Система рециркуляции отработавших газов

Изобретение относится к машиностроению. Система рециркуляции отработавших газов для двигателя (2) автомобильного транспортного средства (1) содержит канал рециркуляции отработавших газов, соединяющий отверстие для выпуска отработавших газов с отверстием (9) для впуска воздуха двигателя (2). Клапан (6) рециркуляции отработавших газов содержит электрический привод, установленный на корпусе клапана (6), и заслонку, выполненную с возможностью приведения в движение электрическим приводом для управления потоком отработавших газов через канал рециркуляции отработавших газов. Электронный контроллер (20) предназначен для управления открытием и закрытием заслонки клапана рециркуляции отработавших газов во время нормальной работы двигателя (2) и для управления клапаном (6) рециркуляции отработавших газов для осуществления по меньшей мере одной операции очистки клапана (6) для удаления отложений из клапана (6), когда двигатель (2) не работает. Электронный контроллер (20) дополнительно выполнен с возможностью задержки выполнения по меньшей мере одной операции очистки клапана (6), следующей за остановкой двигателя, для обеспечения возможности охлаждения клапана (6). Также раскрыты автомобильное транспортное средство и способ очистки клапана рециркуляции отработавших газов. Технический результат заключается в уменьшении вероятности заклинивания клапанного элемента. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе рециркуляции отработавших газов для двигателя автомобильного транспортного средства и в частности к устройству и способу уменьшения неисправностей в работе клапана рециркуляции отработавших газов, образующего часть системы.

Уровень техники и раскрытие изобретения

Существенные неисправности возникают в работе клапанов рециркуляции отработавших газов (РОГ), приводящие к затратам на гарантийный ремонт и неудовлетворенности потребителей.

Причиной таких неисправностей в работе обычно является клапан РОГ, который не может открыться из своего закрытого положения из-за накопленных отложений продуктов горения в клапане. Такой вид неисправности в работе обычно возникает, когда двигатель запускают из холодного состояния. Если система управления, используемая для управления открытием и закрытием клапана РОГ, пытается открыть клапан РОГ после того, как двигатель был запущен из холодного состояния, и клапан заклинивает, тогда клапан не откроется или будет открываться медленно, и в любом случае будет сгенерирован код ошибки, указывающий на неисправность в работе клапана РОГ.

Отложения в основном представляют собой продукты горения, в первую очередь сажу и углеводород, которые конденсируются и наращиваются на штоке клапана во время охлаждения двигателя и затем затвердевают по мере своего охлаждения. Когда клапан горячий, эти отложения мягкие и клапан можно открыть или закрыть нормально. Однако, к тому моменту, когда клапан существенно нагревается после запуска двигателя для смягчения отложений, неисправность в работе клапана РОГ уже происходит, обнаруживается и осуществляется его индикация.

Для решения этой проблемы ранее было предложено, например, в публикации патента США 2009/0164106, осуществление цикла очистки моментально после остановки двигателя. Цикл очистки обычно включает продувку клапана в течение всего диапазона движения несколько раз, обычно три раза. Хотя эта мера уменьшает заклинивание из-за формирования отложений, она не полностью эффективна и неисправности в работе клапана РОГ все еще будет часто происходить.

Целью настоящего изобретения является обеспечение системы и способа рециркуляции отработавших газов для уменьшения вероятности возникновения неисправности в работе клапана РОГ из-за заклинивания клапанного элемента при запуске двигателя из холодного состояния.

В соответствии с первым объектом изобретения представлена система рециркуляции отработавших газов для двигателя автомобильного транспортного средства, содержащая канал рециркуляции отработавших газов, соединяющий отверстие для выпуска отработавших газов с отверстием для впуска воздуха двигателя, клапан рециркуляции отработавших газов, содержащий электрический привод, установленный на корпусе клапана, и заслонку, выполненную с возможностью приведения в движение электрическим приводом для управления потоком отработавших газов через канал рециркуляции отработавших газов, и электронный контролер для управления открытием и закрытием заслонки клапана рециркуляции отработавших газов во время нормальной работы двигателя и для управления клапаном рециркуляции отработавших газов для осуществления по меньшей мере одной операции очистки клапана для удаления отложений из клапана, когда двигатель не работает, при этом электронный контроллер дополнительно выполнен с возможностью задержки выполнения по меньшей мере одной операции очистки клапана, следующей за остановкой двигателя, для обеспечения возможности охлаждения клапана.

Электронный контроллер может быть выполнен с возможностью перехода в спящий режим во время задержки между остановкой двигателя и началом операции очистки.

Электронный контроллер может содержать таймер для определения задержки между остановкой двигателя и началом операции очистки.

Длительность задержки может быть основана на сравнении выходного значения таймера с заранее заданным пределом времени.

Система рециркуляции отработавших газов может дополнительно содержать датчик температуры, выполненный с возможностью передачи результата измерения температуры в электронный контролер, при этом результат измерения указывает на температуру клапана рециркуляции отработавших газов, и длительность задержки между остановкой двигателя и началом операции очистки может быть основана на сравнения измеренной температуры с заранее заданным пределом температуры.

Электронный контроллер может содержать модель прогнозируемого отношения между температурой и временем для клапана рециркуляции отработавших газов, и длительность задержки между остановкой двигателя и началом операции очистки может быть основана на сравнении прогнозируемой температуры с заранее заданным пределом температуры.

Может быть предусмотрено две или более операций очистки и электронный контроллер может быть выполнен с возможностью перехода в спящий режим во время первой задержки между остановкой двигателя и началом первой из операций очистки и может быть дополнительно выполнен с возможностью перехода в спящий режим во время соответствующих периодов задержки между последующими операциями очистки.

