Система для двигателя
Предложены способы и системы для выявления ухудшения работы трубки вентиляции картера. Влажность, считанная с датчика влажности в трубке вентиляции картера, может давать указание отсоединения трубки вентиляции картера в разных условиях работы двигателя. Датчик влажности дополнительно может обеспечивать диагностику функционирования датчика влажности и ухудшения работы двигателя.
(Фиг.1)
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к системам и способам для указания, что трубка вентиляции картера отсоединена от системы вентиляции картера
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Двигатели могут включать в себя системы вентиляции картера для вентиляции газов из картера двигателя и на впуск двигателя, чтобы обеспечивать непрерывную откачку газов изнутри картера двигателя, чтобы снижать ухудшение работы различных компонентов двигателя в картере двигателя. В определенных условиях, системы вентиляции картера могут подвергаться мониторингу, чтобы идентифицировать нарушения целостности системы. Например, трубка вентиляции картера двигателя может становиться отсоединенной, и крышка маслозаливной горловины может быть снята или не затянута, может неправильно располагаться масляный щуп, и/или могут быть нарушены другие уплотнения в системе вентиляции картера, приводя к ухудшению работы различных компонентов, включенных в картер двигателя.
Различные подходы могут использоваться для контроля целостности системы вентиляции картера. Например, датчик давления может использоваться в картере двигателя, и клапан в трубке вентиляции картера двигателя может открываться, так чтобы изменения давления или разрежения могли считываться в картере двигателя для определения, есть ли нарушение целостности в системе.
В других подходах, множество датчиков абсолютных величин, например, датчик барометрического давления (BP), датчик давления на впуске компрессора (CIP), датчик давления на впуске дросселя (TIP), датчик давления воздуха в коллекторе (MAP) и/или датчик давления в вентиляционном шланге картера, и т.д., могут использоваться в комбинации, чтобы контролировать целостность системы вентиляции картера (см. например, US 2011197864, опубл. 18.08.2011).
Однако, авторы в материалах настоящего описания выявили, что такие подходы могут добавлять дополнительные аппаратные средства в такие системы контроля, например, дополнительные датчики и клапаны, таким образом, повышая затраты и сложность системы контроля вентиляции картера. Дополнительно, некоторые из этих датчиков могут быть с низким коэффициентом использования, например, датчик давления в картере двигателя может использоваться только для выявления нарушения целостности картера двигателя, таким образом, ограничивая полезность таких датчиков.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Таким образом, в одном из подходов, чтобы по меньшей мере частично преодолеть указанные проблемы, предложена система для двигателя, содержащая:
систему принудительной вентиляции картера, содержащую трубку вентиляции картера, причем трубка вентиляции картера присоединена на первом конце к впуску свежего воздуха, а на втором конце, к картеру двигателя;
датчик влажности, расположенный внутри трубки вентиляции картера;
датчик абсолютного давления в коллекторе;
и
контроллер с машинно-читаемыми командами для регулировки рабочих параметров двигателя на основании влажности, считанной датчиком влажности, и указания ухудшения работы трубки вентиляции картера на основании влажности, считанной датчиком влажности, и наддува двигателя
Кроме того, в одном из подходов предложен способ для двигателя. Способ включает в себя этап, на котором указывают ухудшение работы трубки вентиляции картера на основании влажности. Таким образом, присоединение трубки вентиляции картера может указываться датчиком влажности, который имеется в распоряжении, чтобы также выдавать информацию в другие системы транспортного средства и/или двигателя.
В одном из примеров, влажность может определяться по датчику влажности, расположенному в трубке вентиляции картера. Считанная влажность может изменяться в зависимости от наддува двигателя. Например, когда давление во впускном коллекторе меньше, чем барометрическое давление (без наддува), датчик влажности может считывать влажность окружающей среды. Информация о влажности окружающей среды затем может использоваться для регулировки рабочих параметров двигателя. В еще одном примере, когда давление во впускном коллекторе больше, чем барометрическое давление (с наддувом), датчик влажности может считывать значение влажности, большее чем влажность окружающей среды, когда трубка вентиляции картера присоединена. В некоторых условиях, датчик влажности может считывать более низкое значение влажности (например, влажность окружающей среды), когда трубка вентиляции картера отсоединена. Таким образом, ухудшение работы трубки вентиляции картера может диагностироваться на основании считанной влажности и наддува двигателя.
Кроме того, датчик влажности в трубке вентиляции картера может использоваться для диагностирования функциональных возможностей датчика влажности и определения оценки интенсивности прорыва газов. Например, если показание датчика влажности не изменяется в режиме работы двигателя с наддувом и без наддува, датчик может подвергаться ухудшению работы. В еще одном примере, подъем влажности, когда давление во впускном коллекторе повышается от ниже барометрического давления до выше барометрического давления, может аппроксимировать интенсивность прорыва газов. По существу, более высокая скорость увеличения влажности и более высокая интенсивность прорыва газов могут указывать повышенное ухудшение работы двигателя.
Таким образом, датчик влажности, расположенный в трубке вентиляции картера, может обеспечивать диагностику степени исправности двигателя. Датчик влажности также может выдавать данные влажности окружающей среды, в выбранных условиях, чтобы управлять другими системами двигателя, наряду с диагностированием надлежащего функционирования датчика влажности. В заключение, датчик влажности может выдавать указание отсоединения трубки вентиляции картера.
