Способ эксплуатации двигателя (варианты) и система вентиляции картера

Способ эксплуатации двигателя (варианты) и система вентиляции картера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам эксплуатации двигателя транспортного средства, который позволяет обнаружить нарушение целостности картера.

Уровень техники

Двигатели могут включать в себя системы вентиляции картера для выпуска газов из картера и подачи их во впускной коллектор двигателя с целью обеспечения непрерывного отвода газов из картера, что позволяет снизить износ различных компонентов двигателя в картере. При определенных условиях может быть проведена проверка системы вентиляции картера с целью выявления повреждений. Например, может отсоединиться шланг сапуна (вентиляционная трубка), может слететь или отойти крышка маслоналивного отверстия, может быть не на месте масляный щуп и/или могут быть повреждены другие уплотнения в системе вентиляции картера, из-за чего может произойти ухудшение работы различных компонентов в картере.

Для контроля целостности вентиляционной системы картера могут быть применены различные методики. Например, могут быть использованы методики диагностики просачивания газов, где в картере может быть использован датчик давления, и клапан в шланге подачи воздуха системы принудительной вентиляции картера (PCV), может быть открыт таким образом, чтобы для определения наличия повреждений в системе могли быть обнаружены изменения давления или вакуума в картере. В других подходах для контроля целостности системы вентиляции картера могут быть использованы несколько абсолютных датчиков, расположенных в различных местах в этой системе.Однако было обнаружено, что такие подходы могут приводить к ряду потенциальных проблем. В одном примере такие проблемы могут включать в себя необходимость использования в системе контроля дополнительной аппаратуры, такой, как дополнительные датчики и клапаны, что повышает затраты и сложность системы. В другом примере в зависимости от расположения датчика, некоторые комбинации датчиков давления в определенных условиях в могут показывать по существу одинаковые значения давления, что приводит к их избыточности без увеличения точности диагностики. В еще одном примере даже при применении нескольких датчиков местонахождение повреждения может быть определено неточно. Например, различие между повреждениями, вызванными отсоединением вентиляционной трубки, и повреждениями, вызванными снятой крышкой маслозаливной горловины, может быть проведено неверно. При этом без информации о местонахождении и характере повреждения может быть не выполнено соответствующее действие по смягчению последствий.

Раскрытие изобретения

Таким образом, для решения данных проблем предложен способ эксплуатации двигателя, который обеспечивает обнаружение места повреждения системы вентиляции картера на основании как характеристик кратковременного провала давления в вентиляционной трубке картера во время запуска, так изменения давления в вентиляционной трубке картера во время устойчивого состояния расхода воздуха в двигателе. Таким образом, место и характер повреждения системы может быть обнаружен более качественно, и подходящее смягчающее действие может быть предпринято.

В одном примере воплощения изобретения система вентиляции картера двигателя может включать в себя вентиляционную трубку картера, соединенную одним концом с впускным каналом для воздуха, а другим концом с картером. В частности, первый конец вентиляционной трубки может быть механически соединен с впускным каналом для воздуха, а второй, противоположный, конец вентиляционной трубки - с картером. Датчик давления (или датчик потока) может быть расположен внутри вентиляционной трубки картера для оценки величины потока или давления воздуха, проходящего через вентиляционную трубку. Во время запуска двигателя, перед впрыском топлива в цилиндр двигателя и при низком потоке воздуха через вентиляционную трубку, поступающем во впускной коллектор, кратковременный провал давления может быть зарегистрирован датчиком давления в вентиляционной трубке картера. В случае если амплитуда кратковременного провала давления не превышает порогового значения (например, по существу незначительный кратковременный провал давления в вентиляционной трубке картера), контроллер может сделать вывод о том, что поток, проходящий через вентиляционную трубку, прерван по причине нарушения целостности системы вентиляции картера. Например, контроллер может сделать вывод о том, что вентиляционная трубка картера могла быть отсоединена. Контроллер может также контролировать изменение степени разрежения в вентиляционной трубке относительно изменения установившегося потока воздуха в коллекторе после запуска двигателя, когда скорость вращения двигателя превышает пороговое значение (например, находится на уровне или выше уровня холостого хода) и когда поток воздуха в коллекторе превышает пороговое значение. Например, если создание разрежения в вентиляционной трубке не пропорционально увеличению потока воздуха в коллекторе во время работы двигателя, то может быть подтверждено ухудшение работы системы вентиляции картера.

