Определение загрязнения охладителя рециркуляции отработавших газов с использованием датчика dpov (перепада давления на клапане)

Определение загрязнения охладителя рециркуляции отработавших газов с использованием датчика dpov (перепада давления на клапане)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка относится к системам и способам для определения загрязнения охладителя рециркуляции отработавших газов (EGR).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Системы двигателя с турбонаддувом могут включать в себя систему EGR низкого давления (LP-EGR), которая рециркулирует отработавшие газы из выпускного канала ниже по потоку от турбины во впускной канал выше по потоку от компрессора турбонагнетателя, или систему низкого давления (HP-EGR), которая рециркулирует отработавшие газы из выпускного канала выше по потоку от турбины во впускной канал ниже по потоку от компрессора турбонагнетателя. В качестве альтернативы, EGR может быть реализована в безнаддувном двигателе, где EGR отбирается из выпускного коллектора и вводится во впускной коллектор. Рециркулированные отработавшие газы могут разбавлять концентрацию кислорода всасываемого воздуха, давая в результате пониженные температуры сгорания и, следовательно, может уменьшаться формирование оксидов азота в отработавших газов. Системы LP- или HP-EGR могут включать в себя охладитель EGR, расположенный в канале EGR, который присоединяет выпускной коллектор двигателя к системе впуска двигателя. Охладитель EGR может выдавать охлажденные газы EGR в двигатель, чтобы дополнительно улучшать выбросы и экономию топлива. Однако, отработавшие газы могут содержать в себе сажу, которая может накапливаться в охладителе EGR за период времени. Накопление сажи в охладителе EGR может вызывать загрязнение охладителя EGR. Следовательно, эффективность охлаждения EGR может уменьшаться, приводя к ухудшенной экономии топлива и повышенным выбросам. Кроме того, вследствие накопления сажи в охладителе EGR, может быть повышенное падение давления на охладителе EGR, которое может дополнительно сказываться на экономии топлива и выбросах.

Один из примерных подходов для определения ухудшения характеристик охладителя EGR приведен Фрейндом и другими в US 2012/0096927 A1. В нем, загрязняющий слой в охладителе EGR выявляется на основании давления на входе и выходе отработавших газов, поступающих в и выходящих из охладителя EGR, температуры отработавших газов, выходящих из охладителя EGR, и температуры на входе и выходе охлаждающей жидкости EGR, поступающей в и выходящей из охладителя EGR. В проиллюстрированном Фрейндом и другими подходе, система обнаружения для выявления загрязнения охладителя EGR включает в себя первый датчик для считывания давления на входе отработавших газов, поступающих в охладитель, и второй датчик для считывания давления на выходе отработавших газов, выходящих из охладителя EGR.

Однако, изобретатели в материалах настоящей заявки идентифицировали проблемы у такого подхода. Например, два дополнительных датчика, один для считывания давления на входе отработавших газов, поступающих в охладитель, и другой для считывания давления на выходе отработавших газов, поступающих в охладитель, требуются для определения перепада давления на охладителе EGR. Кроме того, дополнительные электрические соединения и дополнительные процессы управления требуются для передачи и обработки сигналов с датчиков. Дополнительные датчики и соединения ведут к повышенным стоимости и размерам для реализации системы охладителя EGR.

Поэтому, в одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть по меньшей мере частично препоручены способу для двигателя, содержащему: определение ухудшения характеристик охладителя рециркуляции отработавших газов (EGR) на основании изменения перепада давления на охладителе EGR, большего, чем пороговое изменение, перепад давления на охладителе EGR определяется на основании перепада давления на клапане EGR, расположенном ниже по потоку от охладителя EGR, и давления ниже по потоку от клапана EGR.

Системы EGR применяют основанную на перепаде давления на клапане (DPOV) систему измерения для определения интенсивности потока EGR. Система DPOV может включать в себя датчик DPOV для определения перепада давления на клапане EGR, расположенном ниже по потоку от охладителя EGR. Кроме того, двигатель может включать в себя одну или более систем EGR, включающих в себя одну или более из системы EGR высокого давления (HP-EGR), системы EGR низкого давления (LP-EGR) или системы безнаддувной EGR. В системе LP-EGR, давление ниже по потоку от клапана LP-EGR может быть давлением на входе компрессора, измеряемым датчиком давления на входе компрессора (CIP). В системе HP-EGR, давление ниже по потоку от клапана HP-EGR может быть давлением во впускном коллекторе, измеряемым датчиком давления во впускном коллекторе (MAP). Датчик DPOV может использоваться наряду с измерением CIP или MAP (в зависимости от типа системы EGR) для определения перепада давления на охладителе EGR.

