллер может менять передачу трансмиссии (например, переключать с увеличением или переключать с понижением передачу трансмиссии), чтобы регулировать величину крутящего момента, передаваемого через трансмиссию и гидротрансформатор на колеса 156 транспортного средства (то есть, крутящий момент на выходном валу двигателя).
Скорость транспортного средства может уменьшаться посредством включения тормозов транспортного средства (например, колесных тормозов). Скорость транспортного средства может дополнительно уменьшаться благодаря торможению двигателем. В некоторых примерах, торможение двигателем может использоваться для замедления транспортного средства вместо колесных тормозов. Таким образом, использование колесных тормозов может уменьшаться, увеличивая их долговечность. Торможение двигателем может происходить при отпускании педали акселератора (например, события замедления), когда двигатель вращается без снабжения топливом. Контроллер может менять передачу трансмиссии на основании условий вождения, таких как событие замедления. Например, в ответ на отпускание педали акселератора, когда двигатель вращается без снабжения топливом (например, при событии отключения подачи топлива при замедлении DFSO), транспортное средство может требовать торможения двигателем, чтобы усиливать замедление. Посредством переключения с понижением на более низкую передачу трансмиссии, торможение двигателем может усиливаться. В то время как трансмиссия переключается на более низкую передачу, скорость вращения двигателя (Ne или RPM) возрастает, увеличивая поток воздуха двигателя. Разрежение во впускном коллекторе, образованное вращающимся двигателем, может увеличиваться при более высоком RPM. По мере того, как усиливается торможение двигателем, система управления транспортного средства может координировать и регулировать тормозные усилия альтернативных тормозов транспортного средства, таких как колесные тормоза для поддержания требуемого темпа замедления. Например, в то время как торможение двигателем временно усиливается, тормозное усилие колес может временно ослабляться.
Однако если воздушный впускной дроссель открывается, к примеру, во время цикла продувки CAC, транспортное средство может не принимать требуемого торможения двигателем. В одном из примеров, альтернативные тормоза (например, колесные тормоза) могут применяться для поддержания требуемого темпа замедления, типично присутствующего при торможении двигателем (когда закрывается дроссель). В еще одном примере, где двигатель или привод на ведущие колеса присоединен к электрической машине (например, в транспортном средстве с электрическим гибридным приводом) или любому другому подобному гибридному устройству (гидравлическому или пневматическому), открывание дросселя и переключение с понижением передачи трансмиссии могут координироваться с такими устройствами (например, устройства могли бы работать в режиме поглощения энергии или крутящего момента) для поддержания требуемого темпа замедления при сохранении скорости вращения и массового расхода двигателя высокими (чтобы продолжать продувку конденсата при замедлении). Таким образом, контроллер может увеличивать колесный тормозной момент, крутящий момент электродвигателя или другие средства поглощения крутящего момента, в то время как открыт дроссель, для поддержания требуемого темпа замедления.
Камеры 30 сгорания могут принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и могут выпускать газообразные продукты сгорания выхлопных газов через выпускной коллектор 46 в выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 46 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускные клапаны и выпускные клапаны (не показаны). В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.
Топливные форсунки 50 показаны присоединенными непосредственно к камере 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12. Таким образом, топливная форсунка 50 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в камеру 30 сгорания; однако, следует принимать во внимание, что впрыск во впускной канал также возможен. Топливо может подаваться в топливную форсунку 50 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива.
Впускной канал 42 может включать в себя дроссель 21, имеющий дроссельную заслонку 22 для регулирования потока воздуха во впускной коллектор. В этом конкретном примере, положение (TP) дроссельной заслонки 22 может меняться контроллером 12, чтобы давать возможность электронного управления дросселем (ETC). Таким образом, дроссель 21 может приводиться в действие для изменения всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, среди других цилиндров двигателя. В некоторых вариантах осуществления, дополнительные дроссели могут присутствовать во впускном канале 42, такие как дроссель выше по потоку от компрессора 60 (не показан).
Кроме того, в описанных вариантах осуществления, система рециркуляции выхлопных газов (EGR) может направлять требуемую порцию выхлопных газов из выпускного канала 48 во впускной канал 42 через канал 140 EGR. Количество EGR, выдаваемое во впускной канал 42, может регулироваться контроллером 12 посредством клапана 142 EGR. В некоторых условиях, система EGR может использоваться для регулирования температуры смеси воздуха и топлива в пределах камеры сгорания. Фиг. 1 показывает систему EGR высокого давления, где EGR направляется из выше по потоку от турбины турбонагнетателя в ниже по потоку от компрессора турбонагнетателя. В других вариантах осуществления, двигатель, дополнительно или в качестве альтернативы, может включать в себя систему EGR низкого давления, где EGR направляется из ниже по потоку от турбины турбонагнетателя в выше по потоку от компрессора турбонагнетателя. В работе, система EGR может вызывать образование конденсата из сжатого воздуха, особенно когда сжатый воздух охлаждается охладителем наддувочного воздуха, как подробнее описано ниже.
Двигатель 10 дополнительно может включать в себя компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или нагнетатель, включающий в себя по меньшей мере компрессор 60, расположенный вдоль впускного коллектора 44. Что касается турбонагнетателя, компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 62, например, через вал или другое соединительное устройство. Турбина 62 может быть расположена вдоль выпускного канала 48. Различные компоновки могут быть предусмотрены для приведения в движение компрессора. Что касается нагнетателя, компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в движение двигателем и/или электрической машиной и может не включать в себя турбину. Таким образом, величина компрессии, подаваемой в один или более цилиндров двигателя через турбонагнетатель или нагнетатель, может регулироваться контроллером 12.
Кроме того, выпускной канал 48 может включать в себя сбросовый затвор 26 для отведения выхлопных газов из турбины 62. Дополнительно, впускной канал 42 может включать в себя клапан 27 рециркуляции компрессора (CRV), выполненный с возможностью отводить всасываемый воздух вокруг компрессора 60. Сбросовый затвор 26 и/или CRV 27 может управляться контроллером 12, чтобы открываться, например, когда требуется более низкое давление наддува.
Впускной канал 42 может дополнительно включать в себя охладитель 80 наддувочного воздуха (CAC) (например, промежуточный охладитель) для понижения температуры нагнетаемых турбонагнетателем или нагнетателем всасываемых газов. В некоторых вариантах осуществления, охладитель 80 наддувочного воздуха может быть воздушно-воздушным теплообменником. В других вариантах осуществления охладитель 80 наддувочного воздуха может быть воздушно-жидкостным теплообменником. CAC 80 может быть CAC переменного объема, таким как показанный в вариантах осуществления по фиг. 2A-B и 3A-B. В таких вариантах осуществления, как подробнее описано ниже, охладитель 80 наддувочного воздуха может включать в себя клапан для избирательной модуляции количества и скорости потока всасываемого воздуха, проходящего через охладитель 80 наддувочного воздуха, в ответ на образование конденсата внутри охладителя наддувочного воздуха, а также условия нагрузки двигателя.
Горячий наддувочный воздух из компрессора 60 поступает на вход CAC 80, остывает, по мере того, как он проходит через CAC, а затем, выходит, чтобы поступать во впускной коллектор 44 двигателя. Поток окружающего воздуха извне транспортного средства может поступать в двигатель 10 через переднюю часть транспортного средства и проходить через CAC, чтобы помогать охлаждению наддувочного воздуха. Конденсат может образовываться и накапливаться в CAC, когда понижается температура окружающего воздуха, или во время влажных или дождливых погодных условий, в которых наддувочный воздух охлаждается ниже температуры конденсации воды. Когда наддувочный воздух включает в себя подвергнутые рециркуляции выхлопные газы, конденсат может становиться кислотным и подвергать коррозии корпус CAC. Коррозия может приводить к утечкам между зарядом воздуха, атмосферой и возможно охлаждающей жидкостью в случае водно-воздушных охладителей. Для уменьшения накопления конденсата и опасности коррозии, конденсат может собираться на дне CAC, а затем, своевременно продуваться в двигатель во время выбранных условий работы двигателя, таких как при событиях разгона или замедления. Однако если конденсат вводится за один раз в двигатель при событии разгона, может быть увеличение вероятности пропусков зажигания в двигателе вследствие засасывания воды.
Таким образом, как конкретизировано в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 4-8, конденсат может продуваться из CAC в двигатель в условиях, когда двигатель не снабжается топливом, таких как при событии DFSO (впрыск топлива в цилиндры двигателя перекрыт). Эта продувка при DFSO может предоставлять конденсату возможность подаваться в двигатель, не вызывая событий пропусков зажигания. В одном из примеров, продувка конденсата при DFSO может инициироваться посредством переключения с понижением передачи трансмиссии с сопутствующим открыванием воздушного впускного дросселя для увеличения потока воздуха через CAC. Посредством открывания впускного дросселя, массовый расход воздуха через двигатель может увеличиваться, тем самым, усиливая разрежение в коллекторе и давая возможность втягиваться большему количеству конденсата. Посредством переключения с понижением передачи трансмиссии при открывании впускного дросселя, скорость вращения двигателя при замедлении может дополнительно повышаться, давая массовому расходу всасываемого воздуха возможность дополнительно увеличиваться и увеличивая количество конденсата, который может продуваться при событии замедления. В еще одном примере, когда более низкой передачи нет в распоряжении, продувка конденсата при DFSO может инициироваться увеличением потока воздуха через CAC посредством регулирования одного или более из впускного дросселя, клапана CAC (показанного на фиг. 2A-B) и клапана впускного коллектора (показанного на фиг. 3A-B).
Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, для выполнения различных функций для работы двигателя 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, схематично показанного в одном месте в пределах двигателя 10; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя, как обсуждено; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122, как обсуждено. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе 44. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. При стехиометрической работе, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленной скоростью вращения двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 118, который также используется в качестве датчика скорости вращения двигателя, может вырабатывать заданное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала 40.
Другие датчики, которые могут отправлять сигналы в контроллер 12, включают в себя датчик 124 температуры на выпуске охладителя 80 наддувочного воздуха и датчик 126 давления наддува. Другие неизображенные датчики также могут присутствовать, такие как датчик для определения скорости всасываемого воздуха на впуске охладителя наддувочного воздуха, и другие датчики. В некоторых примерах, постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые микропроцессорным блоком 102 для осуществления способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены. Примерные процедуры описаны в материалах настоящего описания на фиг. 4-6.
Далее, с обращением к фиг. 2A и 2B, изображена впускная сторона охладителя 80 наддувочного воздуха. Как изображено на обеих фиг. 2A и 2B, охладитель 80 наддувочного воздуха включает в себя рабочую область 202 теплопереноса, выполненную с возможностью переноса тепла изнутри охладителя 80 наддувочного воздуха вне охладителя наддувочного воздуха. Охладитель 80 наддувочного воздуха включает в себя множество охлаждающих трубок 204, расположенных в области 202 теплопереноса охладителя 80 наддувочного воздуха. Множество охлаждающих трубок 204 находятся в сообщении по текучей среде с впускным резервуаром 206. Впускной резервуар 206 выполнен с возможностью принимать всасываемый воздух через один или более впускных каналов 208, присоединенных к расположенному выше по потоку участку впускного канала (не показанному на фиг. 2A и 2B). Всасываемый воздух втекает из впускного резервуара 206 во множество охлаждающих трубок 204. После прохождения через охлаждающие трубки 204, всасываемый воздух направляется через выходной резервуар (не показан), присоединенный к расположенному ниже по потоку участку впускного канала.
