Способ (варианты) и система для управления нагнетателем

Изобретение относится к двигателестроению. Способ управления нагнетателем включает изменение тока, подаваемого на мотор нагнетателя, для обеспечения некоторой величины крутящего момента на коленчатом валу двигателя в ответ на превышение требуемым крутящим моментом диапазона изменения момента зажигания двигателя. Также раскрыты вариант способа управления нагнетателем и система для управления нагнетателем. Технический результат заключается в снижении скачков крутящего момента двигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область изобретения

Настоящее изобретение, в целом, относится к системам и способам для нагнетателя, и более конкретно, для управления нагнетателем для создания вспомогательного крутящего момента.

Уровень техники

В ответ на запрашиваемые изменения выходного крутящего момента двигателя может быть скорректирован момент зажигания для обеспечения требуемого изменения крутящего момента. Например, при уменьшении запрашиваемого крутящего момента двигатель может обеспечивать уменьшение крутящего момента посредством запаздывания зажигания. Аналогично, при увеличении запрашиваемого крутящего момента, двигатель может обеспечивать увеличение крутящего момента посредством более раннего зажигания.

Однако, диапазон изменения крутящего момента, обеспечиваемого корректированием момента зажигания, или диапазон изменения момента зажигания, может быть ограничен пределами стабильности сгорания, пределами температуры отработавших газов, минимальным моментом для наилучшего крутящего момента ММНКМ (minimum timing for best torque, МВТ) и так далее. Такие ограничения зависят от условий работы, таких как нагрузка, скорость вращения двигателя, температура отработавших газов, положения дросселя и так далее, и определяются при снятии параметров двигателя. Кроме того, позднее зажигание увеличивает температуру отработавших газов, что в свою очередь ограничивает диапазон изменения момента зажигания. Например, при условиях работы с низкой скоростью вращения и высокой нагрузкой доступный диапазон изменения момента зажигания невелик из-за высокой нестабильности сгорания и склонности к детонации. В результате, величина диапазона изменения момента зажигания, соответствующая запрашиваемому корректированию момента зажигания, может быть недостаточна для обеспечения требуемого выходного крутящего момента.

Раскрытие изобретения

Авторы настоящего изобретения отметили вышеупомянутые недостатки и разработали системы и способы, в которых эти проблемы устранены по меньшей мере частично. Более конкретно, предложены способы и системы управления нагнетателем для выработки вспомогательного крутящего момента. В одном из примеров, способ управления нагнетателем содержит, в ответ на превышение требуемым крутящим моментом диапазона изменения момента зажигания двигателя, изменение тока, подаваемого на мотор нагнетателя, для обеспечения некоторой величины крутящего момента на коленчатом валу двигателя. Таким образом, может осуществляться регулирование нагнетателя для компенсации нехватки крутящего момента двигателя.

В одном из вариантов указанного способа, дополнительно рассчитывают крутящий момент двигателя на основании диапазона изменения момента зажигания и рассчитывают указанную величину крутящего момента на основании крутящего момента двигателя и требуемого крутящего момента.

В одном из вариантов указанного способа, указанная величина крутящего момента составляет разность между требуемым крутящим моментом и крутящим моментом двигателя.

В одном из вариантов указанного способа, дополнительно корректируют момент зажигания двигателя для выработки рассчитанного крутящего момента двигателя.

В одном из вариантов указанного способа, указанный мотор нагнетателя соединен с коленчатым валом посредством механического ремня.

В одном из вариантов указанного способа, указанную величину крутящего момента, передаваемую на коленчатый вал, прибавляют к крутящему моменту, вырабатываемому двигателем, для обеспечения требуемого крутящего момента.

В одном из вариантов указанного способа, мотор нагнетателя соединен с планетарной зубчатой передачей нагнетателя, причем планетарная зубчатая передача дополнительно соединена с компрессором нагнетателя, и в способе дополнительно выборочно корректируют передаточное отношение планетарной зубчатой передачи при изменении тока.

В другом примере, способ управления нагнетателем содержит подачу циклического тока на мотор нагнетателя, соединенный со вспомогательным устройством посредством механического ремня, причем указанный мотор обеспечивает циклический крутящий момент на вспомогательном устройстве посредством механического ремня в соответствии с циклическим током.

В одном из вариантов указанного способа, дополнительно подают циклический ток в ответ на событие воспламенения в двигателе, соединенном с нагнетателем.

В одном из вариантов указанного способа, циклический ток основан на крутящем моменте, вырабатываемом двигателем.

В одном из вариантов указанного способа, циклический ток синхронизирован по фазе с пиковыми ускорениями двигателя, соединенного с нагнетателем, причем указанный ток дополнительно корректируют в соответствии с температурой планетарной зубчатой передачи нагнетателя, соединяющей нагнетатель с коленчатым валом двигателя.

В одном из вариантов указанного способа, двигатель соединен с первым мотором нагнетателя, причем указанный мотор соединен с первым мотором посредством планетарной зубчатой передачи нагнетателя.

В одном из вариантов указанного способа, дополнительно выборочно отсоединяют планетарную зубчатую передачу от компрессора нагнетателя при подаче циклического тока на мотор.

В одном из вариантов указанного способа, выборочное отсоединение планетарной зубчатой передачи от компрессора содержит выборочное расцепление односторонней муфты между планетарной зубчатой передачей и компрессором.

В другом примере, система управления нагнетателем, содержащим компрессор, соединенную с компрессором планетарную зубчатую передачу, первый мотор, соединенный с двигателем, и дополнительно соединенный с планетарной зубчатой передачей, и второй мотор, соединенный с планетарной зубчатой передачей, причем система содержит контроллер, выполненный с инструкциями в долговременной памяти, которые, при выполнении, побуждают контроллер изменять ток, передаваемый мотору нагнетателя для выработки крутящего момента, передаваемого по меньшей мере одному компоненту системы посредством механического ремня. Таким образом, может осуществляться регулирование нагнетателя для обеспечения вспомогательного крутящего момента двигателю, когда диапазон изменения момента зажигания ограничен.

Кроме того, циклические изменения, обусловленные событиями зажигания в двигателе внутреннего сгорания, вызывают вибрации, которые проходят через трансмиссию, приводя к дребезгу зубчатой передачи и возникновению частот возбуждения в транспортном средстве. В еще одном примере, способ управления нагнетателем содержит передачу циклического тока на мотор нагнетателя, соединенный с вспомогательным устройством через механический ремень. Таким образом, может осуществляться регулирование нагнетателя для снижения скачков крутящего момента двигателя, тем самым снижая уровень шума, вибрации и резкости (ШВР).

В одном из вариантов указанной системы, мотор нагнетателя содержит первый мотор, и механический ремень соединяет первый мотор с коленчатым валом.

В одном из вариантов указанной системы, контроллер дополнительно выполнен с инструкциями в долговременной памяти, которые при выполнении побуждают контроллер: в соответствии с требуемым крутящим моментом, рассчитывать вспомогательный крутящий момент на основании требуемого крутящего момента и диапазона изменения момента зажигания двигателя; и изменять ток, подаваемый на первый мотор, на основании рассчитанного вспомогательного крутящего момента.

В одном из вариантов указанная система дополнительно содержит вспомогательное устройство, причем указанный контроллер дополнительно выполнен с инструкциями в долговременной памяти, которые при выполнении побуждают контроллер изменять ток, подаваемый на второй мотор для выработки циклического крутящего момента, подаваемого на вспомогательное устройство посредством второго механического ремня.

В одном из вариантов указанной системы, ток, подаваемый на второй мотор, содержит циклический ток, совпадающий по фазе с выходной мощностью двигателя.

В одном из вариантов указанной системы, нагнетатель дополнительно содержит одностороннюю муфту, причем планетарная зубчатая передача соединена с компрессором посредством односторонней муфты, и причем контроллер дополнительно содержит инструкции в долговременной памяти, которые, при выполнении, побуждают контроллер выборочно расцеплять одностороннюю муфту при изменении тока.