Например, когда клапан EGR закрыт, перепад давления на охладителе EGR является нулевым. Поэтому, давление выше по потоку от охладителя EGR может определяться на основании измерения датчика DPOV и одного из измерений CIP или MAP, когда клапан EGR закрыт. Давление ниже по потоку от охладителя EGR может определяться на основании измерения датчика DPOV и CIP или MAP, когда EGR осуществляет поток (то есть, когда клапан EGR не закрыт). Потеря давления или перепад давления на охладителе EGR может определяться на основании измеренного давления выше по потоку и давления ниже по потоку от охладителя EGR. Перепад давления может рассчитываться в разных состояниях потока EGR. Определенный перепад давления на охладителе EGR может использоваться для определения изменения перепада давления на охладителе EGR по сравнению с перепадом давления на новом охладителе EGR. Загрязнение охладителя EGR может указываться, если изменение перепада давления на охладителе EGR является большим, чем пороговое изменение.

Таким образом, посредством использования существующей системы измерения DPOV для определения загрязнения охладителя EGR, дополнительные датчики и соединения могут не требоваться. Следовательно, затраты на реализацию системы обнаружения загрязнения охладителя EGR могут быть уменьшены.

Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые кладут конец каким-нибудь недостаткам, отмеченным выше или в любой части этого раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Предмет настоящего раскрытия будет лучше понятен по прочтению последующего подробного описания неограничивающих вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 показывает принципиальную схему системы двигателя с двойным турбонаддувом, включающей в себя систему EGR низкого давления и высокого давления с охладителем EGR.

Фиг. 2 показывает принципиальную схему системы EGR низкого давления у системы двигателя с двойным турбонаддувом, показанной на фиг. 1, в том числе, сигналы из системы LP EGR, которые могут использоваться для определения перепада давления на охладителе EGR.

Фиг. 3A показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для указания ухудшения характеристик охладителя EGR на основании перепада давления на охладителе EGR.

Фиг. 3B показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для определения давления выше по потоку от охладителя EGR с использованием системы перепада давления на клапане (DPOV).

Фиг. 3C показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для определения давления ниже по потоку от охладителя EGR с использованием системы DPOV.

Фиг. 3D показывает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую процедуру для определения перепада давления на охладителе EGR.

Фиг. 4 показывает примерное определение ухудшения характеристик EGR.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Предусмотрены способы и системы для определения ухудшения характеристик охладителя EGR на основании перепада давления (DP) на клапане EGR и давления ниже по потоку от клапана EGR в системе двигателя (такой как система двигателя по фиг. 1). Система двигателя может включать в себя систему EGR низкого давления (LP), систему EGR высокого давления (HP) и/или систему безнаддувной EGR В системе LP-EGR, давление ниже по потоку от клапана EGR может быть давлением на входе компрессора (CIP), а в системе HP-EGR и системе безнаддувной EGR, давление ниже по потоку от клапана EGR может быть давлением во впускном коллекторе (MAP). DP на клапане EGR и CIP или MAP (в зависимости от типа системы EGR) могут определяться на основании сигналов с датчика перепада давления на клапане (DPOV) и датчика CIP или MAP, соответственно, как показано на фиг. 2. Контроллер может выполнять процедуру, такую как процедура на фиг. 3A, для определения и указания ухудшения характеристик охладителя EGR. Для того чтобы определять ухудшение характеристик охладителя EGR, давление выше по потоку от охладителя EGR может определяться, как показано на фиг. 3B, давление ниже по потоку от охладителя EGR может определяться, как показано на фиг. 3C, и функция перепада давления на охладителе EGR может определяться, как показано на фиг. 3D. Примерное определение ухудшения характеристик охладителя EGR показано на фиг. 4. Должно быть отмечено, что, несмотря на то, что фиг. 1 и 2 схематически описывают систему LP- и HP-EGR, эта концепция может быть применена к системе двигателя, включающей в себя одну или более из системы LP-EGR, системы HP-EGR или системы безнаддувной EGR.

