RU2709224C2

RU2709224C2 - Способ диагностики (варианты) и система двигателя

Info

Publication number: RU2709224C2
Application number: RU2015152186A
Authority: RU
Inventors: Адам Натан БЭНКЕР; Хамид-Реза ОССАРЕХ; Байтао СЯО
Original assignee: Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2019-12-17
Also published as: RU2015152186A3; US9528430B2; RU2015152186A; DE102015121099A1; CN105697172A; CN105697172B; US20160169091A1

Abstract

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом. Способ диагностики заключается в том, что частично открывают клапан (163) регулятора давления наддува и переводят клапан (47) рециркуляции компрессора (162) в закрытое положение в ответ на диагностический запрос. Ступенчато открывают клапан (47) рециркуляции компрессора после его закрытия. Корректируют смещение величины расхода воздуха через клапан (47) рециркуляции компрессора в ответ на изменение контрольного параметра в течение ступенчатого открытия клапана (47) рециркуляции компрессора из закрытого положения. Управляют клапаном (47) рециркуляции компрессора в соответствии со смещением величины расхода воздуха. Раскрыты вариант способа диагностики и система двигателя. Технический результат заключается в улучшении управления давлением впуска двигателя даже в том случае, если в клапане рециркуляции компрессора образованы отложения. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к способам и системе компенсации отложений внутри клапана рециркуляции компрессора. Способы и системы могут быть, прежде всего, применимы к двигателям, оснащенным турбонагнетателями или компрессорами наддува.

Уровень техники и сущность изобретения

Двигатель с турбонагнетателем или компрессором наддува включает в себя компрессор для увеличения количества воздуха, проходящего через двигатель. Выходная мощность двигателя может быть увеличена, если увеличен расхода воздуха, проходящего через двигатель. В частности, величина расхода топлива в двигателе может быть увеличена пропорционально величине расхода воздуха в двигателе для увеличения мощности двигателя. Компрессор турбонагнетателя увеличивает давление воздуха во впускной системе двигателя таким образом, чтобы обеспечить возможность увеличения расхода воздуха, проходящего через двигатель. Однако, если водитель уменьшает запрошенный крутящий момент, работа двигателя с высоким давлением во впускной системе двигателя может оказаться нежелательной, потому что более высокое давление воздуха может осложнить управление расходом воздуха в двигателе при более низких уровнях расхода воздуха в двигателе. Одним из способов быстрого уменьшения давления воздуха во впускной системе двигателя является установка клапана рециркуляции компрессора в параллельной конфигурации с компрессором. При открытии клапана рециркуляции компрессора давление выше по потоку от компрессора может быть уменьшено таким образом, чтобы облегчить работу двигателя с низкой величиной расхода воздуха в двигателе. Тем не менее, в клапане рециркуляции компрессора возможно образование отложений, которые осложняют управление давлением на впуске двигателя требуемым способом.

Авторы настоящего изобретения учли указанные выше проблемы и разработали способ диагностики, предусматривающий следующие этапы: частично открывают клапан регулятора давления наддува и переводят клапан рециркуляции компрессора в закрытое положение в ответ на диагностический запрос; ступенчато открывают клапан рециркуляции компрессора после его закрытия; корректируют смещение величины расхода воздуха клапана рециркуляции компрессора в ответ на изменение контрольного параметра при ступенчатом открытии клапана рециркуляции компрессора начиная с закрытого положения; и управляют клапаном рециркуляции компрессора в соответствии со смещением величины расхода воздуха.

Путем коррекции смещения величины расхода воздуха клапана рециркуляции компрессора в ответ на изменение контрольного параметра возможно обеспечить технический результат по улучшению управления давлением впуска двигателя даже в том случае, если в клапане рециркуляции компрессора образованы отложения. В одном из примеров, смещение величины расхода воздуха может быть определено на основе изменения положения дросселя, используемого для поддержания расхода воздуха, проходящего через двигатель. В частности, клапан рециркуляции может быть сначала закрыт, а затем ступенчато открыт.Положение открытия клапана рециркуляции, при котором положение дросселя двигателя изменяют для поддержания постоянного расхода воздуха, проходящего через двигатель, может быть определено для фиксации величины смещения клапана рециркуляции компрессора. Дроссель двигателя выполнен с возможностью управления его положением в ответ на изменение давления на входе в дроссель для поддержания расхода воздуха двигателя и снижения вероятности возникновения беспокойства водителя.

В данном раскрытии представлено несколько преимуществ. Например, способ может улучшать поступление воздуха в двигатель на низких уровнях крутящего момента, запрошенного водителем. Кроме того, способ может улучшать управление воздушно-топливным отношением двигателя при отпускании педали акселератора. Кроме того, способ может быть применен к двигателям с турбонагнетателем или двигателям с компрессором наддува.

Преимущества, изложенные выше, а также другие преимущества настоящего изобретения станут очевидны из последующего подробного описания, взятого отдельно или в сочетании с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что вышеуказанное краткое описание приведено лишь для упрощенного представления концепций, которые далее раскрываются более подробно. Оно не предназначено для определения ключевых или основных отличительных признаков предмета настоящего изобретения, объем которого определяется исключительно пунктами формулы изобретения, приведенными после подробного описания. Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.

