СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СИСТЕМЫ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ Российский патент 2019 года по МПК F02M26/49 F02D21/08 F02D41/22 

Область техники

Настоящее изобретение относится в основном к способам и системам для бортовой диагностики компонентов системы рециркуляции отработавших газов (РОГ).

Уровень техники и раскрытие изобретения

Системы двигателя могут использовать рециркуляцию отработавших газов из выпускной системы двигателя во впускную систему двигателя, то есть, процесс, называемый «рециркуляция отработавших газов» (РОГ), для уменьшения регулируемых выбросов вредных веществ. Клапаном РОГ можно управлять для достижения требуемого разбавления впускного воздуха для заданных условий работы двигателя. Традиционно, количество РОГ низкого давления (РОГ НД) и/или РОГ высокого давления (РОГ ВД), направляемое через систему РОГ, измеряют и регулируют на основе частоты вращения двигателя, температуры двигателя и нагрузки во время работы двигателя, для поддержания требуемой стабильности сгорания в двигателе при обеспечении выгод по экономии топлива и выбросам вредных веществ. РОГ позволяет эффективно уменьшать температуры камеры сгорания, что уменьшает образование оксидов азота (OA). Кроме того, РОГ уменьшает насосную работу двигателя и увеличивает степень сжатия, что обеспечивает увеличение экономии топлива. Процедура диагностики, возможно, должна выполняться периодически или во время подходящей ситуации - для контроля работы системы РОГ.

Для диагностики системы РОГ предлагаются различные подходы. В одном примере, как показано в патенте США 5508926, Уэйд раскрывает способ для обнаружения ограничений в системе РОГ во время установившейся работы двигателя. Давление воздуха во впускном коллекторе двигателя наблюдают в течение тестового периода в то время, когда некоторое количество (определенное на основе условий работы двигателя) РОГ подают во впускной коллектор. Изменения наблюдаемого давления воздуха фильтруют посредством процесса фильтрации с запаздыванием, содержащего динамический коэффициент фильтра. Затем отфильтрованное давление воздуха сравнивают с динамическим порогом для определения ограничения в системе РОГ.

Однако авторы настоящего изобретения обнаружили возможные проблемы в таких системах. Согласно одному примеру, при использовании единственного динамического порога для диагностики системы РОГ, невозможно определить разницу между ухудшениями в системе РОГ, вызванными недостаточным потоком РОГ, и ухудшениями, вызванными избыточным потоком РОГ. Кроме того, подход Уэйда не позволяет обнаружить нежелательный поток РОГ, существующий, когда РОГ не требуется. В другом примере, подход Уэйда ограничен условиями установившейся работы. Однако может появиться необходимость выполнения диагностики РОГ во время переходных условий работы двигателя для уменьшения выбросов вредных веществ из выхлопной трубы.

В одном примере раскрытые выше проблемы, могут быть по меньшей мере частично решены посредством способа для двигателя, содержащего: при изменении заданного командой потока РОГ, динамическое регулирование верхнего и нижнего пределов РОГ на основе заданного командой потока РОГ, указание на ухудшение системы РОГ на основе сравнения отношения накопленной разности между измеренным потоком РОГ и верхним или нижним пределами РОГ к накопленному заданному командой потоку РОГ с пороговым значением, основанным на уровнях OA в отработавших газах, и регулирование потока РОГ на основе указания на ухудшение. Таким образом, путем динамического обновления диапазона отказоустойчивости РОГ, на основе заданного командой потока РОГ, и соответствующего регулирования порога для обнаружения ухудшения системы РОГ на основе уровней выбросов вредных веществ, диагностика системы РОГ может быть выполнена эффективно как во время установившегося, так и во время переходного состояния работы двигателя.

Согласно одному примеру, диагностическая программа системы РОГ может выполняться периодически или во время благоприятной ситуации во время ездового цикла автомобиля. При изменении условий работы двигателя заданный командой поток РОГ могут изменять для выполнения требования по изменению РОГ. Могут также вычислить динамический диапазон отказоустойчивости РОГ, причем диапазон отказоустойчивости имеет нижний предел и верхний предел, каждый из которых основан на заданном командой потоке РОГ. В одном примере интервал допусков можно вычислить как функцию заданного командой потока РОГ с помощью множителя, величина которого изменяется при изменении (например, значения изменения и скорости изменения) потока РОГ, например, в зависимости от того, увеличивается ли или уменьшается заданный командой расход РОГ. Фактический расход РОГ измеряют посредством датчика потока РОГ, например, датчика давления (или датчика абсолютного давления или датчика перепада давления). Если измеренный расход РОГ больше заданного командой расхода, то разность между верхним пределом диапазона отказоустойчивости и измеренным расходом РОГ могут оценить для получения ошибки массового расхода. Если измеренный расход РОГ меньше заданного командой расхода, то разность между нижним пределом диапазона отказоустойчивости и измеренным расходом РОГ могут оценить для получения ошибки массового расхода. Если поток РОГ обнаружен во время условий, когда РОГ не задан командой (то есть, заданный командой расход РОГ равен нулю), то разность между фиксированным (верхним) пределом РОГ и измеренным расходом РОГ могут оценить для получения ошибки массового расхода. Ошибку массового расхода и заданный командой массовый расход РОГ могут накапливать по некоторой продолжительности (которая в настоящем документе также называется «тестовым периодом»). Затем отношение накопленной ошибки массового расхода к накопленному заданному командой массовому расходу РОГ могут сравнить с пороговым значением. Могут применять различные пороги для диагностирования событий недостаточного потока РОГ, нежелательного потока РОГ и избыточного потока РОГ с учетом приемлемых пределов по выбросам вредных веществ из выхлопной трубы в каждом случае. Могут проинформировать об ухудшении системы РОГ, и могут установить диагностический код, если это отношение больше заданного порогового значения. После информирования об ухудшении системы РОГ могут временно отключить дальнейшую подачу РОГ посредством закрытия клапана РОГ. В одном примере, где подход с использованием диагностики применяют для диагностирования системы РОГ высокого давления (ВД), в качестве реакции на ухудшение системы РОГ ВД могут увеличить подачу РОГ посредством системы РОГ низкого давления (НД).

Таким образом, за счет динамического регулирования диапазона отказоустойчивости РОГ на основе заданного командой потока РОГ и изменения порогового значения для обнаружения ухудшения системы РОГ на основе стандартов по выбросам вредных веществ, можно уменьшить нежелательные выбросы вредных веществ из выхлопной трубы, вызванные ухудшенным системы РОГ. За счет выбора различных пороговых значений для процедуры диагностики на основе заданного командой расхода РОГ относительно измеренного расхода РОГ, ухудшение системы РОГ, приводящее к недостаточному потоку РОГ, можно отличить от ухудшения, приводящего к избыточному потоку РОГ, и, соответственно, можно решить эту проблему. За счет оценки нежелательного потока РОГ (когда РОГ не задана командой) на основе накопленного потока впускного воздуха, могут быть обнаружены утечки в клапане РОГ. Технический эффект от динамических вычислений диапазона отказоустойчивости для оценки ошибки массового расхода РОГ с учетом изменений потока РОГ заключается в том, что могут быть уменьшены ошибочные указания на ухудшение системы РОГ из-за транспортных задержек между обеспеченным и заданным командой расходами РОГ. В целом, возможность надежной и точной диагностики системы РОГ позволяет увеличить выгоды по экономии топлива и по выбросам вредных веществ при использовании РОГ в более широком диапазоне условий работы двигателя.

Следует понимать, что вышеприведенное краткое раскрытие изобретения служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут раскрыты подробно в разделе «Осуществление изобретения». Это раскрытие не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного объекта изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный объект изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан пример схемы системы двигателя, содержащей систему рециркуляции отработавших газов (РОГ) двигателя.

На фиг. 2 показана блок-схема алгоритма, иллюстрирующего способ, который может быть осуществлен для полной диагностики системы РОГ, в том числе, во время недостаточного потока РОГ.

На фиг. 3 показана блок-схема алгоритма, иллюстрирующего способ, который может быть осуществлен для диагностики системы РОГ во время избыточного потока РОГ.

На фиг. 4 показана блок-схема алгоритма, иллюстрирующего способ, который может быть осуществлен для диагностики системы РОГ во время нежелательного потока РОГ.

На фиг. 5 показан пример диагностики системы РОГ во время недостаточного потока РОГ.

На фиг. 6 показан пример диагностики системы РОГ во время нежелательного потока РОГ.

На фиг. 7 показан пример диагностики системы РОГ во время избыточного потока РОГ.

На фиг. 8 показан пример обнаружения ухудшения системы РОГ на основе диагностики системы РОГ.

Осуществление изобретения

Нижеследующее раскрытие относится к системам и способам для бортовой диагностики системы рециркуляции отработавших газов (РОГ). Пример системы двигателя с наддувом содержит системы РОГ низкого давления и РОГ высокого давления и показан на фиг. 1. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнения управляющей программы, например, программы, показанной в качестве примера на фиг. 2, 3 и 4, для выполнения бортовой диагностики системы РОГ во время недостаточного, избыточного и нежелательного потока РОГ. Примеры процедур диагностики по обнаружению ухудшения системы РОГ ВД показаны на фиг. 5-8.

На фиг. 1 схематично показаны аспекты примера системы 100 двигателя, содержащей двигатель 10. В изображенном варианте осуществления двигатель 10 представляет собой двигатель с наддувом, соединенный с турбонагнетателем 13, содержащим компрессор 114, приводимый в движение турбиной 116. Выпускная турбина 116 может быть выполнена в качестве турбины с изменяемой геометрии (ТИГ). В частности, атмосферный воздух может проходить по впускному патрубку 42 в двигатель 10 через воздухоочиститель 112 и может проходить к компрессору 114. Компрессор может представлять собой любой подходящий компрессор впускного воздуха, например, приводимый в движение посредством мотора, или может представлять собой компрессор механического нагнетателя с приводом от ведущего вала. В системе 100 двигателя компрессор представляет собой компрессор турбонагнетателя, механически соединенный с турбиной 116 посредством вала 19, причем турбина 116 может приводиться в движение за счет расширяющих отработавших газов двигателя. Привод 92 перепускной заслонки может быть приведен в открытое положение, что позволяет снизить по меньшей мере часть давления отработавших газов за счет направления газов из области выше по потоку от турбины в область ниже по потоку от турбины через перепускную заслонку 90. За счет уменьшения давления отработавших газов выше по потоку от турбины может быть уменьшена частота вращения турбины, что, в свою очередь, может способствовать уменьшению помпажа компрессора и решить проблемы наддува.

