СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ТРУБКИ ВЕНТУРИ Российский патент 2022 года по МПК G01F1/44 G01L23/00 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к технической области транспортных средств и, в частности, к способу и устройству для вычисления давления в трубке Вентури.

Уровень техники

[0002] В настоящее время выхлопные выбросы транспортных средств должны удовлетворять стандартам по выбросам Euro 6. Для того, чтобы контролировать выбросы двигателя, необходимо точно измерять расход выхлопного газа, который может быть измерен с помощью технологии Вентури.

[0003] Трубка Вентури размещается в трубопроводе рециркуляции выхлопного газа (EGR-трубопроводе) двигателя. Как правило, три датчика размещаются на трубке Вентури для того, чтобы измерять расход выхлопного газа в EGR-трубопроводе. Как показано на фиг. 1, три датчика включают в себя датчик 6 для измерения давления на впуске трубки Вентури, датчик 2 для измерения температуры на впуске трубки Вентури и датчик 5 для измерения дифференциального давления между впуском и горловиной трубки Вентури. Трубка Вентури дополнительно снабжается клапанным седлом 4 для размещения этих датчиков.

[0004] Расход выхлопного газа вычисляется из последующего уравнения (1).

где Qm представляет вычисленный расход выхлопного газа; ρ представляет плотность выхлопного газа на впуске трубки Вентури, которая получается на основе сигнала температуры и сигнала давления на впуске трубки Вентури, т.е., на основе результата измерения датчика 2 и результата измерения датчика 6; ΔP представляет сигнал дифференциального давления между впуском и горловиной трубки Вентури, т.е., ΔP определяется на основе результата измерения датчика 5; и другие параметры, все являются стандартными величинами.

[0005] Может быть видно из вышеприведенного уравнения, что результаты измерения датчика 2, датчика 5 и датчика 6 требуются для того, чтобы вычислять расход выхлопного газа. Однако, трудно размещать три датчика вследствие небольшого пространства, доступного для размещения датчиков на трубке Вентури.

[0006] Следовательно, техническое решение является желательным для решения вышеописанной проблемы.

Сущность изобретения

[0007] Технической проблемой, которая должна быть решена в настоящем изобретении, является вычисление расхода выхлопного газа, что требует результатов измерения трех датчиков. Однако, трудно размещать три датчика вследствие небольшого пространства, доступного для размещения трех датчиков на трубке Вентури. Следовательно, предоставляются способ и устройство для вычисления давления на трубке Вентури.

[0008] В первом аспекте способ для вычисления давления в трубке Вентури предоставляется согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Способ включает в себя: получение давления P2 во впускном трубопроводе и получение дифференциального давления ΔP между впуском и горловиной трубки Вентури; корректировку давления P2 на основе предварительно определенной первой корректировки MAP, чтобы получать давление P_A в первой точке спереди EGR-смесителя рециркуляции выхлопного газа, и корректировку дифференциального давления ΔP на основе предварительно определенной второй корректировки MAP, чтобы получать потерю P_B давления в трубке Вентури; и вычисление суммы давления P_A и потери P_B давления, чтобы получать давление на впуске трубки Вентури.

[0009] В варианте осуществления получение давления P2 во впускном трубопроводе включает в себя получение давления P2 посредством датчика впускного давления двигателя.

[0010] В варианте осуществления первая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и объема топлива двигателя.

[0011] В варианте осуществления вторая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и расхода выхлопного газа двигателя.

[0012] В варианте осуществления способ дополнительно включает в себя: получение температуры на впуске трубки Вентури; и вычисление расхода выхлопного газа двигателя на основе температуры на впуске трубки Вентури, давления в трубке Вентури и дифференциального давления ΔP.