Контроллер может также определить, отсоединена ли вентиляционная трубка на первом или на втором конце, на основании как амплитуды кратковременного провала (например, относительно порогового значения), так и изменения установившегося давления в вентиляционной трубке картера относительно изменения установившегося потока воздуха в коллекторе после запуска двигателя. В одном примере, если амплитуда кратковременного провала не превышает пороговое значение, и если разрежение в вентиляционной трубке картера, по существу, не создается при высоком потоке воздуха в коллекторе двигателя, то контроллер может сделать предположение о том, что повреждение системы картера имеет место на первом конце вентиляционной трубки и представляет собой отсоединение вентиляционной трубки от воздухозаборного канала на ее первом конце. В другом примере, если амплитуда кратковременного провала не превышает пороговое значение, и в вентиляционной трубке картера образуется малое разрежение при высоком потоке воздуха в коллекторе двигателя, то контроллер может сделать вывод о том, что повреждение системы картера имеет место на втором конце вентиляционной трубки и представляет собой либо отсоединение вентиляционной трубки от картера, либо снятие крышки маслозаливной горловины, либо смещение масляного щупа картера, либо засорение на втором конце вентиляционной трубки. Контроллер может также различать повреждения на втором конце вентиляционной трубки на основании размера повреждения. Например, большой размер повреждения может говорить о том, что повреждение представляет собой снятую крышку отверстия маслозаливной горловины. В зависимости от местонахождения нарушения целостности картера контроллер может выполнить соответствующее действие по смягчению последствий. Например, контроллер может установить соответствующий диагностический код, одновременно также ограничить скорость или нагрузку двигателя таким образом, чтобы замедлить отработку смазочной жидкости в поврежденном картере и всасывание смазочной жидкости из картера в узлы двигателя.

Таким образом, контроль характеристик давления в вентиляционной трубке картера может быть выполнен во время и после запуска двигателя для лучшего определения повреждений системы вентиляции картера и лучшего различения повреждений в системе вентиляции со стороны воздухозаборного канала от повреждений со стороны картера. При определении местонахождения повреждения системы картера с помощью уже имеющегося в системе датчика, потенциально может быть уменьшено количество датчиков и клапанов, применяемых в системе контроля вентиляции картера, тем самым уменьшая стоимость и сложность системы. Кроме того, предложенный способ позволяет системе вентиляции картера оставаться в рабочем состоянии во время проведения диагностики.

Следует понимать, что вышеприведенное краткое описание предназначено для упрощенного изложения основных концепций, которые будут детально описаны далее. Не подразумевается идентификация ключевых или существенных признаков заявляемого объекта, объем которых определяется формулой изобретения, основанной на описании изобретения. Более того, заявленное изобретение не ограничено конкретными вариантами, которые решают некоторые из проблем, описанных выше или в какой-либо другой части данного описания.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой частичный вид двигателя по изобретению.

На Фиг. 2А-В приведена высокоуровневая блок-схема процедуры индикации повреждений одного или более компонентов системы вентиляции картера на основании изменений давления в вентиляционной трубке во время запуска и/или работы двигателя.

На Фиг. 3-4 приведены примеры способов индикации повреждений системы вентиляции картера, а также место такого повреждения, на основании кратковременного провала давления в вентиляционной трубке картера во время прокручивания двигателя и изменений давления в вентиляционной трубке картера относительно изменений потока воздуха в коллекторе во время работы двигателя

На Фиг. 5 представлен примерный способ индикации о снижении эффективности работы клапана принудительной вентиляции картера (PCV) на основании изменений потока воздуха в вентиляционной трубке картера в условиях низкого потока воздуха в коллекторе.