Компрессор 114 может быть соединен через охладитель наддувочного воздуха (ОВН) 17 с дроссельным клапаном 20. Дроссельный клапан 20 соединен с впускным коллектором 22 двигателя. От компрессора сжатый заряд воздуха может проходить через охладитель 17 наддувочного воздуха и дроссельный клапан во впускной коллектор. Канал рециркуляции компрессора (не показанный на схеме) может использоваться для контроля помпажа компрессора. В частности, для уменьшения помпажа компрессора, например, при нажатии водителем педали акселератора, давление наддува может быть сброшено посредством направления газов из впускного коллектора, ниже по потоку от ОВН 17 и выше по потоку от дроссельного клапана 20, во впускной патрубок 42. За счет направления воздуха наддува из области выше по потоку от впускного отверстия впускного дросселя в область выше по потоку от впускного отверстия компрессора, давление наддува можно быстро уменьшить и, тем самым, ускорить управление наддувом.

Один или несколько датчиков могут быть расположены на входе компрессора 114. Например, температурный датчик 55 может быть соединен с этим входом для оценки температуры у входа компрессора, а датчик 56 давления может быть соединен с этим входом для оценки давления у входа компрессора. В другом примере датчик 57 влажности может быть соединен с этим входом для оценки влажности заряда воздуха, поступающего в компрессор. Тем не менее, могут использоваться и другие датчики, например, датчики воздушно-топливного отношения и т.д. В других примерах один или несколько параметров на входе компрессора (например, влажность, температура, давление и т.д.) могут быть выведены на основе условий работы двигателя. Кроме того, во время рециркуляции отработавших газов (РОГ) датчики могут оценивать температуру, давление, влажность и воздушно-топливное отношение для смеси заряда воздуха, которая может содержать свежий воздух, рециркулируемый сжатый воздух и остатки отработавших газов, попавших на вход компрессора.

В некоторых примерах впускной коллектор 22 может содержать датчик 124 давления впускного коллектора для оценки давления в коллекторе (ДВК) и/или датчик 126 потока впускного воздуха для оценки массового расхода воздуха (МРВ) во впускном коллекторе 22. Впускной коллектор 22 соединен с несколькими камерами 30 сгорания посредством нескольких впускных клапанов (не показанных на схеме). Камеры сгорания также соединены с выпускным коллектором 36 посредством нескольких выпускных клапанов (не показанных на схеме). В изображенном варианте осуществления показан единственный выпускной коллектор 36. Однако в других вариантах осуществления выпускной коллектор может содержать множество секций выпускного коллектора. Конфигурации, имеющие множество секций выпускного коллектора, могут обеспечить подачу отработавших газов от различных камер сгорания в различные места в системе двигателя.

В одном варианте осуществления каждым выпускным и впускным клапаном могут управлять или приводить эти клапаны в действие электронным способом. В другом варианте осуществления каждым выпускным и впускным клапаном могут управлять или приводить эти клапаны в действие посредством кулачков. Вне зависимости от способа приведения в действие (посредством электронного привода или кулачка), моменты открытия и закрытия выпускных и впускных клапанов могут регулировать на основе требуемого процесса сгорания и управления выбросами вредных веществ.

В камеры 30 сгорания могут подавать один или несколько видов топлива, таких как бензин, смеси спиртового топлива, дизельное топливо, биодизельное топливо, сжатый природный газ и т.д. через инжектор 66. Топливо могут подавать в камеры сгорания с использованием непосредственного впрыска, впрыска во впускные каналы, впрыска в корпус дроссельного клапана или посредством любой их комбинации. В камерах сгорания процесс сгорания могут инициировать посредством воспламенения от искры и/или посредством воспламенения от сжатия.

Как показано на фиг. 1, отработавшие газы из одной или нескольких секций выпускного коллектора могут быть направлены к турбине 116, что позволяет приводить турбину в движение. Затем объединенные потоки газов из турбины и перепускной заслонки могут проходить через устройство снижения токсичности отработавших газов 170. В целом, одно или несколько устройств 170 снижения токсичности отработавших газов могут содержать один или несколько каталитических нейтрализаторов, выполненных с возможностью каталитической обработки потока отработавших газов, что позволяет уменьшить количество одного или нескольких веществ в потоке отработавших газов. Например, один каталитический нейтрализатор отработавших газов может быть выполнен с возможностью улавливания оксидов азота (OA) из потока отработавших газов, когда отработавшие газы обеднены, и с возможностью уменьшения концентрации OA, когда отработавшие газы обогащены. В других примерах каталитический нейтрализатор отработавших газов может быть выполнен с возможностью снижения доли OA или выборочного уменьшения количества OA посредством реагента-восстановителя. В других примерах каталитический нейтрализатор отработавших газов может быть выполнен с возможностью окисления остаточных углеводородов и/или окиси углерода в потоке отработавших газов. Различные каталитические нейтрализаторы отработавших газов, имеющие любую аналогичную функциональность, могут быть встроены в покрытия катализатора или в другом месте в блоках очистки отработавших газов: совместно или по отдельности. В некоторых вариантах осуществления блоки очистки отработавших газов могут содержать регенерируемый сажевый фильтр, выполненный с возможностью улавливания и окисления частиц сажи в потоке отработавших газов. Все отработавшие газы или часть отработавших газов после обработки в устройстве 170 снижения токсичности отработавших газов можно выпустить в атмосферу через выпускной патрубок 102 после прохождения через глушитель 172.

Часть отработавших газов из выпускного патрубка 102 может быть повторно направлена во впускной коллектор 22 через систему 140 рециркуляции отработавших газов (РОГ), содержащую систему 142 обеспечения рециркуляции отработавших газов низкого давления (РОГ НД) и систему 144 обеспечения рециркуляции отработавших газов высокого давления (РОГ ВД). Нагнетательный канал 180 для рециркуляции отработавших газов низкого давления (РОГ НД) может быть соединен с выпускным патрубком 102 выше по потоку от места расположения устройства 170 снижения токсичности отработавших газов. Часть отработавших газов из выпускного патрубка 102 могут подавать из области ниже по потоку от турбины 116 турбонагнетателя во впускной коллектор 22 двигателя, выше по потоку от компрессора 114 турбонагнетателя в качестве РОГ НД. Степень открытия клапана 52 РОГ могут регулировать для управления потоком отработавших газов из выпускного патрубка 102 во впускной коллектор 22 через канал 180 РОГ. Клапан 52 РОГ могут открыть для направления управляемого количества отработавших газов к входному отверстию компрессора для обеспечения требуемого процесса сгорания и управления характеристиками по выбросам вредных веществ. Часть отработавших газов из выпускного патрубка 102 могут подавать из области выше по потоку от турбины 116 турбонагнетателя во впускной коллектор 22 двигателя, ниже по потоку от компрессора 114 турбонагнетателя через канал 182 РОГ ВД. Охладитель 184 РОГ может быть соединен с каналом 182 РОГ ВД для охлаждения отработавших газов перед подачей их во впускной коллектор. Узел 190 клапана РОГ ВД может быть соединен с каналом РОГ ВД для регулирования потока отработавших газов из выпускного патрубка 102 во впускной коллектор 22 через канал 182 РОГ. Узел 190 клапана может содержать клапан 192 РОГ с датчиком положения клапана РОГ и два 100-миллиметровых отверстия 193. Датчик 194 перепада давления может быть присоединен между узлом 190 клапана и нагнетательным каналом 182 РОГ ВД. Расход РОГ через канал 182 РОГ ВД можно оценить на основе показаний датчика положения клапана РОГ и датчика 194 перепада давления.

Клапан 52 РОГ может также представлять собой часть узла клапана, соединенного с каналом 180 РОГ НД (аналогично узлу 190 клапана РОГ ВД). Клапаны 52 и 192 могут быть выполнены как постоянно регулируемые клапаны. Однако в альтернативном примере клапаны 52 и 192 РОГ могут быть выполнены как двухпозиционные клапаны.

Один или несколько датчиков могут быть соединены с каналами 180 и 182 РОГ для получения информации относительно состава и условий РОГ. Например, температурный датчик 197 может использоваться для определения температуры РОГ, датчик 198 абсолютного давления может использоваться для определения давления РОГ, датчик влажности может использоваться для определения влажности или содержания воды в текучей среде РОГ и датчик воздушно-топливного отношения может использоваться для оценки воздушно-топливного отношения РОГ. В качестве альтернативы условия РОГ могут быть вычислены на основе одного или более из следующего: показания датчиков 55-57 для измерения температуры, давления, влажности и воздушно-топливного отношения, присоединенных к входу компрессора. В одном примере датчик воздушно-топливного отношения 57 представляет собой кислородный датчик.

Количество газов РОГ низкого давления (РОГ НД) и/или РОГ высокого давления (РОГ ВД), направляемых через систему 140 РОГ, может быть затребовано для достижения требуемого разбавления двигателя, что позволяет повысить эффективность расхода топлива и улучшить качество выбросов вредных веществ. Требуемое количество РОГ может быть выбрано на основе условий работы двигателя, в том числе, на основе нагрузки двигателя, частоты вращения двигателя, температуры двигателя и т.д. Например, контроллер может обратиться к справочной таблице, содержащей частоту вращения и нагрузку двигателя в качестве входных данных, и значение сигнала, соответствующего степени заданного командой открытия клапана РОГ в качестве выходных данных, причем степень открытия, обеспечивающая уровень разбавления, соответствует входной частоте вращения и нагрузке двигателя. В другом примере контроллер может использовать модель, которая позволяет соотнести изменение нагрузки двигателя с изменением требуемого разбавления для двигателя и дополнительно позволяет соотнести изменение требования по разбавлению для двигателя с изменением требования по РОГ. Например, когда нагрузка двигателя увеличивается от низкой нагрузки до средней нагрузки, требование по РОГ может увеличиться, и затем, когда нагрузка двигателя увеличивается от средней нагрузки до высокой нагрузки, требование по РОГ может уменьшиться. Процедура диагностики, возможно, должна выполняться периодически или во время благоприятной ситуации, для контроля работы системы РОГ для уменьшения вероятности ухудшения системы РОГ, приводящего к нежелательному качеству выбросов вредных веществ. Например, диагностическая программа может быть выполнена один раз в течение поездки.