Приведенные выше преимущества и другие преимущества, а также признаки настоящего изобретения будут очевидны из последующего Осуществление изобретения, по отдельности или вместе с сопровождаемыми чертежами.

Следует понимать, что вышеприведенное краткое раскрытие служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно. Это раскрытие 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

Описанные в настоящем документе преимущества будут более полно поняты при прочтении примера варианта осуществления в разделе, называемом здесь Осуществление изобретения, при рассмотрении по отдельности или со ссылками на чертежи, где:

На фиг. 1 представлена блок-схема, иллюстрирующая транспортное средство, содержащее нагнетатель, входящий в состав силовой передачи транспортного средства;

На фиг. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая систему транспортного средства;

На фиг. 3 представлена высокоуровневая блок-схема, иллюстрирующая пример способа управления нагнетателем для обеспечения дополнительного крутящего момента;

На фиг. 4 представлен пример рабочей последовательности в соответствии со способом на фиг. 3;

На фиг. 5 представлен высокоуровневая блок-схема, иллюстрирующая пример способа управления нагнетателем для обеспечения циклического вспомогательного крутящего момента; и

Фиг. 6 является примером рабочей последовательности по способу Фиг. 5;

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к нагнетателю. Более конкретно, предложены способы и системы управления нагнетателем для выработки вспомогательного крутящего момента и уменьшения скачков крутящего момента. Нагнетатель может содержать планетарную зубчатую передачу и два мотора для обеспечения полностью регулируемой трансмиссии (отличной от трансмиссии, соединяющей двигатель с колесами транспортного средства), и может быть интегрирован в систему транспортного средства, как показано на фиг. 1-2. Управление нагнетателем может осуществляться для увеличения диапазона изменения момента зажигания посредством обеспечения вспомогательного крутящего момента на коленчатом валу двигателя, как показано на фиг. 3. Пример графика предоставления вспомогательного крутящего момента показан на фиг. 4. Дополнительно может осуществляться управление нагнетателем для обеспечения циклического крутящего момента для навесного оборудования переднего расположения (НОПР) и, за счет этого, компенсации скачков крутящего момента двигателя, как показано на фиг. 5. Пример графика предоставления циклического крутящего момента показан на фиг. 6.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы 100 транспортного средства, содержащей нагнетатель 110, установленный на двигателе 10. Система 100 транспортного средства дополнительно содержит устройство накопления энергии или аккумулятор 46, трансмиссию 44, колеса 52, топливную систему 20, одно или несколько вспомогательных устройств 19, и систему 14 управления.

Входной вал 131 нагнетателя 110 механически соединен с коленчатым валом 21 двигателя 10 посредством ремня 31. Хотя это и не показано, вход компрессора 180 соединен с атмосферой через воздушный фильтр, как известно в уровне техники. Следует, однако, отметить, что в некоторых вариантах осуществления входной вал 131 нагнетателя 110 может быть соединен с коленчатым валом 21 посредством любого подходящего соединения. Например, может быть использована конструкция с зубчатым приводом.

Нагнетатель 110 дополнительно механически соединен со вспомогательным устройством 19 посредством ремня 33 для обеспечения привода навесного оборудования переднего расположения (НОПР). Вспомогательным устройством с механическим приводом может быть водяной насос, насос гидроусилителя руля, вакуумный насос, воздушный насос, или другое устройство с механическим приводом (например, устройство НОПР).

Нагнетатель 110 содержит первый мотор-генератор 140 и второй мотор-генератор 150, размещенные в корпусе нагнетателя 110. Нагнетатель 110 дополнительно содержит планетарную зубчатую передачу 160, расположенную между двух мотор-генераторов 140, 150. Входной вал 131 нагнетателя 110 соединен с ротором (не показан) первого мотора-генератора 140. Ротор первого мотора-генератора 140 дополнительно соединен с шестерней с внутренним зацеплением (не показана) планетарной зубчатой передачи 160 посредством вала 132. В некоторых примерах, вал 132 и входной вал 131 являются одним валом. Водило (не показано) планетарной зубчатой передачи соединено с ротором (не показан) второго мотора-генератора 150 посредством вала 151. Как видно, ремень 33, соединенный с НОПР (FEAD) или вспомогательным устройством 19, соединен с нагнетателем 110 посредством вала 151.

Выходной вал 170 нагнетателя 110 соединен с центральным колесом (не показано) планетарной зубчатой передачи 160 и компрессором 180. Как один из примеров, выходной вал 170 может быть соединен с импеллером (не показан) компрессора 180. В некоторых примерах, вал 151 может быть полым, таким образом, что вал 170 может проходить через него к компрессору 180. На выходной стороне нагнетателя 110 выход компрессора 180 соединен со впускным коллектором 124 двигателя 10.

В некоторых примерах, скорость первого мотор-генератора 140 жестко связана со скоростью вращения двигателя, в то время как второй мотор-генератор 150 установлен с возможностью независимого вращения относительно вращения первого мотор-генератора 140 и двигателя 10. Если второй мотор-генератор 150 и водило, с которым он соединен, неподвижны, действие планетарной зубчатой передачи 160 приводит к более быстрому вращению центрального колеса и, следовательно, выходного вала 170 и импеллера компрессора 180, нежели вращение шестерни с внутренним зацеплением и, следовательно, более быстрому, чем вращение входного вала 131, первого мотор-генератора 140 и двигателя 10, с которым соединена шестерня с внутренним зацеплением. Если, однако, второй мотор-генератор 150 задействован для вращения в сторону, противоположную вращению первого мотор-генератора 140, планетарная зубчатая передача 160 вращает импеллер еще быстрее. Если второй мотор-генератор 150 задействован для вращения в том же направлении, что и первый мотор-генератор 140, планетарная зубчатая передача 160 вращает импеллер более медленно. Таким образом, второй мотор-генератор 150 может быть использован для увеличения или уменьшения скорости вращения импеллера относительно скорости входного вала 131 и, следовательно, двигателя 10, и тем самым изменение давления воздуха во впускном коллекторе 124, также известного как давление наддува.

В качестве альтернативы, в некоторых примерах, как описано далее в настоящей заявке применительно к фиг. 3-4, первый мотор-генератор 140 может быть использован для обеспечения вспомогательного крутящего момента на коленчатом валу 21 двигателя 10 посредством ремня 31. В других примерах, как описано далее в настоящей заявке применительно к Фиг. 5-6, второй мотор-генератор 150 может быть использован для уменьшения скачков крутящего момента. В таких примерах, нагнетатель 110 может содержать одностороннюю муфту 171 на выходном валу 170 для выборочного подключения планетарной зубчатой передачи 160 к компрессору 180, или отключения от него, например, чтобы избежать пульсации потока воздуха во впускном коллекторе 124 при управлении вторым мотором-генератором 150 для уменьшения скачков крутящего момента.

Кроме того, нагнетатель 110 может быть соединен с аккумулятором 46 транспортного средства и может быть выполнен с возможностью зарядки аккумулятора 46 во время работы двигателя. Например, нагнетатель 110 может быть выполнен с возможностью преобразования механической энергии, вырабатываемой во время работы двигателя 10, в электрическую энергию для хранения в аккумуляторе 46. Таким образом, нагнетатель 110 может работать в качестве генератора и/или генератора переменного тока/стартера системы 100 транспортного средства.

Двигатель 10 соединен с трансмиссией 44. Трансмиссия 44 может быть выполнена в виде механической трансмиссии, автоматической трансмиссии или их сочетания. Трансмиссия 44 может содержать набор шестерен, содержащий множество шестерен. Кроме того, в ее состав могут входить различные дополнительные компоненты, такие как преобразователь крутящего момента, блок главной передачи и так далее. Трансмиссия 44 показана соединенной с ведущими колесами 52, которые могут соприкасаться с дорожной поверхностью.