В соответствии со вторым объектом изобретения представлено автомобильное транспортное средство, содержащее двигатель, по меньшей мере один аккумулятор, человеко-машинный интерфейс для выборочных запуска и остановки двигателя, и систему рециркуляции отработавших газов, выполненную в соответствии с указанным первым объектом изобретения.

Очистка клапана рециркуляции отработавших газов может быть разрешена только, если состояние заряда аккумулятора превышает заранее заданное состояние предельного заряда.

В соответствии с третьим объектом изобретения представлен способ очистки клапана рециркуляции отработавших газов, содержащего электрический привод, установленный на корпусе клапана, и заслонку, выполненную с возможностью приведения в движения электрическим приводом, способ включает в себя задержку очистки клапана рециркуляции отработавших газов после остановки двигателя для обеспечения возможности охлаждения клапана для уменьшения вероятности того, что отложения повторно сформируются на клапане после того, как операция очистки будет завершена.

Способ может дополнительно включать в себя перевод электронного контроллера, используемого для управления работой клапана рециркуляции отработавших газов, в спящий режим во время задержки между остановкой двигателя и началом операции очистки для уменьшения потребления электроэнергии электронным контроллером.

Способ может дополнительно включать в себя использование сравнения выходного значения таймера с заранее заданным пределом времени для определения длительности задержки.

Длительность задержки может быть основана на сравнения измеренной температуры клапана рециркуляции отработавших газов с заранее заданным пределом температуры.

Длительность задержки может быть основана на сравнении прогнозируемой температуры клапана рециркуляции отработавших газов с заранее заданным пределом температуры.

Способ может включать в себя использование двух или более операций очистки для очистки клапана рециркуляции отработавших газов, при этом электронный контроллер, используемый для управления клапаном рециркуляции отработавших газов, может быть переведен в спящий режим во время задержки между остановкой двигателя и началом первой из операций очистки, и электронный контроллер может быть также переведено в спящий режим во время соответствующих периодов задержки между последующими операциями очистки.

Краткое описание чертежей

Конкретные примеры осуществления изобретения будут описано дальше со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлено следующее:

на фиг. 1 показана схематичная диаграмма автомобильного транспортного средства в соответствии со вторым объектом изобретения, содержащего систему рециркуляции отработавших газов в соответствии с первым объектом изобретения;

на фиг. 2а представлена диаграмма клапан рециркуляции отработавших газов для использования в системе рециркуляции отработавших газов, показанной на фиг. 1, на которой представлена заслонка клапана рециркуляции отработавших газов в закрытом положении;

на фиг. 2b показана диаграмма, аналогичная показанной на фиг. 2а, где заслонка показана в частично открытом положении;

на фиг. 3a показана блок-схема первого варианта осуществления способа очистки клапана рециркуляции отработавших газов, содержащего подвижную заслонку, для уменьшения неисправности в работе клапана рециркуляции отработавших газов в соответствии с третьим объектом изобретения;

на фиг. 3b показан первый алгоритм для использования в способе, показанном на фиг. 3a, для задержки начала операции очистки клапанного элемента;

на фиг. 3c показан альтернативный алгоритм для использования в способе, показанном на фиг. 3a, для задержки начала операции очистки клапанного элемента;

на фиг. 4 показана блок-схема в соответствии со вторым вариантом осуществления способа очистки клапана рециркуляции отработавших газов, содержащего подвижную заслонку, для уменьшения неисправности в работе клапана рециркуляции отработавших газов в соответствии с третьим объектом изобретения;

на фиг. 5 показана блок-схема третьего варианта осуществления способа очистки клапана рециркуляции отработавших газов, содержащего подвижную заслонку, для уменьшения неисправности в работе клапана рециркуляции отработавших газов в соответствии с третьим объектом изобретения; и

на фиг. 6 показана блок-схема четвертого варианта осуществления способа очистки клапана рециркуляции отработавших газов, содержащего подвижную заслонку, для уменьшения неисправности в работе клапана рециркуляции отработавших газов в соответствии с третьим объектом изобретения.

Осуществление изобретения

Со ссылкой на фиг. 1-2b показано автомобильное транспортное средство 1, содержащее двигатель в форме дизельного двигателя 2, выполненного для подачи отработавших газов через выпускной канал 3 на турбонагнетатель 8. Турбонагнетатель 8 содержит турбину 8t, запускаемую отработавшими газами из двигателя 2, и компрессор 8с, запускаемый турбиной 8t. Отработавшие газы, прошедшие через турбину 8t, выходят из автомобильного транспортного средства 1 через систему 12 выпуска отработавших газов, которая обычно включает одно или более устройств дополнительной обработки отработавших газов (не показаны).

Воздух окружающей среды поступает в систему подачи воздуха для двигателя 2 через отверстие 9 для впуска воздуха, сжимается компрессором 8с и подается на компонент для впуска воздуха, такой как впускной коллектор 7 через трубку 9с.

Отработавшие газы рециркулируют из выпускного отверстия 3 двигателя во впускной коллектор 7 через систему рециркуляции отработавших газов. Система рециркуляции отработавших газов содержит устройство 5 охлаждения отработавших газов, клапан 6 рециркуляции отработавших газов, путь течения рециркуляции отработавших газов и электронный контроллер 20. Впускной коллектор 7 может содержать дроссельную заслонку (не показана) или может быть обеспечен отдельный корпус дросселя.

Путь потока рециркуляции отработавших газов содержит первую трубку 4а, выполненную с возможностью вывода отработавших газов из, в случае, описанном в настоящем примере, выходного канала 3 двигателя в положении выше по потоку турбины 8t и подачи их в устройство 5 охлаждения отработавших газов, вторую трубку 4b, выполненную с возможностью передачи охлажденных отработавших газов из устройства 5 охлаждения отработавших газов во впускное отверстие клапана 6 рециркуляции отработавших газов, и третью трубку 4с, выполненную с возможностью передачи отработавших газов из выпускного отверстия клапана 6 рециркуляции отработавших газов во впускной коллектор 7.

