ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее описание в целом относится к датчику газовой составляющей, включенному в систему впуска двигателя внутреннего сгорания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Системы двигателя могут использовать рециркуляцию отработавших газов из системы выпуска двигателя в систему впуска двигателя (впускной канал) для снижения регулируемых выбросов и улучшения экономии топлива, данный процесс называется рециркуляцией отработавших газов (EGR). 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 автором Matsubara и другими в патенте 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.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из аспектов настоящего изобретения раскрывается способ для двигателя, содержащий этап, на котором: деактивируют поток EGR в ответ на то, что влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске возрастает выше порогового значения, когда поток продувки деактивирован, причем влияние углеводородов потока PCV основано на разности между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV, когда течет EGR.
В одном из вариантов осуществления влияние углеводородов потока PCV основано на разности между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым прорывом газов, когда EGR не течет.
В одном из вариантов осуществления ожидаемый прорыв газов основан на предварительно определенном количестве прорывных газов для текущих давления в коллекторе и числа оборотов двигателя.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этапы, на которых, когда поток EGR не деактивирован вследствие того, что влияние углеводородов потока PCV находится ниже порогового значения, деактивируют продувку и определяют влияние углеводородов потока PCV, в то время как продувка деактивирована, с первой частотой, причем первая частота основана на температуре моторного масла.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этапы, на которых, после деактивации потока EGR в ответ на влияние углеводородов потока PCV, деактивируют продувку и определяют последующее влияние углеводородов потока PCV, в то время как продувка деактивирована, со второй частотой, причем вторая частота отличается от первой частоты.
В одном из вариантов осуществления вторая частота является установленной основанной на времени частотой, и при этом первая частота основана на установленном изменении температуры моторного масла, причем вторая частота является более высокой, чем первая частота, так чтобы продувка деактивировалась чаще со второй частотой.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором повторно активируют поток EGR в ответ на то, что влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске убывает ниже порогового значения.
В одном из вариантов осуществления деактивация потока EGR в ответ на то, что влияние углеводородов PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске возрастает выше порогового значения, включает в себя этап, на котором деактивируют EGR в ответ на диагностический флаг, указывающий ухудшение оцененной концентрации топлива в моторном масле, причем диагностический флаг устанавливается в ответ на то, что ожидаемый выходной сигнал датчика кислорода на впуске отличается от фактического выходного сигнала датчика кислорода на впуске на пороговую величину, причем ожидаемый выходной сигнал датчика кислорода на впуске основан на оцененной скорости испарения топлива из моторного масла.
В одном из вариантов осуществления оцененная скорость испарения топлива основана на выходном сигнале датчика кислорода на впуске, оцененной концентрации топлива в моторном масле, составе топлива и температуре моторного масла.
В одном из вариантов осуществления деактивация потока EGR включает в себя деактивацию EGR во время работы двигателя с наддувом.
В одном из вариантов осуществления деактивация потока EGR включает в себя этап, на котором закрывают клапан EGR, расположенный в канале EGR низкого давления, причем канал EGR низкого давления расположен между выпускным каналом ниже по потоку от турбины и впускным каналом выше по потоку от компрессора.
В одном из вариантов осуществления датчик кислорода на впуске расположен ниже по потоку от входа канала EGR низкого давления во впускной канал, и при этом датчик DPOV расположен в канале EGR низкого давления.
В другом аспекте настоящего изобретения раскрывается способ для двигателя, содержащий этапы, на которых: во время первого состояния, когда EGR течет, и продувка деактивирована, деактивируют EGR, когда разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV является большей, чем первое пороговое значение; и во время второго состояния, когда EGR не течет, и продувка деактивирована, деактивируют поток EGR, когда разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым потоком прорыва газов является большей, чем второе пороговое значение.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этап, на котором повторно активируют поток EGR после деактивации EGR, когда разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым потоком прорыва газов не является большей, чем второе пороговое значение, когда деактивирована продувка.
В одном из вариантов осуществления ожидаемый прорыв газов хранится в памяти контроллера в справочной таблице в качестве функции текущих числа оборотов двигателя и давления в коллекторе, и при этом способ дополнительно содержит этап, на котором деактивируют EGR для определения разности между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым прорывом газов, если EGR течет, и двигатель не включает в себя датчик DPOV, или датчик DPOV подвергнут ухудшению характеристик, и дополнительно содержит этап, на котором поддерживают поток EGR деактивированным, когда разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым прорывом газов является большей, чем второе пороговое значение.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этапы, на которых, когда температура моторного масла не находится в установившемся состоянии, деактивируют продувку и определяют разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV или разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым потоком прорыва газов с первой частотой, и дополнительно содержит этапы, на которых, когда температура моторного масла находится в установившемся состоянии, деактивируют продувку и определяют разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV или разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым потоком прорыва газов только один раз.
В одном из вариантов осуществления способ дополнительно содержит этапы, на которых, после того, как деактивируют EGR, деактивируют продувку и определяют разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым потоком прорыва газов со второй частотой, причем вторая частота является более высокой, чем первая частота.
В одном из вариантов осуществления датчик DPOV расположен в канале EGR низкого давления, и при этом датчик кислорода на впуске расположен во впускном канале ниже по потоку от входа канала PCV во время условий с наддувом и ниже по потоку от входа канала EGR низкого давления.
В другом аспекте настоящего изобретения раскрывается система для двигателя, содержащая: впускной коллектор; картер двигателя, присоединенный к впускному коллектору через клапан PCV; турбонагнетатель со впускным компрессором, выпускной турбиной 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, причем бачок присоединен к впускному коллектору через клапан продувки; канал рециркуляции отработавших газов (EGR) низкого давления, присоединенный между выпускным каналом ниже по потоку от выпускной турбины и впускным каналом выше по потоку от впускного компрессора, причем канал EGR низкого давления включает в себя клапан EGR низкого давления и датчик DPOV низкого давления для измерения потока EGR низкого давления; датчик кислорода на впуске, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха и выше по потоку от впускного дросселя; и контроллер с машиночитаемыми командами для деактивации потока EGR в ответ на то, что разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV возрастает выше первого порогового значения, когда EGR течет, а поток продувки деактивирован.
В одном из вариантов осуществления машиночитаемые команды дополнительно включают в себя команды для поддержания потока EGR деактивированным в ответ на то, что разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым прорывом газов возрастает выше второго порогового значения, когда EGR не течет и поток продувки деактивирован, и при этом команды включают в себя команды для поддержания потока EGR деактивированным до тех пор, пока разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым прорывом газов не уменьшается обратно ниже второго порогового значения.
В одном из примеров, проблемы, описанные выше, могут быть разрешены с помощью способа для двигателя, содержащего: деактивацию потока EGR в ответ на то, что влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске возрастает выше порогового значения, когда поток продувки деактивирован, влияние углеводородов потока PCV основано на разности между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV, когда течет EGR. Таким образом, настройки EGR на основании выходных сигналов датчика кислорода на впуске, подвергнутых влиянию углеводородов потока PCV, могут уменьшаться. Как результат, точность управления EGR может повышаться, и выбросы двигателя могут поддерживаться на целевых уровнях.
Например, во время работы двигателя с наддувом, когда EGR течет, и поток PCV активирован, углеводороды в потоке PCV могут вызывать понижение кислорода на впуске, измеряемого датчиком кислорода на впуске. Поэтому, когда двигатель подвергается наддуву, и влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске находится выше порогового значения, когда деактивирована продувка, контроллер двигателя может деактивировать EGR до тех пор, пока влияние потока PCV не уменьшилось обратно ниже порогового значения. Как результат, контроллер может не настраивать EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске, подвергнутого влиянию повышенными углеводородами PCV в потоке всасываемого воздуха. В одном из примеров, влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске может быть основано на разности между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV, расположенного в канале EGR низкого давления, когда течет EGR. В еще одном примере, влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске может быть основано на разности между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым (например, оцененным) прорывом газов. В еще одном другом примере, влияние углеводородов потока PCV может быть основано на указании, что оценка для концентрации топлива в моторном масле ухудшена, указание происходит в ответ на то, что ожидаемый выходной сигнал датчика кислорода на впуске отличается от фактического выходного сигнала датчика кислорода на впуске на пороговую величину, ожидаемый выходной сигнал датчика кислорода на впуске основан на оцененной скорости испарения топлива из моторного масла. Таким образом, пороговая величина может указывать повышенную величину углеводородов в потоке всасываемого воздуха, которые оказывают влияние на выходной сигнал датчика кислорода на впуске. Таким образом, контроллер может деактивировать поток EGR, когда влияние потока PCV на датчик кислорода на впуске находится выше порогового значения и может приводить к ухудшенному управлению потоком EGR.
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 устраняют какие-нибудь недостатки, отмеченные выше или в любой части этого раскрытия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1-2 принципиальные схемы системы двигателя.
Фиг. 3 - регулировочная характеристика, изображающая влияние углеводородов PCV на концентрацию кислорода, оцененную датчиком кислорода на впуске.
Фиг. 4A-B показывают способ для деактивации потока EGR, когда влияние углеводородов на датчик кислорода на впуске является большим, чем пороговое значение.
Фиг. 5 показывает способ для оценивания концентрации топлива в моторном масле и скорости испарения топлива из моторного масла.
Фиг. 6 показывает график примерных настроек для потока EGR на основании оценок влияния углеводородов PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Последующее описание относится к системам и способам для оценивания влияния углеводородов PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске и оценивания концентрации топлива в моторном масле. Фиг. 1-2 показывают примерные двигатели, включающие в себя канал рециркуляции отработавших газов (EGR) низкого давления, систему PCV и датчик кислорода на впуске, расположенный во впускном канале ниже по потоку от входа канала LP-EGR и входа системы PCV (во время работы с наддувом) во впускной канал. Во время работы двигателя с наддувом, углеводороды (HC) из картера двигателя могут поступать во впускной канал с помощью потока PCV выше по потоку от датчика кислорода на впуске. Как результат, уменьшение кислорода на впуске, измеренного датчиком кислорода на впуске, может быть результатом HC потока PCV и любых дополнительных разбавителей в потоке всасываемого воздуха (например, потоке EGR или продувки). Этот эффект показан на фиг. 3. Однако, датчик кислорода на впуске может предполагать, что понижение кислорода на впуске обусловлено исключительно EGR, и использовать это измерение для оценивания потока EGR и настройки потока LP-EGR двигателя. Как результат, поток EGR может не настраиваться на требуемый уровень (например, может понижаться больше, чем необходимо). Фиг. 4A-B показывает способ для оценивания влияния HC PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске (например, помехи PCV на датчике кислорода на впуске), когда деактивирована продувка. Если влияние HC PCV на датчик кислорода на впуске является большим, чем пороговое значение, контроллер двигателя может деактивировать LP-EGR на некоторую длительность до тех пор, пока помехи PCV не уменьшены обратно ниже порогового значения. Источник HC в потоке PCV может быть результатом топлива в моторном масле в картере двигателя. По мере того, как температура моторного масла возрастает, большее количество HC может выделяться в воздух и поступать во впускной канал посредством потока PCV. Примерные настройки для EGR на основании помех PCV показаны на фиг. 6. Дополнительно, способ для оценивания концентрации топлива в моторном масле и скорости испарения топлива из моторного масла показан на фиг. 5. Контроллер может настраивать работу двигателя в ответ на концентрацию топлива и скорость испарения топлива. Например, выходной сигнал датчика кислорода на впуске может корректироваться и подвергаться поправке на поток PCV на основании оцененной концентрации топлива в моторном масле. Дополнительно, флаги, указывающие необходимость деактивировать продувку с помощью способа, представленного на фиг. 4, могут формироваться в ответ на скорость испарения топлива относительно выходных сигналов датчика кислорода на впуске. Таким образом, могут уменьшаться настройки EGR, обусловленные неточными оценками потока EGR по датчику кислорода на впуске, подвергнутому влиянию HC потока PCV.