Фиг. 1 показывает схематическое изображение примерной системы 100 двигателя с турбонаддувом, включающей в себя многоцилиндровый двигатель 10 внутреннего сгорания и пару однотипных турбонагнетателей 120 и 130, которые могут быть идентичными. В качестве одного из неограничивающих примеров, система 100 двигателя может быть включена в качестве части силовой установки для пассажирского транспортного средства. Несмотря на то, что не изображены в материалах настоящей заявки, другие конфигурации двигателя, такие как двигатель с одиночным турбонагнетателем, могут использоваться, не выходя из объема этого раскрытия.

Система 100 двигателя может управляться, по меньшей мере частично, контроллером 12, и входными сигналами от водителя 190 транспортного средства через устройство 192 ввода. В этом примере, устройство 192 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 194 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Контроллер 12 может быть микрокомпьютером, включающим в себя следующее: микропроцессорный блок, порты ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений (например, микросхему постоянного запоминающего устройства), оперативное запоминающее устройство, вспомогательную память и шину данных. Постоянное запоминающее устройство запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими постоянные команды, исполняемые микропроцессором для выполнения процедур, описанных в материалах настоящей заявки, а также других вариантов, которые предвосхищены, но конкретно не перечислены. Контроллер 12 может быть выполнен с возможностью принимать информацию с множества датчиков 165 и отправлять сигналы управления на множество исполнительных механизмов 175 (различные примеры которых описаны в материалах настоящей заявки). Другие исполнительные механизмы, такие как многообразие дополнительных клапанов и заслонок, могут быть присоединены к различным местоположениями в системе 100 двигателя. Контроллер 12 может принимать входные данные с различных датчиков, обрабатывать входные данные и приводить в действие исполнительные механизмы в ответ на обработанные входные данные, на основании команды или кода, запрограммированных в нем, соответствующих одной или более процедур. Примерные процедуры управления описаны в материалах настоящей заявки со ссылкой на фиг. 3A-3D.

Система 100 двигателя может принимать всасываемый воздух через впускной канал 140. Как показано на фиг. 1, впускной канал 40 может включать в себя воздушный фильтр 156 и дроссель 115 системы впуска воздуха (AIS). Положение дросселя 115 AIS может настраиваться системой управления посредством исполнительного механизма 117 дросселя, с возможностью связи присоединенного к контролеру 12.

По меньшей мере часть всасываемого воздуха может направляться в компрессор 122 турбонагнетателя 120 через первую ветвь впускного канала 140, как указано на 142, и по меньшей мере часть всасываемого воздуха может направляться в компрессор 132 турбонагнетателя 130 через вторую ветвь впускного канала 140, как указано на 144. Соответственно, система 100 двигателя включает в себя систему 191 AIS низкого давления (LP-AIS) выше по потоку от компрессоров 122 и 132, и систему 193 AIS высокого давления (HP-AIS) ниже по потоку от компрессоров 122 и 132.

Трубопровод 198 принудительной вентиляции картера (PCV) может присоединять картер двигателя (не показан) к второй ветви 144 впускного канала, из условия чтобы газы в картере двигателя могли выпускаться управляемым образом из картера двигателя. Кроме того, парообразующие выбросы из бачка для паров топлива (не показан) могут выпускаться во впускной канал через трубопровод 195 продувки паров топлива, присоединяющий бачок для паров топлива к второй ветви 144 впускного канала.

Первая часть совокупного всасываемого воздуха может сжиматься посредством компрессора 122, где она может подаваться во впускной коллектор 160 через впускной воздушный канал 146. Таким образом, впускные каналы 142 и 146 формируют первую ветвь системы впуска воздуха двигателя. Подобным образом, вторая часть совокупного всасываемого воздуха может сжиматься посредством компрессора 132, где она может подаваться во впускной коллектор 160 через впускной воздушный канал 148. Таким образом, впускные каналы 144 и 148 формируют вторую ветвь системы впуска воздуха двигателя. Как показано на фиг. 1, всасываемый воздух из впускных каналов 146 и 148 может повторно объединяться посредством общего впускного канала 149 перед подачей во впускной коллектор 160, где всасываемый воздух может выдаваться в двигатель. В некоторых примерах, впускной коллектор 160 может включать в себя датчик 182 давления во впускном коллекторе для оценки давления в коллекторе (MAP) и/или датчик 183 температуры впускного коллектора для оценки температуры воздуха в коллекторе (MCT), каждый поддерживает связь с контроллером 12. В изображенном примере, впускной канал 149 также включает в себя охладитель 154 воздуха и дроссель 158. Положение дросселя 158 может настраиваться системой управления посредством исполнительного механизма 157 дросселя, с возможностью связи присоединенного к контролеру 12. Как показано, дроссель 158 может быть скомпонован во впускном канале 149 ниже по потоку от охладителя 154 воздуха и может быть выполнен с возможностью настраивать поток всасываемого газа, поступающий в двигатель 10.