Охладитель 80 наддувочного воздуха также может включать в себя клапан 210 охладителя наддувочного воздуха (клапан CAC), выполненный с возможностью переключения рабочей области теплопереноса с первого объема 214 (показанного на фиг. 2A), содержащего относительно большую площадь, на второй объем 216 (показанный на фиг. 2B), содержащий относительно небольшую площадь. Клапан 210 CAC может быть выполнен в виде створки, как показано. Впускной резервуар 206 может включать в себя перегородку 212, которая разделяет впускной резервуар 206 на первую часть и вторую часть. Перегородка 212 может включать в себя одно или более отверстий. Фиг. 2A изображает клапан 210 в открытом положении. Когда клапан 210 открыт, всасываемый воздух может проходить через одно или более отверстий перегородки 212, чтобы всасываемый воздух протекал через обе, первую и вторую, части впускного резервуара 206 и через первый объем 214 охладителя 80 наддувочного воздуха. По существу все из множества охлаждающих трубок 204 могут определять первый объем 214. В одном из примеров, охладитель 80 наддувочного воздуха может включать в себя 21 охлаждающую трубку, и первый объем 214 может включать в себя все 21 охлаждающих трубок.
Фиг. 2B изображает клапан 210 в закрытом положении. Когда закрыт, клапан 210 перекрывает одно или более отверстий перегородки 212. Таким образом, всасываемый воздух протекает только через первую часть впускного резервуара 206 и через второй объем 216 охладителя 80 наддувочного воздуха. Часть множества охлаждающих трубок 204 могут определять второй объем 216. Второй объем 216 полностью расположен внутри первого объема 214. То есть, охлаждающие трубки, которые содержат второй объем 216, также содержат часть первого объема 214. Поэтому, когда клапан 210 закрыт, всасываемый воздух течет только через второй объем 216, а когда клапан 210 открыт, всасываемый воздух течет через первый объем 214, который содержит в себе второй объем 216. В одном из примеров, охладитель 80 наддувочного воздуха может включать в себя 21 охлаждающую трубку, и второй объем 216 может включать в себя меньше, чем 21 охлаждающих трубок. Второй объем 216 может включать в себя меньше, чем половину охлаждающих трубок, которые содержат первый объем 214, к примеру, 9 охлаждающих трубок.
Клапан 210 CAC может быть, или может быть подобным створчатому клапану. Клапан 210 может включать в себя элемент 246 седла (например, перегородку 212), содержащий по существу плоский неподвижный элемент, имеющий одно или более отверстий в нем. Элемент закрытия, например, створка или заслонка, может быть выполнен с возможностью перемещения из первого положения, расположенного на расстоянии от элемента седла, тем самым открывая одно или более отверстий, в котором всасываемый воздух способен втекать в первый объем 214, во второе положение, прилегающее к элементу седла, тем самым, закрывая одно или более отверстий, в котором всасываемый воздух способен втекать только во второй объем 216.
Перегородка 212 может быть частью клапана 210. Например, перегородка 212 может быть седлом клапана. Перегородка 212 также может быть линией или начальной отметкой раздела, или тому подобным, функционально делящим охладитель 80 наддувочного воздуха на две части. Некоторые варианты осуществления могут включать в себя две или более перегородок, делящих вход на три или более частей. В некоторых примерах, одна или более конфигураций, описанных в материалах настоящего описания касательно впускного резервуара 206, взамен, или в дополнение, могут быть включены в выходной резервуар (не показан). По существу все из множества охлаждающих трубок 204 могут быть во взаимном сообщении по текучей среде с выходным резервуаром. Следует понимать, что, взамен, все трубки могут быть в сообщении по текучей среде на впускной стороне и разделяться на выходной стороне на две или более частей трубок. Подобным образом выполненный клапан также может быть включен в выходной резервуар и работать для управления тем, предоставлена ли текучей среде возможность проходить, или прекращено прохождение через выполненное подобным образом отверстие.
Различные варианты осуществления могут включать в себя исполнительный механизм (не проиллюстрирован) для открывания и для закрывания клапана 210 CAC. Исполнительный механизм может быть одним или более из: электронного исполнительного механизма, исполнительного механизма с вакуумным управлением, механической диафрагмой давления и электронным регулятором с широтно-импульсной модуляцией. Когда поступающему воздуху предоставлена возможность проходить через все трубки охладителя наддувочного воздуха, то есть, когда клапан открыт, поступающий воздух также будет испытывать падение давления, и клапан будет подвергаться на обеих сторонах давлению входящего поступающего воздуха. Таким образом, исполнительному механизму всего лишь необходимо выдавать движущую силу для открывания и закрывания клапана, чтобы переключать клапан из открытого состояния в закрытое состояние, но может не требоваться выдавать силу для сохранения клапана открытым или для сохранения клапана закрытым.
Таким образом, посредством модуляции положения клапана 210 CAC, объем и расход всасываемого воздуха, направленного через охладитель наддувочного воздуха, может меняться. В некоторых вариантах осуществления, клапан может модулироваться механически на основании потока всасываемого воздуха, например, створка или заслонка клапана может удерживаться закрытой натяжением пружины, которое откалибровано, чтобы соответствовать потоку воздуха, чтобы створка клапана открывалась в условиях сильного потока воздуха. Таким образом, в условиях слабого потока воздуха или условий низкой нагрузки двигателя, клапан может быть закрыт, и всасываемый воздух может направляться через второй (меньший) объем охладителя наддувочного воздуха, увеличивая скорость потока всасываемого воздуха через охладитель, чтобы уменьшать накопление конденсата. В сравнении, в условиях сильного потока воздуха или условиях высокой нагрузки двигателя, клапан может открываться, и всасываемый воздух может направляться через первый (больший) объем охладителя наддувочного воздуха. В других вариантах осуществления, клапан может управляться контроллером, таким как контроллер 12 по фиг. 1, на основании различных условий работы. Например, клапан может открываться в условиях низкого образования конденсата и закрываться по команде в условиях высокого образования конденсата.
В дополнение, как конкретизировано в материалах настоящего описания на фиг. 4, впускной дроссель и клапан 210 CAC могут открываться при процедуре продувки конденсата для увеличения потока воздуха через CAC и, тем самым, увеличения количества конденсата, продуваемого из CAC на впуск двигателя. Продувка может преимущественно выполняться при событии замедления (такого как DFSO), чтобы засасывать воду, в условиях, когда не происходит сгорание в цилиндре. В качестве альтернативы, для очистки конденсата при замедлении, клапан CAC может закрываться (для уменьшения объема внутри CAC), а открывание впускного дросселя может увеличиваться для продувки меньшего объема. Затем, как только меньший объем был продут, клапан CAC может открываться, так чтобы могли очищаться оба отделения CAC. Кроме того, в то время как открыт впускной дроссель (с открытым или закрытым клапаном CAC, либо в CAC без клапана CAC), передача трансмиссии может переключаться с понижением для увеличения скорости вращения двигателя, и кроме того, для дополнительного увеличения массового расхода воздуха через двигатель и CAC. Примерные операции продувки, которые могут использоваться для CAC с переменным объемом (такого как показанный на фиг. 2A-B) или CAC с постоянным объемом (такого как показанный на фиг. 1), описаны в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 7-8.
Далее, со ссылкой на фиг. 3A и 3B, проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления системы охлаждения наддувочного воздуха, в котором CAC включает в себя клапан, присоединенный между выпуском CAC и впускным коллектором, в материалах настоящего описания также указываемый ссылкой как клапан впускного коллектора. В альтернативных вариантах осуществления, клапан может быть присоединен к впуску CAC. Фиг. 3A и 3B показывают общий вид спереди системы 300 охладителя наддувочного воздуха, включающей в себя охладитель 80 наддувочного воздуха. Система охладителя наддувочного воздуха может использоваться для выпускания водяных капель из охладителя наддувочного воздуха, которые могут накапливаться в результате высокой влажности окружающего воздуха. Это, например, может происходить на поверхностях каналов теплообмена внутри охладителя наддувочного воздуха, когда поверхности находятся при температуре, меньшей, чем точка росы окружающего воздуха, поступающего в охладитель. Когда конденсат образовывается на этих поверхностях охладителя, он может сливаться воедино, например, в нижней точке охладителя наддувочного воздуха.
Как показано, направление потока воздуха двигателя, поступающего в охладитель 80 наддувочного воздуха, в целом указано стрелкой 302, а поток воздуха двигателя, выходящий из охладителя 80 наддувочного воздуха, в целом указан стрелкой 304. Однако, следует принимать во внимание, что воздух двигателя может входить и выходить из охладителя 80 наддувочного воздуха в других направлениях потока воздуха, и поток воздуха двигателя, как указанный стрелками 302 и 304, предусмотрен в качестве одного из неограничивающих примеров. Подобным образом, иные геометрии охладителя наддувочного воздуха, чем изображенные на фиг. 3A и 3B, возможны, не выходя из объема настоящего изобретения.
Как представлено выше, воздух двигателя может поступать через первый воздушный канал 306 двигателя выше по потоку от охладителя 80 наддувочного воздуха. Воздух двигателя затем может охлаждаться посредством теплообмена с окружающим воздухом, в целом показанным под 308, затем может выходить через второй воздушный канал 310 двигателя ниже по потоку от охладителя 80 наддувочного воздуха. Другими словами, воздух двигателя входит на горячей стороне 312 охладителя наддувочного воздуха и выходит на холодной стороне 314 охладителя наддувочного воздуха (направленность потока наддувочного воздуха, в целом показанная стрелками 309), при этом «горячий» и «холодный» указывают относительную температуру воздуха двигателя по мере того, как он проходит через охладитель наддувочного воздуха. Таким образом, окружающий воздух 308 охлаждает сжатый воздух двигателя посредством теплообмена по мере того, как воздух двигателя проходит через охладитель наддувочного воздуха. Однако, сжатый воздух двигателя, поступающий в охладитель наддувочного воздуха, может конденсироваться, как описано выше. В этом смысле, первый воздушный канал 306 может осаждать конденсат внутри охладителя наддувочного воздуха.
Как показано, охладитель 80 наддувочного воздуха может включать в себя множество каналов 325 теплообмена и множество каналов 326 окружающего воздуха. Каналы 325 теплообмена могут предусматривать трубопровод для наддувочного воздуха, который должен охлаждаться перетоком охлаждающего воздуха, проходящим через множество каналов 326 окружающего воздуха. Таким образом, сжатый воздух двигателя охлаждается выше по потоку от камер сгорания.
Система 300 охлаждения наддувочного воздуха также включает в себя трубопровод 330, присоединенный ко второму воздушному каналу 310 двигателя. Трубопровод 330 ведет во впускной коллектор 44 двигателя. Таким образом, трубопровод 330 присоединен как к охладителю 80 наддувочного воздуха, так и впускному коллектору 44. Так как трубопровод 330 выполнен с возможностью подачи всасываемого воздуха в двигатель, он может указываться ссылкой как впускной канал. Трубопровод 330 включает в себя перегородку 331, которая разделяет трубопровод на два воздушных протока, первый проток 332 и второй проток 334. Перегородка может проходить по всей длине трубопровода 330 и действовать в качестве общей внутренней разделительной стенки, которая совместно используется между первым и вторым протоками. Таким образом, трубопровод 330 может быть полностью разделен по всей длине от охладителя наддувочного воздуха до впускного коллектора и, в некоторых вариантах осуществления, без каких бы то ни было находящихся между проемов. Оба воздушных протока присоединены по текучей среде к охладителю 80 наддувочного воздуха и к впускному коллектору 44, чтобы наддувочный воздух из охладителя 80 наддувочного воздуха мог проходить как через первый проток 332, так и второй проток 334, чтобы достигать впускного коллектора 44. Как показано на фиг. 3A и 3B, первый проток 332 находится вертикально выше второго протока 334. Вертикальная ось 340 изображена на фиг. 3A, чтобы проиллюстрировать взаимосвязь между первым протоком 332 и вторым протоком 334. В качестве используемого в материалах настоящего описания, вертикальный принимает место относительно земли и колес транспортного средства, в котором установлена система 300 охлаждения наддувочного воздуха. Более того, как изображено на фиг. 3A и 3B, первый проток 332 имеет больший диаметр поперечного сечения, чем второй проток 334. Однако, в других вариантах осуществления, второй проток 334 может иметь больший диаметр, или протоки могут иметь равные диаметры.
