Система регулирования потока воздуха для двигателя внутреннего сгорания

Способ регулирования потока воздуха через канал рециркуляции компрессора, включающий в себя этапы, на которых осуществляют в первом состоянии: уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора на основании величины, причем величина основана на интенсивности потока воздуха на впуске компрессора, интенсивности потока воздуха через канал рециркуляции компрессора и интенсивности потока EGR. Таким образом, поток рециркуляции CRV может регулироваться, чтобы быть меньшим, чем величина, которая потенциально могла бы осуществлять обратный поток в воздушный фильтр, расположенный в воздушном впускном канале, таким образом, предохраняя EGR, содержащуюся в потоке рециркуляции CRV, от загрязнения воздушного фильтра сажей, маслом и водой. (Фиг. 1)

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОТОКА ВОЗДУХА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ОПИСАНИЕ

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке 61/876,595 на выдачу патента США, озаглавленной «СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ» («METHODS AND SYSTEMS FOR LOW-PRESSURE EXHAUST GAS RECIRCULATION»), поданной 11 сентября 2013 года, полное содержание которой таким образом фактически включено в материалы настоящего описания посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ

Настоящая полезная модель относится к системам и способам регулирования потока через канал клапана рециркуляции компрессора при работе двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатели внутреннего сгорания могут использовать рециркуляцию выхлопных газов из системы выпуска двигателя в систему впуска двигателя, процесс, указываемый ссылкой как рециркуляция выхлопных газов (EGR), для снижения регулируемых выбросов. В двигателе с турбонаддувом, включающем в себя турбину и компрессор, выхлопные газы могут рециркулироваться через систему EGR высокого давления (HP) и/или систему EGR низкого давления (LP). В системе HP-EGR, выхлопные газы втягиваются из выше по потоку от турбины и смешиваются с всасываемым воздухом ниже по потоку от компрессора. В системе LP-EGR, выхлопные газы втягиваются из ниже по потоку от турбины и смешиваются с всасываемым воздухом выше по потоку от компрессора.

Система EGR может быть оборудована клапаном рециркуляции компрессора (CRV), расположенным в канале CRV. Когда открыт, CRV может служить для ослабления помпажа компрессора в определенных условиях посредством рециркуляции всасываемой смеси из положения ниже по потоку от компрессора обратно во впускной канал в положении выше по потоку от компрессора.

Однако, в двигателях, оборудованных системами LP-EGR, CRV (см. например, US 7281378, опубликовано 16.10.2007, МПК F02B 29/04, F02B 33/44), перепускной поток компрессора будет содержать в себе EGR и, таким образом, содержать в себе углеродистую сажу, масло и воду. Высокие объемы обратного потока через канал CRV могут предоставлять EGR, содержащей воздух, возможность достигать впускного воздушного фильтра, загрязняя и вызывая преждевременный отказ воздушного фильтра, в особенности для систем с небольшим объемом между воздушным фильтром и компрессором. Это вызывает конкретную озабоченность, так как двигатели, оборудованные системами LP-EGR, могут работать близко к условиям помпажа компрессора, требующим больших объемов обратного потока в условиях ускорения или высокой нагрузки, сопровождаемых резким замедлением.

Кроме того известна система рециркуляции выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, описанная в US 6,701,710 (опубликовано 09.03.2004, МПК F02B 37/00, F02M 25/07), выбранная в качестве прототипа к заявляемой системе. Указанная система содержит турбонагнетатель, содержащий компрессор, расположенный во впускном канале, и турбину, расположенную в выпускном канале, систему рециркуляции выхлопных газов (EGR) низкого давления, канал рециркуляции компрессора и контроллер, содержащий управляющие команды. Недостатком указанной системы является отсутствие возможности использования системы EGR наряду с ограничением концентрации загрязнителей, которые могут загрязнять воздушный фильтр, расположенный во впускном воздушном канале.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Авторы в материалах настоящего описания выявили вышеприведенные проблемы и предложили многочисленные подходы для по меньшей мере частичного их преодоления. В одном из примеров, предложена система регулирования потока воздуха для двигателя внутреннего сгорания, содержащая:

турбонагнетатель, содержащий компрессор, расположенный во впускном канале, и турбину, расположенную в выпускном канале;

систему рециркуляции выхлопных газов (EGR) низкого давления, содержащую канал EGR, соединяющий выпускной канал с впускным каналом выше по потоку от компрессора;

канал рециркуляции компрессора, соединяющий впускной канал в положении ниже по потоку от компрессора с впускным каналом в положении выше по потоку от компрессора;

контроллер, содержащий команды для уменьшения потока воздуха через канал рециркуляции компрессора на основании величины, причем величина основана на разности между интенсивностью потока воздуха на впуске компрессора и суммой интенсивности потока воздуха через канал рециркуляции компрессора плюс интенсивность потока EGR через канал EGR, при этом

впускной канал дополнительно содержит воздушный впускной дроссель, и

величина дополнительно основана на давлении в первом участке впускного канала и давлении во втором участке впускного канала, причем первый и второй участки разделены воздушным впускным дросселем.

В одном из вариантов предложена система, дополнительно содержащая клапан рециркуляции компрессора (CRV), расположенный в канале рециркуляции компрессора.

В одном из вариантов предложена система, в которой уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора включает в себя закрывание клапана рециркуляции компрессора.

В одном из вариантов предложена система, в которой уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора на основании величины включает в себя уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора, когда величина меньше, чем пороговое значение.

В одном из вариантов предложена система, в которой контроллер дополнительно содержит команды для уменьшения потока воздуха через канал рециркуляции компрессора до тех пор, пока величина не возрастет выше порогового значения.

В одном из вариантов предложена система, в которой величина дополнительно основана на объеме впускного канала, который расположен выше по потоку от канала рециркуляции компрессора.

В одном из вариантов предложена система, в которой двигатель содержит идентичные спаренные турбонагнетатели, при этом компрессоры турбонагнетателей сообщаются через общий впускной канал ниже по потоку от компрессоров.

Также предложен способ регулирования потока воздуха через канал рециркуляции компрессора, который включает в себя этапы, на которых осуществляют в первом состоянии: уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора на основании величины, величина основана на интенсивности потока воздуха на впуске компрессора, интенсивности потока воздуха через канал рециркуляции компрессора и интенсивности потока EGR. Таким образом, поток рециркуляции CRV может регулироваться, чтобы быть меньшим, чем величина, которая потенциально могла бы осуществлять обратный поток в воздушный фильтр, расположенный в воздушном впускном канале, таким образом, предохраняя EGR, содержащуюся в потоке рециркуляции CRV, от загрязнения воздушного фильтра сажей, маслом и водой.