Как показано на фиг. 1, перепускной клапан 152 компрессора (CBV) может быть скомпонован в канале 150 CBV, а CBV 155 может быть скомпонован в канале 151 CBV. В одном из примеров, CBV 152 и 155 могут быть электронными пневматическими CBV (EPCBV). CBV 152 и 155 могут управляться, чтобы давать возможность сброса давления в системе впуска, когда двигатель подвергается наддуву. Расположенный выше по потоку конец канала 150 CBV может быть соединен с впускным каналом 144 выше по потоку от компрессора 132, а расположенный ниже по потоку конец канала 150 CBV может быть соединен с впускным каналом 148 ниже по потоку от компрессора 132. Подобным образом, расположенный выше по потоку конец канала 151 CBV может быть соединен с впускным каналом 142 выше по потоку от компрессора 122, а расположенный ниже по потоку конец канала 151 CBV может быть соединен с впускным каналом 146 ниже по потоку от компрессора 122. В зависимости от положения каждого CBV, воздух, сжатый соответствующим компрессором, может подвергаться рециркуляции во впускной канал выше по потоку от компрессора (например, впускной канал 144 для компрессора 132 и впускной канал 142 для компрессора 122). Например, CBV может открываться для рециркуляции сжатого воздуха выше по потоку от компрессора 132, и/или CBV 155 может открываться для рециркуляции сжатого воздуха выше по потоку от компрессора 122 для сброса давления в системе впуска во время выбранных условий для снижения воздействий помпажной нагрузки компрессора. CBV 155 и 152 могут управляться системой управления активно или пассивно.

Как показано, датчик 196 давления на входе компрессора (CIP) скомпонован во впускном канале 142, а датчик 169 давления HP-AIS скомпонован во впускном канале 149. Однако, в других ожидаемых вариантах осуществления, датчики 196 и 169 могут быть скомпонованы в других местоположениях в пределах LP-AIS и HP-AIS соответственно. В числе других функций, датчик 196 CIP может использоваться для определения давления ниже по потоку от клапана 121 EGR.

Двигатель 10 может включать в себя множество цилиндров 14. В изображенном примере, двигатель 10 включает в себя шесть цилиндров, скомпонованных в V-образной конфигурации. Более точно, шесть цилиндров скомпонованы в двух рядах 13 и 15, причем, каждый ряд включает в себя три цилиндра. В альтернативных примерах, двигатель 10 может включать в себя два или более цилиндров, к примеру, 3, 4, 5, 8, 10 или более цилиндров. Эти различные цилиндры могут быть поровну поделены и скомпонованы в альтернативных конфигурациях, таких как V-образная, рядная, коробчатая и т.д. Каждый цилиндр 14 может быть сконфигурирован топливной форсункой 166. В изображенном примере, топливная форсунка 166 является форсункой непосредственного впрыска в цилиндр. Однако, в других примерах, топливная форсунка 166 может быть сконфигурирована в качестве топливной форсунки оконного впрыска.

Всасываемый воздух, подаваемый в каждый цилиндр 14 (в материалах настоящей заявки также указываемый ссылкой как камера 14 сгорания) через общий впускной канал 149, может использоваться для сжигания топлива, и продукты сгорания затем могут выпускаться через специфичные ряду параллельные выпускные каналы. В изображенном примере, первый ряд 13 цилиндров двигателя 10 может выпускать продукты сгорания через общий выпускной канал 17, а второй ряд 15 цилиндров может выпускать продукты сгорания через общий выпускной канал 19.

