Способ работы двигателя (варианты) и система транспортного средства

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом. Способ работы двигателя заключается в регулировке положения клапана, расположенного внутри канала рециркуляции компрессора двигателя, на основе рециркуляционного расхода через указанный клапан. Рециркуляционный расход определяют на основе разности между общим расходом на впуске и общим расходом двигателя, поступающим в цилиндры двигателя. Общий расход на впуске измеряют ниже по потоку от выпуска канала рециркуляции компрессора и выше по потоку от впуска канала рециркуляции компрессора. Раскрыты вариант способа работы двигателя и система транспортного средства. Технический результат заключается в повышении точности оценки рециркуляционного расхода и в предупреждении помпажа компрессора путем более точного управления рециркуляционным расходом потока. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники

Настоящее раскрытие в целом относится к способам и системам для улучшения управления давлением наддува путем регулировки регулируемого клапана рециркуляции компрессора.

Уровень техники/Раскрытие изобретения

Системы двигателя могут быть выполнены с устройствами наддува, такими как турбонагнетатели или компрессоры наддува, для обеспечения наддувочного воздуха и повышения максимальной мощности на выходе. Использование компрессора позволяет двигателю с меньшим рабочим объемом обеспечивать такую же мощность, как и двигатель с большим рабочим объемом, но при дополнительных преимуществах в экономии топлива. Однако, компрессоры могут быть подвержены помпажу. Помпаж может привести к проблемам с шумом, вибрацией и жесткостью (ШВЖ (NVH)), например, нежелательным шумам из впускной системы двигателя. В экстремальных ситуациях помпаж может послужить причиной повреждения компрессора. Для устранения помпажа компрессора системы двигателя могут содержать бесступенчато-регулируемый клапан рециркуляции компрессора (БРКРК(CCRV)), соединенный с компрессором, для возможности быстрого сброса давления наддува. БРКРК может обеспечивать рециркуляцию сжатого воздуха от выпуска компрессора к впуску компрессора. Например, БРКРК может быть выполнен схожим образом с заслонкой дросселя на впуске, для возможности установки клапана в полностью открытое положение, полностью закрытое положение или промежуточные положения.

На протяжении срока службы двигателя отложения могут накапливаться на корпусе дроссельного клапана и снижать эффективный расход воздуха для данного угла дроссельной заслонки. Согласно одному примеру, авторы настоящего изобретения выявили, что возможно не только скопление отложений, но и возможно уменьшение расхода воздуха, проходящего через клапан, при различных углах дроссельного клапана.

Другие попытки управления БРКРК с целью управления наддувом содержат регулировку перепускной заслонки и/или дросселя на впуске, а не БРКРК в ответ на ухудшение состояния БРКРК. Один из примерных подходов показан у Янковича и др. в патенте США 2014/0260241 А1. В нем ухудшение состояния БРКРК определяется на основе отклика БРКРК на команду изменения положения, где отклик БРКРК измеряется датчиком положения.

Однако авторы изобретения в данном случае выявили, что даже регулировка других приводных механизмов не способна в достаточной степени устранить проблему скопления отложений на корпусе клапана. Дополнительно, даже если положение БРКРК определяется датчиком, скопление отложений все равно может неблагоприятно влиять на управление расходом. Например, возможно точное управление клапаном с его установкой в требуемое положение, и из-за скопления отложений расход для требуемого положения меньше, чем бы он ожидался в противном случае, таким образом, ухудшается общее управление расходом. Кроме того, в связи с тем, что отложения могут постепенно накапливаться на корпусе клапана, БРКРК может все еще оставаться в рабочем состоянии, даже когда отклик БРКРК на команду не точный.

В одном из примеров вышеуказанные недостатки могут быть устранены с помощью способа, содержащего: регулировку положения клапана, расположенного внутри канала рециркуляции компрессора двигателя на основе рециркуляционного расхода, при этом рециркуляционный расход основан на разности между общим расходом на впуске ниже по потоку от выпуска канала рециркуляции компрессора, но выше по потоку от впуска канала, и общим расходом двигателя, поступающим в цилиндры двигателя.

Таким образом, может быть оценен рециркуляционный расход, и помпаж компрессора может быть предотвращен путем точного управления рециркуляционным расходом потока, проходящего через БРКРК. Кроме того, скопление отложений на корпусе клапана может быть оценено на основе оцененного рециркуляционного расхода.

В одном из примеров общий расход на впуске измеряется с помощью датчика массового расхода воздуха, расположенного ниже по потоку от выпуска канала рециркуляции компрессора, но выше по потоку от впуска канала. Рециркуляционный расход потока в канале рециркуляции компрессора может быть оценен на основе разности между измеренным общим расходом и общим расходом двигателя, поступающим в цилиндры двигателя. Общее количество отложений на клапане, расположенном в канале рециркуляции компрессора, может быть оценено на основе рециркуляционного расхода. Положение клапана затем может быть отрегулировано на основе оцененного общего количества отложений.

Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.

Краткое описание чертежей

На ФИГ. 1 представлено схематическое изображение примерной системы двигателя с наддувом.

На ФИГ. 2 продемонстрированы эффекты, вызванные скоплением отложений на дроссельном клапане.

