Обнаружение нарушений целостности картера
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ управления двигателем включает индикацию нарушения целостности системы (16) вентиляции картера. Индикация осуществляется по интегральному значению фактических показаний давления в вентиляционной трубке (74) картера за период неустановившегося расхода воздуха через двигатель (10). Значение фактических показаний давления в вентиляционной трубке (74) сравнивается с интегральным значением предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке (74) за тот же период расхода воздуха через двигатель (10). Раскрыты способы (варианты) управления двигателем. Технический результат заключается в быстрой и достоверной диагностике нарушения целостности системы вентиляции картера при низких расходах воздуха через двигатель. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.
Ссылка на родственные заявки
Настоящая заявка претендует на приоритет предварительной заявки на патент США 62/059,727 «Обнаружение нарушений целостности картера», зарегистрированной 03 октября 2014 года, содержание которой в полном объеме и во всех отношениях включено в настоящее изобретение путем ссылки.
Уровень техники/Раскрытие изобретения
В состав двигателей могут входить системы вентиляции картера, предназначенные для вентиляции газов из картера во впускной коллектор двигателя с тем, чтобы обеспечивалось непрерывное удаление газов из внутренности картера, что способствует уменьшению деградации находящихся в картере разнообразных компонентов двигателя. В определенных условиях, например, при выполнении алгоритмов бортовой диагностики (БД), системы вентиляции картера могут быть проверены на наличие нарушений их целостности. Примерами нарушения целостности могут быть: отсоединение шланга подачи свежего воздуха (также называемого трубкой сапуна или вентиляционной трубкой картера), потеря крышки маслоналивной горловины или частичная потеря ею уплотняющих качеств, выпадение масляного щупа и/или разрушение других уплотнительных элементов системы вентиляции картера, что приводит к деградации разнообразных компонентов, которые включает в себя картер.
Для контроля целостности системы вентиляции картера можно использовать разнообразные подходы. Например, могут использоваться подходы диагностической продувки, когда датчик давления в картере и клапан в шланге подачи свежего воздуха системы принудительной вентиляции картера (ПВК) открывают, а после определяют нарушение целостности по результирующим изменениям в давлении или разрежении в картере. В другом примере подхода, раскрытом Pursifull и др. в документе США. 2014/0081549, для обнаружения отсоединения вентиляционной трубки/шланга используется датчик давления вентиляционного шланга картера. В частности, измеренное падение давления в шланге сопоставляют с расходом воздуха через дроссельную заслонку системы впуска воздуха, и получившиеся значения корреляции используют для диагностирования отсоединения вентиляционной трубки картера (ВТК). В прочих подходах для контроля целостности системы вентиляции картера могут использовать сочетание датчиков давления, располагаемых в разнообразных местах системы вентиляции картера.
Тем не менее, авторы настоящего изобретения выявили потенциальные проблемы таковых подходов. Например, для надежного обнаружения отсоединения вентиляционной трубки на стороне системы впуска воздуха, система, раскрытая Pursifull и др., требует высоких расходов воздуха в системе впуска воздуха (например, выше 12 фунтов массы/мин). При этом для некоторых транспортных средств с высокой удельной мощностью, может быть затруднительным достижение требуемых высоких расходов воздуха во временных рамках стандартных циклов БД. В результате транспортное средство может быть неспособным завершить диагностику вентиляционной трубки картера, что требуется для выполнения федеральных стандартов по выбросам в атмосферу. В другом примере система по Pursifull следит за переходным спадом давления в вентиляционной трубке картера в процессе прокрутки и разгона двигателя для того, чтобы определить то, что вентиляционная трубка присоединена на стороне картера. Переходный спад образуется из-за того, что открывается клапан ПВК в процессе увеличения разрежения во впускном коллекторе в процессе разгона двигателя. Однако различия в разгонах двигателя могут привести к вариациям указанных переходных спадов. В некоторых обстоятельствах клапан ПВК может не открыться достаточно широко, чтобы датчик давления в вентиляционной трубке смог зарегистрировать переходной спад. То есть, такие события могут привести к ошибке обнаружения отсоединившегося шланга.
Кроме всего прочего, в разнообразных подходах для осуществления контроля может потребоваться дополнительное аппаратное обеспечение например, дополнительные датчики и клапаны, что повысит себестоимость и усложнит конструкцию. Другим примером может служить то, что в зависимости от местоположения датчика, некоторые комбинации датчиков давления при определенных условиях могут регистрировать существенно одно и то же давление, что приведет к большей степени избыточности без повышения точности диагностического алгоритма.
В одном подходе, призванном по меньшей мере частично решить эти проблемы, обеспечивается способ управления двигателем. Способ включает в себя индикацию нарушения целостности системы вентиляции картера по отношению интегрального значения ошибки изменения фактического давления в вентиляционной трубке картера за период неустановившегося расхода воздуха через двигатель к интегральному значению ошибки изменения предполагаемого давления в вентиляционной трубке картера за этот период. При этом в ходе выполнения цикла БД можно достоверно определить отсоединение вентиляционной трубки картера (ВТК) на стороне впускного канала (то есть на чистой стороне).
Например, в условиях неустановившегося расхода воздуха через двигатель, когда расход находится на пороговом уровне или превышает его (например, находится на уровне 5 фунтов массы/мин или выше), можно собрать и обработать фактические показания давления ВТК. Фактические показания давления ВТК могут быть оценены датчиком давления (или датчиком расхода или трубкой Вентури), присоединенным внутри ВТК. Кроме того, по условиям работы двигателя, таким как расход воздуха через двигатель и барометрическое давление, можно оценить предполагаемые показания давления ВТК, соответствующие каждому из собранных фактических показаний давления ВТК. Можно сравнить наклон каждого из собранных фактических показаний ВТК с наклоном соответствующего оцененного показания ВТК. Если наклоны не совпадают по знаку (например, один наклон вверх, а другой наклон вниз), то собранное фактическое показание давления ВТК может быть отбраковано и не использовано в интегрировании. Кроме того, если расход воздуха через двигатель временно опускается ниже порогового значения расхода, то фактические показания давления ВТК, собранные за период, когда расход был ниже порогового значения, могут быть также отбракованы и не использованы в интегрировании. То есть, пока собираются фактические показания давления ВТК, можно интегрировать предполагаемые показания давления ВТК, пока не будет достигнуто пороговое значение. Пороговое значение может служить индикацией минимального количества воздуха, который должен пройти через трубку для того, чтобы можно было выполнить достоверный анализ интегрирования. То есть, когда интегральное значение предполагаемых показаний давления ВТК достигнет порогового значения, дальнейший сбор фактических показаний давления ВТК прекращают и интегрируют фактические показания (исключая отбракованные показания). Интегральное фактическое значение затем корректируют и использованием коэффициента усиления и минимального уровня шума для улучшения весового вклада датчика давления ВТК. Находят отношение интегрального значения фактических показаний к интегральному значению предполагаемых показаний, затем это отношение нормируют и обрезают (например, между 0 и 1). Если отношение меньше порогового значения, например, ближе к 0, может быть определено, что ВТК отсоединена на стороне впускного канала (на чистой стороне). Соответственно, может быть установлен диагностический код, и работа двигателя может быть отрегулирована так, чтобы скомпенсировать отсоединение ВТК. Например, можно ограничить наддув двигателя. Если отношение превышает пороговое значение, например, ближе к 1, то может быть определено, что ВТК присоединена на стороне впускного канала, и тогда индикации нарушения целостности картера не выдается.
