Способ диагностики двигателя, имеющего клапан для управления разбавлением впускаемого воздуха (варианты)
Изобретение может быть использовано в диагностике системы рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Способ диагностики двигателя (10), имеющего клапан (60) для разбавления воздуха на впуске отработавшими газами двигателя, заключается в том, что устанавливают признак дефекта клапана (60), когда при подаче топлива в двигатель (10) на клапан (60) подают команду на закрытие, но выходной сигнал датчика (66) кислорода соответствует концентрации кислорода, меньшей, чем концентрация кислорода в наружном воздухе. Устанавливают признак дефекта датчика (66), когда при отсутствии подачи топлива в двигатель на клапан (60) подают команду на закрытие, но выходной сигнал датчика (66) кислорода соответствует концентрации кислорода, меньшей, чем концентрация кислорода в наружном воздухе. Технический результат заключается в повышении точности диагностирования. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области автомобильной техники, в частности к диагностике системы рециркуляции отработавших газов автомобиля.
Уровень техники
Рециркуляция отработавших газов EGR (Exhaust Gas Recirculation) помогает снижению выбросов оксидов азота NOx из двигателя путем ограничения пиковых температур горения топлива. EGR действует путем разбавления отработавшими газами воздушного заряда на впуске и тем самым снижения содержания кислорода. Когда для поддержания горения в двигателе вместо обычного воздуха используется разбавленный воздух, то в результате получаются более низкие пиковые температуры горения.
EGR может также улучшать топливную экономичность бензиновых двигателей. При средней и высокой нагрузках топливная экономичность улучшается благодаря ослаблению детонации, возможности более эффективной фазировки воспламенения, снижению ухода тепла в хладагент двигателя и более низким температурам отработавших газов, что в свою очередь сокращает потребность в обогащении смеси для охлаждения компонентов выхлопной системы. При низких нагрузках EGR обеспечивает дополнительный полезный эффект, заключающийся в снижении потерь при дросселировании.
В современной системе EGR поступление отработавших газов в поток воздуха на впуске может происходить через электроуправляемый клапан рециркуляции (клапан EGR). Контроллер автомобиля может приводить в действие указанный клапан в ответ на сигнал кислородного датчика, связанного с потоком воздуха на впуске. В некоторых случаях управление клапаном рециркуляции может осуществляться по принципу замкнутого контура обратной связи, при котором осуществляется регулирование значения уставки. Естественно, что и в клапане, и в датчике могут возникать дефекты. В некоторых случаях дефекты системы EGR могут быть обнаружены при помощи диагностических процедур, выполняемых в указанном контроллере.
Например, в патенте США 7100585 описана диагностика дефекта клапана рециркуляции, основанная на измерении положения клапана. Данный подход требует специализированного датчика положения в клапане, а также специализированного канала обратной связи в контроллере. В патентной заявке США 2010/0294253 описана диагностика дефекта клапана рециркуляции путем измерения изменения давления воздуха на впуске при закрывании клапана. Такой способ может быть недостаточно чувствительным для обнаружения сравнительно небольших утечек в клапане рециркуляции.
Раскрытие изобретения
Предлагается чувствительный и сравнительно недорогой альтернативный способ диагностики дефекта клапана рециркуляции с использованием выходного сигнала кислородного датчика, установленного в потоке воздуха на впуске. Согласно одному варианту осуществления изобретения предлагается способ диагностики двигателя, в котором имеется клапан рециркуляции для управления разбавлением воздуха на впуске. Способ содержит выявление дефекта клапана при подаче топлива в двигатель, на основании того, что при подаче на клапан команды на закрытие выходной сигнал датчика соответствует содержанию кислорода, меньшему, чем содержание кислорода в наружном воздухе. Способ также содержит выявление дефекта датчика при отсутствии подачи топлива в двигатель, на основании того, что при подаче на клапан команды на закрытие выходной сигнал датчика соответствует содержанию кислорода, меньшему, чем содержание кислорода в наружном воздухе. Таким образом, можно однозначно различать между собой дефект клапана рециркуляции и дефект датчика, что дает возможность предпринимать надлежащие корректирующие действия.