Следует понимать, что сущность полезной модели, приведенная выше, представлена для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Не предполагается идентифицировать ключевые или существенные признаки заявленного предмета полезной модели, объем которой однозначно определен формулой полезной модели, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет полезной модели не ограничен вариантами осуществления, которые исключают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - схематичное изображение примерной системы двигателя, включающей в себя систему принудительной вентиляции картера.
Фиг.2 показывает блок-схему последовательности операций способа диагностирования присоединения трубки вентиляции картера.
Фиг.3 показывает блок-схему последовательности операций способа определения наддува двигателя и интенсивности прорыва газов.
Фиг.4 показывает графический пример показания датчика влажности на основании условий работы двигателя.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Последующее описание относится к системам и способам для указания, что трубка вентиляции картера отсоединена от системы вентиляции картера, такой как система, показанная на фиг.1. Датчик влажности может быть расположен в трубке вентиляции картера для измерения или оценки влажности в разных условиях работы двигателя. Способ диагностирования присоединения трубки вентиляции картера на основании влажности показан на фиг.2. Датчик влажности может считывать разные значения в зависимости от наддува двигателя. Влажность также может использоваться для определения интенсивности прорыва газов. Фиг.3 представляет способ определения наддува двигателя и интенсивности прорыва газов. Примерные показания датчика влажности на основании условий работы двигателя показаны на фиг.4.
Далее, со ссылкой на фиг.1, он показывает примерную конфигурацию системы многоцилиндрового двигателя, в целом изображенного под 10, которая может быть включена в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 48, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали.
Двигатель 10 может включать в себя нижнюю часть блока цилиндров двигателя, указанную в целом под 26, которая может включать в себя картер 28 двигателя, заключающий в оболочку коленчатый вал 30. Картер 28 двигателя содержит в себе газы и может включать в себя поддон 32 картера, иначе указываемый ссылкой как маслосборник, удерживающий смазку двигателя (например, моторное масло), расположенный ниже коленчатого вала. Маслозаливная горловина 29 может быть расположена на картере 28 двигателя, так чтобы масло могло подаваться в поддон 32 картера. Маслозаливная горловина 29 может включать в себя крышку 33 маслозаливной горловины для уплотнения масляной горловины 29, когда двигатель находится в действии. Трубка 37 масляного щупа также может быть расположена в картере 28 двигателя и может включать в себя масляный щуп 35 для измерения уровня масла в поддоне 32 картера. В дополнение, картер 28 двигателя может включать в себя множество других отверстий для обслуживания компонентов в картере 28 двигателя. Эти отверстия в картере 28 двигателя могут поддерживаться закрытыми при работе двигателя, так что система вентиляции картера (описанная ниже) может работать при работе двигателя.
Верхняя часть блока 26 цилиндров двигателя может включать в себя камеру 34 сгорания (то есть цилиндр). Камера 34 сгорания может включать в себя стенки 36 камеры сгорания с поршнем 38, расположенным в них. Поршень 38 может быть присоединен к коленчатому валу 30, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Камера 34 сгорания может принимать топливо из топливных форсунок (не показаны) и всасываемый воздух из впускного коллектора 42, который расположен ниже по потоку от дросселя 44. Блок 26 цилиндров двигателя также может включать в себя датчик 46 температуры хладагента двигателя (ECT), расположенный на входе в контроллер 48 двигателя (подробнее описанный ниже в материалах настоящего описания).
Дроссель 44 может быть расположен на впуске двигателя для управления потоком воздуха, поступающим во впускной коллектор 42, и, например, может быть предварен выше по потоку компрессором 50, сопровождаемым охладителем 52 наддувочного воздуха. Воздушный фильтр 54 может быть расположен выше по потоку от компрессора 50 и может фильтровать свежий воздух, поступающий во впускной канал 56.
Выпускные газообразные продукты сгорания выходят из камеры 34 сгорания через выпускной канал 60, расположенный выше по потоку от турбины 62. Датчик 64 выхлопных газов может быть расположен вдоль выпускного канала 60 выше по потоку от турбины 62. Турбина 62 может быть оборудована регулятором давления наддува, обводящим ее. Датчик 64 может быть датчиком, пригодным для выдачи показания топливно-воздушного соотношения выхлопных газов, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в выхлопных газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, HC, или CO. Датчик 64 выхлопных газов может быть соединен с контроллером 48.
В примере по фиг.1, система 16 принудительной вентиляции картера (PCV) присоединена к впуску двигателя, так что газы в картере двигателя могут вентилироваться управляемым образом из картера двигателя. В условиях без наддува (когда давление во впускном коллекторе (MAP) меньше, чем барометрическое давление (BP)), система 16 вентиляции картера всасывает воздух в картер 28 двигателя через сапунную или (вентиляционную) трубку 74 вентиляции картера. Первый конец 101 трубки 74 вентиляции картера может быть механически связан или присоединен к впуску 12 свежего воздуха выше по потоку от компрессора 50. В некоторых примерах, первый конец 101 трубки 74 вентиляции картера может быть присоединен к впуску 12 свежего воздуха ниже по потоку от воздушного фильтра 54 (как показано). В других примерах, трубка вентиляции картера может быть присоединена к впуску 12 свежего воздуха выше по потоку от воздушного фильтра 54. В еще одном другом примере, трубка вентиляции картера может быть присоединена к воздушному фильтру 54. Второй конец 102, противоположный первому концу 101, трубки 74 вентиляции картера может быть механически связан или присоединен к картеру 28 двигателя через маслоотделитель 81.
