СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОТОКА PCV (ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА) ДАТЧИКОМ КИСЛОРОДА НА ВПУСКЕ Российский патент 2018 года по МПК F02D21/08 F02D41/14 F02M25/08 F02M26/02 F01M13/00 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Системы двигателя могут использовать рециркуляцию отработавших газов из системы выпуска двигателя в систему впуска двигателя (впускной канал), процесс, указываемый ссылкой как рециркуляция отработавших газов (EGR), для снижения регулируемых выбросов и улучшения экономии топлива. Система EGR может включать в себя различные датчики для измерения и/или регулирования EGR. В качестве одного из примеров, система EGR может включать в себя датчик газовой составляющей на впуске, такой как датчик кислорода, который может применяться во время условий без EGR, чтобы определять содержание кислорода свежего всасываемого воздуха. Во время условий с EGR, датчик может использоваться для логического вывода EGR на основании изменения концентрации кислорода вследствие добавления EGR в качестве разбавителя. Один из примеров такого датчика кислорода на впуске показан Матсубарой и другими в US 6,742,379. Система EGR дополнительно или по выбору может включать в себя датчик кислорода отработавших газов, присоединенный к выпускному коллектору, для оценки топливо-воздушного соотношения сгорания.

По существу, вследствие расположения датчика кислорода ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха в системе впуска воздуха высокого давления, датчик может быть чувствительным к наличию паров топлива и других восстановителей и окислителей, таких как масляный туман. Например, во время работы двигателя с наддувом, продувочный воздух и/или прорывные газы могут приниматься в местоположении входа компрессора. Углеводороды, засасываемые из продувочного воздуха, принудительной вентиляции картера (PCV) и/или обогащенной EGR, могут расходовать кислород на каталитической поверхности датчика и понижать концентрацию кислорода, выявляемую датчиком. В некоторых случаях, восстановители также могут реагировать с чувствительным элементом датчика кислорода. Уменьшение кислорода в датчике может некорректно интерпретироваться в качестве разбавителя при использовании изменения кислорода для оценки EGR. Таким образом, измерения датчика могут искажаться различными чувствительностями, точность датчика может уменьшаться, и может ухудшаться измерение и/или управление EGR.

В одном из примеров, проблемы, описанные выше, могут быть препоручены способу для двигателя, содержащему: во время работы с течением EGR, настройку клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске и потока PCV, поток PCV идентифицирован во время предыдущей работы двигателя с EGR и деактивированной продувкой, на основании выходных сигналов датчика кислорода на впуске с наддувом и без наддува. Таким образом, влияние углеводородов на датчик из потока PCV может сводиться к нулю, и может улучшаться точность оценки EGR.

Например, во время работы двигателя, когда EGR деактивирована (EGR не течет), и выключена продувка (например, закрыт клапан продувки бачка для топлива), может узнаваться поправочный коэффициент для датчика кислорода на впуске, основанный на потоке PCV. Более точно, поправочный коэффициент может быть основан на изменении концентрации кислорода на впуске (или показания) на датчике кислорода на впуске между работой двигателя без наддува и с наддувом. Это происходит потому, что, при работе двигателя без наддува и с выключенной продувкой, поток PCV принимается непосредственно во впускном коллекторе ниже по потоку от датчика кислорода на впуске. Поскольку выходной сигнал датчика не находится под влиянием углеводородов PCV, выходной сигнал датчика является отражающим концентрацию кислорода на впуске. В сравнение, при работе с наддувом, и когда выключена продувка, поток PCV принимается в системе впуска воздуха выше по потоку от датчика кислорода на впуске. Здесь, выходной сигнал датчика находится под влиянием углеводородов PCV, и выходной сигнал датчика является отражающим поток PCV. Поэтому, по сравнению с выходными сигналами датчика с и без наддува, изменение кислорода на впуске, являющееся результатом потока PCV, может изучаться и использоваться для внесения поправки в последующие выходные сигналы с датчика. Например, во время последующей работы двигателя, когда EGR осуществляет поток, и клапан продувки бачка для топлива закрыт, выходной сигнал датчика кислорода во впускном коллекторе может корректироваться на основании поправочного коэффициента. Как результат, вклад потока PCV в кислород на впуске может удаляться из выходного сигнала датчика. Результирующий скорректированный выходной сигнал может точнее отражать изменение кислорода на впуске, являющееся результатом EGR. Интенсивность потока EGR может оцениваться на основании скорректированного выходного сигнала, и клапан EGR может настраиваться соответствующим образом для улучшенного регулирования EGR. Оценивание потока EGR таким образом может повышать точность оценок интенсивности потока EGR, тем самым усиливая управление системой EGR и поддерживая выбросы двигателя на целевых уровнях.

Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1-2 принципиальные схемы системы двигателя.

Фиг. 3 - регулировочная характеристика, изображающая влияние продувочного воздуха на концентрацию кислорода, оцененную датчиком кислорода во впускном коллекторе.

Фиг. 4 изображает блок-схему последовательности операций способа для определения изменения кислорода на впуске, являющегося результатом потока PCV.

Фиг. 5 изображает блок-схему последовательности операций способа для настройки работы EGR на основании изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком PCV.

Фиг. 6 изображает настройки в отношении рабочих параметров двигателя на основании изменений кислорода на впуске, являющихся результатом потока PCV.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Последующее описание относится к системам и способам для использования датчика на впуске для оценки величины потока EGR в систему двигателя, такую как система двигателя по фиг. 1-2. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять способ управления, такой как способ по фиг. 4 для изучения количества углеводородов картера двигателя (например, PCV), засасываемых в двигатель, и когда деактивированы EGR и поток продувки. Более точно, поток PCV может оцениваться на основании выходных сигналов датчика, считанных с наддувом и без наддува. На основании изученного потока PCV, поток EGR может настраиваться впоследствии. Работа двигателя, такая как топливоснабжение двигателя, затем может настраиваться на основании оцененного потока PCV. Выходной сигнал датчика, а также разбавление EGR, оцененное датчиком, могут настраиваться для компенсации влияния углеводородов картера двигателя на выходной сигнал датчика (фиг. 3). Как показано на фиг. 5, во время работы двигателя, когда EGR активирована, продувка выключена, и введена в действие PCV, контроллер может настраивать выходной сигнал датчика на основании изученного количества углеводородов картера двигателя (например, потока PCV). Таким образом, точность оценки EGR датчиком кислорода на впуске повышается. Примерные настройки в отношении рабочих параметров двигателя на основании изменений кислорода на впуске, являющихся результатом потока PCV, показаны на фиг. 6.

Фиг. 1 показывает схематическое изображение примерной системы 100 двигателя с турбонаддувом, включающей в себя многоцилиндровый двигатель 10 внутреннего сгорания и пару одинаковых турбонагнетателей 120 и 130. В качестве одного из неограничивающих примеров, система 100 двигателя может быть включена в качестве части силовой установки для пассажирского транспортного средства. Система 100 двигателя может принимать всасываемый воздух через впускной канал 140. Впускной канал 140 может включать в себя воздушный фильтр 156 и дроссельный клапан 230 EGR. Система 100 двигателя может быть раздельной системой двигателя, при этом, впускной канал 140 разветвляется ниже по потоку от дроссельного клапана 230 EGR на первый и второй параллельные впускные каналы, каждый включает в себя турбонагнетатель и компрессор. Более точно, по меньшей мере часть всасываемого воздуха направляется в компрессор 122 турбонагнетателя через первый параллельный впускной канал 142, и по меньшей другую часть всасываемого воздуха в компрессор 132 турбонагнетателя 130 через второй параллельный впускной канал 144 впускного канала 140.

Первая часть общего всасываемого воздуха, которая сжимается компрессором 122, может подаваться во впускной коллектор 160 через первый параллельный ответвленный впускной канал 146. Таким образом, впускные каналы 142 и 146 формируют первую параллельную ветвь системы впуска воздуха двигателя. Подобным образом, вторая часть общего всасываемого воздуха, может сжиматься посредством компрессора 132 в тех случаях, когда она может подаваться во впускной коллектор 160 через второй параллельный ответвленный впускной канал 148. Таким образом, впускные каналы 144 и 148 формируют вторую параллельную 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.

Первый дроссельный клапан 230 EGR может быть расположен на впуске двигателя выше по потоку от первого и второго параллельных впускных каналов 142 и 144 наряду с тем, что второй воздушный впускной дроссельный клапан 158 может быть расположен на впуске двигателя ниже по потоку от первого и второго параллельных впускных каналов 142 и 144, и ниже по потоку от первого и второго параллельных ответвленных впускных каналов 146 и 148, например, в общем впускном канале 149.

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. Впускной канал 149 может включать в себя охладитель 154 наддувочного воздуха (CAC) и/или дроссель (такой как второй дроссельный клапан 158). Положение дроссельного клапана 158 может настраиваться системой управления посредством привода дросселя (не показан), с возможностью связи присоединенной к контролеру 12. Противопомпажный клапан 152 может быть предусмотрен для избирательного обхода компрессорных каскадов турбонагнетателей 120 и 130 через перепускной канал 150. В качестве одного из примеров, противопомпажный клапан 152 может открываться, чтобы давать возможность потока через перепускной канал 150, когда давление всасываемого воздуха выше по потоку от компрессоров достигает порогового значения.

Впускной коллектор 160 дополнительно может включать в себя датчик 172 кислорода всасываемых газов. В одном из примеров, датчик кислорода является датчиком UEGO. Как конкретизировано в материалах настоящей заявки, датчик кислорода всасываемых газов может быть выполнен с возможностью выдавать оценку касательно содержания кислорода свежего воздуха, принимаемого во впускном коллекторе. В дополнение, когда течет EGR, изменение концентрации кислорода на датчике может использоваться для логического вывода величины EGR и использоваться для точного регулирования потока EGR. В изображенном примере, датчик 172 кислорода расположен выше по потоку от дросселя 158 и ниже по потоку от охладителя 154 наддувочного воздуха. Однако, в альтернативных вариантах осуществления, датчик кислорода может быть расположен выше по потоку от CAC. Датчик 174 давления может быть расположен поблизости от датчика кислорода для оценки давления на впуске, при котором принимается выходной сигнал датчика кислорода. Поскольку выходной сигнал датчика кислорода является находящимся под влиянием давления на впуске, опорный выходной сигнал датчика кислорода может узнаваться при опорном давлении на впуске. В одном из примеров, опорное давление на впуске является давлением на входе дросселя (TIP), где датчиком 174 давления является датчик TIP. В альтернативных примерах, опорным давлением на впуске является давление в коллекторе (MAP) в качестве считываемого датчиком 182 MAP.