Краткое описание чертежей

Раскрытые здесь преимущества будут более полно понятны при прочтении примера осуществления, именуемого здесь как подробное описание, отдельно или со ссылкой на чертежи, на которых:

Фигура 1 - принципиальная схема двигателя;

Фигура 2 - график, на котором показан расход воздуха через дроссель и расход воздуха через дроссель при наличии отложений в клапане рециркуляции компрессора;

Фигура 3 - это пример способа управления двигателем; а

на Фигуре 4 показана рабочая последовательность двигателя, основанная на способе, представленном на ФИГ. 3.

Раскрытие изобретения

Данное раскрытие относится к управлению двигателем с клапаном рециркуляции компрессора. Клапан рециркуляции компрессора может быть установлен на двигателе, как показано на ФИГ. 1. Клапан рециркуляции компрессора может иметь расходные характеристики, сходные с показанными на ФИГ. 2. Двигатель выполнен с возможностью быть частью системы, содержащей контроллер с командами по способу на ФИГ. 3. Система на ФИГ. 1 и способ на ФИГ. 3 могут быть реализованы для осуществления последовательности на ФИГ. 4.

Согласно ФИГ. 1, управление двигателем 10 внутреннего сгорания, содержащим множество цилиндров, один из которых показан на ФИГ. 1, осуществляется посредством электронного контроллера 12 двигателя. Двигатель 10 содержит камеру 30 сгорания и стенки 32 цилиндров с поршнем 36, расположенным между ними и соединенным с коленчатым валом 40. Маховик 97 и ведомая шестерня 99 соединены с коленчатым валом 40. Стартер 96 (например, низковольтная (работающая при напряжении менее 30 вольт) электрическая машина) содержит вал 98 ведущей шестерни и ведущую шестерню 95. Вал 98 ведущей шестерни выполнен с возможностью выборочного перемещения ведущей шестерни 95 для вхождения ее в зацепление с ведомой шестерней 99. Стартер 96 выполнен с возможностью непосредственной установки спереди или позади двигателя. В некоторых примерах стартер 96 выполнен с возможностью по выбору сообщать крутящий момент коленчатому валу 40 посредством ремня или цепи. В одном примере стартер 96 находится в базовом состоянии, если он не входит в зацепление с коленчатым валом двигателя. Камера сгорания 30 показана с возможностью сообщения с впускным коллектором 44 и выпускным коллектором 48 через соответствующий впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. Каждый впускной и выпускной клапан может быть приведен в действие посредством впускного кулачка 51 и выпускного кулачка 53. Положение впускного кулачка 51 можно определить посредством датчика впускного кулачка 55. Положение выпускного кулачка 53 можно определить посредством датчика выпускного кулачка 57. Впускной клапан 52 выполнен с возможностью его выборочной активации и деактивации устройством активации клапана 59. Выпускной клапан 54 выполнен с возможностью его выборочной активации и деактивации устройством активации клапана 58.

Топливная форсунка 66 показана установленной в положение для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 30, что специалистам в данной области техники известно как непосредственный впрыск. Топливная форсунка 66 подает жидкое топливо пропорционально ширине импульса напряжения от контроллера 12. Топливо подается к топливной форсунке 66 топливной системой (не показана), содержащей топливный бак, топливный насос и топливную рампу (не показана). В одном примере двухступенчатая топливная система высокого давления выполнена с возможностью создания более высокого давления топлива.

Дополнительно, впускной коллектор 44 показан сообщающимся с компрессором 162 турбонагнетателя и воздухозаборником 42. В других примерах компрессором 162 может быть компрессор компрессора наддува. Вал 161 выполнен с возможностью механического соединения турбины 164 турбонагнетателя с компрессором 162 турбонагнетателя. Вспомогательный дроссель 62 с электроприводом (например, центральный дроссель или дроссель впускного коллектора двигателя) регулирует положение дроссельной заслонки 64 для управления потоком воздуха из компрессора 162 к входному коллектору 44. Давление в камере 45 наддува может быть давлением на впуске дросселя, поскольку впуск дросселя 62 находится в границах камеры 45 наддува. Выпуск дросселя находится во впускном коллекторе 44. В некоторых примерах дроссель 62 и дроссельная заслонка 64 выполнены с возможностью установки между впускным клапаном 52 и впускным коллектором 44 так, чтобы дроссель 62 размещался во впускном окне. Клапан рециркуляции 47 компрессора выполнен с возможностью избирательной установки его во множество положений между положениями «полностью открыт» и «полностью закрыт». Клапан 163 регулятора давления наддува может быть отрегулирован с помощью контроллера 12 для того чтобы позволить отработавшим газам избирательно проходить в обход турбины 164 для управления частотой вращения компрессора 162.