В некоторых вариантах осуществления, трубка 74 вентиляции картера может включать в себя датчик 61 давления, присоединенный в ней. Датчик 61 давления может быть датчиком абсолютного давления или измерительным датчиком. Один или более дополнительных датчиков давления и/или расхода могут быть присоединены к системе вентиляции картера в альтернативных местоположениях. Например, датчик 51 барометрического давления (датчик BP) может быть присоединен к впускному каналу 56 выше по потоку от воздушного фильтра 54 для обеспечения оценки барометрического давления (BP). В одном из вариантов осуществления, где датчик 61 давления выполнен в виде измерительного датчика, датчик 51 BP может использоваться вместе с датчиком 61 давления. В некоторых вариантах осуществления, датчик 58 давления на впуске компрессора (CIP) может быть присоединен во впускном коллекторе 56 ниже по потоку от воздушного фильтра 54 и выше по потоку от компрессора 50, чтобы выдавать оценку давления на впуске компрессора (CIP).
В условиях без наддува, система вентиляции картера вентилирует воздух из картера двигателя и во впускной коллектор 42 через трубопровод 76, который, в некоторых примерах, может включать в себя проточный клапан 78 PCV, чтобы обеспечивать постоянную откачку газов изнутри картера 28 двигателя до присоединения к впускному коллектору 42. В одном из вариантов осуществления, клапан PCV может менять свое ограничение потока в ответ на падение давления на нем (или расход через него). Однако, в других примерах, трубопровод 76 может не включать в себя проточный клапан PCV. В кроме того других примерах, клапан PCV может быть клапаном с электронным управлением, который управляется контроллером 48. Следует принимать во внимание, что, в качестве используемого в материалах настоящего описания, поток PCV указывает ссылкой на поток газов через трубопровод 76 из картера двигателя во впускной коллектор. Подобным образом, в качестве используемого в материалах настоящего описания, обратный поток PCV указывает ссылкой на поток газов через трубопровод 76 из впускного коллектора в картер двигателя. Обратный поток PCV может возникать, когда давление во впускном коллекторе находится выше, чем давление в картере двигателя (например, при работе двигателя с наддувом). В некоторых примерах, система 16 PCV может быть оборудована запорным клапаном для предотвращения обратного потока PCV. Следует принимать во внимание, что, несмотря на то, что изображенный пример показывает клапан 78 PCV в качестве пассивного клапана, это не подразумевается ограничивающим, и, в альтернативных вариантах осуществления, клапан 78 PCV может быть клапаном с электронным управлением (например, клапаном с управлением от модуля управления силовым агрегатом (PCM)), при этом контроллер может выдавать командный сигнал для изменения положения клапана из открытого положения (или положения высокого потока) в закрытое положение (или положение низкого потока), или наоборот, либо в любое положение между ними.
В условиях с наддувом (когда MAP больше, чем BP), газы протекают из картера двигателя через маслоотделитель 81 и на впуск 12 свежего воздуха, а в итоге, в камеру 34 сгорания. Это может выполняться способом спертого воздуха, когда воздух впускного коллектора не допускается в картер двигателя, или способом принудительной вентиляции картера, когда некоторое количество воздуха коллектора дозируется в картер двигателя.
При работе двигателя с низкой нагрузкой и при умеренном открывании дросселя, давление воздуха во впускном коллекторе может быть меньшим, чем давление воздуха в картере двигателя. Более низкое давление впускного коллектора втягивает свежий воздух по направлению к нему, затягивает воздух из трубки 74 вентиляции картера двигателя через картер двигателя (где он разбавляется и смешивается с газообразными продуктами сгорания), из картера двигателя через трубопровод PCV, через клапан PCV и во впускной коллектор. Однако, в других условиях, таких как тяжелая нагрузка или в условиях с наддувом, давление воздуха во впускном коллекторе может быть большим, чем давление воздуха в картере двигателя. По существу, всасываемый воздух может проходить через трубопровод PCV и в картер двигателя.
Газы в картере 28 двигателя могут состоять из несгоревшего топлива, несожженного воздуха и полностью или частично сгоревших газов. Кроме того, также может присутствовать смазочный масляный туман. По существу, различные маслоотделители могут быть включены в систему 16 принудительной вентиляции картера двигателя для уменьшения выхода масляного тумана из картера двигателя через систему PCV. Например, трубопровод 76 может включать в себя однонаправленный маслоотделитель 80, который отфильтровывает масло из паров, выходящих из картера 28 двигателя, до того, как они повторно поступают во впускной коллектор 42. Еще один маслоотделитель 81 может быть расположен в трубке 74 вентиляции картера для удаления масла из потока газов, выходящих из картера двигателя при работе с наддувом. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления, трубопровод 76 также может включать в себя датчик 84 разрежения, присоединенный к системе PCV.
Контроллер 48 показан на фиг.1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 108, порты 110 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 112 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 114, энергонезависимую память 116 и шину данных. Контроллер 48 может принимать различные сигналы с различных датчиков, присоединенных к двигателю 10, температуру хладагента двигателя (ECT) с датчика 46 температуры; измерение давления во впускном коллекторе (MAP) с датчика 120 давления; измерение барометрического давления с датчика 51 BP; топливно-воздушное соотношение выхлопных газов с датчика 64 выхлопных газов; и других датчиков диагностики PCV, описанных ниже. Постоянное запоминающее устройство 112 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 108 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предвосхищены, но специально не перечислены.
