СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2017 года по МПК F01M1/18 F01M11/12 F02B77/08 F02D28/00 G01F23/14 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к выявлению нарушения целостности картера и ухудшение характеристик системы вентиляции картера.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Двигатели могут включать в себя системы вентиляции картера для вентиляции газов из картера и во впускной коллектор двигателя, чтобы обеспечивать откачку газов изнутри картера, для того чтобы снижать ухудшение характеристик различных компонентов двигателя в картере.

В определенных условиях, системы вентиляции картера могут контролироваться, чтобы идентифицировать нарушения целостности системы. Например, шланг подачи свежего воздуха (сапунная трубка) может отсоединяться, и крышка маслозаливной горловины может быть снята или не затянута, может быть не на месте масляный щуп, и/или могут быть испорчены другие уплотнения в системе вентиляции картера. Вслед за нарушением целостности картера, может происходить ухудшение характеристик различных компонентов картера, или газы могут не засасываться надлежащим образом в двигатель, чтобы обезвреживаться.

Различные подходы могут использоваться для контроля целостности системы вентиляции картера. Например, датчик давления может использоваться в картере, и клапан в вентиляционной трубке картера может открываться, так чтобы изменения давления или разрежения могли считываться в картере для определения, есть ли нарушение целостности в системе.

В других подходах, множество датчиков абсолютных величин, например, датчик барометрического давления (BP), датчик давления на входе компрессора (CIP), датчик давления на входе дросселя (TIP), датчик давления воздуха в коллекторе (MAP) и/или датчик давления в вентиляционном шланге картера, и т.д., могут использоваться в комбинации, чтобы контролировать целостность системы вентиляции картера.

Однако, авторы настоящего изобретения увидели, что такие подходы могут добавлять дополнительные аппаратные средства в такие системы контроля, например, дополнительные датчики и клапаны, таким образом, повышая затраты и сложность системы контроля вентиляции картера. Дополнительно, некоторые из этих датчиков могут быть с низким коэффициентом использования, например, датчик давления в картере может использоваться только для выявления нарушения целостности картера, таким образом, ограничивая полезность таких датчиков.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, в одном из подходов, чтобы по меньшей мере частично решать эти проблемы, предложен способ для двигателя. Способ включает этап, на котором указывают как ухудшение характеристик системы вентиляции картера, так и уровень масла в поддоне картера на основании общего датчика картера.

В дополнительных аспектах раскрыто, что датчик картера является датчиком давления, считывающим давление ниже уровня масла в поддоне, указание заключается в том, что устанавливают диагностический код и отображают сообщение водителю транспортного средства; указание как ухудшения характеристик системы вентиляции картера, так и уровня масла в поддоне картера на основании выходного сигнала датчика давления дополнительно содержит этапы, на которых: определяют уровень масла в поддоне картера, когда давление в картере выровнено с атмосферным давлением; определяют давление в картере на основании уровня масла в поддоне картера и выходного сигнала датчика давления, когда давление в картере не выровнено с атмосферным давлением; и регулируют работу двигателя в ответ на указание ухудшения характеристик системы вентиляции картера; герметизируют систему вентиляции картера и прикладывают давление к системе вентиляции картера, чтобы установить давление в картере, иное чем атмосферное давление, причем указание основано на выходном сигнале с общего датчика картера по меньшей мере пока давление в картере установлено иным, чем атмосферное давление; ухудшение характеристик системы вентиляции картера указывают, если определено, что давление в картере не удовлетворяет заданному условию относительно порогового значения; давление, прикладываемое к системе вентиляции картера, является большим, чем атмосферное давление, и при этом, заданное условие относительно порогового значения содержит давление в картере, большее, чем атмосферное давление; давление, прикладываемое к системе вентиляции картера, является меньшим, чем атмосферное давление, и при этом, заданное условие относительно порогового значения содержит давление в картере, меньшее, чем атмосферное давление; датчик картера является датчиком уровня масла; указание как ухудшения характеристик системы вентиляции картера, так и уровня масла в поддоне картера на основании выходного сигнала из датчика уровня масла дополнительно включает этапы, на которых: измеряют первый уровень масла, когда система вентиляции картера находится под атмосферным давлением; измеряют второй уровень масла, когда система вентиляции картера находится под неатмосферным давлением; и определяют давление в картере на основании разности между первым и вторым уровнями масла; указывают ухудшение характеристик системы вентиляции картера, если давление в картере не удовлетворяет заданному условию относительно порогового значения.

В еще одном аспекте раскрыт способ для системы вентиляции картера, включающий этапы, на которых: указывают уровень масла на основании датчика давления в картере во время первого состояния; и указывают нарушение целостности картера на основании датчика давления в картере и уровня масла во время второго состояния.

