СПОСОБ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И СИСТЕМА ДВИГАТЕЛЯ
METHOD FOR ENGINE (VERSIONS) AND ENGINE SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в целом относится к датчику газовой составляющей, включенному в систему впуска двигателя внутреннего сгорания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Системы двигателя могут использовать рециркуляцию выхлопных газов из системы выпуска двигателя в систему впуска двигателя (впускной канал), процесс, указываемый ссылкой как рециркуляция выхлопных газов (EGR), для снижения регулируемых выбросов и/или улучшения экономии топлива. Система EGR может включать в себя различные датчики для измерения и/или регулирования EGR. В качестве одного из примеров, система EGR может включать в себя датчик газовой составляющей на впуске, такой как датчик кислорода, который может применяться в условиях без EGR, чтобы определять содержание кислорода свежего всасываемого воздуха. В условиях с EGR, датчик может использоваться для логического вывода EGR на основании изменения концентрации кислорода вследствие добавления EGR в качестве разбавителя. Один из примеров такого датчика кислорода на впуске показан Матсубарой и другими в US 6742379 (МПК F02D 35/00, F02D 41/02, опубл. 01.06.2004). Система EGR дополнительно или по выбору может содержать датчик кислорода выхлопных газов, присоединенный к выпускному коллектору, для оценки топливно-воздушного соотношения сгорания.
По существу, вследствие расположения датчика кислорода ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха в системе впуска воздуха высокого давления, датчик может быть чувствительным к наличию паров топлива и других восстановителей и окислителей, таких как масляный туман. Например, при работе двигателя с наддувом, продувочный воздух может приниматься в местоположении входа компрессора. Углеводороды, засасываемые из продувочного воздуха, принудительной вентиляции картера (PCV) и/или обогащенной EGR, могут расходовать кислород на каталитической поверхности датчика и понижать концентрацию кислорода, выявляемую датчиком. В некоторых случаях, восстановители также могут реагировать с чувствительным элементом датчика кислорода. Уменьшение кислорода в датчике может некорректно интерпретироваться в качестве разбавителя при использовании изменения кислорода для оценки EGR. Таким образом, измерения датчика могут расстраиваться различными чувствительностями, и точность датчика, а таким образом, измерение и/или регулирование EGR, могут снижаться.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из примеров некоторые из вышеприведенных проблем могут быть преодолены способом для двигателя, включающим в себя этапы, на которых
при работе двигателя с наддувом с рециркуляцией выхлопных газов (EGR), осуществляемой ниже первого порогового значения,
регулируют клапан продувки бачка (CPV); и
оценивают интенсивность потока продувки на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске в ответ на регулирование, причем первое пороговое значение основано на времени реакции CPV.
В одном из вариантов предложен способ, в котором регулирование включает в себя этапы, на которых открывают и закрывают CPV с некоторой частотой, основанной на загрузке бачка и чувствительности датчика кислорода на впуске.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых понижают EGR ниже первого порогового значения и регулируют CPV в ответ на одно или более из продолжительности времени после предыдущей оценки потока продувки или потока EGR ниже второго порогового значения, причем первое пороговое значение дополнительно основано на частоте регулирования CPV.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором понижают EGR от первого уровня выше первого порогового значения до второго уровня ниже первого порогового значения перед регулированием CPV.
В одном из вариантов предложен способ, в котором оценивание интенсивности потока продувки включает в себя этап, на котором сравнивают первый выходной сигнал датчика кислорода на впуске с открытым CPV и второй выходной сигнал датчика кислорода на впуске с закрытым CPV, при этом оценивание дополнительно основано на транспортной задержке потока продувки между CPV и датчиком кислорода на впуске.
В одном из вариантов предложен способ, в котором оценивание интенсивности потока продувки включает в себя этапы, на которых определяют изменение кислорода на впуске, измеренного датчиком кислорода на впуске при регулировании, и преобразуют изменение кислорода на впуске в эквивалентные углеводороды для определения интенсивности потока продувки.
В одном из вариантов предложен способ, в котором осуществление EGR включает в себя этап, на котором осуществляют протекание выхлопных газов через систему EGR низкого давления, присоединенной между выпускным каналом ниже по потоку от турбины и впускным каналом выше по потоку от компрессора.
В одном из вариантов предложен способ, в котором осуществление EGR включает в себя этап, на котором осуществляют протекание EGR с ровным планом EGR, при котором доля EGR является по существу постоянной.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых регулируют топливоснабжение двигателя на основании оцененного потока PCV, причем топливоснабжение двигателя уменьшают при увеличении потока PCV.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых регулируют клапан EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске при регулировании.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором сохраняют оцененную интенсивность потока продувки в зависимости от одного или более из давления наддува или загрузки бачка в справочной таблице в памяти контроллера.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этап, на котором при последующей работе двигателя с наддувом с EGR, протекающей выше первого порогового значения, регулируют клапан EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске и сохраненной ранее интенсивности потока продувки.
В одном из дополнительных аспектов предложен способ для двигателя, включающий в себя этапы, на которых:
в первом состоянии, при котором двигатель подвергают наддуву, продувка бачка для топлива активирована, и
рециркуляцию выхлопных газов (EGR) осуществляют ниже первого порогового значения,
регулируют клапан продувки бачка (CPV); и
регулируют клапан EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске при регулировании; и
во втором состоянии, при котором двигатель подвергают наддуву, продувка бачка для топлива активирована, и EGR осуществляют на или выше первого порогового значения,
не регулируют CPV; и
регулируют клапан EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске и хранимой оценки потока продувки.
В одном из вариантов предложен способ, в котором регулирование CPV включает в себя этап, на котором осуществляют широтно-импульсную модуляцию CPV, чтобы открывать и закрывать CPV с некоторой длительностью импульса, основанной на загрузке бачка для топлива и чувствительности датчика кислорода на впуске, причем длительность импульса увеличивают с повышением загрузки бачка для топлива.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых, в первом состоянии, понижают EGR ниже второго порогового значения, причем второе пороговое значение ниже первого порогового значения, и второе пороговое значение основано на длительности импульса.
В одном из вариантов предложен способ, в котором регулировка клапана EGR на основании хранимой оценки потока продувки включает в себя этап, на котором регулируют клапан EGR на основании оценки потока продувки, определенной при предыдущей работе двигателя в первом состоянии, причем хранимую оценку потока продувки хранят в памяти контроллера.
В одном из вариантов предложен способ, дополнительно включающий в себя этапы, на которых в третьем состоянии, при котором двигатель не подвергается наддуву, регулируют клапан EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске и не регулируют выходной сигнал на основании потока продувки.
В одном из еще дополнительных аспектов предложена система двигателя, содержащая:
двигатель, содержащий впускной коллектор;
картер двигателя, присоединенный к впускному коллектору через клапан PCV;
турбонагнетатель с впускным компрессором, выпускной турбиной и охладителем наддувочного воздуха;
впускной дроссель, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха;
бачок, выполненный с возможностью приема паров топлива из топливного бака, присоединенного к впускному коллектору через клапан продувки;
систему EGR, содержащую канал для рециркуляции выхлопных остаточных газов из местоположения ниже по потоку от турбины в местоположение выше по потоку от компрессора через клапан EGR;
датчик кислорода на впуске, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха и выше по потоку от впускного дросселя; и
контроллер с машиночитаемыми командами для:
определения поправочного коэффициента для датчика кислорода на впуске на основании потока из бачка; и
регулировки положения клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске относительно поправочного коэффициента.
В одном из вариантов предложена система, в которой определение поправочного коэффициента включает в себя этап, на котором определяют изменение кислорода на впуске на датчике кислорода на впуске при регулировании положения клапана продувки, причем регулирование осуществляется, когда двигатель подвергается наддуву, активирована продувка, и EGR осуществляется ниже порогового значения, при этом регулирование представляет собой регулирование клапана продувки между открытым и закрытым положением с заданной частотой.
В одном из вариантов предложена система, в которой машиночитаемые команды дополнительно включают в себя команды для оценивания потока продувки на основании изменения кислорода на впуске при регулировании положения клапана продувки, причем изменение кислорода на впуске является изменением измеренного кислорода на впуске между первым выходным сигналом датчика кислорода на впуске, когда клапан продувки открыт, и вторым выходным сигналом датчика кислорода на впуске, когда клапан продувки закрыт.
Таким образом, оценка EGR, выдаваемая датчиком кислорода на впуске, может подвергаться поправке на содержание потока продувки. Например, при работе двигателя с наддувом, когда EGR осуществляется, и активирован поток продувки (например, открыт CPV), пары потока продувки могут вызывать понижение кислорода на впуске, измеренного датчиком кислорода на впуске. Поэтому, когда двигатель подвергается наддуву, и осуществляется EGR, CPV может регулироваться, и интенсивность потока продувки может оцениваться на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске при регулировании. Более точно, контроллер двигателя может открывать и закрывать CPV с заданной частотой. Частота может быть основана на определенной загрузке бачка для топлива и чувствительности датчика кислорода на впуске. Дополнительно, перед регулированием CPV, контроллер может понижать интенсивность потока EGR ниже порогового значения, пороговое значение основано на частоте регулирования. Оценивание потока продувки при регулировании включает в себя определение изменения кислорода на впуске, измеренного датчиком кислорода на впуске, при регулировании (например, изменения кислорода на впуске между открытым и закрытым положениями CPV), а затем, преобразование изменения кислорода на впуске эквивалентные углеводороды. Оцененная интенсивность потока продувки затем может использоваться для внесения поправки в выходной сигнал датчика кислорода на впуске на поток продувки, тем самым, устраняя воздействие продувки на измерение кислорода на впуске и давая в результате более точную оценку EGR. Более точно, контроллер двигателя может корректировать выходной сигнала датчика кислорода на впуске посредством определенного изменения кислорода на впуске, обусловленного продувкой (например, поправочного коэффициента продувки). Скорректированный выходной сигнал может быть изменением кислорода на впуске, обусловленным исключительно EGR, а не продувкой. Таким образом, получающаяся в результате оценка потока EGR может быть более точной и использоваться для регулировки клапана EGR, чтобы выдавать требуемый поток EGR.
Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 и 2 - схематичные изображения системы двигателя.
Фиг. 3 - регулировочная характеристика, изображающая влияние продувочного воздуха на концентрацию кислорода, оцененную датчиком кислорода во впускном коллекторе.
Фиг. 4 - блок-схема последовательности операций способа регулировки работы EGR на основании изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком продувки.
Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа определения изменения кислорода на впуске, являющегося результатом потока продувки бачка для топлива.