В определенных условиях, системы вентиляции картера могут подвергаться мониторингу посредством многообразия датчиков, чтобы идентифицировать нарушения целостности системы вентиляции картера. Например, трубка вентиляции картера двигателя может становиться отсоединенной, и крышка маслозаливной горловины может быть снята или не затянута, может быть вынут масляный щуп, и/или могут быть скомпрометированы другие уплотнения в системе вентиляции картера. В таком случае, может происходить ухудшение работы различных компонентов, включенных в картер двигателя. Ухудшение работы или отсоединение трубки вентиляции картера могут указываться различными способами.
В некоторых вариантах осуществления, множество датчиков абсолютных величин, например, датчик 51 барометрического давления (BP), датчик 58 давления на впуске компрессора (CIP) и/или датчик 61 давления в трубке 74 вентиляции могут использоваться в комбинации, чтобы контролировать целостность системы вентиляции картера. Например, в некоторых подходах, датчик 51, датчик 58 барометрического давления на впуске компрессора и датчик 61 давления в сапунной трубке 74 PCV все могут использоваться для контроля целостности системы вентиляции картера.
В предпочтительном варианте осуществления, эти датчики могут быть возможными и, взамен, датчик 20 влажности может использоваться для контроля целостности системы вентиляции картера. Датчик 20 влажности может быть расположен или локализован внутри трубки 74 вентиляции картера ближе к первому концу 101. В альтернативном варианте осуществления, датчик влажности может быть расположен на небольшую величину ниже по потоку от первого конца 101 на впуске 12 свежего воздуха возле первого конца 101 трубки вентиляции картера. Расположение датчика влажности в трубке 74 вентиляции картера может предлагать преимущество идентификации утечек в системе вентиляции картера, таких как отсоединение трубки вентиляции картера. Например, считанная влажность датчика 20 влажности может быть в определенных диапазонах в условиях с наддувом и без наддува, и отсоединение трубки вентиляции картера может вынуждать датчик показывать иное значение, вне этих ожидаемых диапазонов. Таким образом, может формироваться указание отсоединения трубки вентиляции картера.
Например, при работе двигателя без наддува, когда MAP меньше, чем BP, датчик 20 влажности может считывать влажность окружающей среды. При работе в состоянии без наддува, окружающий воздух может втягиваться в картер двигателя через трубку 74 вентиляции картера. В этом состоянии, датчик влажности подвергается воздействию окружающего воздуха. Таким образом, датчик влажности считывает влажность окружающей среды. Это показание затем может использоваться контроллером для регулировки рабочих параметров двигателя на основании считанной влажности окружающей среды. Регулировка рабочих параметров двигателя может включать в себя регулировку одного или более из системы заслонок облицовки радиатора, электрического вентилятора, охладителя наддувочного воздуха переменного объема, продувки охладителя наддувочного воздуха, открывания дросселя для регулирования расхода воздуха, установки момента зажигания и операций переключения с понижением передачи. В еще одном примере, влажность окружающей среды может использоваться для оценки и/или отслеживания формирования конденсата внутри охладителя наддувочного воздуха. Информация о формировании конденсата затем может использоваться для регулировки вышеприведенных рабочих параметров. Например, повышенная влажность окружающей среды может усиливать формирование конденсата. В ответ, контроллер может инициировать операции продувки охладителя наддувочного воздуха для уменьшения конденсата и вероятности пропусков зажигания в двигателе.
При работе двигателя с наддувом, когда MAP больше, чем BP, датчик влажности может воспринимать картерные газы и показывать значение, большее, чем влажность окружающей среды. Например, когда MAP больше, чем BP, газы могут выходить из картера двигателя и поступать в трубку вентиляции картера, чтобы выходить во впуск 12 свежего воздуха. Эти газы могут иметь более высокую влажность, чем влажность окружающей среды, заставляя датчик влажности считывать большее значение влажности. В системе вентиляции картера со спертым воздухом, картерные газы могут не продуваться и не вентилироваться окружающим воздухом. Если система вентиляции картера выполнена в виде системы со спертым воздухом в режиме с наддувом, вытекающий поток картера двигателя может становиться в большей степени влажным, поскольку картерные газы не вентилируются окружающим воздухом. Даже в системах картера двигателя, которые непрерывно вентилируются свежим или окружающим воздухом, относительная влажность может быть высокой относительно окружающего воздуха. Таким образом, по мере того как наддув усиливается (например, в то время как продолжается состояние MAP>BP), может быть значительное повышение влажности. После того, как MAP больше, чем BP, в течение некоторой продолжительности времени, влажность может насыщаться при относительной влажности по существу в 100%. Таким образом, когда MAP больше, чем BP, трубка вентиляции картера может быть присоединена, если влажность больше, чем пороговая влажность. В одном из примеров, пороговая влажность может быть влажностью окружающей среды плюс пороговая величина. Пороговая величина может быть основана на увеличении процентного содержания влажности. Например, повышение влажности на 10% относительной влажности может указывать, что трубка вентиляции картера присоединена. В еще одном примере, этот процент может быть более высоким, чем 10%. В еще одном примере, пороговая влажность может быть значением 100%. Когда влажность имеет значение по существу 100%, трубка вентиляции картера может быть присоединена. В еще одном другом примере, пороговая влажность может быть значением, большим, чем влажность окружающей среды. В еще одном варианте осуществления, если влажность претерпела неудачу в достижении порогового значения, такого как относительная влажность 90%, через некоторую продолжительность времени в состоянии с наддувом, то может указываться ухудшение работы трубки вентиляции картера.