В еще одном примере, система для двигателя содержит: турбонагнетатель, содержащий компрессор, расположенный во впускном канале, и турбину, расположенную в выпускном канале; систему рециркуляции выхлопных газов (EGR) низкого давления, включающую в себя канал EGR, соединяющий выпускной канал с впускным каналом выше по потоку от компрессора; канал рециркуляции компрессора, соединяющий впускной канал ниже по потоку от компрессора с впускным каналом выше по потоку от компрессора; контроллер, содержащий команды для уменьшения потока воздуха через канал рециркуляции компрессора на основании величины, величина основана на интенсивности потока воздуха на впуске компрессора, вычитая интенсивность потока воздуха через канал рециркуляции компрессора, а кроме того, вычитая интенсивность потока EGR через канал EGR. Таким образом, система будет уменьшать величину EGR, содержащую поток рециркуляции CRV, который может поступать во впускной канал, несмотря на ограничения моторного отсека, которые ограничивают объем всасываемого воздуха. Уменьшение этой величины может предоставлять возможность для использования системы EGR наряду с ограничением концентрации загрязнителей, которые могут загрязнять воздушный фильтр, расположенный во впускном воздушном канале.

В еще одном другом примере, способ для двигателя включает в себя этапы, на которых осуществляют в первом состоянии, где клапан рециркуляции компрессора открыт: измерение интенсивности потока воздуха на впуске компрессора; измерение интенсивности

потока воздуха через канал рециркуляции компрессора; измерение интенсивности потока EGR через канал EGR низкого давления; определение значения для величины на основании текущих значений для интенсивности потока воздуха на впуске компрессора, интенсивности потока воздуха через канал рециркуляции компрессора и интенсивности потока EGR через канал EGR низкого давления; закрывание клапана рециркуляции компрессора, когда значение для величины меньше, чем пороговое значение. Таким образом, давление воздуха и/или интенсивности потока воздуха/газов в системах впуска воздуха и EGR двигателя могут непрерывно контролироваться и регулироваться на основании условий работы двигателя, чтобы предотвращать события обратного потока большого объема, которые могут приводить к загрязнению содержащими в себе EGR газами компонентов, расположенных в системе впуска воздуха, таких как воздушный фильтр.

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 сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает схематичное изображение для системы двигателя с двойным турбонаддувом, включающей в себя систему LP-EGR.

Фиг. 2 показывает схематичное изображение для части системы впуска воздуха системы двигателя с двойным турбонаддувом по фиг. 1.

Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций способа высокоуровневого способа регулирования потока газов через канал CRV.

Фиг. 4 показывает график временной зависимости для работы системы двигателя с турбонаддувом с использованием способа, изображенного на фиг. 3.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Последующее описание относится к регулированию потока через канал клапана рециркуляции компрессора при работе двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом. Как показано в примерном варианте осуществления по фиг. 1, система двигателя может включать в себя две ветви, каждая оборудована турбонагнетателем и системой EGR. Как подробнее показано на фиг. 2, каждая ветвь может быть разбита на различные сегменты и участки с датчиками, расположенными на каждом участке для измерения локальных интенсивностей потока воздуха и газов и/или локальных давлений воздуха и газов. Посредством контроля локальных интенсивностей потока и давлений воздуха и газов, может быть возможным уменьшать загрязнение воздушного фильтра в пределах двигателя посредством регулирования потока через канал клапана рециркуляции компрессора, как показано примерным способом на фиг. 3. Фиг. 4 изображает примерный график временной зависимости с использованием способа, показанного на фиг. 3 для управления двигателя с турбонаддувом по фиг. 1 и 2.

Фиг. 1 показывает схематичное изображение примерной системы 100 двигателя с турбонаддувом, включающей в себя многоцилиндровый двигатель 10 внутреннего сгорания и пару однотипных турбонагнетателей 120 и 130, которые могут быть идентичными. В качестве одного из неограничивающих примеров, система 100 двигателя может быть включена в качестве части силовой установки для пассажирского транспортного средства. Несмотря на то, что не изображены в материалах настоящего описания, другие конфигурации двигателя, такие как двигатель с одиночным турбонагнетателем, могут использоваться, не выходя из объема этого раскрытия.

Система 100 двигателя может управляться, по меньшей мере частично, контроллером 12, и входными сигналами от водителя 190 транспортного средства через устройство 192 ввода. В этом примере, устройство 192 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 194 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Контроллер 12 может быть микрокомпьютером, включающим в себя следующее: микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений (например, микросхему постоянного запоминающего устройства), оперативное запоминающее устройство, энергонезависимую память и шину данных. Постоянное запоминающее устройство запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими постоянные команды, исполняемые микропроцессором для выполнения процедур, описанных ниже, а также других вариантов, которые предвосхищены, но конкретно не перечислены. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью принимать информацию с множества датчиков 165 и отправлять сигналы управления на множество исполнительных механизмов 175 (различные примеры которых описаны в материалах настоящего описания). 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. Примерная процедура управления описана ниже и со ссылкой на фиг. 3.

Система 100 двигателя может принимать всасываемый воздух через впускной канал 140. Как показано на фиг. 1, впускной канал 40 может включать в себя воздушный фильтр 156 и дроссель 115 системы впуска воздуха (AIS). Дроссель 115 AIS может быть выполнен с возможностью регулировать и контролировать величину потока LP-EGR. Положение дросселя 115 AIS может регулироваться системой управления посредством исполнительного механизма 117 дросселя, с возможностью связи присоединенного к контролеру 12.

По меньшей мере часть всасываемого воздуха может направляться в компрессор 122 турбонагнетателя 120 через первую ветвь впускного канала 140, как указано позицией 142, и по меньшей мере часть всасываемого воздуха может направляться в компрессор 132 турбонагнетателя 130 через вторую ветвь впускного канала 140, как указано позицией 144. Соответственно, система 100 двигателя включает в себя систему 191 AIS низкого давления выше по потоку от компрессоров 122 и 132, и систему 193 AIS ниже по потоку от компрессоров 122 и 132.

