Способ снятия данных (варианты) и система снятия данных давления во впускном окне цилинда

Способ снятия данных (варианты) и система снятия данных давления во впускном окне цилинда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Двигатель с дросселем окна может давать преимущества эффективности использования топлива и/или эксплуатационных качеств по сравнению с двигателями, которые не имеют дросселя окна. Однако может быть труднее определять заряд или захваченную массу воздуха в цилиндре двигателя с дросселем окна, когда захваченная масса воздуха в цилиндре двигателя с дросселем окна оценивается на основании датчика давления во впускном коллекторе или когда двигатель имеет датчик массового расхода воздуха, расположенный выше по потоку от дросселя окна. В частности, датчик абсолютного давления в коллекторе (MAP) может не подвергаться давлению на впускном окне цилиндра. По существу, захваченная масса воздуха в цилиндре, оцениваемая по датчику MAP, может быть не настолько точной, насколько требуется. Даже датчик MAP, расположенный ниже по потоку от дросселя окна, может давать неточные оценки захваченной массы воздуха в цилиндре с традиционной обработкой сигналов, вследствие больших колебаний давления в течение каждого цикла двигателя. Кроме того, оценка захваченной массы воздуха в цилиндре, которая основана на датчике массового расхода воздуха, расположенном выше по потоку от дросселя окна, может не давать настолько точные оценки захваченной массы воздуха в цилиндре, насколько требуется, во время переходных изменений давления во впускном коллекторе вследствие удаленности датчика массового расхода воздуха.

Раскрытие изобретения

Авторы в материалах настоящей заявки осознали вышеупомянутые ограничения и предложили способ снятия данных, включающий снятие данных с датчика, расположенного во впускном окне ниже по потоку от дросселя окна, при этом впускное окно ведет в одиночный цилиндр, причем данные снимают с датчика в первый момент времени и второй момент времени в течение цикла одиночного цилиндра, и настройку первого исполнительного механизма в ответ на первые данные, снятые в первый момент времени, и настройку второго исполнительного механизма в ответ на вторые данные, снятые во второй момент времени.

Данные снимают с датчика предпочтительно в первый момент времени для выдачи первой переменной и данные снимают с датчика предпочтительно во второй момент времени для выдачи второй переменной.

Первая переменная предпочтительно представляет собой заряд воздуха цилиндра, а вторая переменная предпочтительно представляет собой давление на выпуске.

Первый исполнительный механизм представляет собой предпочтительно топливную форсунку, перепускной клапан или лопасть турбонагнетателя, источник зажигания, дроссель окна цилиндра, клапан EGR или фазирующее устройство кулачка распределительного вала, а второй исполнительный механизм предпочтительно представляет собой перепускной клапан или лопасть турбонагнетателя, впускной дроссель, клапан EGR, фазирующее устройство кулачка распределительного вала, клапан продувки бачка с активированным углем или источник зажигания.

Давление предпочтительно измеряется во впускном окне, а датчик предпочтительно является датчиком давления.

Первый момент времени предпочтительно находится в пределах заданного угла поворота коленчатого вала с опережением от IVC и с запаздыванием от EVC.

Второй момент времени предпочтительно находится в пределах заданного угла поворота коленчатого вала с опережением от EVC и с запаздыванием от IVO.

Согласно другому аспекту предложен способ снятия данных, включающий измерение характеристики впускного окна цилиндра в положении ниже по потоку от дросселя впускного окна цилиндра и выше по потоку от впускного клапана посредством датчика, снятие данных датчика в первый момент времени, второй момент времени и третий момент времени в течение цикла цилиндра для выдачи первых, вторых и третьих данных, настройку первого исполнительного механизма в ответ на первые данные, настройку второго исполнительного механизма в ответ на вторые данные и настройку третьего исполнительного механизма в ответ на третьи данные.

Первый момент времени предпочтительно является заданным количеством градусов угла поворота коленчатого вала с опережением от IVC и заданным количеством градусов угла поворота коленчатого вала с задержкой от EVC, при этом второй момент времени является заданным количеством градусов угла поворота коленчатого вала с опережением от EVC и заданным количеством градусов угла поворота коленчатого вала с задержкой от IVO, причем третий момент времени является заданным количеством градусов угла поворота коленчатого вала с опережением от IVO и заданным количеством градусов угла поворота коленчатого вала с задержкой от EVO.