На Фиг. 6 представлен пример способа индикации о засорении воздушного фильтра на основании выходного сигнала датчика давления, расположенного в вентиляционной трубке картера.

На Фиг. 7-8 представлены примеры изменения давления в вентиляционной трубке картера, которые могут быть использованы для индикации повреждения картера и определения местонахождения такого повреждения.

На Фиг. 9 представлен примерная диаграмма индикации засорения воздушного фильтра на основании изменений давления в вентиляционной трубке картера относительно изменений потока воздуха в коллекторе.

На Фиг. 10 представлены примерные изменения давления в вентиляционной трубке картера, которые могут быть использованы для индикации о снижении эффективности работы клапана PCV. Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к системам и способам контроля целостности системы вентиляции картера двигателя, например, двигателя, изображенного на Фиг. 1. Выходной сигнал от одного или нескольких датчиков давления или потока, таких как датчик давления, расположенный в вентиляционной трубке системы вентиляции картера, могут быть использованы для определения повреждения системы картера, местонахождения повреждения, снижения эффективности работы клапана PCV, а также засорения воздушного фильтра. Контроллер двигателя может быть выполнен с возможностью выполнения различных процедур, таких как процедуры, представленные на Фиг. 2А-В и 3-6 для индикации о снижении эффективности работы системы вентиляции картера на основании изменений давления (или потока воздуха) в вентиляционной трубке картера во время запуска двигателя, а также изменений давления в вентиляционной трубке картера относительно изменений потока воздуха в коллекторе во время работы двигателя. Датчик давления в вентиляционной трубке картера может быть настроен на считывание статического давления или динамического давления. Кроме того, он может быть помещен в трубку Вентури (зауженная часть вентиляционной трубки) и, таким образом, измерять либо давление, либо поток, либо и то, и другое. Например, контроллер может обнаружить повреждение системы картера на основании характеристик кратковременного провала давления в вентиляционной трубке картера, а затем также определить местонахождение и причину повреждения на основании как кратковременного провала, так и изменений уровня вакуума в вентиляционной трубке картера во время работы двигателя (Фиг. 3, 4, 7 и 8). В качестве другого примера контроллер может выявить снижение эффективности работы клапана PCV на основании отклонений от ожидаемых значений профиля давления/потока воздуха в вентиляционной трубке картера относительно фактических значений профиля давления/потока воздуха (Фиг. 5 и 10). Кроме того, контроллер может обнаружить засорение воздушного фильтра (или разрыв впускного шланга) на основании отклонений уровня давления в вентиляционной трубке от базового давления в условиях потока воздуха в коллекторе, при этом значение базового давления (и соответствующего смещения "нуля") получают при низком потоке воздуха в коллекторе (Фиг. 6 и 9). При использовании одного и того же датчика для определения снижения эффективности работы различных узлов системы, сокращение количества используемой аппаратуры достигается без ущерба для точности определения.

На Фиг. 1 показан пример конфигурации системы многоцилиндрового двигателя, обозначенной позицией 10, который может входить в состав системы обеспечения движения автомобиля. Двигатель 10 может, по крайней мере частично, контролироваться системой управления, содержащей контроллер 12, и с помощью сигналов водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В данном примере, устройство 132 ввода представляет собой педаль газа с датчиком 134 положения педали для генерации сигнала РР, пропорционального положению педали.

Двигатель 10 может иметь нижнюю часть блока цилиндров, обозначенную позицией 26, и которая включает в себя картер 28, вмещающий коленчатый вал 30, с маслосборником 32, расположенным под коленчатым валом. Горловина 29 для заливки масла может быть расположена в картере 28 таким образом, чтобы обеспечить подачу масла в маслосборник 32. Горловина 29 для заливки масла может иметь крышку 33 горловины для закрывания отверстия во время работы двигателя. Также в картере 28 может быть расположена трубка 37 для щупа, которая может содержать щуп 35 для измерения уровня масла в маслосборнике 32. Кроме того, картер 28 может иметь несколько других отверстий, необходимых для проведения технического обслуживания компонентов картера 28. Во время работы двигателя отверстия в картере 28 могут оставаться в закрытом положении таким образом, чтобы система вентиляции картера (описанная ниже) могла функционировать во время работы двигателя.