Первая часть совокупного всасываемого воздуха может сжиматься посредством компрессора 122, где она может подаваться во впускной коллектор 160 через впускной воздушный канал 146. Таким образом, впускные каналы 142 и 146 формируют первую ветвь системы впуска воздуха двигателя. Подобным образом, вторая часть совокупного всасываемого воздуха может сжиматься посредством компрессора 132, где она может подаваться во впускной коллектор 160 через впускной воздушный канал 148. Таким образом, впускные каналы 144 и 148 формируют вторую ветвь системы впуска воздуха двигателя. Как показано на фиг. 1, всасываемый воздух из впускных каналов 146 и 148 может повторно объединяться посредством общего впускного канала 149 перед подачей во впускной коллектор 160, где всасываемый воздух может выдаваться в двигатель. В некоторых примерах, впускной коллектор 160 может включать в себя датчик 182 давления во впускном коллекторе для оценки давления в коллекторе (MAP) и/или датчик 183 температуры впускного коллектора для оценки температуры воздуха в коллекторе (MCT), каждый поддерживает связь с контроллером 12. В изображенном примере, впускной канал 149 также включает в себя охладитель 154 воздуха и дроссель 158. Положение дросселя 158 может регулироваться системой управления посредством исполнительного механизма 157 дросселя, с возможностью связи присоединенного к контролеру 12. Как показано, дроссель 158 может быть расположен во впускном канале 149 ниже по потоку от охладителя 154 воздуха и может быть выполнен с возможностью регулировать поток всасываемого газа, поступающий в двигатель 10.

Как показано на фиг. 1, клапан 152 рециркуляции компрессора (CRV) может быть расположен в канале 150 CRV, а CRV 155 может быть расположен в канале 151 CRV. В одном из примеров, CRV 152 и 155 могут быть электронными пневматическими CRV (EPCRV). CRV 152 и 155 могут управляться, чтобы давать возможность сброса давления в системе впуска, когда двигатель подвергается наддуву. Первый конец канала 150 CRV может быть соединен с впускным каналом 144 выше по потоку от компрессора 132, а второй конец канала 150 CRV может быть соединен с впускным каналом 148 ниже по потоку от компрессора 132. Подобным образом, первый конец канала 151 CRV может быть соединен с впускным каналом 142 выше по потоку от компрессора 122, а второй конец канала 151 CRV может быть соединен с впускным каналом 146 ниже по потоку от компрессора 122. В зависимости от положения каждого CRV, воздух, сжатый соответствующим компрессором, может подвергаться рециркуляции во впускной канал выше по потоку от компрессора (например, впускной канал 144 для компрессора 132 и впускной канал 142 для компрессора 122). Например, CRV может открываться для рециркуляции сжатого воздуха выше по потоку от компрессора 132, и/или CRV 155 может открываться для рециркуляции сжатого воздуха выше по потоку от компрессора 122 для сброса давления в системе впуска во время выбранных условий для снижения воздействий помпажной нагрузки компрессора. CRV 155 и 152 могут управляться пассивно или управляться активно системой управления.

Как показано, датчик 186 давления LP-AIS расположен в месте соединения впускных каналов 140, 142 и 144, а датчик 169 давления HP-AIS расположен во впускном канале 149. Однако, в других ожидаемых вариантах осуществления, датчики 186 и 169 могут быть расположены в других местоположениях в пределах LP-AIS и HP-AIS соответственно. Среди других функций, измерения с датчика 186 давления LP-AIS и датчика 169 давления HP-AIS могут использоваться для определения степени повышения давления компрессора, которая может быть входным фактором для оценки риска помпажа компрессора.

Двигатель 10 может включать в себя множество цилиндров 14. В изображенном примере, двигатель 10 включает в себя шесть цилиндров, расположенных в V-образной конфигурации. Более точно, шесть цилиндров расположены в двух рядах 13 и 15, причем, каждый ряд включает в себя три цилиндра. В альтернативных примерах, двигатель 10 может включать в себя два или более цилиндров, к примеру, 4, 5, 8, 10 или более цилиндров. Эти различные цилиндры могут быть поровну поделены и расположены в альтернативных конфигурациях, таких как V-образная, рядная, коробчатая, и т.д. Каждый цилиндр 14 может быть сконфигурирован топливной форсункой 166. В изображенном примере, топливная форсунка 166 является форсункой непосредственного впрыска в цилиндр. Однако, в других примерах, топливная форсунка 166 может быть выполнена в виде топливной форсунки оконного впрыска. В некоторых примерах, расположенные в окне форсунки и внутрицилиндровые форсунки непосредственного впрыска могут быть присоединены к одному и тому же цилиндру двигателя.

Всасываемый воздух, подаваемый в каждый цилиндр 14 (в материалах настоящего описания также указываемый ссылкой как камера 14 сгорания) через общий впускной канал 149, может использоваться для сжигания топлива, и продукты сгорания затем могут выпускаться через специфичные ряду параллельные выпускные каналы. В изображенном примере, первый ряд 13 цилиндров двигателя 10 может выпускать продукты сгорания через общий выпускной канал 17, а второй ряд 15 цилиндров может выпускать продукты сгорания через общий выпускной канал 19.

Положение впускных и выпускных клапанов каждого цилиндра 14 может регулироваться посредством толкателей с гидравлическим приводом, присоединенных к штокам толкателя клапана, или посредством механизма переключения профиля кулачка, в котором используются рабочие выступы кулачка. В этом примере, по меньшей мере впускные клапаны каждого цилиндра 14 могут управляться посредством приведения в действие кулачков с использованием системы приведения в действие кулачков. Более точно, система 25 приведения в действие кулачков впускных клапанов может включать в себя один или более кулачков и может использовать переменные установку фаз кулачкового распределения или подъем для впускных и/или выпускных клапанов. В альтернативных вариантах осуществления, впускные клапаны могут управляться электрическим клапанным распределителем. Подобным образом, выпускные клапаны могут управляться системами приведения в действие кулачков или электрическим клапанным распределителем.

Продукты сгорания, которые выпускаются двигателем 10 через выпускные каналы 17, могут направляться через выпускную турбину 124 турбонагнетателя 120, которая, в свою очередь, может выдавать механическую работу на компрессор 122 через вал 126, чтобы обеспечивать сжатие для всасываемого воздуха. В качестве альтернативы, некоторая часть или все выхлопные газы, протекающие через выпускной канал 17, могут обходить турбину 124 через обводной канал 123 турбин, в то время как управляются перепускной заслонкой 128 для выхлопных газов. Положение перепускной заслонки 128 для выхлопных газов может управляться приводом (не показан) в соответствии с указаниями контроллера 12. В качестве одного из неограничивающих примеров, контроллер 12 может регулировать положение перепускной заслонки 128 для выхлопных газов посредством соленоидного клапана. В этом конкретном примере, соленоидный клапан 121 может принимать перепад давления для облегчения приведения в действие перепускной заслонки 128 для выхлопных газов посредством привода 129 от разности давлений воздуха между впускным каналом 142, расположенным выше по потоку от компрессора 122, и впускным каналом 149, расположенным ниже по потоку от компрессора 122. В других примерах, другие пригодные подходы, иные чем соленоидный клапан, могут использоваться для приведения в действие перепускной заслонки 128 для выхлопных газов.