Воздушный фильтр 43 очищает воздух, поступающий в воздухозаборник 42 двигателя через впуск 3, находящийся под воздействием окружающей температуры и давления. Побочные продукты сгорания выпускаются через выпуск 5, находящийся под воздействием окружающей температуры и давления. Таким образом, поршень 36 и камера сгорания 30 работают в качестве насоса, когда двигатель 10 работает на оборотах и сжигает топливо и воздух. Воздух всасывается через впуск 3, а продукты сгорания топлива выбрасываются через выпуск 5. Впуск 3 находится выше по потоку от выпуска 5 в соответствии с направлением потока через двигатель 10, выпускной коллектор 48 и воздухозаборник 42 двигателя. Термин «выше по потоку» двигателя 10 не относится к каким-либо элементам за пределами двигателя перед впуском, а термин «ниже по потоку» двигателя 10 не относится к каким-либо элементам за пределами двигателя после выпуска.

Бесконтактная система 88 зажигания выполнена с возможностью обеспечения искры зажигания для камеры 30 сгорания посредством свечи 92 зажигания в ответ на сигнал контроллера 12. Универсальный датчик 126 кислорода в отработавших газах (УДКОГ) показан в соединении с выпускным коллектором 48 до каталитического преобразователя 70. В другом варианте двухрежимный датчик содержания кислорода в выхлопных газах установлен с возможностью замены на датчик УДКОГ 126.

В одном примере преобразователь 70 выполнен с возможностью содержания в нем нескольких каталитических блоков-носителей. В другом примере могут быть применены несколько устройств снижения токсичности выхлопных газов, каждое с несколькими блоками-носителями. В одном примере преобразователь 70 может представлять собой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор.

Контроллер 12 показан на ФИГ. 1 как универсальный микрокомпьютер, содержащий микропроцессорное устройство (МПУ) 102, порты 104 ввода-вывода, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 106 (например, долговременную память), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 108, энергонезависимую память (ЭНП) 110 и стандартную шину данных. Контроллер 12 показан в качестве получающего различные сигналы от датчиков, соединенных с двигателем 10, в дополнение к вышеуказанным сигналам, такие как: температура хладагента двигателя (ТХД) от датчика 112 температуры, соединенного с контуром 114 охлаждения; сигнал датчика 134 положения, соединенного с педалью 130 акселератора для распознавания силы, прилагаемой ногой 132; сигнал датчика 154 положения, соединенного с педалью 150 тормоза для распознавания силы, прилагаемой ногой 152; сигнал измерения давления воздуха в коллекторе (ДВК) в двигателе от датчика 123 давления, соединенного с впускным коллектором 44; сигнал измерения давления наддува двигателя или давления на входе дроссельной заслонки от датчика 122 давления; сигнал датчика положения двигателя от датчика 118 на эффекте Холла, определяющего положение коленчатого вала 40; сигнал измерения воздушной массы, входящей в двигатель, от датчика 120; и сигнал измерения положения дроссельной заслонки от датчика 68. Барометрическое давление также может быть измерено (датчик не показан) для обработки контроллером 12. В соответствии с предпочтительным аспектом данного раскрытия датчик 118 положения двигателя создает заранее заданное количество равноудаленных импульсов на каждый оборот коленчатого вала, из которых может быть определена частота вращения двигателя (ЧВД).

Во время работы каждый цилиндр двигателя 10 обычно проходит четырехтактный цикл, содержащий такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и такт выпуска. Обычно, во время такта впуска выпускной клапан 54 закрывается, а впускной клапан 52 открывается. Воздух поступает в камеру 30 сгорания через впускной коллектор 44 и поршень 36 движется к низу цилиндра, чтобы увеличить объем внутри камеры 30 сгорания. Положение, в котором поршень 36 находится рядом с дном цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 30 сгорания имеет наибольший объем), специалисты в данной области техники обычно называют нижней мертвой точкой (НМТ).

Во время такта сжатия впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 закрыты. Поршень 36 движется к головке цилиндра, чтобы сжать воздух внутри камеры сгорания 30. Точку, в которой поршень 36 находится в конце своего хода и наиболее близко к головке цилиндра (например, когда камера 30 сгорания имеет наименьший объем), специалисты в данной области техники обычно называют верхней мертвой точкой (ВМТ). В процессе, в дальнейшем именуемым впрыском, в камеру сгорания подается топливо. В процессе, в дальнейшем именуемым зажиганием, впрыскиваемое топливо воспламеняется при помощи известных средств зажигания, таких как свеча 92 зажигания, что приводит к его сгоранию.

Во время рабочего такта расширяющиеся газы толкают поршень 36 обратно к НМТ. Коленчатый вал 40 преобразует движение поршня в крутящий момент вращающегося вала. Наконец, во время такта выпуска выпускной клапан 54 открывается, чтобы выпустить сгоревшую воздушно-топливную смесь в выпускной коллектор 48, и поршень возвращается в ВМТ. Следует принять во внимание, что приведенное выше описание является просто примером, и что время открытия и/или закрытия впускного и выпускного клапанов можно варьировать с целью обеспечения положительного или отрицательного перекрытия клапанов, позднего закрытия впускного клапана или других примеров.

