Способ управления двигателем (варианты)

Способ управления двигателем (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к управлению двигателем с меняющимися вязкостями масла и их выявлению.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Вязкость масла оказывает непосредственное воздействие на трение в двигателе, которое, в свою очередь, оказывает влияние на выходной крутящий момент и скорость холостого хода двигателя. Поэтому, трение в двигателе должно оцениваться или предполагаться многими частями стратегии управления двигателем, включающей в себя регулирование скорости холостого хода и электронное управление дросселем. Вязкость масла также оказывает влияние на давление масла, которое, в свою очередь, оказывает влияние на системы, подобные VCT (система регулируемой установки фаз распределительного вала), которые полагаются на давление масла для работы.

Что касается традиционных моторных масел, вязкость значительно изменяется в зависимости от температуры (то есть, низкого индекса вязкости). Разрабатываются новые масла, которые имеют гораздо более высокий индекс вязкости, поэтому, их вязкость изменяется в гораздо меньшей степени с изменением температуры.

Некоторые стратегии управления двигателем включают в себя модификаторы температуры, которые помогают компенсировать изменения вязкости масла. Например, при низкой температуре, и более высокой вязкости, большее открывание дросселя (более интенсивный поток воздуха) используется для достижения требуемой скорости холостого хода или крутящего момента на выходном валу двигателя.

Авторы в материалах настоящего описания выявили, что эти модификаторы температуры могут вызывать нежелательную работу, если двигатель заправлен маслом, имеющим индекс вязкости, который является в значительной мере иным, чем рекомендация производителя. Например, модификаторы температуры, предназначенные для рекомендованного производителем масла с высоким индексом вязкости, не будут сильно изменять открывание дросселя на холостом ходу при низкой температуре. Если двигатель заправлен маслом с низким индексом вязкости, скорость холостого хода на низких температурах будет более низким, чем намечено, и двигатель может останавливаться.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы решили эти проблемы посредством новой стратегии управления, которая выявляет реальные вязкость и/или индекс вязкости масла и управляет двигателем надлежащим образом.

В одном из аспектов предложен способ управления двигателем, включающий в себя этапы, на которых:

определяют после остановки двигателя вязкость моторного масла на основании времени слива масла обратно в поддон картера двигателя и температуры масла при указанном сливе; и

корректируют рабочий параметр двигателя на основании указанной определенной вязкости масла, причем указанный рабочий параметр двигателя содержит положение или угол дросселя по дроссельной заслонке, управляемую контроллером двигателя для регулирования воздуха, засасываемого в двигатель.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых определяют нормальное время пополнения поддона, когда двигатель является новым, с использованием известной вязкости масла, при этом указанное определение вязкости масла дополнительно включает в себя этап, на котором сравнивают указанное время пополнения поддона после остановки двигателя с указанным временем пополнения поддона для указанного нового двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанное определение нормального времени пополнения поддона и указанное определение вязкости масла осуществляют в ответ на указанную температуру масла.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанную температуру масла обеспечивают датчиком температуры.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанную температуру масла выводят из одной или более температур двигателя и одного или более условий работы двигателя.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанной дроссельной заслонке дают команду требуемого положения дросселя для обеспечения засасывания требуемого количества воздуха в двигатель, причем указанное требуемое положение дросселя корректируют на основании указанной определенной вязкости масла.

В одном из дополнительных аспектов предложен способ управления двигателем, включающий в себя этапы, на которых:

определяют после остановки двигателя вязкость масла у моторного масла на основании температуры указанного масла и времени слива указанного масла обратно в поддон картера двигателя;

определяют индекс вязкости указанного масла по меньшей мере по двум указанным определяемым вязкостям и температурам масла после по меньшей мере двух указанных остановок двигателя при разных температурах; и

корректируют рабочий параметр двигателя на основании текущей температуры указанного масла и индекса вязкости указанного масла.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанный рабочий параметр двигателя содержит положение или угол дросселя по дроссельной заслонке, управляемую контроллером двигателя для регулирования воздуха, засасываемого в двигатель.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанной дроссельной заслонке дают команду требуемого положения дросселя для обеспечения засасывания требуемого количества воздуха в двигатель, причем указанное требуемое положение дросселя корректируют на основании указанного индекса вязкости и указанной текущей температуры.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанные температуры моторного масла после по меньшей мере двух указанных остановок двигателя отличны друг от друга на пороговую величину.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых осуществляют криволинейную аппроксимацию указанных определяемых вязкостей моторного масла в зависимости от указанных температур моторного масла.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанный определяемый индекс вязкости выводят из указанной криволинейной аппроксимации.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором определяют, что произошла замена моторного масла, когда одна из указанных определяемых вязкостей моторного масла не соответствует указанной кривой.

В одном из еще дополнительных аспектов предложен способ управления двигателем, включающий в себя этапы, на которых:

определяют после остановки двигателя вязкость масла у моторного масла на основании температуры указанного масла и времени слива указанного масла обратно в поддон картера двигателя;

определяют индекс вязкости указанного масла по меньшей мере по двум указанным определяемым вязкостям масла после по меньшей мере двух указанных остановок двигателя при разных температурах;

регулируют скорость холостого хода двигателя посредством первого определения исходного положения дросселя на основании требуемой скорости холостого хода и предполагаемой вязкости масла; и

корректируют указанное исходное положение дросселя на основании указанного определяемого индекса вязкости и данной температуры масла.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых увеличивают указанное положение дросселя, когда указанная определенная вязкость указанного масла больше, чем указанная предполагаемая вязкость масла, и уменьшают указанное положение дросселя, когда указанная определенная вязкость указанного масла меньше, чем указанная предполагаемая вязкость масла.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанное время слива указанного масла обратно в указанный поддон основано по меньшей мере частично на датчике уровня масла, указывающем, когда указанное сливаемое масло достигает заданного уровня масла в указанном поддоне.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанные температуры моторного масла после по меньшей мере двух указанных остановок двигателя отличны друг от друга на пороговую величину.

В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором выполняют криволинейную аппроксимацию указанных определяемых вязкостей моторного масла в зависимости от указанных температур моторного масла.

В одном из вариантов предложен способ, в котором указанный определяемый индекс вязкости выводят из указанной криволинейной аппроксимации.

В одном из аспектов, новый способ управления включает в себя этапы, на которых осуществляют после остановки двигателя, определение вязкости моторного масла на основании времени слива масла обратно в поддон картера двигателя и температуры масла при сливе; и корректируют рабочий параметр двигателя на основании определенной вязкости масла. В конкретном аспекте изобретения, рабочим параметром двигателя является дроссельная заслонка, и дроссельной заслонке дается команда с требуемым углом или положением дросселя для обеспечения засасывания требуемого количества воздуха в двигатель, и требуемый угол дросселя подвергается поправке на основании определенной вязкости масла. Дроссельной заслонке дается команда в исходное положение дросселя для достижения требуемой скорости холостого хода двигателя. В еще одном применении, дроссельной заслонке дается команда в исходное положение для обеспечения требуемого выходного крутящего момента двигателя. Таким образом, технический результат достигается этими действиями.

В еще одном аспекте изобретения, авторы предусмотрели способ, в котором определяют индекс вязкости масла и управляет двигателем надлежащим образом. В частности, способ включает в себя этапы, на которых осуществляют после остановки двигателя, определение вязкости масла у моторного масла на основании температуры масла и времени слива масла обратно в поддон картера двигателя; после по меньшей мере двух остановок двигателя при разных температурах, определение индекса вязкости масла по меньшей мере по двум определяемым вязкостям масла; и корректируют рабочий параметр двигателя на основании текущей температуры масла и индекса вязкости масла. В более конкретном примере, рабочий параметр двигателя содержит положение или угол дросселя по дроссельной заслонке, управляющей количеством воздуха, засасываемого в двигатель. И дроссельной заслонке дают команду требуемого положения дросселя для обеспечения засасывания требуемого количества воздуха в двигатель, и указанное требуемое положение дросселя корректируют на основании указанного индекса вязкости и указанной текущей температуры.

В кроме того еще одном примере, индекс вязкости масла определяют и, в свою очередь, используют для коррекции положения дросселя для регулирования скорости холостого хода. Точнее, способ управления включает в себя этапы, на которых осуществляют после остановки двигателя, определение вязкости масла у моторного масла на основании температуры масла и времени слива масла обратно в поддон картера двигателя; после по меньшей мере двух остановок двигателя при разных температурах, определение индекса вязкости масла по меньшей мере по двум определяемым вязкостям масла; регулирование скорости холостого хода двигателя прежде всего посредством определения исходного положения дросселя на основании требуемой скорости холостого хода и предполагаемой вязкости масла; и коррекцию исходного положения дросселя на основании определяемого индекса вязкости и данной температуры масла. Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут без труда очевидны из последующего Подробного описания, когда воспринимаются по отдельности или в связи с прилагаемыми чертежами.

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

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 иллюстрирует примерный привод на ведущие колеса транспортного средства.

Фиг. 2 показывает структурную схему двигателя с турбонаддувом.

Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода вязкости масла в двигателе по фиг. 2.

Фиг. 4 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую еще один способ логического вывода вязкости масла в двигателе по фиг. 2.

Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода вязкости масла в приводе на ведущие колеса транспортного средства по фиг. 1.

Фиг. 6 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода индекса вязкости масла в двигателе по фиг. 2.

Фиг. 7 показывает примерный график вязкости-температуры масла, сформированный в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 8 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода вязкости масла в двигателе по фиг. 2 на основании времени пополнения поддона.

Фиг. 9 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода индекса вязкости масла в двигателе по фиг. 2 на основании времени пополнения поддона.

Фиг. 10 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ регулирования скорости холостого хода двигателя по фиг. 2.

Фиг. 11 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода вязкости масла в транспортном средстве с гибридным приводом MHT.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Выходной крутящий момент и скорость холостого хода двигателя находятся под непосредственным влиянием вязкости масла, текущего через двигатель. Соответственно, работа двигателя может управляться более оптимальным образом, если известна вязкость масла. Некоторые типы моторных масел имеют вязкости, которые значительно меняются в зависимости от температуры. В некоторых подходах, работа двигателя модифицируется, чтобы компенсировать эти изменения вязкости. Например, положение дроссельной заслонки, регулирующей воздух, засасываемый в двигатель, может меняться по мере того, как происходят изменения вязкости масла. Однако, такие подходы могут не быть приспособлены для значительных изменений индекса вязкости, например, обусловленных заменами моторного масла. По существу, может происходить субоптимальная работа двигателя, например, давая в результате остановки двигателя.

Предусмотрены различные способы логического вывода вязкости масла и/или индекса вязкости масла в двигателе внутреннего сгорания. В одном из примеров, новый способ управления содержит: после остановки двигателя, определение вязкости моторного масла на основании времени слива масла обратно в поддон картера двигателя и температуры масла при сливе; и внесение поправки в рабочий параметр двигателя на основании определенной вязкости масла. Фиг. 1 иллюстрирует примерный привод на ведущие колеса транспортного средства. Фиг. 2 показывает структурную схему двигателя с турбонаддувом. Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода вязкости масла в двигателе по фиг. 2. Фиг. 4 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую еще один способ логического вывода вязкости масла в двигателе по фиг. 2. Фиг. 5 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода вязкости масла в приводе на ведущие колеса транспортного средства по фиг. 1. Фиг. 6 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода индекса вязкости масла в двигателе по фиг. 2. Фиг. 7 показывает примерный график вязкости-температуры масла, сформированный в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг. 8 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода вязкости масла в двигателе по фиг. 2 на основании времени пополнения поддона. Фиг. 9 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода индекса вязкости масла в двигателе по фиг. 2 на основании времени пополнения поддона. Фиг. 10 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ регулирования скорости холостого хода двигателя по фиг. 2. Фиг. 11 показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую способ логического вывода вязкости масла в транспортном средстве с гибридным приводом MHT. Двигатель по фиг. 2 также включает в себя контроллер, выполненный с возможностью выполнять способы, изображенные на фиг. 3-6 и 8-10.

Фиг. 1 - структурная схема привода 1 на ведущие колеса транспортного средства и транспортного средства 2. Привод 1 на ведущие колеса может быть механизирован двигателем 10. Двигатель 10 может запускаться посредством DISG 3, встроенного в привод на ведущие колеса стартера/генератора, который, в этом конкретном примере, является типом транспортного средства с гибридным приводом. Кроме того, двигатель 10 может вырабатывать или регулировать крутящий момент посредством исполнительного механизма 4 крутящего момента, такого как одно или более из топливной форсунки, дросселя, распределительного вала, подъема клапанов, и т.д.

Крутящий момент на выходе двигателя может передаваться на входную сторону маховика 5 двойной массы. Скорость вращения двигателя, а также положение и скорость вращения входной стороны маховика двойной массы могут определяться посредством датчика 6, такого как датчик 118 положения двигателя, подробнее описанного ниже со ссылкой на фиг. 2. Маховик 5 двойной массы может включать в себя пружины и отдельные массы (не показаны) для демпфирования возмущений крутящего момента привода на ведущие колеса. Выходная сторона маховика 5 двойной массы показана являющейся механически присоединенной к входной стороне муфты 7 расцепления. Муфта 7 расцепления может быть с электрическим или гидравлическим приводом и может использоваться для проворачивания коленчатого вала двигателя 10 во время горячих перезапусков, а в некоторых примерах, также при теплых перезапусках. Датчик 8 положения расположен на стороне муфты расцепления маховика 5 двойной массы для считывания выходного положения и скорости вращения маховика 5 двойной массы. Расположенная ниже по потоку сторона муфты 7 расцепления показана механически присоединенной к входному валу 9 DISG.

DISG 3 может приводиться в действие, чтобы выдавать крутящий момент на привод 1 на ведущие колеса или преобразовывать крутящий момент привода на ведущие колеса в электрическую энергию, которая должна накапливаться в устройстве 11 накопления энергии. DISG 3 может иметь более высокую несущую способность по крутящему моменту на выходном валу, чем электродвигатель 41, показанный на фиг. 2. Кроме того, DISG 3 непосредственно приводит в движение привод 1 на ведущие колеса или непосредственно приводится в движение приводом 1 на ведущие колеса. Нет никаких ремней, шестерен или цепей для присоединения DISG 3 к приводу 1 на ведущие колеса. Скорее, DISG 3 вращается на той же самой частоте, что и привод 1 на ведущие колеса. Устройство 11 накопления электрической энергии может быть аккумуляторной батареей, конденсатором или катушкой индуктивности. Расположенная ниже по потоку сторона DISG 3 механически присоединена к насосному колесу 13 гидротрансформатора 14 через вал 15. Расположенная выше по потоку сторона DISG 3 механически присоединена к муфте 7 расцепления. Гидротрансформатор 14 включает в себя турбину 16 для вывода крутящего момента на входной вал 17 трансмиссии. Входной вал 17 трансмиссии механически присоединяет гидротрансформатор 14 к автоматической трансмиссии 18. Гидротрансформатор 14 также включает в себя обходную блокировочную муфту 19 гидротрансформатора (TCC). Крутящий момент непосредственно передается с насосного колеса 13 на турбину 16, когда TCC блокирована. TCC электрически приводится в действие контроллером 12. В качестве альтернативы, TCC может блокироваться гидравлически. В одном из примеров, гидротрансформатор может указываться ссылкой как компонент трансмиссии. Скорость вращения и положение турбины гидротрансформатора могут определяться посредством датчика 20 положения. В некоторых примерах, 25 и/или 20 могут быть датчиками крутящего момента или могут быть комбинированными датчиками положения и крутящего момента.

Когда блокировочная муфта 19 гидротрансформатора полностью расцеплена, гидротрансформатор 14 передает крутящий момент двигателя на автоматическую трансмиссию 18 посредством переноса текучей среды между турбиной 16 гидротрансформатора и насосным колесом 13 гидротрансформатора, тем самым, давая возможность умножения крутящего момента. В противоположность, когда муфта 19 блокировки гидротрансформатора полностью зацеплена, крутящий момент на выходе двигателя передается непосредственно через муфту гидротрансформатора на входной вал 17 трансмиссии 18. В качестве альтернативы, блокировочная муфта 19 гидротрансформатора может зацепляться частично, тем самым, давая возможность регулироваться величине крутящего момента, передаваемого непосредственно на трансмиссию. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью регулировать величину крутящего момента, передаваемого гидротрансформатором 19, посредством регулировки блокировочной муфты гидротрансформатора в ответ на различные условия работы двигателя или на основании основанного на водителе запроса режима работы двигателя.

Автоматическая трансмиссия 18 включает в себя муфты 28 передач (например, передачи 1-N, где N - целое число между 2-25) и муфту 29 переднего хода. Муфты 28 передач и муфта 29 переднего хода могут избирательно вводиться в зацепление для продвижения транспортного средства. Крутящий момент на выходе из автоматической трансмиссии 18, в свою очередь, может передаваться на колеса 31, чтобы приводить транспортное средство в движение, через выходной вал 32. Более точно, автоматическая трансмиссия 18 может передавать входной вращающий момент на входном валу 17 в ответ на состояние перемещения транспортного средства перед передачей выходного вращающего момента на колеса 31.

Кроме того, сила трения может прикладываться к колесам 31 посредством приведения в действие колесных тормозов 33. В одном из примеров, колесные тормоза 33 могут приводиться в действие в ответ на нажимание водителем его ступней на тормозную педаль (не показана). В других примерах, контроллер 12 или контроллер, связанный с контроллером 12, может включать колесные тормоза 33. Таким же образом, сила трения может снижаться в отношении колес 31 посредством отведения колесных тормозов 33 в ответ на отпускание водителем своей ступни с тормозной педали. Кроме того, тормоза транспортного средства могут прикладывать силу трения к колесам 31 посредством контроллера 12 в качестве части процедуры автоматического останова.

Механический масляный насос 34 может находиться в сообщении по текучей среде с автоматической трансмиссией 18, чтобы выдавать гидравлическое давление для приведения в действие различных муфт, таких как муфта 29 переднего хода, муфта 28 передач и/или блокировочная муфта 19 гидротрансформатора. Механический масляный насос 34, например, может приводиться в действие в соответствии с гидротрансформатором 14, и может приводиться в движение вращением входного вала двигателя или DISG через входной вал 15. Таким образом, гидравлическое давление, вырабатываемое в механическом масляном насосе 34, может повышаться по мере того, как увеличиваются скорость вращения двигателя и/или скорость вращения DISG, и может снижаться по мере того, как уменьшается скорость вращения двигателя и/или скорость вращения DISG.

Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью принимать входные сигналы с двигателя 10, как подробнее показано на фиг. 2, и соответствующим образом управлять выходным крутящим моментом двигателя и/или работой гидротрансформатора, трансмиссии, DISG, муфт и/или тормозов. В качестве одного из примеров, крутящий момент на выходном валу двигателя может управляться посредством регулировки комбинации установки момента зажигания, длительности импульса топлива, установки момента импульса топлива и/или заряда воздуха посредством управления открыванием дросселя и/или установкой фаз клапанного распределения, подъемом клапана и давлением наддува для двигателей с нагнетателем и турбонагнетателем. В случае дизельного двигателя, контроллер 12 может управлять крутящим моментом на выходном валу двигателя, управляя комбинацией длительности импульса, установки момента импульса топлива и заряда воздуха. Во всех случаях, управление двигателем может выполняться на основе цилиндр за цилиндром, чтобы регулировать крутящий момент на выходном валу двигателя. Контроллер 12 также может управлять выходным крутящим моментом и выработкой электрической энергии из DISG посредством регулировки тока, втекающего в и из обмоток возбуждения и/или обмоток якоря DISG, как известно в данной области техники.

Когда условия выключения холостого хода удовлетворены, контроллер 12 может инициировать остановку двигателя посредством отключения топлива и зажигания у двигателя. Однако, двигатель может продолжать вращаться в некоторых примерах. Кроме того, для поддержания величины кручения в трансмиссии, контроллер 12 может заземлять вращающиеся элементы трансмиссии 18 в картер 35 трансмиссии и тем самым, на раму транспортного средства. В частности, контроллер 12 может вводить в зацепление одну или более муфт трансмиссии, таких как муфта 29 переднего хода, и блокировать зацепленную муфту(ы) трансмиссии относительно картера 35 трансмиссии и транспортного средства. Давление муфт трансмиссии может меняться (например, повышаться), чтобы регулировать состояние зацепления муфты трансмиссии и выдавать требуемую величину кручения трансмиссии. Когда удовлетворены условия запуска, и/или водитель транспортного средства желает пустить в ход транспортное средство, контроллер 12 может повторно активировать двигатель, возобновляя сгорание в цилиндрах.

Давление колесных тормозов также может регулироваться во время отключения двигателя на основании давления муфты трансмиссии, чтобы содействовать удерживания трансмиссии наряду с уменьшением крутящего момента, передаваемого через колеса. Более точно, посредством применения колесных тормозов 33 наряду с блокировкой одной или более зацепленных муфт трансмиссии, противодействующие силы могут прикладываться к трансмиссии и, следовательно, к приводу на ведущие колеса, тем самым, сохраняя промежуточную передачу в активном зацеплении, и потенциальную энергию кручения в зубчатой передаче трансмиссии, не двигая колеса. В одном из примеров, давление колесных тормозов может регулироваться, чтобы координировать применение колесных тормозов с блокировкой зацепленной муфты трансмиссии во время остановки двигателя. По существу, посредством регулировки давления колесных тормозов и давления муфты, может регулироваться величина кручения, удерживаемая в трансмиссии, когда двигатель остановлен.

Фиг. 2 - схематичное изображение, показывающая примерный вариант осуществления двигателя 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля, включающую в себя, но не в качестве ограничения, привод 1 на ведущие колеса транспортного средства, показанный на фиг. 1. Двигатель 10 показан с четырьмя цилиндрами 30. Однако, другие количества цилиндров могут использоваться в соответствии с данным изобретением. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Каждая камера 30 сгорания (например, цилиндр) двигателя 10 может включать в себя стенки камеры сгорания с поршнем (не показан), расположенными в них. Поршни могут быть присоединены к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии (не показана). Кроме того, электродвигатель 41 (например, стартер) показан в качестве являющегося присоединенным к коленчатому валу 40 через маховик 43, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10. Электрическая мощность может выдаваться в электродвигатель 41 через аккумуляторную батарею 45 транспортного средства. Аккумуляторная батарея 45 транспортного средства может давать возможность проворачивания коленчатого вала двигателя 10, а также других операций, в том числе, искрового зажигания и освещения транспортного средства, и может иметь различные пригодные типы, в том числе, но не в качестве ограничения, 12-вольтной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. Аккумуляторная батарея 45 транспортного средства может обеспечивать (например, с отклонением менее чем в 5%) постоянный источник электрической мощности для электродвигателя 41 и других компонентов, в зависимости от ее состояния заряда (SOC).

Камеры 30 сгорания могут принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 44 через впускной канал 42 и могут выпускать выхлопные газы через выпускной канал 48. Впускной коллектор 44 и выпускной коллектор 46 могут избирательно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответствующие впускные клапаны и выпускные клапаны (не показаны). В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапанов и/или два или более выпускных клапанов.

Топливные форсунки 50 показаны присоединенными непосредственно к камере 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12. Таким образом, топливная форсунка 50 обеспечивает то, что известно в качестве непосредственного впрыска топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка, например, может быть установлена сбоку камеры сгорания или сверху камеры сгорания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 50 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива. В некоторых вариантах осуществления, камеры 30 сгорания, в качестве альтернативы или дополнительно, могут включать в себя топливную форсунку, расположенную во впускном коллекторе 44, в конфигурации, которая предусматривает то, что известно как оконный впрыск топлива во впускное окно выше по потоку от каждой камеры 30 сгорания.

Впускной канал 42 может включать в себя дроссель 21 и 23, имеющий дроссельные заслонки 22 и 24, соответственно. В этом конкретном примере, положение дроссельных заслонок 22 и 24 может регулироваться контроллером 12 посредством сигналов, выдаваемых на привод, включенный в состав дросселями 21 и 23. В одном из примеров, приводы могут быть электроприводами (например, электродвигателями), конфигурацией, которая обычно указывается ссылкой как электронный регулятор дросселя (ETC). Таким образом, заслонки 21 и 23 могут приводиться в действие для варьирования всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, между другими цилиндрами двигателя. Примерный способ управления положением дросселя описан ниже со ссылкой на фиг. 10. Положение дроссельных заслонок 22 и 24 может выдаваться в контроллер 12 сигналом TP положения дросселя. Впускной канал 42 дополнительно может включать в себя датчик 120 массового расхода воздуха, датчик 122 давления воздуха в коллекторе и датчик давления на входе дросселя для выдачи соответствующих сигналов MAF (массового расхода воздуха), MAP (давления воздуха в коллекторе) в контроллер 12.

Выпускной канал 48 может принимать выхлопные газы из цилиндров 30. Датчик 128 выхлопных газов показан присоединенным к выпускному каналу 48 выше по потоку от турбины 62 и устройства 78 снижения токсичности выхлопных газов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи показания топливно-воздушного соотношения в выхлопных газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в выхлопных газах), двухрежимный кислородный датчик или EGO, датчик NOx, HC, или CO. Устройство 78 снижения токсичности выхлопных газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями.

Температура выхлопных газов может измеряться одним или более датчиков температуры (не показаны), расположенных в выпускном канале 48. В качестве альтернативы, температура выхлопных газов может выводиться на основании условий работы двигателя, таких как скорость вращения, нагрузка, топливно-воздушное соотношение (AFR), запаздывание искрового зажигания, и т.д.

Контроллер 12 показан на фиг. 2 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы постоянного запоминающего устройства 106 в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение всасываемого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 112 температуры, схематично показанного в одном месте в пределах двигателя 10; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя, как обсуждено; и сигнал абсолютного давления в коллекторе, MAP, с датчика 122, как обсуждено. Сигнал скорости вращения двигателя, RPM, может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе 44. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время стехиометрической работы, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленной скоростью вращения двигателя, может давать оценку заряда (включающего в себя воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 118, который также используется в качестве датчика скорости вращения двигателя, может вырабатывать заданное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала 40. В некоторых примерах, постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или нагнетатель, включающий в себя по меньшей мере компрессор 60, расположенный вдоль впускного коллектора 44. Что касается турбонагнетателя, компрессор 60 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 62, например, через вал или другое соединительное устройство. Турбина 62 может быть расположена вдоль выпускног