Содержащиеся в данном разделе сведения приведены с целью ознакомления в упрощенной форме с определенной частью изобретения, но не предназначены для формулирования ключевых или существенных отличительных признаков объекта изобретения. Объект изобретения, описываемый формулой, не ограничен ни содержанием настоящего раздела, ни вариантами осуществления, которые обращены на решение проблем и устранение упомянутых недостатков.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 и 2 изображают примеры систем двигателей в аспектах, соответствующих вариантам осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3, 4 и 5 изображают пример способов диагностики системы EGR автомобиля в аспектах, соответствующих вариантам осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Далее, на примере и согласно чертежам, иллюстрирующим варианты осуществления изобретения, будут рассмотрены аспекты настоящего изобретения. Компоненты, шаги процедур и другие элементы, которые могут быть по существу одинаковыми в одном или более вариантах осуществления, имеют координированные друг с другом обозначения и описаны с минимальными повторами. Однако следует иметь в виду, что элементы, обозначенные координированным образом, также могут и в некоторой степени отличаться друг от друга. Также следует иметь в виду, что прилагаемые к настоящему изобретению чертежи являются схематическими и, как правило, выполнены не в масштабе. Наоборот, для того чтобы легче было увидеть определенные отличительные признаки или соотношения, масштабы изображений на чертежах, пропорции и число элементов могут быть намеренно искажены.
На фиг.1 изображен пример структуры системы 10 двигателя согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. В системе 10 двигателя свежий воздух всасывается в воздухоочиститель 12 и поступает в компрессор 14. Компрессором может служить любой подходящий воздушный компрессор воздуха, установленный на впуске - компрессор с приводом от электродвигателя или, например, компрессор наддува с механическим приводом. Однако в изображенной системе 10 двигателя компрессор представляет собой компрессор турбонаддува, механически связанный с турбиной 16, приводимой в движение расширяющимися отработавшими газами, поступающими из выпускного коллектора 18. В одном варианте осуществления турбина и компрессор могут быть объединены в двухулиточном турбонагнетателе. В другом варианте осуществления турбонагнетатель может представлять собой турбонагнетатель с изменяемой геометрией турбины (VGT, Variable Turbine Geometry), в котором осуществляется активное изменение геометрии турбины в зависимости от оборотов двигателя.
В системе 10 двигателя компрессор 14 имеет газовую связь с впускным коллектором 20 через охладитель 22 воздуха наддува и дроссельный клапан 24. Соответственно, по пути к впускному коллектору сжатый воздух от компрессора 14 проходит через охладитель воздуха и дроссельный клапан. Охладитель воздуха наддува может представлять собой любой подходящий теплообменник, конструкция которого предусматривает охлаждение воздушного заряда на впуске с целью обеспечения требуемых характеристик горения и ограничения токсичных выбросов. Как показано на фиг.1, между входом и выходом компрессора установлен перепускной клапан 26. Перепускной клапан компрессора может представлять собой нормально закрытый клапан, выполненный с возможностью открывания по команде электронной системы управления (см. ниже) для сброса избыточного давления наддува при определенных условиях работы. Например, перепускной клапан компрессора можно открывать в условиях снижения оборотов двигателя, чтобы исключить помпаж компрессора. Когда перепускной клапан компрессора открыт, несжатый, свежий воздух может поступать в дроссельный клапан 24 через обратный клапан 28. Обратный клапан 28 дает возможность свежему воздуху обойти большую часть воздушного заряда, разбавленного отработавшими газами за счет системы рециркуляции и находящегося перед дроссельным клапаном. Данная особенность может снизить влияние остатков воздуха, разбавленного за счет системы EGR, в системе двигателя при сбросе крутящего момента.
В системе 10 двигателя выпускной коллектор 18 и впускной коллектор 20 связаны с группой цилиндров 30 через ряд выпускных клапанов 32 и впускных клапанов 34 соответственно. Согласно одному варианту осуществления изобретения каждый из впускных и выпускных клапанов можно приводить в действие электрически. Согласно другому варианту осуществления изобретения каждый из впускных и выпускных клапанов можно приводить в действие посредством кулачка. При любом способе управления клапанами - электрическом или кулачковом - может осуществляться регулирование фаз открывания и закрывания выпускных и впускных клапанов, как это необходимо для реализации требуемых характеристик горения и ограничения токсичных выбросов.
