Система EGR двигателя и стратегия диагностики системы EGR двигателя Российский патент 2022 года по МПК F02M26/47 F02M26/49 

[0001] Данная заявка испрашивает право приоритета на заявку, представленную акционерным обществом с ограниченной ответственностью «Great Wall Motor» 30 ноября 2018 года, на изобретение под названием «Система EGR двигателя и способ диагностики системы EGR двигателя» с номером заявки на патент КНР «201811453614.Х».

Область техники

[0002] Данное изобретение относится к технической сфере производства двигателей, а именно к системе рециркуляции выхлопных газов (EGR) двигателя и способу диагностики системы EGR двигателя.

Предыдущий уровень техники

[0003] Проблемы экологии, энергетический кризис и введение строгих правил по выбросам и потреблению топлива стали серьезными вызовами для отрасли двигателей внутреннего сгорания. На сегодняшний день двумя наиболее острыми проблемами являются снижение расхода топлива и снижение выбросов.

[0004] В вышеуказанных условиях автомобильные предприятия и исследовательские учреждения разрабатывают и представляют собственные системы EGR низкого давления для бензиновых двигателей, в которых выхлопные газы отводятся после прохождения через каталитический нейтрализатор и вводятся перед нагнетателем; после охлаждения выхлопные газы вводятся в цилиндры, это позволяет понизить температуру рабочей среды и отношение теплоемкости при постоянном давлении внутри цилиндров, снизить насосные потери в условиях средней и малой нагрузки, а в условиях большой нагрузки впуск EGR позволяет снизить температуру в конечной точке зажатия, за счет чего появляется возможность сдвинуть вперед угол зажигания и повысить тепловой КПД при высокой нагрузке.

[0005] Упомянутая система EGR двигателя представляет собой внешнюю EGR, в которой выхлопные газы после каталитического нейтрализатора вводятся перед впускным нагнетателем, при этом газы проходят через нагнетатель, впускной промежуточный охладитель и дроссельный клапан и поступают в цилиндры двигателя. Прошедший охлаждение EGR при средних и высоких нагрузках оказывает определенное подавляющее действие на детонацию, но при малой нагрузке оказывает негативное влияние на процесс сгорания, добавление зоны малой нагрузки EGR приводит к нарушению стабилизации сгорания топлива и создает определенные риски пропусков воспламенения. В виду этого возникает необходимость повысить температуру жидкости охлаждения при малой нагрузке, это позволит не только снизить коэффициент трения, но и увеличить стабильность сгорания, что в результате приведет к снижению риска пропусков воспламенения и снижению расхода топлива. При средней нагрузке возникает необходимость в относительно низкой температуре жидкости охлаждения, это позволит в определенной степени снизить детонацию; при высокой нагрузке и в точках мощности возникает необходимость в как можно более низкой температуре жидкости охлаждения, это позволит еще больше снизить детонацию по внешним характеристикам и кардинально повысить тягу двигателя, а в точках мощности позволит снизить температуру выхлопных газов и увеличить мощность.

[0006] EGR состоит из выхлопных газов, образующихся при сгорании топлива, после охлаждения в охладителе которых могут возникать процессы сгущения и коксования, что может привести к образованию пробок в охладителе EGR и клапане EGR. Образование пробки в трубопроводе EGR приводит к погрешностям регулировки коэффициента EGR; а в режиме высокой нагрузки, когда двигатель должен работать с высоким коэффициентом EGR, погрешности регулировки коэффициента EGR могут привести к возникновению серьезной детонации двигателя и риска выхода двигателя из строя.

[0007] В связанной технологии пока отсутствуют простые системы и способ для тестирования охладителей EGR и клапанов EGR на наличие пробок, что создает возможности для их усовершенствования.

Сущность изобретения

[0008] Данное изобретение нацелено на то, чтобы, как минимум, в определенной степени устранить одну из технических проблем связанной технологии.

[0009] Поэтому одной из целей данного изобретения является представить систему двигателя EGR, включающую в себя трубопровод, на котором установлен охладитель EGR и клапан EGR, при этом впускной конец упомянутого клапана EGR соединен с выпускным концом упомянутого охладителя EGR; датчик разности давлений, впускной конец которого может быть по выбору соединен с первой или второй точкой на упомянутом трубопроводе EGR, при этом упомянутая первая точка располагается на впускном конце упомянутого охладителя EGR, а упомянутая вторая точка располагается между выпускным концом упомянутого охладителя EGR и впускным концом упомянутого клапана EGR; выпускной конец упомянутого датчика разности давлений соединен с упомянутым трубопроводом EGR, при этом точка соединения располагается на выпускном конце упомянутого клапана EGR; контроллер, который имеет соединение для передачи данных с упомянутым датчиком разности давлений, чтобы, исходя из значений, измеренных упомянутым датчиком разности давлений, определять наличие пробки в упомянутом трубопроводе EGR.

[0010] Таким образом, посредством установки многоканального впускного датчика разности давлений осуществляется контроль образования пробок в охладителе EGR и клапане EGR; это способствует более точной регулировке коэффициента EGR и позволяет устранить ее погрешности, создающие риск детонации двигателя и повышения расхода топлива.