Двигатель 10 может включать в себя множество цилиндров 14. В изображенном примере, двигатель 10 включает в себя шесть цилиндров, скомпонованных в V-образной конфигурации. Более точно, шесть цилиндров скомпонованы 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, 3, 4, 5, 8, 10 или более цилиндров. Эти различные цилиндры могут быть поровну поделены и скомпонованы 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 сконфигурирована в качестве топливной форсунки оконного впрыска.

Всасываемый воздух, подаваемый в каждый цилиндр 14 (в материалах настоящей заявки 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 первый параллельный выпускной канал 17, а второй ряд 15 цилиндров может выпускать продукты сгорания через второй параллельный выпускной канал 19. Каждый из первого и второго параллельных выпускных каналов 17 и 19 дополнительно могут включать в себя турбину турбонагнетателя. Более точно, продукты сгорания, которые выбрасываются через впускной канал 17, могут направляться через турбину 124 с приводом от отработавших газов турбонагнетателя 120, которая, в свою очередь, может выдавать механическую работу на компрессор 122 через вал 126, для того чтобы обеспечивать сжатие для всасываемого воздуха. В качестве альтернативы, некоторая часть или все отработавшие газы, протекающие через выпускной канал 17, могут обходить турбину 124 через обводной канал 123 турбин, в то время как управляются перепускной заслонкой 128 для отработавших газов. Подобным образом, продукты сгорания, которые выпускаются через выпускной канал 19, могут направляться через турбину 134 с приводом от отработавших газов турбонагнетателя 130, которая, в свою очередь, может выдавать механическую работу на компрессор 132 через вал 136, для того чтобы обеспечивать сжатие всасываемого воздуха, протекающего через вторую ветвь системы впуска двигателя. В качестве альтернативы, некоторая часть или все отработавшие газы, протекающие через выпускной канал 19, могут обходить турбину 134 через обводной канал 133 турбин, в то время как управляются перепускной заслонкой 138 для отработавших газов.

В некоторых примерах, турбины 124 и 134 с приводом от отработавших газов могут быть сконфигурированы в качестве турбин с переменной геометрией, при этом, контроллер 12 может настраивать положение лопаток (или лопастей) рабочего колеса турбины для изменения уровня энергии, которая получается из потока отработавших газов и сообщается их соответственному компрессору. В качестве альтернативы, турбины 124 и 134 с приводом от отработавших газов могут быть сконфигурированы в качестве турбин с регулируемым соплом, при этом, контроллер 12 может настраивать положение сопла турбины для изменения уровня энергии, которая получается из потока отработавших газов и сообщается их соответственному компрессору. Например, система управления может быть выполнена с возможностью независимо изменять положение лопастей или сопла турбин 124 и 134 с приводом от отработавших газов через соответственные приводы.

Отработавшие газы в первом параллельном выпускном канале 17 могут направляться в атмосферу через ответвленный параллельный выпускной канал 170 наряду с тем, что отработавшие газы во втором параллельном выпускном канале 19 могут направляться в атмосферу через ответвленный параллельный выпускной канал 180. Выпускные каналы 170 и 180 могут включать в себя одно или более устройств последующей очистки отработавших газов, таких как каталитический нейтрализатор, и один или более датчиков отработавших газов.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя один или более каналов рециркуляции отработавших газов (EGR), или контуров, для рециркуляции по меньшей мере части отработавших газов из выпускного коллектора во впускной коллектор. Таковые могут включать в себя контуры EGR высокого давления для обеспечения EGR высокого давления (HP-EGR) и контуры EGR низкого давления для обеспечения EGR низкого давления (LP-EGR). В одном из примеров, HP-EGR может обеспечиваться в отсутствие наддува, обеспечиваемого турбонагнетателями 120, 130, наряду с тем, что LP-EGR может обеспечиваться при наличии наддува турбонагнетателя, и/или когда температура отработавших газов находится выше порогового значения. В кроме того еще других примерах, обе, HP-EGR и LP-EGR, могут выдаваться одновременно.

В изображенном примере, двигатель 10 может включать в себя контур 202 EGR низкого давления для рециркуляции по меньшей мере некоторого количества отработавших газов из первого ответвленного параллельного выпускного канала 170 ниже по потоку от турбины 124 в первый параллельный впускной канал 142 выше по потоку от компрессора 122. В некоторых вариантах осуществления, второй контур EGR низкого давления (не показан) может быть предусмотрен подобным образом для рециркуляции по меньшей мере некоторой части отработавших газов из второго ответвленного параллельного выпускного канала 180 ниже по потоку от турбины 134 во второй параллельный впускной канал 144 выше по потоку от компрессора 132. Контур 202 LP-EGR может включать в себя клапан 204 LP-EGR для регулирования потока EGR (то есть, количества рециркулированных отработавших газов) через контуры, а также охладитель 206 EGR для понижения температуры отработавших газов, протекающих через контур EGR, перед рециркуляцией на впуск двигателя. В определенных условиях, охладитель 206 EGR также может использоваться для подогрева отработавших газов, протекающих через контур 202 LP-EGR, перед тем, как отработавшие газы поступают в компрессор, чтобы избегать вторжения водяных капель в компрессоры.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя первый контур 208 EGR высокого давления для рециркуляции по меньшей мере некоторого количества отработавших газов из первого параллельного выпускного канала 17 выше по потоку от турбины 124 во впускной коллектор 160 ниже по потоку от впускного дросселя 158. Подобным образом, двигатель может включать в себя второй контур EGR высокого давления (не показан) для рециркуляции по меньшей мере некоторой части отработавших газов из второго параллельного выпускного канала 18 выше по потоку от турбины 134 во второй ответвленный параллельный впускной канал 148, ниже по потоку от компрессора 132. Поток EGR через контуры 208 HP-EGR может управляться посредством клапана 210 HP-EGR

Окно 102 PCV может быть выполнено с возможностью подавать газы вентиляции картера (прорывные газы) во впускной коллектор двигателя по второму параллельному впускному каналу 144. В некоторых примерах, поток воздуха PCV через окно 102 PCV (например, поток PCV) может управляться специальным клапаном окна PCV. Подобным образом, окно 104 для продувки может быть выполнено с возможностью подавать продувочные газы из бачка топливной системы во впускной коллектор двигателя по каналу 144. В некоторых примерах, поток продувочного воздуха через окно 104 для продувки может управляться выделенным клапаном окна для продувки.

Датчик 232 влажности и датчик 234 давления могут быть включены только в один из параллельных впускных каналов (в материалах настоящей заявки, изображены в первом параллельном канале 142 всасываемого воздуха, но не во втором параллельном впускном канале 144), ниже по потоку от дроссельного клапана 230 EGR. Более точно, датчик влажности и датчик давления могут быть включены во впускной канал, не принимающий воздух PCV продувочный воздух. Датчик 232 влажности может быть выполнен с возможностью оценивать влажность всасываемого воздуха. В одном из вариантов осуществления, датчик 232 влажности является датчиком UEGO, выполненным с возможностью оценивать относительную влажность всасываемого воздуха на основании выходного сигнала датчика на одном или более напряжений. Поскольку продувочный воздух и воздух PCV могут расстраивать результаты датчика влажности, окно для продувки и окно PCV расположены в отдельном впускном канале от датчика влажности. Датчик 234 давления может быть выполнен с возможностью оценивать давление всасываемого воздуха. В некоторых вариантах осуществления, датчик температуры также может быть включен в тот же самый параллельный впускной канал ниже по потоку от дроссельного клапана 230 EGR.

По существу, датчик 172 кислорода на впуске может использоваться для оценки концентрации кислорода на впуске и логического вывода величины потока EGR через двигатель на основании изменения концентрации кислорода на впуске при открывании клапана 204 EGR. Более точно, изменение выходного сигнала датчика при открывании клапана EGR сравнивается с точкой отсчета, где датчик является работающим без EGR (нулевой точкой). На основании изменения (например, уменьшения) количества кислорода от времени работы без EGR, может рассчитываться поток EGR, выдаваемый в двигатель на данный момент. Например, при прикладывании опорного напряжения (Vs) к датчику, ток накачки (Ip) выводится датчиком. Изменение концентрации кислорода может быть пропорциональным изменению тока накачки (дельты Ip), выводимого датчиком при наличии EGR, относительно выходного сигнала датчика в отсутствие EGR (нулевой точки). На основании отклонения оцененного потока EGR от ожидаемого (или целевого) потока EGR, кроме того, может выполняться управление EGR.

В одном из примеров, оценка нулевой точки датчика кислорода на впуске может выполняться во время условий холостого хода, где колебания давления на впуске минимальны, и когда нисколько воздуха PCV или продувочного воздуха не засасывается в систему впуска низкого давления. В дополнение, адаптация холостого хода может выполняться периодически, к примеру, при самом раннем холостом ходе вслед за запуском двигателя, чтобы компенсировать влияние старения и нестабильность параметров от партии к партии датчика на выходной сигнал датчика.

Оценка нулевой точки датчика кислорода на впуске в качестве альтернативы может выполняться во время условий отсутствия топливоснабжения двигателя, таких как во время перекрытия топлива при замедлении (DFSO). Посредством выполнения адаптации во время условий DFSO, в дополнение к пониженным шум-факторам, таким как достигаемые во время адаптации холостого хода, отклонения показаний датчика, обусловленные утечкой клапана EGR, могут уменьшаться.

В некоторых случаях, поток PCV из окна 102 продувки и/или поток продувки из окна 104 продувки могут вызывать ошибку оценки потока EGR датчиком 172 кислорода на впуске (в материалах настоящей заявки также указываемым ссылкой как датчик кислорода во впускном коллекторе). Как дополнительно обсуждено ниже, в условиях с наддувом, поток PCV может приводить к большому изменению концентрации кислорода от нулевой точки. Иначе говоря, поток PCV может вызывать уменьшение концентрации кислорода на впуске, измеренной датчиком 172 кислорода на впуске. Контроллер может делать вывод, что полное изменение кислорода на впуске обусловлено EGR, тем самым, неправильно оценивая поток EGR во время условий потока PCV. Способы для внесения поправки на поток PCV дополнительно обсуждены ниже со ссылкой на фиг. 4-5.

Возвращаясь к фиг. 1, положение впускных и выпускных клапанов каждого цилиндра 14 может регулироваться с помощью толкателей с гидравлическим приводом, присоединенных к штокам толкателя клапана, или с помощью системы механических уступов прямого действия, в которых 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.