Фиг. 1 показывает схематическое изображение примерной системы 100 двигателя с турбонаддувом, включающей в себя многоцилиндровый двигатель 10 внутреннего сгорания и пару однотипных турбонагнетателей 120 и 130, которые могут быть идентичными. В качестве одного из неограничивающих примеров, система 100 двигателя может быть включена в качестве части силовой установки для пассажирского транспортного средства. Несмотря на то, что не изображены в материалах настоящей заявки, другие конфигурации двигателя, такие как двигатель с одиночным турбонагнетателем, могут использоваться, не выходя из объема этого раскрытия.
Система 100 двигателя может управляться, по меньшей мере частично, контроллером 12, и входными сигналами от водителя 190 транспортного средства через устройство 192 ввода. В этом примере, устройство 192 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 194 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Контроллер 12 может быть микрокомпьютером, включающим в себя следующее: микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений (например, микросхему постоянного запоминающего устройства), оперативное запоминающее устройство, вспомогательную память и шину данных. Постоянное запоминающее устройство запоминающего носителя может быть запрограммировано машиночитаемыми данными, представляющими постоянные команды, исполняемые микропроцессором для выполнения процедур, описанных в материалах настоящей заявки, а также других вариантов, которые предвосхищены, но конкретно не перечислены. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью принимать информацию с множества датчиков 165 и отправлять сигналы управления на множество исполнительных механизмов 175 (различные примеры которых описаны в материалах настоящей заявки). 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. 4-6.
Система 100 двигателя может принимать всасываемый воздух через впускной канал 140. Как показано на фиг. 1, впускной канал 40 может включать в себя воздушный фильтр 156 и дроссель 115 системы впуска воздуха (AIS). Положение дросселя 115 AIS может настраиваться системой управления посредством исполнительного механизма 117 дросселя, с возможностью связи присоединенного к контролеру 12.
По меньшей мере часть всасываемого воздуха может направляться в компрессор 122 турбонагнетателя 120 через первую ветвь впускного канала 140, как указано на 142, и по меньшей мере часть всасываемого воздуха может направляться в компрессор 132 турбонагнетателя 130 через вторую ветвь впускного канала 140, как указано на 144. Соответственно, система 100 двигателя включает в себя систему 191 AIS низкого давления (LP-AIS) выше по потоку от компрессоров 122 и 132, и систему 193 AIS высокого давления (HP-AIS) ниже по потоку от компрессоров 122 и 132.
Трубопровод 198 (например, трубка напорной стороны) принудительной вентиляции картера (PCV) может присоединять картер двигателя (не показан) к второй ветви 144 впускного канала, из условия чтобы газы в картере двигателя могли выпускаться управляемым образом из картера двигателя. Кроме того, парообразующие выбросы из бачка для паров топлива (не показан) могут выпускаться во впускной канал через трубопровод 195 продувки паров топлива, присоединяющий бачок для паров топлива к второй ветви 144 впускного канала.
Первая часть совокупного всасываемого воздуха может сжиматься посредством компрессора 122, где она может подаваться во впускной коллектор 160 через впускной воздушный канал 146. Таким образом, впускные каналы 142 и 146 формируют первую ветвь системы впуска воздуха двигателя. Подобным образом, вторая часть совокупного всасываемого воздуха может сжиматься посредством компрессора 132, где она может подаваться во впускной коллектор 160 через впускной воздушный канал 148. Таким образом, впускные каналы 144 и 148 формируют вторую ветвь системы впуска воздуха двигателя. Как показано на фиг. 1, всасываемый воздух из впускных каналов 146 и 148 может повторно объединяться посредством общего впускного канала 149 перед подачей во впускной коллектор 160, где всасываемый воздух может выдаваться в двигатель. В некоторых примерах, впускной коллектор 160 может включать в себя датчик 182 давления во впускном коллекторе для оценки давления в коллекторе (MAP) и/или датчик 183 температуры впускного коллектора для оценки температуры воздуха в коллекторе (MCT), каждый поддерживает связь с контроллером 12. В изображенном примере, впускной канал 149 также включает в себя охладитель 154 наддувочного воздуха (CAC) и дроссель 158. Положение дросселя 158 может настраиваться системой управления посредством исполнительного механизма 157 дросселя, с возможностью связи присоединенного к контролеру 12. Как показано, дроссель 158 может быть скомпонован во впускном канале 149 ниже по потоку от CAC 154 и может быть выполнен с возможностью настраивать поток всасываемого газа, поступающий в двигатель 10.
Как показано на фиг. 1, перепускной клапан 152 компрессора (CBV) может быть скомпонован в канале 150 CBV, а CBV 155 может быть скомпонован в канале 151 CBV. В одном из примеров, CBV 152 и 155 могут быть электронными пневматическими CBV (EPCBV). CBV 152 и 155 могут управляться, чтобы давать возможность сброса давления в системе впуска, когда двигатель подвергается наддуву. Расположенный выше по потоку конец канала 150 CBV может быть соединен с впускным каналом 148 ниже по потоку от компрессора 132, а расположенный ниже по потоку конец канала 150 CBV может быть соединен с впускным каналом 144 выше по потоку от компрессора 132. Подобным образом, расположенный выше по потоку конец канала 151 CBV может быть соединен с впускным каналом 146 ниже по потоку от компрессора 122, а расположенный ниже по потоку конец канала 151 CBV может быть соединен с впускным каналом 142 выше по потоку от компрессора 122. В зависимости от положения каждого CBV, воздух, сжатый соответствующим компрессором, может подвергаться рециркуляции во впускной канал выше по потоку от компрессора (например, впускной канал 144 для компрессора 132 и впускной канал 142 для компрессора 122). Например, CBV может открываться для рециркуляции сжатого воздуха выше по потоку от компрессора 132, и/или CBV 155 может открываться для рециркуляции сжатого воздуха выше по потоку от компрессора 122 для сброса давления в системе впуска во время выбранных условий для снижения воздействий помпажной нагрузки компрессора. CBV 155 и 152 могут управляться системой управления активно или пассивно.
Как показано, датчик 196 давления на входе компрессора (CIP) скомпонован во впускном канале 142, а датчик 169 давления HP-AIS скомпонован во впускном канале 149. Однако, в других ожидаемых вариантах осуществления, датчики 196 и 169 могут быть скомпонованы в других местоположениях в пределах LP-AIS и HP-AIS соответственно. В числе других функций, датчик 196 CIP может использоваться для определения давления ниже по потоку от клапана 121 EGR.
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 общий выпускной канал 17, а второй ряд 15 цилиндров может выпускать продукты сгорания через общий выпускной канал 19.
Положение впускных и выпускных клапанов каждого цилиндра 14 может регулироваться с помощью толкателей с гидравлическим приводом, присоединенных к штокам толкателя клапана, или с помощью механических искривлений, 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. В еще одном другом альтернативном варианте осуществления, кулачки могут не быть настраиваемыми.
Продукты сгорания, которые выпускаются двигателем 10 через выпускной канал 17, могут направляться через выпускную турбину 124 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. Положение перепускной заслонки 128 для отработавших газов может управляться приводом (не показан) в соответствии с указаниями контроллера 12. В качестве одного из неограничивающих примеров, контроллер 12 может настраивать положение перепускной заслонки 128 для отработавших газов посредством пневматического привода, управляемого соленоидным клапаном. Например, соленоидный клапан может принимать сигнал для содействия приведению в действие перепускной заслонки 128 для отработавших газов с помощью пневматического привода на основании разности давлений воздуха между впускным каналом 142, скомпонованным выше по потоку от компрессора 122, и впускным каналом 149, скомпонованным ниже по потоку от компрессора 122. В других примерах, другие пригодные подходы, иные чем соленоидный клапан, могут использоваться для приведения в действие перепускной заслонки 128 для отработавших газов.
Подобным образом, продукты сгорания, которые выпускаются двигателем 10 через выпускной канал 19, могут направляться через выпускную турбину 134 турбонагнетателя 130, которая, в свою очередь, может выдавать механическую работу на компрессор 132 через вал 136, 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. Положение перепускной заслонки 138 для отработавших газов может управляться приводом (не показан) в соответствии с указаниями контроллера 12. В качестве одного из неограничивающих примеров, контроллер 12 может настраивать положение перепускной заслонки 138 для отработавших газов посредством соленоидного клапана, управляющего пневматическим приводом. Например, соленоидный клапан может принимать сигнал для содействия приведению в действие перепускной заслонки 138 для отработавших газов с помощью пневматического привода на основании разности давлений воздуха между впускным каналом 144, скомпонованным выше по потоку от компрессора 132, и впускным каналом 149, скомпонованным ниже по потоку от компрессора 132. В других примерах, другие пригодные подходы, иные чем соленоидный клапан, могут использоваться для приведения в действие перепускной заслонки 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.
Продукты сгорания, выпускаемые цилиндрами через выпускной канал 19, могут направляться в атмосферу через выпускной канал 180 ниже по потоку от турбины 134 наряду с тем, что продукты сгорания, выпускаемые через выпускной канал 17, могут направляться в атмосферу через выпускной канал 170 ниже по потоку от турбины 124. 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. Например, как показано на фиг. 1, выпускной канал 170 может включать в себя устройство 129 снижения токсичности выбросов, скомпонованное ниже по потоку от турбины 124, выпускной канал 180 может включать в себя устройство 127 снижения токсичности выбросов, скомпонованное ниже по потоку от турбины 134. Устройства 127 и 129 снижения токсичности выбросов могут быть устройствами избирательного каталитического восстановления (SCR), трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами (TWC), уловителями NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выбросов или их комбинациями. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, во время работы двигателя 10, например, устройства 127 и 129 снижения токсичности выбросов могут периодически восстанавливаться посредством приведения в действие по меньшей мере одного цилиндра двигателя в пределах конкретного топливо/воздушного соотношения.
Система 100 двигателя дополнительно может включать в себя одну или более систем рециркуляции отработавших газов (EGR) для рециркуляции по меньшей мере части отработавших газов из выпускного коллектора во впускной коллектор. Таковые могут включать в себя одну или более систем EGR высокого давления для обеспечения EGR высокого давления (HP-EGR) и одни или более контуров 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 еще других примерах, обе, HP-EGR и LP-EGR, могут выдаваться одновременно.