Способ предпочтительно дополнительно включает корректирование второго момента времени согласно времени пикового давления между IVO и EVC.

Пиковое давление предпочтительно находится увеличением количества данных, снятых между IVO и EVC.

Способ предпочтительно дополнительно включает настройку положения дросселя впускного окна цилиндра в ответ на давление во впускном окне цилиндра.

Характеристика предпочтительно представляет собой давление, при этом первый исполнительный механизм предпочтительно представляет собой топливную форсунку, второй исполнительный механизм представляет собой перепускной клапан турбонагнетателя, а третий исполнительный механизм представляет собой клапан EGR.

Способ предпочтительно дополнительно включает указание ухудшившегося состояния водителю в ответ на предполагаемое давление на выпуске, превышающее пороговое значение, при этом предполагаемое давление на выпуске основано на датчике.

Впускное окно цилиндра предпочтительно находится в сообщении по текучей среде с цилиндром, включенным в двигатель с множеством цилиндров, каждый из которых включает в себя дроссель окна.

Согласно еще одному аспекту предложена система снятия данных давления во впускном окне цилиндра, содержащая двигатель, впускной коллектор, присоединенный к двигателю, воздушный впускной дроссель, расположенный выше по потоку от впускного коллектора, впускное окно цилиндра, подающее воздух в цилиндр двигателя, дроссель окна, расположенный вдоль впускного окна цилиндра и выше по потоку от тарельчатого клапана цилиндра, датчик, расположенный вдоль впускного окна цилиндра между дросселем окна и тарельчатым клапаном, топливную форсунку, подающую топливо в цилиндр, турбонагнетатель, подающий воздух во впускное окно цилиндра и имеющий перепускной клапан, и контроллер, включающий в себя команды для инициирования первых и вторых данных с датчика в течение цикла цилиндра, при этом контроллер включает в себя дополнительные команды для настройки топливной форсунки в ответ на первые данные, и контроллер включает в себя дополнительные команды для настройки положения перепускного клапана в ответ на вторые данные, не реагируя на первые данные.

Система предпочтительно дополнительно содержит клапан EGR.

Система предпочтительно дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для инициирования третьих данных датчика в течение цикла цилиндра и настройки положения клапана EGR в ответ на третьи данные, при этом третьи данные являются указывающими MAP.

Система предпочтительно дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для настройки положения дросселя окна на основании выходного сигнала датчика.

Система предпочтительно дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для настройки установки момента снятия данных датчика в ответ на установку фаз распределения впускных и выпускных клапанов.

Посредством расположения датчика давления между впускным клапаном цилиндра и дросселем окна может быть возможным точно определять MAP и захваченную массу цилиндра. В частности, если данные снимаются с датчика, расположенного между впускным тарельчатым клапаном цилиндра и дросселем окна, который регулирует поток воздуха в отдельный цилиндр, возле момента времени закрытия впускного клапана (IVC), а также непосредственно после момента времени открытия впускного клапана (IVO), захваченная масса в цилиндре может определяться с помощью первых данных наряду с тем, что MAP может определяться посредством вторых данных. Масса, захваченная в цилиндре в течение цикла сгорания, может определяться точнее, когда данные снимают с датчика около IVC, поскольку давление на впускном окне цилиндра в тот момент времени близко к давлению в цилиндре. Кроме того, MAP двигателя может точно определяться без определения положения датчика MAP во впускном коллекторе посредством снятия данных с датчика впускного окна в момент времени, где давление во впускном окне цилиндра имеет время для восстановления и приближения к или достижения MAP. Таким образом, по меньшей мере две разные управляющие переменные могут определяться более точно по двум или более разным данным, снятым в течение цикла цилиндра. Кроме того, установка момента времени, в который снимаются данные, действует на улучшение оценки управляющих переменных, по которым могут настраиваться исполнительные механизмы.

Настоящее описание может обеспечивать несколько преимуществ. Более конкретно, подход может улучшать оценки MAP, захваченной массы в цилиндре и давления на выпуске. Кроме того, подход может сокращать количество данных, используемых для определения многочисленных управляющих переменных. В дополнение, стратегически определенные моменты времени снятия данных могут сокращать время обработки сигналов.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут с легкостью очевидны из последующего подробного описания, рассматриваемого в отдельности или совместно с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые решают какие-нибудь недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой схематичный вид двигателя.