Первый проток 332 может избирательно открываться клапаном 336, расположенным в параллель первому протоку 332. Как проиллюстрировано в материалах настоящего описания, клапан 336 расположен на впуске первого протока 332, где трубопровод 330 присоединяется к охладителю 80 наддувочного воздуха. Однако клапан 336 может быть расположен в других пригодных местоположениях. В одном из примеров, клапан 336 может быть расположен во втором протоке 334 вместо первого протока 332. В еще одном примере, клапан 336 может быть расположен в другом местоположении внутри первого протока 332, таком как середина трубопровода 330, на выпуске трубопровода 330, впуске впускного коллектора 44, и т.д.
Клапан 336 может быть подпружиненным створчатым клапаном, выполненным с возможностью закрывания в условиях от низкой до средней нагрузки и открывания в условиях высокой нагрузки. Например, натяжение пружины, действующее на клапан 336, может быть достаточно сильным для поддержания клапана 336 в закрытом положении, когда скорость наддувочного воздуха относительно низка (например, в условиях более низкой нагрузки). Когда скорость наддувочного воздуха относительно высока (например, в условиях высокой нагрузки), более высокая скорость наддувочного воздуха, действующая на пружину, может вынуждать клапан 336 открываться. Фиг. 3A показывает клапан 336 в открытом положении с наддувочным воздухом, втекающим во впускной коллектор 44 через оба, первый проток 332 и второй проток 334.
Когда закрыт, клапан 336 может действовать, чтобы перекрывать первый проток 332 от приема наддувочного воздуха, таким образом, направляя весь наддувочный воздух через второй проток 334, как показано на фиг. 3B. При действии таким образом, скорость наддувочного воздуха, проходящего через второй проток 334, возрастает. Повышенная скорость воздуха увлекает за собой конденсат, который накопился на поверхности днища охладителя 80 наддувочного воздуха. Например, накопленный конденсат 316 может сливаться воедино в нижней точке охладителя 80 наддувочного воздуха, такой как вдоль поверхности дна охладителя наддувочного воздуха. Накопленный конденсат 316 также может сливаться воедино по поверхностям каналов 325 теплообмена и/или в месте скопления в трубопроводе 330 (таком как изгибы). Этот конденсат может удаляться из охладителя наддувочного воздуха в условиях высокой скорости, таких как высокая нагрузка. Однако, в условиях более низкой нагрузки, скорость наддувочного воздуха может не быть достаточно высокой для перемещения накопленного конденсата. Посредством избирательного блокирования части протока из охладителя 80 наддувочного воздуха во впускной коллектор 44 закрытым клапаном 336 (например, посредством избирательного блокирования первого протока 332), повышенная скорость наддувочного воздуха, проходящего через второй проток 334, может удалять конденсат, даже в условиях более низкой нагрузки. В условиях высокой нагрузки, когда скорость наддувочного воздуха выше, закрытый клапан 336 может давать большое падение давления, мешая эффективному потоку. Таким образом, клапан 336 выполнен с возможностью открывания в условиях высокой нагрузки.
К тому же, на фиг. 3A и 3B изображена трубка 338 сбора конденсата. Трубка 338 сбора конденсата может быть присоединена ко второму протоку 334 и включать в себя впуск, расположенный около нижней точки охладителя 80 наддувочного воздуха. Трубка 338 сбора конденсата, кроме того, может сужать проток наддувочного воздуха, выходящий из охладителя 80 наддувочного воздуха. Таким образом, трубка 338 сбора конденсата может действовать в качестве соломинки для подачи тонкой струйкой воздуха с увлекаемым за собой конденсатом во второй проток 334 и во впускной коллектор 44.
Следует принимать во внимание, что вышеприведенное описание является неограничивающим, и компоненты системы 200 охладителя наддувочного воздуха могут иметь иные пригодные геометрические конфигурации, нежели изображенные на фиг. 3A и 3B. Дополнительно, следует принимать во внимание, что признаки системы 300 охладителя наддувочного воздуха могут воплощать конфигурации, иные чем изображенные, не выходя из объема настоящего изобретения. Например, трубка 338 сбора конденсата может быть не включена в состав, или она может быть присоединена к первому протоку 332 вместо второго протока 334. Кроме того, несмотря на то, что клапан 336 изображен в качестве подпружиненного створчатого клапана, выполненного с возможностью открывания или закрывания на основании скорости наддувочного воздуха, возможны другие конфигурации клапана. В еще одном примере, клапан 336 может управляться контроллером 12, чтобы избирательно открываться или закрываться на основании условий работы двигателя. Клапан 336 может быть двухпозиционным клапаном с полностью открытым и полностью закрытым положением, или он может быть непрерывно регулируемым клапаном с множеством точек ограничения. Кроме того, в альтернативных вариантах осуществления, клапан может быть присоединен к впуску CAC вместо выпуска.
В еще одном примере, возможны более чем два протока. Трубопровод может содержать в себе три или более протока, и один или более из протоков могут управляться посредством клапана, как описано выше. В качестве альтернативы, может быть предусмотрен только один проток, и клапан может быть выполнен в виде клапана с регулируемым положением, который может регулировать уровень ограничения открывания протока для изменения скорости воздуха, проходящего через трубопровод.
Как показано на фиг. 3A и 3B, перегородка 331 проходит по всей длине трубопровода 330, от впуска охладителя 80 наддувочного воздуха до впуска впускного коллектора 44. По существу, первый проток 332 и второй проток 334 совместно используют общую внутреннюю разделительную стенку. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, никаких компонентов (иных чем клапан 336), дополнительных протоков или проемов не расположено в пределах трубопровода 330, и таким образом, первый и второй протоки 332, 334 продолжаются от охладителя 80 наддувочного воздуха до впускного коллектора 44 без преград. Однако в других вариантах осуществления, дополнительные компоненты могут быть расположены между охладителем наддувочного воздуха и впускным коллектором, такие как дроссели, различные датчики, еще один турбонагнетатель, дополнительный охладитель наддувочного воздуха, и т.д. Если присутствуют дополнительные компоненты, трубопровод между охладителем наддувочного воздуха и расположенным ниже по потоку компонентом может включать в себя многочисленные протоки, наряду с тем, что трубопровод из расположенного ниже по потоку компонента во впускной коллектор может включать в себя только один проток, или трубопровод из расположенного ниже по потоку компонента во впускной коллектор также может включать в себя многочисленные протоки.
Таким образом, посредством модуляции положения клапана 336 впускного коллектора, могут меняться объем и скорость всасываемого воздуха, направляемого через трубопровод между охладителем наддувочного воздуха и впускным коллектором. Таким образом, в условиях низкой нагрузки двигателя, клапан может быть закрыт, и всасываемый воздух может направляться через меньший объем трубопровода, увеличивая скорость потока всасываемого воздуха через охладитель. Для сравнения, в условиях высокой нагрузки двигателя, клапан может быть открыт, и всасываемый воздух может направляться через больший объем трубопровода, уменьшая скорость потока всасываемого воздуха через охладитель. В еще одном варианте осуществления, отношение давления в охладителе наддувочного воздуха к давлению окружающей среды может использоваться вместо нагрузки двигателя для управления положением клапана 336 впускного коллектора. В других вариантах осуществления, клапан может управляться контроллером, таким как контроллер 12 по фиг. 1, на основании различных условий работы. Например, клапан может быть открытым в условиях низкого образования конденсата и закрываться по команде в условиях высокого образования конденсата.
В дополнение, как конкретизировано в материалах настоящего описания на фиг. 4, клапан 336 впускного коллектора и впускной дроссель могут открываться при процедуре продувки конденсата для увеличения потока воздуха через CAC и, тем самым, увеличения количества конденсата, продуваемого из CAC на впуск двигателя. Продувка может преимущественно выполняться при событии замедления (такого как DFSO), чтобы засасывать воду, в условиях, когда не происходит сгорание в цилиндре. В качестве альтернативы, для очистки конденсата при замедлении, клапан впускного коллектора может закрываться (для увеличения скорости потока через CAC), а открывание впускного дросселя может увеличиваться для продувки меньшего объема. Затем, как только меньший объем был продут, клапан впускного коллектора может открываться, так чтобы могли очищаться оба отделения CAC. Кроме того, в то время как открыт впускной дроссель (с открытым или закрытым клапаном впускного коллектора, либо в CAC без клапана впускного коллектора), передача трансмиссии может переключаться с понижением (если более низкая передача имеется в распоряжении) для увеличения скорости вращения двигателя, и кроме того, для дополнительного увеличения массового расхода воздуха через двигатель и CAC. Примерные операции продувки могут использоваться для CAC с переменным объемом (такого как показанный на фиг. 3A-B) или CAC с постоянным объемом (такого как показанный на фиг. 1) описаны в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 7-8.
Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что варианты осуществления по фиг. 2A-B и 3A-B показывают охладитель наддувочного воздуха со створчатым клапаном, в кроме того других вариантах осуществления, охладитель наддувочного воздуха (CAC) может не иметь клапана, присоединенного к нему. В таких вариантах осуществления, чтобы дать возможность продувки конденсата при событии замедления, воздушный впускной дроссель может открываться (вместо закрывания) для увеличения потока воздуха через CAC. Дополнительно, воздушный впускной дроссель может временно открываться с сопутствующим временным переключением с понижением передачи трансмиссии (таким как переключение с понижением передачи, используемое в режимах буксировки для увеличения торможения двигателем). Например, передача трансмиссии может переключаться с понижением передачи с третьей передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии. Посредством открывания впускного дросселя и переключения с понижением передачи трансмиссии, массовый расход воздуха через двигатель и CAC может увеличиваться, и получающееся в результате усиление разрежения во впускном коллекторе может преимущественно использоваться при событии замедления, чтобы втягивать и продувать большее количество конденсата из CAC. В одном из примеров, временное открывание впускного дросселя при событии замедления (такого как при DFSO) может выполняться в течение нескольких секунд. По существу, поскольку открывание дросселя и переключение с понижением передачи трансмиссии оказывает влияние на торможение двигателем, система управления транспортного средства может координировать и регулировать тормозные усилия альтернативных тормозов транспортного средства (например, колесных тормозов) для поддержания требуемого темпа замедления. Например, в то время как торможение двигателем временно усиливается, тормозное усилие колес может временно ослабляться. В качестве еще одного примера, в вариантах осуществления, в которых двигатель или привод на ведущие колеса присоединен к электрической машине (например, в транспортном средстве с электрическим гибридным приводом) или любому другому подобному гибридному устройству (гидравлическому или пневматическому), открывание дросселя и переключение с понижением передачи трансмиссии могут координироваться с такими устройствами (например, устройства могли бы работать в режиме поглощения энергии или крутящего момента) для поддержания требуемого темпа замедления при сохранении скорости вращения и массового расхода двигателя высокими (чтобы продолжать продувку конденсата при замедлении). Дополнительные подробности о продувке при DFSO посредством переключения с понижением передачи трансмиссии представлены на фиг. 4 и 6.