Для системы 144 РОГ ВД, когда измеренный поток РОГ больше заданного командой потока РОГ, ухудшение системы РОГ может быть указано на основе первой накопленной разности между измеренным потоком РОГ и верхним пределом диапазона отказоустойчивости, накопленным по продолжительности, по расстоянию или по поездке автомобиля. Таким образом, первое отношение первой накопленной разности к накопленному заданному командой массовому расходу РОГ, который оценивают по продолжительности и по ухудшению системы РОГ, вызывающему избыточный поток РОГ, может быть указано в качестве реакции на превышение первым отношением первого порогового значения. Когда измеренный поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ, ухудшение системы РОГ может быть указано на основе второй накопленной разности между измеренным потоком РОГ и нижним пределом диапазона отказоустойчивости, накопленным по продолжительности, по расстоянию или по поездке автомобиля. Точно так же второе отношение второй накопленной разности к накопленному заданному командой массовому расходу РОГ, который оценивают по продолжительности и по ухудшению системы РОГ, вызывающему недостаточный поток РОГ, может быть указано, если второе отношение превышает второе пороговое значение. И верхний предел, и нижний предел диапазона отказоустойчивости могут динамически регулировать на основе функции заданного командой потока РОГ, фиксированного допуска на погрешность и множителя, который определяют как функцию заданного командой потока РОГ. Первое пороговое значение может отличаться от второго порогового значения. В одном примере первое пороговое значение может быть больше второго порогового значения. Динамическое регулирование верхнего предела и нижнего предела диапазона отказоустойчивости допускает компенсацию порогового значения для переходных изменений потока, где может произойти перерегулирование. Это также упрощает калибровку для уменьшения ожидаемых ошибок, связанных с транспортной задержкой между заданным командой потоком РОГ и фактическим потоком, который можно подать посредством управления клапаном.

Для системы 144 РОГ ВД, когда отсутствует заданный командой поток РОГ, и измеренный поток РОГ больше заданного командой отключенного потока РОГ, третью накопленную разность между измеренным потоком РОГ и пределом ошибки могут оценить по продолжительности, и затем могут оценить третье отношение третьей накопленной разности к накопленному заданному командой массовому расходу впускного воздуха, накопленному по продолжительности, и могут указать на ухудшение системы РОГ, если третье отношение больше третьего порогового значения. Третье пороговое значение может отличаться от первого порогового значения и/или второго порогового значения. В одном примере третье пороговое значение может быть меньше второго порогового значения. И первое пороговое значение, и второе пороговое значение, и третье пороговое значение могут быть основаны на измеренном уровне выбросов вредных веществ для компонента, где уровень представляет собой уровень выбросов OA или уровень выбросов твердых частиц. Таким образом, за счет обнаружения ухудшения системы РОГ на основе первого порогового значения, второго порогового значения или третьего порогового значения, можно уменьшить нежелательное увеличение уровня выбросов OA и/или увеличение уровня выбросов твердых частиц, вызванное ухудшением системы РОГ. Подробности процедур диагностики для системы 144 РОГ ВД раскрыты со ссылкой на фиг. 2, 3 и 4. Подобная процедура диагностики может также быть выполнена для системы 142 РОГ НД. В случае РОГ НД массовый расход РОГ может быть измерен на основе показаний одного или нескольких датчиков из следующих: датчики 55-57 температуры, давления, влажности и датчик воздушно-топливного отношения, присоединенные к входу компрессора. Кроме того, для оценки расхода РОГ с помощью способа определения перепада давления на клапане (ПДК), датчик давления отработавших газов может быть соединен с нагнетательным каналом 180 РОГ НД.

Система 100 двигателя может дополнительно содержать управляющую систему 14. Показано, что управляющая система 14 может получать информацию от множества датчиков 16 (различные примеры которых раскрыты здесь) и отправлять управляющие сигналы на множество приводов 18 (различные примеры которых раскрыты здесь). Согласно одному примеру, датчики 16 могут содержать датчик 124 ДВК, датчик 126 МРВ, датчик 128 температуры отработавших газов, датчик 129 давления отработавших газов, датчик 197 температуры РОГ, датчик 198 абсолютного давления РОГ, датчик 194 перепада давлений РОГ, температурный датчик 55 на входе компрессора, датчик давления 56 на входе компрессора, датчик влажности 57 на входе компрессора, датчик положения коленчатого вала, датчик положения педали и датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя. Другие датчики, такие как дополнительные датчики давления, температуры, воздушно-топливного отношения и датчики состава, могут быть установлены в различных местах в системе 100 двигателя. Приводы 18 могут содержать, например, дроссель 20, клапан 52 РОГ НД, клапан 192 РОГ ВД, клапан 92 перепускной заслонки и топливный инжектор 66. Управляющая система 14 может содержать контроллер 12. Контроллер 12 может получать входные данные от различных датчиков, обрабатывать входные данные и задействовать различные приводы в качестве реакции на обработанные входные данные, на основе инструкций или программного кода, запрограммированного в контроллере и соответствующего одной или нескольким программам. Например, контроллер может вычислять массовый расход РОГ через канал 182 РОГ на основе показаний датчика 194 перепада давления и датчика 198 абсолютного давления, и в качестве реакции на разность между заданным командой расходом РОГ и измеренным расходом, может выполнять диагностическую программу для контроля работы системы 144 РОГ ВД. В качестве реакции на обнаружение ухудшения системы 144 РОГ ВД, контроллер может послать сигнал на привод клапана 192 РОГ ВД для закрытия клапана и приостановки дальнейшего потока РОГ.

Таким образом, система, показанная на фиг. 1, позволяет создать систему двигателя автомобиля, содержащую впускной коллектор и выпускной коллектор, турбонагнетатель, содержащий выпускную турбину и впускной компрессор, систему рециркуляции отработавших газов низкого давления (РОГ НД), содержащую первый канал РОГ с первым клапаном РОГ для осуществления рециркуляции отработавших газов из области ниже по потоку от турбины в выпускном коллекторе в область выше по потоку от компрессора во впускном коллекторе, систему рециркуляции отработавших газов высокого давления (РОГ ВД), содержащую второй канал РОГ со вторым клапаном РОГ для осуществления рециркуляции отработавших газов из области выше по потоку от турбины в выпускном коллекторе в область ниже по потоку от компрессора во впускном коллекторе, датчики температуры, датчики абсолютного давления и датчики перепада давления, соединенные с системой РОГ НД и с системой РОГ ВД. Система двигателя дополнительно содержит контроллер с машиночитаемыми инструкциями, сохраненными в долговременной памяти, для следующего: в качестве реакции на измеренный поток РОГ через систему РОГ ВД, когда поток РОГ больше или меньше, чем заданный командой поток РОГ, накопление разности между измеренным потоком РОГ и верхним пределом или нижним пределом по продолжительности перемещения автомобиля, с динамическим регулированием верхнего предела и нижнего предела в зависимости от заданного командой потока РОГ, накопление заданного командой потока РОГ по продолжительности, если отношение накопленной разности к накопленному заданному командой потоку РОГ больше соответствующего порогового значения, указание на ухудшение системы РОГ ВД, и, в качестве реакции на это указание, переключение второго клапана РОГ в закрытое положение при увеличении степени открытия первого клапана РОГ.

На фиг. 2 показан пример способа 200, который может быть осуществлен для диагностирования системы РОГ ВД (например, системы 144 РОГ ВД, показанной на фиг. 1). Например, способ может обеспечить идентификацию ухудшения системы РОГ, вызывающего недостаточный поток РОГ. Пример способа 200 и других раскрытых здесь способов может быть выполнен для бортовой диагностики системы РОГ НД и/или системы РОГ ВД. Инструкции для выполнения способа 200 и других способов могут быть выполнены контроллером на основе инструкций, сохраненных в памяти контроллера, и совместно с сигналами, полученными от датчиков системы двигателя, например, датчиков, раскрытых выше со ссылкой на фиг. 1. Контроллер может использовать приводы двигателя из системы двигателя для регулирования работы двигателя, в соответствии с раскрытыми ниже способами.

На шаге 202 программа содержит оценку и/или измерение условий работы двигателя. Оцениваемые условия могут содержать, например, температуру двигателя, нагрузку двигателя, требование водителя по крутящему моменту, требование по наддуву, поток воздуха в коллекторе, давление воздуха в коллекторе, частоту вращения двигателя, положение дросселя, давление отработавших газов, выпускное воздушно-топливное отношение, условия окружающей среды, содержащие температуру окружающей среды, давление и влажность и т.д.

На шаге 204 программа содержит определение, требуется ли РОГ для работы двигателя. РОГ может требоваться для достижения требуемого разбавления текучей среды для двигателя, что позволяет повысить эффективность расхода топлива и улучшить качество выбросов вредных веществ. РОГ может требоваться после того, как выпускной каталитический нейтрализатор достиг соответствующей температуры инициирования каталитических реакций. Требуемое количество РОГ может быть выбрано на основе условий работы двигателя, в том числе, нагрузки двигателя, которую можно оценить посредством датчика положения педали, частоты вращения двигателя, которую можно оценить посредством датчика ускорения коленчатого вала, температуры двигателя, которую можно оценить посредством датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя, и т.д.

Если определено, что для оптимальной работы двигателя требуется РОГ, то на шаге 206 могут определить требуемое количество РОГ (заданное командой количество РОГ). Например, контроллер может обратиться к справочной таблице, содержащей частоту вращения и нагрузку двигателя в качестве входных данных и содержащей значения сигнала, соответствующего степени открытия клапана РОГ в качестве выходных данных, причем степень открытия обеспечивает количество разбавления, соответствующее входной частоте вращения и нагрузке двигателя. В другом примере контроллер может определить количество РОГ посредством определения с непосредственным учетом таких параметров, как нагрузка двигателя, частота вращения двигателя, температура двигателя и т.д. В других примерах контроллер может использовать модель, позволяющую соотнести изменение нагрузки двигателя с изменением требования по разбавлению текучей среды для двигателя и дополнительно соотнести изменение требования по разбавлению текучей среды для двигателя с изменением требования по РОГ. Например, когда нагрузка двигателя увеличивается от низкой нагрузки до средней нагрузки, требование по РОГ может увеличиться, и после того как нагрузка двигателя увеличивается от средней нагрузки до высокой нагрузки, требование по РОГ может уменьшиться. Контроллер может дополнительно определить требуемое количество РОГ с учетом наилучшего выбора экономии топлива для требуемой степени разбавления. Кроме того, внутренняя (остаточная) РОГ может существовать в результате перекрытия открытия впускного клапана и/или выпускного клапана (например, в результате управления изменением фаз кулачкового распределения). Контроллер может также определить отношение РОГ как долю РОГ для РОГ ВД относительно доли РОГ для РОГ НД. В одном примере количество РОГ для РОГ ВД может быть увеличено во время условий работы двигателя с наддувом, в то время как количество РОГ для РОГ НД может быть увеличено во время условий работы двигателя без наддува.