Подобным образом, продукты сгорания, которые выпускаются двигателем 10 через выпускной канал 19, могут направляться через выпускную турбину 134 турбонагнетателя 130, которая, в свою очередь, может выдавать механическую работу на компрессор 132 через вал 136, чтобы обеспечивать сжатие всасываемого воздуха, протекающего через вторую ветвь системы впуска двигателя. В качестве альтернативы, некоторая часть или все выхлопные газы, протекающие через выпускной канал 19, могут обходить турбину 134 через обводной канал 133 турбин, в то время как управляются перепускной заслонкой 138 для выхлопных газов. Положение перепускной заслонки 138 для выхлопных газов может управляться приводом (не показан) в соответствии с указаниями контроллера 12. В качестве одного из неограничивающих примеров, контроллер 12 может регулировать положение перепускной заслонки 138 для выхлопных газов посредством соленоидного клапана. В этом конкретном примере, соленоидный клапан может модулироваться между давлениями воздуха во впускном канале 144, расположенном выше по потоку от компрессора 132, и впускном канале 149, расположенном ниже по потоку от компрессора 132, для содействия приведению в действие перепускной заслонки 138 для выхлопных газов посредством силового привода. В других примерах, другие пригодные подходы, иные чем соленоидный клапан, могут использоваться для приведения в действие перепускной заслонки 138 для выхлопных газов.

Продукты сгорания, выпускаемые цилиндрами через выпускной канал 19, могут направляться в атмосферу через выпускной канал 170 ниже по потоку от турбины 134 наряду с тем, что продукты сгорания, выпускаемые через выпускной канал 19, могут направляться в атмосферу через выпускной канал 180 ниже по потоку от турбины 124. Выпускные каналы 170 и 180 могут включать в себя одно или более устройств последующей очистки выхлопных газов, таких как каталитический нейтрализатор, и один или более датчиков выхлопных газов. Например, как показано на фиг. 1, выпускной канал 170 может включать в себя устройство 129 снижения токсичности выхлопных газов, расположенное ниже по потоку от турбины 124, выпускной канал 180 может включать в себя устройство 127 снижения токсичности выхлопных газов, расположенное ниже по потоку от турбины 134. Устройства 127 и 129 снижения токсичности выхлопных газов могут быть устройствами избирательного каталитического восстановления (SCR), трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами (TWC), уловителями NO_x, различными другими устройствами снижения токсичности выхлопных газов или их комбинациями. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, при работе двигателя 10, например, устройства 127 и 129 снижения токсичности выхлопных газов могут периодически восстанавливаться посредством приведения в действие по меньшей мере одного цилиндра двигателя в пределах конкретного топливно-воздушного соотношения.

Система 100 двигателя дополнительно включает в себя системы 106 и 108 EGR низкого давления (LP). Система 106 LP-EGR направляет требуемую часть выхлопных газов из выпускного канала 180 во впускной канал 144, тогда как система 108 LP-EGR направляет требуемую часть выхлопных газов из выпускного канала 170 во впускной канал 142. В изображенном варианте осуществления, EGR направляется в канале 195 EGR из ниже по потоку от турбины 134 во впускной канал 144 в точке смешивания, расположенной выше по потоку от компрессора 132. Подобным образом, EGR направляется в канале 197 EGR из ниже по потоку от турбины 124 во впускной канал 142 в точке смешивания, расположенной выше по потоку от компрессора 122. Величина EGR, выдаваемой во впускные каналы 144 и 142, может меняться контроллером 12 посредством клапанов 119 и 121 EGR, присоединенных в системах 106 и 108 LP-EGR соответственно. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, система 106 LP-EGR включает в себя охладитель 111 EGR, расположенный выше по потоку от клапана 119 EGR, а система 108 LP-EGR включает в себя охладитель 113 EGR, расположенный выше по потоку от клапана 121 EGR. Охладители 111 и 113 EGR могут отводить тепло из подвергнутых рециркуляции выхлопных газов, например, в хладагент двигателя.

Процент разбавления EGR впускного заряда в данный момент времени (например, количественное соотношение газообразных продуктов сгорания и воздуха во впускном канале двигателя) может логически выводиться из выходного сигнала датчика 168 кислорода на впуске. В изображенном варианте осуществления, датчик кислорода на впуске расположен в месте соединения впускных каналов 146, 148 и 149 и выше по потоку от охладителя 154 воздуха. Однако, в других примерах, датчик 168 может быть расположен ниже по потоку от охладителя 154 воздуха или в другом местоположении вдоль впускного канала 149. Датчик 168 кислорода на впуске может быть любым пригодным датчиком для выдачи показания концентрации кислорода впускного заряда, таким как линейный датчик кислорода, датчик UEGO (универсальный или широкодиапазонный, кислорода выхлопных газов) на впуске, двухрежимный датчик кислорода, и т.д. Контроллер 12 может оценивать процентное разбавление потока EGR на основании обратной связи с датчика 168 кислорода на впуске. В некоторых примерах, контроллер затем может регулировать один или более из клапана 119 EGR, клапана 121 EGR, дросселя 115 AIS, CRV 152, CRV 155, регулятора 138 давления наддува и регулятора 128 давления наддува для достижения требуемого процента разбавления EGR впускного заряда.

Следует принимать во внимание, что, в альтернативных вариантах осуществления, двигатель 10 может включать в себя одну или более систем EGR высокого давления (HP), а также систем LP-EGR для отведения по меньшей мере некоторого количества выхлопных газов из выпускных каналов двигателя выше по потоку от турбин на впуск двигателя ниже по потоку от компрессоров.

Система 100 двигателя может включать в себя различные датчики 165 в дополнение к указанным выше. Как показано, общий впускной канал 149 может включать в себя датчик 172 давления на впуске дросселя (TIP) для оценки давления на впуске заслонки (TIP) и/или датчик 173 температуры на впуске дросселя для оценки температуры воздуха на дросселе (TCT), каждый расположен на связи с контроллером 12. Система 191 AIS может включать в себя датчик 187 температуры и/или датчик 188 влажности. Канал 195 EGR может включать в себя датчик 198 температуры. Подобным образом, канал 197 EGR может включать в себя датчик 199 температуры. Кроме того, несмотря на то, что не изображено в материалах настоящего описания, каждый из впускных каналов 142 и 144 может включать в себя датчик массового расхода воздуха.