[0013] Во втором аспекте устройство для вычисления давления в трубке Вентури предоставляется согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство включает в себя первый блок получения, блок корректировки и блок суммирования. Первый блок получения конфигурируется, чтобы получать давление P2 во впускном трубопроводе и получать дифференциальное давление ΔP между впуском и горловиной трубки Вентури. Блок корректировки конфигурируется, чтобы корректировать давление P2 на основе предварительно определенной первой корректировки MAP, чтобы получать давление P_A в первой точке спереди EGR-смесителя рециркуляции выхлопного газа и корректировать дифференциальное давление ΔP на основе предварительно определенной второй корректировки MAP, чтобы получать потерю P_B давления в трубке Вентури. Блок суммирования конфигурируется, чтобы вычислять сумму давления P_A и потери P_B давления, чтобы получать давление на впуске трубки Вентури.

[0014] В варианте осуществления давление P2 во впускном трубопроводе получается посредством датчика впускного давления двигателя.

[0015] В варианте осуществления первая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и объема топлива двигателя.

[0016] В варианте осуществления вторая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и расхода выхлопного газа двигателя.

[0017] В варианте осуществления устройство дополнительно включает в себя второй блок получения и блок вычисления. Второй блок получения конфигурируется, чтобы получать температуру на впуске трубки Вентури. Блок вычисления конфигурируется, чтобы вычислять расход выхлопного газа двигателя на основе температуры на впуске трубки Вентури, давления в трубке Вентури и дифференциального давления ΔP.

[0018] По сравнению с традиционной технологией варианты осуществления настоящего изобретения имеют следующие преимущества. Способ и устройство для вычисления давления в трубке Вентури предоставляются согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. В частности, получается давление P2 во впускном трубопроводе. Получается дифференциальное давление ΔP между впуском и горловиной трубки Вентури. Давление P2 корректируется на основе предварительно определенной первой корректировки MAP, чтобы получать давление P_A в первой точке спереди EGR-смесителя. Дифференциальное давление ΔP корректируется на основе предварительно определенной второй корректировки MAP, чтобы получать потерю P_B давления в трубке Вентури. Сумма давления P_A и потери P_B давления вычисляется, чтобы получать давление на впуске трубки Вентури. Может быть видно, что с помощью способа согласно варианту осуществления настоящего изобретения давление на впуске трубки Вентури получается из вычисления. Т.е., давление на впуске трубки Вентури вычисляется вместо измерения посредством датчика. Таким образом, не нужно размещать датчик для измерения давления на впуске трубки Вентури. Расход выхлопного газа вычисляется, в то же время уменьшая число датчиков, размещаемых на трубке Вентури.

Краткое описание чертежей

[0019] Различные другие преимущества и выгоды станут ясными специалистам в области техники из подробного описания предпочтительных вариантов осуществления ниже. Чертежи существуют только с целью иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления и не рассматриваются как ограничение для настоящего изобретения. На всех чертежах одинаковые ссылочные символы используются для обозначения одинаковых компонентов. На чертежах:

[0020] Фиг. 1 - это схематичный чертеж, показывающий трубку Вентури с датчиками согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0021] Фиг. 2 - это блок-схема последовательности операций способа для вычисления давления в трубке Вентури согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

[0022] Фиг. 3 - это схематичный чертеж, показывающий соединение впускного трубопровода двигателя и трубки Вентури согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

[0023] Фиг. 4 - это схематичный структурный чертеж устройства для вычисления давления в трубке Вентури согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления

[0024] Технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения описываются ясно и полностью вместе с чертежами в вариантах осуществления настоящего изобретения далее в данном документе, так что специалисты в области техники могут понимать технические решения настоящего изобретения лучше. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются лишь некоторыми, а не всеми вариантами осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные специалистами в области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без какой-либо творческой работы, попадают в рамки защиты настоящего изобретения.