В дополнительных аспектах раскрыто, что во втором состоянии один или более клапанов, присоединенных к картеру, являются закрытыми, пока давление прикладывается к картеру; первое состояние содержит картер под атмосферным давлением; если давление в картере не удовлетворяет заданному условию относительного порогового значения, то указывают нарушение целостности картера; если определенный уровень масла находится ниже порогового значения, предпринимают смягчающее действие, чтобы задержать уменьшение масла.

В еще одном аспекте раскрыта система двигателя, содержащая: систему вентиляции картера, включающую в себя маслосборник; датчик давления, расположенный в маслосборнике и выполненный с возможностью быть погруженным в масло; и контроллер, содержащий команды для: во время первого состояния, определения уровня в маслосборнике на основании выходного сигнала из датчика давления; и во время второго состояния, указывать нарушение целостности системы вентиляции картера на основании выходного сигнала с датчика давления.

В дополнительных аспектах раскрыто, что первое состояние содержит операцию выключения двигателя; второе состояние содержит операцию включения двигателя и причем один или более клапанов, связывающих картер с атмосферой, находится в закрытом положении; контроллер содержит команды для преобразования выходного сигнала с датчика давления в уровень в маслосборнике на основании плотности масла и площади маслосборника; нарушение целостности указывается, если давление в системе вентиляции картера, определенное посредством выходного сигнала датчика давления не поддерживается при приложенном давлении.

Таким образом, информация одного и того же датчика может использоваться как для выявления нарушения целостности картера, так и определения уровня масла. Например, датчик давления в картере может быть расположен в поддоне картера, так чтобы он был погружен в масло во время работы двигателя. При определенных условиях, таких как когда картер подвергнут атмосферному давлению, датчик давления может выводить давление, главным образом (а иногда исключительно), соотнесенное с маслом в поддоне картера, которое может преобразовываться в уровень масла. Затем, в других условиях, таких как когда картер герметизирован (например, закрыты один или более клапанов, связывающих картер с атмосферой), и давление или разрежение подается в картер, датчик давления может выводить сумму давления в поддоне картера (давления, обусловленного глубиной ниже поверхности жидкости) и давления газа картера. Давление газа картера затем может использоваться для определения, присутствует ли нарушение целостности, и различные действия предпринимаются в ответ на это.

Таким образом, в одном из примеров, общий датчик давления может использоваться как для выявления нарушения целостности картера, так и для считывания уровня масла. При действии таким образом, аппаратные средства двигателя могут сокращаться, снижая себестоимость и уменьшая сложность системы. Кроме того, посредством погружения датчика давления в моторное масло, механическое демпфирование может обеспечиваться маслом, снижая шумы в сигнале давления и улучшая точность выявления давления.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и детали настоящего описания будут очевидны из последующего подробного описания изобретения, взятого отдельно или вместе с прилагаемыми чертежами.

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

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает частичное изображение двигателя согласно варианту осуществления настоящего описания.

Фиг. 2 показывает примерный способ для определения уровня масла и давления в картере согласно варианту осуществления настоящего описания.

Фиг. 3 показывает примерный выходной сигнал датчика давления с и без нарушения целостности картера.

Фиг. 4 показывает примерный способ для уведомления водителя о нарушении целостности картера согласно варианту осуществления настоящего описания.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для того чтобы обнаруживать и реагировать на нарушение целостности картера, например, где пары картерных газов могут улетучиваться в атмосферу, например, через маслозаливную горловину без крышки или негерметичный масляный щуп, картеры двигателей могут включать в себя датчик, такой как датчик давления. При определенных условиях эксплуатации, когда картер изолирован от атмосферы, и давление или разрежение прикладывается к картеру, датчик может использоваться для обнаружения нарушения целостности. В дополнение, если датчик картера погружен в масло в поддоне картера, когда давление в картере выровнено с атмосферным давлением или другим опорным давлением, датчик картера также может использоваться в качестве датчика уровня масла. Таким образом, одиночный датчик может использоваться как для обнаружения нарушения целостности, так и для определения уровня масла. Фиг. 1 - схема двигателя, включающая в себя датчик картера, погруженный в моторное масло. Двигатель по фиг. 1 также содержит контроллер, который может выполнять одну или более процедур управления, таких как способы по фиг. 2 и фиг. 4. Примерные выходные сигналы датчика давления во время обнаружения нарушения целостности изображены на фиг. 3.

Далее, со ссылкой на фиг. 1, он показывает примерную конфигурацию системы многоцилиндрового двигателя, в целом изображенного под 10, которая может быть включена в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 48, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали.