На фиг.1 показана электронная система 36 управления, которая может представлять собой электронную систему управления транспортного средства, в котором установлена система 10 двигателя. В конструкциях, в которых предусмотрено регулирование фазы открывания и закрывания по меньшей мере одного впускного или выпускного клапана, такое управление фазой может осуществляться посредством электронной системы управления с целью регулирования количества отработавших газов, присутствующих в цилиндре в момент зажигания. Для оценки рабочих состояний, касающихся функций управления системы двигателя, электронная система управления может быть функционально связана с множеством датчиков, установленных по всей системе двигателя - датчиков расхода, температуры, положения педали, давления и т.п. На фиг.1, например, показано, что датчик 38 давления воздуха в коллекторе (MAP, Manifold Air Pressure) и датчик 40 температуры воздуха в коллекторе (MAT, Manifold Air Temperature) связаны с впускным коллектором 20; датчик 42 массового расхода воздуха (MAP, Mass Air Flow) установлен перед дроссельным клапаном 24. В данном варианте осуществления и в других вариантах могут также быть предусмотрены и различные другие датчики.
Цилиндры 30 могут снабжаться топливом одного или более типов: бензином, спиртами, дизельным, биодизельным топливом, сжатым природным газом и т.п. Топливо может подаваться в цилиндры прямым впрыском, впрыском во впускной канал, впрыском в дроссель или комбинированным впрыском. В системе 10 двигателя горение инициируется искровым зажиганием. Соответственно, система двигателя содержит ряд искровых воспламенителей (свечей) 44, выполненных с возможностью приема сфазированных импульсов напряжения от электронной системы 46 зажигания. В других вариантах осуществления горение может инициироваться искровым воспламенением и/или компрессионным воспламенением в любом варианте.
Как указывалось выше, отработавшие газы из выпускного коллектора 48 поступают в турбину 16 для приведения последней в движение. Когда требуется, чтобы турбина создавала пониженный крутящий момент, часть отработавших газов может быть направлена через перепускной клапан 48 в обход турбины. Смешанный поток от турбины и перепускного клапана далее проходит через устройства 50 и 52 дополнительной обработки. Природа, число и конструкция устройств дополнительной обработки отработавших газов могут различаться в различных вариантах осуществления настоящего изобретения. Как правило, устройства дополнительной обработки отработавших газов могут включать в себя по меньшей мере один каталитический нейтрализатор, выполненный с возможностью каталитической обработки потока отработавших газов и, тем самым, снижения содержания одного или более веществ в потоке отработавших газов. Например, каталитический нейтрализатор для дополнительной обработки отработавших газов может быть выполнен с возможностью улавливания оксидов азота NOx в потоке выхлопных газов в случае сгорания обедненной смеси и пониженного улавливания NOx в случае сгорания обогащенной смеси. В других примерах каталитический нейтрализатор для дополнительной обработки отработавших газов может быть выполнен с возможностью изменения пропорции содержания оксидов азота NOx или селективного подавления NOx при помощи реагента-восстановителя. В других примерах каталитический нейтрализатор для дополнительной обработки отработавших газов может быть выполнен с возможностью окисления остаточных углеводородов и/или окиси углерода в потоке выхлопных газов. Каталитические нейтрализаторы различного типа с любыми из указанных функций могут быть выполнены в каталитических слоях или в других местах в указанных устройствах дополнительной обработки отработавших газов либо по отдельности, либо вместе. В некоторых вариантах осуществления устройства дополнительной обработки отработавших газов могут включать в себя регенерируемый сажевый фильтр, предназначенный для улавливания и окисления частиц сажи в потоке выхлопных газов.
Согласно фиг.1 обработанные отработавшие газы из устройств дополнительной обработки целиком или частично могут быть выпущены в атмосферу через глушитель 54. В системе 10 двигателя обработанные отработавшие газы поступают к глушителю через клапан 56 противодавления. Клапан противодавления выхлопной системы может быть полностью открыт при нормальных условиях работы, однако на него может быть подана команда на частичное закрывание при низких нагрузках двигателя, что будет дополнительно рассмотрено ниже.