По существу, когда MAP больше, чем BP, трубка вентиляции картера может быть отсоединена, если влажность меньше, чем пороговая влажность. Например, если считанная влажность меньше, чем влажность окружающей среды (например, самое последнее измерение влажности окружающей среды), трубка вентиляции картера может быть отсоединена. В еще одном примере, когда пороговая влажность больше, чем влажность окружающей среды (например, пороговая величина является положительным значением), а считанная влажность меньше, чем это значение, трубка вентиляции картера может быть отсоединена. В некоторых случаях, при переключении с рабочего состояния без наддува на с наддувом, может быть задержка в указании утечки в системе вентиляции картера или отсоединения трубки. Это может предоставлять считанной влажности возможность повышаться на пороговую величину от влажности окружающей среды. По существу, может уменьшаться ложное указание отсоединения трубки вентиляции картера. Если, через некоторую продолжительность времени или задержку, влажность не находится выше пороговой влажности, контроллер может указывать отсоединение трубки вентиляции картера.
Ухудшение работы системы вентиляции картера может являться результатом ухудшения работы или отсоединения трубки вентиляции картера, незатянутой или отсоединенной крышки маслозаливной горловины, неправильно расположенного масляного щупа и/или нарушения других уплотнений в системе вентиляции картера, приводящих к ухудшению работы различных компонентов, включенных в картер двигателя. Трубка вентиляции картера может становиться отсоединенной на первом конце 101 или втором конце 102. Если трубка 74 вентиляции картера отсоединена в картере двигателя, или втором конце 102, датчик влажности может наблюдать только влажность окружающей среды и не воспринимать влажные газы из картера двигателя. Таким образом, датчик влажности показывал бы более низкое значение, чем ожидается, в условиях с наддувом. В качестве альтернативы, если отсоединение трубки вентиляции картера происходит на первом конце 101, датчик влажности может не выявлять отсоединение на первом конце 101. Однако если отсоединение трубки вентиляции картера расположено на стороне картера двигателя от датчика 20 влажности, то отсоединение там является обнаруживаемым таким же образом, как отсоединение на втором конце 102. отсоединение между клапаном 78 PCV и маслоотделителем 80, и снятие крышки маслозаливной горловины или неправильное расположение масляного щупа могут создавать очень большую скорость потока вентиляции (разбавления) при высоких расходах воздуха двигателя. Таким образом, считанная влажность может быть более низкой, чем ожидается, вследствие высокой доли окружающего воздуха, разбавляющего влажные картерные газы.
В дополнение к диагностике ухудшения работы трубки вентиляции картера, датчик влажности может обеспечивать диагностику правильного функционирования самого датчика влажности. Как обсуждено выше, когда MAP меньше, чем BP, датчик влажности может показывать влажность окружающей среды. Когда MAP больше, чем BP, датчик влажности может показывать значение, большее, чем влажность окружающей среды. Таким образом, если считанная влажность не изменяется при этих двух условиях, датчик влажности может быть работающим неисправно. Например, если режим работы двигателя переключается с режима с наддувом на без наддува, или с режима без наддува на с наддувом, а считанная влажность не изменяется, датчик может быть отказавшим.
В заключение, местоположение датчика влажности в трубке вентиляции картера также может обеспечивать измерение прорыва газов. При работе двигателя, небольшое количество топлива и выхлопных газов может прорываться между поршнем 38 и стенками 36 камеры и поступать в картер 28 двигателя. Это может указываться ссылкой как прорыв газов. По мере того, как ухудшается работа двигателя со временем, прорыв газов может усиливаться. Таким образом, более высокая интенсивность прорыва газов может указывать большую величину ухудшения работы двигателя. Датчик влажности может давать оценку интенсивности прорыва газов. Например, когда двигатель переходит с нахождения без наддува на с наддувом, скорость повышения влажности может аппроксимировать интенсивность прорыва газов. Когда интенсивность прорыва газов возрастает выше пороговой интенсивности, может указываться ухудшение работы двигателя. В одном из примеров, если присутствует чрезмерный прорыв газов, датчик влажности всегда может показывать относительную влажность 100%. Засоренный клапан PCV (например, отсутствие свежего воздуха, разбавляющего картерные газы) также может давать в результате показание датчика влажности 100% относительной влажности в обоих условиях, с наддувом и без наддува. Таким образом, в некоторых примерах, чрезмерный прорыв газов и засоренный клапан PCV могут порождать одинаковые результаты при этом способе выявления. Однако оба условия могут давать в результате ухудшение работы системы вентиляции картера и указывать, что так и есть, посредством этого способа.
Таким образом, указание отсоединения трубки вентиляции картера может быть основано на влажности, определенной по датчику влажности, расположенному в трубке вентиляции картера. Когда MAP меньше, чем BP, датчик влажности может показывать влажность окружающей среды. Контроллер, в таком случае, может регулировать рабочие параметры двигателя на основании считанной влажности окружающей среды. Когда MAP больше, чем BP, влажность может быть большей, чем пороговая влажность, указывая, что трубка вентиляции картера отсоединена. Однако, когда считанная влажность меньше, чем пороговая влажность, трубка вентиляции картера может быть отсоединена. Датчик влажности дополнительно может обеспечивать диагностику функционирования датчика влажности и оценивать интенсивность прорыва газов.