Двигатель 10 может включать в себя нижнюю часть блока цилиндров двигателя, указанную в целом под 26, которая может включать в себя картер 28, заключающий в оболочку коленчатый вал 30. Картер 28 содержит в себе газы и включает в себя поддон 32 картера, иначе указываемый ссылкой как маслосборник, удерживающий смазку двигателя (например, моторное масло), расположенный ниже коленчатого вала. Маслозаливная горловина 29 может быть расположена на картере 28, так чтобы масло могло подаваться в поддон 32 картера. Маслозаливная горловина 29 может включать в себя крышку 33 маслозаливной горловины для уплотнения масляной горловины 29, когда двигатель находится в работе. Трубка 37 масляного щупа также может быть расположена в картере 28 и может включать в себя масляный щуп 35 для измерения уровня масла в поддоне 32 картера. В дополнение, картер 28 может включать в себя множество других отверстий для обслуживания компонентов в картере 28. Эти отверстия в картере 28 могут держаться закрытыми во время работы двигателя, так что система вентиляции картера (описанная ниже) может работать во время работы двигателя.

Верхняя часть блока 26 цилиндров двигателя может включать в себя камеру 34 сгорания (то есть, цилиндр). Камера 34 сгорания может включать в себя стенки 36 камеры сгорания с поршнем 38, расположенным в них. Поршень 38 может быть присоединен к коленчатому валу 30, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Камера 34 сгорания может принимать топливо из топливных форсунок (не показаны) и всасываемый воздух из впускного коллектора 42, который расположен ниже по потоку от дросселя 44. Блок 26 цилиндров двигателя также может включать в себя датчик 46 охлаждающей жидкости двигателя (ECT), расположенный на входе в контроллер 48 двигателя (подробнее описанный ниже в материалах настоящей заявки).

Дроссель 44 может быть расположен на впуске двигателя для управления потоком воздуха, поступающим во впускной коллектор 42, и, например, перед ним выше по потоку может быть компрессор 50, сопровождаемый охладителем 52 наддувочного воздуха. Воздушный фильтр 54 может быть расположен выше по потоку от компрессора 50 и может фильтровать свежий воздух, поступающий во впускной канал 56.

Выпускные газообразные продукты сгорания выходят из камеры 34 сгорания через выпускной канал 60, расположенный выше по потоку от турбины 62. Датчик 64 отработавших газов может быть расположен вдоль выпускного канала 60 выше по потоку от турбины 62. Турбина 62 может быть оборудована регулятором давления наддува, обводящим ее. Датчик 64 может быть датчиком, пригодным для выдачи показания соотношения воздуха отработавших газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, HC, или CO. Датчик 64 отработавших газов может быть соединен с контроллером 48.

В примере по фиг. 1, система 16 принудительной вентиляции картера (PCV) присоединена к впуску двигателя, так что газы в картере могут вентилироваться управляемым образом из картера. Система 16 вентиляции картера втягивает воздух в картер 28 через сапунную или вентиляционную трубку 74. Сапунная трубка 74 может быть присоединена к впуску 12 свежего воздуха выше по потоку от компрессора 50. В некоторых примерах, сапунная трубка может быть присоединена к впуску 12 ниже по потоку от воздушного фильтра 54. В некоторых примерах, сапунная трубка может быть присоединена к воздушному фильтру 54.

В случае, где MAP (давление во впускном коллекторе 42) находится ниже, чем CIP (давление на впуске 12 свежего воздуха), система вентиляции картера вентилирует воздух из картера и во впускной коллектор 42 через трубопровод 76, который, в некоторых примерах, может включать в себя проточный клапан 78 PCV, чтобы обеспечивать постоянную откачку газов изнутри картера 28 до присоединения к впускному коллектору 42. В случае, где давление в картере 28 (давление картера) является большим, чем давление, считываемое датчиком 61 давления, газы вытекают из картера через маслоотделитель 81 и на впуск 12 свежего воздуха и, в итоге, в камеру 34 сгорания. Это может выполняться с использованием спертого воздуха, где воздух впускного коллектора не допускается в картер, или способом принудительной вентиляции картера, где некоторое количество воздуха коллектора дозируется в картер. Однако, в других примерах, трубопровод 76 может не включать в себя проточный клапан PCV.