На шаге 208 контроллер может направить сигнал на клапан РОГ ВД и/или на клапан РОГ НД для открытия клапана (клапанов) для подачи заданного командой количества РОГ через канал РОГ ВД и/или канал РОГ НД. Открытие клапана (клапанов) РОГ могут регулировать на основе заданного командой количества РОГ. Например, степень открытия клапана РОГ ВД могут увеличить при увеличении заданного командой количества РОГ ВД, в то время как степень открытия клапана РОГ НД могут увеличить при увеличении заданного командой количества РОГ НД.

На шаге 210 массовый расход РОГ (расход отработавших газов, проходящих через канал РОГ ВД), могут оценить на основе показаний одного или нескольких датчиков РОГ, например, датчиков перепада давления РОГ и датчиков (абсолютного) давления РОГ, соединенных с системой РОГ (например, датчика 194 перепада давления РОГ и датчика 198 давления РОГ, показанных, на фиг. 1). В качестве альтернативы расход РОГ могут вычислить на основе показаний одного или более датчиков температуры, давления, влажности и датчиков воздушно-топливного отношения, соединенных с входом компрессора. В одном примере измеренный расход РОГ могут накопить для заранее заданного периода времени и сравнить с заданным командой расходом РОГ, накопленным за тот же период времени.

На шаге 212 программа содержит определение, меньше ли накопленный измеренный расход РОГ ВД, чем накопленный заданный командой расход РОГ ВД. В качестве альтернативы накопленный заданный командой расход РОГ могут сравнить с пороговым расходом.

Если определено, что измеренный заданный командой расход РОГ меньше, чем заданный командой расход РОГ, или если накопленный заданный командой расход РОГ меньше порогового расхода, то могут сделать вывод, что фактический поток РОГ недостаточен относительно заданного командой потока РОГ. Если поток РОГ меньше, чем заданный командой поток РОГ, то он является нежелательным, так как он может быть причиной более высоких уровней выбросов вредных веществ и увеличенного расхода топлива. Таким образом, накопленный заданный командой расход РОГ может использоваться для определения, когда был задан командой достаточный поток РОГ, что позволяет выполнить диагностическую программу системы РОГ. Например, если разность между накопленным измеренным расходом РОГ ВД и накопленным заданным командой расходом РОГ ВД достаточно велика для превышения порогового уровня выбросов вредных веществ во время цикла теста на выбросы вредных веществ (например, такого как Федеральная Тестовая Процедура (ФТП)), то могут начать выполнение диагностической программы. Следовательно, как раскрыто ниже, для обнаружения любого ухудшения в системе РОГ могут выполнить диагностическую программу РОГ для недостаточного потока РОГ ВД.

На шаге 214 могут определить динамический диапазон отказоустойчивости с определением верхнего предела и нижнего предела (для недостаточного потока РОГ) на основе заданного командой расхода РОГ. Фиксированный допуск на ошибку может использоваться для определения верхнего предела и нижнего предела диапазона отказоустойчивости. Пределы диапазонов отказоустойчивости могут вычислить на основе измеренного отклонения значения линейного потока относительно ожидаемого (как функции заданного командой) массового расхода РОГ. Могут использовать дополнительный множитель для регулирования диапазона отказоустойчивости во время изменения направления потока РОГ, например, во время увеличения или уменьшения заданного командой расхода РОГ на основе условий работы двигателя. Например, во время увеличения заданного командой потока РОГ, дополнительный множитель могут использовать для увеличения верхнего предела, таким образом увеличивая диапазон отказоустойчивости. В другом примере, во время уменьшения заданного командой потока РОГ, дополнительный множитель могут использовать для уменьшения нижнего предела, таким образом увеличивая диапазон отказоустойчивости. Множитель обеспечивает увеличение допустимой ошибки в направлении изменения потока, но во время установившегося течения может использоваться фиксированный допуск на ошибку. За счет регулирования диапазона отказоустойчивости во время изменения направления потока РОГ можно уменьшить неточное обнаружение ухудшения системы РОГ в результате транспортных задержек между заданным командой и измеренным расходом РОГ или в результате неточностей в процессе пропорционально-интегрально-дифференциального управления посредством контроллера. Верхний предел диапазона отказоустойчивости для недостаточного потока РОГ может быть вычислен на основе уравнения 1, в то время как нижний предел диапазона отказоустойчивости может быть вычислен на основе уравнения 2 следующим образом:

где T_ниж1 - нижний предел диапазона отказоустойчивости, - заданный командой массовый расход РОГ, S_ош - фиксированный допуск на ошибку, Т_верх1 - верхний предел диапазона отказоустойчивости, - ожидаемый массовый расход РОГ и - множитель массового расхода РОГ. Множитель массового расхода может быть основан на заданном командой потоке РОГ. Ожидаемый массовый расход РОГ представляет собой отфильтрованную версию заданного командой массового расхода РОГ

На шаге 216 могут определить ошибку массового расхода как разность между нижним пределом диапазона отказоустойчивости и измеренным расходом РОГ в течение ездового цикла (или в течение другого тестового периода). На шаге 218 накопленная ошибка массового расхода по текущему ездовому циклу, на основе уравнения 3, может быть определена следующим образом:

где E_мр1 - накопленная ошибка массового расхода по текущему ездовому циклу, T_ниж1 - нижний предел диапазона отказоустойчивости и - измеренный массовый расход РОГ.

На шаге 220 могут определить накопленный заданный командой массовый расход РОГ по текущему ездовому циклу, в соответствии с уравнением 4:

где Е_ком - накопленный заданный командой массовый расход по текущему ездовому циклу и - заданный командой массовый расход РОГ.

На шаге 222 могут оценить отношение накопленной ошибки массового расхода к накопленному заданному командой массовому расходу в соответствии с уравнением 5:

где E_отн1 - первое отношение ошибки как отношение накопленного массового расхода к накопленному заданному командой массовому расходу. Первое отношение ошибки могут сравнить с первым пороговым значением, порог_1. На шаге 224 программа содержит определение, больше ли первое отношение ошибки, чем первое пороговое значение. Первое пороговое значение может соответствовать точке ездового цикла, где могут существовать более высокие уровни выбросов вредных веществ, чем целевые уровни выбросов вредных веществ. Другими словами, если это отношение увеличивается до значения, превышающего первое пороговое значение, в какой-либо точке ездового цикла, то могут подтвердить ухудшение системы РОГ, приводящее к нежелательным выбросам вредных веществ.

Если подтверждено, что отношение ошибки больше первого порогового значения, то могут сделать вывод, что система РОГ не ухудшена, и уровень выбросов вредных веществ может оставаться внутри целевого диапазона. На шаге 226 контроллер может указать, что система РОГ не ухудшена и что можно поддерживать текущее положение клапана РОГ для подачи заданного командой количества РОГ.

Однако если определено, что отношение ошибки больше первого порогового значения, то на шаге 228 могут указать на ухудшение системы РОГ ВД посредством установки кода диагностики (флага). Клапан РОГ ВД могут закрыть для приостановки потока РОГ через ухудшенную систему. В одном примере, если ухудшение обнаружено в системе РОГ ВД, то могут закрыть клапан РОГ ВД, в то время как могут увеличить степень открытия клапана РОГ НД для обеспечения разбавления текучей среды для двигателя посредством РОГ НД.

Если на шаге 212 определено, что измеренный расход РОГ не меньше, чем заданный командой расход РОГ, или накопленный заданный командой расход РОГ меньше порогового расхода, то на шаге 230 программа содержит определение, больше ли накопленный измеренный расход РОГ, чем накопленный заданный командой расход РОГ.

Если определено, что измеренный расход РОГ больше заданного командой расхода РОГ, то могут сделать вывод, что фактический поток РОГ является чрезмерным относительно заданного командой потока РОГ. Если поток РОГ больше заданного командой потока РОГ, это может быть нежелательным, так как такой поток может привести к нежелательному разбавлению текучей среды для двигателя и превышению требуемых уровней выбросов вредных веществ. Следовательно, на шаге 234, для обнаружения ухудшения в системе РОГ, могут выполнить диагностическую программу РОГ для обнаружения избыточного потока РОГ. Подробности диагностической программы РОГ для обнаружения избыточного потока РОГ раскрыты со ссылкой на фиг. 3. Если определено, что измеренный расход РОГ не больше заданного командой расхода РОГ, то могут сделать вывод, что измеренный расход РОГ по существу равен заданному командой расходу РОГ. На шаге 232 могут продолжать осуществление РОГ с поддержанием клапана РОГ в открытом положении, без запуска какого-либо процесса диагностики.

Если на шаге 204 определено, что РОГ не требуется для работы двигателя, то на шаге 236 программа содержит определение, обнаружен ли какой-либо поток РОГ в канале РОГ ВД, на основе показаний одного или нескольких датчиков давления РОГ. Если определено, что поток РОГ обнаружен, даже когда РОГ не задана командой, то могут сделать вывод, что может существовать утечка в системе РОГ, и на шаге 240 могут начать выполнение диагностики для обнаружения нежелательного потока РОГ. Подробности диагностической программы РОГ для обнаружения нежелательного потока РОГ раскрыты со ссылкой на фиг. 4. Если какой-либо нежелательный поток не обнаружен, то на шаге 238 могут поддерживать клапан РОГ в закрытом положении и не могут начать диагностику системы РОГ.

На фиг. 5 в качестве примера показана диагностическая программа 500 для системы РОГ ВД во время недостаточного потока РОГ. Диагностическая программа, например, программа 200, показанная в качестве примера на фиг. 2, может использоваться для обнаружения ухудшения системы РОГ, при котором измеренный (фактический) расход РОГ может быть меньше заданного командой расхода РОГ. Первый график 502 показывает изменения расхода РОГ (в г/с) в течение некоторого времени. Линия 504 иллюстрирует заданный командой расход РОГ (определенный на основе параметров работы двигателя), а линия 510 иллюстрирует измеренный расход РОГ (оцененный на основе показаний датчиков давления в системе РОГ). В этом примере измеренный расход РОГ по существу равен нулю, что указывает на недостаточный поток РОГ относительно заданного командой потока РОГ.