Система 100 транспортного средства дополнительно содержит систему 14 управления. Система 14 управления показана получающей информацию от множества датчиков 16 (различные примеры которых представлены на фиг. 2) и посылающей сигналы управления на множество исполнительных механизмов 81 (различные примеры которых представлены на фиг. 2). В качестве примера, датчики 16 могут содержать различные датчики давления и температуры, датчик уровня топлива, различные датчики отработавших газов, датчики крутящего момента и так далее. Кроме того, система 14 управления может отправлять сигналы управления исполнительным механизмам 81 на основе данных, полученных от оператора транспортного средства и множества датчиков 16. Различные исполнительные механизмы могут содержать, например, трансмиссию, шестерни трансмиссии, топливные форсунки цилиндров, дроссельную заслонку впуска воздуха, соединенную со впускным коллектором двигателя, первый мотор-генератор 140, второй мотор-генератор 150, планетарную зубчатую передачу 160 и так далее. Система 14 управления может содержать контроллер 12. Контроллер может получать входные данные от различных датчиков или кнопок, обрабатывать входные данные, и запускать исполнительные механизмы в ответ на обработанные данные, на основе запрограммированных в нем инструкций или кода, в соответствии с одним или несколькими алгоритмами. Примеры алгоритмов управления раскрыты со ссылкой на фиг. 3 и 5.

Двигатель 10 внутреннего сгорания более подробно раскрыт на фиг. 2, на которой показана принципиальная схема, иллюстрирующая систему 200 транспортного средства, содержащую двигатель 10. Управление двигателем 10 внутреннего сгорания, содержащим множество цилиндров, один из которых показан на фиг. 2, осуществляет электронный контроллер 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с расположенным в них поршнем 36, соединенным с коленчатым валом 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 посредством, соответственно, впускного клапана 52 и выпускного клапана 54. Каждый впускной и выпускной клапан может иметь управление, независимое от клапанов других цилиндров, посредством кулачка 51 впускного клапана и кулачка 53 выпускного клапана. Регулятор 85 впускного клапана сдвигает фазу впускного клапана 52 в сторону опережения или запаздывания относительно положения коленчатого вала 40. Кроме того, регулятор 85 впускного клапана может осуществлять увеличение или уменьшение величины поднятия впускного клапана. Регулятор 83 впускного клапана сдвигает фазу выпускного клапана 54 в сторону опережения или запаздывания относительно положения коленчатого вала 40. Кроме того, регулятор 83 выпускного клапана может осуществлять увеличение или уменьшение величины поднятия выпускного клапана. Расположение кулачка 51 впускного клапана может быть определено посредством датчика 55 кулачка впускного клапана. Расположение кулачка 53 выпускного клапана может быть определено посредством датчика 57 кулачка выпускного клапана.

Топливная форсунка 66 показана расположенной с возможностью впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, это известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, впрыск топлива может осуществляться во впускной порт, это известно специалистам в данной области техники как распределенный впрыск. Впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который регулирует положение дроссельной заслонки 64 для управления потоком воздуха из камеры 46 наддува во впускной коллектор 44. В некоторых примерах, дроссель 62 и дроссельная заслонка 64 могут быть расположены между впускным клапаном 52 и впускным коллектором 44, так что дроссель 62 является впускным дросселем. Компрессор 162 подает воздух из отверстия 42 для впуска воздуха в камеру 46 наддува. Привод компрессора 162 может осуществляться от вала 161, который механически соединен с турбиной 164. Байпасный клапан 158 компрессора может быть выборочно приведен в действие для снижения давления наддува. Для управления скоростью турбины 164 может осуществляться выборочное открытие и закрытие перепускного клапана 72.

Система 88 зажигания без распределителя обеспечивает искру зажигания в камеру 30 сгорания посредством свечи 92 зажигания в ответ на сигналы контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода отработавших газов (УДКОГ) показан соединенным с выпускным коллектором 48 перед турбиной 164 и перед каталитическим преобразователем 70 по ходу потока. В качестве альтернативы, датчик 126 УКОГ (UEGO) может быть заменен на датчик кислорода отработавших газов с двумя устойчивыми состояниями. В одном из примеров преобразователь 70 может содержать несколько катализирующих блоков. В другом примере могут быть использованы несколько устройств снижения выбросов, каждое с несколькими блоками. В одном из примеров преобразователь 70 может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором.

Контроллер 12 показан на фиг. 2 в виде обычного микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорный блок 102, входные/выходные порты 104, постоянное (долговременное) запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимое запоминающее устройство 110, и обычную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение к ранее описанным сигналам, в том числе: сигналы о температуре хладагента двигателя ТХД (ЕСТ) от температурного датчика 112, соединенного с рубашкой 114 охлаждения; показания давления воздуха в коллекторе ДВК (MAP) от датчика 121 давления, соединенного с впускным коллектором 44; показания давления наддува от датчика 122 давления; от датчика положения двигателя от датчика 118 Холла, определяющего положение коленчатого вала 40; показания массы воздуха, поступающего в двигатель, от датчика 120; и показания положения дросселя от датчика 58. Кроме того, для обработки контроллером 12 может быть измерено барометрическое давление (датчик не показан).

Во время работы каждый цилиндр в двигателе 10 обычно проходит четырехтактный цикл: этот цикл содержит такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. Во время такта впуска, как правило, выпускной клапан 54 закрывается, и открывается впускной клапан 52. Воздух подается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, и поршень 36 перемещается в сторону низа цилиндра для увеличения объема камеры 30 сгорания. Положение, при котором поршень 36 находится вблизи нижней части цилиндра и в конце своего хода (то есть, когда камера 30 сгорания имеет наибольший объем), специалистам в данной области техники обычно известно как нижняя мертвая точка (НМТ). Во время такта сжатия, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается к головке цилиндра для сжатия воздуха в камере 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода, и ближе всего к головке цилиндра (то есть, когда камера 30 сгорания имеет наименьший объемом), специалистам в данной области техники обычно известно как верхняя мертвая точка (ВМТ).

В процессе, в дальнейшем упоминаемый как впрыск, топливо подается в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем упоминаемом как зажигание, впрыскиваемое топливо воспламеняется средством воспламенения, известным в уровне техники, таким как свечи зажигания 92, в результате чего происходит сгорание. Во время такта расширения расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно к НМТ (BDC). Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня во вращательный крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время такта выпуска, выпускной клапан 54 открывается для выпуска сгоревшей топливно-воздушной смеси в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ (TDC). Следует отметить, что выше приведен лишь пример, и что время открытия и/или закрытия впускных и выпускных клапанов может варьироваться, например, для обеспечения открытия клапанов с положительным или отрицательным перекрытием, позднего закрытия впускного клапана или различных других вариантов.

Запрашиваемый водителем крутящий момент может быть определен на основе положения педали 130 акселератора, измеренного датчиком 134 педали акселератора. При управлении педалью 130 акселератора посредством ноги 132 водителя датчик 134 педали акселератора выдает напряжение или ток, указывающий на запрашиваемый водителем крутящий момент.

В ответ на изменения запрашиваемого водителем крутящего момента момент зажигания может быть скорректирован в сторону опережения или запаздывания для обеспечения требуемого изменения крутящего момента. Например, для уменьшения запрашиваемого водителем крутящего момента, двигатель может обеспечивать уменьшение крутящего момента посредством запаздывания момента зажигания. Однако, диапазон изменения крутящего момента, обеспечиваемый изменением момента зажигания, или диапазон изменения момента зажигания, может быть недостаточным для достижения требуемого изменения крутящего момента. Величина диапазона изменения момента зажигания для любого запрошенного запаздывающего/опережающего зажигания может быть ограничена, в качестве неограничивающих примеров, пределами стабильности сгорания, пределами температуры отработавших газов и минимальным моментом для достижения наилучшего крутящего момента ММНКМ (МВТ). Кроме того, позднее зажигание увеличивает температуру отработавших газов, что в свою очередь ограничивает диапазон изменения момента зажигания. При условиях работы с низкой скоростью вращения и высокой нагрузкой доступный диапазон изменения момента зажигания невелик из-за высокой нестабильности сгорания и склонности к детонации. Как описано далее в настоящей заявке со ссылкой на фиг. 3, способ компенсации нехватки крутящего момента из-за ограничений диапазона изменения момента зажигания содержит управление нагнетателем для обеспечения вспомогательного крутящего момента.