Фиг. 6 - график примерных регулировок у клапана продувки бачка для топлива для определения потока продувки датчиком кислорода на впуске.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Последующее описание относится к способам и системе для использования датчика во впускном коллекторе для считывания величины потока EGR в системе двигателя, такой как системе двигателя по фиг. 1 и 2. Клапан продувки бачка для топлива может регулироваться при работе двигателя с наддувом, чтобы определять влияние углеводородов продувки на выходной сигнала датчика кислорода на впуске. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как процедура по фиг. 4 и 5, для определения количества углеводородов продувки, засасываемых в двигатель, и регулировки потока EGR соответствующим образом. Примерные регулировки в отношении клапана продувки бачка для топлива для определения потока продувки датчиком кислорода на впуске показаны на фиг.6. Выходной сигнал датчика, а также разбавление EGR, оцененное датчиком, могут регулироваться для компенсации влияния углеводородов продувки на выходной сигнал датчика (фиг. 3). Таким образом, точность оценки EGR датчиком кислорода на впуске повышается.
Фиг. 1 показывает схематичное изображение примерной системы 100 двигателя с турбонаддувом, включающей в себя многоцилиндровый двигатель 10 внутреннего сгорания и пару одинаковых турбонагнетателей 120 и 130. В качестве одного из неограничивающих примеров, система 100 двигателя может быть включена в качестве части силовой установки для пассажирского транспортного средства. Система 100 двигателя может принимать всасываемый воздух через впускной канал 140. Впускной канал 140 может включать в себя воздушный фильтр 156 и дроссельный клапан 230 EGR. Система 100 двигателя может быть раздельной системой двигателя, при этом впускной канал 140 разветвляется ниже по потоку от дроссельного клапана 230 EGR на первый и второй параллельные впускные каналы, каждый включает в себя турбонагнетатель и компрессор. Более точно, по меньшей мере часть всасываемого воздуха направляется в компрессор 122 турбонагнетателя через первый параллельный впускной канал 142, и по меньшей другую часть всасываемого воздуха в компрессор 132 турбонагнетателя 130 через второй параллельный впускной канал 144 впускного канала 140.
Первая часть общего всасываемого воздуха, которая сжимается компрессором 122, может подаваться во впускной коллектор 160 через первый параллельный ответвленный впускной канал 146. Таким образом, впускные каналы 142 и 146 формируют первую параллельную ветвь системы впуска воздуха двигателя. Подобным образом, вторая часть общего всасываемого воздуха, может сжиматься посредством компрессора 132 в тех случаях, когда она может подаваться во впускной коллектор 160 через второй параллельный ответвленный впускной канал 148. Таким образом, впускные каналы 144 и 148 формируют вторую параллельную ветвь системы впуска воздуха двигателя. Как показано на фиг. 1, всасываемый воздух из впускных каналов 146 и 148 может повторно объединяться посредством общего впускного канала 149 перед подачей во впускной коллектор 160, где всасываемый воздух может выдаваться в двигатель.
Первый дроссельный клапан 230 EGR может быть расположен на впуске двигателя выше по потоку от первого и второго параллельных впускных каналов 142 и 144 наряду с тем, что второй воздушный впускной дроссельный клапан 158 может быть расположен на впуске двигателя ниже по потоку от первого и второго параллельных впускных каналов 142 и 144, и ниже по потоку от первого и второго параллельных ответвленных впускных каналов 146 и 148, например, в общем впускном канале 149.
В некоторых примерах впускной коллектор 160 может включать в себя датчик 182 давления во впускном коллекторе для оценки давления в коллекторе (MAP) и/или датчик 183 температуры впускного коллектора для оценки температуры воздуха в коллекторе (MCT), каждый поддерживает связь с контроллером 12. Впускной канал 149 может включать в себя охладитель 154 наддувочного воздуха (CAC) и/или дроссель (такой как второй дроссельный клапан 158). Положение дроссельного клапана 158 может регулироваться системой управления посредством привода дросселя (не показан), с возможностью связи присоединенной к контролеру 12. Противопомпажный клапан 152 может быть предусмотрен для избирательного обхода компрессорных каскадов турбонагнетателей 120 и 130 через перепускной канал 150. В качестве одного из примеров, противопомпажный клапан 152 может открываться, чтобы давать возможность потока через перепускной канал 150, когда давление всасываемого воздуха ниже по потоку от компрессоров достигает порогового значения.
Впускной коллектор 160 дополнительно может включать в себя датчик 172 кислорода всасываемых газов. В одном из примеров датчик кислорода является датчиком UEGO. Как конкретизировано в материалах настоящего описания, датчик кислорода всасываемых газов может быть выполнен с возможностью выдавать оценку касательно содержания кислорода свежего воздуха, принимаемого во впускном коллекторе. В дополнение, когда течет EGR, изменение концентрации кислорода на датчике может использоваться для логического вывода величины EGR и использоваться для точного регулирования потока EGR. В изображенном примере датчик 172 кислорода расположен выше по потоку от дросселя 158 и ниже по потоку от охладителя 154 наддувочного воздуха. Однако, в альтернативных вариантах осуществления, датчик кислорода может быть расположен выше по потоку от CAC. Датчик 174 давления может быть расположен поблизости от датчика кислорода для оценки давления на впуске, при котором принимается выходной сигнал датчика кислорода. Поскольку выходной сигнал датчика кислорода является находящимся под влиянием давления на впуске, опорный выходной сигнал датчика кислорода может узнаваться при опорном давлении на впуске. В одном из примеров опорное давление на впуске является давлением на входе дросселя (TIP), где датчиком 174 давления является датчик TIP. В альтернативных примерах опорным давлением на впуске является давление в коллекторе (MAP) в качестве считываемого датчиком 182 MAP.
Двигатель 10 может включать в себя множество цилиндров 14. В изображенном примере двигатель 10 включает в себя шесть цилиндров, расположенных в V-образной конфигурации. Более точно, шесть цилиндров расположены в двух рядах 13 и 15, причем, каждый ряд включает в себя три цилиндра. В альтернативных примерах двигатель 10 может включать в себя два или более цилиндров, к примеру, 3, 4, 5, 8, 10 или более цилиндров. Эти различные цилиндры могут быть поровну поделены и расположены в альтернативных конфигурациях, таких как V-образная, рядная, коробчатая, и т.д. Каждый цилиндр 14 может быть сконфигурирован топливной форсункой 166. В изображенном примере топливная форсунка 166 является форсункой непосредственного впрыска в цилиндр. Однако в других примерах топливная форсунка 166 может быть выполнена в виде топливной форсунки оконного впрыска.
Всасываемый воздух, подаваемый в каждый цилиндр 14 (в материалах настоящего описания также указываемый ссылкой как камера 14 сгорания) через общий впускной канал 149, может использоваться для сжигания топлива, и продукты сгорания затем могут выпускаться через специфичные ряду параллельные выпускные каналы. В изображенном примере первый ряд 13 цилиндров двигателя 10 может выпускать продукты сгорания через первый параллельный выпускной канал 17, а второй ряд 15 цилиндров может выпускать продукты сгорания через второй параллельный выпускной канал 19. Каждый из первого и второго параллельных выпускных каналов 17 и 19 дополнительно могут включать в себя турбину турбонагнетателя. Более точно, продукты сгорания, которые выбрасываются через впускной канал 17, могут направляться через турбину 124 с приводом от выхлопных газов турбонагнетателя 120, которая, в свою очередь, может выдавать механическую работу на компрессор 122 через вал 126, чтобы обеспечивать сжатие для всасываемого воздуха. В качестве альтернативы, некоторая часть или все выхлопные газы, протекающие через выпускной канал 17, могут обходить турбину 124 через обводной канал 123 турбин, в то время как управляются перепускной заслонкой 128 для выхлопных газов. Подобным образом, продукты сгорания, которые выпускаются через выпускной канал 19, могут направляться через турбину 134 с приводом от выхлопных газов турбонагнетателя 130, которая, в свою очередь, может выдавать механическую работу на компрессор 132 через вал 136, чтобы обеспечивать сжатие всасываемого воздуха, протекающего через вторую ветвь системы впуска двигателя. В качестве альтернативы, некоторая часть или все выхлопные газы, протекающие через выпускной канал 19, могут обходить турбину 134 через обводной канал 133 турбин, в то время как управляются перепускной заслонкой 138 для выхлопных газов.
В некоторых примерах турбины 124 и 134 с приводом от выхлопных газов могут быть выполнены в виде турбин с переменной геометрией, при этом контроллер 12 может регулировать положение лопаток (или лопастей) рабочего колеса турбины для изменения уровня энергии, которая получается из потока выхлопных газов и сообщается их соответственному компрессору. В качестве альтернативы, турбины 124 и 134 с приводом от выхлопных газов могут быть выполнены в виде турбин с регулируемым соплом, при этом контроллер 12 может регулировать положение сопла турбины для изменения уровня энергии, которая получается из потока выхлопных газов и сообщается их соответственному компрессору. Например, система управления может быть выполнена с возможностью независимо изменять положение лопастей или сопла турбин 124 и 134 с приводом от выхлопных газов через соответствующие приводы.
Выхлопные газы в первом параллельном выпускном канале 17 могут направляться в атмосферу через ответвленный параллельный выпускной канал 170 наряду с тем, что выхлопные газы во втором параллельном выпускном канале 19 могут направляться в атмосферу через ответвленный параллельный выпускной канал 180. Выпускные каналы 170 и 180 могут включать в себя одно или более устройств последующей очистки выхлопных газов, таких как каталитический нейтрализатор, и один или более датчиков выхлопных газов.
Двигатель 10 дополнительно может включать в себя один или более каналов рециркуляции выхлопных газов (EGR), или контуров, для рециркуляции по меньшей мере части выхлопных газов из выпускного коллектора во впускной коллектор. Таковые могут включать в себя контуры EGR высокого давления для обеспечения EGR высокого давления (HP-EGR) и контуры EGR низкого давления для обеспечения EGR низкого давления (LP-EGR). В одном из примеров HP-EGR может обеспечиваться в отсутствие наддува, обеспечиваемого турбонагнетателями 120, 130, наряду с тем, что LP-EGR может обеспечиваться при наличии наддува турбонагнетателя, и/или когда температура выхлопных газов находится выше порогового значения. В кроме того еще других примерах обе, HP-EGR и LP-EGR, могут выдаваться одновременно.