Человеко-машинный интерфейс (ЧМИ) в форме выключателя 10 зажигания предусмотрен для обеспечения запуска и остановки двигателя 2 пользователем автомобильного транспортного средства 1.

Очевидно, что различные устройства могут быть использованы для включения и выключения двигателя и что изобретение не ограничено использованием выключателя зажигания. Когда ЧМИ 10 работает таким образом, чтобы запустить двигатель 2 и перевести его в рабочее состояние, это известно как событие «включения», и когда ЧМИ 10 работает таким образом, чтобы остановить двигатель 2 и перевести его в нерабочее или остановленное состояние, это известно как состояние «выключения».

Когда возникает событие включения, электронный контроллер 20 активируется и переходит в активное состояние и, когда происходит событие выключения, электронный контроллер 20 помещается в спящее состояние или спящий режим для уменьшения потребления электроэнергии от аккумулятора 30, в то время как двигатель 2 не работает. В спящем состоянии большая часть функциональности электронного контроллера выключена и только необходимая функциональность, требуемая для спящего состояния, остается активной.

Клапан 6 рециркуляции отработавших газов содержит электрический привод, такой как соленоид 13, установленный на корпусе 14 клапана 14, и заслонку 6V, приводимую в движение соленоидом 13.

Корпус 14 клапана определяет камеру клапана, содержащую впускное отверстие, соединенное со второй трубкой 4b, и выпускное отверстие, соединенное с третьей трубкой 4с. Управление потоком отработавших газов через корпус 14 клапана осуществляется заслонкой 6V. Заслонка 6V содержит шток 15 клапана и клапанный элемент 16, установленный на одном конце штока 15 клапана. Клапанный элемент 16 выполнен с возможностью взаимодействия с выпускным окном 19 для управления потоком отработавших газов, проходящих через клапан 6 рециркуляции отработавших газов в ответ на сигнал управления, подаваемый на соленоид 13 с электронного контроллера 20. Очевидно, что запуск соленоида 13 может быть осуществлен через источник питания, управление которым осуществляется электронным контроллером 20, и таким образом электронный контроллер 20 не обязательно должен напрямую подавать необходимую электрическую мощность на соленоид.

Шток 15 клапана соединен с соленоидом 13 и перемещается аксиально в ответ на приложение магнитного колебания, обеспечиваемого соленоидом 13 в ответ на действие пружины (не показана), как хорошо известно из уровня техники. Примеры таких клапанов рециркуляции отработавших газов хорошо известны из уровня техники и настоящее изобретение не ограничено клапаном рециркуляции отработавших газов, показанным и описанным в настоящем описании. Например, в патенте США 4,130,094 и корейской публикации заявки на патент 201401469, не являющимися ограничениями, раскрыты похожие виды клапана рециркуляции отработавших газов, который может быть очищен с использованием способов в соответствии с настоящим описанием.

Когда клапанный элемент 16 перемещается от выпускного окна 19 отработавшие газы могут протекать через клапан 6 рециркуляции отработавших газов от второй трубки 4b к третьей трубке 4с и, когда клапанный элемент 16 полностью соединен с выпускным окном 19, отработавшие газы не могут протекать через клапан 6 рециркуляции отработавших газов от второй трубки 4b к третьей трубке 4с. Смещение клапанного элемента 16 относительно выпускного окна 19 таким образом используется для управления количеством потока рециркуляции отработавших газов из выпускного канала 3 во входной коллектор 7.

Направляющая 17 предусмотрена в этом случае для штока 15 клапана для поддержания аксиального перемещения штока 15 клапана, а также для действия в качестве скребка, как будет подробно описано далее.

Датчик 21 температуры, показанный на фиг. 1-2b, предназначенный для измерения температуры клапана 6 рециркуляции отработавших газов и в частности температуры в области клапанного элемента 16 и штока 15 клапана. Очевидно, что изобретение не ограничено использованием датчика температуры и что для некоторых вариантов осуществления не требуется датчика температуры. Также очевидно, что могут быть использованы альтернативные способы измерения температуры, в частности такие как измерение температуры окружающей среды, измерение температуры корпуса 14 клапана или непосредственное измерение температуры штока 15 клапана, и что моделирование температуры может быть использовано для прогнозирования температуры компонента.

На фиг. 2а показан клапанный элемент 16 в полностью закрытом положении и отложения 18 горения показаны на штоке 15 клапана образующими мост между клапанным элементом 16 и корпусом 14 клапана. Такие отложения часто приводят к неисправности в работе клапана 6 рециркуляции отработавших газов, если они не удалены, потому что они вызывают заклинивание клапанный элемент 16 в полностью закрытом положении или предотвращают свободное перемещение штока 15 клапана, если они остаются на месте, когда клапан 6 рециркуляции отработавших газов охлаждается.

На фиг. 2b показаны шток 15 клапана и клапанный элемент 16 при температуре, когда любые отложения 18 еще достаточно мягкие, чтобы их можно было легко удалить. Клапанный элемент 16 перемещен в результате части задержанной операции или цикла очистки в частично открытое положение, таким образом разрушая связь между клапанным элементом 16 и корпусом 14 клапана и вызывая возникновение контакта отложений 18 горения на штоке 15 клапана с направляющей 17. Направляющая 17 в этом случае действует как скребок для удаления отложений 18, которые наросли на штоке 15 клапана, что в противном случае ограничило бы движение штока 15 клапана во время нормального использования, таким образом вызывая возникновение неисправности в работе клапана 6 рециркуляции отработавших газов.