На фиг. 3 представлена высокоуровневая блок-схема, иллюстрирующая пример способа 300 для обеспечения вспомогательного крутящего момента, в соответствии с вариантом осуществления. Более конкретно, способ 300 относится к управлению нагнетателем для достижения запрашиваемого крутящего момента, когда диапазон изменения момента зажигания ограничен. Далее способ 300 раскрыт со ссылкой на компоненты и системы, изображенные на фиг. 1 и 2, хотя следует понимать, что указанный способ может быть применен к другим системам, не выходя за рамки данного изобретения. Способ 300 может быть реализован посредством контроллера 12, и может быть сохранен в виде исполнимых инструкций в долговременной памяти.

Способ 300 начинается на этапе 305. На этапе 305 способ 300 содержит оценку условий эксплуатации. Условия эксплуатации могут содержать, в том числе, скорость вращения двигателя, момент зажигания, температуру выхлопных газов, запрашиваемый крутящий момент, положение педали акселератора, нагрузку двигателя, и так далее. Условия эксплуатации могут быть измерены посредством одного или нескольких датчиков 16, соединенных с контроллером 12, или могут быть оценены или выведены на основании имеющихся данных.

На этапе 310, способ 300 содержит определение, есть ли изменения в запрашиваемом крутящем моменте. В одном из примеров запрашиваемый крутящий момент может быть оценен на этапе 305, на основе определенного датчиком положения педали акселератора, например, как положение педали 130 акселератора определяет датчик 134 педали акселератора, раскрытый выше в настоящей заявке со ссылкой на фиг. 2, хотя следует отметить, что запрашиваемый крутящий момент может дополнительно или в качестве альтернативы основываться на условиях эксплуатации, таких как нагрузка двигателя. В одном из примеров, изменения в запрашиваемом крутящем моменте могут содержать увеличение или уменьшение запрашиваемого крутящего момента по отношению к предыдущему запрашиваемому крутящему моменту.

Указанный способ может определить, что изменения в запрашиваемом крутящем моменте отсутствуют ("нет"), если текущий запрашиваемый крутящий момент находится в пределах порогового диапазона предыдущего запрашиваемого крутящего момента, в то же время способ может определить, что есть изменения запрашиваемого крутящего момента есть ("да"), если текущий запрашиваемый крутящий момент находится за пределами порогового диапазона предыдущего запрашиваемого крутящего момента. Пороговый диапазон может быть небольшой, такой, что небольшие изменения запрашиваемого крутящего момента с течением времени могут быть проигнорированы в соответствии с настоящим способом. Однако, в некоторых примерах, способ может просто определить, идентичен ли текущий запрашиваемый крутящий момент предыдущему запрашиваемому крутящему моменту ("нет"), или отличается ли текущий запрашиваемый крутящий момент от предыдущего запрашиваемого крутящего момента ("да").

Если изменения в запрашиваемом крутящем моменте отсутствуют ("нет"), способ 300 переходит к этапу 312. На этапе 312 способ 300 содержит поддержание условий эксплуатации, таких как условия эксплуатации, определенные на этапе 305. В таком случае способ 300 может завершиться или вернуться, например, к этапу 305. Таким образом, способ 300 может контролировать условия эксплуатации на предмет изменения запрашиваемого крутящего момента.

Возвращаясь к этапу 310, если есть изменения в запрашиваемом крутящем моменте ("да"), способ 300 переходит к этапу 315. На этапе 315, способ 300 содержит определение, превышает ли запрашиваемый крутящий момент диапазон изменения момента зажигания. Величина диапазона изменения момента зажигания для любого запрошенного запаздывающего/опережающего зажигания может быть ограничена, в качестве неограничивающих примеров, пределами стабильности сгорания, пределами температуры отработавших газов и минимальным моментом для достижения наилучшего крутящего момента ММНКМ (МВТ). Кроме того, позднее зажигание увеличивает температуру отработавших газов, что в свою очередь ограничивает диапазон изменения момента зажигания. При условиях работы с низкой скоростью вращения и высокой нагрузкой доступный диапазон изменения момента зажигания невелик из-за высокой нестабильности сгорания и склонности к детонации. Таким образом, в одном из примеров, определение, превышает ли запрашиваемый крутящий момент диапазон изменения момента зажигания, содержит определение, может ли момент зажигания быть откорректирован для достижения запрашиваемого крутящего момента.

Если запрашиваемый крутящий момент не превышает диапазон изменения момента зажигания ("нет"), способ 300 переходит к этапу 317. На этапе 317, способ 300 содержит корректирование момента зажигания на основании запрашиваемого крутящего момента. Например, момент зажигания корректируют для достижения запрашиваемого крутящего момента. Способ 300 на этом заканчивается.

Однако, вновь возвращаясь к этапу 315, если запрашиваемый крутящий момент превышает диапазон изменения момента зажигания ("да"), способ 300 переходит к этапу 320. На этапе 320 способ 300 содержит определение, обеспечит ли дополнительный наддув запрашиваемый крутящий момент. Например, если диапазон изменения момента зажигания очень ограничен и недостаточность выходного крутящего момента неизбежна, дополнительного наддува может быть недостаточно, чтобы обеспечить запрашиваемый крутящий момент, так как управление компрессором для создания дополнительного наддува может быть слишком медленным. Для обеспечения запрашиваемого крутящего момента, управление нагнетателем для создания вспомогательного крутящего момента может быть предпочтительнее, чем управление нагнетателем для обеспечения дополнительного наддува. Однако, если диапазон изменения момента зажигания не слишком ограничен, то управление компрессором может осуществляться для своевременного создания дополнительного наддува, позволяющего обеспечить запрашиваемый крутящий момент.

Таким образом, если дополнительный наддув позволяет обеспечить запрашиваемый крутящий момент ("да"), способ 300 переходит к этапу 322. На этапе 322 способ 300 содержит корректирование момента зажигания и работы компрессора для создания дополнительного наддува для двигателя на основании запрашиваемого крутящего момента. Способ 300 на этом заканчивается.

Однако, вновь возвращаясь к этапу 320, если дополнительный наддув не позволяет обеспечить запрашиваемый крутящий момент ("нет"), способ 300 переходит к этапу 325. На этапе 325 способ 300 содержит расчет требуемого вспомогательного крутящего момента на основании запрашиваемого крутящего момента и диапазона изменения момента зажигания. В одном из примеров, требуемый вспомогательный крутящий момент составляет разницу между общим требуемым крутящим моментом (то есть, запрашиваемым крутящим моментом) и максимально возможным крутящим моментом, обеспечиваемым запаздыванием/опережением зажигания (то есть, пределами диапазона изменения момента зажигания).

На этапе 330 способ 300 содержит корректирование момента зажигания на основании запрашиваемого крутящего момента. Более конкретно, момент зажигания корректируют до пределов диапазона изменения момента зажигания, за которые зажигание более не может быть откорректировано, для обеспечения по меньшей мере части запрашиваемого крутящего момента. В некоторых примерах, момент зажигания уже может быть скорректирован до пределов диапазона изменения момента зажигания, и поэтому никакого дополнительного корректирования момента зажигания на этапе 330 не происходит.

На этапе 335 способ 300 содержит корректирование одного или нескольких рабочих параметров нагнетателя в зависимости от требуемого вспомогательного крутящего момента. Например, на этапе 335 управление первым мотором нагнетателя осуществляется для передачи механического крутящего момента на коленчатый вал двигателя, способствуя достижению двигателем запрашиваемого крутящего момента. В одном из примеров, контроллер так изменяет подаваемый к первому мотору ток, что первый мотор генерирует требуемый вспомогательный крутящий момент.