Система со ссылкой на Фиг. 1 - это система, содержащая: двигатель; турбонагнетатель, включающий в себя компрессор, механически соединенный с двигателем; клапан рециркуляции, расположенный в воздухозаборнике двигателя параллельно с компрессором; и контроллер, включающий в себя команды, хранимые в долговременной памяти, на регулировку передаточной функции клапана рециркуляции. Система дополнительно содержит дроссель, расположенный в воздухозаборнике ниже по потоку от компрессора, и контроллер включает в себя дополнительные команды на поддержание постоянного расхода воздуха, проходящего через двигатель, при открытии клапана рециркуляции. Система подразумевает, что поддержание постоянного расхода воздуха, проходящего через двигатель, обеспечивают путем регулировки положения дросселя впускного коллектора. Система подразумевает, что передаточная функция клапана рециркуляции включает в себя смещение, и контроллер включает в себя дополнительные команды на изменение величины смещения. Система дополнительно содержит дополнительные инструкции на регулировку передаточной функции в соответствии со значениями параметров в диагностическом режиме. Система, кроме того, выполнена с возможностью выхода из диагностического режима в ответ на увеличение крутящего момента, запрошенного водителем. Система, кроме того, содержит дополнительные команды на управление клапаном рециркуляции в соответствии с передаточной функцией.

На ФИГ. 2 показан пример возможного графика изменения расхода воздуха в зависимости от углового положения клапана рециркуляции компрессора для снижения давления на фиксированную величину при проходе воздушного потока через клапан рециркуляции. Ось X представляет угловое положение клапана рециркуляции. Угол увеличивается в направлении стрелки оси X, и величина раскрытия клапана рециркуляции компрессора возрастает с увеличением угла. Ось Y представляет расход воздуха через клапан рециркуляции компрессора. Кривая 202 представляет характеристику клапана рециркуляции компрессора, свободного от отложений, а кривая 204 представляет характеристику клапана рециркуляции компрессора с отложениями. Отложения могут быть образованы парами топлива и/или веществами, всасываемыми в двигатель. Кривые 202 и 204 могут быть рассмотрены в качестве графиков передаточной функции клапана рециркуляции компрессора, поскольку они описывают зависимость входных (например, угол) и выходных (например, расход воздуха) параметров клапана рециркуляции компрессора при заданном перепаде давления в случае прохода воздуха через клапан рециркуляции компрессора.

График показывает, что клапан рециркуляции компрессора с отложениями (например, кривая 204) начинает пропускать воздушный поток при большем угле раскрытия, чем клапан рециркуляции компрессора без отложений (например, кривая 202). Отложения могут частично ограничивать поток воздуха через клапан рециркуляции компрессора. Вследствие этого, если контроллер управляет угловым положением клапана рециркуляции компрессора с отложениями, поток воздуха через клапан может отсутствовать в условиях, когда контроллер ожидает существования расхода воздуха. Следовательно, управление давлением выше по потоку от центрального дросселя или дросселя впускного коллектора двигателя может быть затруднено. Стрелка 210 показывает смещение между кривыми 202 и 204. Это смещение представляет собой угловую разницу между положениями клапана рециркуляции компрессора, соответствующими началу прохождения расхода воздуха сквозь него, в случаях, если клапан рециркуляции свободен от отложений и если отложения имеются. Таким образом, фиксируя момент начала прохождения расхода воздуха сквозь клапан рециркуляции компрессора, можно определить угловое смещение клапана рециркуляции компрессора.

На ФИГ. 3 показан способ управления двигателем. Способ на ФИГ. 3 может обеспечить последовательность работы на ФИГ. 4. Дополнительно, способ на ФИГ. 3 может содержаться в системе на ФИГ. 1 в виде исполняемых команд, хранящихся в долговременной памяти.

В логическом блоке 302 способа 300 происходит проверка наличия условий для адаптации передаточной функции клапана рециркуляции компрессора. В одном примере могут присутствовать условия для адаптации или изменения передаточной функции клапана рециркуляции, когда двигатель работает в заранее заданных диапазонах его частоты вращения и нагрузки. Запрос на переход в диагностический режим клапана рециркуляции компрессора может быть выполнен в ответ на присутствие условий для адаптации передаточной функции клапана рециркуляции компрессора. Кроме того, может потребоваться, чтобы двигатель работал с практически постоянной частотой вращения и нагрузкой (например, изменяющимися менее, чем на 5%). Если проверка в логическом блоке по способу 300 показывает, что присутствуют условия для применения передаточной функции клапана рециркуляции компрессора, то на выходе из логического блока получают ответ: «да», и способ 300 переходит к выполнению действий блока 304. В противном случае ответ: «нет», и способ 300 переходит к выполнению действий блока 316.

В соответствии с действиями блока 316 способа 300 осуществляется управление клапаном рециркуляции компрессора в соответствии с актуальной передаточной функцией клапана рециркуляции компрессора. Например, если давление в камере нагнетателя или на входе в дроссель двигателя больше требуемого, угол клапана рециркуляции компрессора может быть установлен таким, при котором расход воздуха, проходящего через клапан, начинает расти в соответствии с передаточной функцией клапана рециркуляции компрессора. В некоторых примерах положение клапана рециркуляции компрессора может быть изменено в ответ на возникновение разности между требуемым и актуальным давлениями на входе в дроссель двигателя. Способ 300 переходит к блоку завершения после того, как положение клапана рециркуляции было изменено в соответствии с актуальной передаточной функцией клапана рециркуляции компрессора.