Как показано на фиг. 2, для диагностирования системы РОГ, диапазон отказоустойчивости (динамический), имеющий верхний предел и нижний предел, могут вычислить для недостаточного потока РОГ на основе заданного командой потока РОГ, фиксированного допуска на ошибку и множителя. Линия 506 иллюстрирует верхний предел диапазона отказоустойчивости, а линия 508 иллюстрирует нижний предел диапазона отказоустойчивости. Когда заданный командой поток РОГ уменьшается, нижний предел 508 могут дополнительно понизить (посредством множителя) для увеличения допуска на ошибку, таким образом, чтобы уменьшить возможность ошибочного обнаружения ухудшения системы РОГ, вызванного транспортными задержками. Аналогичным образом, когда заданный командой поток РОГ увеличивается, могут соответственно увеличить верхний предел 506. Разность между нижним пределом 508 диапазона отказоустойчивости и измеренным потоком РОГ 510 могут вычислить и накопить в течение тестового периода t1 для определения накопленной ошибки массового расхода. Линия 514 иллюстрирует изменение накопленной ошибки массового расхода (измеряемой в г/с) в течение некоторого времени. Кроме того, значение заданного командой массового расхода РОГ может быть накоплено в течение тестового периода t1 для определения значения накопленного заданного командой массового расхода РОГ. Таким образом, тестовый период t1 может быть определен как промежуток времени, достаточный для того, чтобы накопленный заданный командой массовый расход РОГ стал причиной превышения порогового уровня выбросов вредных веществ в тестовом цикле на выбросы вредных веществ (например, в тесте ФТП). Отношение накопленной ошибки массового расхода к накопленному заданному командой массовому расходу РОГ могут вычислить для определения отношения ошибки. Линия 516 иллюстрирует изменение отношения ошибки в зависимости от времени. Штрихпунктирная линия 517 иллюстрирует пороговое отношение, при превышении которого могут указать на ухудшение системы РОГ. Линия 518 иллюстрирует флаг (код диагностики), который может быть установлен для указания на ухудшение системы РОГ, если отношение ошибки увеличивается до порогового значения 517. Как видно из этого примера, флаг могут установить в конце тестового периода, в момент времени t1, когда отношение ошибки увеличивается до порогового значения 517, что свидетельствует об ухудшении системы РОГ. При указании на это ухудшение клапан РОГ ВД могут перевести в закрытое положение и, тем самым, могут прекратить дальнейшую РОГ ВД.

На фиг. 3 показан пример способа 300, который может быть осуществлен для диагностики системы РОГ (например, системы 140 РОГ, показанной на фиг. 1) во время избыточного потока РОГ (когда измеренный расход РОГ больше заданного командой расхода РОГ). Способ 300 может представлять собой часть примера способа 200, показанного на фиг. 2, и может быть выполнен на шаге 234 способа 200.

На шаге 302 контроллер может получить значение фактического массового расхода РОГ (расхода отработавших газов, проходящих через канал РОГ ВД) на основе показаний одного или нескольких датчиков РОГ, например, датчика перепада давления РОГ и датчика давления РОГ, соединенного с системой РОГ. В качестве альтернативы расход РОГ могут вычислить на основе показаний одного или нескольких датчиков из следующих: датчики температуры, давления, влажности, а также датчики воздушно-топливного отношения, присоединенные к входу компрессора. Контроллер может определить заданное командой количество РОГ на основе условий работы двигателя, например, частоты вращения двигателя, нагрузки двигателя, температуры двигателя и т.д. Контроллер может определить расход РОГ ВД на основе вычислений с помощью справочной таблицы, содержащей входные данные как одно или более из следующего: частота вращения двигателя, нагрузка двигателя, температура двигателя, и содержащей выходные данные в виде расхода РОГ. В качестве альтернативы контроллер может выполнить логическое определение (например, относительно расхода РОГ) на основе логических правил, которые являются функцией с такими параметрами, как частота вращения двигателя, нагрузка двигателя, температура двигателя. Затем контроллер может сгенерировать управляющий сигнал, который может быть направлен на клапан РОГ ВД.

На шаге 304 динамический диапазон отказоустойчивости, имеющий верхний предел и нижний предел могут определить для избыточного потока РОГ на основе заданных командой расходов РОГ. Фиксированный допуск на ошибку может использоваться для определения верхнего предела и нижнего предела диапазона отказоустойчивости. Пределы диапазонов отказоустойчивости могут вычислить на основе измеренного отклонения значения линейного потока относительно ожидаемого (как функции заданного командой) массового расхода РОГ. Могут использовать дополнительный множитель для регулирования диапазона отказоустойчивости во время изменения направления потока РОГ, например, во время увеличения или уменьшения заданного командой расхода РОГ на основе условий работы двигателя. Множитель обеспечивает увеличение допустимой ошибки в направлении изменения потока, но во время установившегося течения может использоваться фиксированный допуск на ошибку. За счет регулирования диапазона отказоустойчивости во время изменения направления потока РОГ можно уменьшить возможность неточного обнаружения ухудшения системы РОГ в результате транспортных задержек между заданным командой и измеренным расходом РОГ или в результате неточностей в процессе пропорционально-интегрально-дифференциального управления посредством контроллера. Верхний предел диапазона отказоустойчивости для избыточного потока РОГ, может быть вычислен на основе уравнения 6, в то время как нижний предел диапазона отказоустойчивости может быть вычислен на основе уравнения 7 следующим образом:

где Т_ниж2 - нижний предел диапазона отказоустойчивости, - заданный командой массовый расход РОГ, S_ош - фиксированный допуск на ошибку, T_верх2 - верхний предел диапазона отказоустойчивости, - ожидаемый массовый расход РОГ и - множитель массового расхода РОГ на основе заданного командой потока РОГ. Ожидаемый массовый расход РОГ представляет собой отфильтрованную версию заданного командой массового расхода РОГ

На шаге 306 могут определить ошибку массового расхода как разность между верхним пределом диапазона отказоустойчивости и измеренным расходом РОГ в течение ездового цикла (в течение тестового периода). На шаге 308 накопленная ошибка массового расхода по текущему ездовому циклу, в соответствии с уравнением 8, может быть определена следующим образом:

где Е_мр2 - накопленная ошибка массового расхода по текущему ездовому циклу, T_ниж2 - нижний предел диапазона отказоустойчивости и - измеренный массовый расход РОГ.

На шаге 310 могут определить накопленный заданный командой массовый расход РОГ по текущему ездовому циклу, в соответствии с уравнением 4 (как ранее показано для шага 220 способа 200) следующим образом:

где E_ком - накопленный заданный командой массовый расход по текущему ездовому циклу и - заданный командой массовый расход РОГ.

На шаге 312 могут оценить отношение накопленной ошибки массового расхода к накопленному заданному командой массовому расходу в соответствии с уравнением 9:

где Е_отн2 - второе отношение ошибки как отношение накопленного массового расхода к накопленному заданному командой массовому расходу. Второе отношение ошибки могут сравнить со вторым пороговым значением, порог_2. На шаге 314 программа содержит определение, больше ли второе отношение ошибки, чем второе пороговое значение. Второе пороговое значение может соответствовать точке ездового цикла, где могут существовать более высокие уровни выбросов вредных веществ, чем требуемые уровни выбросов вредных веществ. Другими словами, если отношение увеличивается до значения, превышающего второе пороговое значение, в какой-либо точке ездового цикла, то могут подтвердить ухудшение системы РОГ, приводящее к нежелательным выбросам вредных веществ.

Если подтверждено, что отношение ошибки больше второго порогового значения, то могут сделать вывод, что система РОГ не ухудшена. На шаге 316 контроллер может указать, что система РОГ не ухудшена и что можно поддерживать текущее положение клапана РОГ для подачи заданного командой количества РОГ.

Однако если определено, что отношение ошибки больше второго порогового значения, то на шаге 318 могут указать на ухудшение системы РОГ ВД посредством установки кода диагностики (например, флага). Клапан РОГ ВД могут закрыть для приостановки потока РОГ ВД через ухудшенную систему.

На фиг. 7 показан пример диагностики 700 системы РОГ ВД во время избыточного потока РОГ. Диагностическая программа, например, программа 300, показанная в качестве примера на фиг. 3, может использоваться для обнаружения ухудшения системы РОГ, при котором измеренный (фактический) расход РОГ может быть больше заданного командой расхода РОГ. Первый график, линия 701, иллюстрирует изменение заданного командой расхода РОГ (в г/с) в течение некоторого времени, где расход определяют на основе условий работы двигателя. На втором графике линия 710 иллюстрирует измеренный расход РОГ как оценку на основе показаний датчиков давления в системе РОГ. В этом примере измеренный расход РОГ по существу больше заданного командой расхода РОГ, что указывает на избыточный поток РОГ относительно заданного командой потока РОГ.

Как показано на фиг. 3, для диагностирования системы РОГ, динамический диапазон отказоустойчивости, имеющий верхний предел и нижний предел, могут вычислить для избыточного потока РОГ на основе значений заданного командой потока РОГ. Линия 706 иллюстрирует верхний предел диапазона отказоустойчивости, а линия 708 иллюстрирует нижний предел диапазона отказоустойчивости. Разность между верхним пределом диапазона 708 отказоустойчивости и измеренным потоком 710 РОГ могут вычислить и накопить в течение тестового периода t1 для определения накопленной ошибки массового расхода. Линия 714 иллюстрирует изменение накопленной ошибки массового расхода (измеряемой в г/с) в течение некоторого времени. Кроме того, значение заданного командой массового расхода РОГ может быть накоплено в течение тестового периода t1 для определения значения накопленного заданного командой массового расхода РОГ. Отношение накопленной ошибки массового расхода к накопленному заданному командой массовому расходу РОГ могут вычислить для определения отношения ошибки. Линия 716 иллюстрирует изменение отношения ошибки в зависимости от времени. Штрихпунктирная линия 717 иллюстрирует пороговое отношение, при превышении которого могут указать на ухудшение системы РОГ. Линия 718 иллюстрирует флаг (код диагностики), который может быть установлен для указания на ухудшение системы РОГ, если отношение ошибки увеличивается до порогового значения 717. Как видно из этого примера, флаг могут установить в конце тестового периода, в момент времени t1, когда отношение ошибки увеличивается до порогового значения 717, что свидетельствует об ухудшении системы РОГ. При указании на это ухудшение клапан РОГ могут перевести в закрытое положение и, тем самым, могут прекратить дальнейшую РОГ.

На фиг. 4 показан пример способа 400, который может быть осуществлен для диагностики системы РОГ ВД (например, системы 144 РОГ ВД, показанной на фиг. 1) во время нежелательного потока РОГ (когда обнаружен расход РОГ, но командой не задана РОГ). Способ 400 может представлять собой часть примера способа 200, показанного на фиг. 2, и может быть выполнен на шаге 240 способа 200.

На шаге 402 контроллер может получить значение фактического массового расхода РОГ (расхода отработавших газов, проходящих через канал РОГ ВД) на основе показаний одного или нескольких датчиков РОГ, например, датчика перепада давления РОГ и датчика абсолютного давления РОГ, соединенного с системой РОГ. В качестве альтернативы расход РОГ могут вычислить на основе показаний одного или нескольких датчиков из следующих: датчики температуры, давления, влажности, а также датчики воздушно-топливного отношения, присоединенные к входу компрессора. РОГ может происходить через канал РОГ, даже когда подача РОГ не задана командой вследствие ухудшения, например, в результате утечки в клапане РОГ или в случае заклинивания клапана РОГ в открытом положении. Кроме того, контроллер может определить массовый расход впускного воздуха на основе показаний датчика потока впускного воздуха (например, датчика 125, показанного на фиг. 1).