В изображенном примере, система 100 двигателя может включать в себя систему 108 EGR низкого давления (LP). Система 108 LP-EGR направляет требуемую часть отработавших газов из выпускного канала 170 во впускной канал 142. В изображенном варианте осуществления, EGR направляется в канале 197 EGR из ниже по потоку от турбины 124 во впускной канал 142 в точке смешивания, расположенной выше по потоку от компрессора 122. Величина EGR, выдаваемой во впускной канал 142, может меняться контроллером 12 с помощью клапана 121 EGR, присоединенного в системе 108 LP-EGR. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, система 108 LP-EGR включает в себя охладитель 113 EGR, расположенный выше по потоку от клапана 121 EGR. Охладитель 113 EGR может отводить тепло из рециркулированных отработавших газов, например, в охлаждающую жидкость двигателя. Система LP-EGR может включать в себя датчик 125 перепада давления на клапане (DPOV). В одном из примеров, интенсивность потока EGR может оцениваться на основании системы DPOV, которая включает в себя датчик 125 DPOV, который выявляет перепад давления между расположенной выше по потоку областью клапана 121 EGR и расположенной ниже по потоку областью клапана 121 EGR. Интенсивность потока EGR (например, интенсивность потока LP-EGR), определенная системой DPOV, дополнительно может быть основана на температуре EGR, выявленной датчиком 135 температуры EGR, расположенным ниже по потоку от клапана 121 EGR, и площади сечения проема клапана EGR, выявленной датчиком 131 подъема клапана EGR. В еще одном примере, интенсивность потока EGR может определяться на основании выходных данных из системы измерения EGR, которая включает в себя датчик 168 кислорода на впуске, датчик массового расхода воздуха (не показан), датчик 182 абсолютного давления в коллекторе (MAP) и датчик 183 температуры коллектора. В некоторых примерах, обе системы измерения EGR (то есть, система DPOV, включающая в себя датчик 125 перепада давления, и система измерения EGR, включающая в себя датчик 168 кислорода на впуске) могут использоваться для определения, контроля и настройки интенсивности потока EGR.
В альтернативном варианте осуществления, система двигателя может включать в себя вторую систему LP-EGR (не показана), которая направляет требуемую часть отработавших газов из выпускного канала 180 во впускной канал 144. В еще одном альтернативном варианте осуществления, система двигателя может включать в себя обе системы LP-EGR (одна направляет отработавшие газы из выпускного канала 180 во впускной канал 144, а другая направляет отработавшие газы из выпускного канала 170 во впускной канал 142), описанные выше.
В изображенном примере, система 100 двигателя также может включать в себя систему 206 HP-EGR. Система 206 HP-EGR направляет требуемую часть отработавших газов из общего выпускного канала 17 выше по потоку от турбины 124 во впускной коллектор 160 ниже по потоку от впускного дросселя 158. В качестве альтернативы, система 206 HP-EGR может быть расположена между выпускным каналом 17 и впускным каналом 193 ниже по потоку от компрессора 122 и выше по потоку от CAC 154. Величина HP-EGR, выдаваемой во впускной коллектор 160, может меняться контроллером 12 с помощью клапана 210 EGR, присоединенного в канале 208 HP-EGR. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, система 206 HP-EGR включает в себя охладитель 212 EGR, расположенный выше по потоку от клапана 210 EGR. Охладитель 212 EGR может отводить тепло из рециркулированных отработавших газов, например, в охлаждающую жидкость двигателя. Система 206 HP-EGR включает в себя датчик 216 перепада давления на клапане (DPOV). Интенсивность потока EGR (например, интенсивность потока HP-EGR) может оцениваться на основании системы DPOV, которая включает в себя датчик 216 DPOV, который выявляет перепад давления между расположенной выше по потоку областью клапана 210 EGR и расположенной ниже по потоку области клапана 210 EGR. Интенсивность потока EGR, определенная системой DPOV, дополнительно может быть основана на температуре EGR, выявленной датчиком 220 температуры EGR, расположенным ниже по потоку от клапана 210 EGR, и площади сечения проема клапана EGR, выявленной датчиком 214 подъема клапана EGR. В альтернативных вариантах осуществления, канал 208 HP-EGR может не включать в себя систему DPOV.
Подобным образом, двигатель может включать в себя второй контур EGR высокого давления (не показан) для рециркуляции по меньшей мере некоторой части отработавших газов из выпускного канала 19 выше по потоку от турбины 134 во впускной канал 148 ниже по потоку от компрессора 132 или во впускной коллектор 160 ниже по потоку от впускного дросселя 158. Поток EGR через контуры 208 HP-EGR может управляться посредством клапана 210 HP-EGR
Клапан 121 EGR и клапан 210 EGR могут быть выполнены с возможностью настраивать количество и/или расход отработавших газов, отведенных через соответствующие каналы EGR, для достижения требуемого процента разбавления EGR впускного заряда, поступающего в двигатель, где впускной заряд с более высоким процентом разбавления EGR включает в себя более высокое количественное соотношение рециркулированных отработавших газов и воздуха, чем впускной заряд с более низким процентом разбавления EGR. В дополнение к положению клапанов EGR, следует понимать, что положение дросселя AIS у дросселя 115 AIS и других исполнительных механизмов также может оказывать влияние на процент разбавления EGR впускного заряда. В качестве примера, положение дросселя AIS может повышать падение давления на системе LP-EGR, предоставляя возможность большего потока LP-EGR в систему впуска. Как результат, это может повышать процент разбавления EGR, тогда как меньший поток LP-EGR в систему впуска может уменьшать процент разбавления EGR (например, EGR в процентах). Соответственно, разбавление EGR всасываемого заряда может регулироваться посредством управления одним или более из положения клапана EGR и положения дросселя AIS в числе других параметров. Таким образом, настройка одного или более из клапанов 121 и 210 EGR и/или дросселя 115 AIS может настраивать и величину (интенсивность) потока EGR и, впоследствии, EGR в процентах в массовом расходе воздуха (например, заряде воздуха, поступающем во впускной коллектор).
Двигатель 10 дополнительно может включать в себя один или более датчиков кислорода, расположенных в общем впускном канале 149. По существу, один или более датчиков кислорода могут указываться ссылкой как датчики кислорода на впуске. В изображенном варианте осуществления, датчик 168 кислорода на впуске расположен выше по потоку от дросселя 158 и ниже по потоку от CAC 154. Однако, в других вариантах осуществления, датчик 168 кислорода на впуске может быть скомпонован в другом местоположении вдоль впускного канала 149, таком как выше по потоку от CAC 154. Датчик 168 кислорода на впуске (IAO2) может быть любым пригодным датчиком для выдачи указания концентрации кислорода наддувочного воздуха на впуске (например, воздуха, текущего через общий впускной канал 149), такой как линейный датчик кислорода, датчик UEGO на впуске (универсальный или широкодиапазонный, кислорода отработавших газов), двухрежимный датчик кислорода, и т.д. В одном из примеров, датчики 168 кислорода на впуске могут быть датчиком кислорода на впуске, включающим в себя подогреваемый элемент в качестве измерительного элемента. Во время работы, ток накачки датчика кислорода н впуске может быть указывающим количество кислорода в потоке газов.
Датчик 172 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 172 давления является датчик TIP. В альтернативных примерах, опорным давлением на впуске является давление в коллекторе (MAP) в качестве считываемого датчиком 182 MAP.
Система 100 двигателя может включать в себя различные датчики 165 в дополнение к упомянутым выше. Как показано на фиг. 1, общий впускной канал 149 может включать в себя датчик 173 температуры на входе дросселя для оценивания температуры воздуха на дросселе (TCT). Кроме того, несмотря на то, что не изображено в материалах настоящей заявки, каждый из впускных каналов 142 и 144 может включать в себя датчик массового расхода воздуха или, в качестве альтернативы, датчик массового расхода воздуха может быть расположен в общем канале 140.
Датчик 189 влажности может быть включен только в один из параллельных впускных каналов. Как показано на фиг. 1, датчик 189 влажности расположен во впускном канале 142 (например, блоке без PCV и без продувки впускного канала) выше по потоку от CAC 154 и выхода канала 197 LP-EGR во впускной канал 142 (например, места соединения между каналом 197 LP-EGR и впускным каналом 142, где LP-EGR поступает во впускной канал 142). Датчик 189 влажности может быть выполнен с возможностью оценивать влажность всасываемого воздуха. В одном из вариантов осуществления, датчик 189 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 168 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 121 EGR. Более точно, изменение выходного сигнала датчика при открывании клапана 121 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.
Оценка нулевой точки датчика 168 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.
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. Таковые, например, могут включать в себя суточные пары и пары дозаправки 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 (CPV) 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 магистрали 90 или 92 продувки (в зависимости от уровня наддува) и клапан 112 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 во впускной коллектор 160 двигателя 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 112 продувки бачка, могут определяться относительной длительностью включения ассоциативно связанного соленоида клапана продувки бачка (не показанного). По существу, относительная длительность включения 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. Относительная длительность включения может включать в себя частоту (например, темп) открывания и закрывания клапана 112 продувки бачка.
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 182 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 168 кислорода на впуске. 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, продувочный воздух вводится ниже по потоку от датчика 168 кислорода на впуске.
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 264) и принимаются во впуске двигателя выше по потоку от датчика 168 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 168 кислорода на впуске, а потому, оказывают влияние на выходной сигнал датчика 168 кислорода. Условия с наддувом могут включать в себя давление во впускном коллекторе выше давления окружающей среды.
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 262), отличном от первого направления, и принимаются во впуске двигателя ниже по потоку от датчика 168 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. Поток PCV может направляться во впускной коллектор 160 по прохождению через маслоотделитель 258 стороны разрежения. В материалах настоящей заявки, воздух PCV вводится ниже по потоку от датчика 168 кислорода на впуске, а потому, не оказывает влияния на выходной сигнал датчика 168 кислорода. Таким образом, вследствие специфичной конфигурации двигателя, во время работы двигателя с наддувом, углеводороды PCV и продувочного воздуха засасываются во впускной коллектор двигателя выше по потоку от датчика 168 кислорода на впуске и засасываются во впускной коллектор двигателя ниже по потоку от датчика кислорода на впуске во время условий без наддува.
Как обсуждено ранее, датчик 168 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 или течет из трубки напорной стороны (например, трубопровода 198) 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 168 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.
Например, регулировочная характеристика прорыва газов может храниться в памяти контроллера. Регулировочная характеристика прорыва газов может включать в себя ожидаемый прорыв газов (например, ожидаемое количество газов из камеры сгорания (преимущественно инертных), просачивающиеся через поршневые кольца и/или уплотнения компрессора/турбины и текущих через трубку напорной стороны PCV (например, трубопровод 198) во впуск и датчик кислорода на впуске) для текущих условий эксплуатации двигателя. Регулировочная характеристика прорыва газов может быть предварительно определена во время испытаний двигателя и может включать в себя ожидаемую величину прорыва газов для текущих давления во впускном коллекторе (MAP) и числа оборотов двигателя. Таким образом, регулировочная характеристика прорыва газов может быть в форме справочной таблицы и может использоваться в качестве базового уровня для потока напорной стороны PCV (например, потока из PCV и во впуск выше по потоку от датчика кислорода) без углеводородов. Любые измеренные углеводороды сверх этого количества могут указывать избыточное испарение топлива в картере двигателя, а отсюда, высокие уровни помех у показания датчика IAO2.
Один из источников углеводородов (HC) в потоке PCV может происходить из накопления топлива в моторном масле в картере двигателя. Во время условий холодного запуска и прогрева двигателя, топливо может накапливаться в моторном масле. Затем, когда моторное масло прогревается и/или после того, как моторное масло прогрелось до установившейся рабочей температуры, накопленное топливо может выделяться в качестве HC в поток воздуха и PCV. Выделенные HC могут оказывать влияние на управление топливоснабжением и вязкость моторного масла, тем самым, сокращая срок службы двигателя. Как обсуждено выше, когда двигатель подвергается наддуву, поток PCV может поступать во впуск двигателя выше по потоку от датчика кислорода на впуске. Как результат, HC в PCV также могут оказывать влияние на датчик кислорода на впуске, тем самым, понижая точность оценки потока EGR по выходному сигналу датчика кислорода на впуске. Таким образом, HC в потоке всасываемого воздуха выше по потоку от датчика кислорода на впуске могут давать в результате помехи при измерении на датчике кислорода на впуске.