Таким образом, можно лучше идентифицировать нарушение целостности системы вентиляции картера. Кроме того, можно лучше отличить нарушения целостности вентиляционной трубки/шланга картера на стороне системы впуска воздуха (СВВ) (на чистой стороне) от нарушений их целостности на стороне картера. За счет интегрирования показаний давления ВТК, собранных за период установившегося расхода воздуха через двигатель, можно надежно обнаруживать нарушения целостности системы вентиляции картера на стороне ВТК, связанной с СВВ даже при пониженных массовых расходах воздуха (например, свыше 5 фунтов массы/мин). То есть, проверку целостности можно надежно завершить и при движении транспортного средства по дороге, и при проведении циклов БД. За счет того, что для диагностики деградации системы картера используют уже существующие датчики, потенциально можно сократить количество датчиков и клапанов, используемых в системе контроля вентиляции картера, что дает преимущества по себестоимости и снижении сложности конструкции. Кроме всего прочего, указанный подход позволяет системе вентиляции кратера оставаться активной в течение процедуры диагностики.
Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание служит лишь для ознакомления в простой форме с некоторыми концепциями, которые далее будут описаны подробно. Это описание не предназначено для обозначения ключевых или существенных отличительных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого уникально определен формулой изобретения, приведенной после раздела «Осуществление изобретения». Кроме того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые устраняют какие-либо недостатки, указанные выше или в любой другой части настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображена часть двигателя в соответствии с раскрытием.
На фиг. 2 - фиг. 3 показаны высокоуровневые блок-схемы алгоритма индикации отсоединения вентиляционной трубки картера на стороне СВВ по данным об изменениях давления в вентиляционной трубке картера в процессе работы двигателя.
На фиг. 4 показано сравнение примеров изменений в интегральном давлении в вентиляционной трубке картера в присутствии и отсутствии нарушения целостности картера на стороне СВВ.
На фиг. 5 показано сравнение интегральных отношений с применением и без применения коррекции по коэффициенту усиления и минимальному уровню шума.
На фиг. 6 показан пример работы и завершения алгоритма диагностики целостности картера в пределах цикла БД.
На фиг. 7 показаны примеры метрик устройства контроля ПВК, используемых для обнаружения нарушения целостности и определения того, на какой из сторон произошло отсоединение трубки ВТК - на стороне СВВ (чистой стороне), или на стороне картера (грязной стороне).
Осуществление изобретения
Нижеследующее раскрытие относится к системам и способам контроля целостности системы вентиляции картера в системе вентиляции картера двигателя подобной той, что изображена на фиг. 1. Для идентификации нарушения целостности системы картера, а также для нахождения места этого нарушения можно использовать выходные сигналы одного или более датчиков давления или расхода, таких как датчик давления, размещенный в вентиляционной трубке картера, входящей в систему вентиляции картера. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнения алгоритма, такого как показанные в качестве примеров на фиг. 2 и фиг. 3 алгоритмы, для индикации деградации системы вентиляции картера из-за отсоединения вентиляционной трубки картера на стороне системы впуска воздуха (СВВ), используя изменения давления в вентиляционной трубке картера при работе двигателя даже в условиях низких расходов воздуха. Для идентификации нарушения целостности картера из-за отсоединения вентиляционной трубки на стороне системы впуска воздуха контроллер может интегрировать фактические показания давления и сравнить их с интегрированными предполагаемыми показаниями давления при тех же самых условиях (смотри фиг. 4 - фиг. 6). Интегральные показания давления могут также быть использованы для того, чтобы отличить отсоединение ВТК на стороне СВВ от отсоединения ВТК на стороне картера (фиг. 7). За счет того, что для идентификации деградации в различных компонентах системы используется один и тот же датчик, достигаются преимущества сокращения аппаратной части системы не в ущерб точности обнаружения.
На фиг. 1 показан пример конфигурации системы многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, в целом обозначенного позиционным номером 10, который может быть включен в движительную систему механического транспортного средства. Двигателем 10 по меньшей мере частично можно управлять посредством системы управления, включающей в себя контроллер 12 и входного воздействия от оператора 130 транспортного средства посредством устройства 132 ввода. В данном примере устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали, вырабатывающий пропорциональный сигнал положения педали (ПП).
Двигатель 10 может включать в себя нижнюю часть блока цилиндров, в целом обозначенную позиционным номером 26, которая может включать в себя картер 28, вмещающий в себя коленчатый вал 30 с маслоотстойником 32, расположенным под коленчатым валом. В картере 28 может иметься маслозаливная горловина 29, предназначенная для заливки масла в маслоотстойник 32. Маслозаливная горловина 29 может включать в себя крышку 33 маслозаливной горловины, герметизирующую маслозаливную горловину 29 в процессе эксплуатации двигателя. Также в картере 28 может быть расположена трубка 37 щупа, которая может включать в себя масломерный щуп 35 для измерения уровня масла в маслоотстойнике 32. Кроме того, картер 28 может включать в себя некоторое количество других мерных отверстий для обслуживания компонентов в картере 28. Эти мерные отверстия в картере 28 в процессе эксплуатации двигателя могут держать закрытыми, чтобы в это время могла работать система вентиляции картера (описываемая ниже).
Верхняя часть блока 26 цилиндров может включать в себя камеру 34 сгорания (то есть цилиндр). Камера 34 сгорания может включать в себя стенки 36 камеры сгорания с помещенным между ними поршнем 38. Поршень 38 может быть связан с коленчатым валом 30 для того, чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Камера 34 сгорания может получать топливо от топливной форсунки 45 (в настоящем примере выполненной в виде топливной форсунки прямого впрыска) и впускной воздух из впускного коллектора 42, размещенного ниже по потоку от дроссельной заслонки 44. Блок 26 цилиндров двигателя может также включать в себя датчик 46 температуры хладагента двигателя (ТХД), подающий сигнал в контроллер 12 двигателя (подробнее описываемый далее по тексту).
Во впускном канале двигателя может быть расположена дроссельная заслонка 44, предназначенная для управления расходом воздуха во впускной коллектор 42, а перед ней может стоять компрессор 50 со стоящим после него охладителем 52 воздуха наддува, например. Выше по потоку от компрессора 50 может быть расположен воздушный фильтр 54, который может фильтровать свежий воздух, поступающий во впускной канал 13. Впускной воздух может поступать в камеру 34 сгорания через систему 40 впускного клапана, приводимую в действие кулачковым приводом. Аналогичным образом, сгоревшие отработавшие газы могут покидать камеру 34 сгорания через систему 41 выпускного клапана, приводимую в действие кулачковым приводом. В альтернативном осуществлении одна или несколько из систем впускного клапана и систем выпускного клапана могут приводиться в действие электрически.
Отработавшие газы горения выходят из камеры 34 сгорания по выпускному каналу 60, расположенному выше по потоку от турбины 62. Вдоль по выпускному каналу 60 выше по потоку от турбины 62 может быть расположен датчик 64 отработавших газов. Турбина 62 может быть оснащена регулятором давления наддува (не показан), обеспечивающим перепуск в обход нее. Датчик 64 может представлять собой любой датчик, подходящий для обеспечения информации о воздушно-топливном отношении в отработавших газах, например, линейный кислородный датчик, или универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах (УДКОГ), кислородный датчик с двумя состояниями или датчик кислорода в отработавших газах (КОГ), нагреваемый датчик кислорода в отработавших газах (НДКОГ), датчик оксидов азота (NOx), углеводорода (НС) или окиси азота (СО). Датчик 64 отработавших газов может быть соединен с контроллером 12.