Фиг. 2 представляет собой примерную временную диаграмму снятия данных цикла цилиндра.

Фиг. 3 представляет собой примерный график характеристики давления на впускном окне цилиндра для двигателя, имеющего дроссель окна.

Фиг. 4 представляет собой пример снятия данных давлений на впускном окне цилиндра двигателя при меняющихся условиях эксплуатации двигателя.

Фиг. 5 представляет собой блок-схему последовательности операций примерного способа снятия данных на впускном окне цилиндра двигателя, имеющего дроссель окна.

Подробное описание изобретения

Настоящее описание имеет отношение к снятию данных давления на впускном окне цилиндра двигателя, имеющего дроссели окна. Посредством снятия данных давления во впускном окне цилиндра в выбранные моменты времени в течение цикла цилиндра может быть возможным улучшать оценки условий эксплуатации двигателя. Фиг. 1 показывает один из примеров двигателя, который включает в себя дроссель окна и воздушный впускной дроссель. Система по фиг.1 может подвергаться снятию данных с выбранными интервалами или моментами времени в течение цикла цилиндра, как показано на фиг.2, чтобы выдавать информацию, которая может быть основой для определения разных условий эксплуатации двигателя. Фиг. 3 показывает примерные характеристики давления на впускном окне цилиндра в разных условиях эксплуатации двигателя для двигателя с дросселем окна. В одном из примеров, дроссели впускного окна цилиндра могут подвергаться снятию данных, как показано на фиг.4, чтобы выдавать улучшенную оценку условий эксплуатации двигателя. В заключение фиг.5 показывает пример способа для снятия данных давления на впускном окне цилиндра.

Со ссылкой на фиг.1, двигатель 10 внутреннего сгорания, содержащий множество цилиндров, один цилиндр которого показан на фиг.1, управляется электронным контроллером 12 двигателя. Двигатель 10 включает в себя камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндра с поршнем 36, расположенным в них и присоединенным к коленчатому валу 40. Камера 30 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответственный впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 51 впускного клапана и кулачком 53 выпускного клапана. Фазирующее устройство 56 кулачка распределительного вала настраивает установку фаз распределения кулачка 51 впускного клапана относительно коленчатого вала 40. Дополнительно, фазирующее устройство кулачка выпускного клапана может быть предусмотрено для настройки установки фаз распределения кулачка 53 выпускного клапана относительно коленчатого вала 40. Положение кулачка 51 впускного клапана может определяться датчиком 55 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 53 выпускного клапана может определяться датчиком 57 кулачка выпускного клапана. Компрессор 162 втягивает воздух из воздухозаборника 42 для подачи наддувочного воздуха в двигатель. Отработавшие газы вращают турбину 164, которая присоединена к компрессору 162 через вал 161. В некоторых примерах, может быть предусмотрен охладитель заряда воздуха. Частота вращения компрессора может настраиваться посредством настройки положения элемента 72 управления регулируемыми лопастями. В альтернативных примерах, перепускной клапан 74 может заменять элемент 72 управления регулируемыми лопастями. Элемент 72 управления регулируемыми лопастями настраивает положение лопастей турбины с изменяемой геометрией. Отработавшие газы могут проходить через турбину 164, подводя незначительную энергию для вращения турбины 164, когда лопасти находятся в открытом положении. Отработавшие газы могут проходить через турбину 164 и передавать повышенную силу на турбину 164, когда лопасти находятся в закрытом положении. В качестве альтернативы, перепускной клапан 74 обеспечивает отработавшим газам возможность обтекать турбину 164, с тем чтобы уменьшать количество энергии, подаваемое на турбину.