В зависимости от условий работы часть обработанных отработавших газов может отводиться через охладитель 58 рециркуляции. Отвод отработавших газов может осуществляться путем открывания клапана 60 рециркуляции, соединенного последовательно с охладителем 58. Соответственно, положение клапана рециркуляции влияет на разбавление воздуха на впуске. Охладителем контура рециркуляции может быть любой подходящий теплообменник, выполненный с возможностью охлаждения потока отработавших газов до температур, удобных для смешивания с воздушным зарядом на впуске. Из охладителя 58 охлажденные отработавшие газы поступают к клапану 60 рециркуляции, а из клапана 60 - к компрессору 14. В представленной схеме системы EGR низкого давления клапан рециркуляции принимает отработавшие газы от точки, находящейся после турбины 16, а воздух на впуске разбавляется указанными отработавшими газами в точке перед компрессором 14. Вращение компрессора плюс сравнительно протяженный участок пути потока EGR низкого давления в системе 10 двигателя обеспечивают эффективное перемешивание выхлопных газов с воздушным зарядом на впуске. Кроме того, расположение точек отбора отработавших газов и точек перемешивания в системе EGR обеспечивает эффективное охлаждение отработавших газов. Как показано на фиг.1, отработавшие газы, участвующие в рециркуляции, проходят через устройства 50 и 52 дополнительной обработки, охладитель 58 системы EGR, а также охладитель 22 воздуха наддува. Тем не менее также предполагается возможность построения и многочисленных других схем EGR, включая такие, в которых производится отбор отработавших газов высокого давления в точке перед турбиной 16 и перемешивание с воздухом на впуске в точке после компрессора 14.
В некоторых вариантах осуществления дроссельный клапан 24, перепускной клапан 26 компрессора, перепускной клапан 48 турбины, клапан 56 противодавления выхлопного тракта и/или клапан 60 рециркуляции могут иметь электрическое управление и могут быть выполнены с возможностью закрывания и открывания по командам электронной системы 36 управления. Также один или более из указанных клапанов может быть выполнен с возможностью непрерывного регулирования. Электронная система управления может быть функционально связана с каждым из электроуправляемых клапанов и выполнена с возможностью формирования команд для их открывания, закрывания и/или регулирования, как это требуется для осуществления любой из рассмотренных функций управления.
Клапан 56 противодавления выхлопного тракта можно частично закрывать, чтобы поддерживать достаточную интенсивность потока во внешнем контуре EGR. Когда клапан противодавления находится в частично закрытом состоянии, давление отработавших газов в точке отбора в контур EGR возрастает и тем самым увеличивается интенсивность потока во внешнем контуре EGR. Частично закрытое состояние клапана противодавления может также увеличить долю давления EGR во внутреннем контуре за счет увеличения давления отработавших газов в выпускном коллекторе 18.
На фиг.2 изображен пример другой структуры системы 62 двигателя, соответствующей одному варианту осуществления. В системе 62 двигателя клапан 56 противодавления отсутствует, но имеется дроссельный клапан 64 свежего воздуха, установленный после воздухоочистителя 12. Дроссельный клапан свежего воздуха может иметь электрическое управление и может быть функционально связан с электронной системой 36 управления. Дроссельный клапан свежего воздуха можно держать полностью открытым при нормальных условиях работы, но частично закрывать при низких нагрузках двигателя, чтобы поддерживать надлежащую интенсивность потока во внешнем контуре EGR. Когда производится частичное закрывание дроссельного клапана свежего воздуха, в канале после указанного клапана создается частичное разрежение и увеличивается тем самым интенсивность потока во внешнем контуре EGR, В других вариантах осуществления, полностью отвечающих настоящему изобретению, система двигателя может содержать оба клапана - и клапан противодавления, и дроссельный клапан свежего воздуха. В некоторых других вариантах осуществления в системе двигателя может отсутствовать и тот и другой клапан.