Система 100 двигателя может управляться, по меньшей мере частично, системой 15 управления, включающей в себя контроллер 12 и входными сигналами от водителя транспортного средства через устройство ввода (не показано). Система 15 управления показана принимающей информацию с множества датчиков 16 (различные примеры которых описаны в материалах настоящей заявки) и отправляющей сигналы управления на множество исполнительных механизмов 81. В качестве одного из примеров, датчики 16 могут включать в себя датчик 232 влажности, датчик 234 давления всасываемого воздуха, датчик 182 датчик 183 MCT, датчик 174 TIP и датчик 172 кислорода всасываемого воздуха. В некоторых примерах, общий впускной канал 149 дополнительно может включать в себя датчик температуры на входе дросселя для оценки температуры воздуха на дросселе (TCT). В других примерах, один или более каналов EGR могут включать в себя датчики давления, температуры, и топливо-воздушного соотношения для определения характеристик потока EGR. В качестве еще одного примера, исполнительные механизмы 81 могут включать в себя топливную форсунку 166, клапан 210 HP-EGR, клапан 204 LP-EGR, дроссельные клапаны 158 и 230 и перепускные заслонки 128, 138 для отработавших газов. Другие исполнительные механизмы, такие как многообразие дополнительных клапанов и заслонок, могут быть присоединены к различным местоположениями в системе 100 двигателя. Контроллер 12 может принимать входные данные с различных датчиков, обрабатывать входные данные и приводить в действие исполнительные механизмы в ответ на обработанные входные данные, на основании команды или кода, запрограммированных в нем, соответствующих одной или более процедур. Примерные процедуры управления описаны в материалах настоящей заявки со ссылкой на фиг. 4-5.

Далее, с обращением к фиг. 2, показан еще один примерный вариант 200 осуществления двигателя по фиг. 1. По существу, компоненты, представленные ранее на фиг. 1, пронумерованы подобным образом и здесь повторно не представлены по соображениям краткости.

Вариант 200 осуществления показывает топливный бак 218, выполненный с возможностью подавать топливо в топливные форсунки двигателя. Топливный насос (не показан), погруженный в топливный бак 218, может быть выполнен с возможностью повышать давление топлива, подаваемого на форсунки двигателя 10, к примеру, на форсунку 166. Топливо может закачиваться в топливный бак из внешнего источника через лючок дозаправки топлива (не показан). Топливный бак 218 может содержать в себе множество топливных смесей, в том числе, топливо с диапазоном концентраций спиртов, таким как различные бензинэтаноловые смеси, включающие в себя E10, E85, бензин, и т.д., и их комбинации. Датчик 219 уровня топлива, расположенный в топливном баке 218, может выдавать указание уровня топлива в контроллер 12. Как изображено, датчик 219 уровня топлива может содержать поплавок, присоединенный к переменному резистору. В качестве альтернативы, могут использоваться другие типы датчиков уровня топлива. Один или более других датчиков могут быть присоединены к топливному баку 218, такие как измерительный преобразователь 220 давления в топливном баке, для оценки давления в топливном баке.

Пары, вырабатываемые в топливном баке 218, могут направляться в бачок 22 для паров топлива через трубопровод 31, перед продувкой на впуск 23 двигателя. Впуск 23 двигателя может включать в себя впускной канал 140 и впускной коллектор 160. Пары, продуваемые на впуск 23 двигателя, например, могут включать в себя суточные и дозаправочные пары топливного бака. Бачок может быть наполнен надлежащим абсорбентом, таким как активированный уголь, для временного захватывания паров топлива (в том числе, испаренных углеводородов), сформированных в топливном баке. Затем, во время более поздней работы двигателя, когда удовлетворены условия продувки, к примеру, когда бачок насыщен, пары топлива могут продуваться из бачка на впуск двигателя посредством открывания клапана 112 продувки бачка и клапана 114 вентиляции бачка.

Бачок 22 включает в себя в себя вентиляционный канал 27 для направления газов из бачка 22 в атмосферу при накоплении или улавливании паров топлива из топливного бака 218. Вентиляционный канал 27 также может предоставлять свежему воздуху возможность отбираться в бачок 22 для паров топлива при продувке накопленных паров топлива на впуск 23 двигателя через магистраль 90 продувки, тракт 92 наддува или вакуумный тракт 90 (в зависимости от уровня наддува) и клапан 112 продувки. Тракт 92 наддува и вакуумный тракт 90 также могут в материалах настоящей заявки указываться ссылкой как магистрали продувки. Несмотря на то, что этот пример показывает вентиляционный канал 27, сообщающийся со свежим ненагретым воздухом, также могут использоваться различные модификации. Вентиляционный канал 27 может включать в себя клапан 114 вентиляции бачка для регулирования потока воздуха и паров между бачком 22 и атмосферой. Клапан вентиляции может открываться во время операций накопления паров топлива (например, во время дозаправки топливного бака, и в то время как двигатель не является работающим), так что воздух, освобожденный от паров топлива после прохождения через бачок, может выталкиваться в атмосферу. Подобным образом, во время операции продувки (например, во время восстановления бачка и в то время как является работающим двигатель), клапан вентиляции может открываться, чтобы предоставлять потоку свежего воздуха возможность вычищать пары топлива, накопленные в бачке.

Пары топлива, выпущенные из бачка 22, например, во время операции продувки, могут направляться в тракт 92 наддува или вакуумный тракт 90 через магистраль 28 продувки. Поток паров вдоль магистрали 28 продувки может регулироваться клапаном 112 продувки бачка, присоединенным между бачком для паров топлива и впуском двигателя. Количество или скорость паров, выпускаемых клапаном продувки бачка, могут определяться дежурным циклом ассоциативно связанного соленоида клапана продувки бачка (не показанного). По существу, рабочий цикл соленоида клапана продувки бачка может определяться модулем управления силовой передачей (PCM) транспортного средства, таким как контроллер 12, реагирующим на условия эксплуатации двигателя, в том числе, например, условия числа оборотов-нагрузки двигателя, топливо-воздушное соотношение, загрузку бачка, и т.д.

Необязательный обратный клапан 116 бачка (не показан) может быть включен в магистраль 28 продувки для предохранения давления во впускном коллекторе от осуществления потока газов в направлении, противоположном потоку продувки. По существу, запорный клапан может быть необходим, если управление клапаном продувки бачка не точно синхронизируется, или сам клапан продувки бачка вынужден открываться высоким давлением во впускном коллекторе. Оценка абсолютного давления в коллекторе (MAP) может получаться с датчика MAP, присоединенного к впускному коллектору 160 и поддерживающего связь с контроллером 12. В качестве альтернативы, MAP может логически выводиться из переменных режимов работы двигателя, таких как массовый расход воздуха (MAF), который измеряется датчиком MAF, присоединенным к впускному коллектору.

Углеводороды продувки могут направляться во впускной коллектор 160 через тракт 92 наддува или вакуумный тракт 90 на основании условий эксплуатации двигателя. Более точно, во время условий, когда турбонагнетатель 120 эксплуатируется для выдачи подвергнутого наддуву заряда воздуха во впускной коллектор, повышенное давление во впускном коллекторе побуждает проточный клапан 94 в вакуумном тракте 90 закрываться наряду с открыванием проточного клапана 96 в тракте 92 наддува. Как результат, продувочный воздух направляется в воздушный впускной канал 140 ниже по потоку от воздушного фильтра 156 и выше по потоку от охладителя 154 наддувочного воздуха через тракт 92 наддува. В материалах настоящей заявки, продувочный воздух вводится выше по потоку от датчика 172 всасываемого воздуха. В некоторых вариантах осуществления, как изображено, диффузор 98 может быть расположен в тракте наддува, из условия чтобы продувочный воздух направлялся на впуск по прохождению через диффузор и канал 99. Это предоставляет потоку продувочного воздуха возможность преимущественно использоваться для формирования разрежения.

Во время условий, когда двигатель 10 эксплуатируется без наддува, повышенное разрежение во впускном коллекторе побуждает проточный клапан 94 в вакуумном тракте открываться наряду с закрыванием проточного клапана 94 в тракте наддува. Как результат, продувочный воздух направляется во впускной коллектор 160 ниже по потоку от дросселя 158 через вакуумный тракт 90. В материалах настоящей заявки, воздух вводится ниже по потоку от датчика 172 кислорода на впуске непосредственно во впускной коллектор 160, а потому, не оказывает влияния на выходной сигнал датчика 172 кислорода. В сравнение, во время условий, когда двигатель 10 эксплуатируется с наддувом, продувочный воздух вводится выше по потоку от датчика 172 кислорода на впуске, а потому, не оказывает влияние выходной сигнал датчика 172 кислорода.

Углеводороды PCV также могут направляться во впускной коллектор 160 через шланг 252 PCV стороны наддува или шланг 254 PCV стороны разрежения на основании условий эксплуатации двигателя. Более точно, прорывные газы из цилиндров 14 двигателя обтекают поршневые кольца и поступают в картер 255 двигателя. Во время условий, когда турбонагнетатель 120 эксплуатируется для выдачи подвергнутого наддуву заряда воздуха во впускной коллектор, повышенное давление во впускном коллекторе побуждает проточный клапан 256 в шланге 254 PCV стороны разрежения закрываться. Как результат, во время работы двигателя с наддувом, газы PCV текут в первом направлении (стрелка 262) и принимаются во впуске двигателя ниже по потоку от датчика кислорода на впуске. Более точно, воздух PCV направляется в воздушный впускной канал 140 ниже по потоку от воздушного фильтра 156 и выше по потоку от охладителя 154 наддувочного воздуха через шланг 152 PCV стороны наддува. Поток PCV может направляться во впускной канал по прохождению через маслоотделитель 260 стороны наддува. Маслоотделитель стороны наддува может быть встроен в крышку газораспределительного механизма или может быть внешним компонентом. Таким образом, во время условий с наддувом, газы PCV вводятся выше по потоку от датчика 172 кислорода на впуске, а потому, оказывают влияние на выходной сигнал датчика 172 кислорода.

В сравнение, во время условий, когда двигатель 10 эксплуатируется без наддува, повышенное разрежение во впускном коллекторе побуждает проточный клапан 256 в шланге 254 PCV стороны разрежения открываться. Как результат, во время работы двигателя без наддува, газы PCV текут во втором направлении (стрелка 264), отличном от первого направления, и принимаются во впуске двигателя ниже по потоку от датчика кислорода на впуске. В изображенном примере, второе направление потока PCV во время работы двигателя без наддува является противоположным первому направлению потока PCV во время работы двигателя с наддувом (сравните стрелки 262 и 264). Более точно, во время работы без наддува, воздух PCV направляется во впускной коллектор 160 непосредственно ниже по потоку от дросселя 158 через шланг 254 PCV стороны разрежения. В материалах настоящей заявки, воздух PCV вводится ниже по потоку от датчика 172 кислорода на впуске, а потому, не оказывает влияния на выходной сигнал датчика 172 кислорода.