Посредством определения концентрации топлива в моторном масле, концентрации углеводородов в потоке всасываемого воздуха выше по потоку от датчика кислорода на впуске и/или скорости испарения топлива (например, углеводородов) из моторного масла, может изучаться воздействие выделяющихся HC на топливоснабжение двигателя, датчик кислорода на впуске и, следовательно, оценку потока EGR. Эти изученные данные затем могут использоваться для настройки работы двигателя, в том числе, топливоснабжения двигателя, интенсивности потока EGR, управления продувкой, средство контроля качества и вязкости масла, и т.д. Мгновенная концентрация углеводородов в моторном масле и скорость испарения топлива из моторного масла могут оцениваться на основании одного или более из температуры моторного масла (EOT), состояния наддува двигателя, состава топлива (например, содержания этилового спирта топлива, используемого в двигателе), давления на входе компрессора, давления в картере двигателя и концентрации кислорода на впуске, измеренной по датчику кислорода на впуске (например, такому как датчик 168 кислорода на впуске, показанный на фиг. 1-2) и модели любого из или любой комбинации вышеприведенных измерений. Более точно, способ определения мгновенной концентрации углеводородов в моторном масле и/или скорости испарения топлива может включать в себя получение показания датчика кислорода на впуске, когда поток EGR и поток продувки деактивированы, и когда двигатель подвергается наддуву. Как результат, понижение концентрации кислорода, измеренной на датчике кислорода на впуске, может быть обусловлено исключительно HC из потока PCV и не обусловлено дополнительными разбавителями, такими как HC потока EGR и потока продувки. Кроме того, когда двигатель подвергается наддуву, HC из картера двигателя направляются во впускной канал выше по потоку от датчика кислорода на впуске. Датчик кислорода на впуске затем может делиться на оцененное давление паров, чтобы определять мгновенную концентрацию HC в моторном масле. Давление паров может быть основано на EOT и составе топлива (например, количестве тяжелых относительно легких фракций в топливе). Скорость испарения топлива затем может определяться на основании градиента концентрации HC между жидкой и газовой фазами. Концентрация HC в жидкой фазе является концентрацией HC в моторном масле, а концентрация HC в газовой фазе приближенно выражается измерением кислорода на впуске датчика кислорода на впуске. Мгновенная концентрация HC в моторном масле и скорость испарения топлива могут сохраняться в памяти контроллера, а заем, обновляться по мере того, как получаются последующие измерения датчика кислорода на впуске.
В одном из примеров, контроллер может использовать определенную скорость испарения топлива для настройки впрыска топлива в двигатель. Например, по мере того, как скорость испарения топлива возрастает, контроллер может уменьшать подачу топлива в двигатель. Таким образом, контроллер может настраивать впрыск на основании оценок скорости испарения топлива. Дополнительно, контроллер может использовать определенную мгновенную концентрацию HC для коррекции выходного сигнала датчика кислорода на впуске (например, внесения поправки в выходной сигнал датчика кислорода на впуске на HC PCV), а затем, оценивания потока EGR на основании скорректированного выходного сигнала датчика кислорода на впуске. Контроллер, в таком случае, может настраивать клапан EGR на основании оцененного потока EGR, тем самым, давая в результате управление EGR с повышенной точностью. Способ для определения скорости испарения топлива, мгновенной концентрации углеводородов в моторном масле и настройки работы двигателя на основании этих значений дополнительно обсуждены ниже со ссылкой на фиг. 4-5.
Дополнительно, когда HC, выходящие из картера двигателя благодаря потоку PCV, оказывают влияние на выходной сигнал датчика кислорода на впуске, контроллер может деактивировать EGR (например, закрывать клапан EGR) до тех пор, пока влияние PCV на измеренный кислород на впуске не уменьшается ниже порогового значения. Таким образом, настройки потока EGR, основанные на измерениях кислорода на впуске, отражающих понижение кислорода на впуске вследствие HC EGR и PCV, могут уменьшаться. Например, если система двигателя включает в себя систему LP EGR, контроллер может деактивировать поток LP-EGR, когда оценки потока EGR, основанные на выходном сигнале датчика кислорода на впуске, могут иметь пониженную точность вследствие HC потока PCV. Точнее, контроллер может деактивировать LP EGR, когда влияние HC PCV на датчик кислорода на впуске является большим, чем пороговое значение. Пороговое значение может быть основано на количестве HC PCV, которое дает в результате оценку потока EGR, иную чем фактический поток EGR, на величину, которая может приводить к ухудшенному управлению EGR. В одном из примеров, влияние HC PCV на датчик может определяться на основании разности между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и оцененным прорывом газов (определенным по регулировочной характеристике прорыва газов), когда деактивированы (например, выключены) как продувка, так и EGR (LP-EGR). Например, выходной сигнал датчика кислорода на впуске может быть изменением кислорода на впуске (от базового уровня или значения нулевой точки), обусловленным HC в потоке всасываемого воздуха. Разность между этим выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым прорывом газов указывает большее количество HC, чем ожидается в потоке всасываемого воздуха. Повышенное количество HC может происходить из PCV и может давать в результате ухудшенные оценки EGR и управление EGR. Таким образом, если разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемыми прорывом газов является большей, чем пороговое значение, контроллер может деактивировать EGR до тех пор, пока влияние HC PCV не уменьшается обратно ниже порогового значения.
В еще одном примере, влияние HC PCV на датчик кислорода на впуске может определяться на основании разности между показанием датчика DPOV и показанием датчика кислорода на впуске, когда продувка деактивирована, и когда LP-EGR не деактивирована (например, течет EGR). Как описано выше, датчик DPOV может использоваться для определения потока EGR. Первая оценка потока EGR, основанная на выходном сигнале датчика DPOV, затем может сравниваться со второй оценкой потока EGR, основанной на выходном сигнале датчика кислорода на впуске. Если разность между оценкой датчика DPOV и оценкой датчика кислорода на впуске для EGR является большей, чем пороговое значение, HC из PCV может быть оказывающей влияние на показание кислорода, и контроллер может деактивировать EGR до тех пор, пока влияние HC PCV не уменьшается обратно ниже порогового значения. Контроллер может определять влияние HC PCV на датчик кислорода на впуске, когда двигатель подвергается наддуву, например, только когда двигатель подвергается наддуву. Дополнительно, контроллер может деактивировать EGR на основании определенного влияния HC PCV, только когда двигатель подвергается наддуву, поскольку показание датчика кислорода на впуске не находится под влиянием HC PCV во время работы двигателя без наддува, когда HC PCV поступают во впускной канал ниже по потоку от датчика кислорода на впуске.
В еще одном другом примере, мгновенная концентрация HC и/или скорость испарения топлива, определенные способом, описанным выше и представленным на фиг. 5, могут использоваться при определении влияния HC PCV на датчик кислорода на впуске. Если влияние PCV на датчик кислорода на впуске не может быть определено или компенсировано (например, не может определить мгновенную концентрацию HC в моторном масле и/или скорость испарения), контроллер может устанавливать диагностический код (например, флаг). Этот диагностический код затем может использоваться контроллером, чтобы инициировать деактивацию потока EGR. Влияние потока PCV может не быть способным определяться или компенсироваться во время условий, когда ухудшена модель испарения топлива. Например, скорость испарения топлива может использоваться для предсказания последующих измерений кислорода на впуске с датчика кислорода на впуске. Если предсказанный выходной сигнал датчика кислорода на впуске, основанный на оцененной скорости испарения топлива, отличается от фактического выходного сигнала датчика кислорода на впуске, оцененная скорость испарения может не быть точной. Как результат, контроллер может устанавливать флаг или диагностический код, указывающий, что оцененные значения концентрации HC, используемые для компенсации выходного сигнала датчика кислорода на впуске, ухудшены. Как результат, контроллер может устанавливать флаг и/или команду, чтобы EGR была деактивирована в течение некоторой длительности до тех пор, пока точность модели скорости испарения топлива не повышается обратно выше порогового значения.
Таким образом, когда HC оказывают влияние на измерения датчика кислорода на впуске, тем самым, давая в результате неточные оценки потока EGR, контроллер может деактивировать поток EGR до тех пор, пока влияние HC PCV не уменьшается ниже установленного порогового значения. Как результат, поток EGR может быть активирован и настраиваться, только когда воздействие потока PCV на датчик кислорода на впуске может быть компенсировано, тем самым, давая оценки потока EGR повышенной точности. Кроме того, посредством оценивания скорости испарения и/или мгновенной концентрации HC во всасываемом воздухе выше по потоку от датчика кислорода на впуске, контроллер может улучшать точность настроек впрыска топлива и потока EGR, тем самым, повышая коэффициент полезного действия двигателя.
Системы по фиг. 1-2, описанные выше, предусматривают систему двигателя, содержащую: впускной коллектор, картер двигателя, присоединенный к впускному коллектору через клапан PCV, турбонагнетатель со впускным компрессором, выпускной турбиной и охладителем наддувочного воздуха, впускной дроссель, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха, и бачок, выполненный с возможностью принимать пары топлива из топливного бака, присоединенного к впускному коллектору через клапан продувки. Система дополнительно содержит канал рециркуляции отработавших газов (EGR) низкого давления, присоединенный между выпускным каналом ниже по потоку от выпускной турбины и впускным каналом выше по потоку от впускного компрессора, канал EGR низкого давления включает в себя клапан EGR низкого давления и датчик DPOV низкого давления для измерения потока EGR низкого давления. Система дополнительно содержит датчик кислорода на впуске, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха и выше по потоку от впускного дросселя, и контроллер с машиночитаемыми командами для деактивации потока EGR в ответ на то, что разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV возрастает выше порогового значения, когда EGR течет, а поток продувки деактивирован. Машиночитаемые команды дополнительно включают в себя команды для поддержания потока EGR деактивированным в ответ на то, что разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым прорывом газов возрастает выше второго порогового значения, когда EGR не течет и поток продувки деактивирован. Команды также включают в себя команды для поддержания потока EGR деактивированным до тех пор, пока разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым прорывом газов не уменьшается обратно ниже второго порогового значения.
В качестве еще одного варианта осуществления, машиночитаемые команды включают в себя команды для: настройки клапана EGR низкого давления на основании оцененной концентрации топлива в моторном масле и выходного сигнала датчика кислорода на впуске, оцененная концентрация топлива в моторном масле основана на выходном сигнале датчика кислорода на впуске, когда потоки продувки и EGR деактивированы, температуре моторного масла и составе топлива. Машиночитаемые команды дополнительно включают в себя команды для настройки впрыска топлива в двигатель на основании скорости испарения топлива из картера двигателя, скорость испарения основана на градиенте концентрации между оцененной концентрацией топлива в моторном масле и выходным сигналом датчика кислорода на впуске. В еще одном примере, машиночитаемые команды дополнительно включают в себя закрывание клапана EGR низкого давления, для того чтобы деактивировать поток EGR, в ответ на то, что разность между предсказанным выходным сигналом датчика кислорода на впуске и фактическим выходным сигналом датчика кислорода на впуске, является большей, чем пороговая величина, предсказанный выходной сигнала датчика кислорода на впуске основан на скорости испарения. Величина порогового значения может быть величиной, указывающей повышенные углеводороды в потоке всасываемого воздуха выше по потоку у потока всасываемого воздуха. Как результат, компенсация углеводородов PCV может не быть возможной для оценивания потока EGR.