На фиг.1 и 2 также изображен датчик 66 кислорода в воздухе на впуске (IAO2, Intake Air Oxygen), установленный перед охладителем 22 воздуха наддува. Датчик IA02 функционально связан с электронной системой 36 управления и выполнен с возможностью формирования выходного сигнала, зависящего от содержания кислорода (т.е. парциального давления 02) в воздухе, поступающем на впуск. Указанный выходной сигнал может представлять собой напряжение или вытекающий ток. Другими словами датчик IAO2 может быть выполнен так, чтобы величина на его выходе монотонно возрастала (в некоторых случаях линейно) с увеличением парциального давления 02. В одном варианте осуществления датчик IAO2 может представлять собой универсальный датчик для определения содержания кислорода в отработавших газах (UEGO, Universal Exhaust Gas Oxygen). Соответственно, электронная система управления может производить регулирование положения клапана 60 EGR в ответ на сигнал датчика IAO2 с целью управления с замкнутой обратной связью концентрацией кислорода в воздухе на впуске.
Естественно, клапан 60 рециркуляции и датчик 66 IAO2 могут терять свои характеристики. В принципе, сигнал с выхода датчика IAO2 может быть полезен при диагностике нарушения работы клапана рециркуляции: содержание кислорода в воздухе на впуске может быть наперед вычислено (спрогнозировано) на основе сведений о заданном положении клапана рециркуляции и данных измерений условий работы двигателя. Прогнозируемое значение может затем быть сравнено с выходным сигналом датчика IAO2. Содержание кислорода, меньшее прогнозируемого, может указывать на утечку в клапане рециркуляции. Однако данный метод диагностики имеет неоднозначность, поскольку информация о пониженном по сравнению с прогнозируемым содержании кислорода может быть также результатом дефекта датчика IAO2.
Настоящее изобретение предлагает различные способы диагностики для решения указанной проблемы, обеспечивая при этом и дополнительные полезные качества. Эти способы отталкиваются от вышерассмотренных схем системы и описаны согласно указанным схемам. Однако следует понимать, что описываемые способы, а также другие способы, целиком находящиеся в границах идеи изобретения, могут также опираться и на другие схемы системы. К осуществлению способов можно приступать в любой момент, когда работает система двигателя, при этом исполнение способов можно повторять. Естественно, каждое исполнение способа может приводить к изменению начальных условий для последующего исполнения и тем самым потребует сложной логики принятия решений. Такая логика полностью рассмотрена в данном описании.
Кроме того, некоторые из процедурных шагов (операций), которые описаны словесно и/или представлены на схемах алгоритмов, в некоторых вариантах осуществления могут быть опущены без выхода за рамки настоящего изобретения. Указанная очередность процедурных шагов не обязательно всегда может потребоваться для получения желаемого результата, но приведена лишь для упрощения демонстрации и описания способа. Одно или более из показанных действий, функций или операций могут быть выполнены повторно в зависимости от конкретной используемой стратегии.
Представленные способы заключают в себе разнообразные акты измерения и/или обнаружения, выполняемые посредством одного или более датчиков, расположенных в системе двигателя. Способы также включают в себя различные операции вычисления, сравнения и принятия решения, которые могут выполняться электронной системой управления, функционально связанной с датчиками. Способы также содержат различные процессы, заключающиеся в приведении в действие технических устройств, на которые электронная система управления может выборочно подавать команды по результатам принятия решений. Рассмотренные в описании действия, связанные с управлением и проведением оценок, могут представлять одну или более различных стратегий обработки, инициируемой событием, прерыванием, многозадачностью, многоканальностью и т.п. Как таковые, описанные процедурные шаги (операции, функции и/или действия) могут представлять собой коды, предназначенные для записи в считываемую среду хранения данных компьютера в электронную систему управления.
Фиг.3 иллюстрирует пример способа 68 диагностики для системы EGR автомобиля. На шаге 70 производится определение положения клапана рециркуляции - т.е. величины его подъема или открытия. Согласно одному варианту осуществления положение клапана можно определять напрямую, посредством датчика положения, соединенного с клапаном. Согласно другим вариантам осуществления положение можно определять косвенно или опосредованно. Например, определение положения может заключаться в считывании положения, заданного электронной системой управления. На шаге 72 электронная система управления принимает выходной сигнал датчика IAO2. На шаге 74 производится определение других функциональных состояний системы двигателя. Такие другие состояния могут, например, включать в себя положение клапана противодавления выхлопного тракта, положение дроссельного клапана свежего воздуха, положение впускного дроссельного клапана, частоту вращения вала двигателя, нагрузку двигателя, количество воздуха на впуске, давление воздуха в коллекторе и/или температуру воздуха в коллекторе.