В показанном на фиг. 1 примере с впускным каналом двигателя связана система 16 принудительной вентиляции картера (ПВК), чтобы содержащиеся в картере газы можно было бы управляемо вентилировать из картера. В условиях без наддува (когда давление воздуха в коллекторе (ДВК) меньшей барометрического давления), система 16 вентиляции картера затягивает воздух в картер 28 через сапун или вентиляционную трубку 74 картера. Первая сторона 101 вентиляционной трубки 74 картера может быть механически связана или соединена с впускным каналом 13 свежего воздуха выше по потоку от компрессора 50. В некоторых примерах первая сторона 101 вентиляционной трубки 74 картера может быть связана с впускным каналом 13 ниже по потоку от воздухоочистителя 54 (как показано). В других примерах вентиляционная трубка 74 картера может быть соединена с впускным каналом 13 выше по потоку от воздухоочистителя 54. Вторая, противоположная сторона 102 вентиляционной трубки 74 картера может быть механически связана или соединена с картером 28 через маслоотделитель 81.
Вентиляционная трубка 74 картера включает в себя датчик 77, входящий в ее состав и связанный с ней для обеспечения оценки потока воздуха, протекающего через вентиляционную трубку 74 (например, расхода, давления и т.д.). В одном осуществлении датчик 77 вентиляционной трубки картера может быть датчиком давления. В случае выполнения в виде датчика давления, датчик 77 может быть датчиком абсолютного давления или датчиком манометрического давления. В альтернативном осуществлении датчик 77 может быть датчиком потока или расходомером. В еще одном варианте осуществления датчик 77 может быть выполнен в виде трубки Вентури. В некоторых осуществлениях, вдобавок к датчику 77 давления или расхода, вентиляционная трубка картера опционально может включать в себя трубку 75 Вентури для измерения расхода через нее. В прочих осуществлениях датчик 77 давления может быть связан с горловиной трубки 75 Вентури для оценивания падения давления на трубке Вентури. В альтернативных местоположениях с системой вентиляции картера могут быть связаны один или более дополнительных датчиков давления и/или расхода. Например, для оценки барометрического давления с впускным каналом 13, выше по потоку от воздушного фильтра 54 может быть связан датчик 57 барометрического давления. В одном примере, когда датчик 77 вентиляционной трубки картера выполнен в виде датчика манометрического давления, датчик 57 барометрического давления может использоваться совместно с датчиком 77 манометрического давления. В некоторых осуществлениях для обеспечения оценки входного давления компрессора (ВДК), во впускном канале 13 ниже по потоку от воздушного фильтра 54 и выше по потоку от компрессора 50 может быть установлен датчик (не показан) давления. Тем не менее, так как датчик 77 давления в вентиляционной трубке картера может обеспечивать точную оценку давления на входе компрессора в течение существования повышенного расхода воздуха через двигатель (например, при разгоне двигателя), необходимость в специально выделенном датчике ВДК может быть не такой высокой. Кроме того, ниже по потоку от компрессора 50 может быть установлен датчик 59 давления для обеспечения оценки входного давления дроссельной заслонки (ВДДЗ). Все из вышеперечисленных датчиков давления могут быть датчиками абсолютного или манометрического давления.
Система 16 ПВК также вентилирует газы из картера и во впускной коллектор 42 через тракт 76 (здесь также называемый трубопроводом 76 ПВК). В некоторых примерах трубопровод 76 ПВК может включать в себя одноходовой клапан 78 ПВК (то есть, пассивный клапан, стремящийся к закрытию, когда поток начинает двигаться в противоположном направлении) для обеспечения беспрерывной откачки картерных газов прочь из картера перед соединением с впускным коллектором 42. В одном осуществлении клапан ПВК может изменять степень, с которой он ограничивает поток, в зависимости от падения давления на нем (или расхода через него). Однако в других примерах трубопровод 76 может не содержать одноходового ПВК клапана. В других имеющихся примерах клапан ПВК может быть электронным клапаном, управляемым контроллером 12. Следует понимать, что в настоящем контексте поток ПВК относится к потоку газов, текущих через трубопровод 76 из картера во впускной коллектор. Аналогичным образом, в настоящем контексте, противоток ПВК относится к потоку газов, текущих через трубопровод 76 из впускного коллектора в картер. Противоток ПВК может наблюдаться, когда давление во впускном коллекторе превышает давление в картере (например, при работе двигателя с наддувом). В некоторых примерах система 16 ПВК для предотвращения противотока ПВК может быть оснащена обратным клапаном. Следует понимать, что, несмотря на то, что в иллюстрируемом примере клапан 78 ПВК показан как пассивный клапан, это не должно пониматься в ограничительном смысле и что в альтернативных примерах клапан 78 ПВК может быть электронно управляемым клапаном (например, находящимся под управлением блока управления силовым агрегатом), причем контроллер может вырабатывать сигнал на изменение положения клапана с открытого (или положения высокого расхода) на закрытое (или положение низкого расхода) положение или наоборот, или на изменение положения клапана на любое положение, являющееся промежуточным между двумя вышеуказанными положениями.
Газы в картере 28 могут содержать несгоревшее топливо, несгоревший воздух, а также полностью или частично сгоревшие газы. Кроме этого, может присутствовать туман смазочного вещества. Раз так, то для снижения выхода масляного тумана из картера 28 через систему 16 ПВК в эту систему могут быть встроены разнообразные маслоотделители. Например, трубопровод 76 ПВК может содержать однонаправленный маслоотделитель 80, отфильтровывающий масло из выходящих из картера 28 паров до того как они снова поступят во впускной коллектор 42. Другой маслоотделитель 81 может быть расположен в вентиляционной трубке 74 картера для того, чтобы при работе с наддувом удалять масло из потока газов, выходящих из картера. Дополнительно, в некоторых примерах трубопровод 76 может также содержать датчик 82 разрежения, связанный с системой ПВК. В других осуществлениях во впускном коллекторе 42 может быть установлен датчик давления воздуха в коллекторе (ДВК) или разрежения во впускном коллекторе (ManVac).
Авторы настоящего изобретения выявили, что за счет размещения датчика 77 давления в вентиляционной трубке 74 картера, можно обнаружить нарушение целостности системы картера не только в условиях, когда через двигатель протекает много воздуха, но и в условиях недостаточности расхода воздуха через двигатель, по снижению разрежения в вентиляционной трубке. При этом датчик 77 давления в вентиляционной трубке картера может обнаруживать пульсации в картере. Это позволяет более точно идентифицировать деградацию системы картера с возможностью надежного определения места нарушения целостности системы картера. То есть, раз датчик давления в вентиляционной трубке картера используют для вынесения вывода или оценки наличия потока воздуха через вентиляционную трубку, датчик давления можно также использовать в качестве расходомера (или заменять его им) или манометра. Таким образом, в некоторых осуществлениях нарушение целостности системы картера можно также идентифицировать, используя в вентиляционной трубке картера расходомер или трубку Вентури. Так как на расход через вентиляционную трубку картера также влияет открытие/закрытие клапана 78 ПВК, тот же самый датчик вентиляционной трубки может полезно использоваться для диагностирования деградации клапана ПВК. Кроме всего прочего, так как датчик давления вентиляционной трубки измеряет входное давление компрессора в процессе работы двигателя, когда расход воздуха через двигатель увеличен, необходимость в датчике ВДК может стать не такой высокой. То есть, используя существующий датчик давления или расхода воздуха в вентиляционной трубке картера системы двигателя для диагностирования разнообразных компонентов двигателя, таких как клапан ПВК, впускной воздушный фильтр, а также для диагностирования целостности системы вентиляции картера, в системе двигателя можно добиться преимуществ по сокращению аппаратной и программной части.