Таким образом, система по фиг. 1-2 предусматривает систему двигателя, содержащую: двигатель, включающий в себя впускной коллектор, картер двигателя, присоединенный к впускному коллектору через клапан PCV, турбонагнетатель с компрессором в системе впуска, турбиной в системе выпуска и охладителем наддувочного воздуха, впускной дроссель, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха, бачок, выполненный с возможностью принимать пары топлива из топливного бака, присоединенного к впускному коллектору через клапан продувки, систему EGR, включающую в себя канал для рециркуляции отработавших остаточных газов из ниже по потоку от турбины в выше по потоку от компрессора через клапан EGR, датчик кислорода, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха и выше по потоку от впускного дросселя, и контроллер с машинно-читаемыми командами для: изучения поправочного коэффициента для датчика кислорода на впуске на основании потока PCV и условий наддува, и настройки положения клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске относительно поправочного коэффициента.

Как дополнительно описано ниже, изучение поправочного коэффициента включает в себя определение изменения кислорода на впуске на датчике кислорода на впуске между работой двигателя с наддувом и без наддува, в то время как активированы каждая EGR и продувки (то есть, когда закрыты как клапан EGR, так и клапан продувки). Контроллер может включать в себя дополнительные команды для оценки интенсивности потока EGR на основании изменения кислорода на впуске, обусловленного EGR, изменения кислорода на впуске, обусловленного EGR, определяемой посредством вычитания количества углеводородов PCV (например, изученного ранее поправочного коэффициента) из выходного сигнала датчика кислорода на впуске.

Как обсуждено ранее, датчик 172 кислорода всасываемого воздуха может использоваться для измерения величины EGR в заряде всасываемого воздуха в качестве функции величины изменения содержания кислорода, обусловленной добавлением EGR в качестве разбавителя. Таким образом, по мере того, как вводится большая величина EGR, датчик может выдавать показание или ток накачки, соответствующие более низкой концентрации кислорода. Во время оценки, номинальное опорное напряжение (например, на 450 мВ), или напряжение Nernst, прикладывается к датчику, и записывается выходной сигнал (например, ток накачки, выдаваемый датчиком при прикладывании более низкого опорного напряжения). На основании выходного сигнала датчика относительно нулевой точки датчика (то есть, выходного сигнала датчика в условиях отсутствия EGR), узнается изменение концентрации кислорода, и логически вводится разбавление впуска с помощью EGR.

Однако, если оценка EGR выполняется во время условий, когда продувка и/или вентиляция картера активированы (например, активирован поток PCV), выходной сигнал датчика искажается. Говоря иначе, поток PCV и/или продувки паров топлива может вызывать ошибку выходного сигнала датчика кислорода на впуске. По существу, углеводороды продувочного воздуха и/или принудительной вентиляции картера (например, поток PCV) могут засасываться во время условий эксплуатации двигателя с наддувом по тракту 92 наддува и шлангу 252 PCV стороны наддува, когда открыт клапан 112 продувки, и/или закрыт клапан 256 PCV. Выходной сигнал датчика может искажаться, главным образом, вследствие засасываемых углеводородов, реагирующих с окружающим кислородом на чувствительном элементе датчика на впуске. Это понижает (локальную) концентрацию кислорода, считываемую датчиком. Поскольку выходной сигнал датчика и изменение концентрации кислорода используется для логического вывода разбавления EGR заряда всасываемого воздуха, пониженная концентрация кислорода, считанная датчиком кислорода на впуске при наличии продувочного воздуха или PCV, может неправильно интерпретироваться в качестве дополнительного разбавителя. Это оказывает влияние на оценку EGR и последующее управление EGR. Более точно, EGR может завышаться.

Фиг. 3 изображает это изменение показания датчика на впуске. Более точно, регулировочная характеристика 300 изображает концентрацию кислорода, оцененную датчиком кислорода во впускном коллекторе, по оси y и содержание углеводородов (HC) PCV по оси x при заданном уровне EGR. По мере того, как количество HC PCV, засасываемых во впускной коллектор двигателя, возрастает, к примеру, когда PCV активирована во время условий с наддувом, углеводороды реагируют с кислородом на чувствительном элементе датчика кислорода на впуске. Кислород расходуется, и выделяются вода и двуокись углерода. Как результат, оцененная концентрация кислорода понижается, даже если величина потока EGR может оставаться постоянной. Это понижение концентрации кислорода, оцениваемой датчиком кислорода, может подразумеваться в качестве повышенного разбавления (или замещения кислорода на EGR). Таким образом, контроллер может делать вывод, что есть большая величина потока EGR, имеющегося в распоряжении, чем присутствует на самом деле. Если не подвергнут поправке на влияние углеводородов, контроллер может уменьшать поток EGR в ответ на неправильное указание более высокого разбавления EGR, ухудшая управление EGR. Например, во время условий потока продувки и PCV, дающих в результате завышенную оценку EGR, контроллер может уменьшать открывание клапана EGR в ответ на более высокую оценку EGR (на основании более низкого измерения кислорода на впуске с датчика кислорода на впуске). Однако, действующая EGR может быть более низкой, чем оцененный уровень. Таким образом, поток EGR может ошибочно уменьшаться вместо того, чтобы поддерживаться или повышаться. Это, в свою очередь, может приводить к повышенным выбросам двигателя и ухудшенным рабочим характеристикам двигателя.

В одном из примеров, коррекция измерения кислорода на впуске на основании потока PCV может повышать точность оценок потока EGR. Более точно, в некоторых условиях эксплуатации двигателя, контроллер двигателя (такой как контроллер 12, показанный на фиг. 1) может определять вклад потока PCV в концентрацию кислорода на впуске, измеренную на датчике кислорода на впуске (таком как датчик 172 кислорода на впуске, показанный на фиг. 1-2). Если влияние потока PCV на кислород на впуске в условиях наддува известно, контроллер может использовать это для внесения поправки в измеренный кислород на впуске, используемый для оценки потока EGR. По существу, оценка EGR может подвергаться поправке на основании потока PCV.

Влияние потока PCV на измерения кислорода на впуске может изучаться в качестве функции давления наддува. Как обсуждено выше, поток PCV может быть активирован (например, текущим) только во время условий с наддувом (например, в которых всасываемый воздух подвергается наддуву турбонагнетателем). Во время условий эксплуатации двигателя, когда EGR не активирована (например, клапан EGR закрыт, и/или EGR не течет), а продувка паров топлива не активирована (например, закрыт клапан продувки бачка для топлива), может определяться влияние PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске. Более точно, во время этих условий, кислород на впуске может измеряться датчиком кислорода на впуске, в то время как двигатель не подвергается наддуву. Затем, контроллер может включать наддув и снова измерять кислород на впуске на датчике кислорода на впуске. Изменение кислорода на впуске между условиями без наддува и с наддувом, в таком случае, может представлять вклад потока PCV в понижение кислорода на впуске от опорной точки (например, нулевой точки). Это изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком PCV, затем может сохраняться (например, сохраняться в памяти контроллера) в качестве функции давления наддува и использоваться для коррекции оценок потока EGR во время последующей работы двигателя, при которой потоки EGR и PCV активированы. Например, во время работы двигателя с течением EGR, контроллер может получать измерение кислорода на впуске с датчика кислорода на впуске. Разность между опорной точкой (например, нулевой точкой) и измерением датчика кислорода, в таком случае, представляет общее изменение кислорода на впуске, обусловленное разбавителями (EGR и PCV) системы. Точно определенное изменение кислорода на впуске, обусловленное PCV при текущем значении наддува, затем может вычитаться из общего изменения кислорода на впуске, чтобы определять действующее изменение кислорода на впуске, обусловленное EGR. Это значение затем может использоваться, чтобы оценивать поток EGR.

В дополнение к внесению поправки в оценки EGR, изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком PCV, может использоваться для точной оценки потока PCV. Более точно, изменение кислорода на впуске между условиями с наддувом и без наддува, измеренными на датчике кислорода на впуске, может быть преобразовано в эквивалентные углеводороды. Поскольку во время работы двигателя с наддувом, при деактивированных EGR и продувке, засасываемые углеводороды происходят из прорывных газов, эквивалентные углеводороды могут использоваться для оценки потока PCV. Контроллер может использовать оценки потока PCV для контроля и диагностирования системы PCV и настройки топливоснабжения у двигателя. Например, по мере того, как оцененный поток PCV возрастает, контроллер может уменьшать подачу топлива в двигатель. Таким образом, контроллер может настраивать впрыск на основании оценок потока PCV. Способы для определения изменения кислорода на впуске, являющегося результатом потока PCV, и оценивания потока EGR и PCV на основании изменения кислорода на впуске из-за потока PCV дополнительно обсуждены ниже со ссылкой на фиг. 4-5.

Таким образом, способ для двигателя содержит оценивание потока PCV на основании изменения кислорода на впуске между работой двигателя без наддува и с наддувом, когда рециркуляция отработавших газов деактивирована (например, EGR не течет, а клапан EGR в канале EGR низкого давления закрыт), и деактивирована продувка (например, клапан продувки, присоединенный между бачком топливной системы и впуском двигателя, закрыт), изменение кислорода на впуске измеряется датчиком кислорода во впускном коллекторе. Способ дополнительно включает в себя настройку топливоснабжения двигателя на основании оцененного потока PCV. В одном из примеров, способ может включать в себя уменьшение топливоснабжения двигателя по мере того, как возрастает оцененный поток PCV. Способ дополнительно может содержать изучение изменения кислорода на впуске в качестве функции давления наддува, например, в справочной таблице, хранимой в памяти контроллера двигателя (например, в KAM). Дополнительно, во время последующей работы двигателя с активированной рециркуляцией отработавших газов и закрытым клапаном продувки бачка для топлива, способ может включать в себя оценивание интенсивности потока рециркуляции отработавших газов на основании выходного сигнала датчика кислорода во впускном коллекторе, скорректированного на основании изученного изменения кислорода на впуске, и опорной точки датчика кислорода на впуске. Кроме того, способ может включать в себя настройку клапана рециркуляции отработавших газов на основании оцененной интенсивности потока рециркуляции отработавших газов относительно целевой интенсивности потока рециркуляции отработавших газов, целевая интенсивность потока рециркуляции отработавших газов основана на условиях числа оборотов-нагрузки двигателя.

Далее, с обращением к фиг. 4, показан способ 400 для определения изменения кислорода на впуске, являющегося результатом потока PCV. Подача топлива в двигатель затем может настраиваться на основании потока PCV, оцененного по изменению кислорода на впуске. В одном из примеров, кислород на впуске может измеряться датчиком кислорода на впуске, таким как датчик 172 кислорода на впуске, показанный на фиг. 1-2. Команды для выполнения способа 400 могут храниться в памяти контроллера двигателя, такого как контроллер 12, показанный на фиг. 1.