[0011] Другой целью данного изобретения является представить способ диагностики системы EGR двигателя, которая включает в себя следующую последовательность действий: мониторинг первой величины разницы давлений Р1 между давлением на впускном конце охладителя EGR и давлением на впускном конце клапана EGR; сравнение упомянутой первой величины разницы давлений Р1 с первой нормативной величиной разницы давлений SP1; если P1 ≤ SP1, то продолжается мониторинг первой величины разницы давлений Р1; если P1 > SP1, то выполняется измерение второй величины разницы давлений Р2 между давлением на впускном конце клапана EGR и давлением на выпускном конце клапана EGR и сравнение упомянутой второй величины разницы давлений Р2 со второй нормативной величиной разницы давлений SP2; если P2 ≤ SP2, то определяется, что образовалась пробка в охладителе EGR; если P2 > SP2, то определяется, что образовалась пробка в клапане EGR.

[0012] Дополнительные аспекты и преимущества данного изобретения частично представлены в нижеприведенном описании, а некоторые станут очевидными из нижеприведенного описания или будут поняты при практическом применении настоящего изобретения.

Описание чертежей

[0013] Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему структуры упомянутой системы двигателя EGR по примеру реализации данного изобретения;

[0014] Фиг. 2 представляет собой логическую схему способ диагностики упомянутой системы двигателя EGR по примеру реализации данного изобретения;

[0015] Фиг. 3 представляет собой логическую схему определения стандартных величин разницы давлений;

[0016] Фиг. 4 представляет собой логическую схему процедуры самовосстановления клапана EGR;

[0017] Фиг. 5 представляет собой график распределения коэффициента EGR.

Конкретные варианты осуществления

[0018] Ниже подробно описываются конкретные примеры реализации данного изобретения, образцы упомянутых примеров реализации отображены на прилагаемых чертежах, применение на всех чертежах сквозной идентичной или аналогичной нумерации означает, что речь идет об идентичном или аналогичном элементе или об элементе с идентичным или аналогичным функционалом. Описанные ниже примеры реализации с прилагаемыми чертежами являются показательными, предназначены исключительно для иллюстрации изобретения и не должны рассматриваться как ограничение реализации изобретения.

[0019] Далее со ссылкой на чертежи в соответствии с примером реализации данного изобретения представлено подробное описание системы EGR двигателя и способ диагностики системы EGR двигателя.

[0020] Как показано на Фиг. 1, система EGR двигателя по примеру реализации данного изобретения представляет собой систему EGR с низким давлением, которая включает в себя трубопровод EGR, впускной конец трубопровода EGR соединен с выпускным концом каталитического нейтрализатора 10, выпускной конец трубопровода EGR соединен с впускным концом нагнетателя 2, выпускной конец нагнетателя 2 через впускную трубу соединен с впускным концом впускного промежуточного охладителя 3, между выпускным концом впускного промежуточного охладителя 3 и впускным коллектором установлен дроссельный клапан 5; выхлопные газы из цилиндров отводятся через турбину 9, выпускной конец турбины 9 соединен с впускным концом каталитического нейтрализатора 10, каталитический нейтрализатор 10 может представлять собой трехкомпонентный нейтрализатор.

[0021] Система EGR осуществляет отбор газов после каталитического нейтрализатора 10, которые проходят через охладитель EGR 11 и клапан EGR 12 и вводятся перед нагнетателем 2, проходят через нагнетатель двигателя, впускной промежуточный охладитель 3 и после дроссельного клапана 5 вводятся в цилиндры.

[0022] Как показано на Фиг. 5, EGR при малой нагрузке зоны А оказывает негативное влияние на процесс сгорания, добавление зоны малой нагрузки EGR приводит к нарушению стабилизации сгорания топлива и создает определенные риски пропусков воспламенения. Однако, добавление EGR при малой нагрузке позволяет снизить насосные потери. При средней нагрузке зоны В необходим имеющий сравнительно большой объем коэффициент EGR, который снизит детонацию и уменьшит расход топлива; при высокой нагрузке и в точках мощности зоны С необходим коэффициент EGR определенной величины, это позволит еще больше снизить детонацию по внешним характеристикам и кардинально повысить тягу двигателя, а в точках мощности позволит снизить температуру выхлопных газов и увеличить мощность.

[0023] Как показано на Фиг. 1, система EGR двигателя включает в себя трубопровод EGR, датчик разности давлений 13 и контроллер.

[0024] В том числе на трубопроводе EGR установлены охладитель EGR 11 и клапан EGR 12, при этом впускной конец клапана EGR 12 соединен с выпускным концом охладителя EGR 11; впускной конец датчика разности давлений 13 может быть по выбору соединен с первой или второй точкой на трубопроводе EGR, при этом первая точка располагается на впускном конце охладителя EGR 11, а вторая точка располагается между выпускным концом охладителя EGR 11 и впускным концом клапана EGR 12; выпускной конец датчика разности давлений 13 соединен с трубопроводом EGR, при этом точка соединения располагается на выпускном конце клапана EGR 12.

[0025] Другими словами, впускная труба датчика разности давлений 13 соединена с передним и задним каналами охладителя EGR 11, а обратный трубопровод датчика разности давлений 13 подсоединен после клапана EGR 12.

[0026] Если впускной конец датчика разницы давлений 13 подсоединен перед впускным концом охладителя EGR 11, то разница давлений, измеряемая датчиком разницы давлений 13, представляет собой сумму разниц давлений охладителя EGR 11 и клапана EGR 12; если впускной конец датчика разницы давлений 13 подсоединен после выпускного конца охладителя EGR 11, то разница давлений, измеряемая датчиком разницы давлений 13, представляет собой разницу давлений клапана EGR 12.