Контроллер 12 на фиг.1 показан в виде микрокомпьютера, содержащего: микропроцессорное устройство 108 (МПУ), порты 110 ввода/вывода, электронную среду хранения исполняемых программ и калибровочных значений, в данном конкретном примере изображенную в виде чипа постоянного запоминающего устройства 112 (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство 114 (ОЗУ), энергонезависимое запоминающее устройство 116 (ЭЗУ) и шину данных. Контроллер 12 может принимать разнообразные сигналы от датчиков, связанных с двигателем 10, и эти сигналы могут включать в себя: измеренный датчиком 58 массовый расход воздуха (МРВ); сигнал температуры хладагента двигателя (ТХД) от датчика 46; сигнал давления ПВК от датчика 82 разрежения; сигнал воздушно-топливного отношения отработавших газов от датчика 64 отработавших газов; показания давления в вентиляционной трубке картера от датчика 77 давления, сигнал барометрического давления от датчика 57 барометрического давления, сигнал от датчика 58 ВДК, сигнал датчика 59 ВДДЗ и т.п. Кроме того, основываясь на входных сигналах от разнообразных датчиков, контроллер 12 может отслеживать и регулировать положение разнообразных исполнительных устройств. К этим исполнительным устройствам можно отнести, например, дроссельную заслонку 44, системы 40 и 41 впускного и выпускного клапана соответственно, клапан 78 ПВК. Электронная среда хранения, выполненная в виде ПЗУ 112, может быть запрограммирована машиночитаемыми данными, представляющими собой инструкции, исполняемые микропроцессорным устройством 108 для реализации описываемых ниже способов, а также других вариантов, которые предполагаются, но конкретно не перечисляются здесь. Контроллер 12 принимает сигналы от показанных на фиг. 1 разнообразных датчиков и использует показанные на фиг. 1 разнообразные исполнительные устройства для регулирования работы двигателя в зависимости от полученных сигналов и инструкций, хранящихся в запоминающем устройстве контроллера. Примеры способов и алгоритмов описываются здесь со ссылкой на фиг. 2 - фиг. 3.
Таким образом, показанная на фиг. 1 система позволяет реализовывать способ управления двигателем, включающий в себя: индикацию нарушения целостности системы вентиляции картера по отношению интегрального значения фактического давления в вентиляционной трубке картера за период устоявшегося расхода воздуха через двигатель к интегральному значению предполагаемого давления в вентиляционной трубке картера за этот период.
На фиг. 2 - фиг. 3 проиллюстрирован способ 200 индикации нарушения целостности системы вентиляции картера, возникшей из-за отсоединения вентиляционной трубки/шланга картера на стороне системы впуска воздуха, определенной по изменениям давления вентиляции картера во время работы двигателя. Способ позволяет надежно идентифицировать нарушение целостности даже в условиях низкого расхода воздуха. Программные действия для реализации способа 200 и других включенных в настоящую заявку способов могут быть выполнены контроллером по инструкциям, хранящимся в запоминающем устройстве контроллера в соответствии с сигналами, полученными от датчиков системы двигателя, например, от датчиков, описанных выше со ссылкой на фиг. 1. Для регулирования работы двигателя в соответствии с раскрываемыми ниже способами контроллер может использовать исполнительные устройства системы двигателя.
На этапе 202 алгоритм включает в себя проверку того, что впускной расход воздуха больше порогового расхода. Например, может быть подтверждено, что впускной расход воздуха превышает 5 фунтов массы/мин. При этом, если расход воздуха ниже порогового значения, нарушение целостности картера не может быть достоверно обнаружено по давлению в вентиляционной трубке картера, как разъясняется со ссылкой на фиг. 7.
Если впускной расход воздуха не достаточно велик, то на этапе 204 диагностику нарушения целостности картера могут отложить до тех пор, пока не будет удовлетворено условие порогового расхода воздуха. Опционально, на этапе 206 контроллер может отрегулировать исполнительное устройство двигателя так, чтобы поднять впускной расход воздуха до порогового значения. В одном примере регулируемым исполнительным устройством двигателя может быть впускная дроссельная заслонка, причем регулировка будет включать в себя увеличение открытия дроссельной заслонки. Например, контроллер может послать сигнал на связанное с дроссельной заслонкой электромеханическое исполнительное устройство, и этот сигнал заставит исполнительное устройство переместить дроссельную заслонку в направлении более открытого положения. В другом примере регулируемым исполнительным устройством двигателя может быть клапан ПВК, связывающий картер с впускным коллектором и установленный между ними, причем регулирование будет включать в себя открытие клапана ПВК (если клапан является запорным) или увеличение степени открытия клапана ПВК (если клапан является управляемым коэффициентом заполнения). Например, для изменения степени открытия клапана контроллер может отрегулировать сигнал, соответствующий коэффициенту заполнения соленоида ПВК клапана.
Если впускной расход воздуха достаточно высок, то на этапе 208 алгоритм включает в себя сбор фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера за тот период работы двигателя, когда расход впускаемого воздуха является еще неустановившимся. То есть, фактические показания давления в ВТК могут собирать даже тогда, когда расход воздуха изменяется. Как будет разъяснено ниже, показания, собранные в условиях, когда расход воздуха ниже порогового расхода, могут быть отбракованы и не использованы для интегрирования. Фактические показания давления в ВТК могут генерироваться по выходной информации одного из: датчика давления, датчика расхода, или трубки Вентури, встроенной в ВТК.
На этапе 210 алгоритм включает себя нахождение предполагаемых показаний давления вентиляции картера за период. В частности, предполагаемые показания давления в вентиляционной трубке картере, соответствующие каждому из собранных фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера, можно найти по условиям работы двигателя, таким как расход воздуха через двигатель, частота вращения двигателя, давление наддува и т.п.Например, предполагаемые показания давления в вентиляционной трубке картере, соответствующие каждому из собранных фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера можно найти по оценке мгновенного расхода воздуха через двигатель.
На этапе 212 алгоритма могут сравнить наклон каждого из собранных фактических показаний с наклоном соответствующего предполагаемого показания. В частности, можно определить, наклонены ли собранные фактические показания в ту же сторону, что и предполагаемые показания. Если наклон фактического показания не соответствует наклону предполагаемого показания, тогда на этапе 214 алгоритм включает в себя отбраковку данного фактического показания. То есть, если фактическое показание уменьшается, в то время как предполагаемое показание увеличивается, фактическое показание не может считаться достоверным и может быть отбраковано. Алгоритм затем может отбраковать это фактическое показание и не использовать его для интегрирования. В другом примере, если наклон фактического показания положительный, а наклон предполагаемого показания отрицательный, то фактическое показание отбраковывают и не используют для интегрирования. В альтернативных примерах могут определять, не различаются ли наклоны более, чем на определенную величину. Если отличие превышает эту величину, то фактическое показание может считаться недостоверным и может быть отбраковано. Если фактическое и предполагаемое показания имеют один и тот же наклон, то есть, если они оба уменьшаются или увеличиваются, то на этапе 216 алгоритм включает в себя прием фактического показания в обработку и использование его в интегрировании.
То есть, фактические показания ВТК собирают тогда, когда расход воздуха через двигатель неустановившийся. Если неустановившийся расход воздуха через двигатель падает ниже порогового значения (что выясняется на этапе 202), тогда фактические показания ВТК, собранные в условиях, когда расход воздуха ниже порогового значения, также могут считаться недостоверными и могут быть отбракованы. Затем отбракованные показания исключаются из интегрирования. То есть, в интегрировании используют только те показания, которые были собраны тогда, когда расход воздуха был выше порогового значения, если эти показания удовлетворяют критерию наклона.