Топливная форсунка 66 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 66 выдает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12. Топливо подается на топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана). Топливная форсунка 66 питается рабочим током из формирователя 68, который реагирует на действие контроллера 12. В дополнение, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 62, который настраивает положение дроссельной заслонки 64 для регулирования потока воздуха из воздухозаборника 42 двигателя. Дроссель 83 окна управляет потоком воздуха в цилиндр 30 посредством сдерживания воздуха или открытия, чтобы позволить воздуху втекать во впускное окно 81 цилиндра. В двигателях с множеством цилиндров, множество управляемых по отдельности дросселей окна может быть предусмотрено, так чтобы дроссель окна, регулирующий поток воздуха в одиночный отдельный цилиндр, мог располагаться иначе от дросселей окна другого цилиндра. Клапан 91 EGR управляет потоком отработавших газов во впускной коллектор 44.

Система 88 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 30 сгорания через запальную свечу 92 в ответ на действие контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода в отработавших газах (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 48 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 70 отработавших газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 126 UEGO.

Пары топлива из топливного бака (не показан) могут накапливаться в бачке 85 накопления паров топлива. В некоторых примерах, бачок 85 накопления паров топлива включает в себя активированный уголь для накопления паров топлива. Пары топлива могут сжигаться двигателем 10 посредством открытия клапана 87 продувки паров топлива и вытягивания паров топлива во впускной коллектор 44.

Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, включает в себя множество блоков катализатора. В еще одном примере, может использоваться множество устройств снижения токсичности отработавших газов, каждое с множеством блоков. Нейтрализатор 70 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехходового типа.

Контроллер 12 показан на фиг.1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 106, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и обычную шину данных. Контроллер 12 показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые описаны выше, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; датчик 134 положения, присоединенный к педали 130 акселератора для считывания положения, заданного ступней 132; необязательное измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 122 давления, присоединенного к впускному коллектору 44; измерение давления на впускном окне сдатчика 45 давления, расположенного ниже по потоку от дросселя 83 окна; датчик положения двигателя с датчика 118 на эффекте Холла, считывающего положение коленчатого вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 120 (например, измерителя расхода воздуха с термоэлементом); и измерение положения дросселя с датчика 58. Барометрическое давление также может измеряться (датчик не показан) для обработки контроллером 12. Состояние ухудшения характеристик может указываться посредством вывода на индикаторную лампу или дисплей 99. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 118 положения двигателя вырабатывает заданное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).

В некоторых примерах, двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, могут применяться другие конфигурации двигателя, например дизельный двигатель.

Во время работы, каждый цилиндр в двигателе 10 обычно подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух вовлекается в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44, поршень 36 перемещается к дну цилиндра, с тем чтобы увеличивать объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наибольшем объеме), обычно упоминается специалистами в данной области техники как нижняя мертвая точка (НМТ, BDC). Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 перемещается по направлению к головке блока цилиндров, с тем чтобы сжимать воздух внутри камеры 30 сгорания. Точка, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 30 сгорания находится при своем наименьшем объеме), обычно упоминается специалистами в данной области техники как верхняя мертвая точка (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем упоминаемом как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем упоминаемом как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 92 зажигания, приводя к сгоранию. Во время рабочего такта расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно в НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение во время такта выпуска выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливовоздушную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Следует отметить, что вышеприведенное описано просто в качестве примера и что привязка по времени открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрытие впускного клапана, или различные другие примеры.

Таким образом, система по фиг.1 предусматривает систему для снятия данных давления на впускном окне цилиндра, содержащую: двигатель; впускной коллектор, присоединенный к двигателю; воздушный впускной дроссель, расположенный выше по потоку от впускного коллектора; впускное окно цилиндра, подающее воздух в цилиндр двигателя; дроссель окна, расположенный вдоль впускного окна цилиндра и выше по потоку от тарельчатого клапана цилиндра; датчик, расположенный вдоль впускного окна цилиндра между дросселем окна и тарельчатым клапаном; топливную форсунку, подающую топливо в цилиндр; турбонагнетатель, подающий воздух во впускное окно цилиндра, турбонагнетатель имеет перепускной клапан; и контроллер, включающий в себя команды для инициирования первых и вторых данных с датчика в течение цикла цилиндра, контроллер включает в себя дополнительные команды для настройки топливной форсунки в ответ на первые данные, контроллер включает в себя дополнительные команды для настройки положения перепускного клапана в ответ на вторые данные, не реагируя на первые данные. Таким образом, впрыск топлива может настраиваться согласно заряду воздуха цилиндра, который определяется по данным с датчика давления. Кроме того, положение перепускного клапана турбонагнетателя или лопасти может настраиваться согласно величине противодавления отработавших газов, определенного по датчику давления на впускном окне цилиндра.