В изображенном примере двигатель 10 может включать в себя контур 202 EGR низкого давления для рециркуляции по меньшей мере некоторого количества выхлопных газов из первого ответвленного параллельного выпускного канала 170 ниже по потоку от турбины 124 в первый параллельный впускной канал 142 выше по потоку от компрессора 122. В некоторых вариантах осуществления, второй контур EGR низкого давления (не показан) может быть предусмотрен подобным образом для рециркуляции по меньшей мере некоторой части выхлопных газов из второго ответвленного параллельного выпускного канала 180 ниже по потоку от турбины 134 во второй параллельный впускной канал 144 выше по потоку от компрессора 132. Контур 202 LP-EGR может включать в себя клапан 204 LP-EGR для регулирования потока EGR (то есть, количества подвергнутых рециркуляции выхлопных газов) через контуры, а также охладитель 206 EGR для понижения температуры выхлопных газов, протекающих через контур EGR, перед рециркуляцией на впуск двигателя. В определенных условиях, охладитель 206 EGR также может использоваться для подогрева выхлопных газов, протекающих через контур 202 LP-EGR, перед тем, как выхлопные газы поступают в компрессор, чтобы избегать вторжения водяных капель в компрессоры. Двигатель 10 дополнительно может включать в себя первый контур 208 EGR высокого давления для рециркуляции по меньшей мере некоторого количества выхлопных газов из первого параллельного выпускного канала 17 выше по потоку от турбины 124 во впускной коллектор 160 ниже по потоку от впускного дросселя 158. Подобным образом, двигатель может включать в себя второй контур EGR высокого давления (не показан) для рециркуляции по меньшей мере некоторой части выхлопных газов из второго параллельного выпускного канала 18 выше по потоку от турбины 134 во второй ответвленный параллельный впускной канал 148, ниже по потоку от компрессора 132. Поток EGR через контуры 208 HP-EGR может управляться посредством клапана 210 HP-EGR.
Окно 102 PCV может быть выполнено с возможностью подавать газы вентиляции картера (прорывные газы) во впускной коллектор двигателя по второму параллельному впускному каналу 144. В некоторых примерах поток воздуха PCV через окно 102 PCV может управляться выделенным клапаном окна PCV. Подобным образом, окно 104 для продувки может быть выполнено с возможностью подавать продувочные газы из бачка топливной системы во впускной коллектор двигателя по каналу 144. В некоторых примерах поток продувочного воздуха через окно 104 для продувки может управляться выделенным клапаном окна для продувки.
Датчик 232 влажности и датчик 234 давления могут быть включены только в один из параллельных впускных каналов (в материалах настоящего описания, изображены в первом параллельном канале 142 всасываемого воздуха, но не во втором параллельном впускном канале 144), ниже по потоку от дроссельного клапана 230 EGR. Более точно, датчик влажности и датчик давления могут быть включены во впускной канал, не принимающий воздух PCV продувочный воздух. Датчик 232 влажности может быть выполнен с возможностью оценивать влажность всасываемого воздуха. В одном из вариантов осуществления, датчик 232 влажности является датчиком UEGO, выполненным с возможностью оценивать относительную влажность всасываемого воздуха на основании выходного сигнала датчика на одном или более напряжений. Поскольку продувочный воздух и воздух PCV могут расстраивать результаты датчика влажности, окно для продувки и окно PCV расположены в отдельном впускном канале от датчика влажности. Датчик 234 давления может быть выполнен с возможностью оценивать давление всасываемого воздуха. В некоторых вариантах осуществления, датчик температуры также может быть включен в тот же самый параллельный впускной канал ниже по потоку от дроссельного клапана 230 EGR.
По существу, датчик 172 кислорода на впуске может использоваться для оценки концентрации кислорода на впуске и логического вывода величины потока EGR через двигатель на основании изменения концентрации кислорода на впуске при открывании клапана 204 EGR. Более точно, изменение выходного сигнала датчика при открывании клапана EGR сравнивается с точкой отсчета, где датчик является работающим без EGR (нулевой точкой). На основании изменения (например, уменьшения) количества кислорода от времени работы без EGR, может рассчитываться поток EGR, выдаваемый в двигатель на данный момент. Например, при прикладывании опорного напряжения (Vs) к датчику, ток накачки (Ip) выводится датчиком. Изменение концентрации кислорода может быть пропорциональным изменению тока накачки (дельты Ip), выводимого датчиком при наличии EGR, относительно выходного сигнала датчика в отсутствие EGR (нулевой точки). На основании отклонения оцененного потока EGR от ожидаемого (или целевого) потока EGR, кроме того, может выполняться управление EGR.
Оценка нулевой точки датчика кислорода на впуске может выполняться в условиях холостого хода, где колебания давления на впуске минимальны, и когда нисколько воздуха PCV или продувочного воздуха не засасывается в систему впуска низкого давления. В дополнение, адаптация холостого хода может выполняться периодически, к примеру, при самом раннем холостом ходе вслед за запуском двигателя, чтобы компенсировать влияние старения и нестабильность параметров от партии к партии датчика на выходной сигнал датчика.
Оценка нулевой точки датчика кислорода на впуске в качестве альтернативы может выполняться в условиях отсутствия топливоснабжения двигателя, таких как во время перекрытия топлива при замедлении (DFSO). Посредством выполнения адаптации в условиях DFSO, в дополнение к пониженным шум-факторам, таким как достигаемые во время адаптации холостого хода, отклонения показаний датчика, обусловленные утечкой клапана EGR, могут уменьшаться.
Возвращаясь к фиг. 1, положение впускных и выпускных клапанов каждого цилиндра 14 может регулироваться посредством толкателей с гидравлическим приводом, присоединенных к штокам толкателя клапана, или посредством системы механических уступов прямого действия, в которых используются рабочие выступы кулачка. В этом примере по меньшей мере впускные клапаны каждого цилиндра 14 могут управляться посредством приведения в действие кулачков с использованием системы приведения в действие кулачков. Более точно, система 25 приведения в действие кулачков впускных клапанов может включать в себя один или более кулачков и может использовать переменные установку фаз кулачкового распределения или подъем для впускных и/или выпускных клапанов. В альтернативных вариантах осуществления, впускные клапаны могут управляться электрическим клапанным распределителем. Подобным образом, выпускные клапаны могут управляться системами приведения в действие кулачков или электрическим клапанным распределителем.
Система 100 двигателя может управляться, по меньшей мере частично, системой 15 управления, включающей в себя контроллер 12 и входными сигналами от водителя транспортного средства через устройство ввода (не показано). Система 15 управления показана принимающей информацию с множества датчиков 16 (различные примеры которых описаны в материалах настоящего описания) и отправляющей сигналы управления на множество исполнительных механизмов 81. В качестве одного из примеров, датчики 16 могут включать в себя датчик 232 влажности, датчик 234 давления всасываемого воздуха, датчик 182 датчик 183 MCT, датчик 174 TIP и датчик 172 кислорода всасываемого воздуха. В некоторых примерах общий впускной канал 149 дополнительно может включать в себя датчик температуры на входе дросселя для оценки температуры воздуха на дросселе (TCT). В других примерах один или более каналов EGR могут включать в себя датчики давления, температуры, и топливно-воздушного соотношения для определения характеристик потока EGR. В качестве еще одного примера, исполнительные механизмы 81 могут включать в себя топливную форсунку 166, клапаны 210 HP-EGR, клапаны 204 LP-EGR, дроссельные клапаны 158 и 230 и перепускные заслонки 128, 138 для выхлопных газов. Другие исполнительные механизмы, такие как многообразие дополнительных клапанов и заслонок, могут быть присоединены к различным местоположениями в системе 100 двигателя. Контроллер 12 может принимать входные данные с различных датчиков, обрабатывать входные данные и приводить в действие исполнительные механизмы в ответ на обработанные входные данные, на основании команды или кода, запрограммированных в нем, соответствующих одной или более процедур. Примерные процедуры управления описаны в материалах настоящего описания со ссылкой на фиг. 4 и 5.
Далее, с обращением к фиг. 2, показан еще один примерный вариант 200 осуществления двигателя по фиг. 1. По существу, компоненты, представленные ранее на фиг. 1, пронумерованы подобным образом и здесь повторно не представлены по соображениям краткости.
Вариант 200 осуществления показывает топливный бак 218, выполненный с возможностью подавать топливо в топливные форсунки двигателя. Топливный насос (не показан), погруженный в топливный бак 218, может быть выполнен с возможностью повышать давление топлива, подаваемого на форсунки двигателя 10, к примеру, на форсунку 166. Топливо может закачиваться в топливный бак из внешнего источника через лючок дозаправки топлива (не показан). Топливный бак 218 может содержать в себе множество топливных смесей, в том числе, топливо с диапазоном концентраций спиртов, таким как различные различные бензинэтаноловые смеси, включающие в себя E10, E85, бензин, и т.д., и их комбинации. Датчик 219 уровня топлива, расположенный в топливном баке 218, может выдавать указание уровня топлива в контроллер 12. Как изображено, датчик 219 уровня топлива может содержать поплавок, присоединенный к переменному резистору. В качестве альтернативы, могут использоваться другие типы датчиков уровня топлива. Один или более других датчиков могут быть присоединены к топливному баку 218, такие как измерительный преобразователь 220 давления в топливном баке, для оценки давления в топливном баке.
Пары, вырабатываемые в топливном баке 218, могут направляться в бачок 22 для паров топлива через трубопровод 31, перед продувкой на впуск 23 двигателя. Таковые, например, могут включать в себя суточные пары и пары дозаправки топливного бака. Бачок может быть наполнен надлежащим абсорбентом, таким как активированный уголь, для временного захватывания паров топлива (в том числе испаренных углеводородов), сформированных в топливном баке. Затем, во время более поздней работы двигателя, когда удовлетворены условия продувки, к примеру, когда бачок насыщен, пары топлива могут продуваться из бачка на впуск двигателя посредством открывания клапана 112 продувки бачка (CPV) и клапана 114 вентиляции бачка.
Бачок 22 включает в себя вентиляционный канал 27 для направления газов из бачка 22 в атмосферу при накоплении или улавливании паров топлива из топливного бака 218. Вентиляционный канал 27 также может предоставлять свежему воздуху возможность отбираться в бачок 22 для паров топлива при продувке накопленных паров топлива на впуск 23 двигателя через магистрали 90 или 92 продувки (в зависимости от уровня наддува) и клапан 112 продувки. Несмотря на то что этот пример показывает вентиляционный канал 27, сообщающийся со свежим не нагретым воздухом, также могут использоваться различные модификации. Вентиляционный канал 27 может включать в себя клапан 114 вентиляции бачка для регулирования потока воздуха и паров между бачком 22 и атмосферой. Клапан вентиляции может открываться во время операций накопления паров топлива (например, во время дозаправки топливного бака, и в то время как двигатель не является работающим), так что воздух, освобожденный от паров топлива после прохождения через бачок, может выталкиваться в атмосферу. Подобным образом, во время операции продувки (например, во время восстановления бачка и в то время как является работающим двигатель), клапан вентиляции может открываться, чтобы предоставлять потоку свежего воздуха возможность вычищать пары топлива, накопленные в бачке.