С каждого из этапов 216 и 214 алгоритм переходит на этап 218, на котором интегрируют собранные до этого момента предполагаемые показания давления в вентиляционной трубке картера. На этапе 220 интегральное значение предполагаемого давления в вентиляционной трубке картера сравнивают с пороговым значением. В частности, может быть определено, выше или ниже порогового значения интегральное значение предполагаемого давления в вентиляционной трубке картера. Пороговое значение может служить индикацией достаточного (например, минимального) расхода воздуха через картер, позволяющего достичь достаточного падения давления. Пороговое значение можно корректировать по барометрическому давлению для компенсирования различий в давлении и расходе воздуха на различных высотах. Например, пороговое значение могут уменьшать при повышении барометрического давления. То есть, за счет подтверждения того, что интегральное предполагаемое давление в вентиляционной трубке картера выше порогового значения, диагностику на нарушение целостности картера можно сделать более точной и достоверной.
Если интегральное предполагаемое давление в вентиляционной трубке картера меньше порогового значения, тогда на этапе 222 алгоритма продолжают сбор фактических и предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера. Затем алгоритм возвращается на этап 210. Если, тем не менее, интегральное предполагаемое давление в вентиляционной трубке картера выше порогового значения, тогда на этапе 224 алгоритм включает в себя прекращение сбор фактических и предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера. В частности, по тому, что интегральное предполагаемое давление в вентиляционной трубке картера выше порогового значения, можно будет определить, что расход воздуха достаточен для того, чтобы проинтегрировать и проанализировать фактические показания давления в вентиляционной трубке картера.
Затем алгоритм продолжается этапом 226 (смотри фиг. 3), на котором фактические показания давления в вентиляционной трубке картера интегрируют по периоду, для которого они были собраны. Интегрирование включает в себя применение коэффициента усиления (например, сумматора или мультипликатора) к изменению давления для взвешивания вклада датчика давления ВТК. Дополнительно, интегрирование подразумевает применение минимального уровня шума. Интегрирование может быть представлено следующим уравнением: ActlPresSum = МАХ(0, (ActlPresSumPrev + actl_gain*ABS(ActlPresChg -ActlPresChgPrv) - nfloor));
где ActlPresSum - интегральное значение фактических показаний давления; ActlPresSumPrev - самое недавнее фактическое показание давления; actl_gain - коэффициент усиления; ActlPresChg - текущее изменение в показании давления; ActlPresChgPrev - последнее изменение в показании давления; nfloor - примененный минимальный уровень шума. Как уточняется со ссылкой на фиг. 5, корректируя интегрирование коэффициентом усиления и минимальным уровнем шума, вклад датчиков давления может быть повышен и ему может быть присвоен больший вес. То есть, это улучшает разделение результатов в финальном сокращенном диапазоне значений. Как будет пояснено ниже, это позволяет лучше различать неисправное состояние от исправного. Кроме того, лучше компенсируются флюктуации показаний давления на данном транспортном средстве.
Затем, на этапе 228 алгоритма рассчитывают отношение интегральных фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера к интегральным предполагаемым показаниям давления в вентиляционной трубке картера. На этапе 230 найденное отношение сравнивают с пороговым значением. Пороговое значение можно корректировать в качестве функции барометрического давления, причем пороговое значение повышают при повышении барометрического давления. В частности, на этапе 230 может быть определено, что отношение меньше порогового значения. Если отношение не меньше порогового значения, тогда на этапе 236 может быть определено, что никакого нарушения целостности картера не произошло на первой стороне ВТК, связанной с впускным каналом. То есть, можно индицировать, что ВТК не отсоединена на чистой стороне, соединенной с впускным каналом.
Если отношение меньше порогового значения, тогда на этапе 232 алгоритм включает в себя индикацию нарушения целостности картера на первой стороне ВТК. В частности, может быть установлен диагностический код, указывающий на то, что ВТК отсоединена на чистой стороне, то есть той стороне, которая связана с впускным каналом. На этапе 234 могут быть отрегулированы один или более параметров работы двигателя с целью ограничения мощности двигателя в свете появления индикации нарушения целостности картера на первой стороне. Например, можно ограничить степень наддува двигателя, увеличив открытие регулятора давления наддува, соединяющего вход турбины с ее выходом, или увеличив открытие перепускного клапана компрессора, соединяющего вход впускного компрессора с его выходом.
На фиг. 4 показан пример обнаружения нарушения целостности картера в результате отсоединения трубки ВТК на чистой стороне, причем обнаружение производят по корреляциям между предполагаемым расходом воздуха через ВТК и фактическим расходом воздуха через ВТК. На диаграмме 400 показан пример корреляции в условиях, когда ВТК отсоединена. На диаграмме 450 показан пример корреляции в условиях, когда ВТК присоединена. На каждой из диаграмм верхними графиками (402, 452) показаны фактические показания давления (сплошная линия) вместе с предполагаемыми показаниями давления (пунктирная линия), средними графиками (404, 454) показаны интегральные фактические показания (сплошная линия) вместе с интегральными предполагаемыми показаниями (пунктирная линия), а нижними графиками (406, 456) показано отношение интегральных фактических показаний давления к интегральным предполагаемым показаниям давления.
Сравнение графиков 402 и 452 показывает, что в условиях, когда ВТК присоединена на чистой стороне, изменения фактических показаний давления лучше коррелируют с изменениями предполагаемых показаний давления. Следовательно, интегральная сумма фактических показаний давления лучше коррелирует с интегральной суммой предполагаемых показаний давления (смотри графики 404 и 454). Результатом этого является то, что интегральное отношение выше порогового значения и приближается к 1, когда ВТК подсоединена, в то время как если ВТК отсоединена, то интегральное отношение остается ниже порогового значения и приближается к 0.
На фиг. 5 показан пример того, как настраивают интегральное отношение с помощью коэффициента усиления для добавления достоверности и уменьшения вероятности ложных срабатываний. Коэффициент усиления ассоциирован с фактическим измерением давления, а не с предполагаемым измерением. То есть, ввиду его небольшой величины усиление имеет небольшое влияние на измерения давления в отсоединенном шланге подачи свежего воздуха ПВК. Повышение коэффициента усиления свыше «единицы» может быть использовано для продвижения среднего распределения отсутствия неисправности в направлении 1, при снижении его стандартного отклонения. В результате наблюдается лучшее разделение между интегральными отношениями при неисправности (отсоединение шланга на стороне СВВ) и в отсутствии неисправности.
В результате вышеизложенного нарушение целостности на стороне впускного канала можно достоверно обнаружить даже при небольших расходах воздуха. Используя фактические и предполагаемые показания давления, оцененные и интегрированные по периоду низкого расхода воздуха, диагностику можно выполнить за более короткое время без ухудшения точности результатов. То есть, диагностику целостности картера можно завершить за демонстрационный цикл БД. Например, как показано со ссылкой на фиг. 6, при предполагаемой сумме 2,5 и расходе воздуха свыше 5 фунтов массы/мин, диагностика может быть завершена за 14:20 минут в пределах цикла БД (в частности, с помощью «California Unified Cycle»). Для сравнения, диагностика, не основанная на интегральных значениях, не может быть выполнена за стандартный демонстрационный цикл БД для транспортных средств с высокой удельной мощностью из-за того, что работы двигателя на высоких расходах воздуха будет недостаточно.