Фиг. 2 схематично показывает часть системы впуска воздуха системы двигателя с двойным турбонаддувом по фиг. 1. Хотя только подробно изображена только одна ветвь системы впуска воздуха, следует понимать, что описание в материалах настоящего описания применимо к обеим ветвям.

Как показано на фиг. 1 и 2, выпуск канала 150 CRV может быть расположен прилегающим к выпуску канала 195 EGR вдоль впускного канала 144 системы 191 AIS низкого давления. В этой конфигурации, поток CRV может содержать в себе подвергнутые рециркуляции выхлопные газы, когда система LP-EGR является действующей. В некоторых условиях, поток CRV может течь обратно во впускной канал 144. Если объем обратного потока достаточно велик, поток CRV может достигать воздушного фильтра 156. Содержащий EGR обратный поток включает в себя углеродистую сажу, масло и воду, которые соответственно могут загрязнять воздушный фильтр и могут приводить к преждевременному отказу. Например, состояние высокой нагрузки или ускорения транспортного средства, сопровождаемое резким замедлением, может приводить к высокой интенсивности потока CRV, вместе с тем, понижается интенсивность потока через компрессор. Авторы в материалах настоящего описания выявили, что посредством контроля интенсивностей потока и давлений выше по потоку и ниже по потоку от CRV 152, может быть возможным идентифицировать условия, где событие обратного потока могло бы загрязнять воздушный фильтр 156, и предпринять действие для уменьшения события обратного потока. Примерный способ контроля и регулирования потока через CRV описан в материалах настоящего описания и со ссылкой на фиг. 3.

Как показано на фиг. 2, впускной канал 144 AIS низкого давления может быть поделен на расположенный выше по потоку сегмент 201 и расположенный ниже по потоку сегмент 202. Расположенный выше по потоку сегмент 201 включает в себя часть впускного канала 144 между воздушным фильтром 156 и впуском канала 150 CRV. Расположенный ниже по потоку сегмент 202 включает в себя часть впускного канала 144 между впуском канала 150 CRV и впуском компрессора 132. Расположенный выше по потоку сегмент 201 дополнительно может быть поделен на первый расположенный выше по потоку участок 203 и второй расположенный выше по потоку участок 204. Первый расположенный выше по потоку участок 203 включает в себя часть впускного канала 144 между воздушным фильтром 156 и дроссель 115 AIS. Второй расположенный выше по потоку участок 204 включает в себя часть впускного канала 144 между дросселем 115 AIS и впуском канала 150 CRV.

Объем расположенного ниже по потоку участка 202 может считаться постоянным и в материалах настоящего описания указывается ссылкой как V_down. Объем первого расположенного выше по потоку участка 203 и второго расположенного выше по потоку участка 204 также могут считаться постоянными и в материалах настоящего описания указываются ссылкой как V_up^AF-AIS и V_up^AIS-CRV, соответственно. Объем расположенного выше по потоку сегмента 201 может рассчитываться по V_up^AF-AIS и V_up^AIS-CRV, и в материалах настоящего описания указывается ссылкой как V_up. Однако, давление и плотность газов двух расположенных выше по потоку участков могут быть разными, значит, эквивалентные объемы двух расположенных выше по потоку участков могут рассчитываться до определения V_up.

Другие датчики могут быть включены в систему впуска воздуха, так чтобы давления и интенсивности потоков воздуха и газов могли определяться в различных точках выше по потоку и ниже по потоку от CRV. Датчики могут быть присоединены к контроллеру 12, как описано для датчиков со ссылкой на фиг. 1. Впускной канал 148 может включать в себя датчик 205 расхода воздуха, который может использоваться для измерения потока воздуха ниже по потоку от компрессора 132. Канал 150 CRV может включать в себя датчик 206 расхода воздуха, который может использоваться для измерения потока через канал CRV. Впускной канал 144 может включать в себя датчики 207 и 208 давления. Датчик 207 давления может быть присоединен к впускному каналу 144 внутри расположенного ниже по потоку сегмента 202 и может использоваться для измерения давления воздуха ниже по потоку от CRV. Датчик 208 давления может быть присоединен к впускному каналу 144 внутри первого расположенного выше по потоку участка 203 и может использоваться для измерения давления воздуха выше по потоку от дросселя 115 AIS.

В примере, изображенном на фиг. 2, есть три потенциальных источника воздуха/газов, втекающих во впускной канал 144. Воздух может втекать через воздушный впускной канал 140, EGR может втекать через канал 195 EGR, и поток CRV может втекать через канал 150 CRV. Воздух/газы могут вытекать из второй ветви через впускной канал 142 или через воздушный канал 148 посредством компрессора 132. Посредством непрерывного контроля потоков воздуха/газов в и из второй ветви, а также давлений и плотностей воздуха/газов в различных сегментах и участках впускного канала 144, предупредительное действие может предприниматься, чтобы гарантировать, что события обратного потока CRV не вмещают достаточный объем, чтобы выгонять EGR в воздушный фильтр 156.

Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций способа примерного высокоуровневого способа 300 для управления системой двигателя, такой как система 100 двигателя, как показанная на фиг. 1 и 2. Способ 300 может быть выполнен в виде машинных команд, хранимых системой управления и реализуемых контроллером, например, контроллером 12, как показанный на фиг. 1. Фиг. 3 будет описан со ссылкой на компоненты и признаки примерных двигателей, детализированных на фиг. 1 и 2, но следует принимать во внимание, что способ 300 или другие эквивалентные способы могут выполняться в отношении множества конфигураций двигателя, не выходя из объема этого раскрытия. Следует принимать во внимание, что в системе двигателя со спаренными турбонагнетателями, такой как система 100 двигателя по фиг. 1, способ 300 может выполняться в обеих ветвях системы впуска или только в одной ветви.

Способ 300 может начинаться на этапе 310 измерением или оценкой условий работы двигателя. В качестве неограничивающих примеров, условия работы могут включать в себя температуру и давление окружающей среды, наддув, положение клапана EGR, концентрацию кислорода на впуске в системе LP-AIS, положение педали (PP), скорость вращения двигателя, нагрузку двигателя, температуру двигателя, и т.д.

Переходя на этап 320, способ 300 может включать в себя определение, открыт ли CRV 152. В некоторых примерах, способ 300 может начинаться по открыванию CRV, чтобы обеспечивать непрерывный контроль условий. В некоторых примерах, способ 300 также может определять, удовлетворено ли условие отпускания педали акселератора, и может осуществлять переход, только если открыт CRV и удовлетворено условие отпускания педали акселератора. В примере, изображенном на фиг. 3, если CRV закрыт, способ 300 может переходить на этап 325. На этапе 325, способ 300 может включать в себя поддержание текущих условий системы или систем LP-EGR.