Пары топлива, выпущенные из бачка 22, например, во время операции продувки, могут направляться во впускной коллектор 160 двигателя через магистраль 28 продувки. Поток паров вдоль магистрали 28 продувки может регулироваться клапаном 112 продувки бачка, присоединенным между бачком для паров топлива и впуском двигателя. Количество или скорость паров, выпускаемых клапаном 112 продувки бачка, могут определяться относительной продолжительностью времени включения связанного соленоида клапана продувки бачка (не показанного). По существу, относительная продолжительность времени включения соленоида клапана продувки бачка может определяться модулем управления силовой передачей (PCM) транспортного средства, таким как контроллер 12, реагирующим на условия работы двигателя, в том числе, например, условия скорости вращения-нагрузки двигателя, топливно-воздушное соотношение, загрузку бачка и т.д. Относительная продолжительность времени включения может включать в себя частоту (например, темп) открывания и закрывания клапана 112 продувки бачка.
Возможный обратный клапан 116 бачка (не показан) может быть включен в магистраль 28 продувки для предохранения давления во впускном коллекторе от осуществления потока газов в направлении, противоположном потоку продувки. По существу, запорный клапан может быть необходим, если управление клапаном продувки бачка не точно синхронизируется, или сам клапан продувки бачка вынужден открываться высоким давлением во впускном коллекторе. Оценка абсолютного давления в коллекторе (MAP) может получаться с датчика 182 MAP, присоединенного к впускному коллектору 160 и поддерживающего связь с контроллером 12. В качестве альтернативы, MAP может логически выводиться из переменных режимов работы двигателя, таких как массовый расход воздуха (MAF), который измеряется датчиком MAF, присоединенным к впускному коллектору.
Углеводороды продувки могут направляться во впускной коллектор 160 через тракт 92 наддува или вакуумный тракт 90 на основании условий работы двигателя. Более точно, в условиях, когда турбонагнетатель 120 эксплуатируется для выдачи подвергнутого наддуву заряда воздуха во впускной коллектор, повышенное давление во впускном коллекторе побуждает проточный клапан 94 в вакуумном тракте 90 закрываться наряду с открыванием проточного клапана 96 в тракте 92 наддува. Как результат, продувочный воздух направляется в воздушный впускной канал 140 ниже по потоку от воздушного фильтра 156 и выше по потоку от охладителя 154 наддувочного воздуха через тракт 92 наддува. В материалах настоящего описания, продувочный воздух вводится выше по потоку от датчика 172 кислорода на впуске. В некоторых вариантах осуществления, как изображено, диффузор 98 может быть расположен в тракте наддува, чтобы продувочный воздух направлялся на впуск по прохождению через диффузор и канал 99. Это предоставляет потоку продувочного воздуха возможность преимущественно использоваться для формирования разрежения.
В условиях, когда двигатель 10 эксплуатируется без наддува, повышенное разрежение во впускном коллекторе побуждает проточный клапан 94 в вакуумном тракте открываться наряду с закрыванием проточного клапана 94 в тракте наддува. Как результат, продувочный воздух направляется во впускной коллектор 160 ниже по потоку от дросселя 158 через вакуумный тракт 90. В материалах настоящего описания, продувочный воздух вводится ниже по потоку от датчика 172 кислорода на впуске.
Углеводороды PCV также могут направляться во впускной коллектор 160 через шланг 252 PCV стороны наддува или шланг 254 PCV стороны разрежения на основании условий работы двигателя. Более точно, прорывные газы из цилиндров 14 двигателя обтекают поршневые кольца и поступают в картер 255 двигателя. В условиях, когда турбонагнетатель 120 эксплуатируется для выдачи подвергнутого наддуву заряда воздуха во впускной коллектор, повышенное давление во впускном коллекторе побуждает проточный клапан 256 в шланге 254 PCV стороны разрежения закрываться. Как результат, при работе двигателя с наддувом, газы PCV текут в первом направлении (стрелка 264) и принимаются во впуске двигателя выше по потоку от датчика 172 кислорода на впуске. Более точно, воздух PCV направляется в воздушный впускной канал 140 ниже по потоку от воздушного фильтра 156 и выше по потоку от охладителя 154 наддувочного воздуха через шланг 152 PCV стороны наддува. Поток PCV может направляться во впускной канал по прохождению через маслоотделитель 260 стороны наддува. Маслоотделитель стороны наддува может быть встроен в крышку газораспределительного механизма или может быть внешним компонентом. Таким образом, в условиях с наддувом, газы PCV вводятся выше по потоку от датчика 172 кислорода на впуске, а потому оказывают влияние на выходной сигнал датчика 172 кислорода. Условия с наддувом могут включать в себя давление во впускном коллекторе выше давления окружающей среды.
В сравнение, в условиях, когда двигатель 10 эксплуатируется без наддува, повышенное разрежение во впускном коллекторе побуждает проточный клапан 256 в шланге 254 PCV стороны разрежения открываться. Как результат, при работе двигателя без наддува, газы PCV текут во втором направлении (стрелка 262), отличном от первого направления, и принимаются во впуске двигателя ниже по потоку от датчика кислорода на впуске. В изображенном примере второе направление потока PCV при работе двигателя без наддува является противоположным первому направлению потока PCV при работе двигателя с наддувом (сравните стрелки 262 и 264). Более точно, при работе без наддува, воздух PCV направляется во впускной коллектор 160 непосредственно ниже по потоку от дросселя 158 через шланг 254 PCV стороны разрежения. Поток PCV может направляться во впускной коллектор 160 по прохождению через маслоотделитель 258 стороны разрежения. В материалах настоящего описания, воздух PCV вводится ниже по потоку от датчика 172 кислорода на впуске, а потому, не оказывает влияния на выходной сигнал датчика 172 кислорода. Таким образом, вследствие специфичной конфигурации двигателя, при работе двигателя с наддувом, углеводороды PCV и продувочного воздуха засасываются во впускной коллектор двигателя выше по потоку от датчика кислорода на впуске и засасываются во впускной коллектор двигателя ниже по потоку от датчика кислорода на впуске в условиях без наддува.
Таким образом, система по фиг. 1 и 2 предусматривает систему двигателя, содержащую двигатель, включающий в себя впускной коллектор, картер двигателя, присоединенный к впускному коллектору через клапан PCV, турбонагнетатель с компрессором в системе впуска, турбиной в системе выпуска и охладителем наддувочного воздуха, впускной дроссель, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха, бачок, выполненный с возможностью приема паров топлива из топливного бака, присоединенного к впускному коллектору через клапан продувки, систему EGR, включающую в себя канал для рециркуляции выхлопных остаточных газов из местоположения ниже по потоку от турбины в местоположение выше по потоку от компрессора через клапан EGR, датчик кислорода на впуске, присоединенный к впускному коллектору ниже по потоку от охладителя наддувочного воздуха и выше по потоку от впускного дросселя, и контроллер с машиночитаемыми командами для: определения поправочного коэффициента для датчика кислорода на впуске на основании потока продувки из бачка, и регулировки положения клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске относительно поправочного коэффициента. Определение поправочного коэффициента включает в себя определение изменения кислорода на впуске на датчике кислорода на впуске при регулировании положения клапана продувки, регулирование происходит, когда двигатель подвергается наддуву, активирована продувка, и EGR течет ниже порогового значения, и регулирование включает в себя регулировку положения клапана продувки между открытым и закрытым положением с заданной частотой, заданная частота определяется на основании условий работы в одном из примеров. В одном из примеров модуляция клапана продувки включает в себя регулировку положения клапана продувки между полностью открытым и полностью закрытым положением без остановки в других положениях между ними, с заданной частотой.
В одном из примеров поправочный коэффициент может быть изменением кислорода на впуске, обусловленным исключительно парами продувки. В еще одном примере поправочный коэффициент может быть основан на оцененной интенсивности потока продувки, оцененная интенсивность потока продувки основана на изменении кислорода на впуске, обусловленном потоком продувки на текущем уровне наддува. Машиночитаемые команды дополнительно могут включать в себя команды для оценивания потока продувки на основании изменения кислорода на впуске при регулировании положения клапана продувки, изменение кислорода на впуске является изменением измеренного кислорода на впуске между первым выходным сигналом датчика кислорода на впуске, когда клапан продувки открыт, и вторым выходным сигналом датчика кислорода на впуске, когда клапан продувки закрыт.
Как обсуждено ранее, датчик кислорода всасываемого воздуха может использоваться для измерения величины EGR в заряде всасываемого воздуха в зависимости от величины изменения содержания кислорода, обусловленной добавлением EGR в качестве разбавителя. Таким образом, по мере того как вводится большая величина EGR, датчик может выдавать показание или ток накачки, соответствующие более низкой концентрации кислорода. Во время оценки, номинальное опорное напряжение (например, на 450 мВ), или напряжение Nernst, прикладывается к датчику, и записывается выходной сигнал (например, ток накачки, выдаваемый датчиком при прикладывании более низкого опорного напряжения). На основании выходного сигнала датчика относительно нулевой точки (или опорной точки) датчика (то есть, выходного сигнала датчика в условиях отсутствия EGR), узнается изменение концентрации кислорода, и логически вводится разбавление впуска посредством EGR.
Однако если оценка EGR выполняется в условиях, когда активированы продувка и/или вентиляция картера, выходной сигнал датчика искажается. По существу, углеводороды продувочного воздуха и/или принудительной вентиляции картера могут засасываться в условиях работы двигателя с наддувом по тракту 92 наддува и шлангу 252 PCV стороны наддува, когда открыт клапан 112 продувки, и/или закрыт клапан 256 PCV. Выходной сигнал датчика может искажаться, главным образом, вследствие засасываемых углеводородов, реагирующих с окружающим кислородом на чувствительном элементе датчика на впуске. Это понижает (локальную) концентрацию кислорода, считываемую датчиком. Поскольку выходной сигнал датчика и изменение концентрации кислорода используется для логического вывода разбавления EGR заряда всасываемого воздуха, пониженная концентрация кислорода, считанная датчиком кислорода на впуске при наличии продувочного воздуха или PCV, может неправильно интерпретироваться в качестве дополнительного разбавителя. Это оказывает влияние на оценку EGR и последующее управление EGR. Более точно, EGR может завышаться.