В соответствии с действиями блока 304 способа 300 клапан рециркуляции компрессора полностью закрывают. При закрытии клапана рециркуляции компрессора может быть установлено, что величина расхода воздуха через клапан рециркуляции компрессора близка к нулю (например, составляет менее одного процента от своего максимального значения). Способ 300 переходит к выполнению действий блока 306 после закрытия клапана рециркуляции компрессора.

На шаге 306 способ 300 устанавливает клапан регулятора давления наддува турбонагнетателя в положение с заранее заданной статичной постоянной величиной открытия (например, открытие на уровне двадцати процентов или с углом открытия восемьдесят градусов). Заранее заданная величина статичного постоянного открытия может быть определена на основе актуальных значений частоты вращения и нагрузки двигателя. Способ 300 переходит к шагу 308 после установки клапана регулятора давления наддува в положение, соответствующее заранее заданной величине постоянного открытия.

На шаге 308 способ 300 регулирует величину открытия дросселя двигателя для поддержания постоянного расхода воздуха, проходящего через двигатель. В одном из примеров величина открытия дросселя двигателя может быть отрегулирована на основании перепада давления в дросселе для поддержания постоянного расхода воздуха, проходящего через дроссель, при наличии открытия клапана рециркуляции компрессора. Например, при уменьшении перепада давления в дросселе двигателя величина открытия дросселя двигателя может быть увеличена для поддержания постоянного расхода воздуха, проходящего через дроссель двигателя. Способ 300 переходит к шагу 310 после регулировки положения дросселя двигателя.

В соответствии с действиями блока 310 способа 300 происходит приращение раскрытия клапана рециркуляции компрессора на заранее заданную величину (например, на два градуса). Заранее заданная величина может быть определена на основании актуальных значений частоты вращения и нагрузки двигателя. При ступенчатом раскрытии клапана рециркуляции компрессора величина его раскрытия растет. Когда клапан рециркуляции компрессора открывают на величину, достаточную для прохода воздуха, поток воздуха движется от выпуска компрессора к его впуску. Способ 300 переходит к логическому блоку 312 после приращения величины раскрытия клапана рециркуляции компрессора.

В логическом блоке 312 способа 300 происходит проверка того, был ли крутящий момент, запрошенный водителем, изменен на величину, превышающую абсолютный порог, после того, как клапан рециркуляции компрессора был закрыт в соответствии с действиями блока 304. Если так, то ответ на выходе из логического блока: «да», и способ 300 переходит к выполнению действий блока 316 и выходит из режима адаптации или изменения передаточной функции клапана рециркуляции компрессора. В ином случае ответ - «нет», и способ 300 переходит к выполнению действий блока 314.

В соответствии с действиями блока 314 способа 300 актуальное положение клапана рециркуляции компрессора (КРК), положение центрального дросселя и давление на входе в центральный дроссель сохраняются в памяти контроллера. Положение клапана рециркуляции компрессора, положение заслонки центрального дросселя и давление на входе в центральный дроссель могут быть измерены или определены на основании косвенных данных. Способ 300 переходит к проверке условий логического блока 318 после того, как актуальное положение клапана рециркуляции компрессора, положение центрального дросселя и значение давления на входе в центральный дроссель были сохранены в памяти контроллера.

В логическом блоке 318 способа 300 происходит проверка условия того, что величина раскрытия клапана рециркуляции компрессора превышает заранее заданную. В одном примере значение этой заранее заданной величины составляет более двадцати пяти процентов величины полного раскрытия клапана рециркуляции компрессора. Если при приращении раскрытия клапана рециркуляции компрессора величина раскрытия больше пороговой, то на выходе из логического блока получается ответ «да» и способ 300 переходит к выполнению действий блока 320. В противном случае ответ - «нет», и способ 300 возвращается к выполнению действий блока 308.

В соответствии с действиями блока 320 способа 300 величину смещения передаточной функции клапана рециркуляции компрессора обновляют или изменяют. В одном из примеров такое смещение - это угол клапана рециркуляции компрессора, при котором расход воздуха через клапан рециркуляции компрессора определяют на основании изменения давления на впуске дросселя двигателя. Например, если клапан рециркуляции компрессора открывается и давление на впуске центрального дросселя снижается, то угловое смещение клапана - это тот угол клапана рециркуляции компрессора, при котором снижение давление на впуске центрального дросселя произошло. В других случаях смещение может быть установлено, когда величина открытия центрального дросселя увеличивается после закрытия клапана рециркуляции компрессора и установки постоянного расхода воздуха, проходящего через двигатель. Увеличение открытия центрального дросселя на основе замкнутого контура управления дросселем для поддержания постоянного расхода воздуха, проходящего через двигатель. Дополнительно, прежние величины передаточной функции клапана рециркуляции компрессора могут быть изменены с учетом новой величины смещения. В одном примере заранее заданные величины (например, значения увеличения угла клапана рециркуляции компрессора) добавляются к актуальным величинам передаточной функции клапана рециркуляции компрессора с учетом новой величины смещения. Например, если новая величина смещения увеличивается с двух градусов до четырех градусов, то угол клапана рециркуляции компрессора, который соответствует расходу воздуха X Кг/с, может быть увеличен на два градуса. Увеличение на два градуса может быть определено эмпирически на основании актуального смещения клапана рециркуляции компрессора и сохранено в памяти. Дополнительно, все другие входные параметры передаточной функции клапана рециркуляции компрессора могут быть изменены подобным способом. Способ 300 переходит к выполнению действий блока 324 после изменения передаточной функции клапана рециркуляции компрессора.