Положение впускных и выпускных клапанов каждого цилиндра 14 может регулироваться с помощью толкателей с гидравлическим приводом, присоединенных к штокам толкателя клапана, или с помощью механических искривлений, в которых используются рабочие выступы кулачка. В этом примере, по меньшей мере впускные клапаны каждого цилиндра 14 могут управляться посредством приведения в действие кулачков с использованием системы приведения в действие кулачков. Более точно, система 25 приведения в действие кулачков впускных клапанов может включать в себя один или более кулачков и может использовать переменные установку фаз кулачкового распределения или подъем для впускных и/или выпускных клапанов. В альтернативных вариантах осуществления, впускные клапаны могут управляться электрическим клапанным распределителем. Подобным образом, выпускные клапаны могут управляться системами приведения в действие кулачков или электрическим клапанным распределителем. В еще одном другом альтернативном варианте осуществления, кулачки могут не быть настраиваемыми.

Продукты сгорания, которые выпускаются двигателем 10 через выпускной канал 17, могут направляться через выпускную турбину 124 турбонагнетателя 120, которая, в свою очередь, может выдавать механическую работу на компрессор 122 через вал 126, для того чтобы обеспечивать сжатие для всасываемого воздуха. В качестве альтернативы, некоторая часть или все отработавшие газы, протекающие через выпускной канал 17, могут обходить турбину 124 через обводной канал 123 турбин, в то время как управляются перепускной заслонкой 128 для отработавших газов. Положение перепускной заслонки 128 для отработавших газов может управляться приводом (не показан) в соответствии с указаниями контроллера 12. В качестве одного из неограничивающих примеров, контроллер 12 может настраивать положение перепускной заслонки 128 для отработавших газов посредством пневматического привода, управляемого соленоидным клапаном. Например, соленоидный клапан может принимать сигнал для содействия приведению в действие перепускной заслонки 128 для отработавших газов с помощью пневматического привода на основании разности давлений воздуха между впускным каналом 142, скомпонованным выше по потоку от компрессора 122, и впускным каналом 149, скомпонованным ниже по потоку от компрессора 122. В других примерах, другие пригодные подходы, иные чем соленоидный клапан, могут использоваться для приведения в действие перепускной заслонки 128 для отработавших газов.

Подобным образом, продукты сгорания, которые выпускаются двигателем 10 через выпускной канал 19, могут направляться через выпускную турбину 134 турбонагнетателя 130, которая, в свою очередь, может выдавать механическую работу на компрессор 132 через вал 136, для того чтобы обеспечивать сжатие всасываемого воздуха, протекающего через вторую ветвь системы впуска двигателя. В качестве альтернативы, некоторая часть или все отработавшие газы, протекающие через выпускной канал 19, могут обходить турбину 134 через обводной канал 133 турбин, в то время как управляются перепускной заслонкой 138 для отработавших газов. Положение перепускной заслонки 138 для отработавших газов может управляться приводом (не показан) в соответствии с указаниями контроллера 12. В качестве одного из неограничивающих примеров, контроллер 12 может настраивать положение перепускной заслонки 138 для отработавших газов посредством соленоидного клапана, управляющего пневматическим приводом. Например, соленоидный клапан может принимать сигнал для содействия приведению в действие перепускной заслонки 138 для отработавших газов с помощью пневматического привода на основании разности давлений воздуха между впускным каналом 144, скомпонованным выше по потоку от компрессора 132, и впускным каналом 149, скомпонованным ниже по потоку от компрессора 132. В других примерах, другие пригодные подходы, иные чем соленоидный клапан, могут использоваться для приведения в действие перепускной заслонки 138 для отработавших газов.

В некоторых примерах, турбины 124 и 134 с приводом от отработавших газов могут быть сконфигурированы в качестве турбин с переменной геометрией, при этом, контроллер 12 может настраивать положение лопаток (или лопастей) рабочего колеса турбины для изменения уровня энергии, которая получается из потока отработавших газов и сообщается их соответственному компрессору. В качестве альтернативы, турбины 124 и 134 с приводом от отработавших газов могут быть сконфигурированы в качестве турбин с регулируемым соплом, при этом, контроллер 12 может настраивать положение сопла турбины для изменения уровня энергии, которая получается из потока отработавших газов и сообщается их соответственному компрессору. Например, система управления может быть выполнена с возможностью независимо изменять положение лопастей или сопла турбин 124 и 134 с приводом от отработавших газов через соответственные приводы.