[0027] В некоторых примерах реализации система EGR двигателя также включает в себя трехходовой клапан 15, первый разъем которого соединен с первой точкой, второй разъем соединен со второй точкой, а третий разъем соединен с впускным концом датчика разницы давлений 13; третий разъем трехходового клапана 15 также может быть по выбору соединен с первым или вторым разъемами трехходового клапана 15. Схема работы трехходового клапана 15 обеспечивает управление объектами контроля датчика разницы давлений 13.

[0028] Контроллер имеет соединение для передачи данных с датчиком разницы давлений 13, исходя из значений, измеренных датчиком разности давлений 13, определяется наличие пробки в трубопроводе EGR; трехходовой клапан 15 может представлять собой электромагнитный клапан, который имеет соединение для передачи данных с контроллером; контроллер, исходя из значений, измеренных датчиком разности давлений 13, управляет схемой работы трехходового клапана 15.

[0029] В некоторых примерах реализации система EGR двигателя также включает в себя невозвратный клапан 14, который подсоединен между выпускным концом датчика разницы давлений 13 и трубопроводом EGR, при этом невозвратный клапан 14 открывается только в направлении от выпускного конца датчика разницы давлений 13 к трубопроводу EGR.

[0030] Состояние системы EGR двигателя по умолчанию представляет собой следующую схему: впускной конец датчика разницы давлений 13 сообщается с первой точкой на трубопроводе EGR, то есть третий разъем трехходового клапана 15 сообщается с первым разъемом трехходового клапана 15.

[0031] Как показано на Фиг. 2, контроллер настроен таким образом, что если открыто сообщение между впускным концом датчика разницы давлений 13 и первой точкой, и при этом измеренная датчиком разницы давлений 13 первая разница давлений Р1 больше первой нормативной разницы давлений SP1, а также открыто сообщение между впускным концом датчика разницы давлений 13 и второй точкой, и при этом измеренная датчиком разницы давлений 13 вторая разница давлений Р2 больше второй нормативной разницы давлений SP2, то определяется, что образовалась пробка в клапане EGR 12; контроллер настроен таким образом, что если открыто сообщение между впускным концом датчика разницы давлений 13 и первой точкой, и при этом измеренная датчиком разницы давлений 13 первая разница давлений больше первой нормативной разницы давлений, а также открыто сообщение между впускным концом датчика разницы давлений 13 и второй точкой, и при этом измеренная датчиком разницы давлений 13 вторая разница давлений не больше второй нормативной разницы давлений, то определяется, что образовалась пробка в охладителе EGR 11.

[0032] Датчик разницы давлений 13 по умолчанию отбирает газы перед охладителем EGR 11, измеряемая датчиком разницы давлений 13 разница давлений представляет собой первую разницу давлений Р1, которая сравнивается с соответствующей первой нормативной разницей давлений SP1; если первая разница давлений Р1 превышает первую нормативную разницу давлений SP1, то происходит регулировка трехходового клапана 15; если датчик разницы давлений 13 отбирает газы после охладителя EGR 11 перед клапаном EGR 12, то измеряемая датчиком разницы давлений 13 разница давлений представляет собой вторую разницу давлений Р2, которая сравнивается с соответствующей второй нормативной разницей давлений SP2; если вторая разница давлений Р2 больше второй нормативной разницы давлений SP2, то определяется, что образовалась пробка в клапане EGR 12; если вторая разница давлений Р2 не больше второй нормативной разницы давлений SP2, но при этом первая разница давлений Р1 по-прежнему превышает первую нормативную разницу давлений SP1, то определяется, что образовалась пробка в охладителе EGR 11.

[0033] Как показано на Фиг. 3, способ определения первой нормативной разницы давлений SP1 включает в себя следующее: в соответствии со скоростью вращения и крутящим моментом двигателя выполняется проверка значения по карте разницы давлений для коэффициента EGR между охладителем EGR 11 и клапаном EGR 12 и получение первого целевого коэффициента EGR; в соответствии с первым целевым коэффициентом EGR и целевым впускным объемом газов по карте разницы давлений выполняется получение первой теоретической разницы давлений (данная разница давлений представляет собой объем EGR, рассчитанный исходя из коэффициента EGR и впускного объема газов двигателя, а также представляет собой нормальную разницу давлений, получаемую посредством исследования объема EGR и режимов дросселирования клапана EGR 12 и охладителя EGR 11); исходя из суммарного времени работы двигателя, выполняется ввод первой кривой затухания охладителя EGR 11 и клапана EGR 12 с последующим получением первого коэффициента затухания; выполняется умножение первого коэффициента затухания на первую теоретическую разницу давлений и получение первой нормативной разницы давлений.

[0034] Способ определения второй нормативной разницы давлений SP2 включает в себя следующее: в соответствии со скоростью вращения и крутящим моментом двигателя выполняется проверка значения по карте разницы давлений для коэффициента EGR от охладителя EGR 11 до клапана EGR 12 и получение второго целевого коэффициента EGR; в соответствии со вторым целевым коэффициентом EGR и целевым впускным объемом газов по карте разницы давлений выполняется получение второй теоретической разницы давлений (данная разница давлений представляет собой объем EGR, рассчитанный исходя из коэффициента EGR и впускного объема газов двигателя, а также представляет собой нормальную разницу давлений, получаемую посредством исследования объема EGR и режимов дросселирования клапана EGR 12 и охладителя EGR 11); исходя из суммарного времени работы двигателя, выполняется ввод второй кривой затухания клапана EGR 12 с последующим получением второго коэффициента затухания; выполняется умножение второго коэффициента затухания на вторую теоретическую разницу давлений и получение второй нормативной разницы давлений.