Фиг. 3 изображает это изменение показания датчика на впуске. Более точно, регулировочная характеристика 300 изображает концентрацию кислорода, оцененную датчиком кислорода во впускном коллекторе, по оси y и содержание углеводородов (HC) продувки по оси x при заданном уровне EGR. По мере того как количество HC продувки, засасываемых в систему впуска низкого давления возрастает, к примеру, когда клапан продувки активирован в условиях продувки, углеводороды реагируют с кислородом на чувствительном элементе датчика кислорода на впуске. Кислород расходуется, и выделяются вода и двуокись углерода. Как результат, оцененная концентрация кислорода понижается, даже если величина потока EGR может оставаться постоянной. Это понижение концентрации кислорода, оцениваемой датчиком кислорода, может подразумеваться в качестве повышенного разбавления (или замещения кислорода на EGR). Таким образом, контроллер может делать вывод, что есть большая величина потока EGR, имеющегося в распоряжении, чем присутствует на самом деле (например, контроллер дает завышенную оценку EGR). Если не подвергнут поправке на влияние углеводородов, контроллер может уменьшать поток EGR в ответ на неправильное указание более высокого разбавления EGR, ухудшая управление EGR. Например, в условиях потока продувки и PCV, дающих в результате завышенную оценку EGR, контроллер может уменьшать открывание клапана EGR в ответ на более высокую оценку EGR (на основании более низкого измерения кислорода на впуске с датчика кислорода на впуске). Однако действующая EGR может быть более низкой, чем оцененный уровень. Таким образом, поток EGR может ошибочно уменьшаться вместо того, чтобы поддерживаться или повышаться. Это, в свою очередь, может приводить к повышенным выбросам двигателя и/или ухудшенным экономии топлива и/или рабочим характеристикам двигателя.
По существу, следует принимать во внимание, что углеводороды продувки втекают (непосредственно) во впускной коллектор в условиях без наддува. Следовательно, в условиях без наддува, поток продувки принимается ниже по потоку от датчика кислорода на впуске, а потому, не расстраивает результаты датчика. Однако в условиях с наддувом поток продувки принимается в системе впуска воздуха низкого давления выше по потоку от датчика кислорода на впуске. Как результат, только в условиях с наддувом, выходной сигнал датчика расстраивается потоком продувки.
В одном из примеров коррекция измерения кислорода на впуске на основании потока продувки может повышать точность оценок потока EGR. Более точно, в некоторых условиях работы двигателя, контроллер двигателя (такой как контроллер 12, показанный на фиг. 1) может определять вклад потока продувки в концентрацию кислорода на впуске, измеренную на датчике кислорода на впуске (таком как датчик 172 кислорода на впуске, показанный на фиг. 1 и 2). Если влияние потока продувки на кислород на впуске в условиях с наддувом известно, контроллер может использовать это для внесения поправки в измеренный кислород на впуске, используемый для оценки потока EGR. По существу, оценка EGR может подвергаться поправке на основании потока продувки.
Как обсуждено выше, поток продувки может быть активированным (например, текущим) только в условиях с наддувом (например, в которых всасываемый воздух подвергается наддуву турбонагнетателем). В условиях работы двигателя, когда EGR активирована (например, клапан EGR открыт, и/или течет EGR), и активирована продувка (например, открыт клапан продувки), могут определяться величина потока продувки и влияние потока продувки на выходной сигнал датчика кислорода на впуске. Более точно, во время этих условий, кислород на впуске может измеряться датчиком кислорода на впуске (IAO2), в то время как контроллер регулирует клапан продувки бачка для топлива (CPV). Регулирование CPV может включать в себя открывание и закрывание CPV с заданной частотой. Изменение измерения кислорода на впуске при регулировании может быть обусловлено изменением потока продувки. Например, быстрые изменения измерения кислорода на впуске (и оценки EGR) могут интерпретироваться в качестве изменений, обусловленных продувкой и не обусловленных изменением потока EGR. Разность между выходным сигналом датчика кислорода на впуске с открытым CPV и закрытым CPV может быть изменением кислорода на впуске, обусловленным потоком продувки. Это изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком продувки, может преобразовываться в эквивалентные углеводороды для определения оцененного потока продувки.
Изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком продувки, затем может использоваться для коррекции оценок потока EGR (по выходному сигналу датчика кислорода на впуске). Например, при работе двигателя с течением EGR, контроллер может получать измерение кислорода на впуске с датчика кислорода на впуске. Разность между опорной точкой (например, нулевой точкой) и измерением датчика кислорода, в таком случае, представляет общее изменение кислорода на впуске, обусловленное разбавителями (EGR и продувкой) системы. Точно определенное изменение кислорода на впуске, обусловленное продувкой, затем может вычитаться из общего изменения кислорода на впуске, чтобы определять действующее изменение кислорода на впуске, обусловленное EGR. Это значение затем может использоваться, чтобы оценивать поток EGR.
В дополнение к внесению поправки в оценки EGR, оцененный поток продувки может использоваться для контроля и регулировки системы продувки бачка для топлива и регулировки подачи топлива в двигатель. Например, по мере того как оцененный поток продувки возрастает, контроллер может уменьшать подачу топлива в двигатель. Таким образом, контроллер может регулировать впрыск на основании оценок потока продувки. Способы определения изменения кислорода на впуске, являющегося результатом потока продувки, и оценивания потока EGR и продувки на основании изменения кислорода на впуске из-за потока продувки дополнительно обсуждены ниже со ссылкой на фиг. 4 и 5.
Таким образом, способ двигателя содержит: при работе двигателя с наддувом с рециркуляцией выхлопных газов (EGR), текущей ниже первого порогового значения, регулирование клапана продувки бачка (CPV) и оценивание интенсивности потока продувки на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске в ответ на регулирование, первое пороговое значение основано на времени реакции CPV. В еще одном примере если время реакции CPV находится выше верхнего порогового значения, транспортировка потока продувки от CPV до датчика кислорода на впуске может задерживаться. Более точно, может быть транспортная задержка между тем, когда поток продувки выходит из CPV и течет к датчику кислорода на впуске, и тем, когда поток продувки достигает датчика кислорода. Таким образом, может быть отставание по времени между тем, когда открывается CPV, и когда поток продувки достигает и измеряется датчиком кислорода. Таким образом, интенсивность потока продувки дополнительно может быть основана на известной или оцененной транспортной задержке, являющейся результатом расстояния перемещения между CPV и датчиком кислорода на впуске. В некоторых примерах контроллер двигателя может вносить поправку в выходной сигнал датчика кислорода при регулировании на основании известной или оцененной транспортной задержки.
Течение EGR ниже первого порогового значения включает в себя по меньшей мере некоторый поток EGR (например, больший, чем минимальное пороговое значение потока). Время реакции CPV может включать в себя частоту переключения между открытым и закрытым состояниями CPV и/или время, которое требуется, чтобы CPV переходил из открытого в закрытое положение. По существу, регулирование может включать в себя открывание и закрывание CPV с некоторой частотой, частота основана на загрузке бачка и чувствительности датчика кислорода на впуске. Оценивание интенсивности потока продувки в ответ на регулирование может включать в себя определение интенсивности потока продувки, зная частоту регулирования, и сравнение амплитуды регулирования датчика кислорода на впуске, которая возникает при регулировании CPV, амплитуды на частоте, зависящей от частоты регулирования (например, на частоте регулирования).
В одном из примеров способ дополнительно содержит понижение EGR ниже первого порогового значения и регулируют CPV в ответ на одно или более из продолжительности времени после предыдущей оценки потока продувки или потока EGR ниже второго порогового значения, первое пороговое значение дополнительно основано на частоте регулирования CPV. В еще одном примере способ дополнительно содержит понижение EGR от первого уровня выше первого порогового значения до второго уровня ниже первого порогового значения перед регулированием CPV.
В одном из примеров оценивание интенсивности потока продувки включает в себя сравнение первого выходного сигнала датчика кислорода на впуске с открытым CPV и второго выходного сигнала датчика кислорода на впуске с закрытым CPV. В еще одном примере оценивание интенсивности потока продувки включает в себя определение изменения кислорода на впуске, измеренного датчиком кислорода на впуске при регулировании, и преобразование изменения кислорода на впуске в эквивалентные углеводороды для определения интенсивности потока продувки.
Течение EGR может включать в себя осуществление потока выхлопных газов через систему EGR низкого давления, система EGR низкого давления присоединена между выпускным каналом ниже по потоку от турбины и впускным каналом выше по потоку от компрессора. В еще одном примере течение EGR включает в себя течение EGR при ровном плане EGR, в котором интенсивность потока EGR (например, доля EGR) относительно постоянна.
Способ дополнительно содержит регулировку топливоснабжения двигателя на основании оцененного потока PCV, топливоснабжение двигателя уменьшается при увеличении поток PCV. Дополнительно, способ включает в себя регулировку клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске при регулировании. Кроме того, способ может включать в себя сохранение оцененной интенсивности потока продувки в зависимости от давления наддува и/или загрузки бачка в справочной таблице в памяти контроллера. Способ, в таком случае, может включать в себя, при последующей работе двигателя с наддувом с EGR, текущей выше первого порогового значения, регулировку клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске и сохраненной ранее интенсивности потока продувки.
Далее, с обращением к фиг. 4, показан способ 400 для регулировки работы EGR на основании изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком продувки. Как описано выше, когда течет EGR, оценка EGR, основанная на измеренном кислороде на впуске, может корректироваться (например, подвергаться поправке) на основании вклада потока продувки в полное изменение кислорода на впуске от опорной точки. Как результат, может определяться более точная оценка потока EGR, тем самым, давая в результате повышенное управление системой EGR и пониженные выбросы. Как описано выше, в одном из примеров кислород на впуске может измеряться датчиком кислорода на впуске, таким как датчик 172 кислорода на впуске, показанный на фиг. 1 и 2. Команды для выполнения способа 400 могут храниться в памяти контроллера двигателя, такого как контроллер 12, показанный на фиг. 1.