В некоторых примерах, система дополнительно содержит клапан EGR. Система дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для снятия данных датчика третий раз в течение цикла цилиндра и настройки положения клапана EGR в ответ на третьи данные, при этом третьи данные являются указывающими MAP. Система дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для настройки положения дросселя окна на основании выходного сигнала датчика. Система дополнительно содержит дополнительные команды контроллера для настройки установки момента снятия данных датчика в ответ на установку фаз распределения впускных и выпускных клапанов. Таким образом, система по фиг.1 может улучшать оценки управляющих переменных двигателя.

Далее, со ссылкой на фиг.2, показана примерная временная диаграмма снятия данных в цикле цилиндра. Двигатель может охватывать цикл цилиндра для каждого цилиндра двигателя. Например, четырехцилиндровый двигатель имеет четыре цикла цилиндра. Четыре цикла цилиндра происходят в пределах одного цикла двигателя (например, 720 градусов угла поворота коленчатого вала). Фиг. 2 показывает цикл одного цилиндра двигателя. Временная диаграмма 200 включает в себя временную последовательность 202, которая разбита на такты цилиндра у цилиндра, в то время как двигатель вращается с течением времени. Другие цилиндры двигателя демонстрируют подобные характеристики, но отличаются по фазе от проиллюстрированного цилиндра. Время идет слева в правую сторону временной диаграммы 200. Один цикл цилиндра (например, 720 градусов угла поворота коленчатого вала для четырехтактного двигателя, как показанный) плюс один такт цилиндра составляют длительность временной последовательности 202. Временная последовательность начинается тактом пуска, который сопровождается тактом сжатия, рабочим тактом и тактом выпуска. Цикл цилиндра повторяется, как указано вторым впускным тактом.

Линия 206 представляет длительность времени открытия впускного клапана цилиндра (например, 52 по фиг.1) в течение цикла цилиндра. Таким образом, в этом примере, впускной клапан резко открывается перед верхней мертвой точкой (ВМТ, TDC) такта впуска цилиндра и резко закрывается после нижней мертвой точки (НМТ, BDC) такта сжатия цилиндра. Линия 206 повторяется к концу временной последовательности 202.

Линия 204 представляет длительность времени открытия выпускного клапана цилиндра (например, 54 по фиг.1) в течение цикла цилиндра. В этом примере, выпуск открывается перед тактом выпуска НМТ цилиндра и закрывается после ВМТ такта впуска цилиндра.

Стрелки 230-234 представляют моменты времени данных в течение цикла цилиндра для снятия данных давления на впускном окне цилиндра (например, 81 по фиг.1) между дросселем окна (например, 83 по фиг.1) и впускным клапаном цилиндра (например, 52 по фиг.1). Впускное окно цилиндра может давать данные давления в разные моменты времени в течение цикла цилиндра, чтобы идентифицировать или делать вывод о разных условиях эксплуатации двигателя. Например, стрелка 230 представляет распределение во времени по коленчатому валу в градусах, где давление на впускном окне цилиндра ниже по потоку от дросселя окна является указывающим массу, захваченную в цилиндре в течение такта сжатия. С другой стороны, стрелка 232 представляет распределение во времени по коленчатому валу в градусах, где давление на впускном окне цилиндра ниже по потоку от дросселя окна является указывающим MAP (например, давление во впускном коллекторе между воздушным впускным дросселем и дросселем окна). Кроме того, стрелка 234 представляет распределение во времени по коленчатому валу в градусах, где давление на впускном окне цилиндра является указывающим внутреннее остаточное давление и давление на выпуске.