[0035] Первая нормативная разница давлений SP1 и вторая нормативная разница давлений SP2 получены из логики, представленной на Фиг. 3; однако для охладителя EGR 11 и клапана EGR 12 имеется отдельная карта разницы давлений, полученная из экспериментальных данных. В соответствии со скоростью вращения и крутящим моментом двигателя выполняется проверка значения карты разницы давлений для коэффициента EGR и получение целевого коэффициента EGR; в соответствии с целевым коэффициентом EGR и целевым впускным объемом газов по карте разницы давлений выполняется определение теоретической разницы давлений (данная разница давлений представляет собой объем EGR, рассчитанный, исходя из коэффициента EGR и впускного объема газов двигателя, а также представляет собой нормальную разницу давлений, получаемую посредством исследования объема EGR и режимов дросселирования клапана EGR 12 и охладителя); исходя из суммарного времени работы двигателя, выполняется ввод кривой затухания с последующим получением коэффициента затухания; выполняется умножение коэффициента затухания на теоретическую разницу давлений и получение нормативной разницы давлений.

[0036] Понятно, что суммарное время работы двигателя представляет собой общее время работы двигателя в течение его жизненного цикла. Так как стенки клапана EGR 12 и охладителя EGR 11 с течением времени подвергаются естественному процессу коагуляции, это приводит к естественному увеличению разницы давлений, которое не относится к процессу образования пробок и в логике заменено на кривую затухания; кривая затухания рассчитана на основе экспериментальных данных полного жизненного цикла. Целью применения кривой затухания является корректировка разницы давлений с учетом фактора суммарного времени работы двигателя, чтобы избежать ошибочной диагностики.

[0037] Таким образом, посредством установки датчика разности давлений 13 осуществляется контроль образования пробок в охладителе EGR 11 и клапане EGR 12; это способствует более точной регулировке коэффициента EGR и позволяет устранить ее погрешности, создающие риск детонации двигателя и повышения расхода топлива.

[0038] Контроллер настроен таким образом, что если определяется, что в охладителе EGR 11 образовалась пробка, то осуществляется вывод сигнала неисправности об образовании пробки в охладителе EGR 11. другими словами, если определяется, что в охладителе EGR 11 образовалась пробка, то происходит вывод аварийного сигнала о неисправности, в этом случае следует заменить или прочистить охладитель EGR 11.

[0039] Контроллер включает в себя машиночитаемую среду, в которой хранится первая компьютерная программа; контроллер настроен таким образом, что если определяется, что в клапане EGR 12 образовалась пробка, то происходит запуск первой компьютерной программы, которая используется для того, чтобы сначала запустить клапан EGR 12 с первой предустановленной продолжительностью включения, после чего создать колебания с первой предустановленной частотой, чтобы очистить поверхности стенок клапана EGR 12, а затем перевести клапан в режим работы со второй предустановленной продолжительностью включения. Контроллер настроен таким образом, что если после запуска первой компьютерной программы определяется, что в клапане EGR 12 по-прежнему имеется пробка, то выводится сигнал о неисправности.

[0040] Клапан EGR 12 представляет собой электромагнитный клапан, имеющий электрическое соединение с контроллером; контроллер включает в себя машиночитаемую среду, в которой хранится первая компьютерная программа; первая компьютерная программа используется для того, чтобы сначала запустить клапан EGR 12 с первой предустановленной продолжительностью включения, после чего создать колебания с первой предустановленной частотой, чтобы очистить поверхности стенок клапана EGR 12, а затем перевести клапан в режим работы со второй предустановленной продолжительностью включения; если в клапане EGR 12 по-прежнему имеется пробка, то выводится сигнал о неисправности; контроллер настроен таким образом, что если определяется, что в клапане EGR 12 образовалась пробка, то происходит запуск первой компьютерной программы. Первая предустановленная продолжительность включения составляет не менее 90%, вторая предустановленная продолжительность включения составляет не менее 90%, первая предустановленная частота составляет не менее 3 Гц.

[0041] Если определяется, что клапан EGR 12 неисправен, то сначала выполняется программа самовосстановления (первая компьютерная программа). Если после самовосстановления происходит снижение перепада давлений, то это удовлетворяет эксплуатационным требованиям, использование клапана продолжается. В противном случае срабатывает аварийный сигнал о неисправности и отображается напоминание о необходимости замены клапана EGR 12 или разборки и очистки клапана EGR 12.

[0042] Как показано на Фиг. 4, первая компьютерная программа включает в себя запуск клапана EGR 12 с использованием сравнительно большой продолжительности включения (не менее 90%) с последующим созданием высокочастотных колебаний (не ниже 3 Гц), чтобы очистить стенки клапана; затем выполняется сжатие с сравнительно большой продолжительностью включения (не менее 90%), чтобы определить новое нулевое положение.