Если CRV открыт, способ 300 может переходить на этап 330. На этапе 330, способ 300 может включать в себя расчет значений для переменных V_am, V_CRV, V_egr и AirFilter_margin. Значения могут рассчитываться с использованием измерений с датчиков потока воздуха и давления воздуха, как описано со ссылкой на фиг. 2. Значения могут рассчитываться неоднократно и обновляться, чтобы отражать самые современные условия работы двигателя, в то время как CRV остается открытым.

V_am - переменная, представляющая объем потока воздуха в компрессор 132, и может рассчитываться посредством интегрирования потока воздуха в компрессор 132 по времени. V_CRV - переменная, представляющая объем потока воздуха через канал 150 CRV, и может рассчитываться посредством интегрирования потока газа через CRV 152 выше по потоку от компрессора по времени. V_egr - переменная, представляющая объем потока EGR через канал 195 EGR и может рассчитываться посредством интегрирования потока EGR через канал 195 EGR по времени.

AirFilter_margin - переменная, представляющая способность системы впуска воздуха принимать обратный поток CRV, не загрязняя воздушный фильтр, на основании текущих условий работы. AirFilter_margin может рассчитываться посредством уравнения:

AirFilter_margin=V _up-V_CRV-V_egr+V_am

Другими словами, AirFilter_margin представляет собой сумму объема впускного канала 144 выше по потоку от CRV 152 и объема потока воздуха в компрессор 132 минус объема потока CRV и потока EGR во впускной канал 144.

Продолжаясь на этапе 340, способ 300 может включать в себя определение, является ли AirFilter_margin, в качестве рассчитанного на этапе 330, меньшим, чем или равным пороговому значению. Пороговое значение может быть заданным или может рассчитываться на основании текущих условий работы двигателя. Если AirFilter_margin определено большим, чем пороговое значение, способ 300 может переходить на этап 325. На этапе 325, способ 300 может включать в себя поддержание текущих условий системы или систем LP-EGR.

Если AirFilter_margin определено меньшим, чем или равным пороговому значению, способ 300 может переходить на этап 350. На этапе 350, способ 300 может включать в себя выполнение действия для уменьшения потока через CRV. Это может включать в себя частичное или полное закрывание CRV. Уменьшение потока CRV, в то время как компрессор является действующим, может вызывать условия помпажа компрессора. По существу, может рассчитываться вероятность помпажа компрессора и, если применяется непрерывно регулируемый CRV, способ 300 дополнительно может включать в себя расчет уменьшения потока CRV, чтобы избегался помпаж компрессора.

В некоторых вариантах осуществления, способ 300 может включать в себя другие механизмы для повышения несущей способности системы впуска воздуха. В некоторых сценариях, может быть возможным уменьшать величину EGR, втекающей во впускной канал 144, например, посредством частичного или полного закрывания клапана 119 EGR.

В некоторых вариантах осуществления, способ 300 может включать в себя механизмы для ограничения наддува на основании условий работы двигателя. Повышенный наддув может приводить к повышенному потоку CRV, который, в свою очередь, может приводить к загрязнению воздушного фильтра во время обратного потока CRV. Наддув может ограничиваться механизмом обратной связи или упреждения. Например, наддув может ограничиваться в условиях возврата или вытеснения в попытке ограничить поток CRV. Наддув также может ограничиваться перед событиями обратного потока CRV или в определенных условиях, сопровождающих события обратного потока CRV, например, если способ 300, в качестве изображенного на фиг. 3, не успешен в предотвращении события загрязнения воздушного фильтра, или если ограничения только потока CRV не достаточно при предотвращении событий загрязнения воздушного фильтра.

В некоторых вариантах осуществления, способ 300 может включать в себя механизмы для компенсации шума, вибрации и неплавности хода (NVH), связанных с помпажом компрессора, посредством регулирования потока CRV. В некоторых примерах, NVH могут быть предпочтительными в отношении обратного потока CRV, который приводит к событиям загрязнения фильтра. Как события NVH, так и события загрязнения воздушного фильтра могут считаться накопительными неисправностями. Предыстория таких неисправностей, стоимость будущих неисправностей и продвижение в направлении отказа компонента могут оцениваться, и реализация способа 300 дополнительно может быть основана на событиях прошлых, текущих и будущих неисправностей. В некоторых вариантах осуществления, относительное взвешивание событий NVH и событий воздушного фильтра может быть основано на наличии или отсутствии компонентов двигателя, не показанных на фиг. 1 и 2, таких как резонаторы и/или регулирующие акустику размеры, которые подавляют события NVH, и/или конструкции лопастей турбины компрессора или конструкции диффузора, которые понижают уровни NVH. В вариантах осуществления, где события NVH предотвращаются или ослабляются на основании конструкций воздушных каналов/каналов EGR, способ 300 может благоприятствовать условиям потока воздуха/EGR, которые, иначе, вызывали бы нежелательные события NVH, или, в ином случае, приводили бы к событиям загрязнения воздушного фильтра в качестве предпочтительного выбора относительно событий NVH.

Способ 300 может включать в себя расчет значений для AirFilter_Margin на основании подробностей соответствующей системы, в которой он реализован. В то время как AirFilter_Margin возрастает или убывает для соответствующей системы, стратегия может быть модифицирована, чтобы предоставлять возможность большей или меньшей величины объема обратного потока CRV. Например, двигатели и/или моторные отсеки могут склоняться к меньшим объемам, в большей степени стесненным компоновкам или иметь меньшие расстояния между компонентами. Расположения окон CRV, EGR и/или PCV могут быть изменены от конфигураций, изображенных на фиг. 1 и 2, приводя к большей или меньшей EGR, поступающей в поток CRV. Продолжительности времени обслуживания воздушного фильтра могут продлеваться по мере того, как разрабатываются новые компоненты воздушных фильтров, давая возможность более продолжительных длительностей обслуживания и большего количества событий загрязнения фильтра, приводящих к неисправностям воздушных фильтров.

В некоторых вариантах осуществления, способ 300 может быть адаптирован, чтобы применяться к системам EGR высокого давления, другим системам, которые вводят EGR выше по потоку от компрессора или в пределах потока CRV. В некоторых вариантах осуществления, способ 300 может быть адаптирован, чтобы применяться для ограничения обратного потока от позднего закрывания впускных клапанов. Например, способ 300 может включать в себя механизмы для ограничения потока CRV на основе позднего закрывания впускных клапанов. В некоторых вариантах осуществления, поток CRV может ограничиваться на основании временных характеристик позднего закрывания впускных клапанов. Например, поток CRV может ограничиваться в большей степени по мере того, как закрывание впускных клапанов становится более поздним.