Верхняя часть блока 26 цилиндров может включать в себя камеру 34 сгорания (т.е. цилиндр). Камера 34 сгорания может иметь стенки 36 с расположенным внутри поршнем 38. Поршень 38 может быть соединен с коленчатым валом 30 для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. В камеру 34 сгорания может поступать топливо из топливных форсунок 45 (выполненных в данном примере в виде форсунок непосредственного впрыска топлива) и впускной воздух из впускного коллектора 42, расположенного ниже по потоку от дросселя 44. Блок 26 цилиндров может также содержать датчик 46 температуры охлаждающей жидкости в двигателе (ЕСТ), направляющий сигналы в контроллер 12 двигателя (более подробно описанный далее).

На впуске двигателя может быть расположен дроссель 44 для контроля воздушного потока, поступающего во впускной коллектор 42, выше по потоку от него может быть установлен компрессор 50 с расположенным далее охладителем 52 наддувочного воздуха. Выше по потоку от компрессора 50 может быть установлен воздушный фильтр 54 для фильтрации свежего воздуха, поступающего во впускной канал 13. Всасываемый воздух может поступать в камеру 34 сгорания через систему 40 впускных клапанов с кулачковым приводом. Аналогичным образом выхлопные газы горения могут выходить из камеры 34 сгорания через систему 41 выпускных клапанов с кулачковым приводом. В другом варианте система впускных клапанов и/или система выпускных клапанов может иметь электрический привод.

Выхлопные газы выходят из камеры 34 сгорания через выхлопной канал 60, расположенный выше по потоку от турбины 62. Датчик 64 выхлопных газов может быть расположен вдоль выхлопного канала 60 выше по потоку от турбины 62. Турбина 62 может быть оснащена перепускной заслонкой для обеспечения обводного прохода. В качестве датчика 64 может быть использован датчик измерения воздушно-топливного соотношения в выхлопных газах, например, линейный датчик содержания кислорода или UEGO (универсальный датчик содержания кислорода в выхлопных газах или датчик широкого диапазона), бистабильный датчик содержания кислорода или EGO, датчик HEGO (нагреваемый EGO), датчик содержания NOx, НС или СО. Датчик 64 выхлопных газов может быть соединен с контроллером 12.

В примере, изображенном на Фиг. 1, система 16 принудительной вентиляции картера (PCV) соединена со впуском двигателя таким образом, чтобы обеспечить контролируемое удаление газов из картера. В условиях отсутствия наддува (когда давление в коллекторе (MAP) не превышает барометрическое давление (ВР) система 16 вентиляции картера всасывает воздух в картер 28 через сапун или вентиляционную трубку 74 картера. Первый конец 101 вентиляционной трубки 74 картера может быть механически соединен с впускным воздушным каналом 13 выше по потоку от компрессора 50. В некоторых примерах первый конец 101 вентиляционной трубки 74 картера может быть соединен с впускным воздушным каналом 13 ниже по потоку от воздушного фильтра 54 (как показано). В других примерах вентиляционная трубка картера может быть соединена с впускным воздушным каналом 13 выше по потоку от воздушного фильтра 54. Второй, противоположный, конец 102 вентиляционной трубки 74 картера может быть механически соединен с картером 28 через маслоотделитель 81.