Далее, с обращением к фиг. 4A-B, показан способ 400 для деактивации потока EGR, когда влияние углеводородов на датчик кислорода на впуске является большим, чем пороговое значение. Как описано выше, повышение влияния HC на датчик кислорода на впуске (IAO2) может быть обусловлено HC потока PCV во время работы двигателя с наддувом. Как показано на фиг. 1-2, IAO2 может быть расположен во впускном канале ниже по потоку от компрессора, входа канала LP-EGR во впускной канал и канала PCV напорной стороны (например, тракта 92 наддува, показанного на фиг. 2). Канал LP-EGR может включать в себя датчик DPOV, присоединенный к клапану LP-EGR. Команды для выполнения способа 400 могут храниться в памяти контроллера двигателя, такого как контроллер 12, показанный на фиг. 1-2. Кроме того, способ 400 может выполняться контроллером.
Способ 400 начинается оцениванием и/или измерением условий эксплуатации двигателя на 402. Условия эксплуатации двигателя могут включать в себя состояние наддува двигателя (например, уровень наддува и включение/выключение наддува), поток EGR, MAP, число оборотов двигателя, нагрузку двигателя, температуру моторного масла (EOT), барометрическое давление, влажность, давление в картере двигателя, и т.д. На 404, включает в себя определение, подвергается ли двигатель наддуву. Если двигатель не подвергается наддуву, способ продолжается на 406, чтобы настраивать поток EGR на основании выходного сигнала IAO2 и не оценивать помехи (или HC) PCV в IAO2. Влияние HC PCV на выходной сигнал IAO2 в материалах настоящей заявки может указываться ссылкой как помехи PCV в IAO2. Как обсуждено выше, когда двигатель не подвергается наддуву, поток PCV поступает во впуск двигателя ниже по потоку от IAO2, тем самым, не оказывая воздействия на кислород на впуске, измеренный посредством IAO2. Однако, если двигатель подвергается наддуву, HC PCV может поступать в поток всасываемого воздуха выше по потоку от IAO2, тем самым, оказывая влияние на IAO2.
Если двигатель подвергается наддуву, способ продолжается на 408, чтобы определять, выключен ли поток продувки. Например, если клапан продувки закрыт, и продувка не течет во впускной канал, поток продувки деактивирован (например, выключен). Как обсуждено выше, для того чтобы определять влияние HC PCV на IAO2, продувка должна быть деактивирована. Таким образом, если продувка не деактивирована, способ продолжается на 410, чтобы определять, пора ли деактивировать продувку. Процедура для определения влияния HC на IAO2 может выполняться с установленной частотой. Например, выходной сигнал IAO2 относительно оцененного прорыва газов или выходного сигнала датчика DPOV (на основании того, течет или нет EGR, как дополнительно описано ниже) может проверяться с установленной частотой, для того чтобы определять помехи PCV в IAO2. Если деактивировать продувку для определения влияния HC PCV на IAO2 не пора, контроллер не деактивирует продувку на 411. Способ может возвращаться и ожидать до тех пор, пока не пора деактивировать продувку, как определено установленной частотой проверки. В одном из примеров, установленная частота проверки может быть основана на EOT. Более точно, если двигатель прогревается (например, EOT находится ниже установившейся рабочей температуры), частота проверки может устанавливаться на первый уровень на основании повышающейся EOT. Например, для каждого порогового повышения EOT (например, 5°C) контроллер может деактивировать продувку и определять влияние HC PCV на IAO2. Как только EOT достигает установившегося состояния, из условия чтобы EOT была относительно постоянной, контроллер может деактивировать продувку и определять помехи PCV менее часто. Например, продувка может деактивировать всего лишь один раз для определения помех PCV, когда EOT находится в установившемся состоянии. Затем, вслед за установившимся состоянием, когда EOT начинает возрастать или убывать, частота проверки может возвращаться на первый уровень, основанный на изменении EOT.
Наоборот, на 410, если пора оценивать помехи PCV на IAO2, контроллер может деактивировать продувку на 412. Деактивация продувки может включать в себя закрывание клапана продувки (например, клапана 112 CPV, показанного на фиг. 2). На 414, способ включает в себя определение, деактивирована ли (например, выключена ли) EGR. EGR может быть деактивирована, если клапан EGR закрыт. Как обсуждено выше, EGR может быть LP-EGR, включающей в себя канал LP-EGR с входом, расположенным выше по потоку от компрессора и IAO2 во впускном канале. Если EGR деактивирована, способ продолжается на 417, чтобы получать измерение с IAO2. Способ затем может продолжаться на 418, чтобы определять концентрацию HC в моторном масле и/или скорость испарения топлива из моторного масла на основании выходного сигнала IAO2. Способ для определения концентрации HC и скорости испарения топлива показан на фиг. 5, дополнительно описанной ниже. В альтернативных вариантах осуществления, способ 400 может не включать в себя определение концентрации HC в масле и скорость испарения топлива.
На 420, способ включает в себя определение, является ли разность между выходным сигналом IAO2 и оцененным прорывом газов большей, чем первое пороговое значение, и/или был ли флаг установлен на основании скорости испарения топлива (в качестве определенной способом, представленным на фиг. 5). Например, выходной сигнал IAO2 может быть изменением кислорода на впуске от точки отсчета, обусловленным разбавителями в потоке воздуха. Поскольку EGR и продувка оба деактивированы, понижение кислорода на впуске, измеренное посредством IAO2, может быть обусловлено исключительно HC PCV и не обусловлено потоком EGR и продувки. Как обсуждено выше, ожидаемый прорыв газов может быть ожидаемым количеством HC в потоке всасываемого воздуха из потока PCV при текущих условиях эксплуатации двигателя. Определение ожидаемого прорыва газов может включать в себя отыскивание ожидаемого прорыва газов в справочной таблице или регулировочной характеристике, хранимых в памяти контроллера. Ожидаемый прорыв газов может быть функцией текущих MAP и числа оборотов двигателя. В качестве альтернативы, регулировочная характеристика прорыва газов может определяться посредством использования измерения датчика кислорода на впуске после замены масла, когда топлива в масле ничтожно мало. Первое пороговое значение может быть основано на количестве HC, указывающем повышенные HC PCV в IAO2. Повышенные HC PCV могут быть указывающими повышенные помехи PCV, дающие в результате оценки потока EGR пониженной точности. Дополнительно, флаг, основанный на скорости испарения топлива, может быть указывающим большее количество HC PCV, чем предсказанное по скорости испарения топлива в потоке всасываемого воздуха. Как результат, компенсация IAO2, основанная на оцененной концентрации HC в моторном масле (и скорости испарения топлива) может не быть точной и может приводить к оценкам потока EGR пониженной точности. Таким образом, устанавливается диагностический флаг, указывающий ухудшенную оценку скорости испарения топлива, и/или что разность между выходным сигналом IAO2 и ожидаемый прорыв газов является большим, чем первое пороговое значение, контроллер может деактивировать EGR на 430 (показанном на фиг. 4B). Контроллер может деактивировать EGR до тех пор, пока влияние HC PCV на IAO2 не уменьшается обратно ниже порогового значения. Таким образом, способ на 430 также может включать в себя повторную проверку помех PCV со второй частотой. Вторая частота может быть иной, чем установленная частота проверки, описанная выше на 410. Например, вторая частота может быть установленным временем или длительностью между определением помех PCV на IAO2. В некоторых примерах, вторая частота может быть большей, чем установленная частота проверки (и первая частота, как дополнительно описано ниже со ссылкой на 424), из условия чтобы помехи PCV проверялись чаще, когда EGR была деактивирована вследствие влияния HC PCV, большего, чем пороговое значение. Если влияние HC потока PCV на выходной сигнал IAO2 является меньшим, чем или равным пороговому значению (например, первому пороговому значению) во время повторной проверки на 432, способ продолжается на 434, чтобы повторно активировать EGR. Способ на 434 затем возвращается на проверку помех PCV с первой частотой, основанной на EOT.
Возвращаясь на 420, если не установлен флаг на основании скорости испарения топлива, и разность между выходным сигналом IAO2 и ожидаемым прорывом газов не является большей, чем первое пороговое значение, способ продолжается на 424, чтобы не деактивировать EGR. Способ на 424 также включает в себя повторную проверку помех PCV с первой частотой, основанной на EOT, первая частота находится ниже, чем вторая частота, из условия чтобы помехи PCV проверялись реже с первой частотой (например, длительность между последующими проверками помех PCV является более продолжительной с первой частотой, когда EGR не деактивирована, чем со второй частотой, когда EGR деактивирована).
Возвращаясь на 414, если EGR не деактивирована (например, LP-EGR течет, а клапан LP-EGR по меньшей мере частично открыт), способ продолжается на 415, чтобы определять, включает ли в себя двигатель датчик DPOV. В некоторых вариантах осуществления, способ на 415 также может включать в себя определение, является ли датчик DPOV функционирующим надлежащим образом на данный момент. Если датчик DPOV не присутствует в системе двигателя (например, отсутствует датчик DPOV для измерения LP-EGR и/или HP-EGR), или если датчик DPOV подвергнут ухудшению характеристик, способ переходит на 416, чтобы деактивировать EGR, и продолжается на 417, чтобы получать измерение с IAO2. Способ затем переходит на 418, чтобы определять концентрацию HC в масле и скорость испарения по выходному сигналу IAO2 и ожидаемому прорыву газов, а не выходному сигналу датчика DPOV. Таким образом, если датчик DPOV присутствует, способ может выключать EGR, для того чтобы определять влияние HC на IAO2 (например, определять помехи на IAO2).
Если, на 415, датчик DPOV включен в двигатель, способ может продолжаться на 426, чтобы получать измерение с IAO2 и измерение с датчика DPOV в канале LP-EGR. В результате системы двигателя, включающей в себя датчик DPOV, EGR не нужно выключаться, для того чтобы определять влияние HC на IAO2. Таким образом, определение помех PCV на IAO2 может выполняться менее интрузивно, когда датчик DPOV присутствует и может использоваться для оценивания потока EGR для сравнения с выходным сигналом IAO2.
На 428, способ включает в себя определение, является ли абсолютное значение разности между выходным сигналом IAO2 и выходным сигналом датчика DPOV большим, чем второе пороговое значение. Второе пороговое значение может быть указывающим повышенное количество HC из потока PCV в потоке всасываемого воздуха, которое может давать в результате более низкое измерение датчика кислорода на впуске, тем самым, приводя к измерению потока EGR пониженной точности. Это может давать в результате неправильную настройку потока EGR, тем самым, ухудшая управление двигателем. Если разность между выходным сигналом IAO2 и выходным сигналом датчика DPOV не является большей, чем второе пороговое значение, способ продолжается на 424, чтобы не деактивировать EGR и продолжать проверку на помехи PCV на IAO2 с первой частотой, основанной на EOT. Однако, если разность между выходным сигналом IAO2 и выходным сигналом датчика DPOV является большим, чем второе пороговое значение, способ продолжается на 420 (показанном на фиг. 4B), чтобы деактивировать EGR и повторно проверять помехи PCV со второй частотой, основанной на установленной временной длительности. Способ затем продолжается на 432 и 434, как описано выше. Например, после деактивации EGR, способ на 432 включает в себя определение, является ли влияние HC потока PCV на выходной сигнал IAO2 меньшим, чем или равным пороговому значению. Влияние HC потока PCV может определяться по разности между выходным сигналом IAO2 и оцененным прорывом газов, а не разности между выходным сигналом IAO2 и выходным сигналом датчика DPOV, поскольку EGR деактивирована на 432.