Работа системы рециркуляции отработавших газов при нормальном использовании обычная и не описана детально, только стоит упомянуть, что количество потока рециркуляции отработавших газов варьируется при использовании клапана 6 рециркуляции отработавших газов в ответ на сигналы управления от электронного контроллера 20.

Когда происходит событие выключения, электронный контроллер 20 переводится в спящий режим для уменьшения потребления электроэнергии электронным контроллером 20.

Затем после истечения периода времени электронный контроллер 20 выходит из спящего режима и цикл очистки клапана рециркуляции отработавших газов осуществляются электронным контроллером 20.

Цикл очистки состоит из по меньшей мере одной, а обычно двух или трех операций клапана 6 рециркуляции отработавших газов. Таким образом, управление соленоидом 13 осуществляется электронным контроллером 20 для открытия и закрытия клапана 6 рециркуляции отработавших газов несколько раз для удаления отложений горения из штока 15 клапана и клапанного элемента 16 за счет инициации возвратно-поступательного перемещения штока 15 клапана, как указано двусторонней стрелкой 'd' на фиг. 2b.

Период времени, выбранный для задержки очистки с момента события выключения, такой, что любые отложения еще достаточно мягкие для того, чтобы их можно было удалить, но охлаждение клапана 6 рециркуляции отработавших газов такое, что вероятность нового формирования отложений на штоке 15 клапана или нового образования связи клапанного элемента 16 с корпусом 14 клапана значительно уменьшается. Очевидно, что по мере охлаждения отложений, они затвердевают и их затем сложнее удалить, и что при температуре окружающей среды часто необходима большая сила для применения соленоидом 13 для удаления отложений. В частности, такое происходит, если в результате формирования этих отложений происходит образование связи клапанного элемента 16 с корпусом 14 клапана. Применение такой большой силы создаст напряжение на электрических компонентах из-за требуемого высокого тока и в сложных случаях накопления отложений необходимая сила может быть больше, чем обеспечиваемая соленоидом 13.

Период времени может быть заранее заданной задержкой времени от времени, когда происходит событие выключения. В таком случае таймер (не показан) запускается, когда происходит событие выключения и, когда таймер останавливается, электронный контроллер выходит из спящего режима 20 и начинается цикл очистки. Очевидно, что таймер может считать на увеличение или на уменьшение до нуля.

В альтернативном варианте осуществления изобретения период времени может быть основан на температуре ключевого компонента клапана 6 рециркуляции отработавших газов или любой другой температуре, которая обеспечивает индикацию прогнозируемого состояния отложений. Таким образом обеспечивается индикация того, когда легко удалить отложения и их повторное формирование маловероятно. В таком случае датчик температуры, такой как датчик 21 температуры, может быть использован для обеспечения измерения температуры и измеренную температуры сравнивают с заранее заданным пределом. Когда датчик 21 температуры обнаруживает температуру, равную или ниже заранее заданного предела, электронный контроллер 20 выходит из спящего режима и начинается цикл очистки. В альтернативном варианте осуществления изобретения температура ключевого компонента может быть смоделирована и смоделированная температура может быть использована для сравнения с пределом.

В обоих случаях после осуществления цикла очистки электронный контроллер переводится в спящий режим для уменьшения потребления электроэнергии электронным контроллером 20.

В некоторых вариантах осуществления изобретения проводят более одного цикла очистки и в таком варианте осуществления предусмотрен период времени, который должен истечь перед каждым циклом очистки и во время которого электронный контроллер 20 переводится в спящий режим.

В других вариантах осуществления изобретения очистка клапана 6 рециркуляции отработавших газов может быть ограничена или невозможна, если состояние заряда аккумулятора 30 ниже заранее заданного уровня.

Таким образом, в целом за счет задержки очистки клапана рециркуляции отработавших газов до истечения периода времени, но когда отложения еще достаточно мягкие для их легкого удаления, менее вероятно, что отложения сформируются повторно после очистки клапана и риск возникновения неисправности в работе клапан рециркуляции отработавших газов значительно уменьшается по сравнению со способом очистки, когда очистка возникает немедленно после того, как двигатель останавливается, когда отложения еще горячие и вероятно повторное формирование отложений на штоке клапана и клапанном элементе после очистки.

Однако, очевидно, что очистка клапана рециркуляции отработавших газов немедленно после получения события выключения может быть использована в комбинации с отложенным способом очистки, предложенным в настоящем изобретении.

Со ссылкой на фиг. 3a-3c показан первый вариант осуществления способа очистки клапана рециркуляции отработавших газов, такого как клапан 6 рециркуляции отработавших газов. Сначала запускается двигателя автомобильного транспортного средства, как обозначено стадией 99, и способ начинается на стадии 100, когда происходит проверка того, произошло ли событие выключения.

Если событие выключения не произошло, способ переходит по кругу между стадиями 100 и 99 при работающем двигателе. Однако, если на стадии 100 обнаружено, что произошло событие выключения, способ переходит на стадию 110, где электронный контроллер, используемый для управления работой клапана рециркуляции отработавших газов, переводится в спящий режим или спящее состояние. Способ затем переходит со стадии 110 на стадию 130, когда проходит период времени, обозначенный на фиг. 3a как «Задержка».

Функция «Задержки» обеспечивает охлаждение клапана рециркуляции отработавших газов и в частности подвижной заслонки клапана рециркуляции отработавших газов из своей нормальной рабочей температуры до температуры, когда любые отложения на клапане еще существенно мягкие, чтобы они могли быть легко удалены, до достаточно холодные, чтобы повторное формирование клапана после очистки было маловероятно.

Когда истекает период времени, способ переходит на стадию 140, на которой осуществляют операцию или цикл очистки клапана для удаления любых отложений, которые формируются на клапане. Очевидно, что во время использования горячие отработавшие газы, включающие продукты горения, протекают через клапан рециркуляции отработавших газов, и что некоторые из этих продуктов горения останутся на клапане.