Вентиляционная трубка 74 картера также включает в себя датчик 77, установленный на ней для вычисления характеристик воздушного потока, проходящего через вентиляционную трубку 74 картера (например, поток, давление и т.д.). В одном варианте датчик 77 в вентиляционной трубке картера может представлять собой датчик давления. Если датчик выполнен в виде датчика давления, датчик 77 может представлять собой датчик абсолютного давления или датчик избыточного давления. В другом варианте датчик 77 может представлять собой датчик потока или измеритель потока. В еще одном варианте датчик 77 может быть выполнен в виде трубки Вентури. В некоторых вариантах наряду с датчиком 77 давления или потока вентиляционная трубка картера может дополнительно включать в себя трубку 75 Вентури для измерения потока проходящего через нее воздуха. В еще одном варианте датчик 77 давления может быть соединен с узкой частью трубки 75 Вентури для измерения падения давления в трубке Вентури. Один или несколько дополнительных датчиков давления и/или потока могут быть соединены с системой вентиляции картера в других местах. Например, датчик 57 барометрического давления (датчик BP) может быть соединен с впускным воздушным каналом 13 выше по потоку от воздушного фильтра 54 для выполнения измерения барометрического давления. В одном примере, в котором датчик 77 в вентиляционной трубке картера представляет собой датчик избыточного давления, датчик 57 BP может быть использован совместно с датчиком 77 избыточного давления. В некоторых вариантах датчик давления (не показан) может быть соединен с впускным воздушным каналом 13 ниже по потоку от воздушного фильтра 54 и выше по потоку от компрессора 50 для измерения давления на впуске компрессора (CIP). Однако, поскольку датчик 77 давления в вентиляционной трубке картера может предоставлять точную оценку давления на впуске компрессора при высоком расходе воздуха в двигателе (например при разгоне двигателя), необходимость в специальном датчике CIP может быть меньше. Кроме того, датчик 59 давления может быть подключен ниже по потоку от компрессора 50 для измерения давления на впуске дроссельной заслонки (TIP). Любой из вышеуказанных датчиков давления может представлять собой датчик абсолютного давления или датчик избыточного давления.

Система 16 принудительной вентиляции картера выводит воздух из картера во впускной коллектор 42 через трубопровод 76 (также называемый в данном описании линией 76 PCV). В некоторых примерах линия 76 PCV может содержать одноходовой клапан 78 PCV (то есть пассивный клапан, который перекрывает поток в противоположном направлении), который позволяет обеспечить непрерывный отвод газов изнутри картера 28 до соединения с впускным коллектором 42. В одном примере клапан PCV может менять степень ограничения потока при падении на нем давления (или скорости потока через него). Однако в других примерах трубопровод 76 может не содержать одноходового клапана PCV. В еще одном примере клапаном PCV может управлять контроллер 12. Следует понимать, что для целей данного описания поток PCV относится к газовому потоку, проходящему через трубопровод 76 из картера во впускной коллектор. Аналогичным образом для целей данного описания обратный поток PCV относится к газовому потоку, проходящему через трубопровод 76 из впускного коллектора в картер. Обратный поток PCV может иметь место, если давление во впускном коллекторе превышает давление в картере (например, во время форсированной работы двигателя). В некоторых примерах система 16 PCV может также включать в себя стопорный клапан для предотвращения обратного потока PCV. Следует понимать, что несмотря на то, что описываемый пример относится к использованию клапана 78 PCV в качестве пассивного клапана, это условие не является ограничивающим, и в других вариантах клапан 78 PCV может являться электронно управляемым клапаном (например, клапаном, управляемым модулем управления трансмиссией (Powertrain Control Module, PCM), при этом контроллер может направлять сигнал о переходе клапана из открытого положения (или положения высокого потока) в закрытое положение (или положение низкого потока) и наоборот, либо в любое другое положение между открытым или закрытым положениями.

Газы в картере 28 могут состоять из несгоревшего топлива, несгоревшего воздуха и из полностью или частично сгоревших газов. Кроме того, могут также присутствовать пары смазочной жидкости. Для того, чтобы уменьшить количество масляного тумана, выходящего из картера через систему PCV, система 16 вентиляции картера может содержать различные маслоотделители. Например, линия 76 PCV может включать в себя однонаправленный маслоотделитель 80, который отделяет масло от паров, выходящих из картера 28, перед тем, как они снова поступят во впускной коллектор 42. Другой маслоотделитель 81 может быть расположен в трубопроводе 74 для того, чтобы отделять масло от потока газов, выходящих из картера 28 во время форсированной работы. Кроме того, линия 76 PCV может также содержать датчик 82 вакуума, подключенный к системе PCV. В других вариантах во впускном коллекторе 42 может быть расположен датчик MAP или датчик вакуума в коллекторе (Man Vac).