В еще одном варианте осуществления, продувка конденсата при DFSO посредством открывания впускного дросселя с сопутствующим временным переключением с понижением передачи трансмиссии, также может выполняться с вариантами осуществления CAC, показанными на фиг. 2A-B и 3A-B. Посредством координации открывания клапана CAC или впускного коллектора с повышенным потоком воздуха из открытого дросселя и повышенным RPM от переключения с понижением передачи трансмиссии, поток воздуха через CAC может дополнительно усиливать продувку конденсата. В одном из примеров, при DFSO и переключения с понижением передачи, клапан CAC может открываться для увеличения потока воздуха через CAC и, тем самым, увеличивать количество конденсата, продуваемого из CAC на впуск двигателя. В еще одном примере, при DFSO и переключении с понижением передачи, клапан впускного коллектора может открываться для увеличения потока воздуха через CAC и обеспечения дополнительной продувки конденсата. Таким образом, совместные увеличение потока воздуха (из-за открывания одного или более клапанов) и разрежение в коллекторе (из-за повышенного RPM) могут предоставлять большему количеству конденсата возможность продуваться из CAC. Конденсат также может продуваться быстрее. Таким образом, комбинирование увеличенного потока воздуха с повышенным разрежением в коллекторе могут повышать эффективность продувки конденсата из CAC при событии DFSO.
В некоторых вариантах осуществления, переключение с понижением передачи трансмиссии может происходить в ответ на скорость транспортного средства. В других вариантах осуществления, переключение с понижением передачи трансмиссии может происходить в ответ на скорость транспортного средства и уровень конденсата в CAC. В одном из примеров, транспортное средство может осуществлять переключение с понижением передачи трансмиссии с первой более высокой передачи на вторую более низкую передачу в ответ на уменьшение скорости транспортного средства при событии замедления. В еще одном примере, при событии замедления, транспортное средство может осуществлять переключение с понижением передачи трансмиссии с первой более высокой передачи на вторую более высокую передачу в ответ на уровень конденсата в CAC выше порогового значения. В некоторых случаях, вторая передача может выбираться на основании уровня конденсата в CAC. Например, вторая передача может быть более низкой передачей (с более высоким передаточным отношением), в то время как уровень конденсата в CAC возрастает. Таким образом, переключение с понижением на передачу с более высоким передаточным отношением может усиливать разрежение в коллекторе, предоставляя большему количеству конденсата возможность продуваться из CAC. Например, переключение с понижением с четвертой передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии может осуществлять продувку большего количества конденсата, чем переключение с понижением с четвертой передачи трансмиссии на третью передачу трансмиссии.
Избирательное переключение с понижением трансмиссии с первой, более высокой передачи на вторую, более низкую передачу при событии замедления может быть основано на первой передаче (то есть, передаче, на которой уже находится трансмиссия в момент времени, когда происходит замедление и запрашивается продувка) и количестве конденсата в CAC. В одном из примеров, переключение с понижением передачи может происходить, только когда первая передача трансмиссии выше пороговой передачи. Переключение с понижением с этой пороговой передачи может соответствовать увеличению скорости вращения двигателя и потока воздуха через CAC, необходимых для продувки данного количества конденсата из CAC. Например, переключение с понижением передачи может происходить, только если трансмиссия уже находится на или выше третьей передачи трансмиссии (например, на третьей передаче или четвертой передаче, или пятой передаче трансмиссии, и т.д.). В этом примере, переключение с понижением передачи с третьей передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии может увеличивать скорость вращения двигателя до первого уровня. Этот первый уровень может усиливать поток воздуха через CAC, чтобы продувался весь конденсат в CAC. Если скорость вращения двигателя не достигает этого уровня вследствие первой передачи, находящейся ниже пороговой передачи, весь конденсат может не продуваться из CAC. Таким образом, увеличение скорости вращения двигателя для продувки некоторого количества конденсата из CAC может определять пороговую передачу для переключения с понижением. В еще одном примере, переключение с понижением передачи может происходить, если разность передач между первой и второй передачей выше, чем пороговая разность. Эти пороговые значения могут быть основаны на низшей возможной передаче при данных конфигурации трансмиссии или уровне конденсата в CAC. Например, если первая передача, на которой уже находится трансмиссия, является первой передачей трансмиссии, более низкая передача может не иметься в распоряжении, и переключение с понижением передачи может не быть возможным. В этом случае, пороговая передача может быть первой передачей трансмиссии. Однако, если первая передача, на которой находится трансмиссия, является третьей передачей трансмиссии, более низкая передача может иметься в распоряжении, и переключение с понижением передачи может быть возможным. В этом случае, пороговая передача может быть второй передачей трансмиссии, и переключению с понижением передачи дается возможность, так как трансмиссия уже находится на передаче, которая выше второй передачи трансмиссии.
В еще одном примере, переключение с четвертой передачи трансмиссии на вторую передачу трансмиссии может осуществлять продувку конденсата в CAC. Однако переключение со второй передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии может не быть достаточным для продувки конденсата, если уровень конденсата в CAC высок. В этом случае, пороговая передача может быть второй передачей трансмиссии, а пороговая разность может быть двумя передачами трансмиссии. То есть, трансмиссии может быть необходимо переключаться с понижением передачи по меньшей мере на 2 передачи, чтобы давать возможность достаточной продувки. Таким образом, пороговая передача и/или пороговая разность (в передачах), требуемые для предоставления возможности переключения с понижением передачи, могут увеличиваться по мере того, как возрастает уровень конденсата в CAC.
Таким образом, система управления транспортного средства может избирательно переключать с понижением передачи трансмиссию с первой, более высокой передачи на вторую, более низкую передачу для увеличения скорости вращения двигателя и усиления потока воздуха двигателя для продувки конденсата из CAC. Посредством сопутствующего увеличения открывания впускного дросселя, поток воздуха через CAC может дополнительно увеличиваться, усиливая продувку конденсата. Величина открывания впускного дросселя может быть основана на величине переключения с понижением передачи (например, разности между первой и второй передачами переключения с понижением передачи) и количестве конденсата в CAC. Например, при большем переключении с понижением передачи (например, перехода с четвертой передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии), дроссель может открываться на меньшую величину, чтобы содействовать продувке. В качестве альтернативы, при меньшем переключении с понижением передачи (например, перехода со второй передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии), дроссель может открываться на большую величину, чтобы содействовать продувке. Таким образом, если уровень конденсата в CAC требует большего переключения с понижением передачи, но разность передач между первой и второй передачами не выше, чем пороговая разность, продувка конденсата по-прежнему может осуществляться посредством использования большего открывания дросселя. Например, транспортное средство может находиться на второй передаче трансмиссии наряду с тем, что пороговая разность (основанная на уровне конденсата) имеет значение двух передач трансмиссии. Продувка может продолжаться посредством открывания дросселя (возможно полностью) и переключения с понижением передачи со второй передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии. В некоторых случаях, это может предоставлять сходному количеству конденсата возможность продуваться, как во время большего переключения с понижением передачи и меньшего открывания дросселя. В других случаях, может продуваться меньшее количество конденсата, чем количество в CAC. Однако меньшая величина продувки конденсата может быть достаточной для снижения уровней конденсата в CAC до безопасного уровня (меньшей вероятности пропусков зажигания в двигателе).
Следует принимать во внимание, что процедуры продувки, описанные в материалах настоящего описания, дают конденсату возможность продуваться из различных вариантов осуществления CAC на впуск двигателя при событии замедления. Таковые могут включать в себя CAC с переменным объемом (такой как описанные на фиг. 2A-B и 3A-B), а также другие традиционные варианты осуществления CAC, такие как CAC с постоянным объемом, как описанный на фиг. 1.
Далее, с обращением к фиг. 4, показан примерный способ 400 продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха на впуск двигателя. Посредством своевременной продувки при событиях замедления, когда двигатель не снабжается топливом, события пропусков зажигания, происходящие от засасывания воды, могут уменьшаться.
На этапе 402, способ включает в себя этап, на котором оценивают и/или измеряют условия работы двигателя. Таковые, например, могут включать в себя скорость вращения двигателя, MAP, MAF, BP, температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора, условия окружающей среды (температуру, влажность, и т.д.), условия охладителя наддувочного воздуха (температуру на впуске, температуру на выпуске, давление на впуске, давление на выпуске, расход через охладитель, и т.д.), EGR, требование крутящего момента, и т.д.
На этапе 404 определяют уровень конденсата в CAC. Это может включать в себя этапы, на которых извлекают такие подробности как температура окружающего воздуха, влажность окружающего воздуха, температура наддувочного воздуха на впуске и выпуске, давление наддувочного воздуха на впуске и выпуске, и массовый расход, с множества датчиков и определяют количество конденсата, образованного в CAC, на основании извлеченных данных. В одном из примеров, на этапе 406, и как дополнительно конкретизировано в модели по фиг. 5, скорость образования конденсата внутри CAC может быть основана на температуре окружающей среды, температуре на выпуске CAC, массовом расходе, EGR и влажности. В еще одном примере, на этапе 408, значение образования конденсата может отображаться в температуру на выпуске CAC и отношение давления в CAC к давлению окружающей среды. В альтернативном примере, значение образования конденсата может отображаться в температуру на выпуске CAC и нагрузку двигателя. Нагрузка двигателя может быть функцией массы воздуха, крутящего момента, положения педали акселератора и положения дросселя, и таким образом, может давать показание скорости потока воздуха через CAC. Например, умеренная нагрузка двигателя, объединенная с относительно холодной температурой на выпуске CAC, может служить признаком высокого значения образования конденсата вследствие поверхностей охлаждения CAC и относительно низкой скорости потока всасываемого воздуха. Отображение, кроме того, может включать в себя модификатор для температуры окружающей среды.
На этапе 410, способ включает в себя этап, на котором определяют, находится ли уровень конденсата в CAC выше, чем пороговое значение. По существу, пороговое значение может соответствовать количеству конденсата, выше которого требуется продувка конденсата, чтобы уменьшать пропуски зажигания, являющиеся результатом медленной скорости сгорания в двигателе, вызванной засасыванием воды. Если уровень конденсата не выше порогового значения, по способу переходят на этап 412, при этом цикл очистки (или процедура продувки конденсата) не инициируется. На этапе 426, по способу определяют, есть ли событие замедления двигателя. Если события замедления нет, способ заканчивается. Однако, в ответ на событие замедления двигателя способ включает в себя этап 428, на котором прекращают впрыск топлива в цилиндры двигателя, определяют, на какую передачу следует переключаться, на основании замедления транспортного средства и закрывают дроссель. Закрывание дросселя при событии замедления (DFSO) уменьшает уровни насыщения кислородом в каталитическом нейтрализаторе и уменьшает охлаждение каталитического нейтрализатора. Таким образом, когда конденсат не продувается из CAC при событии DFSO, дроссель может закрываться.
По подтверждению, что уровни конденсата достаточно высоки, чтобы делать необходимой продувку, на этапе 414, способ включает в себя этап, на котором подтверждают, есть ли событие замедления двигателя. В одном из примеров, событие замедление двигателя может включать в себя отпускание педали акселератора (то есть, когда водитель отпустил педаль акселератора и запросил уменьшение крутящего момента). Если событие замедления двигателя подтверждено, то, на этапе 416, способ включает в себя этапы, на которых прекращают впрыск топлива в цилиндры двигателя и вращают двигателя без снабжения топливом. В материалах настоящего описания, двигатель может продолжать вращаться посредством колес транспортного средства. Таким образом, событие замедления включает в себя событие DFSO вслед за отпусканием педали акселератора.
На этапе 418, способ включает в себя этап, на котором определяют, может ли конденсат продуваться из CAC посредством переключения на более низкую передачу. Возможность осуществлять продувку посредством переключения с понижением на более низкую передачу может быть основана на текущей передаче трансмиссии и уровне конденсата в CAC. Если первая передача не выше, чем пороговая передача, или разность между первой и второй передачей не выше, чем пороговая разность, продувка посредством переключения на более низкую передачу может не быть возможной. Способ определения этого представлен на фиг. 6. На этапе 422, в ответ на событие замедления двигателя и невозможность осуществлять продувку посредством переключения на более низкую передачу (например, если трансмиссия уже находится на передаче, которая ниже, чем пороговая передача), доставку конденсата из CAC на впуск двигателя инициируют увеличением потока воздуха через CAC (и двигатель). В частности, поток воздуха увеличивают при дезактивации впрыска топлива в цилиндр двигателя при вращении двигателя, и при по-прежнему активных клапанах цилиндра. Одновременно, поддерживается передача трансмиссии.