[0025] Термины "первый", "второй", "третий", "четвертый" и т.п. (если есть) в описании и формуле настоящего изобретения и вышеупомянутых чертежах используются, чтобы различать аналогичные объекты, и необязательно используются, чтобы описывать конкретный порядок или последовательность. Следует понимать, что данные, описанные таким способом, могут быть взаимозаменяемыми при подходящих обстоятельствах, так что варианты осуществления, описанные в данном документе, могут быть реализованы в порядке, отличном от порядка, иллюстрированного или описанного в данном документе. Кроме того, термины "включающий в себя" и "содержащий" и какие-либо их разновидности предполагают быть неисключающими. Например, процесс, способ, система, изделие или устройство, которое включает в себя последовательность этапов или блоков, необязательно ограничивается явно описанными, но может включать в себя другие этапы или блоки, которые явно не перечислены или являются неотъемлемыми для процесса, способа, изделия или устройства.

[0026] Обнаружено из исследования, что результаты измерения датчика 2, датчика 5 и датчика 6, показанных на фиг. 1, требуются для того, чтобы вычислять расход выхлопного газа. Однако, очень трудно размещать три датчика вследствие небольшого пространства, доступного для размещения трех датчиков на трубке Вентури.

[0027] В виду этого, способ и устройство для вычисления давления в трубке Вентури предоставляются согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. В частности, получается давление P2 во впускном трубопроводе. Получается дифференциальное давление ΔP между впуском и горловиной трубки Вентури. Давление P2 корректируется на основе предварительно определенной первой корректировки MAP, чтобы получать давление P_A в первой точке спереди EGR-смесителя. Дифференциальное давление ΔP корректируется на основе предварительно определенной второй корректировки MAP, чтобы получать потерю P_B давления в трубке Вентури. Сумма давления P_A и потери P_B давления вычисляется, чтобы получать давление на впуске трубки Вентури. Может быть видно, что с помощью способа согласно варианту осуществления настоящего изобретения давление на впуске трубки Вентури получается из вычисления. Т.е., давление на впуске трубки Вентури вычисляется вместо измерения посредством датчика. Таким образом, не нужно размещать датчик для измерения давления на впуске трубки Вентури. Расход выхлопного газа вычисляется, в то же время уменьшая число датчиков, размещаемых на трубке Вентури.

[0028] Далее в данном документе иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения описываются более подробно со ссылкой на чертежи. Хотя чертежи показывают иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что настоящее изобретение может быть реализовано в различных формах и не должно ограничиваться вариантами осуществления, изложенными в данном документе. Вместо этого эти варианты осуществления предоставляются, чтобы сделать более полным понимание настоящего изобретения и полностью передать рамки настоящего изобретения специалистам в области техники.

[0029] Вариант осуществления способа

[0030] Ссылка выполняется на фиг. 2, которая является блок-схемой последовательности операций способа для вычисления давления в трубке Вентури согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[0031] Способ согласно варианту осуществления настоящего изобретения может быть реализован процессором, таким как электронный блок управления (ECU) в транспортном средстве.

[0032] Способ согласно варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя следующие этапы S201-S203.

[0033] На этапе S201 получается давление P2 во впускном трубопроводе, и получается дифференциальное давление ΔP между впуском и горловиной трубки Вентури.

[0034] Это может быть понятно в связи с фиг. 3, которая является схематичным чертежом, показывающим соединение впускного трубопровода двигателя и трубки Вентури согласно варианту осуществления изобретения.

[0035] На фиг. 3 ссылочный номер 301 представляет двигатель, ссылочный номер 302 представляет впускной трубопровод двигателя, а ссылочный номер 303 представляет выхлопной трубопровод двигателя. Трубка Вентури, охладитель рециркуляции выхлопного газа (EGR) и EGR-клапан соединяются между впускным трубопроводом 302 и выхлопным трубопроводом 303.

[0036] В целом, двигатель включает в себя встроенный датчик впускного давления. Следовательно, в реализации варианта осуществления настоящего изобретения, давление во впускном трубопроводе двигателя получается посредством встроенного датчика впускного давления двигателя.

[0037] В варианте осуществления настоящего изобретения, как упомянуто выше, датчик дифференциального давления размещается на трубке Вентури, чтобы измерять дифференциальное давление между впуском и горловиной трубки Вентури. Следовательно, в варианте осуществления настоящего изобретения, дифференциальное давление ΔP получается посредством датчика дифференциального давления (т.е., датчика 5 на фиг. 1).

