Автомобили, начиная с 2008 модельного года

Автомобили, начиная с 2008 модельного года, оснащаются сажевым фильтром дизельного двигателя (DPF), который улавливает твердые частицы, вырабатываемые в процессе сгорания, и сокращает выброс твердых частиц в атмосферу.

DPF расположен в системе выпуска, позади каталитического нейтрализатора. Основная характеристика DPF - это его способность к регенерации. Регенерация представляет собой сгорание твердых частиц, захваченных фильтром, которая предотвращает закупорку фильтра и обеспечивает свободное прохождение выхлопных газов. Процесс регенерации управляется ЕСМ и происходит через расчетные интервалы времени и не заметен для водителя автомобиля.

Для получения подробной информации по DPF и по процессам регенерации обратитесь к соответствующему разделу описания системы выпуска. Для получения дополнительной информации обратитесь к Exhaust System (309-00C)

Регенерация играет очень важную роль, поскольку переполнение фильтра может привести к повреждению двигателя из-за чрезмерно высокого обратного давления отработавших газов, а также возможна поломка или разрушение самого фильтра.

Температура ОГ и DPF контролируется программным обеспечением DPF в ЕСМ. Программное обеспечение DPF отслеживает нагруженность DPF на основании стиля вождения, пройденного расстояния и сигналов от датчиков дифференциального давления и датчиков температуры, расположенных в системе выпуска перед DPF и за ним. При достижении заданного уровня объема твердых частиц происходит активная регенерация DPF. Она осуществляется во взаимодействии с ЕСМ посредством регулирования различных функций управления двигателем, таких как:

• впрыск топлива
• регулирование расхода всасываемого воздуха с помощью дросселя
• EGR
• управление давлением наддува

Процесс регенерации возможен благодаря эластичности двигателя с системой впрыска "common-rail", который обеспечивает точное регулирование подачи топлива, давления топлива и впрыска. Эти параметры являются основополагающими для обеспечения эффективного процесса регенерации.

В ЕСМ содержится программное обеспечение DPF, которое управляет DPF и процессами регенерации, а также отслеживает их состояние. Программное обеспечение разбито на три отдельных модуля: модуль контроля DPF, модуль управления расходом топлива DPF и модуль управления расходом воздуха DPF. Эти модули взаимодействуют друг с другом для обеспечения точного управления DPF.

Эти три модуля управляются четвертым программным модулем, который называют согласующим модулем DPF. Согласующий модуль управляет работой других модулей, когда поступает запрос на активную регенерацию. Модуль контроля DPF является подсистемой согласующего модуля DPF.

Согласующий модуль DPF

Согласующий модуль DPF при получении запроса на регенерацию от модуля контроля инициирует и контролирует следующие запросы регенерации DPF:

• Отключение EGR
• Управление давлением наддува
• Увеличение нагрузки на двигатель
• Управление давлением и температурой воздуха во впускном коллекторе
• Управление впрыском топлива

Когда модуль контроля выдает запрос на регенерацию, согласующий модуль запрашивает отключение EGR и давление наддува необходимое для регенерации. Затем он ждет от системы EGR сигнала обратной связи, подтверждающего, что клапан EGR закрыт.

ПРИМЕЧАНИЕ: Клапан EGR открыт на холостых оборотах для сокращения выбросов NO. EGR не используется при частичной нагрузке вследствие загрязнения впускного коллектора.

Когда клапан EGR закрывается, согласующий модуль инициирует запрос на увеличение нагрузки на двигатель посредством управления температурой и давлением всасываемого воздуха.

После получения подтверждения, что условия на впуске находятся под контролем или, что закончилось время калибровки, согласующий модуль переходит в состояние ожидания, когда водитель отпустит педаль акселератора. Если это происходит или истекает время калибровки, согласующий модуль генерирует запрос для управления впрыском топлива для увеличения температуры ОГ.

Модуль управления расходом топлива DPF

Модуль управления расходом топлива DPF управляет следующими функциями:

• Синхронизацией четырех раздельных впрыскиваний на рабочий ход и количеством впрыскиваемого топлива (предварительный, основной и два дополнительных впрыска).
• Давлением впрыска и переключением между тремя различными уровнями калибровки впрыска.