ФИГ. 3 представляет собой высокоуровневую блок-схему примерного способа предотвращения помпажа компрессора.

На ФИГ. 4 показана низкоуровневая функциональная схема примерного способа для регулировки положения БРКРК на основе количества отложений на клапане.

Осуществление изобретения

Приведенное ниже раскрытие касается систем и способов повышения контроля над давлением наддува в системе двигателя с наддувом, такой как система, изображенная на ФИГ. 1. БРКРК, расположенный внутри канала рециркуляции компрессора (РК) используется для регулировки давления наддува. Возможно скопление отложений на БРКРК, которые неблагоприятно влияют на рабочие характеристики клапана. Например, на ФИГ. 2 продемонстрированы эффекты, вызванные скоплением отложений на дроссельном клапане. ФИГ. 3 представляет собой высокоуровневую блок-схему примерного способа предотвращения помпажа компрессора посредством регулировки БРКРК. Положение БРКРК может быть дополнительно отрегулировано на основе количества отложений на корпусе клапана на ФИГ. 4.

ФИГ. 1 содержит схематическое изображение примера системы 100 двигателя с турбонаддувом, содержащей многоцилиндровый двигатель 10 внутреннего сгорания и параллельно работающие турбонагнетатели 120 и 130. В качестве примера, не имеющего ограничительного характера, система 100 двигателя может являться частью силовой установки пассажирского транспортного средства. Система 100 двигателя может получать впускной воздух, поступающий во впуск 141 окружающего воздуха через впускной канал 140, причем впускной воздух может подаваться при температуре окружающей среды. Отработавшие газы могут выходить из системы 100 двигателя в окружающую среду через выходы 171 и 181 выхлопной трубы, расположенные в самом конце выпускных каналов 170 и 180. Поток воздуха, проходящего через систему 100 двигателя, начинается от впуска 141 окружающего воздуха, затем движется через систему двигателя и заканчивается на выходах 171 и 181 выхлопной трубы. Таким образом, выше по потоку от любых компонентов в пределах системы 100 двигателя нет компонентов после впуска 141 окружающего воздуха. Ниже по потоку от любых компонентов в пределах системы 100 двигателя нет каких-либо компонентов после выходов 171 и 181 выхлопной трубы. Впускной канал 140 может содержать воздушный фильтр 156. Система 100 двигателя может являться разветвленной системой двигателя, в которой впускной канал 140 разветвляется ниже по потоку от воздушного фильтра 156 на первый и второй параллельные впускные каналы, каждый из которых содержит компрессор турбонагнетателя. В получившейся конфигурации по крайней мере часть приточного воздуха направляется в компрессор 122 турбонагнетателя 120 по первому параллельному впускному каналу 142, и по крайней мере другая часть приточного воздуха направляется в компрессор 132 турбонагнетателя 130 по второму параллельному впускному каналу 144 впускного канала 140.

Первая часть общего объема приточного воздуха, сжатого компрессором 122, может быть направлена на впускной коллектор 160 по первому параллельному ответвленному впускному каналу 146. Таким образом, впускные каналы 142 и 146 формируют первое комбинированное ответвление впускной системы двигателя. Подобным образом, вторая часть общего объема приточного воздуха может быть сжата компрессором 132 и может быть направлена на впускной коллектор 160 по второму параллельному ответвленному впускному каналу 148. Таким образом, впускные каналы 144 и 148 образуют второе параллельное ответвление системы впуска воздуха двигателя. Как показано на ФИГ. 1, приточный воздух из впускных каналов 146 и 148 может быть воссоединен по общему впускному каналу 149 перед тем, как попасть во впускной коллектор 160, из которого приточный воздух подается в двигатель.

В некоторых примерах впускной коллектор 160 может содержать датчик 182 давления во впускном коллекторе для оценки давления воздуха в коллекторе (ДВК(МАР)) и/или датчик 183 температуры во впускном коллекторе для оценки температуры воздуха в коллекторе (ТВК(МСТ)), каждый из которых связан с контроллером 12. Впускной канал 149 может содержать охладитель 154 воздуха и впускной дроссель 158. Положение впускного дросселя 158 можно регулировать с помощью системы управления посредством привода дросселя (не показан), соединенного с возможностью связи с контроллером 12.

Канал 150 рециркуляции компрессора (РК (CR)) может быть предусмотрен в целях предотвращения помпажа компрессора. Так, чтобы снизить помпаж компрессора путем стравливания наддувочного воздуха из точки выше по потоку от впуска дросселя в точку ниже по потоку от впуска компрессоров, давление наддува может быть быстро понижено, тем самым осуществляя управление наддувом. Поток через канал 150 РК может регулироваться путем регулировки перепускного клапана 152 компрессора, установленного на нем. Например, клапан 152 рециркуляции компрессора может быть выполнен схожим образом с дисковой заслонкой дросселя на впуске, для возможности установки клапана в полностью открытое положение, полностью закрытое положение или промежуточные положения. Следовательно, клапан 152 рециркуляции может именоваться бесступенчато-регулируемым клапаном рециркуляции компрессора или БРКРК. В другом примере БРКРК может быть выполнен в другой конфигурации (например, тюльпанообразный клапан). Следует понимать, что несмотря на то, что на ФИГ. 1 БРКРК изображен в исполнении для двигателя с двойным турбонаддувом и конфигурацией цилиндров V-6, БРКРК может подобным же образом быть применен в других конфигурациях двигателя, таких как I-3, I-4, V-8 и других конфигурациях с одним или несколькими турбонагнетателями. В примерной конфигурации канал РК может быть расположен так, чтобы поток воздуха проходил от места выше по потоку от охладителя 154 воздуха до мести выше по потоку от впускных каналов 142 и 144.