Другие системы могут быть предназначены для однонаправленной работы, где картерные газы выходят исключительно через единственный тракт, из вентиляционной трубки 74 в воздухозаборник двигателя. Эти системы дают преимущество наличия в распоряжении только одного маслоотделителя. Как показано в примере по фиг. 1, трубопровод 76 PCV может включать в себя однонаправленный маслоотделитель 80, который отфильтровывает масло из паров, выходящих из картера 28, перед тем, как они повторно поступают в систему 12 впуска. Еще один маслоотделитель 81 может быть расположен в сапунной трубке 74, чтобы отфильтровывать масло из паров, выходящих из картера 28. В некоторых примерах, трубопровод 76 PCV также может включать в себя датчик разрежения, присоединенный к системе PCV. В некоторых примерах, поток газа в сапунной трубке 74 может проходить в обоих направлениях, из картера 28 в направлении впуска 12 и/или из впуска 12 в направлении картера 28. Кроме того, в некоторых примерах, во время определенных условий эксплуатации двигателя, например, в применениях с турбонагнетателем, газ может течь через трубопровод 76 в обоих направлениях, из картера 28 в направлении впускного коллектора 42 и/или из впускного коллектора 42 в направлении картера 28.

В то время как двигатель является работающим с легкой нагрузкой и при умеренном открывании дросселя, давление воздуха во впускном коллекторе может быть меньшим, чем давление воздуха в картере. Более низкое давление впускного коллектора втягивает свежий воздух по направлению к нему, затягивает воздух из вентиляционной трубки 74 картера через картер (где он разбавляется и смешивается с газообразными продуктами сгорания), из картера через трубопровод PCV, через клапан PCV и во впускной коллектор. Однако, во время других условий, таких как тяжелая нагрузка или в условиях с наддувом, давление воздуха во впускном коллекторе может быть большим, чем давление воздуха в картере. По существу, всасываемый воздух может проходить через трубопровод PCV и в картер.

Контроллер 48 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 108, порты 110 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 112 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 114, энергонезависимую память 116 и шину данных. Контроллер 48 может принимать различные сигналы с различных датчиков, присоединенных к двигателю 10, температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 46 температуры; топливо/воздушное соотношение отработавших газов с датчика 64 отработавших газов; и других датчиков диагностики PCV, описанных ниже. Постоянное запоминающее устройство 112 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 108 для осуществления способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предугадываются, но конкретно не перечислены.

Как отмечено выше, в определенных условиях, системы вентиляции картера могут контролироваться посредством многообразия датчиков, чтобы идентифицировать нарушения целостности системы вентиляции картера. Например, вентиляционная трубка картера может отсоединяться, и крышка маслозаливной горловины может быть снята или не затянута, может быть вынут масляный щуп, и/или могут быть нарушены другие уплотнения в системе вентиляции картера. В таком случае, может происходить ухудшение характеристик различных компонентов в картере.

Подходы на основе диагностики просачивания газа могут использоваться для контроля целостности системы вентиляции картера. Например, клапан 82 в вентиляционной трубке 74 картера может открываться, так что изменения давления или разрежения могут считываться в картере, чтобы определять, есть ли нарушение целостности в системе вентиляции. Еще один подход может закрывать клапан 82 в сапунной трубке 74, а также изолирующие клапаны в трубопроводе 76 PCV, для того чтобы изолировать картер от атмосферы. Например, управляемые вручную варианты этих изолирующих клапанов появились на военном автомобиле WILLYS® 1952 года с обозначением «M38». Одно из управляющих действий водителя при преодолении вброд приводило к закрыванию обоих клапанов, что вызывало герметизацию картера, полезную для предотвращения попадания воды. Во время работы двигателя, по мере того, как двигатель прогревается или вследствие прорывных газов, поступающих в картер, давление в картере может повышаться. Клапаны 82 и 84 могут быть клапанами с электронным управлением, которые типично держат открытыми, чтобы давать возможность нормальной работы PCV, но управляются командой в закрытое положение контроллером, для того чтобы выявлять нарушение целостности.

Электронное управление этими клапанами предлагает возможность герметизировать картер закрыванием обоих клапанов и ограничением степени нагружения давлением посредством контроля давления в картере в этой конфигурации. Закрывание вентиляционного клапана 82 и открывание клапана 84 прикладывает разрежение к картеру. Таким образом, посредством нагружения давлением или прикладывания разрежения в картере, может оцениваться целостность картера.

Изменения давления в картере могут считываться датчиком 63. Как изображено на фиг. 1, датчик 63 погружен в масло, содержащееся в поддоне 32 картера. Датчик 63 может быть датчиком давления, который может использоваться двойственным образом, для считывания давления в картере в некоторых условиях и уровня масла поддона 32 картера в других условиях. В качестве альтернативы или дополнительно, датчик 63 может быть датчиком уровня масла (например, поплавком), который, когда подвергается эталонному давлению, может использоваться для определения давления в картере. Дополнительные подробности касательно выявления давления в картере и уровня масла с использованием одиночного датчика в маслосборнике будут приведены ниже со ссылкой на фиг. 2 и 3.