На шаге 76 производится прогнозирование содержания кислорода в воздухе на впуске, исходя из положения клапана рециркуляции и различных других функциональных состояний. На шаге 78 производится определение соответствия прогнозируемого значения содержания кислорода выходному сигналу датчика IOA2. Если прогнозируемое значение содержания кислорода соответствует выходному сигналу датчика IOA2, то алгоритм осуществляет возврат в основную программу. Однако если прогнозируемое значение содержания кислорода не соответствует выходному сигналу датчика IOA2, то алгоритм переходит к шагу 80, где запускается соответствующая диагностика клапана рециркуляции и/или датчика. Согласно одному варианту осуществления такая диагностика может быть запущена, когда прогнозируемое значение содержания кислорода не соответствует выходному сигналу датчика. После шага 80 алгоритм осуществляет возврат в основную программу.
Фиг.4 иллюстрирует пример другого способа 80А диагностики для системы EGR автомобиля. Согласно одному примеру, который не носит ограничительного характера, исполнение способа 80А может быть инициировано на шаге 80 алгоритма способа 68. На шаге 82 производится проверка состояния электрической цепи датчика IOA2. Данное действие может включать в себя определение наличия короткого замыкания выхода датчика (например, на массу или шину питания), или наличия обрыва цепи выхода. На шаге 84 производится корректировка одного или более функциональных состояний двигателя, чтобы обеспечить выполнение последующей программы рациональной диагностики. Согласно одному варианту осуществления такая корректировка может включать в себя подачу команды на закрытие клапана рециркуляции. Согласно другому варианту осуществления корректировка может включать прерывание подачи топлива в двигатель - например, вход в режим отсечки топлива при торможении автомобиля (DFSO, Deceleration Fuel Shut Off). На шаге 86 выполняется программа рациональной диагностики. Согласно одному варианту осуществления, исполнение шага 86 или любых последующих действий может начинаться по истечении надлежащей задержки. При таком способе прием выходного сигнала датчика IOA2 может быть произведен по истечении заданного периода времени после корректировки функциональных состояний двигателя, что дает время концентрации кислорода в воздухе на впуске измениться в соответствии с запертым состоянием контура рециркуляции и отсечкой подачи топлива. После шага 86 алгоритм совершает возврат в основную программу.
Фиг.5 иллюстрирует пример еще одного способа 86А диагностики для системы EGR автомобиля. Согласно одному примеру, который не носит ограничительного характера, исполнение способа 86А может быть инициировано на шаге 86 алгоритма способа 80А. На шаге 88 производится считывание с датчика IOA2 уровня содержания кислорода в воздухе на впуске. В некоторых вариантах осуществления это действие может включать в себя приложение надлежащего смещения в виде тока или напряжения к электродам датчика. На шаге 90 производится определение, превосходит ли значение концентрации кислорода, считанное с датчика, концентрацию кислорода в воздухе (т.е. в свежем воздухе, наружном воздухе). Если концентрация кислорода все же превосходит его концентрацию в наружном воздухе, то алгоритм переходит к шагу 92, на котором производится установка признака завышения выходного сигнала датчика IOA2 (сигнал превышает верхнюю границу рабочей области). Однако если концентрация кислорода не превосходит его концентрации в наружном воздухе, то алгоритм переходит к шагу 94, на котором производится проверка выключения клапана рециркуляции, т.е. подачи команды на закрытие клапана. Данная проверка может быть выполнена путем опроса соответствующих структур данных, которые хранятся в электронной системе управления. Если клапан рециркуляции не закрыт, тогда алгоритм возвращается к шагу 88. Однако если клапан рециркуляции закрыт, то алгоритм переходит к шагу 96. На шаге 96 производится определение, находится ли концентрация кислорода в воздухе на впуске ниже его концентрации в наружном воздухе. Согласно одному варианту осуществления, это действие может заключаться в проверке того, находится ли концентрация кислорода в воздухе на впуске ниже его концентрации в наружном воздухе по меньшей мере на заданную, абсолютную или относительную пороговую величину. Если концентрация кислорода в воздухе на впуске не ниже его концентрации в наружном воздухе, тогда алгоритм переходит к шагу 98, на котором производится сброс признаков дефекта датчика IOA2 и клапана рециркуляции (если таковые были установлены). Однако если концентрация кислорода в воздухе на впуске ниже его концентрации в наружном воздухе, то тогда алгоритм переходит к шагу 100. На шаге 100 производится определение, включена ли подача топлива (т.е. активен ли впрыск топлива в двигателе). Если подача топлива включена, то алгоритм переходит к шагу 102, на котором производится установка признака утечки в клапане рециркуляции. Соответственно, производится индикация дефекта клапана при подаче топлива в двигатель, когда на клапан подана команда на закрытие, однако выходной сигнал датчика IOA2 соответствует концентрации кислорода меньшей, чем концентрация кислорода в наружном воздухе. Однако если подача топлива отключена (если, например, система двигателя находится в режиме DFSO), тогда способ переходит к шагу 104, на котором производится установка признака занижения выходного сигнала. Соответственно, при отсутствии подачи топлива в двигатель производится индикация дефекта датчика IA02 (по признаку занижения выходного сигнала), когда на клапан подана команда на закрытие, однако, выходной сигнал датчика соответствует концентрации кислорода, меньшей, чем концентрация кислорода в наружном воздухе.