Было обнаружено, что в случае размещения датчика 77 давления в вентиляционной трубке 74 картера, нарушение целостности системы картера может быть обнаружено не только при высоком расходе воздуха в двигателе, но также и при низком расходе воздуха в двигателе на основании понижения уровня разрежения в вентиляционной трубке. В то же время датчик 77 давления в вентиляционной трубке картера может также замечать пульсации в картере. Это позволяет более точно идентифицировать снижение эффективности работы системы картера, при этом также достоверно обнаруживая местонахождение повреждения системы картера. По существу, поскольку датчик давления в вентиляционной трубке применяют для прогнозирования и оценки наличия воздушного потока через вентиляционную трубку, то датчик давления может быть также использован как (или заменять) измеритель потока или избыточного давления. Таким образом, в некоторых вариантах повреждение системы картера может быть также обнаружено при помощи измерителя потока или трубки Вентури, расположенной в вентиляционной трубке картера. Поскольку управление потоком, проходящим через вентиляционную трубку картера, также выполняется путем открывания/закрывания клапана 78 PCV, один и тот же датчик в вентиляционной трубке картера может быть также использован для диагностики снижения эффективности работы клапана PCV. Кроме того, поскольку датчик давления в вентиляционной трубке картера измеряет давление на впуске компрессора при работающем двигателе, когда расход воздуха в двигателе увеличен, то необходимость в датчике CIP может быть уменьшена. Кроме того, поскольку на поток воздуха через вентиляционную трубку, также влияет состояние засорения воздушного фильтра 54, тот же самый датчик в вентиляционной трубке картера может быть также использован и для диагностики засорения воздушного фильтра. Следовательно, при использовании имеющегося в системе датчика давления в вентиляционной трубке картера или датчика потока воздуха в системе двигателя для диагностики различных узлов двигателя, таких как клапан PCV, фильтр впускного воздуха, а также для диагностики повреждений системы вентиляции картера, количество необходимых аппаратных и программных средств в системе двигателя может быть уменьшено.

Контроллер 12 изображен на Фиг. 1 как микрокомпьютер, содержащий микропроцессорный блок 108 (CPU), порты 110 ввода/вывода (I/O), электронный носитель информации для выполняемых программ и калибровочных значений, в данном примере представленный в виде постоянного запоминающего устройства 112 (ROM), оперативное запоминающее устройство 114 (RAM), энергонезависимое запоминающее устройство 116 (КАМ) и шину данных. Контроллер 12 может получать сигналы от разных датчиков, соединенных с двигателем 10, в том числе измерения массового расхода воздуха (MAF) от датчика 58 массового расхода воздуха, о температуре охлаждающей жидкости (ЕСТ) от температурного датчика 46; о давлении системы принудительной вентиляции картера от датчика 82 вакуума; о воздушно-топливном соотношении в выхлопных газах от датчика 64 выхлопных газов; от датчика 77 давления в вентиляционной трубке, датчика 57 барометрического давления, датчика 58 CIP, датчика 59 TIP и т.д. Кроме того, контроллер 12 может управлять и регулировать положение различных приводов на основании входных сигналов, полученных от различных датчиков. Данные приводы могут включать в себя, например, дроссель 44, системы 40, 41 впускных и выпускных клапанов и клапан 78 PCV. Постоянное запоминающее устройство 112 может быть запрограммировано с использованием машиночитаемых данных, представляющих собой инструкции, выполняемые процессорным блоком 108 для осуществления способа, описанного ниже, а также других его вариантов, предполагаемых, но специально не описанных. Примеры способов и процедур приведены в данном описании со ссылкой на Фиг. 2А-6.