[0043] Таким образом, система EGR двигателя по примеру реализации данного изобретения способна определять появление пробок в охладителе EGR 11 и клапане EGR 12. При этом в разных ситуациях используются соответствующие меры, чтобы избежать возникновения детонации и увеличения расхода топлива вследствие неточной регулировки коэффициента EGR.

[0044] Данное изобретение также раскрывает способ диагностики системы EGR двигателя, описание структуры системы EGR двигателя представлено в вышеприведенном примере реализации.

[0045] Способ диагностики системы EGR двигателя включает в себя следующую последовательность действий: мониторинг первой величины разницы давлений Р1 между давлением на впускном конце охладителя EGR 11 и давлением на впускном конце клапана EGR 12; сравнение первой величины разницы давлений Р1 с первой нормативной величиной разницы давлений SP1; если P1 ≤ SP1, то продолжается мониторинг первой величины разницы давлений Р1; если P1 > SP1, то выполняется измерение второй величины разницы давлений Р2 между давлением на впускном конце клапана EGR 12 и давлением на выпускном конце клапана EGR 12 и сравнение второй величины разницы давлений Р2 со второй нормативной величиной разницы давлений SP2; если P2 ≤ SP2, то определяется, что образовалась пробка в охладителе EGR 11; если P2 > SP2, то определяется, что образовалась пробка в клапане EGR 12.

[0046] Датчик разницы давлений 13 по умолчанию отбирает газы перед охладителем EGR 11, измеряемая датчиком разницы давлений 13 разница давлений представляет собой первую разницу давлений Р1, которая сравнивается с соответствующей первой нормативной разницей давлений SP1; если первая разница давлений Р1 превышает первую нормативную разницу давлений SP1, то происходит регулировка трехходового клапана 15; если датчик разницы давлений 13 отбирает газы после охладителя EGR 11 перед клапаном EGR 12, то измеряемая датчиком разницы давлений 13 разница давлений представляет собой вторую разницу давлений Р2, которая сравнивается с соответствующей второй нормативной разницей давлений SP2; если вторая разница давлений Р2 больше второй нормативной разницы давлений SP2, то определяется, что образовалась пробка в клапане EGR 12; если вторая разница давлений Р2 не больше второй нормативной разницы давлений SP2, но при этом первая разница давлений Р1 по-прежнему превышает первую нормативную разницу давлений SP1, то определяется, что образовалась пробка в охладителе EGR 11.

[0047] Таким образом можно реализовать точный контроль образования пробок в охладителе EGR 11 и клапане EGR 12; это способствует более точной регулировке коэффициента EGR и позволяет устранить ее погрешности, создающие риск детонации двигателя и повышения расхода топлива.

[0048] В некоторых примерах реализации последовательность действий после определения наличия пробки в охладителе EGR 11 включает в себя вывод сигнала неисправности охладителя EGR 11. Другими словами, если определяется, что в охладителе EGR 11 образовалась пробка, то происходит вывод аварийного сигнала о неисправности, в этом случае следует заменить или прочистить охладитель EGR 11.

[0049] В некоторых примерах реализации последовательность действий после определения наличия пробки в клапане EGR 12 также включает в себя следующие действия: выполнение программы самовосстановления клапана EGR 12; если после выполнения программы восстановления клапана EGR 12 P2 ≥ SP2, использование клапана продолжается; в противном случае выводится сигнал о неисправности клапана EGR 12.

[0050] Другими словами, если определяется, что клапан EGR 12 неисправен, то сначала выполняется программа самовосстановления (первая компьютерная программа). Если после самовосстановления происходит снижение перепада давлений, то это удовлетворяет эксплуатационным требованиям, использование клапана продолжается. В противном случае срабатывает аварийный сигнал о неисправности и отображается напоминание о необходимости замены клапана EGR 12 или разборки и очистки клапана EGR 12.

[0051] Как показано на Фиг. 4, последовательность действий после выполнения программы самовосстановления клапана EGR 12 включает в себя сначала запуск клапана EGR 12 с первой предустановленной продолжительностью включения, после чего создание колебаний с первой предустановленной частотой, чтобы очистить поверхности стенок клапана EGR 12, а затем перевод клапана в режим работы со второй предустановленной продолжительностью включения. Первая предустановленная продолжительность включения составляет не менее 90%, вторая предустановленная продолжительность включения составляет не менее 90%, первая предустановленная частота составляет не менее 3 Гц.

[0052] Как показано на Фиг. 3, способ определения первой нормативной разницы давлений SP1 включает в себя следующее: в соответствии со скоростью вращения и крутящим моментом двигателя выполняется проверка значения по карте разницы давлений для коэффициента EGR между охладителем EGR 11 и клапаном EGR 12 и получение первого целевого коэффициента EGR; в соответствии с первым целевым коэффициентом EGR и целевым впускным объемом газов по карте разницы давлений выполняется получение первой теоретической разницы давлений (данная разница давлений представляет собой объем EGR, рассчитанный исходя из коэффициента EGR и впускного объема газов двигателя, а также представляет собой нормальную разницу давлений, получаемую посредством исследования объема EGR и режимов дросселирования клапана EGR 12 и охладителя EGR 11); исходя из суммарного времени работы двигателя, выполняется ввод первой кривой затухания охладителя EGR 11 и клапана EGR 12 с последующим получением первого коэффициента затухания; выполняется умножение первого коэффициента затухания на первую теоретическую разницу давлений и получение первой нормативной разницы давлений.