Способ начинается на этапе 402 оценкой и/или измерением условий работы двигателя. В одном из примеров условия работы двигателя могут включать в себя скорость вращения и нагрузку двигателя, требование крутящего момента, MAF, MAP, EGR, положение клапана EGR, клапана PCV и клапана продувки бачка (CPV) для топлива, наддув, требуемое разбавление в двигателе, температуру двигателя, BP, и т.д. На этапе 404 способ включает в себя определение, активирована ли EGR. Как обсуждено выше, EGR может активироваться, если клапан EGR по меньшей мере частично открыт с EGR, текущей через канал EGR низкого давления и во впуск двигателя. Если EGR не активирована (например, клапан EGR находится в закрытом положении, и EGR не течет), способ осуществляет возврат. В качестве альтернативы, если EGR активирована на этапе 404 способ переходит на этап 406, чтобы определять, подвергается ли двигатель наддуву. В одном из примеров определение, подвергается ли двигатель наддуву, может включать в себя определение, является ли MAP большим, чем давление на входе компрессора (CIP).
Если двигатель не подвергается наддуву (например, также указывается ссылкой как состояние без наддува, где MAP меньше, чем CIP), способ переходит на этап 408, чтобы измерять концентрацию кислорода на впуске и определять изменение кислорода на впуске от опорной точки. Прежде всего, датчик кислорода на впуске может измерять кислород на впуске. Способ на этапе 408 затем может включать в себя вычитание измерения кислорода на впуске (например, выходного сигнала с датчика кислорода на впуске) из опорной точки. Как обсуждено выше, опорная точка может быть заданной точкой, когда датчик был работающим без EGR (нулевой точкой). Таким образом, результирующее значение может быть общим изменением кислорода на впуске (на датчике кислорода на впуске), обусловленным разбавителями в потоке воздуха (например, заряде воздуха). Поскольку двигатель не подвергается наддуву, даже если поток продувки активирован, он бы вводился ниже по потоку от датчика кислорода на впуске, поэтому, не оказывая влияния на измерение датчика кислорода. Таким образом, в этом случае, разбавителями в заряде воздуха на этапе 408 может быть только EGR (или главным образом только EGR), а не углеводороды из потока продувки. Способ затем может продолжаться на этапе 424, чтобы оценивать EGR по общему изменению кислорода на впуске, как дополнительно описано ниже.
Если двигатель подвергается наддуву на этапе 406, способ переходит на этап 410, чтобы определять, активирована ли продувка бачка для топлива. Как представлено выше, бачок для паров топлива (такой как бачок 22 для паров топлива, показанный на фиг. 2) может продуваться, когда загрузка бачка находится выше, чем пороговое значение, двигатель работает, а клапан продувки открыт. По существу, если продувочный воздух принимается в заряде всасываемого воздуха, когда двигатель подвергается наддуву, углеводороды (HC) продувки могут засасываться наряду с выхлопными остаточными газами в EGR. Эти углеводороды могут реагировать с кислородом на чувствительном элементе датчика кислорода на впуске, вырабатывая двуокись углерода и воду. Результирующее понижение концентрации кислорода ведет к неправильному представлению о разбавлении в двигателе.
Если продувка не активирована на этапе 410, способ переходит на этап 412, чтобы определять, активирован ли поток PCV. PCV может активироваться, когда двигатель работает с наддувом, а клапан PCV открыт. Как обсуждено выше, если PCV активирована, углеводороды (HC) PCV могут засасываться наряду с остаточными выхлопными газами EGR в заряд всасываемого воздуха. Эти углеводороды могут реагировать с кислородом на чувствительном элементе датчика кислорода на впуске, вырабатывая двуокись углерода и воду. Результирующее понижение концентрации кислорода ведет к неправильному представлению о разбавлении в двигателе и неточной оценке потока EGR. Таким образом, если активирована PCV, способ переходит на этап 414, чтобы измерять кислород на впуске на датчике кислорода на впуске и определять скорректированное изменение кислорода на впуске на основании опорной точки и изменения кислорода на впуске вследствие потока PCV (например, поправочного коэффициента PCV). В одном из примеров поправочный коэффициент PCV может определяться на основании изменения выходного сигнала датчика кислорода на впуске между работой двигателя с наддувом и без наддува, когда EGR и поток продувки деактивированы. Таким образом, измерение кислорода на впуске может подвергаться поправке на поток PCV, когда продувка деактивирована. Однако когда продувка активирована, определенный ранее поправочный коэффициент касательно продувки (например, изменение кислорода на впуске, обусловленное продувкой бачка для топлива) также может применяться к показанию датчика кислорода на впуске, чтобы определять изменение кислорода на впуске, обусловленное EGR, как обсуждено ниже на этапе 419. В качестве альтернативы, если поток PCV не активирован на этапе 412, способ переходит на этап 408, чтобы измерять концентрацию кислорода на впуске датчиком кислорода на впуске и определять изменение кислорода на впуске от опорной точки (без внесения поправки в выходной сигнал датчика на основании PCV и потока продувки).
Возвращаясь на этап 410, если активирована продувка, способ переходит на этап 416, чтобы определять, не пора ли оценивать поток продувки (например, оценивать величину потока продувки и/или интенсивность потока продувки на впуск выше по потоку от датчика кислорода на впуске). Способ оценивания потока продувки, в то время как EGR и продувка обе активированы, представлен на фиг. 5 и включает в себя регулирование CPV для оценки потока продувки с использованием выходного сигнала датчика кислорода на впуске. В одном из примеров оценка потока продувки может происходить через некоторую продолжительность времени работы двигателя (например, количество циклов двигателя или время работы двигателя) и/или расстояние проезда транспортного средства (например, количество пройденных миль). Таким образом, оценка потока продувки может происходить по заданному расписанию. В еще одном примере оценка потока продувки может происходить, только если поток EGR находится ниже первого порогового значения. Первое пороговое значение может быть основано на втором пороговом значении, в пределах которого EGR должна понижаться во время оценки потока продувки. Например, оценка потока продувки может происходить, только если EGR уже находится ниже второго порогового значения и/или в пределах порогового значения интенсивности потока EGR, до которой должна понижаться EGR во время оценки. В еще одном другом примере оценка потока продувки может происходить, только если EGR находится ниже второго порогового значения, и/или EGR течет на ровном плане EGR (например, поток EGR является относительно постоянным и не меняется). Таким образом, контроллер может определять, что пора оценивать поток продувки, посредством способа, представленного на фиг. 5, если заданная продолжительность времени прошла, и/или если EGR находится ниже первого порогового значения.
Если пора выполнять процедуру оценки потока продувки, способ переходит на этап 418, чтобы определять, активирован ли поток PCV (например, открыт ли клапан PCV, как обсуждено выше). При наличии PCV, контроллер может не быть способным различать влияние углеводородов продувки на датчик кислорода относительно влияния углеводородов PCV. Таким образом, если PCV активирована на этапе 418, способ переходит на этап 420, чтобы ожидать до тех пор, пока не закрыт клапан PCV, тем самым, указывая, что PCV деактивирована. В качестве альтернативы, способ может закрывать клапан PCV на этапе 420, чтобы предоставлять возможность происходить оценке потока продувки. Другими словами, оценка потока продувки на основании датчика кислорода на впуске выполняется, только если нет вклада других разбавителей в дополнение к углеводородам продувки EGR.
Если пора выполнять оценку потока продувки, и PCV деактивирована, способ переходит на этап 422, чтобы регулировать CPV для оценивания потока продувки с использованием датчика кислорода на впуске. Например, способ на этапе 422 может включать в себя регулирование CPV (например, открывание и закрывание CPV) с заданной частотой (или длительностью импульса) и непрерывное измерение кислорода на впуске датчиком кислорода на впуске при регулировании. Разность выходного сигнала датчика кислорода на впуске между открытым и закрытым состояниями CPV может быть изменением кислорода на впуске, обусловленным потоком продувки. Способ на этапе 422 показан подробно на фиг. 5, дополнительно описанной ниже.
После определения потока продувки и изменения кислорода на впуске, измеренного датчиком кислорода на впуске, вследствие потока продувки, способ переходит на этап 423. На этапе 423 способ включает в себя определение скорректированного изменения кислорода на впуске на основании опорной точки и изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком продувки и/или загрузкой бачка. Говоря иначе, выходной сигнал датчика кислорода на впуске может корректироваться на основании оцененного потока продувки (или корректироваться посредством поправочного коэффициента потока продувки). В одном из примеров способ на этапе 423 может включать в себя вычитание изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком продувки, из общего изменения кислорода на впуске, измеренного на датчике кислорода на впуске (общее изменение кислорода на впуске может иметь значение относительно заданной опорной точки). В еще одном примере контроллер может сохранять изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком продувки, в зависимости от уровня наддува в памяти контроллера. Дополнительно или в качестве альтернативы, контроллер может сохранять изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком продувки, в зависимости от загрузки бачка. При последующей работе, контроллер затем может отыскивать поправочный коэффициент потока продувки (например, изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком продувки) при текущем уровне наддува. Результирующее значение на этапе 423 может быть измеренным изменением кислорода на впуске, обусловленным исключительно EGR и не обусловленным потоком продувки.
После определения изменения кислорода на впуске, обусловленного только EGR, а не другими разбавителями, способ переходит на этап 424, чтобы определять EGR (например, величину или интенсивность потока EGR) на основании подвергнутого поправке выходного сигнала датчика кислорода на впуске (например, изменения кислорода на впуске, обусловленного EGR). Способ затем переходит на этап 426, чтобы регулировать клапан EGR на основании определенной EGR. Например, если оцененная интенсивность потока EGR больше, чем требуемая интенсивность потока EGR (основанная на условиях работы двигателя), контроллер может уменьшать открывание клапана EGR, чтобы ослаблять поток EGR до требуемой интенсивности потока. В еще одном примере, если оцененный поток EGR меньше, чем требуемая интенсивность потока EGR, контроллер может увеличивать открывание клапана EGR, чтобы повышать интенсивность потока EGR до требуемой интенсивности потока. В некоторых примерах дополнительные рабочие параметры двигателя могут регулироваться на основании определенного потока EGR. Например, установка момента зажигания, угол дросселя и/или впрыск топлива могут регулироваться на основании определенного потока EGR.
Возвращаясь на этап 416, если оценивать поток продувки не пора (или двигатель не способен оценивать поток продувки вследствие интенсивности потока EGR, находящейся выше первого порогового значения), способ переходит на этап 417, чтобы определять, активирована ли PCV. Если PCV не активирована, способ переходит на этап 428, чтобы измерять кислород на впуске с использованием датчика кислорода на впуске, а затем, использовать сохраненную ранее оценку потока продувки для внесения поправки в выходной сигнал датчика кислорода на впуске. Например, как описано выше, контроллер может корректировать изменение кислорода на впуске, измеренного датчиком кислорода на впуске, на изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком продувки. Изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком продувки, может получаться из справочной таблицы в зависимости от текущего уровня наддува. После определения скорректированного изменения кислорода на впуске, обусловленного исключительно EGR, способ переходит на этап 428.