На шаге 404 могут определить фиксированный предел РОГ для нежелательного потока РОГ на основе правил контроля выбросов вредных веществ. Фиксированный предел РОГ может быть постоянной величиной, то есть, существование потока РОГ, превышающего фиксированный предел РОГ в течение заранее заданного периода времени, может стать причиной нежелательных уровней выбросов вредных веществ. Фиксированный предел РОГ может отличаться от динамически регулируемых верхнего предела РОГ и нижнего предела РОГ для порогового диапазона, используемого для диагностики системы РОГ в случае недостаточного или избыточного потока РОГ. Фиксированный предел РОГ для нежелательного потока РОГ могут вычислить на основе уравнения 10 следующим образом:

где T_З - фиксированный предел РОГ и S_ош - фиксированный допуск на ошибку.

На шаге 406 могут определить ошибку массового расхода как разность между фиксированным пределом РОГ и измеренным массовым расходом впускного воздуха в течение ездового цикла (тестового периода, когда поток РОГ не задан командой). Когда поток РОГ нежелателен, использование накопленного значения потока воздуха обеспечивает максимально достоверную оценку измеренного массового расхода РОГ для вычисления отношения ошибки. На шаге 408 накопленная ошибка массового расхода по текущему ездовому циклу, на основе уравнения 11, может быть определена следующим образом:

где E_мрЗ - накопленная ошибка массового расхода по текущему ездовому циклу, T_З - фиксированный предел РОГ и - измеренный массовый расход РОГ.

На шаге 410 массовый расход впускного воздуха по текущему ездовому циклу, на основе уравнения 12, может быть определен следующим образом:

где Е_рв - накопленный заданный командой массовый расход впускного воздуха по текущему ездовому циклу и - массовый расход впускного воздуха.

На шаге 412 отношение накопленной ошибки массового расхода к накопленному массовому расходу впускного воздуха можно оценить на основе уравнения 13 следующим образом:

где Е_отнЗ - третье отношение ошибки как отношение накопленного массового расхода к накопленному массовому расходу впускного воздуха. Третье отношение ошибки могут сравнить с третьим пороговым значением, порог_3. На шаге 414 программа содержит определение, больше ли третье отношение ошибки, чем третье пороговое значение. Третье пороговое значение может соответствовать точке ездового цикла, где превышение требуемых уровней выбросов вредных веществ может существовать вследствие нежелательного потока РОГ. Другими словами, если это отношение увеличивается до значения, превышающего третье пороговое значение, в какой-либо точке ездового цикла, то могут подтвердить ухудшение системы РОГ (например, утечку в клапане РОГ), приводящее к нежелательным выбросам вредных веществ.

Если подтверждено, что отношение ошибки больше третьего порогового значения, то могут сделать вывод, что ухудшение системы РОГ ВД отсутствует, и уровень выбросов вредных веществ может оставаться внутри допустимых пределов. На шаге 416 контроллер может указать, что система РОГ ВД не ухудшена и текущее положение клапана РОГ можно поддерживать как закрытое положение клапана. Однако, если определено, что отношение ошибки больше третьего порогового значения, то на шаге 418 могут указать на ухудшение РОГ ВД посредством установки кода диагностики (например, флага). Клапан РОГ ВД могут поддерживать в закрытом положении для приостановки дальнейшего потока РОГ через ухудшенную систему.

На фиг. 6 показан пример диагностики 600 системы РОГ ВД во время существования нежелательного потока РОГ. Диагностическая программа, например, программа 400, показанная в качестве примера на фиг. 4, может использоваться для обнаружения ухудшения системы РОГ, вызывающего нежелательный поток РОГ, когда РОГ не задана командой. Первый график, линия 604, показывает заданный командой расход РОГ (в г/с) в течение некоторого времени, определенный на основе условий работы двигателя. В этом примере заданный командой расход РОГ равен нулю, поскольку РОГ не требуется. Линия 608 иллюстрирует измеренный расход РОГ, оцененный на основе показаний датчиков давления в системе РОГ. В этом примере измеренный расход РОГ не равен нулю, что указывает на существование нежелательного потока РОГ относительно заданного командой потока РОГ ВД.

Как показано на фиг. 4, для диагностирования системы РОГ, фиксированный предел РОГ, обозначенный линией 606, может быть вычислен для нежелательного потока РОГ на основе правил контроля за выбросами вредных веществ. Разность между измеренным потоком 608 РОГ и фиксированным пределом 606 РОГ могут вычислять и накапливать в течение тестового периода t1 для определения накопленной ошибки массового расхода. Линия 614 иллюстрирует изменение накопленной ошибки массового расхода (в г/с) в течение некоторого времени. Кроме того, значение массового расхода впускного воздуха может быть накоплено в течение тестового периода t1 для определения накопленного массового расхода впускного воздуха. Отношение накопленной ошибки массового расхода к накопленному массовому расходу впускного воздуха могут вычислить для определения отношения ошибки. Линия 616 иллюстрирует изменение отношения ошибки в зависимости от времени. Штрихпунктирная линия 617 иллюстрирует пороговое отношение, при превышении которого могут указать на ухудшение системы РОГ. Линия 618 иллюстрирует флаг (код диагностики), который может быть установлен для указания на ухудшение системы РОГ, если отношение ошибки увеличивается до порогового значения 617. Как видно из этого примера, флаг могут установить в конце тестового периода, в момент времени t1, когда отношение ошибки увеличивается до порогового значения 617, что свидетельствует об ухудшении системы РОГ ВД (например, об утечке в клапане РОГ). При указании на это ухудшение могут поддерживать клапан РОГ ВД в закрытом положении для запрещения будущей подачи РОГ ВД.

На фиг. 8 показан пример управляющей последовательности 800, иллюстрирующей работу диагностической программы для системы РОГ ВД, показанной на фиг. 1. Подобная диагностическая программа может также быть выполнена для системы РОГ НД. На ухудшение системы РОГ ВД, вызывающее нежелательный, избыточный или недостаточный поток РОГ, могут указать после выполнения диагностического программы. Горизонтальная ось (ось X) обозначает время, а вертикальные маркеры t1-t4 обозначают значимые моменты времени при работе выпускной системы двигателя.

Первый график, линия 802, показывает изменение нагрузки двигателя в течение некоторого времени, что могут оценить посредством показаний датчика положения педали. Второй график, линия 804, показывает температуру двигателя, что могут оценить посредством показаний датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя. Третий график, линия 806, показывает заданный командой расход РОГ, что могут оценить на основе параметров работы двигателя, например, частоты вращения двигателя, нагрузки двигателя и температуры двигателя. Четвертый график, линия 808, показывает положение клапана РОГ ВД. Пятый график, линия 810, показывает измеренный расход РОГ, что могут оценить на основе показаний датчиков давления в системе РОГ. Шестой график, линия 814, показывает отношение ошибки для накопленной ошибки массового расхода РОГ и накопленного заданного командой массового расхода РОГ. Накопленная ошибка массового расхода РОГ содержит разность между пределом диапазона отказоустойчивости и измеренным расходом РОГ, накопленным за период времени диагностического теста. Накопленный заданный командой массовый расход РОГ также могут оценить с учетом массового расхода РОГ за период времени теста. Штриховая линия 815 обозначает пороговое значение отношения ошибки, при превышении которого могут определить, что система РОГ имеет ухудшение. Пороговое значение 815 может быть основан на измеренном уровне выбросов вредных веществ, содержащихся в отработавших газах, который содержит уровень OA в отработавших газах или уровень твердых частиц в отработавших газах. Таким образом, это пороговое значение может отличаться для разных случаев диагностики РОГ, когда измеренный поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ, когда измеренный поток РОГ больше заданного командой потока РОГ или когда измеренный поток РОГ больше не заданного командой потока РОГ. Седьмой график, линия 818, показывает положение флага, указывающего на ухудшение системы РОГ.

До момента времени t1 двигатель выключен, и автомобиль не может двигаться за счет крутящего момента двигателя. В момент времени t1 в качестве реакции на требование водителя по крутящему моменту, двигатель включают, переводя его из выключенного состояния в рабочее после периода бездействия. На основе условий работы двигателя, содержащих нагрузку двигателя, частоту вращения двигателя и температуру двигателя, контроллер может определить, что РОГ не требуется для работы двигателя между моментами времени t1 и t2. Следовательно, между моментами времени t1 и t2 клапан РОГ поддерживают в закрытом положении для запрещения потока РОГ. Как указано в этом примере, если между моментами времени t1 и t2 не требуется поток РОГ, то диагностику системы РОГ не выполняют, и флаг не устанавливают.

Однако если существовало ухудшение в системе РОГ (например, утечка в клапане РОГ), как показано штриховой линией 811, может возникнуть нежелательный поток РОГ. Если нежелательный поток РОГ был обнаружен, могут начать выполнение диагностической программы. В этом случае, в качестве реакции на измеренный отличный от нуля поток РОГ, могут указать на ухудшение РОГ на основе отношения ошибки (штриховая линия 812) как отношения накопленной разности между измеренным отличным от нуля потоком РОГ и фиксированным пределом РОГ к накопленному потоку впускного воздуха, превышающему пороговое значение 815. Накопленную разность и накопленный поток впускного воздуха могут оценить между моментами времени t1 и t2. Если отношение ошибки (линия 812) достигает порогового значения 815 в момент времени t2, то могут указать на ухудшение системы РОГ, вызывающее нежелательный поток РОГ, и, следовательно, как показано штриховой линией 816, в момент времени t2 могут установить флаг (установить код диагностики). В качестве реакции на указание на ухудшение системы РОГ, вызывающее нежелательный поток РОГ, клапан РОГ могут поддерживать в закрытом положении для запрещения потока РОГ в будущем.

В момент времени t2, в результате увеличения температуры двигателя, для работы двигателя требуется РОГ. Контроллер определяет заданное командой количество РОГ на основе параметров работы двигателя, например, температуры двигателя, нагрузки двигателя и частоты вращения двигателя. Степень открытия клапана РОГ регулируют для подачи во впускной коллектор заданного командой количества РОГ. Между моментами времени t2 и t3 измеренное (фактическое) количество подаваемой РОГ по существу равно заданному командой количеству РОГ. Следовательно, между моментами времени t2 и t3 диагностику РОГ не выполняют и могут поддерживать флаг в сброшенном состоянии.