Таким образом, способ для двигателя содержит: деактивацию потока EGR в ответ на то, что влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске возрастает выше порогового значения, когда поток продувки деактивирован, влияние углеводородов потока PCV основано на разности между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV, когда течет EGR. В одном из примеров, влияние углеводородов потока PCV основано на разности между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым прорывом газов, когда EGR не течет. Ожидаемый прорыв газов основан на предварительно определенной величине прорыва газов для текущих давления в коллекторе и числа оборотов двигателя. Например, ожидаемый прорыв газов может храниться в пределах справочной таблицы в памяти контроллера двигателя. Входные данные справочной таблицы могут включать в себя текущие давление в коллекторе и число оборотов двигателя. В альтернативных вариантах осуществления, входные данные у справочной таблицы могут быть альтернативными или дополнительными условиями эксплуатации двигателя, такими как уровень наддува и/или температура моторного масла.
Способ дополнительно содержит, когда поток EGR не деактивирован вследствие того, что влияние углеводородов потока PCV находится ниже порогового значения, деактивацию продувки и определение влияния углеводородов потока PCV, в то время как продувка деактивирована, с первой частотой, первая частота основана на температуре моторного масла. Дополнительно, способ содержит, после деактивации потока EGR в ответ на влияние углеводородов потока PCV, деактивацию продувки и определение последующего влияния углеводородов потока PCV, в то время как продувка деактивирована, со второй частотой, причем вторая частота отличается от первой частоты. Например, вторая частота является установленной основанной на времени частотой, а первая частота основана на установленном изменении температуры моторного масла, вторая частота является более высокой, чем первая частота, из условия чтобы продувка деактивировалась чаще со второй частотой.
Способ дополнительно содержит повторную активацию потока EGR в ответ на то, что влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске убывает ниже порогового значения. В еще одном примере, деактивация потока EGR в ответ на то, что влияние углеводородов PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске возрастает выше порогового значения, включает в себя деактивацию EGR в ответ на диагностический флаг, указывающий ухудшение оцененной концентрации топлива в моторном масле, диагностический флаг устанавливается в ответ на то, что ожидаемый выходной сигнал датчика кислорода на впуске отличается от фактического выходного сигнала датчика кислорода на впуске на пороговую величину, ожидаемый выходной сигнал датчика кислорода на впуске основан на оцененной скорости испарения топлива из моторного масла. Оцененная скорость испарения топлива основана на выходном сигнале датчика кислорода на впуске, оцененной концентрации топлива в моторном масле, составе топлива и температуре моторного масла.
Деактивация потока EGR включает в себя деактивацию EGR во время работы двигателя с наддувом. Дополнительно, деактивация потока EGR включает в себя закрывание клапана EGR, расположенного в канале EGR низкого давления, канал EGR низкого давления расположен между выпускным каналом ниже по потоку от турбины и впускным каналом выше по потоку от компрессора. Датчик кислорода на впуске расположен ниже по потоку от входа канала EGR низкого давления во впускной канал, а датчик DPOV расположен в канале EGR низкого давления.
В еще одном примере, деактивация потока EGR, описанная выше может происходить в ответ на степень влияния углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске. Степень влияния углеводородов потока PCV может быть основана на величине разности между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV (если течет EGR) или величине разности между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым прорывом газов (если EGR не течет). По мере того, как величина одной или более из этих разностей возрастает, степень влияния углеводородов потока PCV на датчик кислорода на впуске может возрастать. Контроллер затем может деактивировать или не деактивировать EGR на основании степени влияния углеводородов потока PCV. Например, если степень влияния является большей, чем пороговое значение, контроллер может деактивировать EGR. В еще одном примере, контроллер может деактивировать EGR на большую длительность и/или повышать частоту проверки влияния потока PCV (например, вторую частоту, описанную выше) по мере того, как возрастает степень влияния.
Как описано выше, HC из потока PCV могут оказывать влияние на выходной сигнал IAO2 и, следовательно, влиять на оценку потока EGR на основании на основании выходного сигнала IAO2. HC, выпускаемые во впускной канал с помощью потока PCV, могут быть результатом испарения топлива в моторном масле в картере двигателя. По мере того, как двигатель прогревается, топливо может испаряться из моторного масла и может выделяться в качестве HC в поток PCV. Эти HC могут оказывать влияние на выходной сигнал IAO2 во время работы двигателя с наддувом. Топливо в моторном масле также может оказывать влияние на дополнительные средства управления двигателем, такие как топливоснабжение двигателя Фиг. 5 показывает способ 500 для оценивания концентрации топлива в моторном масле и скорости испарения топлива из моторного масла. Команды для выполнения способа 500 могут храниться в контроллере (таком как контроллер 12, показанный на фиг. 1-2). Кроме того, контроллер может выполнять способ 500, как описано ниже.
На 502, способ включает в себя определение температуры моторного масла (EOT). В одном из примеров, EOT может измеряться датчиком температуры, расположенным в моторном масле в картере двигателя, или оцениваться посредством модели. На 504, способ включает в себя определение давления паров топлива на основании EOT и типа топлива, используемого в двигателе. Например, каждый тип топлива может иметь содержание составляющих с разным количеством тяжелых и легких фракций. В одном из примеров, способ на 504 может использовать модель давления паров. Модель давления паров может использовать содержание составляющих топлива (предварительно определенное на основании типа топлива и априорных знаний соединений топлива, которые накопились в масле) и измеренную EOT для определения текущего давления паров топлива преобладающих составляющих. На 506, способ включает в себя получение показания IAO2, когда деактивированы обе, продувка и EGR. Способы на 502 и 504 могут выполняться одновременно со способом на 506. Например, контроллер может получать показание IAO2 для оценивания концентрации топлива в моторном масле, только когда деактивированы потоки продувки и EGR. В еще одном примере, контроллер может получать показание IAO2 для оценивания концентрации топлива в моторном масле (и, впоследствии, настройки работы двигателя на основании оцененной концентрации топлива в моторном масле) в ответ на деактивацию как продувки, так и EGR. Как описано выше, деактивация потока EGR может включать в себя те случаи, когда клапан EGR (например, клапан LP-EGR) полностью закрыт, и EGR не течет во впускной канал выше по потоку от IAO2. Кроме того, в еще одном примере, если EGR и/или продувка деактивированы для оценки концентрации топлива и/или помех PCV (описанной на фиг. 4), EGR и/или продувка могут не активироваться, даже если запрошены другой системой двигателя, в течение периода оценки.
На 508, способ включает в себя определение мгновенной концентрации HC в моторном масле посредством деления выходного сигнала IAO2 на оцененное давление паров. Выходной сигнал IAO2 может быть пропорциональным концентрации HC в газовой фазе наряду с тем, что определенная концентрация HC в моторном масле является концентрацией HC в жидкой фазе. На 510, способ включает в себя определение скорости испарения топлива из моторного масла на основании градиента концентрации между концентрацией HC в жидкой фазе (например, в масле) и газовой фазе (например, в воздухе). В еще одном примере, скорость испарения топлива может быть основана на следующих друг за другом оценках концентрации топлива в моторном масле.
На 512, способ включает в себя сохранение мгновенной концентрации HC в масле (например, концентрации топлива в моторном масле) и скорости испарения топлива в памяти контроллера. В одном из примеров, концентрация топлива в моторном масле и испарение топлива могут сохраняться в качестве функции EOT в справочной таблице или расчетной номограмме. Контроллер двигателя затем может обращаться к хранимой справочной таблице или расчетной номограмме во время последующих процедур управления, в которых требуются скорость испарения топлива и/или концентрация топлива в моторном масле. На 514, способ включает в себя получение измерений IAO2 с первым интервалом или частотой, а затем, обновление хранимой концентрации HC в масле и скорости испарения топлива на основании новых измерений IAO2, как описано на этапах 502-510. Установленный интервал для оценивания и обновления данных концентрации топлива в моторном масле и скорости испарения топлива может быть основан на EOT и рабочем состоянии двигателя. Например, если двигатель прогревается, и EOT не находится в установившемся состоянии, интервал для оценивания может быть более коротким, чем если EOT находится в установившемся состоянии (например, по существу не меняется).
На 516, способ включает в себя настройку работы двигателя на основании скорости испарения топлива и концентрации топлива в моторном масле. В одном из примеров, настройка работы двигателя может включать в себя настройку впрыска топлива на основании скорости испарения топлива. Например, контроллер может понижать величину или давление впрыска топлива по мере того, как скорость испарения топлива возрастает. В еще одном примере, контроллер может корректировать последующие выходные сигналы IAO2 на основании концентрации HC в моторном масле. Например, выходной сигнал IAO2 может подвергаться поправке на концентрацию HC в масле, из условия чтобы поправленный выходной сигнал IAO2 отражал понижение кислорода на впуске, обусловленное только EGR и не обусловленное HC PCV. Как результат, контроллер может оценивать поток EGR (например, поток LP-EGR) на основании скорректированного выходного сигнала IAO2. Контроллер затем может настраивать поток EGR (например, настраивать клапан LP-EGR) на основании оцененного потока EGR. В альтернативных примерах, контроллер также может настраивать поток HP-EGR на основании скорректированного выходного сигнала IAO2, для того чтобы настраивать общее количество EGR, выдаваемой в двигатель. В некоторых примерах, скорость испарения топлива может использоваться для оценивания и/или предсказания последующих выходных сигналов IAO2. Если фактический IAO2 отличается на пороговую величину от предсказанного выходного сигнала IAO2, может указываться ухудшение скорости испарения топлива. Если точность оценки скорости испарения топлива ухудшена (например, понижена), оценки потока EGR на основании концентрации топлива в масле могут быть неточными. Как результат, контроллер может устанавливать флаг, что изменение кислорода на впуске, измеренное на IAO2, обусловленное HC PCV, может не компенсироваться способом, очерченным на фиг. 5. Как результат, контроллер может деактивировать поток EGR на некоторую длительность до тех пор, пока влияние HC на IAO2 не уменьшено, как описано выше со ссылкой на фиг. 4A-B (на этапе 420). В еще одном другом примере, если скорость испарения топлива превышает пороговую скорость, контроллер может устанавливать флаг в качестве указателя на стратегию арбитража EGR, показанную на этапе 420 на фиг. 4A. Таким образом, способ, показанный на фиг. 4A-4B, может включать в себя деактивацию потока EGR на некоторую длительность на основании оцененной скорости испарения, возрастающей выше пороговой скорости. В альтернативных примерах, скорость испарения топлива может использоваться для настройки дополнительных средств управления двигателем, таких как процедуры впрыска топлива, или коррекции оценок вязкости моторного масла для дополнительных процедур управления, таких как ответственные за масло.
В качестве одного из вариантов осуществления, способ для двигателя содержит настройку работы двигателя на основании концентрации топлива в моторном масле, концентрация топлива основана на выходном сигнале датчика кислорода на впуске, когда деактивированы продувка и поток EGR, температуре моторного масла и составе топлива. Способ дополнительно содержит оценивание скорости испарения топлива из моторного масла на основании градиента концентрации между концентрацией топлива в моторном масле и выходным сигналом датчика кислорода на впуске, выходной сигнал датчика кислорода на впуске является указывающим концентрацию топлива во всасываемом воздухе. В одном из примеров, настройка работы двигателя включает в себя настройку впрыска топлива в двигатель на основании оцененной скорости испарения топлива, количество впрыскиваемого топлива уменьшается с повышением оцененной скорости испарения топлива. В еще одном примере, настройка работы двигателя включает в себя деактивацию потока EGR на некоторую длительность, когда фактический выходной сигнал датчика кислорода на впуске отличается от ожидаемого выходного сигнала датчика кислорода на впуске на пороговую величину, ожидаемый выходной сигнал основан на оцененной скорости испарения топлива. В еще одном другом примере, настройка работы двигателя включает в себя настройку положения клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске относительно концентрации топлива в моторном масле. Клапан EGR может быть клапаном EGR низкого давления в системе EGR низкого давления. В еще одном примере, клапан EGR может быть клапаном EGR высокого давления в системе EGR высокого давления.