На 402, способ включает в себя оценку и/или измерение условий эксплуатации двигателя. Таковые, например, могут включать в себя число оборотов и нагрузку двигателя, требование крутящего момента, наддув, EGR, требуемое разбавление в двигателе, температуру двигателя, BP, MAP, и т.д. На 404, способ включает в себя определение, активирована ли EGR. В одном из примеров, EGR может активироваться на основании условий числа оборотов-нагрузки двигателя, где могут достигаться преимущества EGR. Например, EGR может быть активирована, когда число оборотов двигателя находится выше порогового числа оборотов (например, выше числа оборотов холостого хода), и когда нагрузка двигателя находится выше пороговой нагрузки (например, выше минимальной нагрузки). Контроллер может определять, что EGR активирована, если клапан EGR открыт, и EGR течет через канал EGR (например, такие как клапан 152 или 210 EGR и канал 150 или 208 EGR, показанные на фиг. 1). В качестве используемой в материалах настоящей заявки, EGR указывает ссылкой на EGR низкого давления, рециркулированную из выпускного коллектора ниже по потоку от турбины во впускной коллектор выше по потоку от компрессора. Если EGR активирована (например, EGR течет во впускной канал), способ продолжается на 406, чтобы измерять кислород на впуске и корректировать измерение кислорода на впуске на основании потока PCV, для того чтобы оценивать EGR. Более точно, измерение кислорода на впуске может корректироваться, чтобы учитывать и устранять вклад кислорода на впуске, обусловленный потоком PCV в качестве определенного во время предыдущей работы двигателя (как показано на 412-418 по фиг. 4). Таким образом, контроллер может получать более точную оценку потока EGR. Способ для коррекции кислорода на впуске и оценивания EGR на основании потока PCV представлен на фиг. 5, дополнительно поясненной ниже.

Если EGR деактивирована на 404, например, если EGR не течет, а клапан EGR закрыт, способ продолжается на 408, чтобы определять, активирована ли продувка бачка для топлива. Как представлено выше, бачок для паров топлива (такой как бачок 22 для паров топлива, показанный на фиг. 2) может продуваться, когда загрузка бачка находится выше, чем пороговое значение, двигатель работает, а клапан продувки открыт. По существу, если продувочный воздух принимается в заряде всасываемого воздуха, углеводороды (HC) продувки могут засасываться наряду с отработавшими остаточными газами в EGR. Эти углеводороды могут реагировать с кислородом на чувствительном элементе датчика кислорода на впуске, вырабатывая двуокись углерода и воду. Результирующее понижение концентрации кислорода ведет к неправильному представлению о разбавлении в двигателе. Более того, при наличии продувочного воздуха, контроллер может не быть способным проводить отличие влияния углеводородов продувки на датчик кислорода относительно влияния углеводородов PCV. Таким образом, если продувка активирована на 408, способ продолжается на 410, чтобы ожидать до тех пор, пока клапан продувки бачка для топлива не закрывается, тем самым, указывая, что продувка деактивирована. В качестве альтернативы, способ может закрывать клапан продувки на 410, чтобы предоставлять возможность происходить изучению PCV. Другими словами, оценка потока PCV на основании датчика кислорода на впуске выполняется, только если нет другого вклада восстановителей из EGR или продувочного воздуха.

Когда клапан продувки бачка для топлива закрыт, и продувка деактивирована, способ переходит на 412, чтобы определять, подвергается ли двигатель наддуву. В одном из примеров, определение, подвергается ли двигатель наддуву, может включать в себя определение, является ли MAP большим, чем давление на входе компрессора (CIP). Если двигатель не подвергается наддуву (например, также указывается ссылкой как состояние без наддува, где MAP является меньшим, чем CIP), способ продолжается на 414, где датчик кислорода на впуске измеряет кислород на впуске, в то время как двигатель не подвергается наддуву. Как обсуждено выше, выходной сигнал датчика кислорода может отражать концентрацию кислорода на впуске всасываемого воздуха. Способ затем переходит на 416, чтобы активировать или включать наддув (например, эксплуатировать двигатель в условиях с наддувом) и измерять концентрацию кислорода на впуске воздуха датчиком кислорода на впуске. В качестве альтернативы, способ на 416 может включать в себя ожидание до тех пор, пока двигатель не начинает работу с наддувом по требованию водителя (например, не начинает работу с наддувом в ответ на условия эксплуатации двигателя), а затем, измерение кислорода на впуске датчиком кислорода на впуске во время работы с наддувом. На 418, контроллер определяет изменение (например, разность) концентрации кислорода на впуске (или выходных сигналов датчика) между условиями с наддувом и без наддува. Разность выходного сигнала датчика кислорода на впуске между условиями с наддувом и без наддува является указывающей (первое) изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком PCV. В некоторых примерах, (первое) изменение кислорода на впуске также может подвергаться поправке на основании влажности (например, на основании показания влажности с датчика влажности). Это может включать в себя коррекцию выходных сигналов датчика и/или разности выходных сигналов датчика на основании оценки влажности окружающей среды, чтобы устранять влияние всей влажности окружающей среды (с тем чтобы нормализовать под сухие условия окружающей среды), или чтобы скорректировать на известную величину влажности окружающей среды (с тем чтобы нормализовать под предопределенную или калиброванную величину влажности окружающей среды).

На 420, контроллер может сохранять изменение кислорода на впуске, обусловленное PCV, в качестве функции наддува. В одном из примеров, контроллер может включать в себя справочную таблицу изменения кислорода на впуске из-за потока PCV в качестве функции давления наддува, хранимую в памяти (например, KAM) контроллера. Справочная таблица может обновляться изученным изменением кислорода на впуске, определенным на 418 при соответствующем давлении наддува. Изученное значение затем может использоваться в качестве поправочного коэффициента во время условий с наддувом, когда течет EGR, как дополнительно обсуждено ниже со ссылкой на фиг. 5. В некоторых примерах, таблица может непрерывно обновляться во время работы двигателя, когда EGR и продувка обе деактивированы (например, выключены). В еще одном примере, как только таблица заполнена данными изменения кислорода на впуске в диапазоне давлений наддува, контроллер может обновлять таблицу только спустя некоторую длительность работы двигателя. Например, контроллер может обновлять данные кислорода на впуске для PCV через предопределенное количество часов работы двигателя или определенное количество циклов вождения. В еще одном примере, контроллер может обновлять данные кислорода на впуске для PCV через некоторое количество запусков двигателя или повторенных условий холодного запуска. Например, контроллер может обновлять данные кислорода на впуске для PCV хотя бы один раз за десять запусков двигателя в холодную погоду (например, при температуре ниже порогового значения). Кроме того, если выявлен значительный поток PCV, тем самым, указывая повышенное разбавление топливом масла, данные кислорода на впуске для PCV могут обновляться чаще до тех пор, пока топливо не испаряется из масла (например, как указывается уменьшением оцененной интенсивности потока PCV). Таким образом, частота обновления данных кислорода на впуске для PCV может настраиваться на основании определенного потока PCV, температур двигателя, температур окружающей среды и/или дополнительных условий эксплуатации двигателя.

На 422, способ включает в себя преобразование изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком PCV, в эквивалентные углеводороды, для того чтобы оценивать поток PCV. Более точно, на основании изменения концентрации кислорода, обусловленного PCV, может определяться количество или концентрация углеводородов. Это затем может использоваться в качестве оценки потока PCV во впуск двигателя. В одном из примеров, оценка потока PCV может использоваться для контроля системы PCV и определения, подвергнута ли система ухудшению характеристик. Например, изменения показания датчика кислорода на впуске между условиями с наддувом и без наддува могут быть признаком, что система PCV осуществляет поток, как ожидается, а не забита и не имеет отсоединенного шланга. Если изменение показания кислорода на впуске между условиями с наддувом и без наддува является большим, чем пороговое значение, оно может указывать значительное количество углеводородов топлива, приходящих из PCV. Это может ложно инициировать контроль исправности топливной системы. Поэтому, эта информация может использоваться для деактивирования контроля исправности топливной системы. В еще одном примере, как показано на 424, контроллер может настраивать подачу топлива в двигатель на основании определенного потока PCV. Например, контроллер может настраивать массу и/или объем топлива, подаваемого в цилиндры двигателя. В одном из примеров, по мере того, как поток PCV усиливается, топливоснабжение у двигателя (например, масса и/или объем топлива, подаваемого через топливные форсунки) может уменьшаться. В одном из примеров, количество топлива, приходящего из потока PCV, оценивается посредством определения величины изменения кислорода на впуске, обусловленного PCV, и его преобразования в количество паров топлива. Изменение кислорода на впуске преобразуется в массу топлива при условии, что топливо в PCV является таким же, как тип топлива у топлива в форсунках (например, номинальное стехиометрическое топливо/воздушное соотношение у топлива в PCV предполагается таковым у топлива в форсунках). В кроме того других примерах, временные характеристики топливоснабжения также могут настраиваться.

Возвращаясь на 412, если двигатель подвергается наддуву вместо без наддува, способ переходит на 426. На 426, способ включает в себя определение, способен ли двигатель переключиться на работу без наддува (например, способен ли выключить наддув). Если двигатель не способен деактивировать наддув (например, вследствие требования крутящего момента), способ продолжается на 428, чтобы ожидать до тех пор, пока наддув не может быть деактивирован, для определения изменения кислорода на впуске, обусловленного PCV. В одном из примеров, двигатель может не быть способным работать без наддува, если требование крутящего момента переходит пороговое значение, тем самым, требуя, чтобы MAP было большим, чем барометрическое давление (BP). Наоборот, если двигатель способен выключать наддув на 426, способ продолжается на 430, чтобы измерять кислород на впуске посредством датчика кислорода на впуске, в то время как двигатель все еще подвергается наддуву. Затем, на 432, наддув выключается, и кислород на впуске вновь измеряется с помощью датчика кислорода на впуске, в то время как двигатель не подвергается наддуву. В качестве альтернативы, способ на 432 может включать в себя ожидание до тех пор, пока двигатель не переключается в состояние без наддува в ответ на требование крутящего момента или другие условия эксплуатации двигателя. Затем, после переключения в состояние без наддува, контроллер может измерять кислород на впуске с помощью датчика кислорода на впуске. Способ затем продолжается на 418, чтобы определять изменение кислорода на впуске между условиями с наддувом и без наддува, как описано выше. В альтернативных вариантах осуществления, способ может переходить с 426 для выключения наддува, а затем, измерения кислорода на впуске. Затем, способ может продолжаться на 416, чтобы вновь включать наддув и измерять кислород на впуске. Другими словами, когда двигатель не подвергается наддуву, процедура включает в себя сначала получение выходного сигнала во время работы без наддува, а затем, эксплуатацию двигателя с наддувом, даже если наддув не требуется, и получение выходного сигнала во время работы с наддувом. В сравнении, когда двигатель подвергается наддуву, процедура включает в себя сначала получение выходного сигнала во время работы с наддувом, а затем эксплуатацию двигателя без наддува, если требование крутящего момента находится ниже порогового значения, и получение выходного сигнала во время работы без наддува.