Однако если обнаружен избыточный поток РОГ, например, когда измеренный поток РОГ по существу больше заданного командой потока РОГ (как показано штриховой линией 811), то могут начать выполнение диагностической программы для указания на ухудшение в системе РОГ, вызывающее избыточный поток РОГ. Когда измеренный поток РОГ больше заданного командой потока РОГ, могут оценить отношение ошибки (как показано штриховой линией 813) как отношение накопленной разности между измеренным потоком РОГ и верхним пределом РОГ диапазона отказоустойчивости к накопленному заданному командой потоку РОГ. Затем это отношение могут сравнить с пороговым значением 815, и, если это отношение больше порогового значения 815, в момент времени t3 могут указать на ухудшение системы РОГ. В качестве реакции на указание на ухудшение системы РОГ, вызывающее избыточный поток РОГ, в момент времени t3 могут установить флаг и могут перевести клапан РОГ в закрытое положение для запрещения дальнейшего потока РОГ.

В момент времени t3, в качестве реакции на уменьшение нагрузки двигателя, существует увеличение заданного командой РОГ для работы двигателя. Степень открытия клапана РОГ увеличивают для обеспечения увеличенного количества РОГ. Однако можно видеть, что между моментами времени t3 и t4 нет какого-либо существенного увеличения потока РОГ (относительно потока РОГ между моментами времени t2 и t3), даже когда увеличивают степень открытия клапана РОГ. Следовательно, в качестве реакции на недостаточный поток РОГ, в момент времени t3, начинают выполнение диагностической программы. Когда измеренный поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ, оценивают отношение ошибки 814 как отношение накопленной разности между измеренным потоком РОГ и нижним пределом РОГ диапазона отказоустойчивости к накопленному заданному командой потоку РОГ. Затем это отношение сравнивают с пороговым значением 815, и, если это отношение больше порогового значения 815, в момент времени t4 указывают на ухудшение системы РОГ. В качестве реакции на указание на ухудшение системы РОГ, вызванное недостаточным потоком РОГ, устанавливают флаг в момент времени t4. Кроме того, в качестве реакции на обнаружение ухудшения системы РОГ, в момент времени t4 клапан РОГ переводят в закрытое положение для приостановки потока отработавших газов через ухудшенную систему РОГ. После момента времени t4 флаг остается установленным, и РОГ остается отключенной.

Пример способа для двигателя содержит шаги, на которых: при изменении заданного командой потока РОГ, динамически регулируют верхний предел РОГ и нижний предел РОГ на основе заданного командой потока РОГ, указывают на ухудшение системы РОГ на основе сравнения отношения накопленной разности между измеренным потоком РОГ и верхним пределом РОГ или нижним пределом РОГ к накопленному заданному командой потоку РОГ с пороговым значением, основанным на уровнях OA в отработавших газах, и регулируют поток РОГ на основе указания на ухудшение. В любом предыдущем примере дополнительно или опционально, динамическое регулирование содержит выбор верхнего предела РОГ и нижнего предела РОГ как функций заданного командой потока РОГ, фиксированного допуска на ошибку и множителя, причем множитель определяют как функцию заданного командой потока РОГ. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, пороговое значение представляет собой первое пороговое значение, когда измеренный поток РОГ больше заданного командой потока РОГ и, отличное от первого, второе пороговое значение, когда измеренный поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ. В любых или всех предыдущих примерах дополнительно или опционально, указание на основе упомянутого отношения включает в себя: когда измеренный поток РОГ больше заданного командой потока РОГ, указание на основе отношения накопленной разности между измеренным потоком РОГ и верхним пределом РОГ к накопленному заданному командой потоку РОГ. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, указание на основе упомянутого отношения дополнительно включает в себя: когда измеренный поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ, указание на основе отношения накопленной разности между измеренным потоком РОГ и нижним пределом РОГ к накопленному заданному командой потоку РОГ. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, указание включает в себя: когда измеренный поток РОГ больше заданного командой потока РОГ, сравнение отношения с первым пороговым значением, и, если отношение больше первого порогового значения, указывают на ухудшение системы РОГ. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, указание дополнительно включает в себя: когда измеренный поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ, сравнение отношения со вторым пороговым значением, и, если отношение больше второго порогового значения, указывают на ухудшение системы РОГ. В любых или всех предыдущих примерах дополнительно или опционально, регулирование потока РОГ содержит шаги, на которых переводят клапан РОГ в закрытое положение для приостановки потока РОГ. Любые из предыдущих примеров дополнительно или опционально содержат шаги, на которых, когда заданный командой поток РОГ представляет собой нулевой поток РОГ, в качестве реакции на измеренный отличный от нуля поток РОГ, указывают на ухудшение РОГ на основе превышения третьего порогового значения отношением ошибки, являющимся отношением накопленной разности между измеренным отличным от нуля потоком РОГ и фиксированным пределом РОГ к накопленному значению потока впускного воздуха, и, в качестве реакции на указание на ухудшение, приостанавливают поток РОГ, причем третье пороговое значение основано на уровнях OA в отработавших газах, причем фиксированный предел РОГ отличается от динамически регулируемых верхнего предела РОГ и нижнего предела РОГ. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, двигатель соединен с автомобилем, и причем накопленную разность между измеренным потоком РОГ и верхним пределом РОГ или нижним пределом РОГ, накопленную разность между измеренным отличным от нуля потоком РОГ и пределом РОГ и накопленное значение потока впускного воздуха накапливают по продолжительности или по расстоянию перемещения автомобиля и причем поток РОГ содержит поток РОГ высокого давления из области выше по потоку от выпускной турбины в область ниже по потоку от впускного компрессора.

Другой пример способ для двигателя содержит шаги, на которых: когда измеренный поток РОГ больше заданного командой потока РОГ, указывают на ухудшение системы РОГ на основе первой накопленной разности между измеренным потоком РОГ и верхним пределом, накопленным по продолжительности, когда измеренный поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ, указывают на ухудшение системы РОГ на основе второй накопленной разности между измеренным потоком РОГ и нижним пределом, накопленным по продолжительности, причем верхний предел и нижний предел динамически регулируют на основе заданного командой потока РОГ. Любой предыдущий пример содержит, дополнительно или опционально, шаги, на которых в качестве реакции на указание закрывают клапан РОГ для прекращения потока РОГ. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, указание содержит шаги, на которых оценивают первое отношение первой накопленной разности к накопленному заданному командой массовому расходу РОГ по продолжительности и указывают на ухудшение системы РОГ, если первое отношение больше первого порогового значения. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, указание содержит шаги, на которых оценивают второе отношение второй накопленной разности к накопленному заданному командой массовому расходу РОГ, накопленному по продолжительности, и указывают на ухудшение системы РОГ, если второе отношение больше второго порогового значения, отличающегося от первого порогового значения. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, указание содержит шаги, на которых, когда заданный командой поток РОГ представляет собой нулевой поток РОГ и измеренный поток РОГ больше заданного командой нулевого потока РОГ, оценивают третью накопленную разность между измеренным потоком РОГ и пределом ошибки по продолжительности, оценивают третье отношение третьей накопленной разности к накопленному заданному командой значению массового расхода впускного воздуха, накопленному по продолжительности, и указывают на ухудшение системы РОГ, если третье отношение больше третьего порогового значения, отличающегося от первого порогового значения и второго порогового значения. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, первое пороговое значение, второе пороговое значение и третье пороговое значение основано на измеренном уровне компонента выбросов вредных веществ, содержащихся в отработавших газах, причем уровень содержит уровень OA в отработавших газах или уровень твердых частиц в отработавших газах. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, первый предел и второй предел постоянно изменяют как функцию заданного командой потока РОГ, и причем предел ошибки представляет собой фиксированный предел ошибки.

В другом примере система двигателя автомобиля содержит: впускной коллектор и выпускной коллектор, турбонагнетатель, содержащий выпускную турбину и впускной компрессор, систему рециркуляции отработавших газов низкого давления (РОГ НД), содержащую первый канал РОГ с первым клапаном РОГ для осуществления рециркуляции отработавших газов из области ниже по потоку от турбины в выпускном коллекторе в область выше по потоку от компрессора во впускном коллекторе, систему рециркуляции отработавших газов высокого давления (РОГ ВД), содержащую второй канал РОГ со вторым клапаном РОГ для осуществления рециркуляции отработавших газов из области выше по потоку от турбины в выпускном коллекторе в область ниже по потоку от компрессора во впускном коллекторе, датчик температуры, датчик абсолютного давления и датчик перепада давления, соединенные с системой РОГ НД и системой РОГ ВД, и контроллер с машиночитаемыми инструкциями, сохраненными в долговременной памяти, для следующего: если измеренный поток РОГ через систему РОГ ВД больше или меньше заданного командой потока РОГ, накопление разности между измеренным потоком РОГ и верхним пределом или нижним пределом, выполняемое по продолжительности перемещения автомобиля, с динамическим регулированием верхнего предела и нижнего предела как функций заданного командой потока РОГ, накопление заданного командой потока РОГ по продолжительности, если отношение накопленной разности к накопленному заданному командой потоку РОГ больше порогового значения, указание на ухудшение системы РОГ ВД, и, в качестве реакции на указание, переключение второго клапана РОГ в закрытое положение и увеличения степени открытия первого клапана РОГ. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, накопленная разность представляет собой накопленную разность между измеренным потоком РОГ и верхним пределом, когда поток РОГ больше заданного командой потока РОГ, и накопленную разность между измеренным потоком РОГ и нижним пределом, когда поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ, и причем пороговое значение основано на уровне выбросов вредных веществ, содержащихся в отработавших газах. В любых или всех предыдущих примерах, дополнительно или опционально, измеренный поток РОГ основан на показании датчика абсолютного давления и датчика перепада давления, и причем заданный командой поток РОГ основан на температуре двигателя, оцененной посредством датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя, на нагрузке двигателя, оцененной посредством датчика положения педали и на частоте вращения двигателя, оцененной посредством датчика ускорения коленчатого вала.

Таким образом, за счет регулирования порогового значения для обнаружения ухудшения системы РОГ на основе состояния потока РОГ, можно уменьшить непреднамеренные выбросы вредных веществ, возникающие в результате ухудшения системы РОГ. За счет оценки нежелательного потока РОГ, когда не требуется поток РОГ, можно обнаружить такие ухудшения, как утечки в системе РОГ. Технический эффект от динамического вычисления диапазона отказоустойчивости для ошибки массового расхода РОГ, в том числе, увеличения предела допуска в направлении изменения потока РОГ, состоит в том, что можно уменьшить количество ошибочных указаний на ухудшение системы РОГ, обусловленных транспортными задержками между обеспеченным расходом РОГ и заданным командой расходом РОГ. Проведение различий между проблемами нежелательного, избыточного и недостаточного потока РОГ позволяет предпринять соответствующие меры для компенсации определенной причины ухудшения. В целом, выполнение надежной и точной диагностики системы РОГ позволяет обеспечить преимущества системы по экономии топлива и снижению выбросов вредных веществ в более широком диапазоне условий работы двигателя.

Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры управляющих программ и программ оценки могут быть использованы с разнообразными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы управления и управляющие программы, раскрытые в настоящей заявке, могут быть сохранены как исполняемые инструкции в долговременной памяти и выполнены управляющей системой, состоящей из контроллера в сочетании с различными датчиками, приводами и другими средствами двигателя. Конкретные программы, раскрытые в настоящей заявке, могут представлять собой одну или более стратегий обработки, таких как управляемые по событиям, управляемые по прерываниям, многозадачные, многопоточные и т.п. Кроме того, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут быть пропущены. Аналогичным образом, указанный порядок обработки не обязателен для достижения отличительных признаков и преимуществ раскрываемых в настоящей заявке вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или более из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Более того, раскрытые действия, операции и/или функции могут представлять в графическом виде код, который должен быть запрограммирован в долговременную память машиночитаемой среды хранения данных в управляющей системе двигателя, при этом раскрытые действия могут быть выполнены посредством исполнения инструкций в системе, содержащей различные компоненты обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.

Следует понимать, что конфигурации и алгоритмы, раскрытые в настоящей заявке, носят иллюстративный характер, и что эти конкретные варианты осуществления изобретения не следует рассматривать в качестве ограничения, так как возможны многочисленные модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена в двигателях с конфигурацией цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, а также другие отличительные признаки, функции и/или свойства, раскрытые в настоящей заявке.

В нижеследующей формуле изобретения, в частности, указаны определенные комбинации и подкомбинации, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы изобретения ссылка может быть сделана на «некоторый» элемент или «первый» элемент или эквивалент такого элемента. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения могут включать в себя один или более указанных элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Иные комбинации и подкомбинации раскрытых отличительных признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть включены в формулу путем изменения имеющихся пунктов формулы изобретения или путем представления новых пунктов формулы изобретения в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются ли они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи первоначальной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.

Изобретение может быть использовано в автомобильных двигателях внутреннего сгорания, снабженных системой рециркуляции отработавших газов. Способ для эксплуатации двигателя заключается в том, что при изменении заданного командой потока рециркуляции отработавших газов, динамически регулируют верхний и нижний пределы рециркуляции отработавших газов на основе заданного командой потока рециркуляции отработавших газов. Указывают на ухудшение системы рециркуляции отработавших газов на основе сравнения с пороговым значением отношения накопленной разности между измеренным потоком рециркуляции отработавших газов и верхним пределом рециркуляции отработавших газов или нижним пределом рециркуляции отработавших газов к накопленному заданному командой потоку рециркуляции отработавших газов. Указанное пороговое значение основано на уровнях оксидов азота в отработавших газах. Регулируют поток рециркуляции отработавших газов на основе указания на ухудшение. Раскрыта система двигателя автомобиля. Технический результат заключается в повышении надежности и точности диагностики системы рециркуляции отработавших газов. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ для эксплуатации двигателя, содержащий шаги, на которых:

при изменении заданного командой потока рециркуляции отработавших газов (РОГ),

динамически регулируют верхний и нижний пределы рециркуляции отработавших газов на основе заданного командой потока рециркуляции отработавших газов;

указывают на ухудшение системы рециркуляции отработавших газов на основе сравнения с пороговым значением отношения накопленной разности между измеренным потоком рециркуляции отработавших газов и верхним пределом рециркуляции отработавших газов или нижним пределом рециркуляции отработавших газов к накопленному заданному командой потоку рециркуляции отработавших газов, причем указанное пороговое значение основано на уровнях оксидов азота (OA) в отработавших газах; и

регулируют поток рециркуляции отработавших газов на основе указания на ухудшение.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что динамическое регулирование содержит выбор верхнего предела РОГ и нижнего предела РОГ как функций заданного командой потока РОГ, фиксированного допуска на ошибку и множителя, причем множитель определяют как функцию заданного командой потока РОГ.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пороговое значение представляет собой первое пороговое значение, когда измеренный поток РОГ больше заданного командой потока РОГ и иное, второе пороговое значение, когда измеренный поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указание на основе упомянутого отношения включает в себя: когда измеренный поток РОГ больше заданного командой потока РОГ, указание на основе отношения накопленной разности между измеренным потоком РОГ и верхним пределом РОГ к накопленному заданному командой потоку РОГ.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указание на основе упомянутого отношения дополнительно включает в себя: когда измеренный поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ, указание на основе отношения накопленной разности между измеренным потоком РОГ и нижним пределом РОГ к накопленному заданному командой потоку РОГ.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указание включает в себя: когда измеренный поток РОГ больше заданного командой потока РОГ, сравнение упомянутого отношения с первым пороговым значением, и, если отношение больше первого порогового значения, указывают на ухудшение системы РОГ.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что указание дополнительно включает в себя: когда измеренный поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ, сравнение отношения со вторым пороговым значением, и, если отношение больше второго порогового значения, указывают на ухудшение системы РОГ.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулирование потока РОГ включает в себя перевод клапана РОГ в закрытое положение для приостановки потока РОГ.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно, когда заданный командой поток РОГ представляет собой нулевой поток РОГ, в качестве реакции на измеренный отличный от нуля поток РОГ, указывают на ухудшение РОГ на основе превышения третьего порогового значения отношением ошибки, являющимся отношением накопленной разности между измеренным отличным от нуля потоком РОГ и фиксированным пределом РОГ к накопленному значению потока впускного воздуха, и, в качестве реакции на указание на ухудшение, приостанавливают поток РОГ, причем третье пороговое значение основано на уровнях OA в отработавших газах, причем фиксированный предел РОГ отличается от динамически регулируемых верхнего предела РОГ и нижнего предела РОГ.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что двигатель соединен с автомобилем, и причем накопленную разность между измеренным потоком РОГ и верхним пределом РОГ или нижним пределом РОГ, накопленную разность между измеренным отличным от нуля потоком РОГ и пределом РОГ и накопленное значение потока впускного воздуха накапливают по продолжительности или по расстоянию перемещения автомобиля, и причем поток РОГ содержит поток РОГ высокого давления из области выше по потоку от выпускной турбины в область ниже по потоку от впускного компрессора.

11. Способ по п. 10, дополнительно содержащий шаги, на которых: когда измеренный поток РОГ больше заданного командой потока РОГ, указывают на ухудшение системы РОГ на основе первой накопленной разности между измеренным потоком РОГ и первым, верхним пределом, накопленным по продолжительности, и когда измеренный поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ, указывают на ухудшение системы РОГ на основе второй накопленной разности между измеренным потоком РОГ и вторым, нижним пределом, накопленным по продолжительности, причем верхний предел и нижний предел динамически регулируют на основе заданного командой потока РОГ.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указание содержит шаги, на которых оценивают первое отношение первой накопленной разности к накопленному заданному командой массовому расходу РОГ по продолжительности и указывают на ухудшение системы РОГ, если первое отношение больше первого порогового значения.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что указание дополнительно содержит шаги, на которых, когда заданный командой поток РОГ представляет собой нулевой поток РОГ и измеренный поток РОГ больше заданного командой нулевого потока РОГ, оценивают третью накопленную разность между измеренным потоком РОГ и пределом ошибки по продолжительности, оценивают третье отношение третьей накопленной разности к накопленному заданному командой значению массового расхода впускного воздуха, накопленному по продолжительности, и указывают на ухудшение системы РОГ, если третье отношение больше третьего порогового значения, отличающегося от первого порогового значения и второго порогового значения.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что первый предел и второй предел постоянно изменяют как функцию заданного командой потока РОГ, и причем предел ошибки представляет собой фиксированный предел ошибки.

15. Система двигателя автомобиля, содержащая:

впускной коллектор и выпускной коллектор;

турбонагнетатель, содержащий выпускную турбину и впускной компрессор;

систему рециркуляции отработавших газов низкого давления (РОГ НД), содержащую первый канал рециркуляции отработавших газов с первым клапаном рециркуляции отработавших газов для осуществления рециркуляции отработавших газов из области ниже по потоку от турбины в выпускном коллекторе в область выше по потоку от компрессора во впускном коллекторе;

систему рециркуляции отработавших газов высокого давления (РОГ ВД), содержащую второй канал рециркуляции отработавших газов со вторым клапаном рециркуляции отработавших газов для осуществления рециркуляции отработавших газов из области выше по потоку от турбины в выпускном коллекторе в область ниже по потоку от компрессора во впускном коллекторе;

датчик температуры, датчик абсолютного давления и датчик перепада давления, соединенные с системой рециркуляции отработавших газов низкого давления и системой рециркуляции отработавших газов высокого давления; и

контроллер с машиночитаемыми инструкциями, сохраненными в долговременной памяти, для следующего:

если измеренный поток рециркуляции отработавших газов через систему рециркуляции отработавших газов высокого давления больше или меньше заданного командой потока рециркуляции отработавших газов,

накопление разности между измеренным потоком рециркуляции отработавших газов и верхним пределом или нижним пределом, выполняемое по продолжительности перемещения автомобиля, с динамическим регулированием верхнего предела и нижнего предела в зависимости от заданного командой потока рециркуляции отработавших газов;

накопление заданного командой потока рециркуляции отработавших газов по указанной продолжительности;

если отношение накопленной разности к накопленному заданному командой потоку рециркуляции отработавших газов больше порогового значения, указание на ухудшение системы рециркуляции отработавших газов высокого давления; и

в качестве реакции на данное указание, переключение второго клапана рециркуляции отработавших газов в закрытое положение при увеличении степени открытия первого клапана рециркуляции отработавших газов.

16. Система по п. 15, отличающаяся тем, что накопленная разность представляет собой накопленную разность между измеренным потоком РОГ и верхним пределом, когда поток РОГ больше заданного командой потока РОГ, и накопленную разность между измеренным потоком РОГ и нижним пределом, когда поток РОГ меньше заданного командой потока РОГ, и причем пороговое значение основано на уровне выбросов вредных веществ, содержащихся в отработавших газах.

17. Система по п. 15, отличающаяся тем, что измеренный поток РОГ основан на показании датчика абсолютного давления и датчика перепада давления, и причем заданный командой поток РОГ основан на температуре двигателя, оцененной посредством датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя, на нагрузке двигателя, оцененной посредством датчика положения педали, и на частоте вращения двигателя, оцененной посредством датчика ускорения коленчатого вала.