В соответствии с действиями блока 324 способа 300 осуществляется управление клапаном рециркуляции компрессора на основе измененной передаточной функции в соответствии с заранее заданным порядком действий. Например, если давление на входе в дроссель больше требуемого, положение клапана рециркуляции компрессора может быть изменено до величины смещения, чтобы воздух проходил через клапан рециркуляции давления, снижая тем самым давление на входе в дроссель. Дополнительно, дросселем двигателя и клапаном регулятора давления наддува управляют по заданной программе (например, в зависимости от частоты вращения двигателя, его нагрузки и крутящего момента, запрошенного водителем). Таким образом, управление дросселем двигателя, клапаном регулятора давления наддува и клапаном рециркуляции компрессора возвращается к стандартному режиму после выхода из режима адаптации клапана рециркуляции компрессора. Способ 300 переходит к блоку завершения после возвращения клапана регулятора давления наддува и клапана рециркуляции компрессора к стандартному режиму работы.

Таким образом, способ на Фиг. 3 представляет собой способ диагностики, предусматривающий следующие этапы: частично открывают клапан регулятора давления наддува и переводят клапан рециркуляции компрессора в закрытое положение в ответ на диагностический запрос; ступенчато открывают клапана рециркуляции компрессора после его закрытия; корректируют смещение величины расхода воздуха через клапан рециркуляции компрессора в ответ на изменение контрольного параметра во время ступенчатого открытия клапана рециркуляции компрессора, начиная с его закрытого положения; а также управляют клапаном рециркуляции компрессора в соответствии со смещением величины расхода воздуха.

В некоторых примерах способ предусматривает, что диагностический запрос - это запрос на коррекцию смещения величины расхода воздуха. Способ дополнительно предусматривает этап, на котором регулируют положение дросселя впускного коллектора для поддержания расхода воздуха, проходящего через двигатель, на уровне постоянной величины в ответ на диагностический запрос. Способ предусматривает, что контрольный параметр, который представляет собой положение дросселя впуска воздуха двигателя. Способ предусматривает, что контрольный параметр, который представляет собой давление на впуске дросселя. Способ также предусматривает этап, на котором ступенчато открывают клапан рециркуляции в течение действия режима адаптации клапана рециркуляции, и кроме того, выходят из режима адаптации клапана рециркуляции в ответ на увеличение крутящего момента, запрошенного водителем. Способ предусматривает, что смещение величины расхода воздуха через клапан рециркуляции компрессора определяется таким положением открытия клапана рециркуляции, при котором величина расхода воздуха больше пороговой.

Также, способ на Фиг. 3 включает в себя способ диагностики, предусматривающий следующие этапы: частично открывают клапан регулятора давления наддува, переводят клапан рециркуляции компрессора в закрытое положение и поддерживают постоянный расход воздуха, проходящего через двигатель, посредством изменения положения дросселя впускного коллектора в ответ на диагностический запрос; ступенчато открывают клапан рециркуляции компрессора после его закрытия; корректируют передаточную функцию клапана рециркуляции компрессора в ответ на изменение его положения, причем дроссель впускного коллектора регулируют только после того, как клапан рециркуляции компрессора был закрыт и постоянный расход воздуха, проходящего через двигатель, был обеспечен; а также управляют клапаном рециркуляции в соответствии с его передаточной функцией. Способ включает в себя этап, на котором поддерживают постоянный расход воздуха, проходящего через двигатель, путем увеличения величины открытия дросселя впускного коллектора.

В некоторых примерах способ предусматривает, что диагностический запрос - это запрос на диагностику рециркуляции компрессора. Способ предусматривает, что диагностический режим инициируют посредством диагностического запроса. Способ, кроме того, предусматривает выход из диагностического режима в ответ на увеличение крутящего момента, запрошенного водителем. Способ предусматривает установку клапана рециркуляции компрессора параллельно с компрессором.

На ФИГ. 4 показана рабочая последовательность двигателя в соответствии со способом на ФИГ. 3. Последовательность может быть осуществлена посредством системы на ФИГ. 1. Вертикальные маркеры Т1-Т3 обозначают ключевые моменты времени в течение выполнения последовательности.

Первый график сверху на ФИГ. 4 - это график изменения положения клапана рециркуляции компрессора (КРК) в зависимости от времени. Ось Y представляет положение КРК, и величина раскрытия КРК возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается на графике слева направо.