На фиг. 7 показана схема 700 обнаружения изменений в падении давления в ВТК при увеличении расхода воздуха. График 702 показывает падение давления, наблюдаемое при отсутствии неисправности, график 704 показывает падение давления, наблюдаемое при отсоединенной ВТК на второй стороне, связанной с картером (то есть на грязной стороне), а график 706 показывает падение давления, наблюдаемое тогда, когда ВТК отсоединена на первой стороне, связанной с впускным каналом (то есть, на чистой стороне). На каждом из графиков расход воздуха увеличивается слева направо по оси X.
Когда вентиляционный шланг ПВК отсоединен от СВВ (смотри график «отсоединение с чистой стороны»), ВТК не видит нарастания разряжения вместе с нарастанием расхода воздуха (график 706), что должно бы было быть, когда шланг присоединен (график 702). Это падение давления генерируется из расхода воздуха в СВВ, когда присоединение существует, и по причине того, что клапан ПВК закрыт на стороне впускного коллектора картера (в этих условиях из картера в шланг давления не добавляется). Это отсутствие сигнала падения давления используют для индикации отсоединения шланга в описываемом здесь тесте корреляций давлений. Давление в картере линейно регрессирует при нормальном движении транспортного средства, когда показания давления собираются в областях более высоких расходов воздуха. После того, как набирается калибруемое количество данных, наклон этой регрессии сравнивают с пороговым значением, чтобы определить, не отсоединен ли шланг ПВК от системы впуска воздуха. В частности, если наклон близок к нулю, то может быть осуществлена индикация неисправности шланга ПВК на чистой стороне.
Сравнивая графики, можно видеть, что в ВТК наблюдается существенное изменение давления при более высоких расходах воздуха в отсутствии неисправности или при отсоединении с грязной стороны. И наоборот, падения давления не наблюдается, когда ВТК отсоединена с чистой стороны. То есть, наблюдаемое падение давление существенно при более высоких расходах воздуха по сравнению с низкими расходами воздуха, что означает, что диагностика будет менее достоверной при меньших расходах воздуха. Как рассматривается в настоящей заявке, при низких расходах воздуха обнаружение нарушения целостности картера улучшается использованием интегральных показаний давления.
Следует понимать, что изменения давления ВТК, оцененные в конкретных условиях, например, при запуске двигателя и после раскрутки двигателя, также могут быть использованы для надежной диагностики нарушения целостности картера на второй, грязной стороне ВТК. Например, для обнаружения отсоединения ВТК на грязной стороне могут использовать разнообразные профили «коленчатый вал - дроссельная заслонка», создающие различные падения давления в коллекторе. Контроллер может выполнять запуск и остановку, отслеживая спады в давлении ВТК, основываясь на данных обратной связи от датчика ДВК. Обнаруживая спад давления надлежащим образом по измерению ДВК вместо того, чтобы использовать открытый контур с таймером, а после этого интегрируя спады/импульсы по установленному периоду времени, для контроля метрики могут быть получены непротиворечивые результаты. Например, интегрирование может позволить лучше различать неисправное состояние от исправного, тем самым снижая частоту ложных срабатываний.
Таким образом, при заклиненном в закрытом положении (или залипающем только при раскрутке двигателя) клапане ПВК, датчик давления в вентиляционной трубке может обнаруживать больше пульсаций и небольшое повышение (а не спад и не сохранение на прежнем уровне) давления, что указывает на работоспособность ПВК. Это может приводить к смешению результатов, что будет снижать способность контроллера отличать неисправность от исправности. Учитывая пульсацию с приростом давления, когда клапан ПВК заклинен в закрытом положении, контроллер может искать положительный импульс и наклон, тем самым указывая, что неисправности нет. В частности, исправное состояние с заклиненным ПВК клапаном может давать необработанные данные импульс-спад, которые будут значительно попадать в отрицательный квадрант диаграммы угла наклона.
В конкретных условиях испытаний, изменения давления ВТК могут быть использованы для обнаружения нарушения целостности картера на стороне картера (на грязной стороне). В частности, при прокручивании и разгоне двигателя и перед входом в «рабочий» режим (то есть при низком разрежении в коллекторе), можно рассчитать следующее: метрику спада, которая является сигналом давления, скорректированным с учетом любого сдвига датчика и интегрированным; метрику импульса давления, которая является расчетной амплитудой сигнала импульса давления. Условия испытания могут включать в себя одно или более из следующего: скорость движения транспортного средства ниже порогового значения (например, нулевая скорость движения транспортного средства), истечение минимального времени выдержки (например, около 1 минуты), превышение температурой окружающего воздуха порогового значения (например, выше 20°F), высота менее пороговой (например, ниже 8000 футов), не нахождение транспортного средства в режиме холостого хода - остановки или в режиме сброса частоты вращения, а также отсутствие индикации деградации датчика давления ВТК или датчика ДВК. При этом ожидается, что датчик давления ВТК в процессе прокрутки и разгона двигателя будет показывать разрежение в картере. Это разрежение является результатом того, что клапан ПВК переходит в открытое положение в результате увеличивающегося разрежения во впускном коллекторе при разгоне двигателя. Этот сигнал «спада» разрежения вместе с сигналом пульсации давления означает, что шланг свежего воздуха ПВК присоединен на грязной стороне, то есть стороне картера. Следовательно, диагностика требует, чтобы клапан ПВК фактически открылся в течение этого периода прокрутки и разгона. То есть ожидается, что клапан ПВК будет должным образом открываться при высоком разрежении в коллекторе и закрываться в условиях горячего угля и наддува. Тем не менее, в некоторых обстоятельствах клапан ПВК может не открыться достаточно для того, чтобы датчик давления ВТК мог обнаружить разрежение в картере. В таких обстоятельствах программа диагностики может интерпретировать сигнал о недостаточности разрежения как свидетельство отсоединения шланга свежего воздуха (ложное срабатывание контрольной лампы неисправности).
Таким образом, устройство контроля ПВК может устанавливать следующие диагностические коды. Первый диагностический код может быть установлен для индикации того, что цепь датчика давления картера дает показания вне допустимого диапазона и не работает так, как положено. Сдвиг может быть проверен перед прокруткой двигателя (при этом сдвиг датчика может превысить пороговое значение). Кроме того, датчик может считывать барометрическое давление при низких расходах воздуха (при этом показания датчика могут быть ниже порогового значения. Второй диагностический код может быть установлен для индикации того, что цепь датчика давления картера выдает показания низкого уровня. Третий диагностический код может быть установлен для индикации того, что цепь датчика давления картера выдает показания высокого уровня. Четвертый диагностический код может быть установлен для индикации того, что система вентиляции картера отсоединена. Эта четвертая диагностика может включать в себя один разовый тест, выполняемый при прокрутке и его разгоне для определения того, не отсоединен ли от картера (на грязной стороне) шланг подачи свежего воздуха ПВК. Кроме того, четвертая диагностика может включать в себя непрерывно выполняемый рабочий тест для определения того, не отсоединен ли шланг подачи свежего воздуха ПВК на впуске воздуха двигателя (на чистой стороне).
В зависимости от того, какой диагностический код установлен, контроллер может предпринимать различные управляющие действия. Например, различные управляющие действия могут быть выполнены в ответ на первый диагностический код и индикацию того, что цепь датчика давления картера дает показания вне допустимого диапазона и не работает так как положено в отличие от действий, которые могут быть выполнены контроллером в ответ на второй диагностический код и индикацию того, что цепь датчика давления картера выдает показания низкого уровня или в ответ на третий диагностический код и индикацию того, что цепь датчика давления картера выдает показания высокого уровня. Другим примером может служить то, что в ответ на четвертый диагностический код и индикацию того, что система вентиляции картера отсоединена (на чистой стороне), контроллер может ограничить наддув двигателя или выходной крутящий момент.