Продукты сгорания, выпускаемые цилиндрами через выпускной канал 19, могут направляться в атмосферу через выпускной канал 180 ниже по потоку от турбины 134 наряду с тем, что продукты сгорания, выпускаемые через выпускной канал 17, могут направляться в атмосферу через выпускной канал 170 ниже по потоку от турбины 124. Выпускные каналы 170 и 180 могут включать в себя одно или более устройств последующей очистки отработавших газов, таких как каталитический нейтрализатор, и один или более датчиков отработавших газов. Например, как показано на фиг. 1, выпускной канал 170 может включать в себя устройство 129 снижения токсичности выбросов, скомпонованное ниже по потоку от турбины 124, выпускной канал 180 может включать в себя устройство 127 снижения токсичности выбросов, скомпонованное ниже по потоку от турбины 134. Устройства 127 и 129 снижения токсичности выбросов могут быть устройствами избирательного каталитического восстановления (SCR), трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами (TWC), уловителями NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выбросов или их комбинациями. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, во время работы двигателя 10, например, устройства 127 и 129 снижения токсичности выбросов могут периодически восстанавливаться посредством приведения в действие по меньшей мере одного цилиндра двигателя в пределах конкретного топливо/воздушного соотношения.

Система 100 двигателя дополнительно может включать в себя одну или более систем рециркуляции отработавших газов (EGR) для рециркуляции по меньшей мере части отработавших газов из выпускного коллектора во впускной коллектор. Таковые могут включать в себя одну или более систем EGR высокого давления для обеспечения EGR высокого давления (HP-EGR) и одни или более контуров EGR низкого давления для обеспечения EGR низкого давления (LP-EGR). В одном из примеров, HP-EGR может обеспечиваться в отсутствие наддува, обеспечиваемого турбонагнетателями 120, 130, наряду с тем, что LP-EGR может обеспечиваться при наличии наддува турбонагнетателя, и/или когда температура отработавших газов находится выше порогового значения. В кроме того еще других примерах, обе, HP-EGR и LP-EGR, могут выдаваться одновременно.

В изображенном примере, система 100 двигателя может включать в себя систему 108 EGR низкого давления (LP). Система 108 LP-EGR направляет требуемую часть отработавших газов из выпускного канала 170 во впускной канал 142. В изображенном варианте осуществления, EGR направляется в канале 197 EGR из ниже по потоку от турбины 124 во впускной канал 142 в точке смешивания, расположенной выше по потоку от компрессора 122. Величина EGR, выдаваемой во впускной канал 142, может меняться контроллером 12 с помощью клапана 121 EGR, присоединенного в системе 108 LP-EGR. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, система 108 LP-EGR включает в себя охладитель 113 EGR, расположенный выше по потоку от клапана 121 EGR. Охладитель 113 EGR может отводить тепло из рециркулированных отработавших газов, например, в охлаждающую жидкость двигателя. Охладитель 113 EGR может подвергаться ухудшению характеристик вследствие накопления сажи из отработавших газов, проходящих через охладитель EGR. Ухудшение характеристик охладителя EGR может определяться на основании измерений давления с датчика 125 перепада давления на клапане (DPOV) и датчика 196 CIP. Подробности определения загрязнения охладителя EGR будут дополнительно конкретизированы на фиг. 2-4.

В альтернативном варианте осуществления, система двигателя может включать в себя вторую систему LP-EGR (не показана), которая направляет требуемую часть отработавших газов из выпускного канала 180 во впускной канал 144. В еще одном альтернативном варианте осуществления, система двигателя может включать в себя обе системы LP-EGR (одна направляет отработавшие газы из выпускного канала 180 во впускной канал 144, а другая направляет отработавшие газы из выпускного канала 170 во впускной канал 142), описанные выше.