Способ затем может переходить на этапы 418-424, как описано выше, чтобы оценивать поток PCV, поправленный на влажность, и настраивать топливоснабжение двигателя на основании оцененного потока PCV. Как обсуждено выше, в одном из примеров, оценивание потока PCV (например, изучение поправочного коэффициента PCV для оценки EGR) с помощью способа 400 может происходить с первой частотой, первая частота основана на пороговом количестве запусков двигателя. Например, пороговое количество запусков двигателя может включать в себя запуски двигателя в диапазоне приблизительно от 10 до 100. Дополнительно, частота оценивания потока PCV и изучения поправочного коэффициента PCV может повышаться от первой частоты до более высокой, второй частоты в ответ на усиление оцененного потока PCV выше порогового значения. Оценивание потока PCV с второй частотой, в таком случае, может поддерживать до тех пор, пока оцененный поток PCV не уменьшается обратно ниже порогового значения, вторая частота возрастает с повышением величины оцененного потока PCV. Таким образом, частота оценивания потока PCV может быть основана на изменениях оцененной PCV и величине оцененного потока PCV.

Далее, с обращением к фиг. 5, показан способ для настройки работы EGR на основании изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком PCV. Как описано выше, когда течет EGR, оценка EGR, основанная на измеренном кислороде на впуске, может корректироваться (например, подвергаться поправке) на основании вклада PCV в полное изменение кислорода на впуске от опорной точки. Как результат, может определяться более точная оценка потока EGR, тем самым, давая в результате повышенное управление системой EGR и пониженные выбросы. Как описано выше, в одном из примеров, кислород на впуске может измеряться датчиком кислорода на впуске, таким как датчик 172 кислорода на впуске, показанный на фиг. 1-2. Команды для выполнения способа 500 могут храниться в памяти контроллера двигателя, такого как контроллер 12, показанный на фиг. 1.

Способ начинается на 502 оценкой и/или измерением условий эксплуатации двигателя. В одном из примеров, условия эксплуатации двигателя могут включать в себя число оборотов и нагрузку двигателя, требование крутящего момента, MAF, MAP, EGR, положение клапана EGR, клапана PCV и клапана продувки бачка для топлива, наддув, EGR, требуемое разбавление в двигателе, температуру двигателя, BP, и т.д. На 504, способ включает в себя определение, активирована ли EGR. Как обсуждено выше, EGR может активироваться, если клапан EGR по меньшей мере частично открыт с EGR, текущей через канал EGR низкого давления и во впуск двигателя. Если EGR не активирована (например, клапан EGR находится в закрытом положении, и EGR не течет), способ переходит на 506, чтобы определять влияние потока PCV на кислород на впуске, если продувка не активирована, как описано на фиг. 4. Например, если EGR не течет, и клапан продувки бачка для топлива закрыт, изменение кислорода на впуске между условиями с наддувом и без наддува может сравниваться, для того чтобы определять влияние PCV на измерения кислорода на впуске.

В качестве альтернативы, если EGR активирована на 504, способ переходит на 508, чтобы определять, активирована ли PCV. PCV может активироваться, когда двигатель работает с наддувом, а клапан PCV открыт. Как обсуждено выше, если PCV активирована, углеводороды (HC) PCV могут засасываться наряду с остаточными отработавшими газами EGR в заряд всасываемого воздуха. Эти углеводороды могут реагировать с кислородом на чувствительном элементе датчика кислорода на впуске, вырабатывая двуокись углерода и воду. Результирующее понижение концентрации кислорода ведет к неправильному представлению о разбавлении в двигателе и неточной оценке потока EGR.

Если PCV активирована, способ продолжается на 510, чтобы определять, активирована ли продувка бачка для топлива. Как обсуждено выше, если активирована продувка бачка для топлива, клапан продувки бачка для топлива (такой как клапан 112 продувки бачка, показанный на фиг. 2), может быть открытым. Если продувка деактивирована на 510, способ продолжается на 514. На 514, способ включает в себя измерение кислорода на впуске на датчике кислорода на впуске и определение скорректированного изменения кислорода на впуске на основании опорной точки и определенного ранее кислорода на впуске, обусловленного потоком PCV. Прежде всего, датчик кислорода на впуске может измерять кислород на впуске. Способ на 514 затем может включать в себя вычитание измерения кислорода на впуске (например, выходного сигнала с датчика кислорода на впуске) из опорной точки. Как обсуждено выше, опорная точка может быть предопределенной точкой, когда датчик был работающим без EGR (нулевой точкой). Таким образом, результирующее значение может быть общим изменением кислорода на впуске (на датчике кислорода на впуске), обусловленным разбавителями в потоке воздуха (например, заряде воздуха). В одном из примеров, разбавителями могут быть EGR и PCV (например, HC из потока PCV). Способ затем может включать в себя вычитание изменения кислорода на впуске, обусловленное потоком PCV, на соответствующем уровне наддува из общего изменения кислорода на впуске, обусловленного разбавителями (например, EGR и PCV) в потоке воздуха. Изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком PCV, может сохраняться в контроллере при соответствующем давлении наддува. Кислород на впуске, обусловленный потоком PCV, может определяться заранее, во время работы двигателя, когда EGR и продувка обе не были активированы, как обсуждено на фиг. 4. В некоторых примерах, сохраненное изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком PCV, может указываться ссылкой как поправочный коэффициент, поскольку общее изменение кислорода на впуске, измеренное на датчике кислорода на впуске, подвергается поправке этим значением, чтобы определять поток EGR.

Результирующее значение от вычитания изменения кислорода на впуске, являющегося результатом потока PCV, из общего изменения кислорода на впуске, обусловленного разбавителями, может быть изменением кислорода на впуске, обусловленным EGR. Точнее, результирующее значение может быть изменением кислорода на впуске, обусловленным исключительно EGR и не обусловленным PCV. В некоторых примерах, изменение кислорода на впуске, обусловленное EGR, может дополнительно корректироваться на основании влажности (например, влажности окружающей среды, измеренной датчиком влажности).

В качестве альтернативы, на 510, если продувка бачка для топлива активирована, способ переходит на 512, чтобы измерять кислород на впуске на датчике кислорода на впуске и определять скорректированное изменение кислорода на впуске на основании опорной точки, определенного ранее изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком PCV, и изменения кислорода на впуске, обусловленного продувкой паров топлива (например, поправочным коэффициентом продувки). Таким образом, способ на 512 может придерживаться способа на 514 наряду с дополнительным внесением поправки в измерение кислорода на впуске на основании поправочного коэффициента продувки. В альтернативных вариантах осуществления, если продувка активирована, датчик кислорода может эксплуатироваться на более высоком опорном напряжении во время оценки EGR, чтобы сводить к нулю влияние продувочного воздуха. Результирующее значение на 514 может быть изменением кислорода на впуске, обусловленным исключительно EGR и не обусловленным PCV и продувкой. Таким образом, измерение кислорода на впуске может подвергаться поправке на поток PCV как когда продувка активирована, так и когда продувка деактивирована. Однако, когда продувка активирована, определенный ранее поправочный коэффициент касательно продувки (например, изменение кислорода на впуске, обусловленное продувкой бачка для топлива) также может применяться к показанию датчика кислорода на впуске, чтобы определять изменение кислорода на впуске, обусловленное EGR.

На 516, способ включает в себя определение (например, оценку) EGR на основании скорректированного изменения измерения кислорода на впуске. Как описано выше, скорректированное изменение измерения кислорода на впуске может быть изменением кислорода на впуске, обусловленным EGR. Дальнейшее определение EGR может включать в себя оценивание интенсивности потока EGR на основании изменения кислорода на впуске, обусловленного EGR. Затем, на 518, способ может включать в себя настройку клапана EGR на основании определенной EGR. Например, если оцененная интенсивность потока EGR является большей, чем требуемая интенсивность потока EGR (основанная на условиях эксплуатации двигателя), контроллер может уменьшать открывание клапана EGR, чтобы ослаблять поток EGR до требуемой интенсивности потока. В еще одном примере, если оцененный поток EGR является меньшим, чем требуемая интенсивность потока EGR, контроллер может увеличивать открывание клапана EGR, чтобы повышать интенсивность потока EGR до требуемой интенсивности потока. В некоторых примерах, дополнительные рабочие параметры двигателя могут настраиваться на основании определенного потока EGR. Например, установка момента зажигания, угол дросселя и/или впрыск топлива могут настраиваться на основании определенного потока EGR.

Возвращаясь на 508, если PCV не активирована, способ переходит на 520, чтобы измерять концентрацию кислорода на впуске датчиком кислорода на впуске и определять изменение кислорода на впуске от опорной точки. Как описано выше, способ на 520 может включать в себя измерение кислорода на впуске от опорной точки. Результирующее значение может быть общим изменением кислорода на впуске (на датчике кислорода на впуске), обусловленным разбавителями в потоке воздуха (например, заряде воздуха). В этом случае, поскольку PCV не активирована, главным или единственным разбавителем в потоке воздуха может быть EGR. Как результат, поток EGR может оцениваться по общему изменению кислорода на впуске на 516, как обсуждено выше.

В качестве одного из вариантов осуществления, способ для двигателя содержит в то время как рециркуляция отработавших газов (EGR) деактивирована, и продувка деактивирована, оценивание потока PCV на основании каждого из первого выходного сигнала датчика кислорода во впускном коллекторе с включенным наддувом и второго выходного сигнала датчика с выключенным наддувом, а во время последующей работы с течением EGR, настройку клапана EGR на основании третьего выходного сигнала датчика и оцененного потока PCV. В качестве еще одного варианта осуществления, способ для двигателя содержит во время работы с течением EGR, настройку клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске и потока PCV, поток PCV идентифицирован во время предыдущей работы двигателя с EGR и деактивированной продувкой, на основании выходных сигналов датчика кислорода на впуске с наддувом и без наддува.

Оценивание потока PCV включает в себя взятие разности между первым выходным сигналом и вторым выходным сигналом для определения первого изменения кислорода на впуске, являющегося результатом потока PCV. Способ дополнительно включает в себя коррекцию изменения кислорода на впуске, являющегося результатом потока PCV, на основании влажности. Дополнительно, способ включает в себя, во время работы с течением EGR, коррекцию третьего выходного значения относительно опорной точки, чтобы определять второе, общее изменение кислорода на впуске, обусловленное разбавителями в заряде всасываемого воздуха. В одном из примеров, настройка клапана EGR на основании третьего выходного значения включает в себя, когда PCV не активирована, настройку клапана EGR на основании второго, общего изменения кислорода на впуске, обусловленного разбавителями в заряде всасываемого воздуха. В еще одном примере, настройка клапана EGR на основании третьего выходного сигнала включает в себя, когда PCV активирована, настройку клапана EGR на основании третьего изменения кислорода на впуске, являющегося результатом EGR, третье изменение кислорода на впуске, являющееся результатом EGR, определяется по разности между вторым, полным изменением кислорода на впуске, обусловленным разбавителями в заряде всасываемого воздуха, и первым изменением кислорода на впуске, являющимся результатом потока PCV.