В качестве альтернативы, вариант осуществления без изолирующих клапанов может формировать разрежение в картере вследствие откачки, обеспечиваемой разрежением, которое формируется в трубке 74 во время высоких расходов воздуха двигателя. В этом варианте осуществления, считанное разрежение в картере подтверждает целостность картера и уровень масла.

В других подходах, множество датчиков абсолютных величин, например, датчик 51 барометрического давления (BP), датчик 58 давления на входе компрессора (CIP) и/или датчик 61 давления в вентиляционной трубке 74 могут использоваться в комбинации, чтобы контролировать целостность системы вентиляции картера. Например, в некоторых подходах, барометрический датчик 51, датчик 58 на входе компрессора и датчик 61 давления в сапунной трубке 74 PCV все могут использоваться для контроля целостности системы вентиляции картера.

Обращаясь к фиг. 2, изображен способ 200 для выявления нарушения целостности картера и определения уровня масла с использованием одиночного датчика в двигателе транспортного средства. Способ 200 может выполняться согласно командам, хранимым в памяти контроллера 48, в ответ на обратную связь от датчика 63. Способ 200 включает в себя, на 202, выравнивание давления в картере с атмосферным давлением. Выравнивание давления в картере с атмосферным давлением может включать в себя открывание одного или более клапанов, связывающих картер с атмосферой. Например, эталонная трубка давления может присутствовать между картером двигателя и воздуховодом двигателя, открытым в атмосферу. Эталонная трубка может по существу окружать датчик в картере. Когда клапан в эталонной трубке открыт, датчик может подвергаться атмосферному давлению. В качестве альтернативы или дополнительно, картер может выравниваться с атмосферным давлением во время условий отключения двигателя. В других примерах, датчик давления может подвергаться эталонному давлению, иному чем атмосферное давление, такому как разрежение или кратные удельные давления.

Когда картер выровнен с атмосферным давлением, и/или когда датчик подвергается атмосферному давлению, уровень масла в маслосборнике может определяться по выходному сигналу датчика на 204. Когда давление газа (например, давление в картере) находится на атмосферном давлении, датчик считывает только давление масла, в которое он погружен. Если датчик картера является датчиком давления, датчик может выводить давление в показателях напряжения, которое контроллер может преобразовывать в глубину масла (например, мм по маслу) на основании площади маслосборника и плотности моторного масла. Если датчик картера является датчиком уровня, например, который использует поплавок, датчик может механически или магнитным образом определять глубину масла в маслосборнике. Определенный уровень масла может сохраняться в памяти контроллера, чтобы использоваться в качестве эталонного давления или уровня жидкости во время проверки нарушения целостности картера, которая будет подробнее описана ниже.

На 206, определяется, находится ли уровень масла выше порогового значения. Пороговое значение может быть заданным пороговым значением, ниже которого может происходить повреждение двигателя, обусловленное недостатком масла. Если уровень масла не находится выше порогового значения, способ 200 переходит на 208, чтобы предпринимать действие по умолчанию. Принятие действия по умолчанию может включать в себя уведомление водителя транспортного средства посредством активации сигнальной лампы неисправной работы. Дополнительно, действие по умолчанию может включать в себя регулирование одного или более рабочих параметров двигателя для снижения уменьшения смазки из маслосборника, такого как число оборотов двигателя. В некоторых вариантах осуществления, после принятия действия по умолчанию в ответ на уровень масла, находящийся ниже порогового значения, способ 200 может заканчиваться. Однако, в других вариантах осуществления, способ 200 может переходить на 210 для выполнения проверки выявления нарушения целостности, для того чтобы определять, является ли нарушение целостности картера потенциальной причиной нахождения уровня масла ниже порогового значения.