Способ, показанный на фиг. 3, может давать возможность одного или более способов. В одном из примеров, способ регулирования потока воздуха через канал рециркуляции компрессора, содержит: в первом состоянии: уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора на основании величины, величина основана на интенсивности потока воздуха на впуске компрессора, интенсивности потока воздуха через канал рециркуляции компрессора и интенсивности потока EGR. В некоторых вариантах осуществления, уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора включает в себя закрывание клапана рециркуляции компрессора, присоединенного к каналу рециркуляции компрессора. Первое состояние может включать в себя открытое состояние клапана рециркуляции компрессора и/или условие отпускания педали акселератора. Величина дополнительно может быть основана на объеме воздушного впускного канала, который расположен выше по потоку от канала рециркуляции компрессора. Величина дополнительно может быть основана на давлении в первом участке воздушного впускного канала и давлении во втором участке воздушного впускного канала, первый и второй участки разделены воздушным впускным дросселем. Уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора на основании величины может включать в себя уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора, когда величина меньше, чем пороговое значение, и дополнительно может включать в себя уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора до тех пор, пока величина не возрастает выше порогового значения.

Техническим результатом реализации этого способа является предохранение EGR, содержащейся в потоке рециркуляции CRV, от загрязнения воздушного фильтра, расположенного внутри воздушного впускного канала, сажей, маслом и водой. Способ предоставляет возможность, чтобы поток рециркуляции CRV регулировался, будучи меньшим, чем величина, которая могла бы потенциально осуществлять обратный поток в воздушный фильтр.

Фиг. 4 изображает графическое представление временной диаграммы 400 для работы двигателя и для работы клапана рециркуляции компрессора. Временная диаграмма 400 может представлять работу системы двигателя с турбонаддувом, такой как система 100, изображенная на фиг.1 и 2, с использованием способа 300, как изображенный на фиг. 3. Временная диаграмма 400 будет описана в материалах настоящего описания со ссылкой на компоненты и элементы по фиг. 1-3, но следует понимать, что возможным другие конфигурации, не выходя из объема этого раскрытия. Временная диаграмма 400 включает в себя графическое представление текущей нагрузки двигателя, показанной линией 410. Временная диаграмма 400 дополнительно включает в себя графическое представление объединенного потока воздуха в компрессор (V_am), показанное линией 420. Временная диаграмма 400 дополнительно включает в себя графическое представление объединенного потока через канал клапана рециркуляции компрессора (V_CRV), как показано линией 430. Временная диаграмма 400 дополнительно включает в себя графическое представление объединенного потока через канал рециркуляции выхлопных газов (V_egr), как показано линией 440. Временная диаграмма 400 дополнительно включает в себя графическое представление рассчитанной переменной AirFilter_margin, как описано со ссылкой на фиг. 3, и как показано линией 450. Временная диаграмма изображает пороговое значение 455 AirFilter_margin. Например, пороговое значение 455 может быть пороговым значением, обсужденным выше со ссылкой на этап 340, изображенный на фиг. 3. Временная диаграмма 400 дополнительно включает в себя графическое представление условия отпускания педали акселератора, как показано линией 460. В целях простоты, V_up, в качестве описанной со ссылкой на фиг.2 и составляющую AirFilter_margin, считается постоянной на всем протяжении временной диаграммы 400 и, таким образом, не показана.

В момент t₀ времени, CRV 152 закрывается, и, по существу, V_CRV имеет значение 0, как показано линией 430. Как описано со ссылкой на этап 320, изображенный на фиг. 3, состояние системы LP-EGR, таким образом, сохраняется, а значение AirFilter_margin не рассчитывается. С момента t₀ времени до момента t₁ времени, нагрузка двигателя постепенно возрастает, как показано линией 410. По мере того, как возрастает нагрузка двигателя, потоки в компрессор и через канал EGR возрастают, как показано линиями 420 и 440, соответственно. С момента t₁ времени до момента t₂ времени, нагрузка двигателя продолжает возрастать, но поток воздуха в компрессор остается относительно постоянным. По существу, в момент t₂ времени, CRV 152 открывается, чтобы предотвращать помпаж компрессора. Контроллер 12 затем может рассчитывать значение для AirFilter_margin на основании V_am, V_CRV, V_egr и V_up. Как показано линией 450, AirFilter_margin больше, чем пороговое значение 455, с t₂ до t₃, и таким образом, дополнительные действия не предпринимаются.

С момента t₃ времени до момента t ₄ времени, нагрузка двигателя убывает, как показано линией 410. В ответ, скорость вращения компрессора снижается, и V _am уменьшается соответствующим образом, как показано линией 420. Однако, V_egr и V_CRV остаются относительно постоянными, как показано линиями 440 и 430, соответственно. По существу, значение AirFilter_margin снижается ниже порогового значения 455 в момент t₄ времени, как показано линией 450. В ответ на уменьшение значения AirFilter_margin ниже порогового значения 455, CRV частично закрывается в момент t₄ времени, уменьшая V_CRV и возвращая значение AirFilter_margin выше порогового значения 455. В момент t₅ времени, поток на впуске компрессора уменьшился до точки, где открывание CRV больше не нужно. CRV, таким образом, закрывается, предоставляя возможность возникать помпажу компрессора, и значению для AirFilter_margin рассчитываться больше не нужно.

В момент t ₆ времени, CRV 152 закрывается, и, по существу, V_CRV имеет значение 0, как показано линией 430. Как описано со ссылкой на этап 320, изображенный на фиг. 3, состояние системы LP-EGR, таким образом, сохраняется, а значение AirFilter_margin не рассчитывается. С момента t₆ времени до момента t₇ времени, нагрузка двигателя постепенно возрастает, как показано линией 410. По мере того, как возрастает нагрузка двигателя, потоки в компрессор и через канал EGR возрастают, как показано линиями 420 и 440, соответственно. С момента t₇ времени до момента t₈ времени, нагрузка двигателя продолжает возрастать, но поток воздуха в компрессор остается относительно постоянным. По существу, в момент t₈ времени, CRV 152 открывается, чтобы предотвращать помпаж компрессора. Контроллер 12 затем может рассчитывать значение для AirFilter_margin на основании V_am, V_CRV, V_egr и V_up. Как показано линией 450, AirFilter_margin больше, чем пороговое значение 455, с t₈ до t₉, и таким образом, дополнительные действия не предпринимаются.