Цикл очистки обычно включает в себя по меньшей мере одно открытие и закрытие заслонки клапана рециркуляции отработавших газов для разрушения любых связей между клапанным элементом клапана и корпусом клапана и для соскабливая любых отложений на штоке клапана. В этом случае одного варианта осуществления изобретения используют три цикла открытия и закрытия клапана для каждой операции очистки.

После завершения очистки клапана рециркуляции отработавших газов способ переходит со стадии 140 на стадию 160, на которой электронный контроллер снова переводится в спящий режим.

Способ затем переходит со стадии 160 на стадию 170 для проверки, произошло ли событие включения и, если событие включения не произошло, способ возвращается на стадию 160 для поддержания электронного контроллера в спящем режиме. Однако, если произошло событие включения, способ переходит на стадию 175, на которой электронный контроллер выходит из спящего режима, и затем на стадию 99, на которой двигатель снова работает после запуска на стадии 178.

На фиг. 3d показан один подход к обеспечению «Задержки», указанной на стадии 130, при котором таймер используется для обеспечения «Задержки».

На стадии 131 запускается таймер, когда событие выключения происходит таким образом, что на стадии 133 таймер запускается и, в этом случае отсчитывает значения на увеличение. На стадии 135а проверяется, произошло ли событие включения и, если произошло, то «Задержка» отменяется и способ возвращается на стадию 175 к основному способу, показанному на фиг. 3a, как показано на стадии 135b.

Однако, если на стадии 135а обнаруживается, что событие включения не произошло, способ переходит на стадию 137, на которой происходит проверка того, больше или равно текущее истекшее время (t), указанное таймером, временному пределу (tLimit).

Если на стадии 137 обнаружено, что текущее истекшее время (t) не больше или равно временному пределу (tLimit), способ переходит на стадию 133 и таймер продолжает работать. Однако, если на стадии 137 обнаружено, что текущее истекшее время (t) больше, чем временной предел (tLimit), способ возвращается обратно на стадию 140 основного способа через стадию 139.

Очевидно, что временно предел (tLimit) установлен для обеспечения существенного охлаждения клапана рециркуляции отработавших газов для осуществления операции очистки, в то время как любые отложения еще достаточно мягкие, чтобы обеспечить их легкое удаление, но достаточно холодные, чтобы повторно формироваться на клапане.

Предел (tLimit) времени в некоторых вариантах осуществления изобретения представляет собой фиксированный период времени и в других вариантах осуществления изобретения корректируется для учета других факторов, которые влияют на охлаждение клапана рециркуляции отработавших газов. В частности, если температура окружающей среды очень низкая, охлаждение клапана рециркуляции отработавших газов вероятно будет проходить быстрее, чем если температура окружающей среды высокая, и таким образом соотношение между температурой окружающей среды и необходимым временем охлаждения может быть использовано для корректировки необходимого предела (tLimit) времени. Отношение между температурой окружающей среды и tLimit может быть обеспечено с помощью алгоритма или справочной таблицы или другим подходящим способом.

Очевидно, что таймер может считать на уменьшение и логика на стадии 137 может быть изменена таким образом, чтобы, когда таймер достигает нуля, способ возвращался на стадию 140 со стадии 137.

На фиг. 3c показан второй подход для обеспечения «Задержки», указанной на стадии 130, при котором для обеспечения «Задержки» используется температура.

На стадии 130а начинается «Задержка», когда происходит событие выключения, вызывающее переход электронного контроллера в спящий режим. В случае настоящего примера осуществляют постоянный мониторинг температуры клапана рециркуляции отработавших газов датчиком 21 температуры, расположенным рядом с заслонкой 6V клапана рециркуляции отработавших газов.

На стадии 134а происходит проверка, произошло ли событие включения, и если да, то «Задержка» отменяется и способ возвращается на стадию 275 основного способа, показанного на фиг. 3a, как указано на стадии 134b.

Однако, если событие включения не произошло, способ переходит на стадию 136, на которой проверяется, больше ли текущая измеренная температура (Temp Т), чем заранее заданный предел температуры (TLimit). Если текущая температура (Temp Т) больше, чем предел температуры (TLimit), то способ возвращается на стадию 132 и продолжается измерение температуры клапана рециркуляции отработавших газов. Однако, если при проверке на стадии 136 текущая температура (Temp Т) больше не больше, чем предел температуры (TLimit), способ возвращается через стадию 138 на стадию 140 основного способа и осуществляется очистка клапана рециркуляции отработавших газов.

В случае этого примера температурный предел TLimit установлен таким, что выше температурного предела TLimit клапан рециркуляции отработавших газов недостаточно охлажден для существенного уменьшения риска повторного формирования отложений после очистки клапана рециркуляции отработавших газов. Температурный предел TLimit однако достаточно высокий, чтобы можно было легко удалить любые отложения и чтобы отложения не затвердевали, затрудняя их или требуя избыточную силу электрического привода клапана рециркуляции отработавших газов.

Однако, в соответствии с одним первый вариантом осуществления изобретения один задержанный цикл очистки осуществляется, когда клапан рециркуляции отработавших газов достаточно охлажден для существенного снижения риска повторного формирования отложений после осуществления цикла очистки, но до отверждения любых отложений и того, как их становится тяжело удалить.

Со ссылкой на фиг. 4 показан второй вариант осуществления способа очистки клапана рециркуляции отработавших газов, который по многим аспектам аналогичен способу, ранее описанному со ссылками на фиг. 3a-3c.