В альтернативном варианте осуществления, MAP и давление на впуске компрессора (CIP) и/или MAP и давление в картере двигателя могут использоваться вместо MAP и BP для определения, когда двигатель подвергается наддуву или не подвергается наддуву. Таким образом, зависимость между MAP и CIP или давлением в картере двигателя может использоваться для оценки показания с датчика влажности и определения ухудшения работы трубки вентиляции картера. Например, когда MAP меньше, чем CIP, двигатель может не подвергаться наддуву, и датчик влажности может показывать влажность окружающей среды. В еще одном примере, когда MAP больше, чем CIP или давление в картере двигателя, влажность может быть большей, чем пороговая влажность, указывая, что трубка вентиляции картера присоединена или не подвергнута ухудшению работы. Таким образом, в настоящем описании, CIP и/или давление в картере двигателя может использоваться вместо BP при определении условий работы двигателя с наддувом/без наддува и анализе показаний датчика влажности.
С обращением к фиг.2, показан способ диагностирования присоединения трубки вентиляции картера. Процедура начинается на этапе 202, на котором оценивают и/или измеряют условия работы двигателя. Условия работы двигателя могут включать в себя скорость вращения и нагрузку двигателя, MAP, влажность (например, считанную влажность, измеренную по датчику 20 влажности), массовый расход воздуха, барометрическое давление (BP), и т.д. На этапе 204, контроллер может использовать эту информацию для определения, подвергается ли двигатель наддуву. Например, если MAP больше, чем BP, двигатель может подвергаться наддуву, иначе, может определяться, что двигатель не подвергается наддуву. Способ определения наддува двигателя представлен подробнее на фиг.3. Если двигатель не подвергается наддуву на этапе 204, датчик влажности может считывать влажность окружающей среды. Таким образом, на этапе 206, значение влажности окружающей среды устанавливают в считанное значение влажности с датчика влажности. На этапе 208, производят диагностику отсутствия присоединения трубки вентиляции картера. Способ переходит на этап 210, чтобы регулировать рабочие параметры двигателя на основании считанной влажности окружающей среды. Регулировка рабочих параметров двигателя может включать в себя регулировку одного или более из системы заслонок облицовки радиатора, электрического вентилятора, охладителя наддувочного воздуха переменного объема, продувки охладителя наддувочного воздуха, открывания дросселя для регулирования расхода воздуха, установки момента зажигания и операций переключения с понижением передачи. Например, в ответ на повышенную влажность окружающей среды, контроллер может закрывать заслонки облицовки радиатора для снижения охлаждения в отношении и формирования конденсата в CAC. Таким образом, рабочие параметры двигателя могут регулироваться в ответ на влажность окружающей среды. Когда двигатель не подвергается наддуву, и датчик влажности считывает влажность окружающей среды, рабочие параметры двигателя, такие как система заслонок облицовки радиатора, могут регулироваться в ответ на считанную влажность. Однако когда двигатель подвергается наддуву, считанная влажность может не показывать влажность окружающей среды. Таким образом, в этом случае, рабочие параметры двигателя могут регулироваться на основании самого последнего показания датчика влажности (например, в условиях без наддува). Например, заслонки облицовки радиатора могут открываться или закрываться на основании самой последней оценки влажности окружающей среды, основанной на считанной влажности, когда двигатель не подвергался наддуву. По существу, рабочие параметры двигателя могут непрерывно регулироваться в условиях работы двигателя как без наддува, так и с наддувом.
Возвращаясь на этап 204, если двигатель подвергается наддуву, процедура переходит на этап 212 для определения, является ли считанная влажность большей, чем пороговая влажность. Пороговая влажность может быть влажностью окружающей среды плюс пороговая величина. В одном из примеров, пороговая величина может быть малой, чтобы пороговая влажность была значением едва выше влажности окружающей среды. В еще одном примере, пороговая величина может быть большей, чтобы пороговая влажность имела значение около 100%. Пороговая величина может быть основана на предыдущем значении влажности окружающей среды и условиях работы двигателя. Например, увеличение относительной влажности у пороговой величины во время наддува может указывать отсутствие ухудшения работы трубки вентиляции картера, или что трубка вентиляции картера присоединена. В одном из примеров, пороговая величина может быть увеличением в процентах, таким как 10%. В еще одном примере, увеличение в процентах может быть более высоким. В некоторых вариантах осуществления, влажность (например, относительная влажность) по существу в 100% может указывать, что трубка вентиляции картера присоединена.
Если считанная влажность больше, чем пороговая влажность, на этапе 212, процедура определяет, на этапе 214, что трубка вентиляции картера присоединена. Однако, если считанная влажность не больше, чем пороговая влажность, на этапе 212, процедура определяет, на этапе 216, что трубка вентиляции картера отсоединена. В некоторых примерах, процедура на этапе 216 включает в себя этап, на котором указывают водителю или шоферу транспортного средства, что трубка вентиляции картера отсоединена. В некоторых вариантах осуществления, способ 200 может включать в себя дополнительный этап после 212, на котором ожидают некоторую продолжительность времени, а затем, осуществляют повторную проверку, находится ли считанная влажность по-прежнему ниже пороговой влажности, на этапе 212. Это может предоставлять время, чтобы датчик влажности уравновешивался и приходил к установившемуся значению. Например, при переключении из состояния без наддува в с наддувом, может занимать некоторую продолжительность времени, чтобы влажность повышалась выше порогового значения. В этом случае, трубка вентиляции картера может быть присоединена, если считанная влажность больше, чем пороговая влажность, через некоторую продолжительность времени. Эта продолжительность времени или задержка может быть малой, если пороговая влажность всего лишь на небольшую величину выше влажности окружающей среды на этапе 212.