Однако если активирована PCV, контроллер продолжает движение на этапе 419, чтобы измерять кислород на впуске и определять скорректированное изменение кислорода на впуске на основании опорной точки, изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком PCV, и определенного ранее изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком продувки. Как обсуждено на этапе 414, изменение кислорода на впуске, обусловленного потоком PCV, может определяться с использованием другого способа оценивания воздействия PCV на выходной сигнал датчика кислорода на впуске. Способ затем переходит на этап 424, чтобы определять поток EGR на основании скорректированного изменения кислорода на впуске.
Фиг. 5 показывает способ 500 для определения изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком продувки бачка для топлива. Способ дополнительно включает в себя оценивание потока продувки (например, величины или интенсивности потока у потока продувки) на основании изменения кислорода на впуске, обусловленного продувкой. Способ 500 может выполняться во время способа 400, как описано выше со ссылкой на фиг. 4, когда активированы оба, поток продувки и поток EGR. Кроме того, способ 500 может выполняться, только когда двигатель подвергается наддуву, и удовлетворены условия для оценивания потока продувки. В одном из примеров условия для оценивания потока продувки могут включать в себя продолжительность времени, проходящую после последней оценки потока продувки. В еще одном примере условия для оценивания потока продувки могут включать в себя поток EGR, находящийся ниже первого порогового значения. По существу, способ 500 может происходить на этапе 422 в способе 400, показанном на фиг. 4.
Способ 500 начинается на этапе 502 понижением EGR ниже порогового значения. В одном из примеров пороговое значение может быть вторым пороговым значением, иным, чем первое пороговое значение для определения, не пора ли оценивать поток продувки. Например, второе пороговое значение может быть более низким, чем первое пороговое значение, так что поток EGR должен находиться в пределах порогового значения (например, разности между первым и вторым пороговыми значениями) от второго порогового значения, чтобы продолжать оценку потока продувки и понижать поток EGR ниже второго порогового значения. В еще одном примере первое пороговое значение и второе пороговое значение могут быть по существу идентичными. Способ на этапе 502 может включать в себя понижение потока EGR с первого требуемого уровня до более низкого второго уровня, второй уровень находится ниже второго порогового значения. Второе пороговое значение может быть пороговой интенсивностью потока EGR, второе пороговое значение основано на частоте регулирования CPV (например, темпе регулирования CPV). Например, второе пороговое значение может определяться, чтобы поток EGR вводился в заряд всасываемого воздуха со скоростью, более медленной, чем скорость реакции CPV (например, более медленной, чем заданная частота регулирования или продолжительность времени импульса CPV).
На этапе 504 способ включает в себя регулирование CPV на частоте регулирования, основанной на загрузке бачка и чувствительности датчика кислорода на впуске. Как обсуждено выше, пары топлива могут продуваться из бачка для топлива посредством открывания CPV (например, CPV 112, показанного на фиг. 2). Когда двигатель подвергнут наддуву, поток продувки поступает на впуск двигателя выше по потоку от датчика кислорода на впуске, тем самым, побуждая датчик измерять большее изменение (например, понижение) кислорода на впуске по сравнению с зарядом воздуха без паров из потока продувки. Регулирование CPV включает в себя открывание и закрывание CPV с заданной частотой. В одном из примеров регулирование может включать в себя полное открывание и полное закрывание CPV с заданной частотой. Например, контроллер может устанавливать длительность импульса, пропорциональную требуемой частоте регулирования для открывания и закрывания CPV. Таким образом, регулирование может включать себя широтно-импульсную модуляцию CPV. По мере того как CPV регулируется и колеблется между открытым и закрытым положениями, кислород на впуске заряда воздуха, измеренный датчиком кислорода на впуске, может изменяться. Более точно, при регулировании, датчик может измерять большие изменения кислорода на впуске. Например, когда CPV переключается с открывания на закрывание, измеренный кислород на впуске может возрастать. Резкие изменения измеренного кислорода на впуске могут быть приписаны изменению потока продувки вследствие регулирования CPV. Кроме того, частота регулирования (или длительность импульса, установленная для регулирования) может быть основана на чувствительности датчика кислорода на впуске и загрузке бачка для топлива. Например, по мере того как загрузка бачка для топлива возрастает, длительность импульса может возрастать, а частота регулирования может снижаться (например, большая продолжительность времени между открыванием и закрыванием CPV). Кроме того, длительность импульса должна быть достаточно короткой (а частота достаточно частой), так чтобы различимые изменения измерений кислорода на впуске были видны на датчике кислорода на впуске, но достаточно длинной, чтобы датчик кислорода на впуске имел время, чтобы отчетливо измерять изменения кислорода на впуске. Частота регулирования может изменяться при работе двигателя на основании изменения загрузки бачка.
Регулирование может продолжаться в течение некоторой продолжительности времени, продолжительность времени основана на количестве отсчетов, требуемых для определения изменения кислорода на впуске, обусловленного продувкой, и последующего оценивания потока продувки. В еще одном примере регулирование может продолжаться в течение некоторого количества циклов регулирования (например, количества событий открывания и закрывания CPV). В еще одном другом примере модуляция может продолжаться до тех пор, пока не изменяются рабочие параметры двигателя. Например, регулирование может продолжаться до тех пор, пока двигатель не переключается с работы с наддувом на без наддува, или требуемая интенсивность потока EGR не возрастает выше первого порогового значения.
На этапе 506 способ включает в себя измерение кислорода на впуске у заряда воздуха (например, всасываемого воздуха) датчиком кислорода на впуске (например, датчиком 172 кислорода на впуске, показанным на фиг. 1 и 2) при регулировании CPV и определение изменения кислорода на впуске при открытом CPV и закрытом CPV. В одном из примеров способ на этапе 506 включает в себя измерение изменения измеренного кислорода на впуске при регулировании. Изменение кислорода на впуске может быть средним изменением кислорода на впуске, считанного датчиком кислорода на впуске при регулировании.
На этапе 508 контроллер может преобразовывать изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком продувки (например, изменение кислорода на впуске между открытым и закрытым состояниями CPV), в эквивалентные углеводороды, чтобы определять интенсивность потока продувки и/или величину потока продувки. Более точно, на основании изменения концентрации кислорода, обусловленного потоком продувки, может определяться количество или концентрация углеводородов. Это затем может использоваться в качестве оценки потока продувки во впуск двигателя. Контроллер может сохранять изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком продувки и/или соответствующей интенсивностью (или величиной) потока продувки, в зависимости от уровня наддува. Как обсуждено выше, контроллер может сохранять оцененный поток продувки в справочной таблице с некоторым уровнем наддува. Затем, при последующей работе двигателя, контроллер может использовать определенные ранее (и сохраненные) значения потока продувки для внесения поправки в выходной сигнал датчика кислорода на впуске для определения потока EGR.
В одном из примеров оценка потока продувки может использоваться для контроля системы продувки бачка для топлива и определения, подвергнута ли система ухудшению характеристик. Например, изменения показания датчика кислорода на впуске между открытым и закрытым состояниями CPV ниже порогового значения могут быть признаком, что система потока продувки не осуществляет поток, как ожидается и может быть заблокированной или иметь отсоединенный шланг или подвергнутый ухудшению характеристик клапан. В еще одном примере, как показано на этапе 510, контроллер может регулировать подачу топлива в двигатель на основании определенного потока продувки. Например, контроллер может регулировать массу и/или объем топлива, подаваемого в цилиндры двигателя. В одном из примеров, по мере того как поток продувки усиливается, топливоснабжение у двигателя (например, масса и/или объем топлива, подаваемого через топливные форсунки) может уменьшаться. В одном из примеров количество топлива, приходящего из потока продувки, оценивается посредством определения величины изменения кислорода на впуске, обусловленного потоком продувки, и его преобразования в количество паров топлива. Изменение кислорода на впуске преобразуется в массу топлива при условии, что топливо в потоке продувки является таким же, как тип топлива у топлива в форсунках (например, номинальное стехиометрическое топливно-воздушное соотношение у топлива в продувке предполагается таковым у топлива в форсунках). Кроме того, в других примерах временные характеристики топливоснабжения также могут регулироваться.
На этапе 512 способ включает в себя коррекцию оценки потока EGR на основании оцененного потока продувки. Способ на этапе 512 может включать в себя коррекцию измеренного значения кислорода на впуске (с датчика кислорода на впуске) определенным изменением кислорода на впуске, обусловленным потоком продувки. Поток EGR затем может определяться на основании скорректированного значения кислорода на впуске. Результирующая оценка потока EGR может быть более точной, чем просто использование необработанного выходного сигнала датчика кислорода на впуске, поскольку были устранены эффекты разбавления от потока продувки. Способ на этапе 512 показан подробнее на этапе 424 на фиг. 4.
Фиг. 6 показывает графический пример регулирования клапана продувки бачка (CPV) для определения интенсивности потока продувки на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске при регулировании. Более точно, график 600 показывает изменения наддува на графике 602, изменения кислорода на впуске на графике 604, изменения действующего потока EGR на графике 606, изменения потока EGR без поправки на графике 608, изменения положения клапана продувки бачка для топлива (CPV) на графике 610, изменения потока продувки на графике 612, изменения топливоснабжения двигателя на графике 614, изменения положения клапана EGR на графике 616 и изменения загрузки бачка для топлива (например, уровень или количество паров топлива в бачке) на графике 618. Изменения кислорода на впуске, показанные на графике 604, могут измеряться датчиком кислорода на впуске, расположенным в системе впуска двигателя. Как обсуждено выше, в одном из примеров датчик кислорода на впуске расположен во впускном коллекторе выше по потоку от впускного дросселя, ниже по потоку от того где поток EGR поступает в систему впуска и ниже по потоку от того, где поток продувки поступает в систему впуска, когда двигатель подвергается наддуву.