Второй график сверху на ФИГ. 4 - это график положения клапана регулятора давления наддува турбонагнетателя в зависимости от времени. Ось Y представляет положение клапана регулятора давления наддува турбонагнетателя, и величина раскрытия клапана регулятора давления наддува возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается на графике слева направо.

Третий график сверху на ФИГ. 4 - это график положения заслонки центрального дросселя двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет положение заслонки центрального дросселя, и величина раскрытия центрального дросселя возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается на графике слева направо.

Четвертый график сверху на ФИГ. 4 - это график изменения крутящего момента, запрошенного водителем, в зависимости от времени. Ось Y представляет крутящий момент, запрошенный водителем, и он возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается на графике слева направо.

Пятый график сверху на ФИГ. 4 - это график изменения давления на входе в центральный дроссель двигателя в зависимости от времени. Ось Y представляет давление на входе в центральный дроссель двигателя, и оно возрастает в направлении стрелки оси Y. Ось X представляет время, и время увеличивается на графике слева направо.

В момент времени Т0 двигатель не находится в режиме диагностики клапана рециркуляции, и КРК, как и клапан регулятор давления наддува частично открыты. Центральный дроссель частично открыт, и крутящий момент, запрошенный водителем, находится на среднем уровне. Давление на входе в дроссель двигателя находится на среднем уровне. Эти условия могут указывать на то, что двигатель работает при частичной нагрузке.

В момент времени Т1 двигатель входит в диагностический режим КРК в ответ на изменение условий эксплуатации, что ведет к обновлению передаточной функции КРК. КРК закрывается в ответ на переход в диагностический режим КРК. Клапан регулятора давления наддува остается открытым, и центральный дроссель также частично открыт.Центральный дроссель или дроссель впускного коллектора двигателя управляется с использованием замкнутого контура управления для поддержания расхода воздуха, проходящего через двигатель, на уровне заранее заданной постоянной величины. В одном из примеров положение дросселя может быть отрегулировано в ответ на изменение давления в дросселе. В другом примере, положение дросселя может быть отрегулировано в ответ на выходные данные датчика расхода воздуха двигателя. Крутящий момент, запрошенный водителем и давление на входе в центральный дроссель оставляют на средних уровнях.

Между моментами времени Т1 и Т2 осуществляют диагностику, и положение КРК ступенчато изменяется с целью определения угла, при котором воздух начинает проходить через КРК. Клапан регулятора давления наддува оставляют частично открытым, положение заслонки центрального дросселя оставляют неизменным, и крутящий момент, запрошенный водителем оставляют неизменным.

В момент времени 12 положение клапана рециркуляции компрессора достигает такого уровня, при котором воздух начинает проходить через клапан рециркуляции компрессора. Поток воздуха, проходящего через перепускной клапан компрессора, снижает давление на впуске дросселя, и величина открытия центрального дросселя возрастает до значения, обеспечивающего поддержание постоянного расхода воздуха, проходящего через двигатель. Угловое положение клапана рециркуляции компрессора в момент времени 72 обозначено стрелкой 405, и этот угол может быть принят в качестве величины смещения передаточной функции для клапана рециркуляции компрессора. Угол по стрелке 405 может быть зафиксирован в качестве угла клапана рециркуляции компрессора, при котором положение центрального дросселя было изменено после закрытия клапана рециркуляции компрессора, и двигателю был обеспечен постоянный уровень притока воздуха. Крутящий момент, запрошенный водителем и положение клапана регулятора давления наддува оставляют неизменными.

В момент времени Т3 раскрытие клапана рециркуляции компрессора достигает пороговой величины, при которой происходит остановка диагностики клапана рециркуляции компрессора. Например, диагностика клапана рециркуляции компрессора может быть остановлена, когда он открыт на величину, большую, чем двадцать пять процентов величины его полного раскрытия. Клапан рециркуляции компрессора закрывают или возвращают к положению, соответствующему актуальным рабочим условиям двигателя. Далее, происходит изменение положения центрального дросселя в ответ на закрытие клапана рециркуляции компрессора. В результате этого происходит увеличение давления в центральном дросселе в ответ на закрытие клапана рециркуляции компрессора.

Таким образом, величина смещения положения клапана рециркуляции компрессора может быть определена на основании данных о положении дросселя или давлении на входе в центральный дроссель. Кроме того, прежние величины передаточной функции клапана рециркуляции компрессора могут быть изменены в соответствии с новой величиной смещения.

Следует отметить, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут быть использованы с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Способы и алгоритмы управления, раскрытые в настоящем документе, могут быть сохранены как исполняемые команды в долговременной памяти и выполнены системой управления, содержащей контроллер совместно с различными датчиками, приводами и другим аппаратным обеспечением двигателя. Конкретные алгоритмы, раскрытые в настоящем документе, могут представлять собой любое количество стратегий обработки, таких как событийные, с управлением по прерываниям, многозадачные, многопоточные и тому подобное. Таким образом, проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут быть выполнены в указанной последовательности, параллельно или в некоторых случаях могут быть пропущены. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных признаков и преимуществ, описываемых в настоящем документе вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или любое количество из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут быть выполнены циклически, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия, операции и/или функции в графическом виде могут представлять собой программный код, подлежащий записи в долговременной памяти машиночитаемого компьютерного носителя данных, в котором описанные действия выполняют посредством исполнения команд в системе, содержащей различные компоненты аппаратного обеспечения двигателя совместно с электронным контроллером.