[0038] На этапе S202 давление P2 корректируется на основе предварительно определенной первой корректировки MAP, чтобы получать давление P_A в первой точке спереди EGR-смесителя, и дифференциальное давление ΔP корректируется на основе предварительно определенной второй корректировки MAP, чтобы получать потерю P_B давления в трубке Вентури.

[0039] Следует отметить, что первая точка, упомянутая в варианте осуществления настоящего изобретения, ссылается на точку спереди EGR-смесителя (не показан на фиг. 2). Первая точка может быть, например, точкой A, показанной на фиг. 3.

[0040] В варианте осуществления настоящего изобретения первая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и объема топлива двигателя. Реализация калибровки для первой корректировки MAP не ограничивается в варианте осуществления настоящего изобретения. В примере датчик давления размещается в точке A, и первая корректировка MAP калибруется на основе давления, измеренного посредством датчика давления, размещенного в точке A, и давления, измеренного посредством встроенного датчика впускного давления двигателя.

[0041] Понятно, что давление выхлопного газа уменьшается после протекания через горловину трубки Вентури и восстанавливается после протекания через расширяющуюся часть трубки Вентури, и существует потеря давления на всем протяжении процесса. В варианте осуществления настоящего изобретения P_B представляет потерю давления выхлопного газа при протекании из горловины трубки Вентури в расширяющуюся часть трубки Вентури.

[0042] В варианте осуществления настоящего изобретения вторая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и расхода выхлопного EGR-газа двигателя. Реализация калибровки для второй корректировки MAP не ограничивается в варианте осуществления настоящего изобретения и может быть определена согласно фактическим условиям.

[0043] Следует отметить, что потеря P_B давления трубки Вентури зависит от самой трубки Вентури. Т.е., трубка Вентури соответствует второй корректировке MAP для вычисления потери давления трубки Вентури.

[0044] На этапе S203 сумма давления P_A и потери P_B давления вычисляется, чтобы получать давление на впуске трубки Вентури.

[0045] В примере варианта осуществления настоящего изобретения получается температура на впуске трубки Вентури, и расход выхлопного газа двигателя вычисляется на основе температуры на впуске трубки Вентури, давления в трубке Вентури и дифференциального давления ΔP. Температура на впуске трубки Вентури получается посредством датчика температуры на впуске (т.е., датчика 2, показанного на фиг. 1), и расход выхлопного газа двигателя вычисляется из уравнения (1).

[0046] Может быть видно из вышесказанного, что с помощью способа для вычисления давления в трубке Вентури согласно варианту осуществления настоящего изобретения получается давление P2 во впускном трубопроводе. Получается дифференциальное давление ΔP между впуском и горловиной трубки Вентури. Давление P2 корректируется на основе предварительно определенной первой корректировки MAP, чтобы получать давление P_A в первой точке спереди EGR-смесителя. Дифференциальное давление ΔP корректируется на основе предварительно определенной второй корректировки MAP, чтобы получать потерю P_B давления в трубке Вентури. Сумма давления P_A и потери P_B давления вычисляется, чтобы получать давление на впуске трубки Вентури. Может быть видно, что с помощью способа согласно варианту осуществления настоящего изобретения давление на впуске трубки Вентури получается из вычисления. Т.е., давление на впуске трубки Вентури вычисляется вместо измерения посредством датчика. Таким образом, не нужно размещать датчик для измерения давления на впуске трубки Вентури. Расход выхлопного газа вычисляется, в то же время уменьшая число датчиков, размещаемых на трубке Вентури.

[0047] Вариант осуществления устройства

[0048] На основе способа согласно вышеописанному варианту осуществления способа устройство для вычисления давления в трубке Вентури дополнительно предоставляется согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[0049] Ссылка выполняется на фиг. 4, которая является схематичным структурным чертежом устройства для вычисления давления в трубке Вентури согласно варианту осуществления изобретения.