Как и ранее, на стадии 99 двигатель работает и на стадии 200 определяется, произошло ли событие выключения. Если событие выключения произошло, электронный контроллер, используемый для управления работой клапаном рециркуляции отработавших газов, переходит в спящий режим на стадии 210, в противном случае двигатель продолжает работу. Однако, в случае этого второго варианта осуществления изобретения осуществляется более одного задержанного цикла очистки и счетчик обнуляется. В этом случае счетчик обнуляется на стадии 210, но отдельная стадия может быть использована для установки счетчика.

Способ затем проходит через стадии 230 и 240, на которых осуществляются процессы, ранее описанные по отношению к стадиям 130 и 140. Способ определения «Задержки», указанный на стадии 230, может быть таким же, как указанный на стадии 130 и ранее подробно описанный со ссылками на фиг. 3b и 3c.

После завершения первого цикла очистки способ переходит со стадии 240 на стадию 250, на которой значение счетчика увеличивается на один (N=N+1).

Способ затем переходит на стадию 260, на которой электронный контроллер помещается в спящий режим, и на стадию 270, на которой проверяют, происходит ли событие включения.

Как и раньше, если произошло событие включения, стадия переходит на стадию 99 через стадии 275 и 278, на которых электронный контроллер выходит из спящего режима в полностью активное состояние и двигатель запускается.

Если проверка на стадии 270 не обнаруживает, что произошло событие включения, способ переходит на стадию 280 для сравнения значения счетчика (N) с заранее заданным значением (Nmax).

Если значение счетчика больше или равно заранее заданному значению NMax, то способ возвращается на стадию 260 и больше не будет осуществляться циклов очистки. Однако, если значение счетчика меньше, чем заранее заданное значение NMax, способ переходит на стадию 230, на которой дополнительная «Задержка» начинается до дальнейшего проведения цикла очистки на стадии 250. Например, если два цикла очистки должны быть осуществлены, тогда NMax устанавливается равным 2, так чтобы после проведения требуемых двух циклов очистки, не происходило дополнительной очистки и способ переходит на циклический переход между стадиями 260, 270 и 280 до того, как происходит событие включения.

Очевидно, что в этом случае установка «Задержка» для первого цикла очистки может быть установлена на другое значение, чем используемое для второго цикла очистки. Таким образом, «Задержка», используемая первый раз при осуществлении стадии 230, может отличаться от «Задержки», используемой второй или любой последующий раз при осуществлении стадии 230. Как и раньше, «Задержка» может представлять собой временную задержку, основанную на расчете истекшего времени или на измерении или оценке температуры клапана рециркуляции отработавших газов.

Со ссылкой на фиг. 5 показан третий вариант осуществления способа очистки клапана рециркуляции отработавших газов, который по многим аспектам аналогичен способу, ранее описанному со ссылками на фиг. 4, а стадии 99, 300, 310, 330, 330, 340, 350, 360, 370, 375 и 378 имеют такую же функциональность, как и стадии 99, 200, 210, 230, 230, 240, 250, 260, 260, 270, 275 и 278, показанные и описанные со ссылками на фиг. 4.

Основная разница между этим вариантом осуществления изобретения и ранее описанным вариантом осуществления изобретения заключается в том, что состоянии заряда аккумулятора учитывается при принятии решения о проведении цикла очистки. Очевидно, что при необходимости этот фактор состояния заряда может также быть использован в случае первого варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 3a.

Как показано на фиг. 5, со стадии 380 при необходимости проведения дополнительного цикла очистки способ переходит на стадию 390 для проверки, является ли состояние заряда (СЗ) аккумулятора аккумулятор 30 выше заранее заданного предела (СЗMin). Если текущее состояние заряда (СЗ) выше, чем предел (СЗMin) состояния заряда, способ возвращается на стадию 330 и начинается дополнительная «Задержка» и цикл очистки и, если текущее состояние заряда (СЗ) не выше (СЗMin) состояния заряда, способ возвращается на стадию 360 и электронный контроллер переводится в спящий режим.

Эта проверка состояния аккумулятора особенно значима, если осуществлено более одного цикла очистки, потому что важно, чтобы оставалось достаточно заряда аккумулятора для перезапуска двигателя и работы основных электрических и электронных компонентов системы автомобильного транспортного средства, когда перезапускается двигатель.

Со ссылкой на фиг. 6 показан следующий вариант осуществления способа, который по многим аспектам аналогичен способу, ранее описанному со ссылками на фиг. 3a-3c, и для которого стадии с такой же функциональностью, как показанные на фиг. 3a, имеют такую же позицию обозначения с добавлением 300. Единственный существенным отличием между этим вариантом осуществления и вариантом осуществления, показанным на фиг. 3a-3c, является то, что стадия 405 этого способа, показанная на фиг. 6, представлена между стадиями 400 и 410 на фиг. 6.

Когда двигатель остановлен из-за возникновения события остановки, очистка клапана проводится моментально, в то время как клапан рециркуляции отработавших газов все еще по существу своей нормальной рабочей температуры. Эта стадия очистки удалит большинство накопленных отложений и следующая задержанная стадия очистки, обозначенная позицией 440, затем осуществляет дополнительную очистку в то время, когда клапан рециркуляции отработавших газов охлаждается существенно для все еще легкого проведения очистки, но маловероятно повторное формирование отложений на заслонке клапана рециркуляции отработавших газов после завершения очистки.

Хотя изобретение было описано со ссылкой на клапан рециркуляции отработавших газов игольчатого типа, очевидно, что оно может быть применено к другим видам клапана рециркуляции отработавших газов с обеспечением преимуществ настоящего изобретения.

Хотя изобретение было описано путем описания примера дизельного двигателя с турбонаддувом, использование изобретения в котором особенно предпочтительно, следует понимать, что изобретение может быть применено для улучшения других видов двигателей, в которых присутствует проблема возникновения неисправности в работе клапана рециркуляции отработавших газов из-за накопления отложений.