Когда данные давления на впускном окне цилиндра берутся с установкой момента, показанной стрелкой 230, давление в цилиндре является более высоким давлением, поскольку впускной клапан был открыт для обеспечения возможности выравнивания давления между впускным коллектором и цилиндром. Кроме того, снимаемые данные давления на впускном окне цилиндра в момент времени по стрелке 230, скомбинированные с объемом цилиндра, обеспечивают возможность определения захваченной массы в цилиндре согласно закону идеального газа, pv=nRT. Таким образом, снятие данных давления во впускном окне цилиндра в или возле момента времени закрытия впускного клапана (IVC) дает улучшенное измерение давления у величины массы, которая стала захваченной в цилиндре в течение такта сжатия. Следует отметить, что снятие данных давления на выпускном окне цилиндра на IVC включает в себя снятие данных давления на впускном окне цилиндра вплоть до заданного количества градусов угла поворота коленчатого вала перед IVC (например, 30 градусов с опережением IVC). Для того чтобы уменьшать вычислительную нагрузку контроллера, единственные данные давления на впускном окне цилиндра могут сниматься около IVC.

Снятие данных давления на впускном окне цилиндра на или непосредственно перед моментом времени открытия впускного клапана (IVO), как указано стрелкой 232, дает информацию о давлении, которая является указывающей MAP, так как давление на впускном окне цилиндра имеет наибольшее количество времени для восстановления после предыдущего события впуска, когда открыт впускной клапан. Следует отметить, что снятие данных давления на выпускном окне цилиндра на IVO включает в себя снятие данных давления на впускном окне цилиндра вплоть до заданного количества градусов угла поворота коленчатого вала перед IVO (например, 30 градусов с опережением IVO). Для того чтобы уменьшать вычислительную нагрузку контроллера, единственные данные давления на впускном окне цилиндра могут сниматься на IVO.

Снятие данных давления на впускном окне цилиндра с установкой момента времени, показанной стрелкой 234, обеспечивает возможность выравнивания давления между выпускным коллектором, цилиндром и впускным окном цилиндра. Таким образом, снятие данных давления на впускном окне цилиндра перед закрытием выпускного (EVC) клапана, в то время как впускной клапан открыт, подвергает впускное окно цилиндра давлению, указывающему давление в цилиндре и давление в выпускном коллекторе. Следует отметить, что снятие данных давления на выпускном окне цилиндра на EVC включает в себя снятие данных давления на впускном окне цилиндра вплоть до заданных градусов угла поворота коленчатого вала раньше EVC (например, на 30 по коленчатому валу с опережением EVC). Для того чтобы уменьшать вычислительную нагрузку контроллера, единственные данные давления на впускном окне цилиндра могут сниматься на EVC.

Таким образом, как указано установками момента времени данных, показанными на фиг.2, захваченная масса в цилиндре может определяться в ответ на первые данные давления на впускном окне цилиндра, MAP может определяться в ответ на вторые данные давления на впускном окне цилиндра с иной установкой момента времени по коленчатому валу, чем первые данные давления на впускном окне цилиндра, и остатки в цилиндре (например, отработавших газов), а также давление в выпускном коллекторе могут определяться в ответ на третьи данные давления на впускном окне цилиндра с иной установкой момента времени по коленчатому валу, чем первые и вторые данные давления на впускном окне цилиндра. Также следует отметить, что установка момента времени данных по коленчатому валу может быть основана скорее на угле поворота коленчатого вала, чем времени из тактового генератора.

Со ссылкой на фиг.3 показан примерный график характеристики давления на впускном окне цилиндра для двигателя, имеющего дроссель окна. В этом примере, двигатель дросселирован исключительно посредством дросселей окна и не включает в себя дросселирования посредством воздушного впускного дросселя, расположенного выше по потоку от дросселей окна. Ось X представляет угол поворота коленчатого вала. Ось X начинается на ВМТ такта впуска цилиндра в течение цикла цилиндра и заканчивается на 720 градусах угла поворота коленчатого вала позже. Ось Y представляет давление на впускном окне цилиндра в единицах бар.

Кривая 302 давления представляет давление на впускном окне цилиндра между дросселем окна и впускным клапаном цилиндра, когда нагрузка двигателя достигает IMEP в 1 бар. Кривая 304 давления представляет давление на впускном окне цилиндра, когда нагрузка двигателя достигает IMEP 1,8 бар. Кривая 306 давления представляет давление на впускном окне цилиндра, когда нагрузка двигателя достигает IMEP 2,62 бар. Кривая 308 давления представляет давление на впускном окне цилиндра, впускном окне цилиндра, когда нагрузка двигателя достигает IMEP 5,5 бар. Кривая 310 давления представляет давление на впускном окне цилиндра, когда нагрузка двигателя достигает IMEP 7 бар. Кривая 312 давления представляет давление на впускном окне цилиндра, когда нагрузка двигателя достигает IMEP 8 бар. Для того чтобы нагрузка двигателя достигала все более и более высоких значений IMEP, дроссели впускного окна двигателя открываются с дополнительной степенью, с тем чтобы увеличивать поток воздуха через дроссели окна.