Датчик 196 массового расхода воздуха может находиться в пределах впускного канала 140 ниже по потоку от выпуска канала РК и выше по потоку от первого и второго параллельного впускного канала 142 и 144. Датчик 196 массового расхода воздуха может изменять общий расход на впуске ниже по потоку от выпуска канала РК. Например, впускной воздух поступает во впускной канал 140 через впуск 141 окружающего воздуха и может соединяться с рециркуляционным потоком из канала РК непосредственно в месте выше по потоку от датчика 196 расхода воздуха.

Непосредственно после датчика 196 массового расхода воздуха комбинированный поток разделяется на первый и второй параллельные впускные каналы (142 и 144). Раздельный поток в каждом канале сжимается компрессором 122 или 132 и воссоединяется ниже по потоку от впуска канала 150 РК в общем впускном канале 149. Часть воссоединенного потока может быть направлена в сторону от общего впускного канала 149 через канал 150 РК перед подачей в цилиндры двигателя через впускной дроссель 158.

Двигатель 10 может содержать множество цилиндров 14. Согласно изображенному примеру, двигатель 10 содержит шесть цилиндров с V-образным расположением. В частности, шесть цилиндров расположены в два ряда 13 и 11, по три цилиндра в каждом ряду. В альтернативных примерах двигатель 10 может содержать два или более цилиндров, например 4, 5, 8, 10 или более. В таких вариантах цилиндры могут быть разделены поровну и расположены в альтернативных конфигурациях, таких как V-образно, в один ряд, в виде квадрата. Каждый цилиндр 14 может быть оснащен топливной форсункой 166. В изображенном примере топливная форсунка 166 представляет собой установленную в цилиндре форсунку непосредственного впрыска. Тем не менее, в других примерах топливная форсунка 166 может быть выполнена в виде топливной форсунки распределенного впрыска.

Приточный воздух, подаваемый в каждый цилиндр 14 (в настоящем документе также называемый камерой сгорания 14) по общему впускному каналу 149, может использоваться для сгорания топлива, а продукты сгорания могут далее выводиться через параллельные выпускные каналы, индивидуальные для каждого ряда. Согласно изображенному примеру, первый ряд 13 цилиндров двигателя 10 может выпускать продукты сгорания через первый параллельный выпускной канал 17, и второй ряд 11 цилиндров может выводить продукты сгорания через второй параллельный выпускной канал 19. Каждый из первого и второго выпускных каналов 17 и 19 может также содержать турбину турбонагнетателя. В частности, продукты сгорания, выводимые через выпускной канал 17 могут направляться на газовую турбину 124 турбонагнетателя 120, которая в свою очередь может обеспечивать механический привод для компрессора 122 посредством вала 126 для обеспечения компрессии приточного воздуха. Альтернативно, часть или весь объем отработавших газов, проходящих через выпускной канал 17, можно направлять в обход турбины 124 по перепускному каналу 123 турбины с помощью перепускной заслонки 128. Аналогично, продукты сгорания, выводимые через выпускной канал 19, могут быть направлены через газовую турбину 134 турбонагнетателя 130, которая, в свою очередь, может передавать механическую работу на компрессор 132 посредством вала 136 для обеспечения сжатия приточного воздуха, поступающего по второму ответвлению впускной системы двигателя. Альтернативно, часть или весь объем отработавших газов, проходящих через выпускной канал 19, можно направлять в обход турбины 134 по перепускному каналу 133 турбины с помощью перепускной заслонки 138. Исполнительные механизмы перепускной заслонки могут регулировать давление наддува путем управления расходом отработавших газов, поступающих от соответствующих турбин. Однако, в отличие от приведения в действие клапанов рециркуляции компрессора, воздействие, вызванное задействованием перепускной заслонки, на давление наддува значительно меньше из-за медленной динамики турбонагнетателя.

В некоторых примерах газовые турбины 124 и 134 могут быть выполнены в виде турбин с изменяемыми геометрическими параметрами, в которых положение лопаток (или лопастей) рабочего колеса турбины может изменяться контроллером 12 для регулирования уровня энергии, получаемой от потока отработавших газов и сообщаемой их соответствующему компрессору. Альтернативно, газовые турбины 124 и 134 могут быть выполнены в виде турбин с регулируемым сопловым аппаратом, в которых положение сопла турбины может изменяться контроллером 12 для регулирования уровня энергии, получаемой от потока отработавших газов и сообщаемой их соответствующему компрессору. Например, система управления может быть выполнена с возможностью независимого регулирования положения лопаток или сопла газовых турбин 124 и 134 посредством соответствующих приводов.