Способ дополнительно включает в себя, когда двигатель не подвергается наддуву, сначала получение второго выходного сигнала во время работы без наддува, а затем, получение первого выходного сигнала во время последующей работы с наддувом, и когда двигатель подвергается наддуву, сначала получение первого выходного сигнала во время работы с наддувом, а затем, получение второго выходного сигнала во время последующей работы без наддува. Таким образом, второй выходной сигнал и первый выходной сигнал получаются во время работы без наддува и с наддувом соответственно, переключение между работой без наддува и с наддувом происходит в ответ на условия эксплуатации двигателя, такие как требование крутящего момента.

В альтернативном варианте осуществления, способ может включать в себя, когда двигатель не подвергается наддуву, сначала получение второго выходного сигнала во время работы без наддува, а затем, эксплуатацию двигателя с наддувом, даже если наддув не требуется, и получение первого выходного сигнала во время работы с наддувом. Наоборот, когда двигатель подвергается наддуву, способ включает в себя сначала получение первого выходного сигнала во время работы с наддувом, а затем эксплуатацию двигателя без наддува, если требование крутящего момента находится ниже порогового значения, и получение второго выходного сигнала во время работы без наддува.

Оцененный поток PCV сохраняется в качестве поправочного коэффициента, изученного в качестве функции давления наддува, в памяти контроллера двигателя. Контроллер может непрерывно обновлять поправочный коэффициент, когда деактивирована каждая из EGR и продувки. Дополнительно, способ включает в себя, если продувка активирована, ожидание до тех пор, пока не закрывается клапан продувки бачка для топлива, а продувка не деактивирована, для оценки потока PCV. Кроме того, способ включает в себя настройку впрыска топлива в двигатель на основании оцененного потока PCV, количество впрыскиваемого топлива уменьшается с усилением оцененного потока PCV.

Фиг. 6 показывает графический пример настроек у клапана EGR и топливоснабжения двигателя на основании изменений кислорода на впуске, являющихся результатом потока PCV. Более точно, график 600 показывает изменения действующего потока EGR на графике 602 изменения потока EGR без поправки на графике 603, изменения требуемого (например, целевого) потока EGR на графике 604, изменения положения клапана продувки бачка для топлива на графике 606, изменения потока PCV на графике 608, изменения наддува на графике 610, изменения кислорода на впуске на графике 612, изменения топливоснабжения двигателя на графике 614 и изменения положения клапана EGR на графике 616. Изменения кислорода на впуске, показанные на графике 612, могут измеряться датчиком кислорода на впуске, расположенным в системе впуска двигателя. Как обсуждено выше, в одном из примеров, датчик кислорода на впуске расположен во впускном коллекторе, ниже по потоку от того, где поток EGR и поток PCV поступают в систему впуска (например, датчик кислорода во впускном коллекторе), и выше по потоку от впускного дросселя.

До момента t1 времени, клапан EGR закрывается (график 616), и EGR не течет (EGR выключена) во впускной канал двигателя (график 602). Дополнительно, клапан продувки закрыт (график 606) и двигатель не подвергается наддуву (например, наддув выключен) (график 610). В данном примере, клапан PCV в системе PCV может быть закрыт, и PCV может не течь выше по потоку от датчика на впуске (график 608). В некоторых примерах, клапан PCV может быть открыт, но, во время условий без наддува, поток PCV может приниматься непосредственно во впускной коллектор двигателя ниже по потоку от датчика кислорода на впуске, а потому, поток PCV может не оказывать влияния на выходной сигнал датчика кислорода на впуске. Поскольку PCV и EGR не текут, может быть меньшее количество разбавителей в заряде всасываемого воздуха (например, потоке всасываемого воздуха во впускной коллектор). Таким образом, кислород на впуске может находиться на первом, более высоком уровне. Поскольку EGR не течет, и клапан продувки закрыт, контроллер (например, контроллер двигателя) может узнавать поправочный коэффициент для датчика кислорода на впуске. В момент t1 времени, контроллер может начинать эксплуатацию двигателя с наддувом и повышать давление наддува (график 610). Работа с наддувом может происходить в ответ на требование крутящего момента. По мере того как наддув возрастает, поток PCV усиливается (график 608). Как только двигатель подвергается наддуву в момент t2 времени, кислород на впуске может измеряться во время работы с наддувом, когда PCV принимается выше по потоку от датчика кислорода на впуске, и когда выходной сигнал датчика находится под влиянием потока PCV. В одном из примеров, двигателю может требоваться некоторая длительность, чтобы дойти до установившихся условий с наддувом, в которых поток PCV течет с по существу устойчивой интенсивностью. Как показано на графике 600, эта длительность может находиться между моментом t1 времени и моментом t2 времени. В некоторых примерах, при изучении поправочного коэффициента на поток PCV, контроллер может пережидать длительность после включения наддува для получения измерения кислорода на впуске с наддувом.

Вследствие течения PCV, кислород на впуске уменьшается между моментом t1 времени и моментом t2 времени до второго, более низкого уровня. Уменьшение или изменение кислорода на впуске между моментом t1 времени и моментом t2 времени показано под 618. Изменение кислорода на впуске между моментом t1 времени и моментом t2 времени (показанное под 618) является изменением кислорода на впуске, являющимся результатом потока PCV, на уровне наддува. Контроллер может сохранять это изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком PCV, и соответствующий уровень наддува в памяти контроллера. В одном из примеров, изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком PCV, может указываться ссылкой как поправочный коэффициент, и поправочный коэффициент может храниться в памяти контроллера в справочной таблице для последующего внесения поправки в измерения кислорода на впуске для оценки потока EGR.

В дополнение к определению поправочного коэффициента, изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком PCV, может использоваться для оценки потока PCV. Оценивание потока PCV может включать в себя оценивание величины потока PCV или интенсивности потока PCV. Например, изменение кислорода на впуске, показанное под 618, может преобразовываться в эквивалентные углеводороды. Эквивалентные углеводороды затем могут использоваться для определения потока PCV. В момент t2 времени, контроллер может уменьшать топливоснабжение у двигателя (например, уменьшать количество топлива, подаваемого в цилиндры) на основании оцененного потока PCV (график 614).

Через некоторый период работы двигателя, в момент t3 времени, EGR может быть текущей (график 602). Например, клапан EGR может открываться (график 616), чтобы предоставлять возможность прохождения отработавших газов из выпускного канала и во впускной канал двигателя. Дополнительно, в момент t3 времени, клапан продувки может быть закрыт (график 606), двигатель может подвергаться наддуву (график 610), и PCV может быть втекающей во впускной канал (график 608). В ответ на течение EGR, в то время как клапан продувки закрыт, контроллер двигателя может вносить поправку в выходной сигнал датчика кислорода на впуске (например, измерение кислорода на впуске, показанное на графике 612), на основании сохраненного ранее поправочного коэффициента потока PCV. Более точно, как показано в момент t3 времени, кислород на впуске, выдаваемый датчиком кислорода на впуске, находится на третьем, более низком уровне (например, более низком, чем первый уровень, показанный в момент t1 времени, и второй уровень, показанный в момент t2 времени).

В некоторых примерах, первый уровень может быть уровнем опорной точки датчика кислорода на впуске. В других примерах, другой, более высокий кислород на впуске может быть уровнем опорной точки датчика кислорода на впуске. Таким образом, общее изменение кислорода на впуске относительно опорной точки может быть показано под 620. Общее изменение кислорода на впуске (показанное под 620) может быть обусловлено обеими, PCV и EGR. Вклад потока PCV в общее изменение кислорода на впуске (например, изменение кислорода на впуске, являющееся результатом потока PCV) является величиной, показанной под 618. Оставшаяся величина может быть вкладом потока EGR в общее изменение кислорода на впуске (например, изменение кислорода на впуске, являющееся результатом потока EGR), как показано под 622. Иначе говоря, изменение кислорода на впуске, обусловленное PCV (показанное под 618), плюс изменение кислорода на впуске, обусловленное EGR (показанное под 622), приблизительно равняется общему изменению кислорода на впуске (показанному под 620). Таким образом, изменение кислорода на впуске, являющееся результатом потока EGR может быть скорректированным изменением кислорода на впуске на основании поправочного коэффициента PCV (например, изменения кислорода на впуске, являющегося результатом потока PCV). Например, если поправочный коэффициент вследствие потока PCV не использовался, контроллер может определять общее изменение кислорода на впуске (показанное под 620) происходящим от EGR. Как результат, интенсивность потока EGR может оцениваться на основании этого значения в качестве показанного не подвергнутой поправке оценкой потока EGR (графиком 603). Таким образом, не подвергнутая поправке интенсивность потока EGR (график 603) может быть завышенной от действующей интенсивности потока EGR (график 602). В ответ, контроллер может уменьшать интенсивность потока EGR на большую величину, чем требуется на самом деле.

Как показано в момент t4 времени, контроллер может уменьшать открывание клапана EGR (график 616), поскольку оцененный поток EGR (по изменению кислорода на впуске, скорректированному на поток PCV) является слегка более интенсивным, чем требуемая (например, целевая) интенсивность потока EGR (график 604). В одном из примеров, целевая интенсивность потока EGR может быть основана на условиях числа оборотов-нагрузки двигателя. Это уменьшение открывания клапана EGR может быть меньшим, чем уменьшение открывания клапана EGR, если выходной сигнал датчика кислорода на впуске не корректировался поправочным коэффициентом PCV.

Как показано между моментом t1 времени и моментом t3 времени на фиг. 6, способ для двигателя может включать в себя изучение поправочного коэффициента для датчика кислорода на впуске на основании потока PCV и условий наддува. Дополнительно, как показано в момент t4 времени, способ дополнительно может включать в себя настройку положения клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске относительно поправочного коэффициента.