Если уровень масла находится выше порогового значения на 206, или если действие по умолчанию было предпринято на 208, способ 200 переходит на 210, чтобы создавать и поддерживать давление или разрежение в картере. Это может включать в себя изоляцию картера от атмосферы на 212. Изоляция картера от атмосферы может включать в себя закрывание одного или более клапанов, связывающих картер с атмосферой, такого как клапан 82 в вентиляционной трубке 74 картера и клапан 84 в трубопроводе 76 PCV. На 214, создание и поддержание давления или разрежения может включать в себя прикладывание давления или разрежения к картеру. В зависимости от конфигурации системы двигателя и картера, прикладывание давления или разрежения может происходить разными способами. Например, если клапаны 82 и 84 закрыты, во время стандартной работы двигателя, давление может нарастать в картере вследствие прорывных газов и/или повышения нагрева двигателя. Максимальное давление в картере ограничивалось бы принятием к сведению результирующего нагружения давлением картера и открыванием изолирующих клапанов выше порогового значения (и подобным образом для разрежения). В еще одном примере, вместо перекрывания клапанов, связывающих картер с атмосферой, клапан PCV (такой как клапан 84 или 78) может открываться во время холостого хода, для того чтобы создавать разрежение в картере. В дополнительном примере, источник давления или разрежения может переключаться на картер, например, вакуумный насос в двигателе может присоединяться к картеру для создания разрежения в картере. Примерные механизмы, перечисленные выше, для повышения давления или разрежения в картере, являются неограничивающими примерами, и практически любой механизм для повышения давления или разрежения в картере находится в объеме этого раскрытия.

При создании и/или поддержании давления или разрежения, на 216, давление в картере определяется на основании выходного сигнала из датчика картера. Если датчик картера является датчиком давления, давление картера может включать в себя выходной сигнал полного давления по датчику минус выходной сигнал давления по датчику под атмосферным давлением. Если датчик картера является датчиком уровня, давление может определяться посредством измерения уровня масла при прикладывании давления или разрежения и определения разности между этим уровнем масла и уровнем масла, определенным при атмосферном давлении. Давление в картере может определяться в течение заданной длительности. Например, давление в картере может определяться каждую секунду в течение длительности десяти секунд, для того чтобы контролировать изменение давления со временем. Если картер подвергнут нарушению целостности вследствие небольшой утечки, картер может быть способным сначала создавать разрежение или давление, но может медленно терять созданное давление или разрежение со временем. Таким образом, давление в картере может контролироваться в течение заданной длительности во время выявления нарушения целостности.

На 218, определяется, удовлетворяет ли давление в картере заданному условию относительно порогового значения. Условие относительно порогового значения является зависящим от того, каким образом и до какой степени создавались давление или разрежение в картере. Например, если разрежение прикладывается к картеру, нарушение целостности может указываться, если давление в картере является большим, чем приложенное давление (например, картер не достигает уровня ожидаемого разрежения). Если положительное давление прикладывается к картеру, нарушение целостности может указываться, если давление в картере является меньшим, чем приложенное давление. Кроме того, условие относительно порогового значения может включать в себя величину уклона экспериментальной линии определенного давления по времени. Например, давление в картере фактически может достигать такой же величины, как приложенное давление, но оно может реагировать быстрее или медленнее на приложенное давление, чем ожидается.

Если давление в картере не удовлетворяет условию относительно порогового значения, способ 200 переходит на 220 для указания нарушения целостности картера. По указанию нарушения целостности картера, действие по умолчанию может предприниматься на 222. Действие по умолчанию может включать в себя уведомление водителя транспортного средства о выявленном нарушении целостности, установку диагностического кода и/или принятие смягчающего действия на основании обнаруженного нарушения целостности. Дополнительная информация касательно действия по умолчанию будет представлена ниже со ссылкой на фиг. 4. По указанию нарушения целостности и принятию действия по умолчанию, способ 200 осуществляет выход.

Возвращаясь на 218, если давление в картере не удовлетворяет условию относительно порогового значения, то есть, если определенное давление в картере реагирует на приложенное разрежение или давление, как ожидается, способ 200 переходит на 224, чтобы указывать, что обнаружено отсутствие нарушения целостности, а затем, способ 200 осуществляет выход.

В вариантах осуществления, где двигатель сконфигурирован без изолирующих клапанов, и давление или разрежение возникают в картере естественным образом, вышеприведенная процедура может использоваться, скорее полагаясь на естественным образом возникающие давление/разрежение, нежели приложенное давление/разрежение.

Фиг. 3 иллюстрирует примерные выходные сигналы датчика давления во время процедуры выявления нарушения целостности. Диаграмма 310 иллюстрирует ожидаемое давление в картере на оси y и время по оси x. Диаграммы 320 и 330 иллюстрируют выходной сигнал датчика давления на соответственных осях y и время на соответственных осях x. Диаграмма 320 иллюстрирует выходной сигнал датчика давления в двигателе с картером двигателя, который не подвергнут нарушению целостности, наряду с тем, что диаграмма 330 иллюстрирует выходной сигнал датчика у подвергнутого нарушению целостности картера. Сначала со ссылкой на диаграмму 310, давление в картере находится под атмосферным давлением до момента T1 времени. Это может включать в себя период выключения двигателя или другой пригодный набор условий, при котором давление в картере выровнено с атмосферным давлением. В момент T1 времени, инициируется процедура выявления нарушения целостности картера, и ожидаемое давление в картере повышается выше атмосферного давления в течение заданной длительности. В момент T2 времени, давление, которое прикладывалось к картеру, снимается, и давление в картере возвращается к атмосферному давлению.