Концентрация топлива дополнительно может быть основана на давлении в картере двигателя и условиях наддува. Например, концентрация топлива может определяться, только когда двигатель подвергается наддуву. Датчик кислорода на впуске расположен во впускном канале ниже по потоку от входа канала EGR низкого давления во впускной канал, канал EGR низкого давления расположен между выпускным каналом ниже по потоку от турбины и впускным каналом выше по потоку от компрессора.
В качестве еще одного варианта осуществления, способ для двигателя содержит во время работы двигателя с наддувом, осуществление потока газов PCV во впуск двигателя выше по потоку от датчика кислорода на впуске; оценивание давления паров на основании температуры моторного масла и состава топлива; оценивание концентрации топлива в моторном масле на основании оцененного давления паров и выходного сигнала датчика кислорода на впуске, когда поток продувки и EGR деактивированы; и настройку клапана EGR на основании концентрации топлива в моторном масле и выходного сигнала датчика кислорода на впуске. Способ дополнительно содержит оценивание скорости испарения топлива из моторного масла на основании градиента концентрации между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и оцененной концентрацией топлива в моторном масле. Дополнительно, способ содержит настройку топливоснабжения двигателя на основании оцененной скорости испарения топлива.
Кроме того, способ содержит установление диагностического флага для деактивации EGR и указание ухудшения оцененной концентрации топлива в моторном масле, обусловленного отличием ожидаемого выходного сигнала датчика кислорода на впуске от фактического выходного сигнала датчика кислорода на впуске на пороговую величину, ожидаемый выходной сигнал датчика кислорода на впуске основан на оцененной скорости испарения топлива. После установления диагностического флага для деактивации EGR, способ может включать в себя снятие диагностического флага для повторной активации EGR, когда ожидаемый выходной сигнал датчика кислорода на впуске, основанный на оцененной скорости испарения топлива, находится в пределах пороговой величины от фактического выходного сигнала датчика кислорода на впуске. В одном из примеров, способ включает в себя деактивацию продувки с первой частотой, для того чтобы определять, указывается ли ухудшение оцененной концентрации топлива в моторном масле, первая частота основана на температуре моторного масла, когда EGR не деактивирована, вследствие влияния углеводородов на выходной сигнал датчика кислорода на впуске. В еще одном примере, способ включает в себя деактивацию продувки со второй частотой, более высокой, чем первая частота, для того чтобы определять, указывается ли ухудшение оцененной концентрации топлива в моторном масле, вторая частота основана на установленной временной длительности, когда EGR была деактивирована, вследствие влияния углеводородов на выходной сигнал датчика кислорода на впуске.
Дополнительно, способ содержит сохранение оцененной скорости испарения топлива и оцененную концентрацию топлива в моторном масле в качестве функции температуры моторного масла в памяти контроллера двигателя. Контроллер двигателя может получать выходной сигнал датчика кислорода на впуске с установленным интервалом, когда продувка и EGR деактивированы, а затем, обновлять хранимые скорость испарения топлива и концентрацию топлива в моторном масле, установленный интервал основан на температуре моторного масла. Во время работы двигателя без наддува, способ включает в себя осуществление потока газов PCV во впуск двигателя ниже по потоку от датчика кислорода на впуске и настройку клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске, а не на основании оцененной концентрации топлива в моторном масле.
Далее, с обращением к фиг. 6, показан графический пример настроек для потока EGR на основании оценок влияния HC PCV на выходной сигнал IAO2. Более точно, график 600 показывает изменения температуры моторного масла (EOT) на графике 602, изменения команды выключения продувки (например, команды для деактивации продувки) на графике 604, изменения потока EGR (например, LP-EGR) на графике 606, изменения наддува на графике 608, изменения разности между выходным сигналом IAO2 и выходным сигналом датчика DPOV на графике 610, изменения разности между выходным сигналом IAO2 и ожидаемым прорывом газов на графике 612, и изменения для установленного диагностического флага на основании скорости испарения топлива на графике 614. Как обсуждено выше, флаг, основанный на скорости испарения топлива может указывать, что влияние HC PCV на выходной сигнал IAO2 находится выше порогового значения.
До момента t1 времени, двигатель подвергается наддуву (график 608), и EOT может быть повышающейся от нижней пороговой температуры (график 602), тем самым, указывая, что моторное масло прогревается. Как результат, контроллер может деактивировать поток продувки (или давать команду выключения потока продувки) с первой частотой, ΔF1 (график 604). Деактивация потока продувки может включать в себя закрывание клапана продувки бачка для прекращения потока продувочных газов на впуск двигателя. Если клапан продувки уже закрыт, контроллер может поддерживать клапан в закрытом положении во время команды деактивировать продувку. Первая частота ΔF1 может быть основана на EOT, из условия чтобы продувке давалась команда выключаться для определения помех PCV на IAO2 для каждого установленного повышения EOT. Например, установленное повышение может иметь значение 5°C, из условия чтобы продувка деактивировалась для выполнения проверки помех PCV (например, влияния HC PCV на выходной сигнал IAO2) каждое повышение EOT на 5°C. В альтернативных примерах, установленное повышение EOT может быть большим, или меньшим, чем 5°C. К тому же, до момента t1 времени, EGR может быть активирована (например, клапан LP-EGR по меньшей мере частично открыт, и течет LP-EGR). После деактивации продувки, контроллер может повторно активировать продувку. Однако, если продувке дана команда закрываться на основании дополнительных условий эксплуатации двигателя, клапан продувки может оставаться закрытым, даже если поток продувки не деактивирован для процедуры оценивания помех PCV.
В момент t1 времени, разность между выходным сигналом датчика IAO2 и выходным сигналом датчика DPOV может быть большей, чем первое пороговое значение, T1 (график 610). Поскольку течет EGR, как выходной сигнал IAO2, так и выходной сигнал датчика DPOV могут давать оценки потока EGR. Если эти оценки отличаются на величину, большую, чем первое пороговое значение T1, углеводороды прорыва газов из потока PCV могут быть оказывающими влияние на выходной сигнал датчика IAO2. В ответ на то, что разность между выходным сигналом IAO2 и выходным сигналом датчика DPOV, является большей, чем первое пороговое значение T1, контроллер может деактивировать EGR (график 606). Например, контроллер может закрывать клапан LP EGR, расположенный в канале LP EGR, для того чтобы блокировать поток LP-EGR от протекания во впускной канал выше по потоку от датчика IAO2.
После деактивации потока EGR в момент t1 времени, контроллер может повторно проверять помехи PCV на IAO2 посредством деактивации продувки и повторной проверки разности между выходным сигналом IAO2 и предсказанным прорывом газов со второй частотой ΔF2. Вторая частота ΔF2 может быть скорее основана на установленных временных интервалах, нежели основана на EOT. В некоторых примерах, как показано на фиг. 6, вторая частота ΔF2 может быть более высокой, чем первая частота ΔF1, из условия чтобы влияние помех PCV на IAO2 проверялось чаще после того, как продувка была деактивирована вследствие нахождения помех PCV выше порогового значения. В альтернативных вариантах осуществления, первая частота и вторая частота могут быть по существу одинаковыми.
Между моментом t1 времени и моментом t2 времени, флаг может устанавливаться на основании оцененной скорости испарения топлива (график 614). Как обсуждено выше, если влияние HC PC на выходной сигнал IAO2 может не компенсироваться для использования оцененной концентрации топлива в моторном масле, контроллер может деактивировать продувку. Например, если IAO2 является иным, чем предсказанный по скорости испарения топлива на пороговую величину, контроллер может устанавливать флаг, дающий в результате деактивацию EGR. Поскольку EGR уже деактивирована между моментом t1 времени и моментом t2 времени, EGR остается выключенной в ответ на флаг.
В момент t2 времени, разность между выходным сигналом IAO2 и ожидаемым прорывом газов уменьшается обратно ниже второго порогового значения T2 (график 612), тем самым, указывая, что помехи PCV на IAO2 понизились обратно ниже порогового значения. Как результат, контроллер может повторно активировать EGR в ответ на разность между выходным сигналом IAO2 и ожидаемым прорывом газов, находящуюся ниже второго порогового значения T2. Повторная активация потока EGR может включать в себя открывание клапана LP-EGR и настройку потока LP-EGR на запрошенный уровень. Дополнительно, второе пороговое значение T2 может быть иным, чем первое пороговое значение T1.
В момент t3 времени, EOT достигает установившееся состояние, из условия чтобы EOT была по существу установившейся и больше не возрастала (график 602). Как результаты, поскольку EGR активирована, контроллер может деактивировать продувку и проверять влияние углеводородов PCV на IAO2 всего лишь раз, в то время как EOT остается в установившихся условиях. В альтернативных вариантах осуществления, контроллер может проверять помехи PCV и деактивировать продувку больше, чем один раз, но с частотой, более низкой, чем первая частота ΔF1 и вторая частота ΔF2.
В момент t4 времени, EOT начинает возрастание выше установившегося уровня (график 602). Как результат, контроллер начинает деактивацию продувки и проверку помех PCV на IAO2 с первой частотой ΔF1. В момент t5 времени, контроллер определяет, что разность между выходным сигналом IAO2 и ожидаемым прорывом газов (BB) является большей, чем второе пороговое значение T2. В ответ на то, что разность между выходным сигналом IAO2 и ожидаемыми BB, является большей, чем пороговое значение T2, контроллер дает команду выключения потока EGR (например, закрывает клапан LP-EGR). Однако, поскольку поток EGR уже деактивирован (график 606), контроллер поддерживает деактивированный поток EGR в момент t5 времени. После момента t5 времени, контроллер начинает деактивацию продувки и проверку помех PCV на IAO2 со второй частотой ΔF2.
Как показано в момент t1 времени на фиг. 6, во время первого состояния, когда EGR течет, а продувка деактивирована, контроллер двигателя может деактивировать EGR, когда разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV является большей, чем первое пороговое значение T1. Как показано в момент t5 времени, во время второго состояния, когда EGR не течет, и продувка деактивирована, контроллер двигателя может деактивировать поток EGR, когда разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым потоком прорыва газов является большей, чем второе пороговое значение T2. Деактивация потока EGR во время второго состояния может включать в себя поддержание потока EGR выключенным (например, поддержание клапана EGR закрытым) до тех пор, пока разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым прорыва газов не уменьшается обратно ниже второго порогового значения T2. Контроллер затем может включать EGR, если EGR запрашивается на основании дополнительных условий эксплуатации двигателя.
Как показано в момент t2 времени, контроллер может повторно активировать поток EGR после деактивации EGR, когда разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым потоком прорыва газов не является большей, чем второе пороговое значение T2, когда деактивирована продувка. Как обсуждено выше, ожидаемый прорыв газов может храниться в памяти контроллера в справочной таблице в качестве функции текущих числа оборотов двигателя и давления в коллекторе.
Как показано до момента t1 времени и между моментом t4 времени и моментом t5 времени, когда температура моторного масла не находится в установившемся состоянии, контроллер может деактивировать продувку и определять разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV или разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым потоком прорыва газов на первое частоте. Затем, как показано между моментом t3 времени и моментом t4 времени, когда температура моторного масла находится в установившемся состоянии, контроллер может деактивировать продувку и определять разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и выходным сигналом датчика DPOV или разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым потоком прорыва газов всего лишь один раз.