Один пример способа включает в себя: индикацию нарушения целостности системы вентиляции картера по интегральному значению фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера за период установившегося расхода воздуха через двигатель, сравниваемому с интегральным значением предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера за этот период. В вышеупомянутом примере индикация дополнительно или опционально может включать в себя индикацию нарушения целостности системы вентиляции картера вследствие отсоединения вентиляционной трубки картера на стороне впускного канала. В любом или всех вышеупомянутых примерах индикация дополнительно или опционально может основываться на отношении интегрального значения фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера за период установившегося расхода воздуха через двигатель к интегральному значению предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера, причем нарушение целостности системы вентиляции картера на стороне впускного канала индицируют в случае того, что указанное отношение меньше порогового значения. В любом или всех из вышеупомянутых примеров способ дополнительно или опционально также может включать в себя, в случае индикации, регулирование исполнительного устройства двигателя для ограничения мощности двигателя. В любом или всех из вышеупомянутых примеров период установившегося расхода воздуха через двигатель может дополнительно или опционально включать в себя период, когда установившийся расход воздуха через двигатель выше порогового расхода. В любом или всех из вышеупомянутых примеров указанный период может дополнительно или опционально зависеть от интегрального значения предполагаемого давления в вентиляционной трубке картера. В любом или всех из вышеупомянутых примерах период, зависящий от интегрального значения предполагаемого давления в вентиляционной трубке картера, может дополнительно или опционально включать в себя: сбор фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера до тех пор, пока интегральное значение предполагаемого давления в вентиляционной трубке картера не превысит порогового значения, и последующее прекращение сбора фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера. Любой или все из вышеперечисленных примеров способов дополнительно или опционально могут также включать в себя сравнение первого наклона каждого из собранных фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера со вторым наклоном соответствующего предполагаемого показания давления в вентиляционной трубке картера; и в случае, если направление первого наклона конкретного собранного фактического показания давления в вентиляционной трубке картера не совпадает с направлением второго наклона, отбраковку конкретного собранного фактического показания давления в вентиляционной трубке картера и не включение отбракованного показания в интегральное значение фактического давления в вентиляционной трубке картера. Любой или все из вышеупомянутых примеров способов также могут дополнительно или опционально включать в себя: оценивание установившегося расхода воздуха через двигатель при сборе каждого фактического показания давления в вентиляционной трубке картера; а в случае, если оцененный установившийся расход воздуха через двигатель ниже порогового расхода при сборе конкретного фактического показания давления в вентиляционной трубке картера, отбраковку конкретного собранного фактического показания давления в вентиляционной трубке картера и не включение отбракованного показания в интегральное значение фактического давления в вентиляционной трубке картера. В любом или всех вышеупомянутых примеров способов фактическое давление в вентиляционной трубке картера дополнительно или опционально может быть оценено одним из следующего: датчиком давления, датчиком расхода и трубкой Вентури, установленными в вентиляционной трубке картера, а предполагаемое давление в вентиляционной трубке картера может быть дополнительно или опционально оценено контроллером двигателя по расходу воздуха через двигатель.
Другой пример способа управления двигателем включает в себя следующее: в течение периода установившегося расхода воздуха через двигатель, сбор некоторого количества фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера с одновременной оценкой соответствующих предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера; и по истечении указанного периода, интегрирование и собранного некоторого количества фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера, и оцененных соответствующих предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера. Вышеуказанный пример способа может дополнительно или опционально также включать в себя индикацию отсоединения вентиляционной трубки картера, исходя из того, что отношение первого интегрального значения фактических показаний давления ко второму интегральному значению оцененных показаний давления меньше порогового значения. В любом или каждом вышеупомянутых примеров способов период может дополнительно или опционально соответствовать периоду, когда второе интегральное значение достигает порогового значения. Любой или все из вышеупомянутых примеров способов дополнительно или опционально могут также включать в себя: отбраковку одного или более из собранного некоторого количества фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера в ответ на то, что установившийся расход воздуха через двигатель меньше порогового значения в процессе сбора, или в ответ на то, что наклон собранного фактического показания давления в вентиляционной трубке картера не совпадает с наклоном соответствующего оцененного показания давления в вентиляционной трубке картера. В любом или всех вышеупомянутых примерах способов отбраковка дополнительно или опционально может включать в себя: исключение отбракованных показаний из интегрирования. В любом или всех вышеупомянутых примерах способа индикация дополнительно или опционально может включать в себя установку диагностического кода для указания на отсоединение вентиляционной трубки картера на первой стороне, где вентиляционная трубка связана с впускным каналом двигателя. Любой или все из вышеупомянутых примеров способа также могут дополнительно или опционально включать в себя ограничение наддува в ответ на индикацию.
В качестве другого примера, способ управления двигателем может включать в себя следующее: индикацию отсоединения вентиляционной трубки картера на первой стороне, исходя из интегрального значения фактических показания давления в вентиляционной трубке картера, собранных за первый период установившегося расхода воздуха через двигатель; и индикацию отсоединения вентиляционной трубки картера на второй, противоположной стороне, исходя из интегрального значения фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера, собранных за второй период прокрутки и разгона двигателя. В предшествующем примере первая сторона дополнительно или опционально является стороной, где вентиляционная трубка картера связана с впускным каналом, а вторая сторона дополнительно или опционально является стороной, где вентиляционная трубка картера связана с картером. В любом или всех вышеупомянутых примеров способов интегральное значение фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера, собранных за первый период установившегося расхода воздуха через двигатель дополнительно или опционально включает в себя первое интегральное изменение, которое включает в себя первый интегральный подъем давления в вентиляционной трубке картера, причем интегральное значение фактических показаний давления, собранных по второму периоду прокрутки и разгона двигателя, включает в себя второе интегральное изменение, которое включает в себя переходный спад. В любом или всех из вышеупомянутых примерах способов индикация отсоединения на первой стороне также дополнительно или опционально основана на интегральном значении предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера, соответствующих фактическим показаниям давления в вентиляционной трубке картера, собранным за первый период; причем индикация отсоединения на второй стороне также основана на интегральном значении предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера, соответствующим фактическим показаниям давления в вентиляционной трубке картера, собранным за второй период.
Таким образом, разместив датчик давления внутри вентиляционной трубки картера можно, отслеживать изменения давления и расхода воздуха через вентиляционную трубку, выполняя датчик в экономически эффективной компоновке. Коррелируя оцененные изменения давления в вентиляционной трубке с предполагаемыми значениями с последующим интегрированием фактических и предполагаемых значений, можно достоверно индицировать состояние системы картера по ее целостности. Сравнивая интегральное изменение фактических показаний давления с интегральным изменением предполагаемых показаний давления, можно надежно обнаруживать отсоединение ВТК на стороне системы впуска воздуха при пониженных расходах воздуха через двигатель и за более короткое время в цикле бортовой диагностики. Кроме того, используя характеристики интегрального давления в вентиляционной трубке картера и данные расхода в процессе прокрутки и работы двигателя, можно лучше отличать нарушения целостности, происходящие в системе вентиляции картера на стороне вентиляционной трубки, связанной с впускным каналом от нарушений целостности, происходящих на стороне вентиляционной трубки, связанной с картером.