В качестве одного из примеров, это может включать в себя этап, на котором открывают клапан или заслонку, присоединенные к охладителю наддувочного воздуха (в материалах настоящего описания также указываемых ссылкой как клапан CAC), к тому же, при открывании впускного дросселя для выпускания конденсата из CAC во впускной коллектор двигателя. В качестве еще одного примера, клапан или заслонка, присоединенные в трубопроводе между выпуском (или впуском) охладителя наддувочного воздуха и впускным коллектором двигателя (в материалах настоящего описания также указываемым ссылкой как клапан впускного коллектора) может открываться, к тому же, при открывании впускного дросселя, чтобы выпускать конденсат из CAC во впускной коллектор двигателя. В любом случае, посредством открывания клапана, разрежение во впускном коллекторе, образованное вращающимся двигателем, может использоваться для втягивания конденсата из CAC в двигатель по впускному коллектору.
В еще одном другом примере, увеличение потока воздуха в двигатель и CAC включает в себя этап, на котором открывают воздушный впускной дроссель (такой как в вариантах осуществления CAC, который не имеет переменного объема), или увеличивают открывание воздушного впускного дросселя, чтобы увеличивать массовый расход воздуха через CAC и двигатель, тем самым, содействуя продувке конденсата во впускной коллектор. Как указано ссылкой в материалах настоящего описания, воздушный впускной дроссель может указывать ссылкой на впускной дроссель, расположенный во впускном коллекторе ниже по потоку от компрессора (такой как впускной дроссель 21 по фиг. 1). Посредством увеличения потока воздуха в двигатель, может поддерживаться вращение двигателя, разрежение во впускном коллекторе может усиливаться, и большее количество конденсата может продуваться при замедлении.
В одном из примеров, воздушный впускной дроссель может сохраняться в открытом положении (например, полностью открытом положении) при продувке. В еще одном примере, открывание дросселя и увеличение потока воздуха дополнительно регулируют в ответ на количество конденсата, накопленного в CAC. Например, открывание впускного дросселя может увеличиваться по мере того, как количество конденсата в CAC превышает пороговый уровень. В дополнение, увеличение потока воздуха может продолжаться в течение некоторой продолжительности времени до тех пор, пока количество конденсата в CAC не будет ниже порогового количества. В дополнительном примере, открывание дросселя может регулироваться при продувке на основании скорости вращения двигателя для поддержания порогового количества разрежения на впуске для продувки. Таким образом, по мере того, как скорость вращения двигателя уменьшается при событии замедления, открывание впускного дросселя может (дополнительно) увеличиваться для поддержания порогового разрежения. По существу, как только скорость вращения двигателя падает ниже порогового значения, ниже которого дальнейшие регулировки дросселя могут не поддерживать разрежение во впускном коллекторе, регулирования дросселя и дальнейшая продувка конденсата может прекращаться.
В кроме того дополнительных вариантах осуществления, впускной дроссель может открываться при событии замедления в ответ на уровень конденсата CAC выше, чем пороговый уровень наряду с тем, что клапан CAC или клапан впускного коллектора поддерживается закрытым в течение некоторой продолжительности времени. Например, для очистки конденсата при замедлении, клапан CAC может закрываться для уменьшения объема CAC, а открывание впускного дросселя может увеличиваться для усиления потока воздуха через двигатель и CAC, тем самым, давая возможность продувки меньшего объема CAC. Затем, как только меньший объем был продут в достаточной мере с впускным дросселем, поддерживаемым открытым, клапан CAC может открываться, так что может полностью очищаться (больший объем) CAC.
В качестве еще одного другого примера, для очистки конденсата при замедлении, клапан впускного коллектора может закрываться для уменьшения объема трубопровода, присоединенного между CAC и впускным коллектором. При работе таким образом, объем продувки в CAC уменьшается, а скорость потока воздуха через трубопровод увеличивается. Одновременно, открывание впускного дросселя может увеличиваться для продувки меньшего объема. Затем, как только меньший объем был продут в достаточной мере, впускной коллектор может открываться, так что CAC может полностью очищаться.
Таким образом, при увеличении открывания впускного дросселя, клапан, присоединенный к охладителю наддувочного воздуха (клапан CAC или клапан впускного коллектора), может поддерживаться закрытым для уменьшения объема продувки охладителя наддувочного воздуха. Затем, после продувки уменьшенного объема охладителя наддувочного воздуха, клапан может открываться.
Возвращаясь на этап 418, если конденсат может продуваться посредством переключения на более низкую передачу (например, если трансмиссия уже находится на передаче, которая выше, чем пороговая передача), по способу переходят на этап 420. В материалах настоящего описания, по способу переключают с понижением передачу трансмиссии (например, с третьей передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии), чтобы увеличивать RPM и начинать продувку конденсата из CAC. Посредством увеличения RPM двигателя при событии DFSO, конденсат может вытягиваться из охладителя наддувочного воздуха и в двигатель, не вызывая событий пропусков зажигания. Разрежение во впускном коллекторе, образованное вращающимся двигателем, может увеличиваться при более высоком RPM и использоваться для втягивания большего количества конденсата из CAC в двигатель по впускному коллектору. По способу на этапе 420 открывают дроссель для увеличения потока воздуха через охладитель наддувочного воздуха, чтобы содействовать продувке. Посредством открывания впускного дросселя и переключения с понижением передачи трансмиссии, массовый расход воздуха через двигатель и CAC может временно увеличиваться при событии замедления, чтобы втягивать и продувать большее количество конденсата из CAC.
В одном из примеров, временное открывание впускного дросселя при событии замедления (такого как при DFSO) может выполняться в течение нескольких секунд. По существу, поскольку открывание дросселя и переключение с понижением передачи трансмиссии оказывает влияние на торможение двигателем, система управления транспортного средства может координировать и регулировать тормозные усилия альтернативных тормозов транспортного средства (например, колесных тормозов) для поддержания требуемого темпа замедления. По существу, при процедуре продувки CAC, которая происходит при замедлении с перекрытым топливом, когда впускной дроссель открывается для увеличения массового расхода воздуха, транспортное средство может не получать достаточного торможения двигателем, а потому, может быть необходимо, чтобы альтернативные тормозные усилия поддерживали требуемый темп замедления, типично присутствующий, когда есть торможение двигателем с закрытым дросселем. Например, в вариантах осуществления, в которых двигатель или привод на ведущие колеса присоединен к электрической машине (например, в транспортном средстве с электрическим гибридным приводом) или любому другому подобному гибридному устройству (гидравлическому или пневматическому), открывание дросселя и переключение с понижением передачи трансмиссии могут координироваться с такими устройствами (например, устройства могли бы работать в режиме поглощения энергии или крутящего момента) для поддержания требуемого темпа замедления при сохранении скорости вращения и массового расхода двигателя высокими (чтобы продолжать продувку конденсата при замедлении). Например, может увеличиваться колесный тормозной момент или тормозной момент электродвигателя. После того, как завершена продувка, уровень конденсата обновляется, а процедура заканчивается. Дополнительные подробности о продувке конденсата при DFSO посредством переключения с понижением передачи представлены на фиг. 6.
Возвращаясь на этап 414, если событие замедления двигателя не подтверждено, по способу переходят на этап 424, чтобы продувать конденсат при разгоне или установившихся условиях. Процедура очистки во время этих условий может включать в себя этап, на котором управляют открыванием дросселя и потоком воздуха двигателя при регулировании исполнительных механизмов двигателя для поддержания крутящего момента.
По существу, посредством подачи конденсата из охладителя наддувочного воздуха в двигатель при событии замедления, большая величина разрежения во впускном коллекторе, образованная от торможения двигателем, может преимущественно использоваться для втягивания конденсата в двигатель. Кроме того, посредством подачи конденсата в двигатель в условиях, когда сгорание в цилиндре не происходит, конденсат может проходить через систему двигателя, не ухудшая стабильность сгорания. Кроме того еще, поскольку вероятность обедненного сгорания или пропусков зажигания, обусловленных засасыванием воды, уменьшается посредством продувания конденсата, в то время как сгорание не происходит, сопутствующие регулировки приводных механизмов двигателя для управления пропусками зажигания могут не требоваться. По существу, это может давать большему количеству конденсата возможность продуваться в двигатель. В одном из примеров, большее количество конденсата может продуваться за цикл при событии замедления (например, при отпускании педали акселератора) по сравнению с количеством конденсата, продуваемого за цикл при событии разгона (например, при нажатии на педаль акселератора).
Таким образом, при замедлении двигателя с дезактивированным впрыском топлива в цилиндр двигателя, поток воздуха через охладитель наддувочного воздуха может увеличиваться на основании количества конденсата, накопленного в охладителе наддувочного воздуха. Посредством усиления потока воздуха через двигатель при замедлении, когда количество конденсата, накопленного в охладителе наддувочного воздуха, является более высоким, большое количество конденсата может преимущественно втягиваться во впускной коллектор в условиях цилиндра без сгорания, давая продувке возможность выполняться с уменьшенным риском пропусков зажигания. В сравнении, при замедлении, когда количество конденсата, накопленного в охладителе наддувочного воздуха, является низким, поток воздуха через двигатель может уменьшаться.
Фиг. 5 иллюстрирует способ 500 оценки количества конденсата, накопленного внутри CAC. На основании количества конденсата в CAC относительно порогового значения, могут инициироваться процедуры продувки конденсата, такие как обсужденные на фиг. 4.
Способ начинается на этапе 502, на котором определяют условия работы двигателя. Таковые могут включать в себя, как конкретизировано ранее на этапе 402, условия окружающей среды, условия CAC (температуры и давления на впуске и выпуске, расход через CAC, и т.д.), массовый расход воздуха, MAP, поток EGR, скорость вращения и нагрузку двигателя, температуру двигателя, наддув, и т.д. Затем, на этапе 504 способа определяют, известна ли влажность окружающей среды. В одном из примеров, влажность окружающей среды может быть известна на основании выходного сигнала датчика влажности, присоединенного к двигателю. В еще одном примере, влажность может логически выводиться по расположенному ниже по потоку датчику UEGO или получаться из информационных источников (например, соединений сети Интернет, навигационной системы транспортного средства, и т.д.) или сигнала датчика дождя/стеклоочистителей. Если влажность не известна (например, если двигатель не включает в себя датчика влажности), влажность может устанавливаться на 100% на этапе 506. Однако, если влажность известна, известное значение влажности, в качестве выдаваемого датчиком влажности, может использоваться в качестве установки влажности на этапе 508.
Температура и влажность окружающей среды могут использоваться для определения точки росы всасываемого воздуха, которая дополнительно может находиться под влиянием количества EGR во всасываемом воздухе (например, EGR может иметь иные влажность и температуру, чем воздух из атмосферы). Разница между точкой росы и температурой на выпуске CAC указывает, будет ли конденсат образовываться внутри охладителя, и массовый расход воздуха может оказывать влияние на то, сколько конденсата фактически накапливается внутри охладителя. На этапе 510, алгоритм может рассчитывать давление насыщенного пара на выпуске CAC в зависимости от температуры и давления на выпуске CAC. Алгоритм затем рассчитывает массу воды при этом давлении насыщенного пара на этапе 512. В заключение, скорость образования конденсата на выпуске CAC определяют на этапе 514 вычитанием массы воды в условиях давления насыщенного пара на выпуске CAC из массы воды в окружающем воздухе. Посредством определения времени между измерениями конденсата на этапе 516 способа 500 определяют количество конденсата внутри CAC после последнего измерения на этапе 518. Текущее количество конденсата в CAC рассчитывают на этапе 522 посредством прибавления значения конденсата, оцененного на этапе 518, к предыдущему значению конденсата, а затем, вычитания всех потерь конденсата после последней процедуры (то есть, количество удаленного конденсата, например, посредством процедур продувки) на этапе 520. Потери конденсата могут предполагаться нулевыми, если температура на выпуске CAC находилась выше точки росы. В качестве альтернативы, на этапе 520, количество удаленного конденсата может моделироваться или определяться опытным путем в зависимости от массы воздуха и интегрироваться по каждому циклу задачи программного обеспечения (то есть по каждому выполнению процедуры 500).