На этом раскрытие закончено. При прочтении его специалистами в данной области техники может быть предусмотрено множество изменений и преобразований без отступления от сущности и объема раскрытия. Например, данное раскрытие могут использовать для двигателей I3, I4, I5, V6, V8, V10 и V12, работающих на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативном топливе.

Claims

1. Способ диагностики, предусматривающий следующие этапы:

частично открывают клапан регулятора давления наддува и переводят клапан рециркуляции компрессора в закрытое положение в ответ на диагностический запрос; ступенчато открывают клапан рециркуляции компрессора после его закрытия; корректируют смещение величины расхода воздуха через клапан рециркуляции компрессора в ответ на изменение контрольного параметра в течение ступенчатого открытия клапана рециркуляции компрессора из закрытого положения и управляют клапаном рециркуляции компрессора в соответствии со смещением величины расхода воздуха.

2. Способ по п. 1, в котором диагностический запрос - это запрос на коррекцию смещения величины расхода воздуха через клапан рециркуляции компрессора.

3. Способ по п. 2, в котором дополнительно регулируют положение дросселя впускного коллектора для поддержания расхода воздуха, проходящего через двигатель, на уровне постоянной величины в ответ на диагностический запрос.

4. Способ по п. 3, в котором контрольный параметр представляет собой положение дросселя впуска воздуха двигателя.

5. Способ по п. 1, в котором контрольный параметр представляет собой давление на впуске дросселя.

6. Способ по п. 1, в котором клапан рециркуляции компрессора ступенчато открывают в течение действия режима адаптации клапана рециркуляции компрессора и дополнительно выходят из режима адаптации клапана рециркуляции компрессора в ответ на увеличение крутящего момента, запрошенного водителем.

7. Способ по п. 1, в котором смещение величины расхода воздуха через клапан рециркуляции компрессора определяют таким положением открытия клапана рециркуляции компрессора, при котором величина расхода воздуха больше пороговой.

8. Способ диагностики, предусматривающий следующие этапы:

частично открывают клапан регулятора давления наддува, переводят клапан рециркуляции компрессора в закрытое положение и поддерживают постоянный расхода воздуха, проходящего через двигатель, посредством регулировки положения дросселя впускного коллектора в ответ на диагностический запрос; ступенчато открывают клапан рециркуляции компрессора после его закрытия; корректируют передаточную функцию клапана рециркуляции компрессора в соответствии с положением клапана рециркуляции компрессора, при котором сначала регулируют дроссель впускного коллектора после закрытия клапана рециркуляции компрессора и поддержания постоянного расхода воздуха, проходящего через двигатель; и управляют клапаном рециркуляции компрессора в соответствии с передаточной функцией клапана рециркуляции компрессора.

9. Способ по п. 1, в котором поддержание постоянного расхода воздуха, проходящего через двигатель, обеспечивают посредством увеличения величины открытия дросселя впускного коллектора.

10. Способ по п. 8, в котором диагностический запрос - это запрос на диагностику клапана рециркуляции компрессора.

11. Способ по п. 8, в котором посредством диагностического запроса инициируют диагностический режим.

12. Способ по п. 11, в котором дополнительно выходят из диагностического режима в ответ на увеличение крутящего момента, запрошенного водителем.

13. Способ по п. 8, в котором клапан рециркуляции компрессора установлен параллельно с компрессором.

14. Система двигателя, содержащая:

двигатель;

турбонагнетатель, содержащий компрессор, механически соединенный с двигателем;

клапан рециркуляции, установленный в воздухозаборнике двигателя параллельно с компрессором; и

контроллер, содержащий команды, хранимые в долговременной памяти, на регулировку передаточной функции клапана рециркуляции.

15. Система по п. 14, дополнительно содержащая дроссель, расположенный в воздухозаборнике ниже по потоку от компрессора, причем контроллер содержит дополнительные команды на поддержание постоянного расхода воздуха, проходящего через двигатель, при открытии клапана рециркуляции.

16. Система по п. 15, в которой поддержание постоянного расхода воздуха, проходящего через двигатель, обеспечено путем регулировки положения дросселя впускного коллектора.

17. Система по п. 14, в которой передаточная функция клапана рециркуляции включает в себя смещение, причем контроллер включает в себя дополнительные команды на изменение величины смещения.

18. Система по п. 14, также содержащая дополнительные команды на регулировку передаточной функции в соответствии со значениями параметров в диагностическом режиме.

19. Система по п. 18, также содержащая дополнительные команды на выход из диагностического режима в ответ на увеличение крутящего момента, запрошенного водителем.

20. Система по п. 14, также содержащая дополнительные команды на управление клапаном рециркуляции в соответствии с передаточной функцией.