До момента t1 времени двигатель подвергается наддуву (график 602), клапан EGR по меньшей мере частично открыт (график 616), в силу этого давая в результате течение EGR (график 606), и активирована продувка (например, CPV открыт). Кроме того, действующий поток EGR может находиться между первым пороговым значением T1 и вторым пороговым значением T2 (график 606). При работе с наддувом, когда продувка активирована и течет во впуск, поток EGR без поправки может быть оценен с завышением (график 608), как показано графиком 608, являющимся большим, чем график 606. Это может быть обусловлено потоком продувки, вводящим дополнительные разбавители в заряде воздуха, тем самым, понижая кислород на впуске, измеренный на датчике кислорода на впуске, и контроллер объясняет это понижение кислорода на впуске исключительно EGR, а не дополнительными разбавителями, такими как пары продувки. Взамен, если определены поправочный коэффициент или воздействие потока продувки на выходной сигнал датчика кислорода на впуске, контроллер может вносить поправку в выходной сигнал датчика на поправочный коэффициент, когда активирована продувка. Как обсуждено выше, этот поправочный коэффициент может быть определен посредством регулирования положения CPV, в то время как двигатель подвергается наддуву, течет EGR, и активирована продувка.
Непосредственно перед моментом t1 времени контроллер может определять, что пора оценивать поток продувки. В одном из примеров продолжительность времени могла пройти после последней оценки потока продувки. В еще одном примере контроллер может оценивать поток продувки в ответ на поток EGR, находящийся ниже первого порогового значения T1 при работе двигателя с наддувом, когда активирована продувка. В качестве результата решения оценивать поток продувки, контроллер понижает поток EGR ниже второго порогового значения T2. Как только EGR понижена и удерживается неизменной на более низком уровне ниже второго порогового значения T2, контроллер может начинать регулирование CPV. Как обсуждено выше, регулирование CPV включает в себя открывание и закрывание CPV с заданной частотой (например, темпом), частота определяет длительность импульса, с которой контроллер приводит в действие CPV. Длительность импульса регулирования показана на графике 620. Таким образом, CPV удерживается открытым или закрытым в течение продолжительности времени, равной длительности импульса, а затем, контроллер переключает положения CPV. Таким образом, по мере того как частота регулирования возрастает, длительность импульса убывает. Как обсуждено выше, длительность 620 импульса может быть основана на чувствительности датчика кислорода на впуске и загрузке бачка для топлива (618). В некоторых примерах длительность импульса может устанавливаться в более продолжительную длительность импульса, когда загрузка бачка для топлива находится на более высоком уровне, чем если бы загрузка бачка для топлива находилась на более низком уровне.
По мере того как контроллер регулирует CPV между моментом t1 времени и моментом t2 времени, кислород на впуске, измеренный на датчике кислорода на впуске, колеблется (график 604). Более точно, кислород на впуске колеблется между более высоким первым уровнем, когда CPV закрыт (а поток продувки выключен), и более низким вторым уровнем, когда CPV открыт (и поток продувки включен). Колебание измеренного кислорода на впуске (график 604) может быть задержанным (например, сдвинутым во времени) по сравнению с потоком продувки (график 612) вследствие транспортной задержки между CPV и датчиком кислорода на впуске. Разность между кислородом на впуске на первом уровне и втором уровне может приближенно выражать поток продувки. Говоря иначе, изменение кислорода 622 на впуске между первым уровнем и вторым уровнем может быть изменением кислорода на впуске, обусловленным потоком продувки. Таким образом, преобразование изменения кислорода 622 на впуске в эквивалентные углеводороды может давать в результате оценку интенсивности потока продувки (или оценку величины продувки). Посредством вычитания изменения кислорода 622 на впуске при регулировании из выходного сигнала датчика кислорода на впуске, в то время как активирована продувка (открыт CPV), контроллер может определять скорректированное изменение кислорода на впуске, обусловленное исключительно EGR, и не обусловленное потоком продувки. Скорректированное изменение кислорода на впуске затем используется для определения действующего потока EGR (график 606).
В одном из примеров контроллер может продолжать регулирование в течение некоторой продолжительности времени (например, между моментом t1 времени и моментом t2 времени). Продолжительность регулирования может быть основана на количестве отсчетов, требуемых для определения измеренного изменения кислорода на впуске между открытым и закрытым положениями CPV. Контроллер может брать среднее значение изменения кислорода на впуске за продолжительность времени регулирования, чтобы определять среднюю интенсивность потока продувки. Контроллер затем может сохранять интенсивность потока продувки в зависимости от наддува и использовать таковую (или изменение кислорода на впуске, обусловленное потоком продувки) для коррекции и внесения поправки в выходной сигнал датчика кислорода на впуске при последующей работе, когда двигатель подвергнут наддуву, и активирована продувка.
После того как продолжительность времени регулирования завершена, контроллер может возвращать EGR на требуемый (например, запрошенный) уровень. Если продувка все еще активирована, CPV может оставаться открытым, чтобы выполнять продувку бачка для топлива. Кроме того, контроллер может продолжать оценивать поток EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске и определенного потока продувки и/или регулировать топливоснабжение на основании определенного потока продувки.
После того как прошла некоторая продолжительность времени, двигатель может быть работающим без наддува (график 602). Дополнительно, до момента t3 времени продувка может активироваться при открытом CPV (график 610). EGR также может активироваться (график 616) с интенсивностью потока EGR выше первого порогового значения T1 (график 606 и график 608). Поскольку двигатель не подвергается наддуву, поток продувки может поступать во впускной коллектор ниже по потоку от датчика кислорода на впуске. Таким образом, оба, действующий поток EGR (график 606) и поток EGR без поправки (график 608) могут быть по существу идентичными, поскольку пары топлива не добавляются в разбавитель во всасываемом воздухе на датчике кислорода на впуске.
В момент t3 времени активируется наддув (график 602). Как результат, пары продувки могут втекать во впуск выше по потоку от датчика кислорода на впуске, поэтому, давая в результате понижение кислорода на впуске (график 604) и завышенную оценку EGR, если в выходной сигнал датчика кислорода на впуске не вносится поправка на основании потока продувки (график 608). Таким образом, в момент t3 времени контроллер может оценивать действующую EGR (график 606) на основании измеренного кислорода на впуске (график 604) и определенной ранее оценки потока продувки. Например, поток продувки и изменение кислорода на впуске, обусловленное продувкой, определенное между моментом t1 времени и моментом t2 времени, могут использоваться для внесения поправки в кислород на впуске, измеренный в момент t3 времени. Результирующая оценка EGR может быть более низкой действующей интенсивностью потока EGR (график 606) взамен оцененной с завышением и не поправленной интенсивности потока EGR (график 608).
Как показано на фиг. 6, способ для двигателя содержит: в первом состоянии (как показано в момент t1 времени), когда двигатель подвергается наддуву, активирована продувка бачка для топлива, и рециркуляция выхлопных газов (EGR) течет ниже первого порогового значения, регулирование клапана продувки бачка (CPV) и регулировку клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске при регулировании. В первом состоянии способ включает в себя понижение EGR ниже второго порогового значения, второе пороговое значение ниже первого порогового значения, и второе пороговое значение основано на длительности импульса.
Способ дополнительно включает в себя, во втором состоянии (как показано в момент t3 времени), когда двигатель подвергается наддуву, активирована продувка бачка для топлива, и EGR течет на ли выше первого порогового значения, отсутствие регулирования CPV и регулировку клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске и хранимой оценки потока продувки. Регулировка клапана EGR на основании хранимой оценки потока продувки включает в себя регулировку клапана EGR на основании оценки потока продувки, определенной при предыдущей работе двигателя в первом состоянии, хранимая оценка потока продувки хранится в памяти контроллера.
Регулирование CPV включает в себя широтно-импульсную модуляцию CPV, чтобы открывать и закрывать CPV с некоторой длительностью импульса, длительность импульса основана на загрузке бачка для топлива и чувствительности датчика кислорода на впуске, длительность импульса увеличивается с повышением загрузки бачка для топлива. Способ дополнительно включает в себя, в третьем состоянии, при котором двигатель не подвергается наддуву, регулировку клапана EGR на основании выходного сигнала датчика кислорода на впуске и не корректирование выходного сигнала на основании потока продувки.
Таким образом, выходной сигнал датчика кислорода на впуске может подвергаться поправке на поток продувки. Как описано выше, датчик кислорода на впуске может быть датчиком кислорода во впускном коллекторе, расположенным во впускном коллекторе двигателя. Если вклад в изменение кислорода на впуске, обусловленный потоком продувки, удален из выходного сигнала датчика кислорода на впуске, оставшееся значение может быть по существу равным изменению кислорода на впуске, обусловленному потоком EGR. Это значение затем может использоваться, чтобы точнее оценивать поток EGR. Таким образом, технический результат достигается посредством регулировки работы EGR на основании оцененного потока EGR, оцененный поток EGR основан на изменении кислорода на впуске, являющемся результатом потока продувки. Как результат, управление системой EGR может усиливаться, и выбросы двигателя и/или экономия топлива могут поддерживаться на требуемых уровнях. Дополнительно, топливоснабжение двигателя может регулироваться на основании потока продувки, оцененного датчиком кислорода на впуске, улучшая экономию топлива, выбросы и рабочие характеристики двигателя.
Следует отметить, что примерные процедуры управления и оценки, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. Способы и процедуры управления, раскрытые в материалах настоящего описания, могут храниться в качестве исполняемых команд в постоянной памяти. Специфичные процедуры, описанные в материалах настоящего описания, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная и тому подобная. По существу, проиллюстрированные различные действия, операции и/или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения признаков и преимуществ примерных вариантов осуществления, описанных в материалах настоящего описания, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Одно или более из проиллюстрированных действий, операций и/или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия, операции и/или функции могут графически представлять управляющую программу, которая должна быть запрограммирована в постоянную память машиночитаемого запоминающего носителя в системе управления двигателем.
Следует принимать во внимание, что конфигурации и процедуры, раскрытые в материалах настоящего описания, являются примерными по природе и что эти специфичные варианты осуществления не должны рассматриваться в ограничительном смысле, так как возможны многочисленные варианты. Например, вышеприведенная технология может быть применена к типам двигателя V6, I-4, I-6, V-12, оппозитному 4-цилиндровому и другим типам двигателя. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и не очевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Последующая формула изобретения подробно указывает некоторые комбинации и подкомбинации, рассматриваемые в качестве новейших и неочевидных. Эти пункты формулы изобретения могут указывать ссылкой на элемент в единственном числе либо «первый» элемент или его эквивалент. Следует понимать, что такие пункты формулы изобретения включают в себя объединение одного или более таких элементов, не требуя и не исключая двух или более таких элементов. Другие комбинации и подкомбинации раскрытых признаков, функций, элементов и/или свойств могут быть заявлены формулой изобретения посредством изменения настоящей формулы изобретения или представления новой формулы изобретения в этой или родственной заявке. Такая формула изобретения, более широкая, более узкая, равная или отличная по объему по отношению к исходной формуле изобретения, также рассматривается в качестве включенной в предмет изобретения настоящего раскрытия.