Как показано между моментом t1 времени и моментом t2 времени, и после момента t5 времени, после деактивации EGR, контроллер может деактивировать продувку и определять разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске и ожидаемым потоком прорыва газов со второй частотой, вторая частота является более высокой, чем первая частота. Как обсуждено выше, датчик DPOV расположен в канале EGR низкого давления, а датчик кислорода на впуске расположен во впускном канале ниже по потоку от входа канала PCV во время условий с наддувом и ниже по потоку от входа канала EGR низкого давления.
Таким образом, когда углеводороды из потока PCV являются оказывающими влияние на выходной сигнала датчика кислорода на впуске, контроллер двигателя может временно деактивировать поток EGR. Затем, когда влияние углеводородов потока PCV уменьшается ниже порогового значения, контроллер может повторно активировать поток EGR. Контроллер затем может оценивать поток EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске. В одном из примеров, выходной сигнал датчика кислорода на впуске может корректироваться на основании оцененной концентрации топлива в моторном масле. По существу, технический результат достигается коррекцией выходного сигнала датчика кислорода на впуске для компенсации углеводородов PCV или временной деактивацией потока EGR, когда воздействие углеводородов PCV на датчик кислорода на впуске находится выше порогового значения. Таким образом, настройки потока EGR могут производиться, только когда поток EGR оценивается на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске, отражающего понижение кислорода на впуске только вследствие EGR а не вследствие потока PCV. Как результат, управление системой EGR может усиливаться, и выбросы двигателя могут поддерживаться на требуемых уровнях.
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 машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Следует понимать, 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-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные 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.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБЫ И СИСТЕМА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2674096C2 |
| СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОТОКА PCV (ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА) ДАТЧИКОМ КИСЛОРОДА НА ВПУСКЕ | 2014 |
|
RU2669076C2 |
| СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2014 |
|
RU2665197C2 |
| Аппарат для испытаний двигателей (варианты) | 2016 |
|
RU2713811C2 |
| СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ДАТЧИКА КИСЛОРОДА | 2014 |
|
RU2653712C2 |
| СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ДАТЧИКА КИСЛОРОДА НА ВПУСКЕ | 2014 |
|
RU2653721C2 |
| СПОСОБ КОРРЕКТИРОВАНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ДАТЧИКА КИСЛОРОДА НА ВПУСКЕ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) | 2014 |
|
RU2642969C2 |
| СПОСОБЫ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ | 2015 |
|
RU2669111C2 |
| СПОСОБ ВПРЫСКА ТОПЛИВА (ВАРИАНТЫ) | 2013 |
|
RU2609016C2 |
| ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОХЛАДИТЕЛЯ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАТЧИКА DPOV (ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ НА КЛАПАНЕ) | 2014 |
|
RU2666934C2 |
Изобретение относится к двигателю внутреннего сгорания. Способ управления двигателем, содержащий этап, на котором деактивируют поток EGR в ответ на то, что влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске возрастает выше порогового значения, когда поток продувки деактивирован. Влияние углеводородов потока PCV основано на разности между первой оценкой потока EGR, основанной на выходном сигнале датчика кислорода на впуске, и второй оценкой потока EGR, основанной на выходном сигнале датчика DPOV, когда течет EGR. Повышается точность измерения датчика. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.
1. Способ управления двигателем, содержащий этап, на котором:
деактивируют поток EGR в ответ на то, что влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске возрастает выше порогового значения, когда поток продувки деактивирован, причем влияние углеводородов потока PCV основано на разности между первой оценкой потока EGR, основанной на выходном сигнале датчика кислорода на впуске, и второй оценкой потока EGR, основанной на выходном сигнале датчика DPOV, когда течет EGR.
2. Способ по п. 1, в котором влияние углеводородов потока PCV основано на разности между концентрацией углеводородов в моторном масле, основанной на выходном сигнале датчика кислорода на впуске, и ожидаемым прорывом газов, когда EGR не течет.
3. Способ по п. 2, в котором ожидаемый прорыв газов основан на предварительно определенном количестве прорывных газов для текущих давления в коллекторе и числа оборотов двигателя.
4. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых, когда поток EGR не деактивирован вследствие того, что влияние углеводородов потока PCV находится ниже порогового значения, деактивируют продувку и определяют влияние углеводородов потока PCV, в то время как продувка деактивирована, с первой частотой, причем первая частота основана на температуре моторного масла.
5. Способ по п. 4, дополнительно содержащий этапы, на которых, после деактивации потока EGR в ответ на влияние углеводородов потока PCV, деактивируют продувку и определяют последующее влияние углеводородов потока PCV, в то время как продувка деактивирована, со второй частотой, причем вторая частота отличается от первой частоты.
6. Способ по п. 5, в котором вторая частота является установленной основанной на времени частотой, и при этом первая частота основана на установленном изменении температуры моторного масла, причем вторая частота является более высокой, чем первая частота, так чтобы продувка деактивировалась чаще со второй частотой.
7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором повторно активируют поток EGR в ответ на то, что влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске убывает ниже порогового значения.
8. Способ по п. 1, в котором деактивация потока EGR в ответ на то, что влияние углеводородов потока PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске возрастает выше порогового значения, включает в себя этап, на котором деактивируют EGR в ответ на диагностический флаг, указывающий ухудшение оцененной концентрации топлива в моторном масле, причем диагностический флаг устанавливается в ответ на то, что ожидаемый выходной сигнал датчика кислорода на впуске отличается от фактического выходного сигнала датчика кислорода на впуске на пороговую величину, причем ожидаемый выходной сигнал датчика кислорода на впуске основан на оцененной скорости испарения топлива из моторного масла.
9. Способ по п. 8, в котором оцененная скорость испарения топлива основана на выходном сигнале датчика кислорода на впуске, оцененной концентрации топлива в моторном масле, составе топлива и температуре моторного масла.
10. Способ по п. 1, в котором деактивация потока EGR включает в себя деактивацию EGR во время работы двигателя с наддувом.
11. Способ по п. 1, в котором деактивация потока EGR включает в себя этап, на котором закрывают клапан EGR, расположенный в канале EGR низкого давления, причем канал EGR низкого давления расположен между выпускным каналом ниже по потоку от турбины и впускным каналом выше по потоку от компрессора.
12. Способ по п. 11, в котором датчик кислорода на впуске расположен ниже по потоку от входа канала EGR низкого давления во впускной канал, и при этом датчик DPOV расположен в канале EGR низкого давления.
13. Способ управления двигателем, содержащий этапы, на которых:
во время первого состояния, когда EGR течет, и продувка деактивирована, деактивируют EGR, когда разность между первой оценкой потока EGR, основанной на выходном сигнале датчика кислорода на впуске, и второй оценкой потока EGR, основанной на выходном сигнале датчика DPOV, является большей, чем первое пороговое значение; и
во время второго состояния, когда EGR не течет, и продувка деактивирована, деактивируют поток EGR, когда разность между концентрацией углеводородов в моторном масле, определенной на основе выходного сигнала датчика кислорода на впуске, и ожидаемым потоком прорыва газов является большей, чем второе пороговое значение.
14. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этап, на котором повторно активируют поток EGR после деактивации EGR, когда разность между концентрацией углеводородов в моторном масле, определенной на основе выходного сигнала датчика кислорода на впуске, и ожидаемым потоком прорыва газов не является большей, чем второе пороговое значение, когда деактивирована продувка.
15. Способ по п. 13, в котором ожидаемый поток прорыва газов хранится в памяти контроллера в справочной таблице в качестве функции текущих числа оборотов двигателя и давления в коллекторе, и дополнительно содержащий этап, на котором деактивируют EGR для определения разности между концентрацией углеводородов в моторном масле, определенной на основе выходного сигнала датчика кислорода на впуске, и ожидаемым потоком прорыва газов, если EGR течет, и двигатель не включает в себя датчик DPOV, или датчик DPOV подвергнут ухудшению характеристик, и дополнительно содержащий этап, на котором поддерживают поток EGR деактивированным, когда разность между концентрацией углеводородов в моторном масле, определенной на основе выходного сигнала датчика кислорода на впуске, и ожидаемым потоком прорыва газов является большей, чем второе пороговое значение.
16. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этапы, на которых, когда температура моторного масла не находится в установившемся состоянии, деактивируют продувку и определяют разность между первой оценкой потока EGR и второй оценкой потока EGR или разность между концентрацией углеводородов в моторном масле, определенной на основе выходного сигнала датчика кислорода на впуске, и ожидаемым потоком прорыва газов с первой частотой, и дополнительно содержащий этапы, на которых, когда температура моторного масла находится в установившемся состоянии, деактивируют продувку и определяют разность между первой оценкой потока EGR и второй оценкой потока EGR или разность между концентрацией углеводородов в моторном масле, определенной на основе выходного сигнала датчика кислорода на впуске, и ожидаемым потоком прорыва газов только один раз.
17. Способ по п. 16, дополнительно содержащий этапы, на которых, после того, как деактивируют EGR, деактивируют продувку и определяют разность между концентрацией углеводородов в моторном масле, определенной на основе выходного сигнала датчика кислорода на впуске, и ожидаемым потоком прорыва газов со второй частотой, причем вторая частота является более высокой, чем первая частота.
18. Способ по п. 13, в котором датчик DPOV расположен в канале EGR низкого давления, и при этом датчик кислорода на впуске расположен во впускном канале ниже по потоку от входа канала PCV во время условий с наддувом и ниже по потоку от входа канала EGR низкого давления.
19. Система управления двигателем, содержащим:
впускной коллектор;
картер двигателя, присоединенный к впускному коллектору через клапан PCV;
турбонагнетатель со впускным компрессором, выпускной турбиной 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, причем бачок присоединен к впускному коллектору через клапан продувки;
канал рециркуляции отработавших газов (EGR) низкого давления, присоединенный между выпускным каналом ниже по потоку от выпускной турбины и впускным каналом выше по потоку от впускного компрессора, причем канал EGR низкого давления включает в себя клапан EGR низкого давления и датчик DPOV низкого давления для измерения потока EGR низкого давления;
датчик кислорода на впуске, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха и выше по потоку от впускного дросселя;
содержащая:
контроллер с машиночитаемыми командами для деактивации потока EGR в ответ на то, что разность между первой оценкой потока EGR, основанной на выходном сигнале датчика кислорода на впуске, и второй оценкой потока EGR, основанной на выходном сигнале датчика DPOV, возрастает выше первого порогового значения, когда EGR течет, а поток продувки деактивирован.
20. Система по п. 19, в которой машиночитаемые команды дополнительно включают в себя команды для поддержания потока EGR деактивированным в ответ на то, что разность между концентрацией углеводородов в моторном масле, определенной на основе выходного сигнала датчика кислорода на впуске, и ожидаемым прорывом газов возрастает выше второго порогового значения, когда EGR не течет и поток продувки деактивирован, и при этом команды включают в себя команды для поддержания потока EGR деактивированным до тех пор, пока разность между концентрацией углеводородов в моторном масле, определенной на основе выходного сигнала датчика кислорода на впуске, и ожидаемым прорывом газов не уменьшается обратно ниже второго порогового значения.
| US 4236492 A, 02.12.1980 | |||
| US 4601273 A, 22.07.1986 | |||
| DE 102010042104 A1, 26.04.2012 | |||
| ПРИСПОСОБЛЕНИЕ К КРУГЛЫМ ВЯЗАЛЬНЫМ МАШИНАМ ДЛЯ ПОДЪЕМА И ОПУСКАНИЯ ИГЛ | 1926 |
|
SU5613A1 |
| Эксцентрик с изменяемой величиной эксцентриситета | 1957 |
|
SU112869A1 |