В изображенном примере, система 100 двигателя также может включать в себя систему 206 HP-EGR. Система 206 HP-EGR направляет требуемую часть отработавших газов из общего выпускного канала 17 выше по потоку от турбины 124 во впускной коллектор 160 ниже по потоку от впускного дросселя 158. В качестве альтернативы, система 206 HP-EGR может быть расположена между выпускным каналом 17 и впускным каналом 193 ниже по потоку от компрессора 122. Величина HP-EGR, выдаваемой во впускной коллектор 160, может меняться контроллером 12 с помощью клапана 210 EGR, присоединенного в канале 208 HP-EGR. В примерном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, система 206 HP-EGR включает в себя охладитель 212 EGR, расположенный выше по потоку от клапана 210 EGR. Охладитель 212 EGR может отводить тепло из рециркулированных отработавших газов, например, в охлаждающую жидкость двигателя. Охладитель 212 EGR может подвергаться ухудшению характеристик вследствие накопления сажи из отработавших газов, проходящих через охладитель 212 EGR. Ухудшение характеристик охладителя EGR может определяться на основании измерений давления с датчика 216 перепада давления на клапане (DPOV) и датчика 182 MAP. Подробности определения загрязнения охладителя EGR будут дополнительно конкретизированы на фиг. 3-4.

Подобным образом, двигатель может включать в себя второй контур EGR высокого давления (не показан) для рециркуляции по меньшей мере некоторой части отработавших газов из выпускного канала 19 выше по потоку от турбины 134 во впускной канал 148 ниже по потоку от компрессора 132 или во впускной коллектор 160 ниже по потоку от впускного дросселя 158. Поток EGR через контуры 208 HP-EGR может управляться посредством клапана 210 HP-EGR

Клапан 121 EGR и клапан 210 EGR могут быть выполнены с возможностью настраивать количество и/или расход отработавших газов, отведенных через соответствующие каналы EGR, для достижения требуемого процента разбавления EGR впускного заряда, поступающего в двигатель, где впускной заряд с более высоким процентом разбавления EGR включает в себя более высокое количественное соотношение рециркулированных отработавших газов и воздуха, чем впускной заряд с более низким процентом разбавления EGR. В дополнение к положению клапанов EGR, будет принято во внимание, что положение дросселя AIS у дросселя 115 AIS и других исполнительных механизмов также может оказывать влияние на процент разбавления EGR впускного заряда. В качестве примера, положение дросселя AIS может повышать падение давления на системе LP-EGR, предоставляя возможность большего потока LP-EGR в систему впуска. Как результат, это может повышать процент разбавления EGR, тогда как меньший поток LP-EGR в систему впуска может уменьшать процент разбавления EGR (например, EGR в процентах). Соответственно, разбавление EGR всасываемого заряда может регулироваться посредством управления одним или более из положения клапана EGR и положения дросселя AIS в числе других параметров. Таким образом, настройка одного или более из клапанов 121 и 210 EGR и/или дросселя 115 AIS может настраивать и величину (интенсивность) потока EGR и, впоследствии, EGR в процентах в массовом расходе воздуха (например, заряде воздуха, поступающем во впускной коллектор).

Процент разбавления EGR впускного заряда в данный момент времени (например, количественное соотношение газообразных продуктов сгорания и полного потока во впускном канале двигателя) может логически выводиться из выходного сигнала датчика 168 кислорода на впуске. В изображенном варианте осуществления, датчик кислорода на впуске расположен ниже по потоку от охладителя 154 воздуха. Однако, в других вариантах осуществления, датчик 168 может быть скомпонован в месте соединения впускных каналов 146, 148 и 149, и выше по потоку от охладителя 154 воздуха или в другом местоположении вдоль впускного канала 149. Датчик 168 кислорода на впуске (IAO2) может быть любым пригодным датчиком для выдачи показания концентрации кислорода впускного заряда, таким как линейный датчик кислорода, датчик UEGO (универсальный или широкодиапазонный, кислорода отработавших газов) на впуске, двухрежимный датчик кислорода, и т.д. Контроллер 12 может оценивать процентное разбавление потока EGR на основании обратной связи с датчика 168 кислорода на впуске. В некоторых примерах, контроллер затем может настраивать один или более из клапана 121 EGR, дросселя 115 AIS или других исполнительных механизмов, чтобы добиваться требуемого процента разбавления EGR впускного канала.