[0053] Как показано на Фиг. 3, способ определения второй нормативной разницы давлений SP2 включает в себя следующее: в соответствии со скоростью вращения и крутящим моментом двигателя выполняется проверка значения по карте разницы давлений для коэффициента EGR от охладителя EGR 11 до клапана EGR 12 и получение второго целевого коэффициента EGR; в соответствии с вторым целевым коэффициентом EGR и целевым впускным объемом газов по карте разницы давлений выполняется получение второй теоретической разницы давлений (данная разница давлений представляет собой объем EGR, рассчитанный исходя из коэффициента EGR и впускного объема газов двигателя, а также представляет собой нормальную разницу давлений, получаемую посредством исследования объема EGR и режимов дросселирования клапана EGR 12 и охладителя EGR 11); исходя из суммарного времени работы двигателя, выполняется ввод второй кривой затухания клапана EGR 12 с последующим получением второго коэффициента затухания; выполняется умножение второго коэффициента затухания на вторую теоретическую разницу давлений и получение второй нормативной разницы давлений.

[0054] Первая нормативная разница давлений SP1 и вторая нормативная разница давлений SP2 получены из логики, представленной на Фиг. 3; однако для охладителя EGR 11 и клапана EGR 12 имеется отдельная карта разницы давлений, полученная из экспериментальных данных. В соответствии со скоростью вращения и крутящим моментом двигателя выполняется проверка значения карты разницы давлений для коэффициента EGR и получение целевого коэффициента EGR; в соответствии с целевым коэффициентом EGR и целевым впускным объемом газов по карте разницы давлений выполняется определение теоретической разницы давлений (данная разница давлений представляет собой объем EGR, рассчитанный исходя из коэффициента EGR и впускного объема газов двигателя, а также представляет собой нормальную разницу давлений, получаемую посредством исследования объема EGR и режимов дросселирования клапана EGR 12 и охладителя); исходя из суммарного времени работы двигателя, выполняется ввод кривой затухания с последующим получением коэффициента затухания; выполняется умножение коэффициента затухания на теоретическую разницу давлений и получение нормативной разницы давлений.

[0055] Понятно, что суммарное время работы двигателя представляет собой общее время работы двигателя в течение его жизненного цикла. Так как стенки клапана EGR 12 и охладителя EGR 11 с течением времени подвергаются естественному процессу коагуляции, это приводит к естественному увеличению разницы давлений, которое не относится к процессу образования пробок и в логике заменено на кривую затухания; кривая затухания рассчитана на основе экспериментальных данных полного жизненного цикла. Целью применения кривой затухания является корректировка разницы давлений с учетом фактора суммарного времени работы двигателя, чтобы избежать ошибочной диагностики.

[0056] Вышеизложенное представляет собой лишь сравнительно удачный пример реализации данного изобретения и ни в коей степени не ограничивает сферу применения данного изобретения; любые модификации, эквивалентные замены или улучшения, выполненные в духе и на принципах данного изобретения, должны быть включены в сферу защиты данного изобретения.

[0057] Необходимо пояснить, что используемые в описании данного изобретения ориентация или позиционная взаимосвязь, обозначенная терминами «центр», «продольное направление», «поперечное направление», «длина», «ширина», «толщина», «над», «под», «перед», «зад», «влево», «вправо», «вертикальный», «уровень», «вершина», «дно», «внутри», «снаружи», «по часовой стрелке», «против часовой стрелки», «аксиальное направление», «радиальное направление» и «круговое направление» основывается на ориентации или позиционной взаимосвязи, показанной на чертежах, предназначена только для удобства и упрощения описания данного изобретения и никаким образом не обозначает и не подразумевает, что какие-либо устройства или элементы должны иметь определенную ориентацию, быть сконструированы и работать в определенной ориентации. По этой причине вышеперечисленные термины не могут рассматриваться в качестве ограничения для данного изобретения.

[0058] Кроме этого, термины «первый» и «второй» используются исключительно для целей описания и не могут пониматься как указание или намек на относительную важность или косвенное указание количества указанных технических характеристик. По этой причине ограниченные терминами «первый» или «второй» характеристики могут явно или скрыто содержать одну или несколько указанных характеристик. В описании данного изобретения, если нет четкого указания на конкретные ограничения, термин «несколько» имеет значение «более двух».

[0059] Если не указано точное определение или ограничение, то в данном изобретении термины «установка», «присоединение», «соединение», «фиксация» и др. должны пониматься в широком значении, и, к примеру, могут подразумевать под собой жесткое соединение, разъемное соединение или цельное соединение, могут подразумевать под собой механическое соединение или электрическое соединение, а также могут подразумевать под собой прямое или непрямое соединение через промежуточные элементы, представлять собой внутреннее сообщение между двумя элементами или связь взаимодействия двух элементов. Рядовой технический персонал данной сферы может в зависимости от конкретной ситуации интерпретировать конкретный смысл вышеуказанных терминов в данном изобретении.

[0060] Если не указано точное определение или ограничение, то в данном изобретении первая характеристика «над» или «под» второй характеристикой могут представлять собой прямой контакт первой и второй характеристик либо представлять собой непрямой контакт первой и второй характеристик через промежуточную среду. При этом расположение первой характеристики «сверху», «вверху» или «наверху» второй характеристики может подразумевать под собой расположение первой характеристики прямо над второй характеристикой или под наклоном над второй характеристикой, может подразумевать только то, что горизонтальная высота первой характеристики больше высоты второй характеристики. Расположение первой характеристики «снизу», «внизу» или «ниже» второй характеристики может подразумевать под собой расположение первой характеристики прямо под второй характеристикой или под наклоном под второй характеристикой, может подразумевать только то, что горизонтальная высота первой характеристики меньше высоты второй характеристики.