Как будет очевидно специалисту в данной области техники, хотя изобретение было описано путем примера со ссылками на несколько вариантов осуществления изобретения, оно не ограничено раскрытыми вариантами осуществления изобретения и один или более альтернативных вариантов осуществления изобретения могут быть реализованы без выхода за объем изобретения, определенный формулой изобретения.

1. Система рециркуляции отработавших газов для двигателя автомобильного транспортного средства, содержащая канал рециркуляции отработавших газов, соединяющий отверстие для выпуска отработавших газов с отверстием для впуска воздуха двигателя, клапан рециркуляции отработавших газов, содержащий электрический привод, установленный на корпусе клапана, и заслонку, выполненную с возможностью приведения в движение электрическим приводом для управления потоком отработавших газов через канал рециркуляции отработавших газов, и электронный контроллер для управления открытием и закрытием заслонки клапана рециркуляции отработавших газов во время нормальной работы двигателя и для управления клапаном рециркуляции отработавших газов для осуществления по меньшей мере одной операции очистки клапана для удаления отложений из клапана, когда двигатель не работает, при этом электронный контроллер дополнительно выполнен с возможностью задержки выполнения по меньшей мере одной операции очистки клапана, следующей за остановкой двигателя, для обеспечения возможности охлаждения клапана.

2. Система по п. 1, в которой электронный контроллер выполнен с возможностью перехода в спящий режим во время задержки между остановкой двигателя и началом операции очистки.

3. Система по п. 1 или 2, в которой электронный контроллер содержит таймер для определения задержки между остановкой двигателя и началом операции очистки.

4. Система по п. 3, в которой длительность задержки основана на сравнении выходного значения таймера с заранее заданным пределом времени.

5. Система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая датчик температуры, выполненный с возможностью передачи результата измерения температуры в электронный контроллер, при этом результат измерения указывает на температуру клапана рециркуляции отработавших газов, при этом длительность задержки между остановкой двигателя и началом операции очистки основана на сравнении измеренной температуры с заранее заданным пределом температуры.

6. Система по п. 1 или 2, в которой электронный контроллер содержит модель прогнозируемого отношения между температурой и временем для клапана рециркуляции отработавших газов, и длительность задержки между остановкой двигателя и началом операции очистки основана на сравнении прогнозируемой температуры с заранее заданным пределом температуры.

7. Система по п. 1, в которой предусмотрено две или более операций очистки, и электронный контроллер выполнен с возможностью перехода в спящий режим во время первой задержки между остановкой двигателя и началом первой из операций очистки и дополнительно выполнен с возможностью перехода в спящий режим во время соответствующих периодов задержки между последующими операциями очистки.

8. Автомобильное транспортное средство, содержащее двигатель, по меньшей мере один аккумулятор, человеко-машинный интерфейс для выборочных запуска и остановки двигателя, и систему рециркуляции отработавших газов по любому из пп. 1-7.

9. Автомобильное транспортное средство по п. 8, в котором очистка клапана рециркуляции отработавших газов разрешена только, если состояние заряда аккумулятора превышает заранее заданное состояние предельного заряда

10. Способ очистки клапана рециркуляции отработавших газов, содержащего электрический привод, установленный на корпусе клапана, и заслонку, выполненную с возможностью приведения в движения электрическим приводом, при этом способ включает в себя шаг, на котором осуществляют задержку очистки клапана рециркуляции отработавших газов после остановки двигателя для обеспечения возможности охлаждения клапана для уменьшения вероятности того, что отложения повторно сформируются на клапане после того, как операция очистки будет завершена.

11. Способ по п. 10, дополнительно включающий в себя шаг, на котором переводят электронный контроллер, используемый для управления работой клапана рециркуляции отработавших газов, в спящий режим во время задержки между остановкой двигателя и началом операции очистки с целью уменьшения потребления электроэнергии электронным контроллером.

12. Способ по п. 10 или 11, дополнительно включающий в себя шаг, на котором используют сравнение выходного значения таймера с заранее заданным пределом времени для определения длительности задержки.

13. Способ по п. 10 или 11, в котором длительность задержки основана на сравнении измеренной температуры клапана рециркуляции отработавших газов с заранее заданным пределом температуры

14. Способ по п. 10 или 11, в котором длительность задержки основана на сравнении прогнозируемой температуры клапана рециркуляции отработавших газов с заранее заданным пределом температуры.

15. Способ по п. 10, дополнительно включающий в себя шаги, на которых используют две или более операции очистки для очистки клапана рециркуляции отработавших газов, при этом электронный контроллер, используемый для управления клапаном рециркуляции отработавших газов, переводят в спящий режим во время задержки между остановкой двигателя и началом первой из операций очистки, и электронный контроллер также переводят в спящий режим во время соответствующих периодов задержки между последующими операциями очистки.



 

Похожие патенты:

Предложены способы и системы диагностики датчика содержания кислорода в приточном воздухе по давлению. В одном примере способ может предусматривать указание на ухудшение состояния датчика содержания кислорода в приточном воздухе на основе первой постоянной времени, имеющей отношение к выходному сигналу датчика содержания кислорода в приточном воздухе, и второй постоянной времени, имеющей отношение к выходному сигналу датчика давления на входе дросселя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, снабженных системами для рекуперации тепла отработавших газов и охлаждения рециркулируемых отработавших газов (РОГ) посредством теплообменника.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ для двигателя (10) заключается в том, что во время работы с наддувом осуществляют регулировку рециркуляции отработавших газов (РОГ) на основе первого выходного сигнала и второго выходного сигнала.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с системами рециркуляции выхлопных газов (EGR). Способ управления двигателем (10) заключается в том, что открывают и закрывают EGR-канал (21) посредством регулирующего EGR-клапана (22).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с разветвленной выпускной системой, содержащих системы рециркуляции отработавших газов. Способ для двигателя заключается в том, что согласованно регулируют фазы газораспределения впускных клапанов (2), (4), фазы газораспределения группы выпускных клапанов (6) и положение клапана (54) рециркуляции отработавших газов (РОГ) в магистрали (50) рециркуляции отработавших газов в соответствии с состоянием в компрессоре (162).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, оборудованных системами рециркуляции отработавших газов. Способ для двигателя заключается в том, что регулируют фазы газораспределения первой группы выпускных клапанов (6) цилиндров для регулирования потока отработавших газов из цилиндров двигателя в область в заборном канале (28) выше по потоку от компрессора (162) по магистрали (50) рециркуляции отработавших газов (РОГ).