Диаграмма 320 иллюстрирует выходной сигнал датчика давления, соответствующий ожидаемому изменению давления в картере. До момента T1 времени, когда давление в картере находится при атмосферном давлении, выходной сигнал датчика давления соответствует давлению от масла в маслосборнике, в который погружен датчик давления. Это давление масла может преобразовываться в глубину масла. Вслед за повышением ожидаемого давления после момента T1 времени, давление, выводимое датчиком, повышается в соответствии с повышением ожидаемого давления в картере. Таким образом, нарушение целостности картера не указывается. Давление в картере может определяться по разности между полным считанным давлением после момента T1 времени (давлением масла и в картере) и давлением масла, определенным до момента T1 времени.

Диаграмма 330 иллюстрирует выходной сигнал датчика давления с подвергнутым нарушением целостности картером двигателя. Подобно диаграмме 320, приведенной выше, давление масла может определяться, когда давление в картере находится на атмосферном давлении. Вслед за моментом T1 времени, давление, выводимое датчиком повышается, но давление не поддерживается, как ожидается. Скорее, давление медленно возвращается к атмосферному давлению. Таким образом, указывается нарушение целостности картера.

Фиг. 4 иллюстрирует способ 400 для уведомления водителя в ответ на обнаруженное нарушение целостности картера. Способ 400 может выполняться контроллером 48 в ответ на указанное нарушение целостности картера. Например, способ 400 может выполняться во время выполнения способа 200, описанного выше со ссылкой на фиг. 2.

На 402, способ 400 включает в себя определение, было ли достигнуто пороговое количество обнаружений нарушения целостности. Процедура выявления нарушения целостности, такая как способ 200 по фиг. 2, может повторно выполняться множество раз во время заданной длительности работы двигателя. Например, процедура может повторно выполняться непрерывно от включения зажигания до выключения зажигания. Когда процедура указывает нарушение целостности картера, контроллер может сохранять каждый случай обнаружения нарушения целостности в течение такой длительности работы двигателя и выполнять процедуру уведомления, как только было превышено пороговое количество обнаружений. Пороговое значение может быть одним обнаружением нарушения целостности в некоторых вариантах осуществления. В других вариантах осуществления, чтобы избежать ложно положительных тестов, пороговое значение может быть многочисленными обнаружениями нарушения целостности, таким как два, пять, десять, и т.д. Если было достигнуто пороговое количество обнаружений нарушения целостности, способ 400 осуществляет возврат.

Если пороговое количество обнаружений нарушения целостности было достигнуто, способ 400 переходит на 404, чтобы отображать сообщение водителю транспортного средства, к примеру, активировать сигнальную лампу неисправной работы (MIL), чтобы уведомлять водителя транспортного средства об обнаруженном нарушении целостности картера. Это может включать в себя, на 406, подсказку водителю проверить возможные местоположения нарушения целостности. Нарушение целостности, например, может быть вызвано незатянутой или отсутствующей крышкой маслозаливной горловины или смещенным/болтающимся масляным щупом, которые водитель транспортного средства может быть способным исправить, для того чтобы устранит нарушение целостности. Подсказка может заключаться в активации MIL или быть отдельной подсказкой. Способ 400 также включает в себя, на 408, установку диагностического кода.

На 410, один или более рабочих параметров могут регулироваться в ответ на обнаруженное нарушение целостности. Обнаруженное нарушение целостности может побуждать контроллер предпринимать смягчающее действие, чтобы предотвратить дополнительное повреждение двигателя во время работы двигателя с подвергнутым нарушению целостности картером двигателя.

Смягчающее действие инициируется электронным блоком управления моторного транспортного средства. Смягчающее действие может включать в себя действие для задержки уменьшения смазки в картере, если указано, что картер подвергнут нарушению целостности. В частности, смягчающее действие может включать в себя уменьшение впуска воздуха в двигатель, ограничение числа оборотов или крутящего момента двигателя, ограничение величины впрыска топлива, подаваемой в двигатель, ограничение открывания дросселя, вывод из работы турбонагнетателя и/или различные другие действия, предназначенные для ограничения подсоса смазки двигателя из подвергнутого нарушению целостности картера. В некоторых вариантах осуществления, предпринимаемое смягчающее действие может быть одним из множества смягчающих действий, предпринимаемых, когда обнаружено нарушение целостности картера. В одном из примеров, множество смягчающих действий, например, может включать в себя добавление смазки в смазку - накачку смазки в картер из вспомогательного резервуара. После регулировки одного или более рабочих параметров двигателя, способ 400 осуществляет выход.