[0061] Использованные в данном описании такие справочные термины как «один пример реализации», «несколько примеров реализации», «пример», «конкретный пример» и «несколько примеров» подразумевают под собой сочетание этих примеров реализации или приводимые в пример конкретные характерные признаки, структуру, материал или особенности, содержащиеся в одном или нескольких примерах реализации данного изобретения. Смысл, передаваемый при использовании вышеперечисленных терминов в данном описании, не обязательно указывает на аналогичный пример реализации или приводимый пример. При этом содержащиеся в описании конкретные характерные признаки, структура, материал или особенности могут соответствующим способом сочетаться в одном или нескольких примерах реализации или приводимых примерах. Кроме этого, при отсутствии взаимных противоречий технический персонал данной сферы может сочетать или объединять представленные в данном описании разные примеры реализации или приводимые примеры, равно как и их характерные признаки.

[0062] Представленные и описанные выше примеры реализации данного изобретения должны быть интерпретированы как показательные примеры его использования и не могут быть интерпретированы в качестве какого-либо ограничения для данного изобретения, при этом рядовой технический персонал данной сферы может в пределах объема данного изобретения вносить изменения, поправки, замены или модификации в упомянутые примеры реализации.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложены система рециркуляции выхлопных газов (EGR) двигателя и способ диагностики системы EGR двигателя. Система EGR двигателя включает в себя трубопровод EGR, на котором установлены охладитель EGR (11) и клапан EGR (12), при этом впускной конец упомянутого клапана EGR (12) соединен с выпускным концом упомянутого охладителя EGR (11), а также датчик разности давлений (13), впускной конец которого может быть по выбору соединен с первой или второй точкой на упомянутом трубопроводе EGR. Первая точка располагается на впускном конце упомянутого охладителя EGR (11), а вторая точка располагается между выпускным концом упомянутого охладителя EGR (11) и впускным концом упомянутого клапана EGR (12). Выпускной конец упомянутого датчика разности давлений (13) соединен с упомянутым трубопроводом EGR, при этом точка соединения располагается на выпускном конце упомянутого клапана EGR (12). Контроллер имеет соединение для передачи данных с упомянутым датчиком разности давлений (13). Изобретение позволяет осуществлять контроль образования пробок в охладителе EGR и клапане EGR, что способствует более точной регулировке коэффициента EGR и позволяет устранить погрешности, создающие риск детонации двигателя и повышения расхода топлива. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система рециркуляции выхлопных газов (EGR) двигателя, характеризующаяся тем, что включает в себя:

трубопровод EGR, на котором установлены охладитель EGR (11) и клапан EGR (12), при этом впускной конец упомянутого клапана EGR (12) соединен с выпускным концом упомянутого охладителя EGR (11);

датчик разности давлений (13), впускной конец которого может быть по выбору соединен с первой или второй точкой на упомянутом трубопроводе EGR, при этом первая точка располагается на впускном конце упомянутого охладителя EGR (11), а вторая точка располагается между выпускным концом упомянутого охладителя EGR (11) и впускным концом упомянутого клапана EGR (12); выпускной конец упомянутого датчика разности давлений (13) соединен с упомянутым трубопроводом EGR, при этом точка соединения располагается на выпускном конце упомянутого клапана EGR (12);

контроллер, который имеет соединение для передачи данных с упомянутым датчиком разности давлений (13), чтобы исходя из значений, измеренных упомянутым датчиком разности давлений (13), определять наличие пробки в упомянутом трубопроводе EGR.

2. Система EGR двигателя по п. 1, характеризующаяся тем, что также включает в себя трехходовой клапан (15), первый разъем которого соединен с первой точкой, второй разъем соединен со второй точкой, а третий разъем соединен с впускным концом упомянутого датчика разницы давлений (13); третий разъем трехходового клапана (15) также может быть по выбору соединен с первым или вторым разъемами упомянутого трехходового клапана (15).

3. Система EGR двигателя по п. 1, характеризующаяся тем, что также включает в себя невозвратный клапан (14), который подсоединен между выпускным концом упомянутого датчика разницы давлений (13) и упомянутым трубопроводом EGR, при этом упомянутый невозвратный клапан (14) открывается только в направлении от выпускного конца упомянутого датчика разницы давлений (13) к трубопроводу EGR.

4. Система EGR двигателя по п. 1, характеризующаяся тем, что упомянутый контроллер настроен таким образом, что если открыто сообщение между выпускным концом упомянутого датчика разницы давлений (13) и упомянутой первой точкой, и при этом измеренная упомянутым датчиком разницы давлений (13) первая разница давлений больше первой нормативной разницы давлений, а также открыто сообщение между выпускным концом упомянутого датчика разницы давлений (13) и упомянутой второй точкой, и при этом измеренная упомянутым датчиком разницы давлений (13) вторая разница давлений больше второй нормативной разницы давлений, то определяется, что образовалась пробка в клапане EGR (12);

упомянутый контроллер настроен таким образом, что если открыто сообщение между впускным концом упомянутого датчика разницы давлений (13) и упомянутой первой точкой, и при этом измеренная упомянутым датчиком разницы давлений (13) первая разница давлений больше первой нормативной разницы давлений, а также открыто сообщение между впускным концом упомянутого датчика разницы давлений (13) и упомянутой второй точкой, и при этом измеренная упомянутым датчиком разницы давлений (13) вторая разница давлений не больше второй нормативной разницы давлений, то определяется, что образовалась пробка в охладителе EGR (11).