[0050] Устройство 400 для вычисления давления в трубке Вентури согласно варианту осуществления изобретения включает в себя первый блок 410 получения, блок 420 корректировки и блок 430 суммирования.

[0051] Первый блок 410 получения конфигурируется, чтобы получать давление P2 во впускном трубопроводе и получать дифференциальное давление ΔP между впуском и горловиной трубки Вентури.

[0052] Блок 420 корректировки конфигурируется, чтобы корректировать давление P2 на основе предварительно определенной первой корректировки MAP, чтобы получать давление P_A в первой точке спереди EGR-смесителя рециркуляции выхлопного газа и корректировать дифференциальное давление ΔP на основе предварительно определенной второй корректировки MAP, чтобы получать потерю P_B давления в трубке Вентури.

[0053] Блок 430 суммирования конфигурируется, чтобы вычислять сумму давления P_A и потери P_B давления, чтобы получать давление на впуске трубки Вентури.

[0054] В варианте осуществления давление P2 во впускном трубопроводе получается посредством датчика впускного давления двигателя.

[0055] В варианте осуществления первая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и объема топлива двигателя.

[0056] В варианте осуществления вторая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и расхода выхлопного газа двигателя.

[0057] В варианте осуществления устройство 400 дополнительно включает в себя второй блок получения и блок вычисления. Второй блок получения конфигурируется, чтобы получать температуру на впуске трубки Вентури. Блок вычисления конфигурируется, чтобы вычислять расход выхлопного газа двигателя на основе температуры на впуске трубки Вентури, давления в трубке Вентури и дифференциального давления ΔP.

[0058] Так как устройство 400 соответствует способу согласно вышеописанному варианту осуществления способа, реализации блоков устройства 400 основываются на той же идее, что и вышеописанный вариант осуществления способа. Следовательно, для реализаций этих блоков устройства 400, ссылка может быть сделана на описание вышеописанного варианта осуществления способа, которые не описываются подробно здесь.

[0059] Может быть видно из вышесказанного, что с помощью способа для вычисления давления в трубке Вентури согласно варианту осуществления настоящего изобретения получается давление P2 во впускном трубопроводе. Получается дифференциальное давление ΔP между впуском и горловиной трубки Вентури. Давление P2 корректируется на основе предварительно определенной первой корректировки MAP, чтобы получать давление P_A в первой точке спереди EGR-смесителя. Дифференциальное давление ΔP корректируется на основе предварительно определенной второй корректировки MAP, чтобы получать потерю P_B давления в трубке Вентури. Сумма давления P_A и потери P_B давления вычисляется, чтобы получать давление на впуске трубки Вентури. Может быть видно, что с помощью способа согласно варианту осуществления настоящего изобретения давление на впуске трубки Вентури получается из вычисления. Т.е., давление на впуске трубки Вентури вычисляется вместо измерения посредством датчика. Таким образом, не нужно размещать датчик для измерения давления на впуске трубки Вентури. Расход выхлопного газа вычисляется, в то же время уменьшая число датчиков, размещаемых на трубке Вентури.

[0060] Специалисты в области техники могут легко придумать другие варианты осуществления настоящего изобретения после рассмотрения спецификации и применения на практике технических решений, описанных в данном документе. Настоящее изобретение предназначается, чтобы охватывать любые разновидности, использования или адаптации настоящего изобретения. Эти разновидности, использования или адаптации следуют общим принципам настоящего изобретения и включают в себя общее знание или традиционное техническое средство в технической области, которые не описываются в настоящем изобретении. Описание и варианты осуществления следует рассматривать только как иллюстративные, и истинные рамки и суть настоящего изобретения определяются последующей формулой изобретения.

[0061] Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается точной структурой, которая была описана выше и показана на чертежах, и различные модификации и изменения могут быть выполнены без отступления от рамок настоящего изобретения. Рамки настоящего изобретения ограничиваются только прилагаемой формулой изобретения.