Таким образом, система, изображенная на Фиг. 1, позволяет выполнять различные способы диагностики узлов двигателя, соединенных с системой вентиляции картера, на основании, по крайней мере, оцененного давления в вентиляционной трубке. В одном варианте способ предусматривает индикацию о снижении эффективности работы системы вентиляции картера на основании характеристик кратковременного провала давления в вентиляционной трубке картера во время запуска двигателя. В другом варианте способ предусматривает индикацию о местонахождении повреждения системы вентиляции картера на основании как кратковременного провала давления в вентиляционной трубке картера во время запуска двигателя, так и изменения давления в вентиляционной трубке картера во время установившегося расхода воздуха в двигателе. В еще одном варианте способ предполагает во время запуска двигателя и при потоке воздуха через коллектор, не превышающем порогового значения, увеличение отверстия дросселя и индикацию о снижении эффективности работы системы вентиляции картера на основании изменения давления в вентиляционной трубке картера, последовавшего за открыванием дросселя. В еще одном варианте способ предполагает индикацию о снижении эффективности работы фильтра впускного воздуха на основании показаний датчика давления, установленного в вентиляционной трубке картера. В еще одном варианте способ предусматривает индикацию о снижении эффективности работы клапана, установленного между картером и впускным коллектором, на основании характеристик кратковременного провала давления в вентиляционной трубке картера во время запуска двигателя.

На Фиг. 2А-В представлен способ 200 для индикации о снижении эффективности работы одного или нескольких узлов двигателя, включая узлы системы вентиляции картера и впускные воздушные фильтры, на основании изменений давления (или потока воздуха) в системе вентиляции картера во время запуска и работы двигателя. Применение одного и того же датчика для обнаружения снижения эффективности в различных узлах двигателя позволяет снизить затраты и количество используемых элементов.

На этапе 202 может быть подтвержден запуск двигателя из выключенного состояния. Например, может быть подтверждено, что двигатель был полностью остановлен в течение какого-либо промежутка времени, и в данный момент двигатель запускают из полностью выключенного состояния. После подтверждения, двигатель может быть запущен на этапе 204 путем проворачивания с помощью стартерного двигателя. Далее на этапе 206 может быть определено, превышает ли степень разрежения во впускном коллекторе пороговый уровень. Если это не так, то далее на этапе 208 привод может быть отрегулирован таким образом, чтобы повысить степень разрежения во впускном коллекторе до порогового уровня. В одном примере регулируемым приводом может быть впускной дроссель, а регулировка представляет собой открывание дросселя в большей степени. В другом примере регулируемым приводом может быть клапан PCV, установленный между картером и впускным коллектором, а регулировка представляет собой открывание клапана PCV (если клапан является двухпозиционным клапаном) или открывание клапана PCV в большей степени (если клапан является клапаном с управляемым рабочим циклом).

Таким образом, клапан PCV может реагировать как на падение давления, так и на поток воздуха, проходящий через него. В частности, если клапан находится в положении малого ограничения, то поток воздуха, проходящий через вентиляционную трубку картера (CVT) является большим. И наоборот, если клапан находится в положении высокого ограничения (объемный поток, ограниченный скоростью звука), то поток воздуха, проходящий через CVT, фиксирован (не принимая во внимание относительно небольшое просачивание при высокой степени разрежения в коллекторе). Когда разрежение в коллекторе становится достаточным, чтобы проводить поток (например, 5 кПа), но не достаточно высоким, чтобы привести к ограничению в клапане PCV (например, 25 кПа), скорость потока воздуха через CVT очень высока. Такая высокая скорость потока воздуха проявляется в провале давления, регистрируемом датчиком давления в CVT. Наличие такого провала давления подтверждает исправную работу PCV и отсутствие повреждения картера.

Когда разрежение во впускном коллекторе находится на пороговом уровне, то от этапа 206 или от этапа 208 процедура переходит к этапу 210, где во время запуска двигателя и удержания разрежения на пороговом уровне или выше порогового уровня выполняют контроль давления (и/или потока воздуха) в вентиляционной трубке картера. Сюда входит контроль выходного сигнала от датчика давления в вентиляционной трубке картера во время запуска двигателя, когда скорость вращения двигателя не превышает порогового значения, и до того, как происходит впрыск топлива в какой-либо из цилиндров.