5. Система EGR двигателя по п. 4, характеризующаяся тем, что упомянутый контроллер настроен таким образом, что если определяется, что в охладителе EGR (11) образовалась пробка, то осуществляется вывод сигнала неисправности об образовании пробки в охладителе EGR (11);

упомянутый контроллер включает в себя машиночитаемую среду, в которой хранится первая компьютерная программа; упомянутый контроллер настроен таким образом, что если определяется, что в упомянутом клапане EGR (12) образовалась пробка, то происходит запуск упомянутой первой компьютерной программы, которая используется для того, чтобы сначала запустить упомянутый клапан EGR (12) с первой предустановленной продолжительностью включения, после чего создать колебания с первой предустановленной частотой, чтобы очистить поверхности стенок упомянутого клапана EGR (12), а затем перевести клапан в режим работы со второй предустановленной продолжительностью включения.

6. Система EGR двигателя по п. 5, характеризующаяся тем, что упомянутый контроллер настроен таким образом, что если после запуска упомянутой первой компьютерной программы определяется, что в упомянутом клапане EGR (12) по-прежнему имеется пробка, то выводится сигнал о неисправности.

7. Способ диагностики системы EGR двигателя, характеризующий тем, что включает в себя следующую последовательность действий:

мониторинг первой величины разницы давлений Р1 между давлением на впускном конце охладителя EGR (11) и давлением на впускном конце клапана EGR (12);

сравнение упомянутой первой величины разницы давлений Р1 с первой нормативной величиной разницы давлений SP1; если P1 ≤ SP1, то продолжается мониторинг первой величины разницы давлений Р1;

если P1 > SP1, то выполняется измерение второй величины разницы давлений Р2 между давлением на впускном конце клапана EGR (12) и давлением на выпускном конце клапана EGR (12);

выполняется сравнение упомянутой второй величины разницы давлений Р2 со второй нормативной величиной разницы давлений SP2; если Р2 ≤ SP2, то определяется, что образовалась пробка в охладителе EGR (11); если Р2 > SP2, то определяется, что образовалась пробка в клапане EGR (12).

8. Способ диагностики системы EGR двигателя по п. 7, характеризующийся тем, что последовательность действий после определения наличия пробки в охладителе EGR (11) включает в себя вывод сигнала неисправности охладителя EGR (11).

9. Способ диагностики системы EGR двигателя по п. 7, характеризующийся тем, что упомянутая последовательность действий после определения наличия пробки в клапане EGR (12) также включает в себя следующие действия: выполнение программы самовосстановления клапана EGR (12); если после выполнения программы восстановления клапана EGR (12) Р2 ≤ SP2, использование клапана продолжается; в противном случае выводится сигнал о неисправности клапана EGR (12).

10. Способ диагностики системы EGR двигателя по п. 9, характеризующийся тем, что упомянутая последовательность действий после выполнения программы самовосстановления клапана EGR (12) включает в себя сначала запуск клапана EGR (12) с первой предустановленной продолжительностью включения, после чего создание колебаний с первой предустановленной частотой, чтобы очистить поверхности стенок клапана EGR (12), а затем перевод клапана в режим работы со второй предустановленной продолжительностью включения.

11. Способ диагностики системы EGR двигателя по п. 7, характеризующийся тем, что упомянутый способ определения первой нормативной разницы давлений SP1 включает в себя следующее: в соответствии со скоростью вращения и крутящим моментом двигателя выполняется проверка значения по карте разницы давлений для коэффициента EGR между упомянутым охладителем EGR (11) и упомянутым клапаном EGR (12) и получение первого целевого коэффициента EGR; в соответствии с упомянутым первым целевым коэффициентом EGR и целевым впускным объемом газов по карте разницы давлений выполняется получение первой теоретической разницы давлений; исходя из суммарного времени работы двигателя, выполняется ввод первой кривой затухания упомянутых охладителя EGR (11) и клапана EGR (12) с последующим получением первого коэффициента затухания; выполняется умножение упомянутого первого коэффициента затухания на упомянутую первую теоретическую разницу давлений и получение упомянутой первой нормативной разницы давлений;

упомянутый способ определения второй нормативной разницы давлений SP2 также включает в себя следующее: в соответствии со скоростью вращения и крутящим моментом двигателя выполняется проверка значения по карте разницы давления для коэффициента EGR от упомянутого охладителя EGR (11) до клапана EGR (12) и получение второго целевого коэффициента EGR; в соответствии с упомянутым вторым целевым коэффициентом EGR и целевым впускным объемом газов по карте разницы давлений выполняется получение второй теоретической разницы давлений; исходя из суммарного времени работы двигателя, выполняется ввод второй кривой затухания упомянутого клапана EGR (12) с последующим получением второго коэффициента затухания; выполняется умножение второго коэффициента затухания на упомянутую вторую теоретическую разницу давлений и получение упомянутой второй нормативной разницы давлений.