В некоторых вариантах осуществления, признаки различных видов дефектов могут устанавливаться и/или сбрасываться в бортовой диагностической системе автомобиля, в котором установлен двигатель. Это действие может включать в себя, например, установку и/или стирание специальных кодов неисправностей или MIL-кодов (MIL, Malfunction Indicator Lamp). В тех случаях, когда производится установка MIL-кода, можно зажигать световой индикатор или включать звуковой сигнал тревоги. Кроме того, можно производить коррекцию исполнения одной или более функций в автомобиле в зависимости от конкретного диагностированного дефекта. Согласно одному примеру, когда происходит обнаружение дефекта датчика IOA2, электронная система управления может перейти от управления клапаном рециркуляции с контуром обратной связи на управление без обратной связи. Когда происходит обнаружение утечки в клапане рециркуляции, электронная система управления может попытаться увеличить устойчивость горения на низких оборотах двигателя, например, путем уменьшения запаздывания зажигания. После шагов 92, 98, 102 или 104 алгоритм осуществляет возврат в основную программу.
Следует понимать, что вышеописанные изделия, системы и способы являются вариантами осуществления настоящего изобретения - примерами, которые не носят ограничительного характера, которые могут быть расширены и в которые могут быть внесены многочисленные изменения. В соответствии с этим настоящее изобретение заключает в себе все новые и неочевидные сочетания и субкомбинации описанных изделий, систем и способов, а также все их эквиваленты.
1. Способ диагностики двигателя, имеющего клапан для разбавления воздуха на впуске, содержащий этапы, на которых:
устанавливают признак дефекта клапана, когда при подаче топлива в двигатель на клапан подают команду на закрытие, но выходной сигнал датчика соответствует концентрации кислорода, меньшей, чем концентрация кислорода в наружном воздухе; и
устанавливают признак дефекта датчика, когда при отсутствии подачи топлива в двигатель на клапан подают команду на закрытие, но выходной сигнал датчика соответствует концентрации кислорода, меньшей, чем концентрация кислорода в наружном воздухе.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает подачу воздуха на впуске во впускной коллектор двигателя, при этом выходной сигнал датчика представляет собой выходной сигнал кислородного датчика, установленного перед впускным коллектором.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что включает подачу смещения на кислородный датчик.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что клапан выполнен с возможностью приема отработавших газов из точки, находящейся после турбины выхлопного тракта, механически связанной с компрессором, при этом разбавление воздуха на впуске осуществляется отработавшими газами в точке, находящейся перед компрессором.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация кислорода ниже концентрации кислорода в наружном воздухе по меньшей мере на пороговую величину.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что дефект датчика приводит к падению выходного сигнала датчика ниже первого граничного значения, при этом способ включает установку признака, свидетельствующего о возрастании выходного сигнала датчика выше второго граничного значения, когда выходной сигнал датчика соответствует концентрации кислорода, превышающей концентрацию кислорода в наружном воздухе.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что индикация дефекта клапана или дефекта датчика включает в себя установку признаков дефектов в бортовой диагностической системе автомобиля, в котором установлен двигатель.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает регулировку работы двигателя и прием выходного сигнала датчика через заданный период времени после выполнения регулировки работы двигателя.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что регулировка работы включает подачу команды на закрытие клапана.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что регулировка работы включает прерывание подачи топлива в двигатель.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает определение наличия короткого замыкания или обрыва в цепи выхода датчика.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает определение функциональных состояний двигателя, которые включают в себя положение клапана; и прогнозирование концентрации кислорода в воздухе на впуске на основе указанных функциональных состояний, при этом установку указанного признака инициируют, когда прогнозируемая концентрация кислорода не соответствует выходному сигналу датчика.