Отметим, что включенные в настоящую заявку примеры алгоритмов управления и оценки могут использоваться с разнообразными конфигурациями систем двигателей и/или транспортных средств. Раскрытые в настоящей заявке способы и алгоритмы управления могут храниться в виде исполняемых инструкций в энергонезависимом запоминающем устройстве. Раскрытые в настоящей заявке конкретные алгоритмы могут представлять собой одну или любое количество стратегий обработки, таких как управляемые событиями, управляемые прерываниями, многозадачные, многопотоковые и т.д. Что подразумевает, что проиллюстрированные разнообразные действия, операции и/или функции могут выполняться в указанной последовательности, параллельно, а в некоторых случаях - могут опускаться. Точно так же указанный порядок обработки не обязательно требуется для достижения отличительных особенностей и преимуществ описываемых здесь вариантов осуществления изобретения, но служит для удобства иллюстрирования и описания. Одно или несколько из иллюстрируемых действий, операций и/или функций могут выполняться повторно в зависимости от конкретной применяемой стратегии. Кроме того, раскрытые действия операции и/или функции могут графически изображать код, программируемый в запоминающем устройстве машиночитаемой компьютерной среды хранения в системе управления двигателем.
Следует понимать, что раскрытые в настоящем описании конфигурации и алгоритмы по своей сути являются лишь примерами, и что конкретные варианты осуществления не несут ограничительной функции, ибо возможны разнообразные их модификации. Например, вышеизложенная технология может быть применена к двигателям со схемами расположения цилиндров V-6, I-4, I-6, V-12, в схеме с 4-мя оппозитными цилиндрами и в двигателях других типов. Предмет настоящего изобретения включает в себя все новые и неочевидные сочетания и производные сочетания различных систем и схем, а также других отличительных признаков, функций и/или свойств, раскрытых в настоящем описании.
В нижеследующей формуле изобретения, в частности, внимание сосредоточено на определенных сочетаниях компонентов и производных сочетаниях компонентов, которые считаются новыми и неочевидными. В таких пунктах формулы ссылка может быть сделана на элемент или «первый» элемент или на эквивалентный термин. Следует понимать, что такие пункты включают в себя один или более указанных элементов, не требуя, и не исключая двух или более таких элементов. Иные сочетания и производные сочетания раскрытых отличительных признаков, функций, элементов или свойств могут быть включены в формулу путем поправки имеющихся пунктов или путем представления новых пунктов формулы в настоящей или родственной заявке. Такие пункты формулы изобретения, независимо от того, являются они более широкими, более узкими, эквивалентными или отличающимися в отношении объема идеи исходной формулы изобретения, также считаются включенными в предмет настоящего изобретения.
1. Способ управления двигателем, включающий в себя:
индикацию нарушения целостности системы вентиляции картера по интегральному значению фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера за период неустановившегося расхода воздуха через двигатель, сравниваемому с интегральным значением предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера за этот период.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что индикация включает в себя индикацию нарушения целостности системы вентиляции картера вследствие отсоединения вентиляционной трубки картера на стороне впускного канала.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что индикация основана на отношении интегрального значения фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера за период установившегося расхода воздуха через двигатель к интегральному значению предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера, причем нарушение целостности системы вентиляции картера на стороне впускного канала индицируют в случае того, что указанное отношение меньше порогового значения.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что также включает в себя, в ответ на индикацию, регулирование исполнительного устройства двигателя для ограничения мощности двигателя.
5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что период неустановившегося расхода воздуха через двигатель включает в себя период, когда неустановившийся расход воздуха через двигатель выше порогового расхода.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что период зависит от интегрального значения предполагаемого давления в вентиляционной трубке картера.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что период, зависящий от интегрального значения предполагаемого давления в вентиляционной трубке картера включает в себя:
сбор фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера до тех пор, пока интегральное значение предполагаемого давления в вентиляционной трубке картера не превысит порогового значения, и последующее прекращение сбора фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что также включает в себя:
сравнение первого наклона каждого из собранных фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера со вторым наклоном соответствующего предполагаемого показания давления в вентиляционной трубке картера; и
в случае если направление первого наклона конкретного собранного фактического показания давления в вентиляционной трубке картера не совпадает с направлением второго наклона, отбраковку конкретного собранного фактического показания давления в вентиляционной трубке картера и не включение отбракованного показания в интегральное значение фактического давления в вентиляционной трубке картера.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что также включает в себя:
оценивание неустановившегося расхода воздуха через двигатель при сборе каждого фактического показания давления в вентиляционной трубке картера; и
в случае если оцененный неустановившийся расход воздуха через двигатель ниже порогового расхода при сборе конкретного фактического показания давления в вентиляционной трубке картера, отбраковку конкретного собранного фактического показания давления в вентиляционной трубке картера и не включение отбракованного показания в интегральное значение фактического давления в вентиляционной трубке картера.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что фактическое давление в вентиляционной трубке картера оценивают одним из следующего: датчиком давления, датчиком расхода и трубкой Вентури, установленными в вентиляционной трубке картера, а предполагаемое давление в вентиляционной трубке картера оценивают контроллером двигателя по расходу воздуха через двигатель.
11. Способ управления двигателем, включающий в себя:
в течение периода неустановившегося расхода воздуха через двигатель,
сбор некоторого количества фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера с одновременной оценкой соответствующих предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера; и
по истечении указанного периода,
интегрирование каждого из собранного некоторого количества фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера и оцененных соответствующих предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера; и
индикацию отсоединения вентиляционной трубки картера, исходя из того, что отношение первого интегрального значения фактических показаний давления ко второму интегральному значению оцененных показаний давления меньше порогового значения.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что период соответствует периоду, когда второе интегральное значение достигает порогового значения.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что также включает в себя:
отбраковку одного или более из собранного некоторого количества фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера в ответ на то, что неустановившийся расход воздуха через двигатель меньше порогового расхода воздуха в процессе сбора, или в ответ на то, что наклон собранного фактического показания давления в вентиляционной трубке картера не совпадает с наклоном соответствующего оцененного показания давления в вентиляционной трубке картера.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что отбраковка включает в себя исключение отбракованных показаний из интегрирования.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что индикация включает в себя установку диагностического кода для индикации отсоединения вентиляционной трубки картера на первой стороне, где вентиляционная трубка связана с впускным каналом двигателя.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что также включает в себя ограничение наддува двигателя в ответ на индикацию.
17. Способ управления двигателем, включающий в себя:
индикацию отсоединения вентиляционной трубки картера на первой стороне, исходя из интегрального значения фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера, собранных за первый период неустановившегося расхода воздуха через двигатель; и
индикацию отсоединения вентиляционной трубки картера на второй, противоположной стороне, исходя из интегрального значения фактических показаний давления, собранных за второй период прокрутки и разгона двигателя.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что первая сторона является стороной, где вентиляционная трубка картера связана с впускным каналом, а вторая сторона является стороной, где вентиляционная трубка картера связана с картером.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что интегральное значение фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера, собранных за первый период установившегося расхода воздуха через двигатель включает в себя первое интегральное изменение, которое включает в себя первый интегральный подъем давления в вентиляционной трубке картера, причем интегральное значение фактических показаний давления в вентиляционной трубке картера, собранных за второй период прокрутки и разгона двигателя включает в себя второе интегральное изменение, которое включает в себя переходный спад.
20. Способ по п. 17, отличающийся тем, что индикация отсоединения на первой стороне также основана на интегральном значении предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера, соответствующих фактическим показаниям давления в вентиляционной трубке картера, собранным за первый период; причем индикация отсоединения на второй стороне также основана на интегральном значении предполагаемых показаний давления в вентиляционной трубке картера, соответствующих фактическим показаниям давления в вентиляционной трубке картера, собранным за второй период.