Следует отметить, что вспомогательный крутящий момент, сгенерированный первым мотором и подаваемый на коленчатый вал двигателя, может считаться положительным или отрицательным. Например, если запрашиваемый крутящий момент выше текущего крутящего момента двигателя, первому мотору может быть дана команда вращения в том же направлении, что и коленчатый вал двигателя, таким образом, что первый мотор передает положительный крутящий момент (т.е. вспомогательный крутящий момент увеличивает крутящий момент двигателя). Аналогичным образом, если запрашиваемый крутящий момент ниже текущего крутящего момента двигателя, первому мотору может быть дана команда вращения в противоположном коленчатому валу двигателя направлении, таким образом, что первый мотор передает отрицательный вращающий момент (т.е. вспомогательный вращающий момент уменьшает крутящий момент двигателя).

В некоторых примерах, способ может содержать корректирование передаточного отношения планетарной зубчатой передачи нагнетателя таким образом, что первый мотор передает вспомогательный крутящий момент коленчатом валу, при продолжении нормального функционирования компрессора. Таким образом, корректирование одного или нескольких рабочих параметров может дополнительно содержать выборочное регулирование передаточного отношения планетарной зубчатой передачи нагнетателя.

В некоторых альтернативных примерах, при управлении нагнетателем для обеспечения вспомогательного крутящего момента, компрессор нагнетателя может быть отсоединен (например, посредством односторонней муфты 171) от других компонентов нагнетателя (например, планетарной зубчатой передачи и мотор-генераторов). Таким образом, корректирование одного или нескольких рабочих параметров может дополнительно содержать выборочное расцепление односторонней муфты и/или планетарной зубчатой передачи нагнетателя.

После корректирования работы нагнетателя, способ 300 может вернуться к этапу 305 для продолжения контроля изменений запрашиваемого крутящего момента.

Таким образом, раскрыт способ управления нагнетателем для обеспечения вспомогательного крутящего момента. Следует отметить, что в некоторых примерах вспомогательный крутящий момент может быть обеспечен только на короткие интервалы времени, во избежание чрезмерного расхода тока от аккумулятора.

Хотя это не показано, следует отметить, что в некоторых примерах, способ 300 может содержать действия, которые учитывают условия работы нагнетателя. Например, перед расчетом требуемого вспомогательного крутящего момента, способ 300 может дополнительно содержать определение, может ли первый мотор нагнетателя обеспечить вспомогательный крутящий момент коленчатого вала двигателя. В некоторых примерах, если нагнетатель не доступен, способ может не использовать нагнетатель для обеспечения вспомогательного крутящего момента. Дополнительно, или в качестве альтернативы, в некоторых случаях, например, если нагнетатель создает наддув (то есть, управление первым и вторым моторами осуществляется для подачи сжатого/нагнетаемого воздуха во впуск двигателя), текущая работа нагнетателя может быть временно приостановлена (например, посредством расцепления односторонней муфты 171) для обеспечения вспомогательного крутящего момента.

На фиг. 4 показан пример графика 400 последовательности обеспечения вспомогательного крутящего момента посредством метода, раскрытого в настоящей заявке со ссылкой на фиг. 3. График 400 содержит кривую 405, показывающую изменение запрашиваемого крутящего момента (то есть, мгновенную величину крутящего момента, запрашиваемого или требуемого для работы транспортного средства) во времени. График 400 дополнительно содержит кривую 415, показывающую изменение крутящего момента коленчатого вала (то есть, мгновенного крутящего момента, обеспечиваемого двигателем трансмиссии) во времени. График 400 дополнительно содержит кривую 425, показывающую изменение крутящего момента нагнетателя (то есть, мгновенного крутящего момента, обеспечиваемого нагнетателем коленчатому валу двигателя) во времени. Крутящий момент коленчатого вала и крутящий момент нагнетателя в совокупности обеспечивают общий крутящий момент трансмиссии. Соответственно, график 400 дополнительно содержит кривую 417, показывающую общий крутящий момент коленчатого вала (то есть, суммарный крутящий момент, передаваемый трансмиссии двигателем и нагнетателем) во времени.

В момент времени Т0, величина запрашиваемого крутящего момента равна значению А, как видно на кривой 405 графика 401. Кроме того, величина крутящего момента коленчатого вала, передаваемого трансмиссии, равна А, как видно на кривых 415 и 417. Совпадение кривых 415 и 417 означает, что двигатель развивает достаточный крутящий момент для обеспечения запрашиваемого крутящего момента. Таким образом, крутящий момент, передаваемый нагнетателем коленчатому валу, равен нулю, как видно на кривой 425.

Между моментами времени Т1 и Т3 величина запрашиваемого крутящего момента увеличивается линейно от А до В, как видно на кривой 405. В качестве неограничивающего примера, такое увеличение величины запрашиваемого крутящего момента может происходить в ответ на увеличение показания положения педали акселератора. В ответ на это корректируют работу двигателя (например, корректируют момент зажигания) для увеличения крутящего момента, обеспечиваемого двигателем. Соответственно, между моментами времени Т1 и Т2, крутящий момент коленчатого вала, обеспечиваемый двигателем, увеличивается от А до D, как видно на кривой 415. Однако, крутящий момент D меньше запрашиваемого крутящего момента В. Соответственно, в момент времени Т2 крутящий момент, обеспечиваемый двигателем, является недостаточным для обеспечения запрашиваемого крутящего момента, показанного кривой 405. Чтобы восполнить этот дефицит крутящего момента или недостаток крутящего момента, в момент времени Т2 управление нагнетателем осуществляется для передачи крутящего момента коленчатому валу двигателя, как показано кривой 425. Как видно, крутящий момент нагнетателя возрастает линейно от нулевого крутящего момента до крутящего момента, равного разности между крутящим моментом В и крутящим моментом D (то есть, B-D). Следовательно, общий крутящий момент, передаваемый трансмиссии коленчатым валом (сумма крутящего момента двигателя, показанного кривой 415, и крутящего момента нагнетателя, показанного кривой 425), равен величине запрашиваемого крутящего момента, как показано на кривой 417.

Между моментами времени Т3 и Т4 величина запрашиваемого крутящего момента является постоянной и равна В, как видно на кривой 405. Величина крутящего момента двигателя по-прежнему недостаточна для обеспечения запрашиваемого крутящего момента, как видно на кривой 415, поэтому нагнетатель продолжает передавать вспомогательный крутящий момент коленчатому валу, как видно на кривой 425. Следовательно, общий крутящий момент, передаваемый коленчатым валом трансмиссии, равен запрашиваемому крутящему моменту, как видно на кривой 417.

В моменты времени между Т4 и Т6 величина запрашиваемого крутящего момента снижается от В к С, как видно на кривой 405. Нагнетатель продолжает передавать вспомогательный крутящий момент коленчатому валу для обеспечения запрашиваемого крутящего момента до тех пор, пока крутящий момент двигателя не будет достаточным для обеспечения запрашиваемого крутящего момента в момент времени Т5, когда запрашиваемый крутящий момент достигает значения D, выше которого двигатель не может достичь из-за ограничений диапазона изменения момента зажигания.

Соответственно, в моменты времени между Т4 и Т5 крутящий момент нагнетателя снижается от разницы (B-D) до нуля, в то время как крутящий момент двигателя остается постоянным и равным D, как видно на кривых 425 и 415, соответственно, так, что общий крутящий момент, передаваемый коленчатым валом трансмиссии, равен запрашиваемому крутящему моменту, как видно на кривых 417 и 405, соответственно.

В моменты времени между Т5 и Т6 крутящий момент двигателя уменьшается от значения D до значения С, в то время как нагнетатель не обеспечивает крутящего момента, как показано на кривых 415 и 425, соответственно. В момент времени Т6 запрашиваемый крутящий момент достигает и остается равным постоянной величине С, как показано на кривой 405. Крутящий момент двигателя обеспечивает запрашиваемый крутящий момент без вспомогательного крутящего момента от нагнетателя, как показано на кривых 415, 417 и 425 соответственно.