Отработавшие газы в первом параллельном выпускном канале 17 могут быть направлены в атмосферу по ответвленному выпускному каналу 170, в то время как отработавшие газы во втором параллельном выпускном канале 19 могут быть направлены в атмосферу по ответвленному выпускному каналу 180. Выпускные каналы 170 и 180 могут содержать одно или более устройств (129 и 127) доочистки, таких как катализатор, и один или более датчиков отработавших газов.

В некоторых вариантах осуществления двигатель 10 может дополнительно предусматривать один или более каналов рециркуляции отработавших газов (РОГ(EGR)) для отвода по крайней мере части отработавших газов из первого и второго параллельного выпускного канала 17 и 19 и/или первого и второго параллельного ответвленного выпускного канала 170 и 180 в места выше по потоку от впускного воздушного дросселя 158. Для этого могут быть предусмотрены контуры РОГ высокого давления для обеспечения РОГ высокого давления (РОГ-ВД(HP-EGR)) и контуры РОГ низкого давления для обеспечения РОГ низкого давления (РОГ-НД(LP-EGR)). Если предусмотрено, РОГ-ВД может быть обеспечена при отсутствии наддува от турбонагнетателе 120, 130, тогда как РОГ-НД может быть обеспечена при наличии наддува от турбонагнетателя и/или при температуре отработавших газов выше порогового значения. Согласно еще другим примерам, как РОГ-ВД, так и РОГ-НД могут обеспечиваться одновременно. Контуры РОГ-ВД (не показано) могут отводить по крайней мере часть отработавших газов из каждого из параллельных ответвленных выпускных каналов 170 и 180, ниже по потоку от газовой турбины 124 и 134, на параллельные ответвленные впускные каналы 146 и 148 или на впускной коллектор 160. Расход РОГ в контурах РОГ-ВД может регулироваться соответствующими клапанами РОГ-ВД и охладителями наддувочного воздуха РОГ-ВД. В одном из вариантов осуществления контуры 197 и 195 РОГ НД могут обеспечивать рециркуляцию, по меньшей мере, некоторого количества отработавших газов от каждого из ответвленных параллельных выпускных каналов 170 и 180, ниже по потоку от турбины 124 и 134 отработавших газов, в первый и второй параллельные впускные каналы 142 и 144, выше по потоку от компрессора и ниже по потоку от выпуска канала РК, как изображено непрерывными линиями на ФИГ. 1. В другом варианте осуществления контуры 197 и 195 РОГ НД могут обеспечивать рециркуляцию, по меньшей мере, некоторого количества отработавших газов во впускной канал 140 в месте выше по потоку от выпуска канала РК, как изображено пунктирными линиями на ФИГ. 1. Каждый из контуров 197 и 195 РОГ-НД может быть снабжен соответствующими клапанами 121 и 119 РОГ-НД для управления расходом отработавших газов в контуре РОГ-НД, а также соответствующими охладителями 113 и 111 наддувочного воздуха для понижения температуры отработавших газов, перенаправляемых на впуск двигателя.

Положение впускного и выпускного клапанов каждого из цилиндров 14 может регулироваться при помощи гидравлических толкателей, соединенных со штангами толкателей клапанов, или при помощи механизма переключения профиля кулачков, в котором используются выступы кулачков. Согласно данному примеру, как минимум впускные клапаны каждого из цилиндров 14 могут регулироваться при помощи кулачкового привода. В частности, система 25 кулачкового привода впускного клапана может содержать один или более кулачков и может использовать изменение фаз кулачкового распределения или подъема впускных и/или выпускных клапанов. В соответствии с альтернативными вариантами осуществления впускными клапанами можно управлять системой электропривода клапанов. Аналогично, выпускными клапанами можно управлять системами кулачкового привода или системой электропривода клапанов.

Системой 100 двигателя можно управлять, по меньшей мере, частично посредством системы 15 управления, содержащей контроллер 12, и действиями водителя автомобиля через устройство ввода (не показано). Система 15 управления принимает данные от нескольких датчиков 16 (различные примеры которых раскрываются в настоящем документе) и посылает сигналы управления на несколько приводов 81. В качестве одного примера, датчики 16 могут содержать датчик влажности, датчик 182 ДВК и датчик 183 ТВК. В некоторых примерах общий впускной канал 149 может содержать датчик 232 давления на входе дросселя (ДВД(TIP)) для оценки давления на входе дросселя, также именуемого давлением наддува, и/или датчик температуры воздуха на входе дросселя для оценки температуры воздуха на входе дросселя (ТВД(ТСТ)). Согласно другим примерам, один или более каналов РОК могут содержать датчики давления, температуры и воздушно-топливного отношения для определения характеристик расхода РОГ. В качестве другого примера, приводы 81 могут содержать топливную форсунку 166, клапаны РОГ-ВД (не показаны), клапаны 121 и 119 РОГ-НД, дроссельный клапан 158, БРКРК 152 и перепускные заслонки 128, 138. Другие приводы, такие как разнообразные дополнительные клапаны и дроссели, могут быть подсоединены к системе 100 двигателя в различных местах. Контроллер 12 может получать входные данные от различных датчиков, обрабатывать входные данные и приводить в действие приводы в ответ на обработанные входные данные на основе инструкции или кода, запрограммированного в нем, в соответствии с одним или более алгоритмами. Контроллер 12 может также содержать электронный носитель для хранения калиброванных значений и алгоритмов.