Как показано в момент t2 времени, во время условий с наддувом, где EGR и продувка деактивированы, способ включает в себя осуществление потока прорывных газов из картера двигателя во впускной коллектор и изучение первого выходного сигнала датчика кислорода во впускном коллекторе. Первый выходной сигнал датчика кислорода во впускном коллекторе может быть вторым уровнем кислорода на впуске, показанным в момент t2 времени. Как показано в момент t1 времени, во время условий без наддува, где EGR и продувка деактивированы, способ включает в себя не осуществление потока прорывных газов из картера двигателя во впускной коллектор и изучение второго, иного выходного сигнала датчика кислорода во впускном коллекторе. Второй выходной сигнал может быть первым уровнем кислорода на впуске, показанным в момент t1 времени. Затем, контроллер может изучать величину потока PCV во впускной коллектор на основании разности между первым и вторым выходными сигналами. Во время последующих условий с наддувом, где EGR активирована, а продувка деактивирована, как показано в момент t3 времени, способ включает в себя изучение третьего выходного сигнала датчика кислорода во впускном коллекторе. Третий выходной сигнал может быть третьим уровнем кислорода на впуске, показанным в момент t3 времени. Контроллер, в таком случае, может вносить поправку в третий выходной сигнал на основании изученной величины потока PCV, оценивать поток EGR на основании поправленного третьего выходного сигнала и настраивать открывание клапана EGR на основании оцененного потока EGR (относительно целевого потока EGR, как показано в момент t4 времени).

Таким образом, выходной сигнал датчика кислорода на впуске может подвергаться поправке на поток PCV. Как описано выше, датчик кислорода на впуске может быть датчиком кислорода во впускном коллекторе, расположенным во впускном коллекторе двигателя. Если вклад в изменение кислорода на впуске, обусловленный потоком PCV, удален из выходного сигнала датчика кислорода на впуске, оставшееся значение может быть по существу равным изменению кислорода на впуске, обусловленному потоком EGR. Это значение затем может использоваться, чтобы точнее оценивать поток EGR. Таким образом, технический результат достигается посредством настройки работы EGR на основании оцененного потока EGR, оцененный поток EGR основан на изменении кислорода на впуске, являющемся результатом потока PCV. Как результат, управление системой EGR может усиливаться, и выбросы двигателя могут поддерживаться на требуемых уровнях. Дополнительно, топливоснабжение двигателя может настраиваться на основании потока PCV, оцененного датчиком кислорода на впуске, улучшая экономию топлива и рабочие характеристики двигателя.

Отметим, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящей заявки, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящей заявки, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящей заявки, 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 настоящей заявки, 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 машинно-читаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.

Будет принято во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящей заявки, 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-3, 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 настоящей заявки.

Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Должно быть понятно, 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 изобретения настоящего раскрытия.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ работы осуществляется в двигателе (10) внутреннего сгорания с турбонаддувом, включающим в себя по меньшей мере один турбонагнетатель, впускной коллектор, датчик кислорода всасываемых газов, клапан EGR, расположенный в канале EGR (рециркуляция отработавших газов), и бачок топливной системы. Способ заключается в том, что располагают датчик кислорода всасываемых газов ниже по потоку от по меньшей мере одного турбонагнетателя и выше по потоку от впускного коллектора на пути потока двигателя. Измеряют содержание кислорода на пути потока посредством датчика кислорода всасываемых газов. Оценивают выходной поток PCV (принудительная вентиляция картера). Эксплуатируют двигатель с наддувом и без наддува. Определяют выходной поток PCV с течением EGR в канале EGR и продувкой бачка топливной системы, деактивированной на основе по меньшей мере одного выходного сигнала датчика кислорода всасываемых газов во время работы двигателя. Направляют выходной поток PCV в положение на пути потока двигателя, которое находится ниже по потоку от датчика кислорода всасываемых газов, который затем протекает во впускной коллектор двигателя во время работы двигателя с наддувом. Направляют выходной поток PCV в положение на пути потока двигателя, которое находится ниже по потоку от датчика кислорода всасываемых газов, который затем протекает во впускной коллектор двигателя во время работы двигателя без наддува. Настраивают клапан EGR на основе измеренного содержания кислорода с помощью датчика кислорода всасываемых газов, оцененного выходного потока PCV и отработавшего газа, протекающего через канал EGR. Раскрыты вариант способа работы двигателя и система двигателя. Технический результат заключается в повышении точности оценок интенсивности потока EGR, в улучшении управления системой EGR и в поддерживании выбросов двигателя на целевых уровнях. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, включающего в себя по меньшей мере один турбонагнетатель, впускной коллектор, датчик кислорода всасываемых газов, клапан EGR, расположенный в канале EGR (рециркуляция отработавших газов), и бачок топливной системы, причем способ содержит этапы, на которых:

располагают датчик кислорода всасываемых газов ниже по потоку от по меньшей мере одного турбонагнетателя и выше по потоку от впускного коллектора на пути потока двигателя;

измеряют содержание кислорода на пути потока посредством датчика кислорода всасываемых газов;

оценивают выходной поток PCV (принудительная вентиляция картера);

эксплуатируют двигатель с наддувом и без наддува;

определяют выходной поток PCV с течением EGR в канале EGR и продувкой бачка топливной системы, деактивированной на основе по меньшей мере одного выходного сигнала датчика кислорода всасываемых газов во время работы двигателя;

направляют выходной поток PCV в положение на пути потока двигателя, которое находится ниже по потоку от датчика кислорода всасываемых газов, который затем протекает во впускной коллектор двигателя во время работы двигателя с наддувом;

направляют выходной поток PCV в положение на пути потока двигателя, которое находится ниже по потоку от датчика кислорода всасываемых газов, который затем протекает во впускной коллектор двигателя во время работы двигателя без наддува; и

настраивают клапан EGR на основе измеренного содержания кислорода с помощью датчика кислорода всасываемых газов, оцененного выходного потока PCV и отработавшего газа, протекающего через канал EGR.

2. Способ по п. 1, в котором деактивирование продувки включает в себя закрывание клапана продувки двигателя, присоединенного между бачком топливной системы двигателя и впускным коллектором двигателя, и при этом деактивирование EGR включает в себя закрывание клапана EGR двигателя в канале EGR двигателя.

3. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что изучают выходной поток PCV в качестве поправочного коэффициента, поправочный коэффициент сохраняется в качестве функции давления наддува в справочной таблице памяти контроллера двигателя.

4. Способ по п. 1, дополнительно состоящий в том, что если продувка активирована, ожидают до тех пор, пока не закрывается клапан продувки бачка для топлива, а продувка не деактивирована, для оценки выходного потока PCV.

5. Способ работы двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, включающего в себя по меньшей мере один турбонагнетатель, впускной коллектор, датчик кислорода всасываемых газов, клапан EGR, расположенный в канале EGR (рециркуляция отработавших газов), и бачок топливной системы, причем способ содержит этапы, на которых:

располагают датчик кислорода всасываемых газов ниже по потоку от по меньшей мере одного турбонагнетателя и выше по потоку от впускного коллектора на пути потока двигателя;

измеряют содержание кислорода на пути потока посредством датчика кислорода всасываемых газов;

оценивают выходной поток PCV (принудительной вентиляции картера);

эксплуатируют двигатель с наддувом и без наддува;

определяют выходной поток PCV с течением EGR в канале EGR и продувкой бачка топливной системы, деактивированной на основе по меньшей мере одного выходного сигнала датчика кислорода всасываемых газов во время работы двигателя;

направляют выходной поток PCV в положение на пути потока двигателя, который находится ниже по потоку от датчика кислорода всасываемых газов, который затем протекает во впускной коллектор двигателя во время работы двигателя с наддувом;

направляют выходной поток PCV в положение на пути потока двигателя, который находится ниже по потоку от датчика кислорода всасываемых газов, который затем протекает во впускной коллектор двигателя во время работы двигателя без наддува;

настраивают клапан EGR на основе измеренного содержания кислорода с помощью датчика кислорода всасываемых газов, оцененного выходного потока PCV и отработавшего газа, протекающего через канал EGR; и

настраивают топливоснабжение двигателя на основе оцененного выходного потока PCV, причем топливоснабжение двигателя уменьшается по мере того, как оцененный поток PCV возрастает.

6. Способ по п. 5, дополнительно состоящий в том, что оценивают выходной поток PCV с первой частотой, первая частота основана на пороговом количестве запусков двигателя, и дополнительно состоящий в том, что повышают первую частоту до более высокой второй частоты в ответ на усиление оцениваемого выходного потока PCV сверх порогового значения и поддерживают оценку потока PCV со второй частотой до тех пор, пока оцениваемый выходной поток PCV не уменьшается ниже порогового значения, вторая частота повышается с возрастанием величины оцениваемого выходного потока PCV.

7. Способ по п. 5, дополнительно состоящий в том, что изучают изменение кислорода на впуске в качестве функции давления наддува во время работы двигателя с наддувом.

8. Способ по п. 7, дополнительно состоящий в том, что во время последующей работы двигателя с активированной EGR и деактивированной продувкой оценивают интенсивность потока EGR на основании выходного сигнала по меньшей мере одного выходного сигнала датчика кислорода всасываемых газов, поправочного коэффициента, основанного на изученном изменении кислорода на впуске, и опорной точки датчика кислорода всасываемых газов.

9. Способ по п. 8, дополнительно состоящий в том, что настраивают клапан EGR на основании оцененной интенсивности потока рециркуляции отработавших газов относительно целевой интенсивности потока рециркуляции отработавших газов, целевая интенсивность потока рециркуляции отработавших газов основана на условиях числа оборотов - нагрузки двигателя.

10. Система двигателя, содержащая:

двигатель, включающий в себя впускной коллектор;

картер двигателя, присоединенный к впускному коллектору через клапан PCV;

турбонагнетатель с компрессором в системе впуска, турбиной в системе выпуска и охладителем наддувочного воздуха;

впускной дроссель, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха;

бачок, выполненный с возможностью принимать пары топлива из топливного бака, присоединенного к впускному коллектору через клапан продувки;

систему EGR (рециркуляция отработавших газов), включающую в себя канал для рециркуляции отработавших остаточных газов из ниже по потоку от турбины в выше по потоку от компрессора через клапан EGR;

датчик кислорода, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха и выше по потоку от впускного дросселя; и

контроллер с машиночитаемыми командами для:

изучения поправочного коэффициента для датчика кислорода всасываемых газов на основании условий потока PCV и наддува двигателя; и

настройки положения клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода всасываемых газов относительно поправочного коэффициента.

11. Система по п. 10, в которой изучение поправочного коэффициента заключается в том, что определяют изменение кислорода на впуске на датчике кислорода всасываемых газов между работой двигателя с наддувом и без наддува, когда клапан EGR и клапан продувки оба закрыты.

12. Система по п. 11, в которой машиночитаемые команды дополнительно включают в себя команды для оценивания интенсивности потока EGR на основании изменения кислорода на впуске двигателя, обусловленного EGR, изменения кислорода на впуске, обусловленного EGR, определяемой по вычитанию поправочного коэффициента из выходного сигнала датчика кислорода всасываемых газов.