Соответственно, предложенные системы и способы обеспечивают восполнение дефицита крутящего момента и увеличения диапазона изменения момента зажигания. Следует понимать, что последовательность операций, изображенных на фиг. 4, является примерной и не имеет ограничительного характера, и приведена для иллюстрации одного из примеров того, как нагнетатель может быть использован для обеспечения вспомогательного крутящего момента, когда диапазон изменения момента зажигания ограничен.

На фиг. 5 показана высокоуровневая блок-схема, иллюстрирующая пример способа 500 управления нагнетателем для обеспечения циклического вспомогательного крутящего момента, в соответствии с вариантом осуществления. Более конкретно, способ 500 относится к управлению нагнетателем для снижения колебаний крутящего момента во вспомогательных устройствах или устройств НОПР (FEAD). Далее способ 500 раскрыт со ссылкой на компоненты и системы, изображенные на фиг. 1 и 2, хотя следует понимать, что этот способ может быть применен к другим системам, без выхода за объем настоящего изобретения. Способ 500 может быть реализован посредством контроллера 12, и может быть сохранен в виде выполняемых инструкций в долговременной памяти.

Способ 500 начинается на этапе 505. На этапе 505 способ 500 содержит оценку условий эксплуатации. Условия эксплуатации могут содержать, в том числе, скорость вращения двигателя, момент зажигания, температуру отработавших газов, запрашиваемый крутящий момент, положения педали акселератора, положение дросселя, нагрузку двигателя, и так далее. Условия эксплуатации могут быть измерены посредством одного или нескольких датчиков 16, соединенных с контроллером 12, или могут быть оценены или выведены на основании имеющихся данных.

На этапе 510, способ 500 содержит определение, произошло ли событие воспламенения. Событие воспламенения имеет место, например, когда свеча зажигания воспламеняет топливо в цилиндре. Если событие воспламенения не произошло ("нет"), способ 500 переходит к этапу 512. На этапе 512 способ 400 содержит поддержание условий эксплуатации. На этом способ 400 заканчивается.

Однако, на этапе 510, если событие воспламенения произошло ("да"), способ 500 переходит к этапу 515. На этапе 515 способ 500 содержит управление вторым мотором нагнетателя для обеспечения циклического приводного крутящего момента для устройств НОПР (FEAD). В одном из примеров, питающий ток и частоту, подаваемые на второй мотор, регулируют для обеспечения циклического приводного крутящего момента от механического ремня. Этот приводной крутящий момент согласован по фазе с мощностью двигателя, тем самым поглощая мощность во время пикового ускорения, и не во время замедления двигателя. Посредством поглощения механического крутящего момента во время пиковых ускорений, обеспечивается сглаживание колебаний мощности двигателя и снижение воздействия на ШВР (NVH).

На этапе 520 способ 500 может содержать управление односторонней муфтой для минимизации колебаний скорости компрессора. Например, односторонняя муфта 161 нагнетателя 110 может быть разъединена, так что циклический крутящий момент, подаваемый вторым мотором 150, не воздействует на компрессор 180. На этом способ 500 заканчивается.

На фиг.6 показан пример графика 600 обеспечения вспомогательного крутящего момента для устройств НОПР (FEAD), в соответствии со способом, представленным на фиг. 5. График 600 содержит кривую 605, показывающую ускорение коленчатого вала с течением времени. График 600 дополнительно содержит кривую 615, отображающую изменение крутящего момента, подаваемого на устройства НОПР (FEAD), с течением времени, и кривую 625, отображающую изменение подаваемого на нагнетатель тока с течением времени.

После события воспламенения, ускорение коленчатого вала (то есть, ускорение двигателя) может быть синусоидальным, как показано на кривой 605. Циклические вариации, обусловленные событиями воспламенения в двигателе, вызывают вибрации, которые распространяются по трансмиссии, приводя к дребезгу зубчатой передачи и возникновению частот возбуждения в транспортном средстве. Циклический ток подают в нагнетатель, например, ток, обеспечиваемый контроллером 12, на второй мотор 150 нагнетателя 110, как показано на кривой 625. Циклический ток нагнетателя приводит в действие второй мотор нагнетателя для обеспечения циклического крутящего момента, подаваемого к устройствам НОПР (FEAD), как показано кривой 615. Циклический ток, и, следовательно, циклический крутящий момент, согласуют по фазе с ускорением 605 коленчатого вала, так, что крутящий момент устройств НОПР (FEAD) поглощает мощность во время пикового ускорения (например, пиков кривой 605) двигателя, и не во время замедления двигателя.

Таким образом, предложены системы и способы для управления приводным механизмом с переменной скоростью для устройств НОПР (FEAD) таким образом, что компоненты с высокой нагрузкой отбирают максимальную мощность во время пиков ускорения двигателя, и более низкую мощность во время замедления двигателя после воспламенения. В некоторых примерах, приводной механизм содержит нагнетатель, такой, как раскрыт выше, хотя следует понимать, что любое устройство с высоким крутящим моментом и переменной скоростью может быть использовано в соответствии с системами и способами, описанными в настоящей заявке, без выхода за пределы объема настоящего изобретения.

В одном из вариантов осуществления способ управления нагнетателем содержит изменение тока, подаваемого на мотор нагнетателя, для обеспечения некоторой величины крутящего момента на коленчатом валу двигателя, в ответ на превышение запрашиваемым крутящим моментом диапазона изменения момента зажигания двигателя.

В первом примере способа, способ дополнительно содержит расчет крутящего момента двигателя на основании диапазона изменения момента зажигания, и расчет указанной величины крутящего момента на основании крутящего момента двигателя и требуемого крутящего момента. Во втором примере упомянутого способа, опционально содержащего первый пример, величина крутящего момента составляет разность между требуемым крутящим моментом и крутящим моментом двигателя. В третьем примере способа, опционально содержащем первый и/или второй пример, указанный способ дополнительно содержит корректирование момента зажигания двигателя для выработки рассчитанного крутящего момента двигателя. В четвертом примере способа, опционально содержащем примеры с первого по третий, мотор соединен с коленчатым валом двигателя посредством механического ремня. В пятом примере способа, опционально содержащем примеры с первого по четвертый, указанную величину крутящего момента, передаваемую на коленчатый вал, прибавляют к крутящему моменту, вырабатываемому двигателем, для обеспечения требуемого крутящего момента. В шестом примере способа, опционально содержащем примеры с первого по пятый, мотор нагнетателя соединен с планетарной зубчатой передачей нагнетателя, планетарная зубчатая передача дополнительно соединена с компрессором нагнетателя, и способ дополнительно содержит выборочное отсоединение эпициклической зубчатой передачи от компрессора при изменении тока.

В другом варианте осуществления, способ управления нагнетателем содержит подачу циклического тока на мотор нагнетателя, причем указанный мотор соединен со вспомогательным устройством посредством механического ремня.

В первом примере упомянутого способа, этот способ дополнительно содержит подачу циклического тока в ответ на событие воспламенения в двигателе, соединенном с нагнетателем. Во втором примере упомянутого способа, опционально содержащем первый пример, циклический ток основан на крутящем моменте, вырабатываемом двигателем. В третьем примере упомянутого способа, опционально содержащем первый и/или второй примеры, циклический ток синхронизирован по фазе с пиковыми ускорениями двигателя, соединенного с нагнетателем. В четвертом примере упомянутого способа, опционально содержащем примеры с первого по третий, двигатель соединен с первым мотором нагнетателя, причем мотор соединен с первым мотором посредством планетарной зубчатой передачи нагнетателя. В пятом примере упомянутого способа, опционально содержащем примеры с первого по четвертый, указанный способ дополнительно содержит выборочное расцепление планетарной зубчатой передачи от компрессора нагнетателя при подаче циклического тока на мотор. В шестом примере упомянутого способа, опционально содержащем примеры с первого по пятый, выборочное отключение планетарной зубчатой передачи от компрессора содержит выборочное расцепление односторонней муфты между планетарной зубчатой передачей и компрессором.