В одном из примеров, интенсивность потока EGR может оцениваться на основании системы перепада давления на клапане (DPOV), которая включает в себя датчик 125 перепада давления (например, датчик 125 или 216 перепада давления), который выявляет перепад давления между расположенной выше по потоку областью клапана EGR (например, клапана 121 или 210 EGR) и расположенной ниже по потоку области клапана 121 или 210 EGR. Интенсивность потока EGR, определенная системой DPOV, дополнительно может быть основана на температуре EGR, выявленной датчиком 135 температуры EGR, расположенным ниже по потоку от клапана 121 EGR, или датчиком 220 температуры EGR, расположенным ниже по потоку от клапана 210 EGR, и площади сечения открывания клапана EGR, выявленной датчиком 131 подъема клапана EGR или датчиком 214 подъема клапана EGR, на основании соответствующей системы EGR (например, HP- или LP-EGR). В еще одном примере, интенсивность потока EGR может определяться на основании выходных данных из системы измерения EGR, которая включает в себя датчик 168 кислорода на впуске, датчик массового расхода воздуха (не показан), датчик 182 абсолютного давления в коллекторе (MAP) и датчик 183 температуры коллектора. В некоторых примерах, обе системы измерения EGR (то есть, система DPOV, включающая в себя датчик 125 или 216 перепада давления, и система измерения EGR, включающая в себя датчик 168 кислорода на впуске) могут использоваться для определения, контроля и настройки интенсивности потока EGR.

Система 100 двигателя может включать в себя различные датчики 165 в дополнение к упомянутым выше. Как показано, общий впускной канал 149 может включать в себя датчик 172 давления на входе дросселя (TIP) для оценки давления на входе заслонки (TIP) и/или датчик 173 температуры на входе дросселя для оценки температуры воздуха на дросселе (TCT), каждый находится на связи с контроллером 12. Кроме того, несмотря на то, что не изображено в материалах настоящей заявки, каждый из впускных каналов 142 и 144 может включать в себя датчик массового расхода воздуха или, в качестве альтернативы, датчик массового расхода воздуха может быть расположен в общем канале 140.

С обращением к фиг. 2, проиллюстрированы схема узла клапана LP-EGR и сигналы для определения перепада давления на охладителе LP-EGR на основании системы измерения DPOV. Перепад давления на охладителе EGR может определяться посредством использования системы измерения DPOV, которая включает в себя определение перепада давления на клапане EGR и давления на входе компрессора (CIP). Например, перепад давления на охладителе EGR может определяться в качестве функции давления на входе охладителя EGR (оцененного на основании перепада давления на клапане EGR и CIP), когда EGR не течет, и давления на выходе охладителя EGR (оцененного на основании перепада давления на клапане EGR и CIP), когда EGR течет. Давление на входе охладителя EGR, когда EGR не течет, также может указываться ссылкой как давление на выходе EGR, поскольку давление на входе и выходе охладителя EGR могут быть по существу идентичными, когда клапан EGR закрыт. Определенный перепад давления на охладителе EGR может сравниваться с перепадом давления на новом охладителе EGR для определения изменения перепада давления. На основании изменения перепада давления, большего, чем пороговое изменение давления, может определяться загрязнение охладителя EGR.

Когда EGR течет (то есть когда клапан EGR не закрыт), может быть повышенное падение давления на охладителе 113 EGR вследствие накопления сажи. Например, давление в местоположении входа охладителя EGR выше по потоку от охладителя EGR может быть более высоким, чем давление в местоположении выхода охладителя EGR ниже по потоку от охладителя EGR. Падение давления на охладителе EGR может определяться на основании сигнала перепада давления с датчика 125 перепада давления, который выявляет перепад давления на клапане 121 EGR, и сигнала CIP с датчика 196 CIP, расположенного выше по потоку от компрессора 122 в разных состояниях потока EGR. Разные состояния потока EGR могут быть получены посредством изменения величины открывания клапана 121 EGR.

Клапан 121 EGR, расположенный в канале 197 EGR ниже по потоку от турбины 124 и выше по потоку от компрессора 122, может настраиваться контроллером, чтобы допускать требуемую величину EGR во впускной канал 142. Величина открывания клапана 121 EGR может определяться на основании сигнала подъема клапана EGR с датчика 131 подъема клапана EGR.

Кроме того, в некоторых примерах, температура EGR может использоваться наряду с измерением перепада давления на клапане EGR и CIP для определения эффективности охладителя EGR. Температура EGR может определяться на основании сигналов с датчика 135 температуры EGR. В примере, изображенном в материалах настоящей заявки, да