Способ определения наддува двигателя и интенсивности прорыва газов представлен на фиг.3. Способ 300 начинается на этапе 302, на котором определяют MAP и значения считанной влажности. На этапе 304, процедура определяет, является ли MAP меньшим, чем BP. Если MAP не меньше, чем BP, процедура определяет, что MAP больше чем или по существу равно BP на этапе 306. По существу, процедура определяет, что двигатель подвергается наддуву, на этапе 310. Это условие затем используется, как обсуждено выше, в способе по фиг.2.
Возвращаясь на этап 304, если MAP меньше, чем BP, процедура определяет на этапе 312, что двигатель не подвергается наддуву. Процедура переходит на этап 314, на котором подтверждают, является ли MAP возрастающим. Если MAP не возрастает, процедура определяет, что MAP находится в установившемся состоянии, на этапе 316, а затем, заканчивается. Однако если MAP возрастает на этапе 314, процедура продолжается, чтобы проверять, является ли MAP большим, чем BP, на этапе 318. В некоторых примерах, процедура на этапе 318 может включать в себя этап, на котором ожидают некоторую продолжительность времени перед повторной проверкой значения MAP относительно BP. Если MAP не больше, чем BP, на этапе 318, процедура продолжается, чтобы подвергать мониторингу повышение MAP на этапе 320, и возвращается на этап 314. Если MAP больше, чем BP, на этапе 318, процедура затем осуществляет мониторинг скорости повышения влажности по датчику влажности (например, считанной влажности) на этапе 322. На этапе 324, процедура определяет, находится ли считанная влажность в установившемся состоянии (например, больше не повышается). Если влажность не находится в установившемся состоянии (например, все еще повышается), процедура продолжается, чтобы измерять скорость повышения считанной влажности, на этапе 326, а затем, возвращается на этап 324.
Как только процедура определяет, на этапе 324, что считанная влажность достигла установившегося состояния, процедура затем определяет интенсивность прорыва газов на этапе 328. Интенсивность прорыва газов может быть основана на скорости повышения считанной влажности. Например, более высокая скорость повышения влажности может указывать более высокую интенсивность прорыва газов. По существу, скорость повышения влажности может аппроксимировать интенсивность прорыва газов. На этапе 330, процедура может определять, является ли оцененная интенсивность прорыва газов большей, чем пороговая интенсивность. Если интенсивность прорыва газов больше, чем пороговая интенсивность, ухудшение работы двигателя может указываться на этапе 334. В некоторых вариантах осуществления, указание может формироваться для предупреждения водителя транспортного средства об ухудшении работы двигателя. Если интенсивность прорыва газов не больше, чем пороговая интенсивность, ухудшение работы двигателя может не указываться на этапе 332. Пороговая интенсивность прорыва газов может быть основана на приемлемой интенсивности прорыва газов для транспортного средства. Например, пороговая интенсивность может быть определена, чтобы величина прорыва газов ниже этого порогового значения могла быть обусловлена нормальной работой транспортного средства, а не повышенным ухудшением работы компонентов двигателя.
Далее, с обращением к фиг.4, график 400 показывает примерные показания датчика влажности, основанные на условиях работы двигателя. Более точно, график 400 показывает изменения MAP относительно BP на графике 402 и изменения считанной влажности (с датчика 20 влажности) на графике 404. В ответ на MAP и считанную влажность, указание присоединения (C) или отсоединения (D) трубки вентиляции картера (CV) от системы вентиляции картера может показываться на графике 406. Когда MAP больше, чем BP, двигатель подвергается наддуву, а когда MAP меньше, чем BP, двигатель не подвергается наддуву. Влажность 408 окружающей среды показана на графике 404 и изменяется на основании считанной влажности, когда MAP меньше, чем BP. Считанная влажность (например, влажность, выведенная с датчика 20 влажности) может повышаться до значения 100%, когда двигатель подвергается наддуву.
До момента t1 времени, MAP может быть ниже BP (например, двигатель без наддува) (график 402). Как результат, считанная влажность является влажностью 408 окружающей среды (график 404). До момента t1 времени, диагностика для присоединения трубки вентиляции картера не производится. В момент t1 времени, MAP возрастает выше BP, изменяя работу двигателя с без наддува на работу с наддувом (график 402). Как результат, считанная влажность повышается от момента t1 времени до момента t2 времени (график 404). Считанная влажность может повышаться выше пороговой влажности 410 через продолжительность времени d1. В ответ, контроллер может формировать указание, что трубка вентиляции картера присоединена (график 406). Как описано в способе 200, может быть задержка в указании, что трубка вентиляции картера отсоединена, когда двигатель переключается с нахождения без наддува на с наддувом. Эта задержка предоставляет возможность, чтобы считанная влажность повышалась выше пороговой влажности, и уменьшалась вероятность ложного указания отсоединения трубки вентиляции. В примере, представленном на графике 400, задержка может происходить в течение продолжительности времени d1. Пороговая влажность 410 может быть на пороговую величину T1 выше уровня влажности окружающей среды. В еще одном примере, пороговая величина T1 может быть меньшей или большей. Если пороговая величина T1 была меньшей, продолжительность времени d1 может быть более короткой, предоставляя задержке в диагностике возможность быть короче.
От момента t1 времени до момента t2 времени, контроллер может контролировать скорость повышения влажности R1. Эта скорость повышения влажности R1 затем может использоваться для аппроксимации интенсивности прорыва газов. В примере, показанном на графике 400, скорость повышения влажности R1 может быть достаточно малой, так что интенсивность прорыва газов находится ниже, чем пороговая интенсивность. Таким образом, ухудшение работы двигателя может не указываться.