В момент t₉ времени, условие отпускания педали акселератора удовлетворено, как показано линией 460, и нагрузка двигателя значительно снижается, как показано линией 410. Поток в компрессор, в таком случае уменьшен, как показано линией 420. Соответственно, AirFilter_margin снижается ниже порогового значения 455 в момент t₁₀ времени. В ответ на значение AirFilter_margin, снижающееся ниже порогового значения 455, CRV полностью закрывается, и значению для AirFilter_margin больше не нужно рассчитываться.

Системы, изображенные на фиг. 1 и 2, и способ, показанный на фиг. 3, могут давать возможность одной или более систем. В одном из примеров, система для двигателя содержит: турбонагнетатель, содержащий компрессор, расположенный во впускном канале, и турбину, расположенную в выпускном канале; систему рециркуляции выхлопных газов (EGR) низкого давления, включающую в себя канал EGR, соединяющий выпускной канал с впускным каналом выше по потоку от компрессора; канал рециркуляции компрессора, соединяющий впускной канал ниже по потоку от компрессора с впускным каналом выше по потоку от компрессора; контроллер, содержащий команды для уменьшения потока воздуха через канал рециркуляции компрессора на основании величины, величина основана на разности между интенсивностью потока воздуха на впуске компрессора и суммой интенсивности потока воздуха через канал рециркуляции компрессора плюс интенсивность потока EGR через канал EGR. Система дополнительно может содержать клапан рециркуляции компрессора (CRV), расположенный в канале рециркуляции компрессора, и уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора может включать в себя закрывание клапана рециркуляции компрессора. Уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора на основании величины может включать в себя уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора, когда величина меньше, чем пороговое значение. Контроллер дополнительно может хранить команды для уменьшения потока воздуха через канал рециркуляции компрессора до тех пор, пока величина не возрастает выше порогового значения. Величина дополнительно может быть основана на объеме впускного канала, который расположен выше по потоку от канала рециркуляции компрессора. Впускной канал дополнительно может содержать воздушный впускной дроссель. Величина дополнительно может быть основана на давлении в первом участке впускного канала и давлении во втором участке впускного канала, первый и второй участки разделены воздушным впускным дросселем. В некоторых вариантах осуществления, двигатель может включать в себя идентичные спаренные турбонагнетатели, при этом компрессоры турбонагнетателей сообщаются через общий впускной канал ниже по потоку от компрессоров.

Техническим результатом реализации этой системы является уменьшение величины содержащего в себе EGR потока рециркуляции CRV, который может поступать в воздушный впускной канал. Ограничения моторного отсека могут не предоставлять возможность для большего воздушного впускного канала, который мог бы принимать больший объем обратного потока рециркуляции CRV. Таким образом, может быть возможным продлевать срок службы воздушного фильтра, расположенного в воздушном впускном канале, который, в ином случае, мог бы быть подвержен преждевременному отказу из-за загрязнений, обнаруживаемых в EGR, содержащейся в потоке рециркуляции CRV.

Системы, изображенные на фиг. 1 и 2, и способ, показанный на фиг. 3, также могут давать возможность одного или более способов. В одном из примеров, способ двигателя содержит: в первом состоянии, где клапан рециркуляции компрессора открыт: измерение интенсивности потока воздуха на впуске компрессора; измерение интенсивности потока воздуха через канал рециркуляции компрессора; измерение интенсивности потока EGR через канал EGR низкого давления; определение значения для величины на основании текущих значений для интенсивности потока воздуха на впуске компрессора, интенсивности потока воздуха через канал рециркуляции компрессора и интенсивности потока EGR через канал EGR низкого давления; закрывание клапана рециркуляции компрессора, когда значение для величины меньше, чем пороговое значение. В некоторых примерах, первое состояние может включать в себя условие отпускания педали акселератора. Величина дополнительно может быть основана на объеме впускного канала, который расположен выше по потоку от канала рециркуляции компрессора.

Техническим результатом реализации этого способа является предотвращение событий обратного потока большого объема, которые могут приводить к повреждению содержащими EGR газами компонентов, расположенных в воздухозаборнике, достигаемое посредством непрерывного контроля для регулировки давления воздуха и интенсивностей потока воздуха/газов в и системах впуска воздуха и EGR двигателя. Это предоставляет возможность, чтобы системы LP-EGR были реализованы в транспортных средствах с моторным отсеком, который ограничивает расстояние между каналом CRV и воздушным фильтром.

Необходимо отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.

Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе, и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.

Последующая формула полезной модели подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы полезной модели могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы полезной модели включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой полезной модели посредством изменения настоящей формулы полезной модели или представления новой формулы полезной модели в этой или родственной заявке. Такая формула полезной модели, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле полезной модели, также рассматривается в качестве включенной в предмет полезной модели настоящего раскрытия.

1. Система регулирования потока воздуха для двигателя внутреннего сгорания, содержащая:

турбонагнетатель, содержащий компрессор, расположенный во впускном канале, и турбину, расположенную в выпускном канале;

систему рециркуляции выхлопных газов (EGR) низкого давления, содержащую канал EGR, соединяющий выпускной канал с впускным каналом выше по потоку от компрессора;

канал рециркуляции компрессора, соединяющий впускной канал в положении ниже по потоку от компрессора с впускным каналом в положении выше по потоку от компрессора;

контроллер, содержащий команды для уменьшения потока воздуха через канал рециркуляции компрессора на основании величины, причем величина основана на разности между интенсивностью потока воздуха на впуске компрессора и суммой интенсивности потока воздуха через канал рециркуляции компрессора плюс интенсивность потока EGR через канал EGR, при этом

впускной канал дополнительно содержит воздушный впускной дроссель, и

величина дополнительно основана на давлении в первом участке впускного канала и давлении во втором участке впускного канала, причем первый и второй участки разделены воздушным впускным дросселем.

2. Система по п. 1, дополнительно содержащая клапан рециркуляции компрессора (CRV), расположенный в канале рециркуляции компрессора.

3. Система по п. 2, в которой уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора включает в себя закрывание клапана рециркуляции компрессора.

4. Система по п. 1, в которой уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора на основании величины включает в себя уменьшение потока воздуха через канал рециркуляции компрессора, когда величина меньше, чем пороговое значение.

5. Система по п. 4, в которой контроллер дополнительно содержит команды для уменьшения потока воздуха через канал рециркуляции компрессора до тех пор, пока величина не возрастет выше порогового значения.

6. Система по п. 1, в которой величина дополнительно основана на объеме впускного канала, который расположен выше по потоку от канала рециркуляции компрессора.

7. Система по п. 1, в которой двигатель содержит идентичные спаренные турбонагнетатели, при этом компрессоры турбонагнетателей сообщаются через общий впускной канал ниже по потоку от компрессоров.

РИСУНКИ