Что касается ФИГ. 2, на ФИГ. 2 продемонстрировано, что скопление отложений на корпусе дроссельного клапана может уменьшать эффективный расход воздуха, проходящего через клапан. Угол открытия дросселя и соответствующий расход воздуха, проходящего через новый клапан и старый клапан, показаны в 202 и 204 соответственно. Расход воздуха, проходящего через оба клапана, увеличивается с увеличенным открытием дросселя. Однако, по мере устаревания клапана, эффективный расход воздуха, проходящего через старый клапан, уменьшается, когда угол открытия дросселя такой же, как и угол у нового клапана. Уменьшенный эффективный расход может быть вызван скоплением отложений на корпусе клапана. Для достижения такого же эффективного расхода, для более старого клапана может понадобиться увеличение угла открытия. Дополнительно, количество отложений на корпусе старой детали может быть оценено на основе уменьшенного расхода.

Примерные управляющие алгоритмы для управления помпажом компрессора и компенсацией скопления отложения раскрыты на ФИГ. 3-4. Контроллер 12 может определять целевой рециркуляционный расход на основе рабочих условий автомобиля и/или двигателя. Соответствующий угол открытия БРКРК затем может быть вычислен на основе способа калибровки и целевого рециркуляционного расхода. В связи со скоплением отложений на корпусе БРКРК целевой рециркуляционный расход может не достигаться с расчетным углом открытия БРКРК. При таких условиях угол открытия БРКРК может быть скорректирован с помощью корректировки местоположения для увеличения эффективного расхода. Способ калибровки может также обновляться на основе количества отложений.

Что касается ФИГ. 3, алгоритм 300 демонстрирует примерный способ для предотвращения помпажа компрессора. Алгоритм содержит регулировку положения БРКРК на основе требуемого общего расхода двигателя, поступающего в цилиндры двигателя, и соответствующего требуемого расхода компрессора. Если действительный общий расход двигателя не удовлетворяет требованию после регулировки БРКРК, алгоритм дополнительно корректирует положение БРКРК с учетом скопления отложений на корпусе клапана. Следует понимать, что оценка требуемого общего расхода двигателя, поступающего в цилиндры двигателя, и требуемого расхода компрессора может осуществляться во время любых рабочих условий двигателя, включая устойчивые состояния и переходные состояния. Путем непрерывной оценки расхода двигателя, поступающего в цилиндры двигателя, и соответственной регулировки БРКРК для поддержания расхода компрессора на требуемом уровне расхода компрессора или выше, состояние компрессора может поддерживаться за пределами (в частности, справа) границ сильного и слабого помпажа.

На шаге 302 алгоритм 300 содержит оценку и/или измерение условий работы двигателя. Оцениваемые условия могут содержать, например, частоту вращения двигателя (ЧВД(Ne)), требуемый крутящий момент, давление наддува, давление воздуха в коллекторе, температуру двигателя, воздушно-топливное отношение (ВТО), температуру каталитического нейтрализатора отработавших газов, условия окружающей среды (например, барометрическое давление) и т.д.

На шаге 304 алгоритм оценивает требуемый общий расход двигателя, поступающего в цилиндры двигателя (или массовый расход на дросселе впуска двигателя) на основе рабочих условий. Кроме того, требуемый расход компрессора, для того чтобы избежать помпажа, может быть оценен на основе требуемого общего расхода двигателя и границы помпажа компрессора. Таким образом, требуемый расход компрессора может быть расходом компрессора, ограниченным помпажом, то есть основанным на границе сильного помпажа компрессора. На основе требуемого общего расхода двигателя и требуемого расхода компрессора может быть оценен первый рециркуляционный расход. Первый рециркуляционный расход - это требуемый рециркуляционный расход для достижения требуемого общего расхода двигателя. Например, первый рециркуляционный расход может быть оценен на основе разности между требуемым расходом компрессора и требуемым общим расходом двигателя. В другом примере первый рециркуляционный расход может быть оценен на основе требуемого расхода компрессора, требуемого расхода двигателя и расхода РОГ.

На шаге 306 открытие дросселя 158 впуска воздуха может регулироваться на основе оцененного требуемого общего расхода двигателя.

На шаге 308 алгоритм 300 содержит расчет положения БРКРК на основе калибровки БРКРК и первого рециркуляционного расхода, определенного на шаге 304, и регулировку БРКРК с установкой в расчетной положение. Например, калибровка БРКРК может осуществляться с использованием справочной таблицы или уравнения, сохраненного в контроллере 12, причем контроллер может рассчитывать степень открытия БРКРК на основе данного расхода. В другом примере справочная таблица или уравнение, сохраненное в контроллере 12, может быть создано на основе уравнения потока газа, проходящего через отверстие. В другом примере справочная таблица или уравнение, сохраненное в контроллере 12, может быть изменено на основе количества отложений на корпусе клапана.

На шаге 310 может быть определен первый общий расход воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Первый общий расход двигателя может быть действительным общим расходом воздуха двигателя, подаваемого в цилиндры, после регулировки БРКРК на основе калибровки БРКРК на шаге 308. Например, первый общий расход двигателя может быть определен на основе давления в коллекторе и частоты вращения двигателя (частота вращения - плотность (speed density)). В другом примере первый общий расход двигателя может быть определен на основе впускного давления дросселя и частоты вращения (частота вращения - плотность). В еще одном другом примере датчик массового расхода воздуха, в некоторых случаях в сочетании с другими датчиками, может определять первый общий расход двигателя.