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Система для двигателя содержит первую группу выпускных клапанов (8), вторую группу выпускных клапанов (6) и первое и второе устройства (70) и (72) снижения токсичности выбросов.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ управления двигателем (10), содержащим группу цилиндров (18), предназначенных для рециркуляции отработавших газов (РОГ), содержит следующие этапы.

Изобретение относится к транспортной технике, более подробно к устройствам и способам управления двигателем. Предложены способы и системы для обеспечения рециркуляции отработавших газов к атмосферному двигателю внутреннего сгорания.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам рециркуляции отработанных газов двигателей внутреннего сгорания. Способ управления двигателем (10) внутреннего сгорания, включающего EGR-канал (27), соединяющий выпускной канал (13) с впускным каналом (12).

Изобретение относится к области гашения вибраций в двигателе внутреннего сгорания. Техническим результатом является снижение шума от вибраций двигателя.

Группа изобретений относится к области использования сохраненных паров топлива в двигателе. Техническим результатом является повышение эффективности всасывания в двигателе с наддувом.

Изобретение относится к топливным системам в двигателях внутреннего сгорания. Предложены различные способы идентификации ухудшения состояния топливной системы.

Изобретение относится к транспортным средствам. Транспортное средство содержит двигатель внутреннего сгорания; катализатор, находящийся в выпускном канале, окисляющий несгоревшее топливо и выполненный с возможностью накапливания кислорода и электронный модуль управления.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен способ управления двигателем внутреннего сгорания, содержащий следующие этапы.

Изобретение относится к двигателестроению. Раскрыт способ для двигателя, в котором посредством контроллера обеспечивают область режимов цилиндров двигателя на диаграмме включения цилиндров двигателя, причем указанная область режимов цилиндров двигателя задана границей.

Изобретение относится к способу управления двигателем и к устройству управления движением транспортного средства. Способ управления двигателем включает в себя: определение намерения водителя для ускорения в ходе движения транспортного средства (1); прекращение подачи топлива в двигатель (2), когда определяется то, что водитель не имеет намерения для ускорения; разрешение повторного запуска двигателя (2), когда определяется то, что водитель имеет намерение для ускорения после прекращения подачи топлива в двигатель (2); запрет повторного запуска двигателя (2) до тех пор, пока частота (Re) вращения двигателя не упадет до или ниже заданного порогового значения (Tr) частоты вращения, даже когда разрешается повторный запуск двигателя (2); и повторный запуск двигателя (2) после того, как частота (Re) вращения двигателя падает до или ниже заданного порогового значения (Tr) частоты вращения.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложены способ и устройство управления движением транспортного средства, включающие в себя: определение оставшегося объема топлива в топливном баке (20), включающем в себя топливную камеру (26), в которой располагается всасывающий канал (27) топливного насоса (22) для всасывания топлива, которое должно подаваться в двигатель (2).

Изобретение относится к системам обнаружения, прогнозирования, прекращения и предотвращения разноса двигателя внутреннего сгорания дизельного типа. Техническим результатом является упреждение разноса двигателя для обеспечения раннего обнаружения проблемы с целью повышения шансов отключения двигателя прежде, чем он получит повреждение.

Изобретение относится к системам обнаружения, прогнозирования, прекращения и предотвращения разноса двигателя внутреннего сгорания дизельного типа. Техническим результатом является упреждение разноса двигателя для обеспечения раннего обнаружения проблемы с целью повышения шансов отключения двигателя прежде, чем он получит повреждение.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания. Предложены способы и системы для работы топливного насоса высокого давления 214, обеспечивающего высокое постоянное давление топлива в первой топливной рампе непосредственного впрыска 260 и высокое переменное давление топлива во второй топливной рампе непосредственного впрыска 250.

Изобретение относится к машиностроению. Система рециркуляции отработавших газов для двигателя автомобильного транспортного средства содержит канал рециркуляции отработавших газов, соединяющий отверстие для выпуска отработавших газов с отверстием для впуска воздуха двигателя. Клапан рециркуляции отработавших газов содержит электрический привод, установленный на корпусе клапана, и заслонку, выполненную с возможностью приведения в движение электрическим приводом для управления потоком отработавших газов через канал рециркуляции отработавших газов. Электронный контроллер предназначен для управления открытием и закрытием заслонки клапана рециркуляции отработавших газов во время нормальной работы двигателя и для управления клапаном рециркуляции отработавших газов для осуществления по меньшей мере одной операции очистки клапана для удаления отложений из клапана, когда двигатель не работает. Электронный контроллер дополнительно выполнен с возможностью задержки выполнения по меньшей мере одной операции очистки клапана, следующей за остановкой двигателя, для обеспечения возможности охлаждения клапана. Также раскрыты автомобильное транспортное средство и способ очистки клапана рециркуляции отработавших газов. Технический результат заключается в уменьшении вероятности заклинивания клапанного элемента. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

Наверх