По существу, способ по фиг. 5 может использоваться контроллером для процедуры по фиг. 4, чтобы использовать способ моделирования для оценки количества конденсата в CAC. В альтернативном варианте осуществления, система управления двигателем может использовать способ отображения для отображения количества конденсата в CAC в температуру на впуске/выпуске CAC, влажность окружающей среды и нагрузку двигателя. Например, значения могут отображаться и сохраняться в справочной таблице, которая извлекается контроллером в процедуре по фиг. 4 (на этапе 408) и обновляется после этого.
Далее, с обращением к фиг. 6, показан примерный способ 600 продувки конденсата из CAC на впуск двигателя при событии замедления посредством переключения с понижением трансмиссии с первой, более высокой передачи на вторую, более низкую передачу. Посредством переключения с понижением передачи трансмиссии, открывания воздушного впускного дросселя и, возможно, открывания клапана CAC или клапана впускного коллектора, большое количество конденсата может продуваться из CAC.
На этапе 602, способ включает в себя этап, на котором оценивают и/или измеряют условия работы двигателя. Таковые, например, могут включать в себя скорость вращения двигателя, MAP, MAF, BP, температуру двигателя, температуру каталитического нейтрализатора, условия окружающей среды (температуру, влажность, и т.д.), условия CAC (температуру на впуске, температуру на выпуске, давление на впуске, давление на выпуске, расход через охладитель, и т.д.), EGR, требование крутящего момента, условия трансмиссии (текущую передачу трансмиссии, наличие торможения двигателем, и т.д.), и т.д.
На этапе 603 способа определяют требуемое переключение с понижением передачи на основании уровня конденсата в CAC. Это может включать в себя определение пороговой передачи для первой, более высокой передачи. Более точно, первой передаче может быть необходимым быть на или выше пороговой передачи для продувки некоторого количества конденсата. Способ на этапе 603 также может включать в себя этап, на котором определяют пороговую разность между первой и второй передачей. Более точно, разность между первой и второй передачей может быть необходимым быть на или выше, чем пороговая разность для продувки некоторого количества конденсата. Таким образом, эти пороговые значения могут быть основаны на количестве конденсата в CAC. Например, если есть большое количество конденсата в CAC, может требоваться большее переключение с понижением передачи (или более высокая пороговая разность между первой и второй передачей). Это большее переключение с понижением передачи может включать в себя пропускание передач (например, переход с третьей на первую передачу). В еще одном примере, меньшее количество конденсата в CAC может требовать меньшее переключение с понижением передачи (например, переключение с понижением передачи со второй на первую передачу трансмиссии). По существу, способ может включать в себя пропускание передач в большей или меньшей степени в ответ на количество конденсата в CAC.
На этапе 604 способа определяют, возможно ли требуемое переключение с понижением передачи, определенное на этапе 603. Например, если транспортное средство находится на третьей передаче трансмиссии, и пороговая разность имеет значение двух передач трансмиссии, способ может переходить на этап 606. Однако если транспортное средство находится на второй передаче трансмиссии, продувка посредством переключения с понижением передачи может не быть возможной. Если требуемое переключение с понижением передачи не возможно, способ продолжается на этапе 608, на котором поддерживают передачу трансмиссии и инициируют продувку конденсата CAC. Подача конденсата из CAC во впускной коллектор двигателя может инициироваться посредством открывания воздушного впускного дросселя и, возможно, открывания клапана CAC или клапана впускного коллектора (как описано выше со ссылкой на этапе 422 способа 400). В других вариантах осуществления, способ на этапе 608 может включать в себя этап, на котором открывают дроссель и переключают с понижением на более низкую передачу, если таковая имеется в распоряжении, даже если требуемые пороговые значение не были удовлетворены на этапе 604. Таким образом, меньшее переключение с понижением передачи все еще может увеличивать разрежение в коллекторе и, наряду с повышенным потоком воздуха из открытого дросселя, продувать конденсат из CAC. Кроме того, открывание дросселя может увеличиваться для компенсации меньшего переключения с понижением передачи.
В качестве альтернативы, на этапе 604, если требуемое переключение с понижением передачи возможно, способ продолжается на этапе 606, на котором подтверждают, есть ли торможение двигателем. Как описано выше, торможение двигателем может использоваться для содействия замедлению транспортного средства при событии замедления. Если требуется торможение двигателем, по способу проверяют, на этапе 610, есть ли более низкая передача, имеющаяся в распоряжении, которая может продолжать обеспечивать требуемое торможение двигателем. Если более низкая передача с торможением двигателем подтверждена, продувку конденсата инициируют переключением с понижением передачи трансмиссии на этапе 612 для увеличения RPM. Так как двигатель вращается быстрее, конденсат втягивается из CAC в двигатель. Впускной дроссель также может открываться на этапе 612, чтобы увеличивать поток воздуха через CAC и повышать количество продуваемого конденсата. Увеличенный поток воздуха в двигатель, в ответ на увеличение открывания дросселя, может ослаблять торможение двигателем. После этого, по способу на этапе 614 регулируют альтернативные тормоза транспортного средства (например, колесные тормоза) для поддержания требуемого уровня торможения. Например, если открывание дросселя ослабляет торможение двигателем до уровня, меньшего, чем требуется, усиление колесных тормозов на пропорциональную величину может предоставлять транспортному средству возможность сохранять прежний уровень торможения. В еще одном примере, в котором двигатель или привод на ведущие колеса присоединен к электрической машине (например, в транспортном средстве с электрическим гибридным приводом) или любому другому подобному гибридному устройству (гидравлическому или пневматическому), устройства могли бы работать в режиме поглощения энергии или крутящего момента для поддержания требуемого темпа замедления при сохранении скорости вращения и массового расхода двигателя высокими (чтобы продолжать продувку конденсата при замедлении).
Затем, на этапе 616 определяют, упал ли уровень конденсата ниже порогового уровня. То есть определяют, был ли CAC продут в достаточной мере. Если да, то на этапе 620 способ включает в себя этап, на котором прекращают продувку конденсата из CAC во впускной коллектор посредством закрывания клапанов, используемых для продувки (клапана CAC и/или клапана впускного коллектора). Подвергнутая переключению с понижением передача трансмиссии и впускной дроссель также могут регулироваться обратно в свои запрошенные положения. После завершения продувки, уровень конденсата в CAC может обновляться. Иначе, если уровень конденсата не упал ниже порогового уровня, по способу продолжают продувку конденсата во впускной коллектор двигателя на этапе 618.
Следует принимать во внимание, что, в дополнительных вариантах осуществления, продувка при событии замедления также может прекращаться в ответ на возобновление топливоснабжения цилиндров двигателя. Например, в ответ на внезапное увеличение требования крутящего момента (например, нажатие педали акселератора или достижение транспортным средством идущего в гору участка), топливоснабжение цилиндра может возобновляться, а продувка при событии DFSO может останавливаться. В одном из примеров, если продувка не была завершена, и водитель транспортного средства нажимает педаль акселератора, дальнейшая продувка может прекращаться. Контроллер может инициировать альтернативную процедуру продувки, чтобы дать возможность завершения продувки конденсата при событии разгона двигателя, как конкретизировано выше. В качестве альтернативы, если скорость вращения двигателя падает ниже пороговой скорости вращения при замедлении (например, вследствие соответствующего падения скорости транспортного средства), так что недостаточное разрежение в коллекторе имеется в распоряжении для продувки конденсата, клапан CAC или клапан впускного коллектора может закрываться, чтобы остановить продувку конденсата. В одном из примеров, если продувка не была завершена, и двигатель провернулся в состояние покоя, дальнейшая продувка может прекращаться. В кроме того дополнительном варианте осуществления, по мере того, как скорость вращения двигателя изменяется (например, уменьшается) при замедлении, открывание впускного дросселя может регулироваться (например, увеличиваться) для поддержания пороговой величины разрежения во впускном коллекторе для работы продувки. Затем, когда регулировки дросселя не могут использоваться для обеспечения порогового разрежения во впускном коллекторе, продувка может останавливаться. В качестве примера, усиление потока воздуха может продолжаться в течение некоторой продолжительности времени до тех пор, пока более раннее количество конденсата в охладителе наддувочного воздуха не будет ниже порогового значения, и возобновляется впрыск топлива в дезактивированный цилиндр. В каждом случае, после остановки продувки, уровень конденсата в CAC может обновляться. В качестве альтернативы, уровень CAC может обновляться по мере того, как происходит продувка. Например, контроллер может характеризовать массу продутой воды в зависимости от массового расхода воздуха. Затем, при каждом выполнении цикла задачи программного обеспечения (процедуры продувки), уровень воды может объединяться с очищенным количеством. Гистерезис может быть добавлен к пороговому значению цикла продувки, так чтобы процедура не осуществляла выход то тех пор, пока не выполнена отвечающая требованиям продувка.
Таким образом, продувка конденсата при событии замедления посредством переключения с понижением трансмиссии с первой, более высокой передачи на вторую более низкую передачу, может продолжать действовать, когда первая передача трансмиссии выше пороговой передачи, и/или когда разность передач между первой и второй передачей выше, чем пороговая разность. В первом примере, уровень конденсата в CAC может быть высоким, требуя большего переключения с понижением передачи. В этом случае, пороговая разность передач может быть установлена на два. Если транспортное средство находится на четвертой передаче трансмиссии, трансмиссия может переключаться с понижением передачи на вторую передачу трансмиссии, чтобы продувать конденсат. В качестве альтернативы, контроллер может переключать с понижением трансмиссию с четвертой передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии, чтобы продувать конденсат с большей скоростью. Однако если транспортное средство находится на второй передаче трансмиссии, требуемое переключение с понижением передачи в две передачи не удовлетворено. Таким образом, продувка посредством переключения с понижением передачи может не быть возможной. Однако контроллер может увеличивать открывание дросселя и переключать с понижением трансмиссию со второй передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии, чтобы продувать меньшее количество конденсата. В еще одном примере, открывание дросселя может увеличиваться при меньшем переключении с понижением передачи, чтобы продувать большее количество конденсата. Таким образом, открывание дросселя и переключение с понижением передачи могут координироваться для усиления разрежения в коллекторе в достаточной мере при замедлении, чтобы продувать конденсат CAC.
Во втором примере, уровень конденсата в CAC может быть более низким (но по-прежнему выше порогового значения для инициации продувки при событии замедления), требуя меньшего переключения с понижением передачи для продувки конденсата. В этом случае, пороговая разность передач может устанавливаться на единицу, и пороговое значение передачи может устанавливаться в первую передачу трансмиссии. Если транспортное средство находится на третьей передаче трансмиссии, контроллер может осуществлять переключение с понижением передачи на вторую передачу трансмиссии, чтобы продувать конденсат. В качестве альтернативы, контроллер может переключать передачу с понижением с третьей передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии для увеличения скорости продувки конденсата. Определение, на какую передачу переключаться, может зависеть от других условий работы двигателя, таких как темп замедления транспортного средства и требования к торможению двигателем. Например, если необходимо усиленное торможение двигателем, контроллер может осуществлять переключение с понижением с третьей передачи трансмиссии на первую передачу трансмиссии, чтобы усиливать торможение двигателем и продувку конденсата. Возвращаясь ко второму примеру, если транспортное средство напротив находится на первой передаче трансмиссии, конденсат может не продуваться посредством переключения с понижением передачи. Поскольку транспортное средство находится на первой передаче трансмиссии, более низкой передачи нет в распоряжении. Таким образом, переключение с понижением передачи не является возможным, и продувка конденсата может инициироваться посредством открывания дросселя.