В момент t2 времени, считанная влажность насыщается на влажности 100% (график 404), указывая, что трубка вентиляции картера остается присоединенной. В момент t3 времени, MAP уменьшается ниже BP (график 402), заставляя считанную влажность снижаться и показывать влажность 408 окружающей среды (график 404). После момента t3 времени, диагностика трубки вентиляции картера может не выполняться. Между моментом t3 времени и моментом t4 времени, считанная влажность может слегка повышаться (график 404), показывая повышение влажности 408 окружающей среды. В момент t4 времени, двигатель переключается на работу с наддувом, и MAP повышается выше BP (график 402). Считанная влажность повышается с высокой скоростью повышения влажности R2. Как результат, считанная влажность быстро достигает пороговой влажности 410, требуя всего лишь короткой задержки в диагностике трубки вентиляции картера. Как только считанная влажность повышается выше пороговой влажности 410, контроллер может указывать, что трубка вентиляции картера присоединена. Поскольку скорость повышения влажности R2 может быть более высокой, интенсивность прорыва газов может оцениваться значением выше пороговой интенсивности. Таким образом, ухудшение работы двигателя может иногда указываться между моментом t4 времени и моментом t5 времени.
В момент t5 времени, считанная влажность может насыщаться до 100% и остается там до момента t6 времени (график 404). В момент t6 времени, считанная влажность может резко уменьшаться до уровня ниже пороговой влажности 410. В этот момент времени, MAP остается выше BP. Это может указывать отсоединение трубки вентиляции картера (график 406). В ответ, контроллер может формировать указание отсоединения трубки вентиляции картера или утечку в системе вентиляции картера.
Таким образом, датчик влажности, расположенный в трубке вентиляции картера, может давать показание влажности окружающей среды. Рабочие параметры двигателя могут регулироваться на основании этой влажности. Кроме того, ухудшение работы трубки вентиляции картера может быть основано на считанной влажности и наддуве двигателя. Например, как показано в момент t6 времени, трубка вентиляции картера может быть отсоединена, когда двигатель подвергается наддуву, а считанная влажность является влажностью окружающей среды. В еще одном примере, как показано между моментом t1 времени и моментом t3 времени, и между моментом t4 времени и моментом t6 времени, трубка вентиляции картера может быть присоединена, когда двигатель подвергается наддуву, и считанная влажность находится на пороговую величину выше влажности окружающей среды. Считанная влажность может быть влажностью окружающей среды, когда двигатель не подвергается наддуву, как показано до момента t1 времени и между моментом t3 времени и моментом t4 времени. В еще одном другом примере, во время переходного состояния, когда двигатель переходит от пребывания без наддува к пребыванию с наддувом (как показано в момент t1 времени и момент t4 времени), скорость увеличения влажности аппроксимирует интенсивность прорыва газов. Как показано в момент t4 времени, более высокая скорость повышения влажности и, соответственно, более высокая интенсивность прорыва газов, указывает большую величину ухудшения работы двигателя.
Таким образом, посредством расположения датчика влажности в трубке вентиляции картера, может производиться диагностика соединения трубки вентиляции картера. В одном из примеров, когда двигатель подвергается наддуву, и считанная влажность находится на пороговую величину выше влажности окружающей среды, трубка вентиляции картера может быть присоединена. В еще одном примере, когда двигатель подвергается наддуву, и считанная влажность меньше, чем пороговая влажность, трубка вентиляции картера может быть отсоединена. Когда двигатель не подвергается наддуву, считанная влажность может показывать влажность окружающей среды. В ответ на эту влажность окружающей среды, контроллер может регулировать рабочие параметры двигателя. Расположение датчика влажности в трубке вентиляции картера может дополнительно предоставлять возможность оценки интенсивности прорыва газов на основании скорости повышения влажности при переключении режима работы двигателя с без наддува на с наддувом. Более высокая интенсивность прорыва газов может указывать ухудшение работы двигателя. В заключение, надлежащее функционирование датчика влажности может определяться посредством контроля изменений считанной влажности в разных условиях работы двигателя. Таким образом, расположение датчика влажности в трубке вентиляции картера может предоставлять возможность для диагностики трубки вентиляции картера, к тому же, наряду с диагностированием функциональных возможностей датчика влажности и ухудшения работы двигателя.
Отметим, что примерные процедуры управления, включенные в материалы настоящего описания, могут использоваться с различными конфигурациями систем двигателя и/или транспортного средства. 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 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 или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии. Кроме того, описанные действия могут графически представлять код, который должен быть запрограммирован на машинно-читаемый запоминающий носитель 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. Кроме того, одна или более различных конфигураций системы могут использоваться в комбинации с одной или более описанных диагностических процедур. Предмет настоящего раскрытия включает в себя все новейшие и неочевидные комбинации и подкомбинации различных систем и конфигураций, и другие признаки, функции и/или свойства, раскрытые в материалах настоящего описания.
Система для двигателя, содержащая:
систему принудительной вентиляции картера, содержащую трубку вентиляции картера, причем трубка вентиляции картера присоединена на первом конце к впуску свежего воздуха, а на втором конце - к картеру двигателя;
датчик влажности, расположенный внутри трубки вентиляции картера;
датчик абсолютного давления в коллекторе;
и
контроллер с машиночитаемыми командами для регулировки рабочих параметров двигателя на основании влажности, считанной датчиком влажности, и указания ухудшения работы трубки вентиляции картера на основании влажности, считанной датчиком влажности, и наддува двигателя.