13. Способ диагностики двигателя, имеющего клапан для разбавления воздуха на впуске, содержащий этапы, на которых:
подают предназначенный для впуска воздух во впускной коллектор двигателя, при этом кислородный датчик, установленный перед впускным коллектором, формирует выходной сигнал;
устанавливают признак дефекта датчика - завышение выходного сигнала, когда выходной сигнал датчика соответствует концентрации кислорода, превышающей концентрацию кислорода в наружном воздухе;
устанавливают признак дефекта клапана, когда при подаче топлива в двигатель на клапан подают команду на закрытие, но выходной сигнал датчика соответствует концентрации кислорода, меньшей, чем концентрация кислорода в наружном воздухе; и
устанавливают признак дефекта датчика - занижение выходного сигнала, когда при отсутствии подачи топлива в двигатель на клапан подают команду на закрытие, но выходной сигнал датчика соответствует концентрации кислорода, меньшей, чем концентрация кислорода в наружном воздухе.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что клапан выполнен с возможностью приема отработавших газов из точки, находящейся после турбины выхлопного тракта, механически связанной с компрессором, при этом разбавление воздуха на впуске осуществляется отработавшими газами в точке, находящейся перед компрессором.
15. Способ по п.13, отличающийся тем, что индикация дефекта клапана или дефекта датчика включает в себя установку признаков дефектов в бортовой диагностической системе автомобиля, в котором установлен двигатель.
16. Способ диагностики двигателя, имеющего клапан для разбавления воздуха на впуске, содержащий этапы, на которых:
подают предназначенный для впуска воздух во впускной коллектор двигателя, при этом кислородный датчик, установленный перед впускным коллектором, формирует выходной сигнал;
выполняют регулировку работы двигателя;
принимают выходной сигнал датчика через заданный период времени после выполнения регулировки работы двигателя;
устанавливают признак дефекта датчика - завышение выходного сигнала, когда выходной сигнал датчика соответствует концентрации кислорода, превышающей концентрацию кислорода в наружном воздухе;
устанавливают признак дефекта клапана, когда при подаче топлива в двигатель на клапан подают команду на закрытие, но выходной сигнал датчика соответствует концентрации кислорода, меньшей, чем концентрация кислорода в наружном воздухе; и
устанавливают признак дефекта датчика - занижение выходного сигнала, когда при отсутствии подачи топлива в двигатель на клапан подают команду на закрытие, но выходной сигнал датчика соответствует концентрации кислорода, меньшей, чем концентрация кислорода в наружном воздухе.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что регулировка работы включает подачу команды на закрытие клапана.
18. Способ по п.16, отличающийся тем, что регулировка работы включает прерывание подачи топлива в двигатель.
19. Способ по п.16, отличающийся тем, что включает определение наличия короткого замыкания или обрыва в цепи выхода датчика.
20. Способ по п.16, отличающийся тем, что включает определение функциональных состояний двигателя, которые включают в себя положение клапана; и прогнозирование концентрации кислорода в воздухе на впуске на основе указанных функциональных состояний, при этом установку указанного признака инициируют, когда прогнозируемая концентрация кислорода не соответствует выходному сигналу датчика.