В другом варианте осуществления система содержит: двигатель; нагнетатель, содержащий компрессор, соединенную с компрессором планетарную зубчатую передачу, первый мотор, соединенный с двигателем, и дополнительно соединенный с планетарной зубчатой передачей, и второй мотор, соединенный с планетарной зубчатой передачей; и контроллер, выполненный с инструкциями в долговременной памяти, которые, при выполнении, побуждают контроллер изменять ток, подаваемый на мотор нагнетателя для выработки крутящего момента, передаваемого по меньшей мере одному компоненту системы посредством механического ремня.

В первом примере системы указанный по меньшей мере один компонент указанной системы содержит коленчатый вал двигателя, мотор нагнетателя содержит первый мотор, и механический ремень соединяет первый мотор с коленчатым валом. Во втором примере системы, опционально содержащем первый пример, контроллер дополнительно выполнен с инструкциями в долговременной памяти, которые, при выполнении, побуждают контроллер: в соответствии с требуемым крутящим моментом, рассчитывать вспомогательный крутящий момент на основании требуемого крутящего момента и диапазона изменения момента зажигания двигателя; и изменять ток, подаваемый на первый мотор, на основании рассчитанного вспомогательного крутящего момента. В третьем примере системы, опционально содержащем первый и/или второй примеры, указанная система дополнительно содержит вспомогательное устройство, причем по меньшей мере один из компонентов системы содержит вспомогательное устройство, мотор представляет собой второй мотор, и механический ремень соединяет второй мотор с вспомогательным устройством. В четвертом примере системы, опционально содержащем примеры с первого по третий, ток, подаваемый на мотор, содержит циклический ток в той же фазе, что и выходная мощность двигателя. В пятом примере системы, опционально содержащем примеры с первого по четвертый, нагнетатель дополнительно содержит одностороннюю муфту, причем планетарная зубчатая передача соединена с компрессором посредством односторонней муфты, и причем контроллер дополнительно содержит инструкции в долговременной памяти, которые, при выполнении, побуждают контроллер выборочно расцеплять одностороннюю муфту при изменении тока.

Алгоритмы управления, такие, как показаны на фиг. 3 и 5, могут быть использованы совместно, и могут дополнительно содержать различные дополнительные действия. При некоторых условиях, таких как низкие температуры зубчатой передачи нагнетателя (которая может быть измерена с помощью датчика температуры, соединенного с зубчатой передачей, и/или оценена на основе других датчиков температуры, таких как датчик температуры двигателя и температуры воздуха), указанный способ может опираться в большей степени на корректирование передаточного отношения зубчатой передачи нагнетателя, как способа корректирования крутящего момента коленчатого вала двигателя. Однако, при более высоких температурах трансмиссии нагнетателя, указанный способ может опираться в большей степени на корректирование момента зажигания (нежели на корректирование передаточного отношения трансмиссии). Таким образом, система может по-прежнему обеспечивать требуемое управление крутящим моментом коленчатого вала, и в то же время снижать потенциальный износ трансмиссии нагнетателя при более высоких температурах. Кроме того, более низкая температура трансмиссии может быть, вероятно, сопряжена с более низкими температурами двигателя, тем самым снижая склонность к детонации и позволяя больше полагаться на регулирование момента зажигания.

Необходимо отметить, что примеры приведенных здесь алгоритмов управления и оценки могут быть использованы с различными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств и различными соответствующими им конфигурациями генератора переменного тока/стартера. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в долговременной памяти, и могут исполняться системой управления, содержащей контроллеры в сочетании с различными датчиками, приводами и другими компонентами транспортного средства. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и тому подобные. Таким образом, различные описанные действия, процессы и/или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно, или, опционально, могут быть опущены. Аналогично, такой порядок обработки не обязателен для достижения преимуществ и реализации признаков раскрытых в настоящей заявке примеров осуществления, но приведен для простоты графического представления и описания. Одно или несколько описанных действий, процессов и/или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии. Более того по меньшей мере часть описанных действий, процессов и/или функций могут графически представлять код, программируемый в долговременной памяти машиночитаемого носителя данных в системе управления. Управляющие действия могут дополнительно преобразовать рабочее состояние одного или нескольких датчиков или исполнительных устройств в физическом мире, когда описанные действия осуществляются путем выполнения инструкций в системе, содержащей различные аппаратные компоненты транспортного средства в сочетании с одним или несколькими контроллерами.

На этом описание завершено. Специалисту в уровне техники должны быть очевидны множество возможных изменений и модификаций, не отступающих за пределы объема и духа настоящего изобретения. Например, настоящее изобретение может быть успешно использовано для рядного трехцилиндрового, рядного четырехцилиндрового, рядного пятицилиндрового, V-образного шестицилиндрового, V-образного восьми цилиндрового, V-образного десятицилиндрового, V-образного двенадцатицилиндрового, и оппозитного двигателей, работающих на природном газе, бензине, дизеле или альтернативных вариантах топлива.

1. Способ управления нагнетателем, в котором:

изменяют ток, подаваемый на мотор нагнетателя, для обеспечения некоторой величины крутящего момента на коленчатом валу двигателя, в ответ на превышение требуемым крутящим моментом диапазона изменения момента зажигания двигателя.

2. Способ по п. 1, в котором дополнительно рассчитывают крутящий момент двигателя на основании диапазона изменения момента зажигания и рассчитывают указанную величину крутящего момента на основании крутящего момента двигателя и требуемого крутящего момента.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что указанная величина крутящего момента составляет разность между требуемым крутящим моментом и крутящим моментом двигателя.

4. Способ по п. 2, в котором дополнительно корректируют момент зажигания двигателя для выработки рассчитанного крутящего момента двигателя.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный мотор нагнетателя соединен с коленчатым валом посредством механического ремня.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанную величину крутящего момента, передаваемую на коленчатый вал, прибавляют к крутящему моменту, вырабатываемому двигателем, для обеспечения требуемого крутящего момента.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мотор нагнетателя соединен с планетарной зубчатой передачей нагнетателя, причем планетарная зубчатая передача дополнительно соединена с компрессором нагнетателя, и в способе дополнительно выборочно корректируют передаточное отношение планетарной зубчатой передачи при изменении тока.

8. Способ управления нагнетателем, в котором:

подают циклический ток на мотор нагнетателя, соединенный со вспомогательным устройством посредством механического ремня, причем указанный мотор обеспечивает циклический крутящий момент на вспомогательном устройстве посредством механического ремня в соответствии с циклическим током.

9. Способ по п. 8, в котором дополнительно подают циклический ток в ответ на событие воспламенения в двигателе, соединенном с нагнетателем.

10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что циклический ток основан на крутящем моменте, вырабатываемом двигателем.

11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что циклический ток синхронизирован по фазе с пиковыми ускорениями двигателя, соединенного с нагнетателем, причем указанный ток дополнительно корректируют в соответствии с температурой планетарной зубчатой передачи нагнетателя, соединяющей нагнетатель с коленчатым валом двигателя.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что двигатель соединен с первым мотором нагнетателя, причем указанный мотор соединен с первым мотором посредством планетарной зубчатой передачи нагнетателя.

13. Способ по п. 12, в котором дополнительно выборочно отсоединяют планетарную зубчатую передачу от компрессора нагнетателя при подаче циклического тока на мотор.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что выборочное отсоединение планетарной зубчатой передачи от компрессора содержит выборочное расцепление односторонней муфты между планетарной зубчатой передачей и компрессором.

15. Система для управления нагнетателем, содержащим компрессор, соединенную с компрессором планетарную зубчатую передачу, первый мотор, соединенный с двигателем и дополнительно соединенный с планетарной зубчатой передачей, и второй мотор, соединенный с планетарной зубчатой передачей, содержащая:

контроллер, выполненный с инструкциями в долговременной памяти, которые при выполнении побуждают контроллер:

изменять ток, подаваемый на мотор нагнетателя для выработки вспомогательного крутящего момента, передаваемого на коленчатый вал двигателя посредством механического ремня, когда выходной крутящий момент двигателя достигает максимального доступного крутящего момента, причем вспомогательный крутящий момент составляет разность между требуемым крутящим моментом и максимальным доступным крутящим моментом.