Указанные выше функции зависят от состояния каталитического нейтрализатора и DPF.

В дополнение к измерению активности нейтрализатора и DPF управляемый впрыск определяет необходимый уровень впрыска. Система управления расходом топлива вычисляет количество топлива и синхронизацию четырех раздельных впрыскиваний для каждого из трех уровней калибровки давления впрыска, а также управляет переключением между уровнями.

Два дополнительных впрыска необходимы для разделения функций увеличения температуры газов в цилиндре и выработки углеводородов. Первый дополнительный впрыск используется для генерирования более высокой температуры газов в цилиндрах одновременно с поддержанием такого же крутящего момента двигателя, что и при нормальной (не в ходе регенерации) работе двигателя. Второй дополнительный впрыск используется для выработки углеводородов посредством направления несгоревшего топлива в каталитический нейтрализатор без увеличения крутящего момента двигателя.

Модуль управления расходом воздуха DPF

Модуль управления расходом воздуха DPF управляет следующими функциями:

• Системой управления EGR
• Системой управления давлением наддува
• Системой управления температурой и давлением всасываемого воздуха

В процессе активной регенерации отключается EGR и вычисляется активация с обратной связью регулятора давления наддува. Модуль управления расходом воздуха контролирует уровень давления и температуры воздуха во впускном коллекторе. Этот контроль необходим, чтобы добиться правильных условий внутри цилиндра для стабильного и надежного сгорания дополнительно впрыснутого топлива.

Ограничение впуска воздуха в ходе регенерации DPF имеет следующие функции:

• Повышение нагрузки двигателя
• Более медленное сгорание
• Уменьшение массового расхода воздуха
• Уменьшение скорости движения ОГ и, тем самым, увеличение времени, в течение которого ОГ находятся в каталитическом нейтрализаторе

Модуль управляет температурой всасываемого воздуха, приводя в действие дроссельную заслонку EGR и регулируя давление наддува.

Датчики температуры DPF

В системе DPF используются три датчика температуры. Один расположен в выпускном патрубке турбокомпрессора, второй датчик установлен после каталитического нейтрализатора, а третий датчик расположен после DPF.

Датчики измеряют температуру ОГ на выходе из турбокомпрессора, перед прохождением через DPF и после прохождения через DPF, и предоставляют информацию, необходимую ЕСМ для вычисления температуры DPF. Эта информация используется в сочетании с другими данными для вычисления количества накопленных твердых частиц и для управления температурой DPF.

Датчики представляют собой резисторы с отрицательным температурным коэффициентом, которые измеряют температуру ОГ. Сопротивление и, следовательно, напряжение на датчике уменьшаются с ростом температуры ОГ.

В случае неисправности датчика температуры ECM использует подстановочное значение 350°C.

Датчик дифференциального давления

Датчик дифференциального давления установлен на задней части раздаточной коробки, рядом с DPF.

Датчик дифференциального давления используется программным обеспечением для контролирования состояния DPF. Два патрубка на датчике соединяются трубками с впускной и выпускной стороной DPF. Трубки позволяют датчику измерять давление DPF на впуске и на выпуске.

С увеличением количества твердых частиц, захваченных DPF, давление со стороны впуска DPF увеличивается по сравнению со стороной выпуска. Программное обеспечение DPF использует это сравнение в сочетании с другими данными для вычисления накопленного количества захваченных частиц.

Измеряя разницу давления между впуском и выпуском DPF и температуру DPF, программное обеспечение DPF может определить, засорился ли фильтр DPF и требуется ли его регенерация.

DPF признается перегруженным, если при определенных условиях эксплуатации дифференциальное давление превышает предел перегрузки, вычисленный ЕСМ. Программное обеспечение DPF может предпринимать попытки регенерации, но не может завершить их. Эти попытки подсчитываются ЕСМ и, если достигнуто максимальное количество попыток регенерации, при следующем цикле зажигания в память ЕСМ записывается сообщение о неисправности.

Программное обеспечение DPF выполняет следующие проверки, используя датчик дифференциального давления DPF:

• Проверку правдоподобия
• Проверку эффективности сажевого фильтра
• Проверку перегрузки сажевого фильтра
• Проверку засорения сажевого фильтра
• Контроль максимального количества попыток регенерации в низком диапазоне нагрузки