На шаге 312 первый общий расход двигателя, поступающий в цилиндры двигателя, может сравниваться с требуемым общим расходом двигателя, оцененном на шаге 304, для определения того, требуется ли дальнейшая регулировка БРКРК. Если первый общий расход двигателя находится в пределах удовлетворительного диапазона в области требуемого общего расхода двигателя, алгоритм 300 переходит к шагу 314, на котором поддерживаются текущие рабочие параметры. Текущие рабочие параметры могут содержать текущую калибровку БРКРК и калибровки для других клапанов, таких как дроссель на впуске и клапаны РОГ. Кроме того, на шаге 314 происходит сброс отметок об ухудшении состояния и не происходит уведомление водителя. Если первый общий расход двигателя находится за пределами удовлетворительного диапазона в области требуемого расхода двигателя, алгоритм 300 переходит к шагу 316, а положение БРКРК дополнительно регулируется на основе диагностики рабочих характеристик БРКРК.

На шаге 316 алгоритм 300 определяет второй общий расход двигателя, поступающий в цилиндры двигателя, и оценивает второй рециркуляционный расход, когда отсутствует расход через впуск или выпуск между частью ниже по потоку от выпуска канала РК и выше по потому впуска канала РК. Второй рециркуляционный расход может быть требуемым рециркуляционным расходом, если допустить, что текущая калибровка БРКРК является точной. Кроме того, общий расход на впуске ниже по потоку от выпуска канала РК, но выше по потоку от впуска канала РК, может быть измерен датчиком массового расхода воздуха. Следует отметить, что, когда отсутствует расход на впуске или выпуске между областью ниже по потоку от выпуска канала РК и выше по потоку от впуска канала РК, общий расход на впуске может быть таким же, как и расход компрессора.

Например, если поток РОГ уже прекращен на шаге 310 или если система 100 двигателя не содержит систему РОГ, то второй общий расход двигателя может быть таким же, как и первый общий расход двигателя, и второй рециркуляционный расход может быть таким же, как и первый рециркуляционный расход.

В другом примере, если поток РОГ не прекращен на шаге 310, то контроллер 12 может сначала остановить поток РОГ (например, уменьшить расход одного или более потоков РОГ высокого давления и низкого давления до нуля) при переходе к 316, если существует поток на впуске или выпуске между областью ниже по потоку от впуска канала РК и выше по потоку от впуска канала РК. В одном из вариантов осуществления, если система РОГ НД обеспечивает рециркуляцию, по меньшей мере, некоторого количества отработавших газов, направляя их в первый и второй параллельные впускные каналы 142 и 144, выше по потоку от компрессора и ниже по потоку выпуска канала РК, контроллер 12 может остановить рециркуляцию РОГ НД. В другом варианте осуществления, если система РОГ НД обеспечивает рециркуляцию, по меньшей мере, некоторого количества отработавших газов во впускной канал 140 в месте выше по потоку от выпуска канала РК, не требуется прекращение потока РОГ НД. В еще одном другом варианте осуществления, если система РОГ ВД обеспечивает рециркуляцию, по меньшей мере, некоторого количества отработавших газов, направляя их в параллельные ответвленные впускные каналы 146 и 148, контроллер может остановить рециркуляцию РОГ ВД. В еще одном другом варианте осуществления, если система РОГ ВД обеспечивает рециркуляцию, по меньшей мере, некоторого количества отработавших газов во впускной коллектор 160 ниже по потоку от впуска канала РК, не требуется прекращение потока РОГ ВД. В этом примере второй общий расход двигателя, поступающий в цилиндры двигателя, может быть определен таким же способом, как было объяснено на шаге 310. Второй рециркуляционный расход может быть оценен на основе второго общего расхода двигателя, поступающего в цилиндры двигателя, расходе РОГ и калибровке БРКРК. После определения второго рециркуляционного расхода и общего расхода на впуске контроллер 12 может сохранять все значения расхода РОГ в конце шага 316.

На шаге 318 действительный рециркуляционный расход может быть рассчитан на основе разности между вторым общим расходом воздуха двигателя, поступающего в цилиндры двигателя, и общим расходом на впуске.

На шаге 320 действительный рециркуляционный расход может сравниваться со вторым рециркуляционным расходом, определенным на шаге 316. Если действительная рециркуляция находится за пределами удовлетворительного диапазона в области второго рециркуляционного расхода, алгоритм 300 переходит к шагу 324. Если действительный рециркуляционный расход находится в пределах удовлетворительного диапазона в области второго рециркуляционного расхода, БРКРК может функционировать надлежащим образом, а неудовлетворительный первый общий расход двигателя на шаге 312 может быть вызван факторами, не относящимися к БРКРК. Например, отложения могут скапливаться на дросселе 158 впуска воздуха и приводить к погрешностям при регулировке расхода с помощью дросселя. Затем, на шаге 322, выполняется регулировка дополнительных рабочих параметров и/или водитель получает уведомление об ухудшении регулировки дросселя, например, на приборной панели автомобиля. Кроме того, может быть задан диагностический код, который считывается через диагностический разъем или другим способом передается системой управления, например, техническому работнику через диагностический инструмент. Возвращаясь к шагу 322, в одном из примеров, дроссель 158 на впуске воздуха может подвергаться повторной калибровке, выполняемой контроллером, для устранения проблем, связанных со скоплением отложений. В другом примере клапан РОГ ВД и перепускная заслонка могут регулироваться контроллером для достижения требуемого расхода двигателя и давления наддува.