16. Система по п. 15, отличающаяся тем, что мотор нагнетателя содержит первый мотор, и механический ремень соединяет первый мотор с коленчатым валом.

17. Система по п. 16, отличающаяся тем, что контроллер дополнительно выполнен с инструкциями в долговременной памяти, которые при выполнении побуждают контроллер:

в соответствии с требуемым крутящим моментом рассчитывать вспомогательный крутящий момент на основании требуемого крутящего момента и диапазона изменения момента зажигания двигателя; и

изменять ток, подаваемый на первый мотор, на основании рассчитанного вспомогательного крутящего момента.

18. Система по п. 15, отличающаяся тем, что дополнительно содержит вспомогательное устройство, причем указанный контроллер дополнительно выполнен с инструкциями в долговременной памяти, которые при выполнении побуждают контроллер изменять ток, подаваемый на второй мотор для выработки циклического крутящего момента, подаваемого на вспомогательное устройство посредством второго механического ремня.

19. Система по п. 18, отличающаяся тем, что ток, подаваемый на второй мотор, содержит циклический ток, совпадающий по фазе с выходной мощностью двигателя.

20. Система по п. 18, отличающаяся тем, что нагнетатель дополнительно содержит одностороннюю муфту, причем планетарная зубчатая передача соединена с компрессором посредством односторонней муфты, и причем контроллер дополнительно содержит инструкции в долговременной памяти, которые при выполнении побуждают контроллер выборочно расцеплять одностороннюю муфту при изменении тока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к управлению двигателем транспортного средства. Техническим результатом является снижение образования нагара на свечах зажигания и уменьшение их перегрева, а также снижение детонации.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ для двигателя, в котором подают сжатый воздух через дроссель в двигатель от компрессора, приводимого в движение турбиной.

Изобретение относится к области способов и систем для регулирования зарядки от генератора с сокращением расхода топлива. В предлагаемых способах и системе в случае увеличения уровня заряда батареи (УЗБ) транспортного средства с превышением порогового УЗБ уменьшают зарядку от генератора в зависимости от одного или нескольких из таких параметров, как момент зажигания, частота вращения двигателя, воздушно-топливное отношение и нагрузка на двигатель.

Изобретение относится к области способов и систем для регулирования зарядки от генератора с сокращением расхода топлива. В предлагаемых способах и системе в случае увеличения уровня заряда батареи (УЗБ) транспортного средства с превышением порогового УЗБ уменьшают зарядку от генератора в зависимости от одного или нескольких из таких параметров, как момент зажигания, частота вращения двигателя, воздушно-топливное отношение и нагрузка на двигатель.

Изобретение относится к способам и системам для коррекции коэффициента наполнения двухтопливной системы. Предложены способ работы двигателя (варианты) и система двигателя для точного оценивания коэффициента наполнения двигателя в системе многоцилиндрового двигателя, работающей на разных видах топлива и разных системах впрыска.

Изобретение относится к управлению двигателем внутреннего сгорания. Техническим результатом является улучшение воспламеняемости в двигателе внутреннего сгорания с прямым впрыском в цилиндры.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Система управления двигателем гибридного транспортного средства содержит контроллер с инструкциями, хранимыми в его долговременной памяти для обеспечения работы транспортного средства, в том числе: в ответ на более низкий, чем пороговое значение, требуемый крутящий момент и более низкую, чем пороговое значение, степень заряженности системной аккумуляторной батареи, обеспечивают работу двигателя с первым коэффициентом сжатия с использованием цикла Аткинсона.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Система управления двигателем гибридного транспортного средства содержит контроллер с инструкциями, хранимыми в его долговременной памяти для обеспечения работы транспортного средства, в том числе: в ответ на более низкий, чем пороговое значение, требуемый крутящий момент и более низкую, чем пороговое значение, степень заряженности системной аккумуляторной батареи, обеспечивают работу двигателя с первым коэффициентом сжатия с использованием цикла Аткинсона.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен способ управления для двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя формирование воздушно-топливной смеси беднее воздушно-топливной смеси со стехиометрическим соотношением воздух-топливо в цилиндре посредством первого впрыска топлива.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Описаны различные системы и способы для управления впрыском топлива в ДВС с переменным рабочим объемом.

Изобретение относится к способу регулирования выбросов транспортного средства. Раскрыт способ регулирования выбросов автомобильного транспортного средства.

Изобретение относится к системам и способам для улучшения продувки топливных паров из адсорбера топливных паров. Предлагаются системы и способы для управления операцией продувки адсорбера топливных паров в двигателе с наддувом.

Группа изобретений относится способу для классификации типа и веса прицепа, буксируемого автомобилем. Способ содержит шаги, согласно которым во время движения автомобиля по дорожному сегменту выявляют характеристики прицепа, присоединенного к автомобилю, на основе дорожного градиента, определяемого в режиме реального времени, относительно ожидаемого дорожного градиента, для соответствующего дорожного сегмента.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания. Предлагаются способы для управления электромагнитным перепускным клапаном топливного насоса непосредственного впрыска, в которых на электромагнитный перепускной клапан подают напряжение или прекращают подачу напряжения в соответствии с определенными условиями.

Изобретение относится к транспорту и энергомашиностроению, конкретно к системам управления двигателем внутреннего сгорания. Предложен способ управления двигателем внутреннего сгорания (3), работающим на основном и альтернативном топливе, включающий измерение параметров режимов работы двигателя с помощью множества датчиков, передачу сигналов датчиков в микропроцессорный контроллер (6), формирование на их основе сигналов управления расходом топлива, выбор сигналов управления в зависимости от вида топлива, подачу сигналов управления на исполнительный орган дозирования (2 и 10) соответствующего топлива в двигатель.

Раскрываются системы и способы для улучшения впрыска топлива в двигателе, содержащем цилиндр, принимающий топливо от двух различных топливных инжекторов, инжектора прямого впрыска и инжектора распределенного впрыска.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания. Описаны системы и способы улучшения впрыска топлива в двигателе, который содержит цилиндр, получающий топливо от двух разных топливных форсунок.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам и системам для выборочного отключения отдельных цилиндров двигателя. Способ для двигателя, в котором корректируют оценку заряда воздуха для цилиндра в текущем рабочем цикле двигателя в зависимости от статистики всасывания в цилиндр, в том числе - от состояния всасывания в цилиндр в непосредственно предшествующем рабочем цикле двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с разветвленной выпускной системой, содержащих системы рециркуляции отработавших газов. Способ для двигателя заключается в том, что согласованно регулируют фазы газораспределения впускных клапанов (2), (4), фазы газораспределения группы выпускных клапанов (6) и положение клапана (54) рециркуляции отработавших газов (РОГ) в магистрали (50) рециркуляции отработавших газов в соответствии с состоянием в компрессоре (162).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, оборудованных системами рециркуляции отработавших газов. Способ для двигателя заключается в том, что регулируют фазы газораспределения первой группы выпускных клапанов (6) цилиндров для регулирования потока отработавших газов из цилиндров двигателя в область в заборном канале (28) выше по потоку от компрессора (162) по магистрали (50) рециркуляции отработавших газов (РОГ).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ для двигателя содержит указание на ухудшение состояния рециркуляционного клапана компрессора, исходя из адаптации линии помпажа на карте характеристик компрессора.

Изобретение относится к двигателестроению. Способ управления нагнетателем включает изменение тока, подаваемого на мотор нагнетателя, для обеспечения некоторой величины крутящего момента на коленчатом валу двигателя в ответ на превышение требуемым крутящим моментом диапазона изменения момента зажигания двигателя. Также раскрыты вариант способа управления нагнетателем и система для управления нагнетателем. Технический результат заключается в снижении скачков крутящего момента двигателя. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх