Способ и система для управления egr (рециркуляция отработавших газов)

Способ и система для управления egr (рециркуляция отработавших газов)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на выдачу патента США под порядковым №61/924,188, «СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ EGR» («METHOD AND SYSTEM FOR EGR CONTROL») поданной 6 января 2014 года, полное содержание которой настоящим фактически включено в состав посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка относится к способам и системам для улучшения управления разбавлением в двигателе внутреннего сгорания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Системы рециркуляции отработавших газов (EGR) отводят часть отработавших газов обратно на впуск для охлаждения температур сгорания и снижения потерь на дросселирование, таким образом, улучшая выбросы и экономию топлива транспортного средства. В двигателях с турбонаддувом, система EGR может включать в себя контур охлажденной EGR низкого давления (LP-EGR), в котором отработавшие газы отводятся после того, как газы проходят через турбину турбонагнетателя, и вдуваются перед компрессором по прохождению через охладитель EGR. Дополнительно, система EGR может включать в себя контур охлаждаемой EGR (HP-EGR) высокого давления, в котором отработавшие газы отводятся до того, как газы проходят через турбину турбонагнетателя, и вводятся ниже по потоку от компрессора по прохождению через охладитель EGR. Величина EGR (HP-EGR и/или LP-EGR), направляемой через систему EGR, измеряется и настраивается на основании числа оборотов и нагрузки двигателя во время работы двигателя, чтобы поддерживать требуемую стабильность сгорания двигателя наряду с обеспечением преимуществ выбросов и экономии топлива.

Одна из примерных систем EGR показана Стайлезом и другими в US 20120023937. В нем, LP-EGR выдается с постоянной процентной долей EGR от потока свежего воздуха в большой зоне трехмерной регулировочной характеристики двигателя, включающей в себя от средней нагрузки до минимальной нагрузки двигателя, даже в то время как нагрузка двигателя изменяется. На более высоких нагрузках двигателя, процентная доля EGR меняется на основании условий эксплуатации двигателя. В дополнение, в условиях очень низких нагрузок двигателя и/или холостого хода двигателя, EGR может не подаваться (0% EGR). Такой подход улучшает переходное управление и расширяет использование EGR в более широком диапазоне условий эксплуатации.

Однако, изобретатели в материалах настоящей заявки идентифицировали потенциальные проблемы у систем EGR. В качестве примера, когда присутствуют высокие интенсивности EGR, и запрошены низкие интенсивности EGR (такие как во время выбранных «полных» нажатий педали акселератора), задержка для достижения высокого крутящего момента может быть неприемлемо долгой. Это, по меньшей мере частично, может быть обусловлено большой транспортной задержкой откачки EGR из системы впуска, так как отработавшие газы должны очистить впускной коллектор перед тем, как полный заряд чистого воздуха достигает камеры сгорания, чтобы вырабатывать максимально возможный крутящий момент. Для уменьшения задержки выработки максимального крутящего момента, максимальный уровень EGR понижается в условиях установившегося состояния, повышая детонацию, может требоваться неэффективное использование запаздывания искрового зажигания или обогащения смеси для сгорания, ухудшающее экономию топлива и нейтрализующее выгоды экономии топлива от предыдущего использования EGR.

В качестве еще одного примера, когда присутствуют низкие интенсивности EGR, и запрошены высокие интенсивности EGR (такие как во время выбранных частичных нажатий педали акселератора), задержка для достижения высокого разбавления EGR может быть неприемлемо долгой. Это, по меньшей мере частично, может быть обусловлено большой транспортной задержкой наполнения системы впуска EGR, так как отработавшие газы должны проходить через компрессор турбонагнетателя, сеть трубопроводов впуска воздуха высокого давления, охладитель наддувочного воздуха и впускной коллектор перед достижением камеры сгорания. Задержка поступления EGR в камеру сгорания также может приводить к нестабильности сгорания и детонации. Для подавления детонации может требоваться неэффективное использование запаздывания искрового зажигания или обогащения смеси для сгорания, ухудшая экономию топлива и нейтрализуя выгоды экономии топлива от предыдущего использования EGR. События аномального сгорания также могут портить эффективность использования топлива ездового цикла и потенциально повреждать двигатель.

В качестве дополнительного примера, когда присутствуют высокие интенсивности EGR, и запрошены низкие интенсивности EGR (такие как во время выбранных отпусканий педали акселератора), задержка вычищения EGR из системы впуска воздуха может приводить к наличию остаточного разбавления EGR в условиях низкой нагрузки. Наличие повышенного разбавления на впуске на низких нагрузках может усиливать проблемы нестабильности сгорания и предрасположенность к пропускам зажигания в двигателе. Несмотря на то, что ровный режим работы по Стайлесу может понижать вероятность высоких величин EGR на более низких нагрузках двигателя, режим работы также может ограничивать выигрыши экономии топлива от EGR. Например, ровный режим работы EGR может давать в результате выдачу LP-EGR в некоторых точках низкой нагрузки, где не достигаются выигрыши экономии топлива от EGR. В некоторых случаях, может быть даже повышенный расход топлива, ассоциативно связанный с подачей LP-EGR в точке низкой нагрузки. В качестве еще одного примера, более низкая EGR в точках более низкой нагрузки может ограничивать пиковые интенсивности EGR, достижимые во время последующей работы двигателя на более высокой нагрузке. Задержанное вычищение EGR, требующее EGR в системе впуска двигателя на низких нагрузках двигателя также может делать компрессор в системе впуска восприимчивым к коррозии и конденсации. Более ого, повышенная конденсация может происходить в охладителе наддувочного воздуха системы двигателя с наддувом вследствие потока EGR через охладитель. Повышенная конденсация может делать необходимыми дополнительные меры против конденсации, которые дополнительно понижают коэффициент полезного действия и экономию топлива двигателя.

Некоторые из вышеупомянутых проблем могут быть препоручены способу для двигателя, который имеет напорную камеру, которая поделена по всей длине от входа (присоединенного к впускному каналу) до выхода, присоединенного к впускным окнам отдельных цилиндров. Один из примерных способов содержит: подачу по меньшей мере всасываемого воздуха в цилиндры двигателя через первую секцию разделенной напорной камеры, подачу по меньшей мере EGR в цилиндры двигателя через вторую, отличную секцию разделенной напорной камеры; и настройку относительного потока из каждой секции в цилиндры с помощью клапанов между камерой и цилиндрами. Таким образом, разбавление в двигателе может быстро повышаться или понижаться в двигателе, чтобы удовлетворять изменению требования EGR.

В качестве примера, напорная камера двигателя может быть разделена по всей длине камеры от входа (где втягивается воздух) до выхода (где поток подается в отдельные цилиндры). Камера может быть поделена на первую верхнюю и вторую нижнюю часть камеры. Нижняя часть камеры может избирательно присоединяться к каналу EGR и может быть выполнена с возможностью подавать смесь воздуха и EGR в цилиндры двигателя. Количество EGR в смешанном заряде нижней части камеры может регулироваться посредством настройки открывания клапана EGR, присоединенного в канале EGR. Верхняя часть камеры может не быть присоединена к каналу EGR и, таким образом, может быть выполнена с возможностью подавать только свежий всасываемый воздух в цилиндры двигателя.

Во время условий установившегося состояния, первый набор дроссельных клапанов, присоединяющих верхнюю часть камеры к впускному окну каждого цилиндра двигателя, может удерживаться закрытым наряду с тем, что второй набор дроссельных клапанов, присоединяющих нижнюю часть камеры к впускному окну каждого цилиндра двигателя, может быть открыт, так чтобы номинальная смесь воздуха и EGR могла подаваться в цилиндры двигателя через нижнюю часть камеры. В ответ на уменьшение требования EGR до условий EGR 0%, таких как вследствие большого отпускания педали акселератора водителем или нажатие педали акселератора водителем до широко открытого дросселя, отношение потоков через камеры может настраиваться, чтобы обеспечивать требуемое разбавление как можно скорее. Более точно, первый набор дроссельных клапанов, присоединенных к верхней части камеры может полностью открываться наряду с тем, что второй набор дроссельных клапанов, присоединенных к нижней части камеры, может полностью открываться, с тем чтобы немедленно усиливать поток свежего воздуха в цилиндр, тем временем также уменьшая поток EGR в цилиндры. Первый и второй набор дроссельных клапанов могут быть ориентированы перпендикулярно на общем приводном валу, из условия чтобы открывание одного было скоординировано с закрыванием другого. В качестве альтернативы, каждый набор дроссельных клапанов может приводиться в действие независимо. Посредством настройки клапанов для настройки относительного потока свежего воздуха и EGR в цилиндры через отдельные части общей напорной камеры, дается возможность более быстрого падения EGR в цилиндры, чем было бы возможным в противном случае.

В альтернативном примере, если быстрое изменение (например, снижение) EGR требуется наряду с эксплуатацией в условиях установившегося состояния, такое как изменение с условий высокой EGR на условия средней EGR, первый набор дроссельных клапанов может частично открываться наряду с тем, что второй набор дроссельных клапанов частично закрывается. Клапан EGR, в таком случае, может настраиваться на основании требования EGR и открывания первого и второго дроссельных клапанов, чтобы обеспечивать требуемый поток EGR во вторую нижнюю часть камеры. Как только требуемый поток EGR достигнут, первый набор дроссельных клапанов может полностью закрываться, чтобы не допускать дополнительное засасывание свежего воздуха в цилиндры через верхнюю часть камеры. Одновременно, второй набор дроссельных клапанов может полностью открываться, чтобы предоставлять возможность требуемого разбавления в двигателе, и чтобы поток подавался в цилиндры двигателя через нижнюю часть камеры.

Таким образом, быстрые повышения или понижения требования EGR могут удовлетворяться, уменьшая проблемы, ассоциативно связанные с задержками подачи или вычищения EGR. Посредством использования разделенной напорной камеры, имеющей отдельные части для подачи заряда свежего воздуха и заряда смешанного с EGR воздуха в цилиндры двигателя, могут ускоряться настройки разбавления в двигателе. Посредством использования напорной камеры, которая разделена по всей длине, необходимость в отдельных впускных каналах уменьшается, давая выгоды, ассоциативно связанные с сокращением компонентов. Посредством настройки относительного потока в разные части камеры с помощью настроек в отношении дроссельных клапанов, подача EGR и воздуха может координироваться надлежащим образом. В общем и целом, настройки разбавления могут ускоряться, улучшая рабочие характеристики двигателя.

Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства 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 кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает принципиальную схему варианта осуществления двигателя с турбонагнетателем и системой рециркуляции отработавших газов.

Фиг. 2 показывает вид сбоку слева примерного варианта осуществления разделенной напорной камеры двигателя по фиг. 1, имеющей дроссельные клапаны части камеры, сконфигурированные на общем приводном валу.

Фиг. 3 показывает вид сверху разделенной напорной камеры по фиг. 2.

Фиг. 4 показывает вид сбоку справа напорной камеры по фиг. 2.

Фиг. 5-7 показывают виды сбоку слева, сверху и сбоку справа альтернативного варианта осуществления разделенной напорной камеры, имеющей дроссельные клапаны части камеры, сконфигурированные на вала с независимым приводом.

Фиг. 8-9 показывают высокоуровневые блок-схемы последовательности операций способа для настройки отношения воздуха и отработавших газов, подаваемых в цилиндры двигателя через разделенную напорную камеру.

Фиг. 10 показывает примерные настройки потока, подаваемого в разные части камеры в ответ на изменения требования EGR.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Предусмотрены способы и системы для уменьшения задержки подачи EGR, когда запрошены высокие интенсивности EGR, и подобным образом, уменьшения задержки вычищения EGR, когда запрошены низкие интенсивности EGR, в системе двигателя, такой как система двигателя по фиг. 1. Впускной коллектор с разделенной камерой, такой как разделенная камера по фиг. 2-4 или 5-7, может использоваться для подачи свежего воздуха и отработавших газов в цилиндры двигателя. Более точно, свежий воздух может подаваться через первую часть камеры наряду с тем, что EGR подается через вторую, отличную часть камеры. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как процедура по фиг. 8-9, чтобы настраивать положение первого набора дроссельных клапанов, присоединенных к первой части камеры, выше по потоку от впуска цилиндров двигателя, чтобы менять количество свежего воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя, наряду с одновременной настройкой положения второго набора дроссельных клапанов, присоединенных к второй части камеры, чтобы менять величину EGR, подаваемой в цилиндры двигателя. Посредством изменения отношения, разбавление в двигателе может быстро повышаться или понижаться по мере надобности. Примерные настройки показаны на фиг. 10.

С обращением к фиг. 1, она показывает схематическое изображение примерной системы 100 двигателя с турбонаддувом, включающей в себя многоцилиндровый двигатель 10 внутреннего сгорания. В качестве неограничивающего примера, система 100 двигателя может быть включена в качестве части силовой установки для пассажирского транспортного средства. Двигатель 10 может включать в себя множество цилиндров 30. В изображенном примере, двигатель 10 включает в себя четыре цилиндра, скомпонованных в рядной конфигурации. Однако, в альтернативных примерах, двигатель 10 может включать в себя два или более цилиндров, к примеру, 3, 4, 5, 6, 8, 10 или более цилиндров, скомпонованных в альтернативной конфигурации, такой как V-образная, коробчатая, и т. д.

Каждый цилиндр 30 может быть сконфигурирован топливной форсункой 166. В изображенном примере, топливная форсунка 166 является форсункой непосредственного впрыска в цилиндр. Форсунка 166 непосредственного впрыска может быть сконфигурирована в качестве боковой форсунки или может быть расположена над поршнем. Верхнее положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. В альтернативных примерах, форсунка 166 может быть форсункой оконного впрыска, выдающей топливо во впускное окно 134 выше по потоку от цилиндра. Кроме того еще, цилиндр 30 может включать в себя топливную форсунку непосредственного впрыска и топливную форсунку оконного впрыска.

Цилиндр 14 может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень цилиндра находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. Традиционно, степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако, в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Это, например, может происходить, когда используется более высокооктановое топливо или топливо с более высоким скрытым теплосодержанием испарения. Степень сжатия также может быть повышена, если используется непосредственный впрыск, вследствие его воздействия на работу двигателя с детонацией.

В некоторых вариантах осуществления, каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу зажигания (не показана) для инициирования сгорания. Система зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу зажигания в ответ на сигнал опережения зажигания из контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Однако, в некоторых вариантах осуществления, свеча зажигания может быть не включена в состав, таких как где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.

Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливной системы 8 высокого давления, включающей в себя топливные баки, топливные насосы и направляющую-распределитель для топлива. В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в каком случае, установка момента непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем если используется топливная система высокого давления. Кроме того, несмотря на то, что не показано, топливные баки могут иметь преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12. Топливные баки в топливной системе 8 могут хранить топливо с разными качествами топлива, такими как разные составы топлива. Эти отличия могут включать в себя разное содержание спирта, разное октановое число, разную теплоту испарения, разные топливные смеси и/или их комбинации, и т.д. В некоторых вариантах осуществления, топливная система 8 может быть присоединена к системе 22 восстановления паров топлива, включающей в себя бачок для накопления дозаправочных и суточных паров топлива. Пары топлива могут выдуваться из бачка в цилиндры двигателя во время работы двигателя, когда удовлетворены условия продувки. Например, пары продувки могут естественно засасываться в цилиндр через первый впускной канал под или ниже барометрического давления.

Двигатель 10 включает в себя впускной канал 130 двигателя для приема свежего воздуха. Воздушный фильтр 128 включен во впускной канал 130 для фильтрации принимаемого воздуха. Впускной канал, в таком случае, присоединяется к разделенной напорной камере 138 двигателя. Напорная камера 138 имеет вход 106 на расположенном выше по потоку конце, присоединенном к впускному каналу 130 ниже по потоку от впускного дросселя 62, для втягивания свежего всасываемого воздуха. Напорная камера 138 дополнительно имеет выход 107 (конкретизированный на фиг. 2-4), присоединенный к впускному окну 134 отдельных цилиндров 30 двигателя на расположенном ниже по потоку конце. Разделенная напорная камера 138 двигателя дополнительно включает в себя разделитель 104, который разделяет напорную камеру на первую часть 108 камеры (также известную как первая секция камеры) и вторую часть 110 камеры (также известную как вторая секция камеры). В одном из примеров, первая часть 108 камеры отделена от и параллельна второй части 110 камеры. Разделитель 104 перекрывает полную длину напорной камеры 138 от входа 106 до выхода 107. В одном из примеров, разделитель разделяет напорную камеру на верхнюю и нижнюю части от входа до выхода, при этом, первая секция является одной из верхней и нижней частей, и при этом, вторая секция камеры является оставшейся одной из верхней и нижней частей. Например, первая часть 108 камеры может быть верхней частью камеры наряду с тем, что вторая часть 110 камеры может быть нижней частью камеры.

Положение заслонки 62 может регулироваться системой 14 управления посредством исполнительного механизма заслонки (не показан), контактным образом присоединенного к контроллеру 12. Посредством модулирования заслонки 62, некоторый объем свежего воздуха может вводиться из атмосферы в двигатель 10 и подаваться в цилиндры двигателя под или ниже барометрического (или атмосферного) давления.

Отработавшие газы, вырабатываемые во время событий сгорания в цилиндре, могут выпускаться из каждого цилиндра 30 по соответственным выпускным окнам 144 в общий (неразделенный) выпускной канал 146. Отработавшие газы, текущие через выпускной канал 146, могут очищаться устройством 70 снижения токсичности выбросов перед выпусканием в атмосферу по выхлопной трубе 35. Устройство 70 снижения токсичности выбросов может включать в себя один или более каталитических нейтрализаторов отработавших газов, таких как трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы, уловители обедненных NOx, окислительные каталитические нейтрализаторы, восстановительные каталитические нейтрализаторы, и т.д., или их комбинации.

Датчик 126 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 148. Датчик 126 может быть расположен в выпускном канале выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности выбросов. Датчик 126 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи указания топливо/воздушного соотношения в отработавших газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик количества кислорода в отработавших газах), двухрежимный кислородный датчик или датчик EGO (который изображен), HEGO (подогреваемый EGO), NOx, HC, или CO.

Температура отработавших газов может оцениваться одним или более датчиков температуры (не показаны), расположенных в выпускном канале 148. В качестве альтернативы, температура отработавших газов может логически выводиться на основании условий эксплуатации двигателя, таких как число оборотов, нагрузка, топливо-воздушное соотношение (AFR), запаздывание искрового зажигания, и т.д.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя канал 182 рециркуляции отработавших газов (EGR) для рециркуляции по меньшей мере части отработавших газов из выпускного канала 146 во впускной канал 130, более точно, в напорную камеру 138. В частности, выпускной канал 146 может быть присоединен с возможностью сообщения к второй части 110 напорной камеры, но не к первой части 108 напорной камеры, через канал 182 EGR, включающий в себя клапан 184 EGR. В некоторых вариантах осуществления, канал 182 EGR дополнительно может включать в себя охладитель EGR (не показан) для снижения температуры остаточных отработавших газов, текущих через канал EGR, перед рециркуляцией на впуск двигателя. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью настраивать открывание клапана 184 EGR, чтобы рециркулировать некоторое количество отработавших газов на или ниже атмосферного давления во вторую секцию 110 напорной камеры, тем самым, давая EGR низкого давления (LP-EGR) возможность отводиться из выпускного канала в цилиндры двигателя. Как конкретизировано ниже, посредством координирования временных характеристик и степени открывания клапана 184 EGR с временными характеристиками и степенью открывания дроссельных клапанов, присоединенных к первой и второй частям напорной камеры, интенсивности EGR могут быстро повышаться или понижаться в ответ на изменения требования EGR.

Первая и вторая части 108, 110 напорной камеры выполнены с возможностью подавать воздух разных составов в цилиндры 30 двигателя. Более точно, первая (например, верхняя) часть 108 напорной камеры 138 выполнена с возможностью втягивать свежий воздух из впускного канала 130 и подавать только свежий всасываемый воздух в каждый цилиндр 30 двигателя. В сравнение, вторая (например, нижняя) часть 110 напорной камеры 138 выполнена с возможностью втягивать свежий воздух из впускного канала 130 и остаточные отработавшие газы из канала 112 EGR, и подавать смесь воздуха и остаточных отработавших газов (то есть, EGR) в каждый цилиндр двигателя 30. Более точно, воздух и EGR могут смешиваться во второй части камеры в местоположении возле входа 106 перед тем, как смешанный воздух подается в цилиндры двигателя. Таким образом, каждый цилиндр 30 двигателя 10 выполнен с возможностью принимать заряд всасываемого воздуха, включающего в себя только свежий воздух, на впускном окне 134 через первую часть 108 напорной камеры и принимать остаточные отработавшие газы на впускном окне 134 через вторую часть 110 напорной камеры.

Разделитель 104 может разделять напорную камеру, из условия чтобы каждая часть камеры имела отдельные входы. Более точно, первая часть 108 камеры может иметь первый вход 120 для втягивания свежего воздуха через впускной канал 130 и множество выходов 140, присоединенных к впускной части 134 отдельных цилиндров 30 двигателя для подачи только свежего воздуха в цилиндры. Подобным образом, вторая часть камеры может иметь второй вход 122 (отдельный от первого входа) для втягивания свежего воздуха через впускной канал 130 и третий вход 124, расположенный ниже по потоку от второго входа, для втягивания отработавших газов из канала 182 EGR. Свежий воздух и остаточные отработавшие газы могут смешиваться во второй части 110 камеры ниже по потоку от третьего входа 124 перед тем, как смесь свежего воздуха и отработавших газов подается в цилиндры двигателя через множество выходов 142, присоединенных к отдельным цилиндрам двигателя. Состав воздуха, подаваемого через вторую часть напорной камеры, может настраиваться посредством управления открыванием клапана 184 EGR в канале 182 EGR. Более точно, открывание клапана 184 EGR может настраиваться, чтобы настраивать количество остаточных отработавших газов, подаваемых во вторую часть 110 камеры. Например, посредством увеличения открывания клапана 184 EGR, разбавление воздуха во второй части камеры может повышаться.

Поток свежего воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя через первую часть камеры, может регулироваться с помощью первого набора дроссельных клапанов 160, присоединенных к множеству выходов 140 первой части 108 камеры. Подобным образом, поток смешанного воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя через вторую часть камеры, может регулироваться с помощью второго набора дроссельных клапанов 162, присоединенных к множеству выходов 142 второй части 110 камеры. Второй набор дроссельных клапанов 162 может быть ориентирован перпендикулярно первому набору дроссельных клапанов 160. Таким образом, когда первый набор дроссельных клапанов находится в открытом положении, второй набор дроссельных клапанов может быть в закрытом положении, и наоборот.

В одном из примеров, как конкретизировано на фиг. 2-4, первый набор дроссельных клапанов и второй набор дроссельных клапанов могут быть сконфигурированы на общем приводном валу. В этом отношении, посредством приведения в действие общего исполнительного механизма, присоединенного к валу, открывание первого набора дроссельных клапанов может увеличиваться наряду с тем, что открывание второго набора дроссельных клапанов соответственно и одновременно уменьшается (или наоборот). В альтернативном примере, как конкретизировано со ссылкой на фиг. 5-7, каждый из первого и второго набора дроссельных клапанов может управляться с помощью отдельных исполнительных механизмов. Эта конфигурация предоставляет возможность для независимого управления разделенными секциями напорной камеры. Например, обе, первая и вторая, секции могут открываться. В еще одном примере, открывание первой секции может медленно увеличиваться наряду с тем, что открывание второй секции увеличивается или уменьшается быстро.

Посредством использования разделенной напорной камеры, выполненной с возможностью избирательно подавать свежий воздух через одну из частей разделенной камеры и смешанный воздух, содержащий в себе остаточные отработавшие газы через другую часть разделенной камеры, настройки разбавления двигателя могут выполняться быстро, и требуемое разбавление в двигателе может обеспечиваться по существу незамедлительно. Как конкретизировано со ссылкой на фиг. 8-9, в ответ на переходные процессы двигателя, требующие быстрого повышения EGR, подача разбавления в двигателе может увеличиваться посредством закрывания подачи свежего воздуха в цилиндры двигателя с помощью первой части камеры наряду с увеличением подачи смешанного воздуха в цилиндры двигателя с помощью второй части камеры. Интенсивности потока EGR могут настраиваться с помощью одновременных настроек в отношении клапана EGR. Подобным образом, в ответ на переходные процессы двигателя, требующие быстрого понижения EGR, подача разбавления в двигателе может уменьшаться посредством закрывания подачи смешанного воздуха в цилиндры двигателя с помощью второй части камеры наряду с увеличением подачи свежего воздуха в цилиндры двигателя с помощью первой части камеры. Интенсивности потока EGR могут настраиваться с помощью одновременных настроек в отношении клапана EGR.

Возвращаясь к фиг. 1, система 100 двигателя может управляться по меньшей мере частично системой 14 управления, включающей в себя контроллер 12. Система 14 управления показана принимающей информацию с множества датчиков 16 (различные примеры которых описаны в материалах настоящей заявки) и отправляющей сигналы управления на множество исполнительных механизмов 81. В качестве одного из примеров, датчики 16 могут включать в себя датчики давления и температуры всасываемого воздуха (датчики MAP и датчики MAT), присоединенные к впускному коллектору. Другие датчики могут включать в себя датчик давления на входе заслонки (TIP) для оценки давления на входе заслонки (TIP) и/или датчик температуры на входе заслонки для оценки температуры воздуха на заслонке (TCT), присоединенные ниже по потоку от заслонок в каждом впускном канале. В других примерах, канал EGR может включать в себя датчики давления, температуры, и топливо-воздушного соотношения для определения характеристик потока EGR. В качестве еще одного примера, исполнительные механизмы 81 могут включать в себя топливную форсунку 166, клапан 184 EGR, впускной воздушный дроссель 62, первый набор дроссельных клапанов 160 и второй набор дроссельных клапанов 164. Другие исполнительные механизмы, такие как многообразие дополнительных клапанов и заслонок, могут быть присоединены к различным местоположениями в системе 100 двигателя. Контроллер 12 может принимать входные данные с различных датчиков, обрабатывать входные данные и приводить в действие исполнительные механизмы в ответ на обработанные входные данные, на основании команды или кода, запрограммированных в нем, соответствующих одной или более процедур. Примерные процедуры управления описаны в материалах настоящей заявки со ссылкой на фиг. 8-9.

Контроллер 12 может быть микрокомпьютером, включающем в себя: микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для хранения выполняемых программ и калибровочных значений (такой как микросхема постоянного запоминающего устройства), оперативное запоминающее устройство, дежурную память и шину данных. Постоянное запоминающее устройство запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором для выполнения способов и процедур, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.

Далее, с обращением к фиг. 2-4, показаны различные виды первого варианта осуществления разделенной напорной камеры. Более точно, показан первый вид 200 (сбоку слева) разделенной напорной камеры, смотрящий на камеру из впускного коллектора. Показан второй вид 300 сверху разделенной напорной камеры, смотрящий на разные части камеры сверху от напорной камеры. В заключение, показан третий вид 400 (сбоку справа) разделенной напорной камеры, смотрящий на камеру из впускных окон цилиндров. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 2-4, первый и второй набор дроссельных клапанов скомпонованы в перпендикулярной компоновке на общем валу, с тем чтобы предоставлять возможность для использования общего исполнительного механизма. По существу, компоненты, представленные ранее на фиг. 1, пронумерованы подобным образом и повторно не представляются.

Фиг. 2 показывает первый вид 200 (сбоку слева), смотрящий в направлении напорной камеры 138 из впускного дросселя на входе 106 напорной камеры. То есть, вид изображает напорную камеру, когда осматривается с входного конца. Показан разделитель 104, разделяющий напорную камеру 138 по длине камеры на первую часть 108 и вторую часть 110. В изображенном примере, вид дросселя включает в себя вид первого входа 120 первой части 108 камеры и второго входа 122 второй части 110 камеры. В изображенном примере, разделитель 104 разделяет напорную камеру, из условия чтобы первая часть 108 камеры находилась по левую сторону наряду с тем, что вторая часть камеры находится по правую сторону. Каждая из первой и второй частей напорной камеры выполнена с возможностью принимать свежий воздух из впускного канала через впускной дроссель. Вторая часть 110 напорной камеры дополнительно выполнена с возможностью принимать EGR из канала 182 EGR на входе 124. Количество остаточных отработавших газов, принимаемых во второй части 110 напорной камеры, регулируется посредством настройки открывания клапана 184 EGR.

Фиг. 3 показывает вид 300 сверху напорной камеры 138. Камера показана принимающей свежий воздух в каждой из частей камеры из впускного канала 130 через дроссель 62. Относительное количество только свежего воздуха, принимаемого в первой части 108 камеры каждого впускного окна 302, настраивается с помощью изменений в отношении положения первого набора дроссельных клапанов 160. Подобным образом, относительное количество смешанного воздуха (включающего в себя смесь свежего воздуха и EGR), принимаемого во второй части 110 камеры каждого впускного окна 302, настраивается посредством изменений в отношении положения второго набора дроссельных клапанов 162. Показаны первая и вторая части камеры, разделенные разделителем 104. В варианте осуществления, изображенном на фиг. 2-4, первый набор дроссельных клапанов 160 и второй набор дроссельных клапанов 162 скомпонованы на общем валу 304 и приводятся в действие общим исполнительным механизмом 306. Общий вал 304 сконфигурирован перпендикулярно плоскости разделителя 104. В частности, разделитель может быть перпендикулярным плоскости земли во впускных окнах 302 и параллельным плоскости земли в оставшейся части наборной камеры. Таким образом, разделитель может иметь витую конфигурацию внутри впускного коллектора. Кроме того, первый и второй дроссельные клапаны скомпонованы в перпендикулярной ориентации друг относительно друга на общем валу 304. Таким образом, посредством приведения в действие общего исполнительного механизма 306, общий вал 304 может поворачиваться, с тем чтобы перемещать первый набор дроссельных клапанов 160 в первом направлении наряду с перемещением второго набора дроссельных клапанов 162 в другом направлении. В изображенном примере, второй набор дроссельных клапанов 162 находится в положении, которое блокирует или перекрывает поток смешанного воздуха во впускное окно 302. Таким образом, вторая часть напорной камеры закрыта на впускном окне 302, и остаточные отработавшие газы не могут приниматься в каждом цилиндре через вторую часть напорной камеры. Кроме того, первый набор дроссельных клапанов 160 находится в положении, которое дает возможность или вносит поток смешанного воздуха во впускное окно 302. Таким образом, первая часть напорной камеры открыта на впускном окне 302, и некоторое количество свежего воздуха может приниматься в каждом цилиндре через первую часть напорной камеры.

Конфигурация клапанов на общем приводном валу дает различные преимущества. Например, подход с единым валом уменьшает вероятность проблем управления временной синхронизацией, которые могли бы возникать, если временные характеристики закрывания первого набора дроссельных клапанов не скоординированы надлежащим образом с открыванием второго набора дроссельных клапанов, или наоборот. По существу, нарушения временной синхронизации могут давать в результате грубо нарушенный поток воздуха и потерю экономии топлива.

Фиг. 4 показывает тр