Далее, с обращением к фиг. 7, график 700 показывает примерную операцию продувки конденсата при событиях разгона и замедления. Более точно, график 700 показывает изменение положения педали (PP), указывающее требование крутящего момента водителя на графике 702, соответствующее изменение скорости транспортного средства показано на графике 704, и соответствующее изменение скорости вращения двигателя (Ne или RPM) показано на графике 706. График 707 изображает изменение массы топлива двигателя. Изменение передачи трансмиссии показано на графике 714, где 4 - высшая имеющаяся в распоряжении передача, а 1 - низшая имеющаяся в распоряжении передача. Кроме того, изменения в отношении уровня конденсата в CAC показаны на графике 708, изменения в отношении положения воздушного впускного дросселя показаны на графике 710, а изменения в отношении положения клапана CAC у CAC показаны на графике 712. Несмотря на то, что график 712 изображенного примера показан со ссылкой на клапан CAC, такой как клапан по фиг. 2A-B, в альтернативном варианте осуществления, те же самые регулировки могут выполняться со ссылкой на клапан впускного коллектора, такой как клапан по фиг. 3A-B. Кроме того, те же самые операции могут выполняться в вариантах осуществления CAC, не включающих в себя клапан для изменения объема CAC.
До t1, водитель транспортного средства мог нажимать педаль акселератора, чтобы запрашивать крутящий момент и скорость транспортного средства (график 706). Соответственно, положение педали может быть более высоким, чем пороговое значение (график 702), и скорость вращения двигателя может повышаться, чтобы выдавать требуемый крутящий момент (график 704) и требуемую скорость транспортного средства. Дополнительно, транспортное средство может находиться на передаче 3 трансмиссии (714). В это время, в ответ на нагрузку двигателя, большую, чем пороговое значение, клапан CAC может открываться, чтобы предоставлять воздуху возможность протекать через CAC. Однако, даже с открытым клапаном CAC, уровень конденсата может быть постепенно возрастающим (график 708), и незадолго до t1, уровень конденсата может возрастать выше порогового уровня 709, показывая необходимость продувки конденсата CAC.
В t1, может происходить событие отпускания педали акселератора, как указано понижением положения педали. В ответ на отпускание педали акселератора, открывание впускного воздушного дросселя сначала может уменьшаться (или закрываться) для уменьшения потока воздуха через двигатель. Скорость вращения двигателя может отслеживать скорость транспортного средства. В ответ на падение нагрузки двигателя, клапан CAC может закрываться для уменьшения потока воздуха через CAC. В t2, транспортное средство может начинать замедление. В ответ на уменьшенное требование крутящего момента при замедлении, впрыск топлива в цилиндры двигателя может прекращаться. То есть, может выполняться операция прекращения подачи топлива при замедлении (DFSO). Вследствие события DFSO масса топлива двигателя может уменьшаться (708). К тому же, в результате события DFSO, может даваться возможность торможения двигателем.
По существу, в ответ на событие замедления, поток всасываемого воздуха может понижаться и поддерживаться на пониженном уровне до тех пор, пока увеличенный крутящий момент по существу не требуется водителем транспортного средства (например, вследствие нажатия педали акселератора вслед за событием замедления). Однако, в настоящем примере, в ответ на уровень конденсата выше, чем пороговое значение, при событии DFSO, в t2, конденсат может продуваться из CAC. В этом примере, транспортное средство находится на передаче 1 трансмиссии в t2 (714). Таким образом, поскольку более низкой передачи нет в распоряжении, продувка конденсата может инициироваться посредством увеличения потока воздуха через CAC. Открывание впускного дросселя может увеличиваться (например, дроссель может полностью открываться), в то время как клапан CAC закрыт, чтобы давать возможность продувки конденсата из CAC на впуск двигателя. В частности, посредством закрывания клапана CAC, объем CAC уменьшается наряду с тем, что одновременно, посредством открывания впускного дросселя, увеличивается поток воздуха через двигатель и CAC. Это предоставляет конденсату, накопленному в меньшем объеме CAC, возможность быстро продуваться между t2 и t3 (например, за пару секунд). В t3, как только продувка меньшего объема CAC завершена, клапан CAC может открываться наряду с тем, что впускной дроссель поддерживается открытым, чтобы предоставлять оставшейся части CAC возможность продуваться при событии DFSO. В t4, продувка CAC может считаться завершенной в ответ на уровень конденсата ниже порогового уровня. В ответ на завершение продувки наряду с тем, что по-прежнему присутствуют условия замедления, впускной дроссель может закрываться для уменьшения потока воздуха. В дополнение, клапан CAC может закрываться, чтобы уменьшать поток воздуха через CAC, в условиях низкой нагрузки.
Таким образом, при событии замедления, клапан CAC может открываться и закрываться, причем открывание и закрывание клапана CAC основано по меньшей мере на количестве конденсата в охладителе наддувочного воздуха (и не зависит от нагрузки двигателя). В дополнение, поскольку продувка возникает, в то время как не происходит сгорание в цилиндрах, сопутствующие регулировки исполнительных механизмов двигателя, требуемые для управления пропусками зажигания, не требуются. Например, установка момента зажигания может сохраняться. Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что пример на изображенной фигуре показывает дроссель, поддерживаемый открытым между t2 и t4, в альтернативных вариантах осуществления, открывание дросселя может динамически регулироваться между t2 и t4 на основании изменения скорости вращения двигателя для поддержания величины разрежения во впускном коллекторе для достаточной продувки конденсата из CAC на впуск двигателя.
В t5, водитель транспортного средства может нажимать педаль акселератора, как указано резким увеличением положения педали. В ответ на нажатие педали акселератора, впускной дроссель может открываться, чтобы обеспечивать требуемый поток воздуха и удовлетворять требование крутящего момента. В дополнение, могут возрастать скорость вращения двигателя, скорость транспортного средства и передача трансмиссии. По существу, при событии замедления, открывание и закрывание клапана CAC основано на нагрузке двигателя. Поэтому, в ответ на условие высокой нагрузки при нажатии педали акселератора, клапан CAC может открываться повторно. В то время как клапан открыт, увеличенный поток воздуха от нажатия педали акселератора может преимущественно использоваться для продувки по меньшей мере некоторой части конденсата из CAC (или уменьшения накопления конденсата в CAC), даже если уровни конденсата в CAC не достаточно высоки, чтобы нуждаться в процедуре активной продувки.
Второе более позднее нажатие педали акселератора, происходящее после того, как истекло время, показано в t6. В материалах настоящего описания, во время второго более позднего нажатия педали акселератора, уровни конденсата в CAC могут быть достаточно высокими, и может запрашиваться процедура активной продувки. В материалах настоящего описания, в ответ на нажатие педали акселератора, открывание впускного дросселя может увеличиваться для обеспечения увеличенного потока воздуха. Увеличенный поток воздуха затем может преимущественно использоваться для продувки конденсата из CAC на впуск. В частности, клапан CAC может открываться, в то время как открыт дроссель, чтобы быстро продувать накопленный конденсат. В дополнение, один или более рабочих параметров двигателя (не показаны) могут регулироваться для поддержания требуемого крутящего момента. Например, в то время как конденсат продувается на впуск при нажатии педали акселератора, установка момента зажигания может подвергаться опережению, или может ограничиваться величина запаздывания. В одном из примеров, контроллер может дозировать количество засасываемой воды, ограничивая или профилируя характеристику кривой введенной массы воздуха. Регулирование установки момента зажигания затем может использоваться для поддержания временных характеристик сгорания (например, чтобы избегать поздних сгораний).
Второе более позднее отпускание педали акселератора, происходящее после того, как истекло другое время, показано в t7. В материалах настоящего описания, второе более позднее отпускание педали акселератора, уровни конденсата в CAC (708) могут быть ниже порогового уровня 709, так что цикл очистки не инициируется. В ответ на отпускание педали акселератора, раскрыв воздушного впускного дросселя может закрываться. Транспортное средство может начинать замедление в t8 (704), и впрыск топлива в цилиндры двигателя может прекращаться. То есть, может выполняться операция выключения подачи топлива при замедлении (DFSO). Вследствие события DFSO масса топлива двигателя может уменьшаться (708). К тому же, в результате события DFSO, передача трансмиссии может переключаться с понижением с передачи 3 трансмиссии на передачу 2 трансмиссии, и может даваться возможность торможения двигателем.
Таким образом, при первом состоянии, как показано в t6, когда поток всасываемого воздуха является более высоким, чем пороговый поток, конденсат подается из охладителя наддувочного воздуха в двигатель при событии разгона двигателя. Затем, при втором состоянии, как показано в t2, когда разрежение на впуске является более высоким, чем пороговое разрежение, конденсат подается из охладителя наддувочного воздуха в двигатель при событии замедления двигателя. В материалах настоящего описания, при первом состоянии, подается первое, меньшее (суммарное) количество конденсата, а при втором состоянии, второе, большее (суммарное) количество конденсата подается на впуск двигателя. Кроме того, при первом состоянии, топливо впрыскивается в цилиндры двигателя во время подачи конденсата наряду с тем, что, при втором состоянии, топливо не впрыскивается в цилиндры двигателя во время подачи. Кроме того, при первом состоянии, открывание впускного дросселя увеличивается на основании положения педали, чтобы увеличивать поток воздуха, наряду с тем, что, при втором состоянии, открывание впускного дросселя увеличивается на основании уровня конденсата в охладителе наддувочного воздуха, неспособности переключаться на более низкую передачу и скорости вращения двигателя, чтобы усиливать разрежение во впускном коллекторе. Подобным образом, при первом состоянии, открывание клапана, присоединенного к охладителю наддувочного воздуха, основано на нагрузке двигателя, наряду с тем, что, при втором состоянии, открывание клапана, присоединенного к охладителю наддувочного воздуха, основано на уровне конденсата в охладителе наддувочного воздуха. Кроме того еще, при первом состоянии, установка момента искрового зажигания подвергается опережению наряду с тем, что, при втором состоянии, установка момента искрового зажигания сохраняется.
Третье состояние, в котором конденсат продувается из CAC в ответ на событие замедления и способность переключаться на более низкую передачу, показано на фиг. 8. График 800 иллюстрирует пример продувки конденсата из CAC, при событии замедления, посредством переключения с понижением передачи трансмиссии и открывания впускного дросселя для увеличения скорости вращения двигателя (Ne или RPM) и втягивания конденсата во впускной коллектор.
Более точно, график 800 показывает изменение положения педали (PP), указывающее требование крутящего момента водителя на графике 802, соответствующее изменение скорости транспортного средства показано на графике 804, и соответствующее изменение скорости вращения двигателя (Ne или RPM) показано на графике 806. Изменение передачи трансмиссии показано на графике 814, на котором 4 - высшая имеющаяся в распоряжении передача, а 1 - низшая имеющаяся в распоряжении передача. График 807 изображает изменение массы топлива двигателя. Кроме того, изменения в отношении уровня конденсата (CL) в CAC показаны на графике 808, изменения в отношении положения воздушного впускного дросселя показаны на графике 810, а изменения в отношении положения клапана CAC у CAC показаны на графике 812. Несмотря на то, что график 712 изображенного примера показан со ссылкой на клапан CAC, такой как клапан по фиг. 2A-B, в альтернативном варианте осуществления, те же самые регулировки могут выполняться со ссылкой на клапан впускного коллектора, такой как клапан по фиг. 3A-B. В качестве альтернативы, пример 800 может продолжать действовать без регулирования клапана CAC или клапана впускного коллектора, если CAC не оборудован этими клапанами. Кроме того, график 800 показывает изменения торможения двигателем на графике 816 и изменения в отношении альтернативных тормозов транспортного средства (например, колесных тормозов).