[0062] Вышеприведенное описывает только предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и не предназначается, чтобы ограничивать настоящее изобретение. Любая модификация, эквивалентная замена, улучшение или т.п., выполненные в духе и принципах настоящего изобретения, должны быть включены в рамки защиты настоящего изобретения.

Изобретение относится к транспортным средствам, к способу и устройству для вычисления давления в трубке Вентури. Способ для вычисления давления трубки Вентури содержит следующие этапы: получение значения P2 давления воздуховпускной трубки и получение перепада ΔP давления между впуском и горловиной трубки Вентури; выполнение корректировки по P2 с помощью предварительно определенной первой корректировки MAP и получение давления P_A первой точки перед EGR-смесителем; выполнение корректировки по ΔP с помощью предварительно определенной второй корректировки MAP и получение потери P_B давления трубки Вентури; и суммирование P_A и P_B, чтобы получать давление трубки Вентури. Согласно способу для вычисления давления трубки Вентури впускное давление трубки Вентури может быть собрано и вычислено с помощью режима вычисления, отличного от датчика. Дополнительно предоставляется устройство для вычисления давления трубки Вентури. В результате нет необходимости размещать датчик впускного давления трубки Вентури, число датчиков, размещенных на трубке Вентури, уменьшается, и расход выхлопа может также быть вычислен. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ для вычисления давления в трубке Вентури, содержащий этапы, на которых:

получают давление P2 во впускном трубопроводе и получают дифференциальное давление ΔP между впуском и горловиной трубки Вентури;

корректируют давление P2 на основе предварительно определенной первой корректировки MAP, чтобы получать давление P_A в первой точке спереди EGR-смесителя рециркуляции выхлопного газа, и корректируют дифференциальное давление ΔP на основе предварительно определенной второй корректировки MAP, чтобы получать потерю P_B давления в трубке Вентури; и

вычисляют сумму давления P_A и потери P_B давления, чтобы получать давление на впуске трубки Вентури.

2. Способ по п. 1, в котором получение давления P2 во впускном трубопроводе содержит этап, на котором получают давление P2 посредством датчика впускного давления двигателя.

3. Способ по п. 1, при этом первая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и объема топлива двигателя.

4. Способ по п. 1, при этом вторая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и расхода выхлопного газа двигателя.

5. Способ по любому одному из пп. 1-4, дополнительно содержащий этапы, на которых:

получают температуру на впуске трубки Вентури; и

вычисляют расход выхлопного газа двигателя на основе температуры на впуске трубки Вентури, давления в трубке Вентури и дифференциального давления ΔP.

6. Устройство для вычисления давления в трубке Вентури, содержащее:

первый блок получения, выполненный с возможностью получения давления P2 во впускном трубопроводе и получения дифференциального давления ΔP между впуском и горловиной трубки Вентури;

блок корректировки, выполненный с возможностью корректировки давления P2 на основе предварительно определенной первой корректировки MAP, чтобы получать давление P_A в первой точке спереди EGR-смесителя рециркуляции выхлопного газа и корректировки дифференциального давления ΔP на основе предварительно определенной второй корректировки MAP, чтобы получать потерю P_B давления в трубке Вентури; и

блок суммирования, выполненный с возможностью вычисления суммы давления P_A и потери P_B давления, чтобы получать давление на впуске трубки Вентури.

7. Устройство по п. 6, в котором давление P2 во впускном трубопроводе получают посредством датчика впускного давления двигателя.

8. Устройство по п. 6, в котором первая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и объема топлива двигателя.

9. Устройство по п. 6, в котором вторая корректировка MAP определяется из калибровки на основе скорости вращения и расхода выхлопного газа двигателя.

10. Устройство по любому одному из пп. 6-9, дополнительно содержащее:

второй блок получения, выполненный с возможностью получения температуры на впуске трубки Вентури; и

блок вычисления, выполненный с возможностью вычисления расхода выхлопного газа двигателя на основе температуры на впуске трубки Вентури, давления в трубке Вентури и дифференциального давления ΔP.