По существу, во время запуска двигателя разрежение во впускном коллекторе может быть низким, и клапан PCV системы вентиляции картера находится в открытом положении (например, клапан PCV может быть максимально открыт или находиться в положении максимально эффективной площади пропускания). Это приводит к тому, что мощный поток воздуха проходит через впускной воздухоочиститель, затем через вентиляционную трубку картера, далее через картер и поступает во впускной коллектор. Данный поток, проходящий через вентиляционную трубку картера во впускной коллектор, может быть обнаружен расходомером или трубкой Вентури как кратковременное увеличение потока воздуха в вентиляционной трубке картера, либо датчиком давления как кратковременный провал давления в вентиляционной трубке картера (или как кратковременное увеличение разрежения в вентиляционной трубке картера). По мере возрастания скорости вращения двигателя после его запуска, разрежение в коллекторе увеличивается, воздушный поток, проходящий через вентиляционную трубку картера и поступающий во впускной коллектор, может ослабнуть. Таким образом, На этапе 212 процедура предусматривает оценку характеристик кратковременного провала давления в вентиляционной трубке картера во время запуска двигателя. Оцениваемые характеристики включают в себя, например, амплитуду кратковременного провала, временную привязку провала (например, относительно скорости вращения двигателя или положения поршня), продолжительность провала и т.д.

Далее на этапе 214 процедура предусматривает определение и индикацию снижения эффективности работы системы вентиляции картера на основании одной или нескольких характеристик кратковременного провала давления в вентиляционной трубке картера во время запуска двигателя. Как было описано выше, во время запуска двигателя, когда степень разрежения в коллекторе мала, усиленный поток воздуха, проходящий из воздушного фильтра через вентиляционную трубку картера и поступающий во впускной коллектор, рассматривается как кратковременный провал давления в вентиляционной трубке картера (или кратковременное увеличение разрежения или потока воздуха в вентиляционной трубке). Тем не менее, такой кратковременный провал давления может быть следствием повреждения системы картера (например, если вентиляционная трубка отсоединена), а также положения клапана PCV (например, если клапан PCV заклинил в открытом или закрытом положении). Таким образом, как показано на Фиг. 3-4, нарушение целостности системы вентиляции картера, а также местонахождение повреждения могут быть определены на основании, по крайней мере, амплитуды кратковременного провала давления в вентиляционной трубке картера. Например, если амплитуда кратковременного провала давления не превышает порогового значения при запуске двигателя, то может быть установлено наличие повреждения системы картера.

После обнаружения повреждения системы картера способ переходит к этапу 216, где определяют снижение эффективности работы клапана PCV на основании характеристик кратковременного провала давления в вентиляционной трубке картера. Как показано на Фиг. 5, сюда входит индикация снижения эффективности работы клапана PCV на основании оцененного профиля отклонения давления в вентиляционной трубке картера от ожидаемого профиля во время запуска двигателя. Следует понимать, что, несмотря на то, что в данной процедуре определение снижения эффективности работы клапана PCV происходит после диагностики повреждений системы картера, в альтернативных вариантах эти два действия могут быть выполнены одновременно.

После того, как была проведена диагностика повреждений системы картера и снижения эффективности работы клапана PCV во время запуска двигателя, на этапе 218 процедура предусматривает впрыск топлива в цилиндры двигателя и начало процесса сгорания в первом цилиндре. Во время запуска двигателя поток воздуха во впускном коллекторе может быть низким, и по мере увеличения скорости вращения двигателя (например, до скорости холостого хода) поток воздуха во впускном коллекторе может постепенно увеличиваться. Контроллер может затем продолжить процессы сгорания в цилиндрах для того, чтобы раскрутить двигатель. На этапе 220 может быть подтверждено, что поток воздуха во впускном коллекторе (или поток воздуха на впуске двигателя) выше порогового значения. Таким образом, при достижении или превышении двигателем скорости холостого хода поток воздуха в коллекторе, а также давление в вентиляционной трубке картера могут находиться на установившихся уровнях. В частности, скорость вращения двигателя (наряду с положением дроссельной заслонки) влияет на статическую характеристику впускного коллектора при запуске и разгоне двигателя,