Как на фиг. 7, до t11, водитель транспортного средства мог нажимать педаль акселератора, чтобы запрашивать крутящий момент и скорость транспортного средства (график 806). Соответственно, положение педали может быть более высоким, чем пороговое значение (график 802), и скорость вращения двигателя может повышаться, чтобы выдавать требуемый крутящий момент (график 804) и требуемую скорость транспортного средства. Дополнительно, транспортное средство может находиться на передаче 3 трансмиссии (814), не применяя колесных тормозов (818) и не включая торможение двигателем (816). В это время, в ответ на нагрузку двигателя, являющуюся большей, чем пороговое значение, клапан CAC может открываться, чтобы предоставлять воздуху возможность протекать через CAC. Однако, даже с открытым клапаном CAC, уровень конденсата может быть постепенно возрастающим (график 808), и незадолго до t11, уровень конденсата может возрастать выше порогового уровня 809, показывая необходимость продувки конденсата CAC.
В t11, может происходить событие отпускания педали акселератора, как указано понижением положения педали (802). В ответ на отпускание педали акселератора, открывание впускного воздушного дросселя сначала может уменьшаться (или закрываться) для уменьшения потока воздуха через двигатель. Скорость вращения двигателя может отслеживать скорость транспортного средства. В ответ на падение нагрузки двигателя, клапан CAC может закрываться для уменьшения потока воздуха через CAC. В t12, транспортное средство может начинать замедление. В ответ на уменьшенное требование крутящего момента при замедлении, впрыск топлива в цилиндры двигателя может прекращаться. То есть, может выполняться операция прекращения подачи топлива при замедлении (DFSO). Вследствие события DFSO масса топлива двигателя может уменьшаться (график 807). К тому же, в результате события DFSO, может даваться возможность торможения двигателем (816).
По существу, в ответ на событие замедления, поток всасываемого воздуха может понижаться и поддерживаться на пониженном уровне до тех пор, пока увеличенный крутящий момент по существу не требуется водителем транспортного средства (например, вследствие нажатия педали акселератора вслед за событием замедления). Однако, в настоящем примере, в ответ на уровень конденсата выше, чем пороговое значение, при событии DFSO, в t2, конденсат может продуваться из CAC. В этом примере, транспортное средство находится на передаче 3 трансмиссии в t2 (814). В этом примере, пороговая разность для переключения с понижением передачи может быть установлена в единицу, на основании количества конденсата в CAC. Таким образом, поскольку разность между первой (передачей 3 трансмиссии) и второй (передачей 1 трансмиссии) передачей выше, чем пороговая разность, продувка конденсата может инициироваться посредством переключения с передачи 3 трансмиссии на передачу 1 трансмиссии. Таким образом, посредством переключения с более высокой на более низкую передачу трансмиссии, скорость вращения двигателя увеличивается (806), а разрежение в коллекторе возрастает, втягивая конденсат из CAC во впускной коллектор. В некоторых вариантах осуществления, открывание дросселя может увеличиваться, в то время как передача трансмиссии переключается с понижением передачи для дополнительного увеличения потока воздуха через двигатель и CAC, тем самым, повышая эффективность продувки (810). Увеличенное открывание дросселя может ослаблять торможение двигателем. По существу, между t12 и t14 события замедления, когда торможение двигателем используется для замедления транспортного средства, альтернативные тормозные усилия транспортного средства могут регулироваться для поддержания требуемого темпа замедления. Например, система управления транспортного средства может координировать и регулировать тормозные усилия альтернативных тормозов транспортного средства (например, колесных тормозов) для поддержания требуемого темпа замедления. Более точно, как показано на графике 800, тормозное усилие колес может усиливаться (818) в t13, чтобы компенсировать уменьшенное торможение двигателем (816). В альтернативных вариантах осуществления, другие средства поглощения крутящего момента могут использоваться дополнительно или в качестве альтернативы колесным тормозам, чтобы компенсировать уменьшенное торможение двигателем. Например, в вариантах осуществления, в которых двигатель или привод на ведущие колеса присоединен к электрической машине (например, в транспортном средстве с электрическим гибридным приводом) или любому другому подобному гибридному устройству (гидравлическому или пневматическому), устройства могли бы работать в режиме поглощения энергии или крутящего момента для поддержания требуемого темпа замедления при сохранении скорости вращения и массового расхода двигателя высокими (чтобы продолжать продувку конденсата при замедлении).
Несмотря на то, что открывание впускного дросселя увеличивается в t12, клапан CAC может закрываться, чтобы давать возможность продувки конденсата, накопленного в меньшем объеме CAC. В t13, как только продувка меньшего объема CAC завершена, клапан CAC может открываться наряду с тем, что впускной дроссель поддерживается открытым, чтобы предоставлять оставшейся части CAC возможность продуваться при событии DFSO. В t14, продувка CAC может считаться завершенной в ответ на уровень конденсата ниже порогового уровня. В ответ на завершение продувки наряду с тем, что по-прежнему присутствуют условия замедления, впускной дроссель может закрываться для уменьшения потока воздуха. Как результат, колесные тормоза могут ослабляться (818) в t14, поскольку торможение двигателем больше не может ослабляться открыванием дросселя. В дополнение, клапан CAC может закрываться, чтобы уменьшать поток воздуха через CAC, в условиях низкой нагрузки. В t15, водитель транспортного средства может нажимать педаль акселератора, как указано резким увеличением положения педали, и всякое торможение может прекращаться. В ответ на нажатие педали акселератора, впускной дроссель может открываться, чтобы обеспечивать требуемый поток воздуха и удовлетворять требование крутящего момента. В дополнение, могут возрастать скорость вращения двигателя, скорость транспортного средства и передача трансмиссии.
В t16, уровень конденсата в CAC увеличивается выше порогового уровня 809. В t17, может вновь происходить событие отпускания педали акселератора, как указано понижением положения педали (802). В ответ на отпускание педали акселератора, открывание впускного воздушного дросселя сначала может уменьшаться (или закрываться) для уменьшения потока воздуха через двигатель. В t18, транспортное средство может начинать замедление, а впрыск топлива в цилиндры двигателя может выключаться. Вследствие события DFSO масса топлива двигателя может уменьшаться (график 807). К тому же, в результате события DFSO, может даваться возможность торможения двигателем (816).
В этом примере, транспортное средство находится на передаче 2 трансмиссии в t18 (814). Поскольку уровень конденсата выше в t18, чем он был в t12, пороговая разность для переключения с понижением передачи может устанавливаться более высокой, на два (против одного в примере в t12). Таким образом, поскольку разность между первой (2ой) и второй (1ой) передачей ниже, чем пороговая разность, продувка конденсата может инициироваться посредством увеличения открывания дросселя в t18 (810). Даже если разность передач ниже, чем пороговое значение, транспортное средство по-прежнему может осуществлять переключение с понижением с передачи 2 трансмиссии на передачу 1 трансмиссии в t18. Это меньшее переключение с понижением передачи может увеличивать скорость вращения двигателя (806). Однако увеличение меньше, чем пример в t12, во время большего переключения с понижением передачи. Открывание дросселя в t18 может быть большим, чем в t12, чтобы компенсировать меньшее переключение передач и большее количество конденсата. Таким образом, посредством выполнения меньшего переключения передачи при увеличении открывания дросселя до большего уровня, конденсат может продуваться из CAC во впускной коллектор. Вследствие меньшего переключения с понижением передачи, конденсат может продуваться медленнее в t18, чем в t12.
Таким образом, конденсат может подаваться из CAC в двигатель при событии замедления двигателя. При втором состоянии, как показано в t2 на графике 700, продувка конденсата инициируется посредством увеличения потока воздуха через CAC увеличением открывания дросселя. В качестве альтернативы, во время третьего состояния, как показано в t12 на графике 800, продувка конденсата инициируется посредством переключения с понижением передачи трансмиссии и увеличения скорости вращения двигателя (RPM). Открывание дросселя также может увеличиваться для усиления потока воздуха через CAC. Во время третьего состояния (с t12 до t14), скорость вращения двигателя возрастает до более высокого уровня RPM, чем при втором состоянии (с t2 до t4). Это может предоставлять большему (суммарному) количеству конденсата возможность подаваться на впуск двигателя за более короткий период времени. Например, длительность продувки конденсата между t2 и t4 на графике 700 может быть большей, чем длительность продувки конденсата между t12 и t14 на графике 800. Таким образом, продувка конденсата может быть более эффективной при событии замедления, когда переключение с понижением передачи трансмиссии используется вместе с увеличением открывания дросселя.
Таким образом, конденсат, накопленный в CAC, может продуваться на впуск двигателя при событии замедления. Посредством переключения с понижением передачи трансмиссии, наряду с увеличением потока воздуха через впускной коллектор двигателя и CAC при событии замедления, пропуски зажигания, происходящие вследствие засасывания воды в двигатель, и являющиеся результатом медленного сгорания, могут уменьшаться. В частности, посредством втягивания конденсата в условиях, когда цилиндры двигателя не осуществляют сгорание, снижаются пропуски зажигания, а также проблемы, имеющие отношение к ухудшенной стабильности сгорания. Дополнительно, посредством переключения с понижением передачи трансмиссии, эффективность продувки может повышаться наряду с использованием повышенного разрежения в коллекторе. Кроме того, сопутствующие регулировки исполнительных механизмов двигателя, необходимые для управления пропусками зажигания в ином случае, могут не требоваться. По существу, это предоставляет большему количеству конденсата возможность продуваться в двигатель, не увеличивая пропуски зажигания в двигателе.
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 машинно-читаемый 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 относится к способам и системам для продувки конденсата из охладителя наддувочного воздуха. При событии замедления при дезактивации впрыска топлива в цилиндр двигателя, при вращении двигателя и при все еще активных клапанах цилиндра избирательно переключают с понижением передачи трансмиссию с первой, более высокой, передачи на вторую, более низкую, передачу для увеличения скорости вращения двигателя и увеличения потока воздуха двигателя в ответ на уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха для продувки накопленного конденсата на впуск двигателя посредством подачи конденсата. Сокращаются события пропусков зажигания, являющиеся результатом засасывания воды. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.
Формула
при событии замедления при дезактивации впрыска топлива в цилиндр двигателя, при вращении двигателя и при все еще активных клапанах цилиндра избирательно переключают с понижением передачи трансмиссию с первой, более высокой передачи на вторую, более низкую передачу для увеличения скорости вращения двигателя и увеличения потока воздуха двигателя в ответ на уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха.
в ответ на уровень конденсата в охладителе наддувочного воздуха и в условиях, когда топливоснабжение двигателя избирательно дезактивировано, а передача трансмиссии выше пороговой передачи, переключают с понижением передачу трансмиссии для увеличения скорости вращения двигателя и открывают дроссель для увеличения потока воздуха через охладитель наддувочного воздуха.
при первом состоянии, в котором трансмиссия находится на первой передаче трансмиссии, которая выше, чем пороговая передача, доставляют конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор двигателя посредством переключения с понижением передачи трансмиссии на вторую передачу трансмиссии, которая ниже, чем первая передача трансмиссии, и открывания воздушного впускного дросселя; и
при втором состоянии, в котором трансмиссия находится на третьей передаче трансмиссии, которая ниже, чем пороговая передача, доставляют конденсат из охладителя наддувочного воздуха во впускной коллектор двигателя посредством удержания передачи трансмиссии при открывании воздушного впускного дросселя.
Документы, цитированные в отчёте о поиске
Устройство для двигателя внутреннего сгорания с наддувом