Вскоре после нуля градусов угла поворота коленчатого вала давление на впускном окне цилиндра каждой кривой начинает указывать падение давления, поскольку впускной клапан открывается возле ВМТ в этом примере. Однако, что касается кривых 302 и 304, кривые коротко нарастают, а затем падают, в то время как отработавший газ вытекает из цилиндра обратно во впускное окно цилиндра вследствие низкого давления на впускном окне цилиндра в течение таких условий на впускном окне цилиндра. Повышение давления может быть указывающим давление в выпускном коллекторе после того, как происходит повышение давления в течение периода перекрытия впускного и выпускного клапанов перед EVC. В одном из примеров, данные давления на впускном окне цилиндра могут сниматься перед EVC и после IVO, как указано стрелкой 234 по фиг.2, так что пиковое давление в цилиндре и на впускном окне цилиндра могут устанавливаться в течение периода перекрытия впускного и выпускного клапанов.

В момент времени вскоре после приблизительно 200 градусов угла поворота коленчатого вала давление на впускном окне цилиндра начинает восстанавливаться, поскольку впускной клапан закрывается, и давление начинает выравниваться между окном давления в цилиндре и впускным коллектором двигателя. Скорость, с которой восстанавливается давление, является зависящей от объема впускного окна цилиндра и величины открытия дросселя впускного окна цилиндра. Давление, представленное кривой 302, представляет более медленное восстановление давления на впускном окне цилиндра, чем давления, представленного кривой 304, поскольку дроссель окна закрыт дальше в течение времени, представленного кривой 302.

Далее, со ссылкой на фиг.4, показан пример снятия данных давлений на окне цилиндра при отличающихся условиях эксплуатации двигателя. Последовательность снятия данных, показанная на фиг.4, может выдаваться контроллером 12 по фиг.1, выполняющим команды согласно способу по фиг.5.

Первый график сверху по фиг.4 представляет собой частоту вращения двигателя в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой на правую сторону графика. Ось Y представляет число оборотов двигателя, и число оборотов двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y.

Второй график сверху по фиг.4 представляет крутящий момент двигателя в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой на правую сторону графика. Ось Y представляет крутящий момент двигателя, и крутящий момент двигателя увеличивается в направлении стрелки оси Y.

Третий график сверху по фиг.4 представляет собой фазу кулачка впускного клапана двигателя в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой на правую сторону графика. Ось Y представляет фазу кулачка впускного клапана двигателя, и фаза кулачка впускного клапана двигателя осуществляет опережение в направлении стрелки оси Y.

Третий график сверху по фиг.4 представляет собой фазу кулачка выпускного клапана двигателя в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой на правую сторону графика. Ось Y представляет фазу кулачка выпускного клапана двигателя, и фаза кулачка выпускного клапана двигателя осуществляет опережение относительно положения коленчатого вала в направлении стрелки оси Y.

Пятый график сверху по фиг.4 представляет собой момент времени снятия данных на впускном окне цилиндра в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время увеличивается с левой на правую сторону графика. Ось Y представляет момент времени снятия данных на впускном окне цилиндра двигателя, и момент времени снятия данных на впускном окне цилиндра двигателя осуществляет опережение относительно положения коленчатого вала в направлении стрелки оси Y. Кривая 402 представляет установку момента времени данных относительно угла поворота коленчатого вала для определения захваченной массы цилиндра. Кривая 404 представляет установку момента времени данных относительно угла поворота коленчатого вала для определения MAP. Кривая 406 представляет установку момента времени данных относительно угла поворота коленчатого вала для определения давления на выпуске и остатков (например, отработавших газов) в цилиндрах двигателя.

В момент T₀ времени число оборотов двигателя и запрошенный крутящий момент двигателя низки. В одном из примеров, установки фаз распределения клапанов являются представляющими ус