Следует отметить, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются примерными по сути, и что эти конкретные 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 изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящей заявки.

Последующая формула изобретения в частности указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новых и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения 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 изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке.

Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к машиностроению, а именно к способам и устройствам по выявлению нарушения целостности картера и ухудшения характеристик системы вентиляции картера. Способ для двигателя включает этап, на котором указывают, посредством электронного контроллера (48), как ухудшение характеристик системы (16) вентиляции картера, так и уровень масла в поддоне (32) картера на основании единственного общего датчика картера (63). Уровень масла в поддоне (32) картера определяют электронным контроллером (48) в зависимости от выравнивания давления в картере (28) с атмосферным давлением. При этом единственный общий датчик (63) картера представляет собой датчик давления, считывающий давление ниже уровня масла в поддоне (32) картера. Также раскрыта система двигателя. Технический результат заключается в сокращении аппаратных средств двигателя, а также снижении шумов в сигнале давления и повышение точности определения давления. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ для двигателя, включающий этап, на котором:

указывают, посредством электронного контроллера, как ухудшение характеристик системы вентиляции картера, так и уровень масла в поддоне картера на основании единственного общего датчика картера, при этом уровень масла в поддоне картера определяют электронным контроллером в зависимости от выравнивания давления в картере с атмосферным давлением, причем единственный общий датчик картера представляет собой датчик давления, считывающий давление ниже уровня масла в поддоне картера.

2. Способ по п. 1, в котором указание заключается в том, что устанавливают диагностический код и отображают сообщение водителю транспортного средства.

3. Способ по п. 1, в котором указание как ухудшения характеристик системы вентиляции картера, так и уровня масла в поддоне картера на основании выходного сигнала датчика давления дополнительно включает этапы, на которых:

определяют уровень масла в поддоне картера в ответ на нахождение одного или более клапанов, связывающих картер с атмосферой, в открытом положении, так что давление в картере выравнивается с атмосферным давлением;

определяют давление в картере на основании уровня масла в поддоне картера и выходного сигнала датчика давления, когда давление в картере не выровнено с атмосферным давлением; и

регулируют работу двигателя в ответ на указание ухудшения характеристик системы вентиляции картера.

4. Способ по п. 3, дополнительно включающий этап, на котором герметизируют систему вентиляции картера и прикладывают давление к системе вентиляции картера, чтобы установить давление в картере, отличное от атмосферного давления, причем указание основано на выходном сигнале с единственного общего датчика картера по меньшей мере пока давление в картере установлено отличным от атмосферного давления.

5. Способ по п. 4, в котором ухудшение характеристик системы вентиляции картера указывают, если определено, что давление в картере не удовлетворяет заданному условию относительно порогового значения.

6. Способ по п. 5, в котором давление, прикладываемое к системе вентиляции картера, является большим, чем атмосферное давление, при этом заданное условие относительно порогового значения представляет собой давление в картере, большее, чем атмосферное давление.

7. Способ по п. 5, в котором давление, прикладываемое к системе вентиляции картера, является меньшим, чем атмосферное давление, при этом заданное условие относительно порогового значения представляет собой давление в картере, меньшее, чем атмосферное давление.

8. Система двигателя, содержащая:

систему вентиляции картера, включающую в себя маслосборник;

датчик давления, расположенный в маслосборнике и погруженный в масло; и

контроллер, содержащий команды для:

во время первого состояния, определения уровня в маслосборнике на основании выходного сигнала из датчика давления; и

во время второго состояния, указания нарушения целостности системы вентиляции картера на основании выходного сигнала с датчика давления.

9. Система по п. 8, в которой контроллер содержит команды для указания нарушения целостности системы вентиляции картера посредством определения разности между выходным сигналом из датчика давления во время второго состояния и выходным сигналом из датчика давления во время первого состояния.

10. Система по п. 8, в которой первое состояние содержит операцию отключения двигателя, а второе состояние содержит операцию включения двигателя, причем один или более клапанов, связывающих картер с атмосферой, находятся в закрытом положении.

11. Система по п. 8, в которой контроллер содержит команды для преобразования выходного сигнала с датчика давления в уровень в маслосборнике на основании плотности масла и площади маслосборника.

12. Система по п. 8, в которой нарушение целостности указывается, если давление в системе вентиляции картера, определяемое посредством выходного сигнала датчика давления не поддерживается при приложенном давлении.