На шаге 324 алгоритм 300 определяет, отрегулировано ли положение БРКРК на основе последовательности 400. Если ответ ДА, на шаге 328, отметка ухудшения состояния БРКРК может быть установлена и/или водитель может получить уведомление об ухудшении состояния БРКРК. Кроме того, возможна регулировка дополнительных рабочих параметров. Например, клапан РОГ ВД и перепускная заслонка могут регулироваться для достижения требуемого общего расхода двигателя и давления наддува. Если положение БРКРК не отрегулировано на основе алгоритма 400 (ФИГ. 4), то на шаге 326 положение БРКРК регулируется на основе количества отложений на клапане. Далее, алгоритм 300 возвращается к шагу 310 для повторной оценки общего расхода двигателя, поступающего в цилиндры двигателя.

Что касается ФИГ. 4, алгоритм 400 - это низкоуровневый алгоритм для регулировки положения БРКРК на основе количества отложений, накопленных на клапане. Кроме того, данные калибровки БРКРК могут быть обновлены на основе количества накопленных отложений.

На шаге 402 алгоритм 400 определяет поправку положения степени открытия БРКРК на основе разности между действительным рециркуляционным расходом и вторым рециркуляционным расходом, чтобы учесть количество отложений, накопленных на клапане. Например, поправка положения может быть определена на основе разности и текущей калибровки БРКРК. В другом примере поправка положения может быть поправкой замкнутого контура, сгенерированной путем ввода значения разности в контроллер обратной связи. Контроллером обратной связи может быть регулятор типа П (Р), ПИ (PI) или ПИД (PID). В другом примере поправкой положения может быть небольшое увеличение открытия БРКРК, сгенерированное контроллером упреждения.

На шаге 404 оценивается общее количество накопленных отложений. Например, общее количество отложений может быть оценено на основе разности между текущей величиной открытия БРКРК и идеальной величиной открытия. Идеальная величина открытия БРКРК может быть рассчитана на основе действительного рециркуляционного расхода и уравнения потока газа, проходящего через отверстие, с допущением, что на корпусе клапана отсутствуют отложения. В другом примере общее количество отложений может быть оценено на основе разности между действительным рециркуляционным расходом и требуемым рециркуляционным расходом без скопления отложений на БРКРК. Требуемый рециркуляционный расход со скоплением отложений может быть рассчитан на основе текущей величины открытия БРКРК и уравнения потока газа, проходящего через отверстие. В еще одном другом примере общее количество накопленных отложений может быть оценено на основе суммирования предыдущих поправок положения БРКРК.

На шаге 406 происходит регулировка БРКРК с установкой в новое положение. Например, положение БРКРК может быть отрегулировано на основе поправки положения, определенной на шаге 402. В другом примере положение БРКРК может быть отрегулировано на основе определенного общего количества отложений на клапане. Кроме того, на шаге 406, калибровочная таблица БРКРК может быть обновлена путем применения смещения к первоначальной калибровке. Например, смещение может быть определено на основе поправки положения открытия БРКРК. Дополнительно, пример может содержать калибровочную таблицу, заполненную данными, с множеством точек в качестве функции от одной или более входных переменных, где выходные данные таблицы на основе входной переменной смещаются применением изученной поправки на скопление отложений. Обновленная калибровка БРКРК может затем сохраняться в памяти контроллера 12.

На шаге 408 алгоритм 400 сравнивает общее количество накопленных отложений на БРКРК с пороговым значением. Если общее количество накопленных отложений меньше, чем пороговое значение, контроллер 12 завершает алгоритм 400. Если общее количество накопленных отложений больше, чем пороговое значение, алгоритм 400 переходит к шагу 410. На шаге 410 возможно создание диагностического сигнала, указывающего на количество накопленных отложений. Кроме того, возможна установка отметки об ухудшении состояния БРКРК.

Таким образом, возможно отслеживание рециркуляционного расхода компрессора с помощью датчика массового расхода воздуха, расположенного ниже по потоку от выпуска канала рециркуляции компрессора, но выше по потоку от впуска канала. Возможно точное управление рециркуляционным расходом путем регулировки положения БРКРК на основе скопления отложений на клапана для достижения технического результата, состоящего в более точном управлении наддувом двигателя и уменьшении помпажа. Датчик массового расхода воздуха может также использоваться для отслеживания общего расхода на впуске в систему 100 двигателя, когда канал рециркуляции компрессора не используется.

Следует отметить, что содержащиеся в настоящей заявке примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти и выполняться посредством системы управления, содержащей контроллер в сочетании с различными датчиками, приводами и другим аппаратным обеспечением двигателя. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления двигателем, где раскрываемые действия выполняются посредством исполнения инструкций в системе, включая различные компоненты аппаратного обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.

Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и алгоритмы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения содержит все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.

В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на «один» элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты могут содержать один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.

1. Способ работы двигателя, содержащий:

регулировку положения клапана, расположенного внутри канала рециркуляции компрессора двигателя, на основе рециркуляционного расхода через указанный клапан, при этом рециркуляционный расход определяют на основе разности между общим расходом на впуске и общим расходом двигателя, поступающим в цилиндры двигателя, причем общий расход на впуске измеряют ниже по потоку от выпуска канала рециркуляции компрессора и выше по потоку от впуска канала рециркуляции компрессора.

2. Способ по п. 1, дополнительно предусматривающий, что поправку положения определяют на основании определенного рециркуляционного расхода, при этом положение клапана регулируют на основании указанной поправки положения.

3. Способ по п. 2, дополнительно предусматривающий, что поправку положения определяют с помощью контроллера обратной связи.

4. Способ по п. 2, дополнительно предусматривающий, что поправку положения определяют на основании определенного рециркуляционного расхода и идеального рециркуляционного расхода.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общий расход на впуске измеряют с помощью датчика массового расхода воздуха, расположенного ниже по потоку от выпуска канала рециркуляции компрессора и выше по потоку от впуска канала рециркуляции компрессора.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общий расход двигателя, поступающий в цилиндры двигателя, определяют на основании давления в коллекторе и частоты вращения двигателя.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рециркуляционный расход определяют, когда прекращен поток рециркуляции отработавших газов.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рециркуляционный расход определяют, когда прекращен поток рециркуляции отработавших газов низкого давления.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что рециркуляционный расход определяют, когда прекращен поток рециркуляции отработавших газов высокого давления.

10. Способ по п. 1, дополнительно предусматривающий, что положение клапана регулируют на основании определенного рециркуляционного расхода и требуемого рециркуляционного расхода.

11. Способ работы двигателя, содержащий:

измерение общего расхода на впуске с помощью датчика массового расхода воздуха, расположенного ниже по потоку от выпуска канала рециркуляции компрессора и выше по потоку от впуска канала рециркуляции компрессора; оценку рециркуляционного расхода через канал рециркуляции компрессора на основе разности между измеренным общим расходом на впуске и общим расходом двигателя, поступающим в цилиндры двигателя;

определение общего количества накопленных отложений на клапане, расположенном внутри канала рециркуляции компрессора, на основе оцененного рециркуляционного расхода; и

регулировку положения клапана на основе определенного общего количества накопленных на клапане отложений.

12. Способ по п. 11, дополнительно предусматривающий, что поправку положения определяют на основе общего количества накопленных на клапане отложений, причем поправкой положения является небольшое увеличение открытия клапана, при этом положение клапана регулируют на основании указанной поправки положения.

13. Способ по п. 11, дополнительно предусматривающий, что общее количество накопленных на клапане отложений определяют на основании разности между оцененным рециркуляционным расходом и требуемым рециркуляционным расходом.

14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что рециркуляционный расход оценивают, когда прекращен поток рециркуляции отработавших газов.

15. Способ по п. 11, дополнительно предусматривающий, что положение клапана рассчитывают на основании калибровочной таблицы, а калибровочную таблицу обновляют на основании общего количества накопленных на клапане отложений.

16. Способ по п. 15, дополнительно предусматривающий, что регулируют клапан РОГ-ВД и перепускной клапан для достижения требуемого общего расхода потока двигателя и требуемого давления наддува.

17. Способ по п. 11, дополнительно содержащий создание диагностического сигнала, указывающего на определенное общее количество накопленных на клапане отложений.

18. Система транспортного средства, содержащая:

двигатель, содержащий впускной коллектор;

компрессор для сжатия воздуха наддува, подаваемого во впускной коллектор;

канал рециркуляции компрессора, содержащий впуск, соединенный с первым местоположением ниже по потоку от выпуска этого компрессора, и выпуск, соединенный со вторым местоположением выше по потоку от впуска этого компрессора, при этом указанный канал рециркуляции компрессора содержит клапан, расположенный внутри канала рециркуляции компрессора;

датчик массового расхода воздуха, расположенный ниже по потоку от выпуска канала рециркуляции компрессора и выше по потоку от впуска канала рециркуляции компрессора; и

контроллер с машиночитаемыми инструкциями, сохраненными в долговременной памяти, выполненный с возможностью:

оценки общего расхода двигателя, поступающего в цилиндры двигателя, на основе давления в коллекторе и частоты вращения двигателя (частота вращения -плотность);

измерения общего расхода на впуске с помощью датчика массового расхода воздуха;

оценки рециркуляционного расхода на основе разности между общим расходом двигателя и общим расходом на впуске;

определения общего количества скопившихся на клапане отложений на основе оцененного рециркуляционного расхода;

управления клапаном на основе общего количества накопленных отложений; и

создания диагностического сигнала, указывающего на общее количество накопленных отложений.

19. Система по п. 18, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью определения общей поправки положения на основе разности между оцененным рециркуляционным расходом и требуемым рециркуляционным расходом.

20. Система по п. 19, отличающаяся тем, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью обновления калибровочной таблицы для управления клапаном на основании общей поправки положения.