CN105697170B - 用于压缩机再循环阀的诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于压缩机再循环阀的诊断方法。提供用于识别压缩机旁通阀(CBV)的组件退化的方法。一种方法包括:命令周期信号到CBV,且基于响应于周期信号的进气节气门的入口处的压力变化,指示CBV的节气门的退化。
Description
技术领域
本申请涉及用于诊断压缩机再循环阀中的节气门退化的方法,所述压缩机再循环阀耦接在内燃发动机发动机中的进气压缩机的两侧。
背景技术
发动机系统可配置有增压设备,诸如涡轮增压器或机械增压器,以用于提供增压的空气充气并改善峰值功率输出。压缩机的使用允许较小排量的发动机提供与较大排量发动机一样多的功率,但有额外的燃料经济效益。然而,压缩机易喘振。例如,当操作员减油门(tip-out)时,发动机进气节气门关闭,从而导致减少的经过压缩机的向前流量,以及喘振的可能性。喘振可导致噪声、振动,和不舒适性(NVH)问题,诸如来自发动机进气系统的不期望的噪声。在极端情况下,喘振可导致压缩机损坏。为了解决压缩机喘振,发动机系统可包括压缩机再循环阀(CRV),其耦接在压缩机的两侧以使增压压力迅速衰减。CRV可使压缩空气从压缩机出口再循环到压缩机入口,从而允许压缩机出口处的压力的降低。
CRV可包括节气门和用于指示CRV的节气门的位置变化的位置传感器。如此,CRV在使用一段时间后可退化。例如,CRV的节气门可在给定位置处被卡住且当被命令时不可移动。在一个示例中,节气门可在完全打开的位置中被卡住。可替换地,节气门可在完全闭合的位置中被卡住。然而在另一个示例中,节气门可在完全闭合和完全打开位置之间的位置处被卡住。Wegener等人在US7,926,335中示出证实CRV是否在打开的位置中被卡住的一种示例方法。在此,分析响应于CRV的触发的充气压力的变化。具体地,当CRV被触发到闭合位置时,如果进气压缩机下游的充气压力不像预期的那样增加,CRV可被诊断为在多半打开的位置中被卡住。US7,926,335主要识别在打开或多半打开的位置中被卡住的CRV。
发明人在此已经意识到上述方法的潜在问题。如一个示例,充气压力的变化可由于除CRV节气门的位置变化之外的因数。例如,由于踏板位置(例如,加速踏板)的改变、档位的变化、火花正时变化等,充气压力可波动。来自这些和其它参数的噪声可影响充气压力。因此,响应CRV的触发的充气压力的变化不能够完全归因于CRV位置的变化。
发明内容
发明人在此已经意识到上述问题,并研发出一种至少部分解决该问题的方法。在一个示例中,一种用于增压发动机发动机的方法包括命令周期信号命令到压缩机旁通阀(CBV),且基于响应于周期信号命令的进气节气门的入口处的压力变化,指示CBV的节气门的退化。这样,可具体识别CRV节气门退化。
例如,发动机系统可包括压缩机,该压缩机具有将压缩机出口耦接到压缩机入口的压缩机再循环通道。在可替换的实施例中,再循环路径可将增压空气冷却器的出口耦接到压缩机入口。可经由压缩机再循环阀(CRV)控制经过再循环路径的流。CRV可为连续可变压缩机再循环阀(CCRV)。发动机控制器可经配置以基于经过进气节气门的气流变化调整CRV的位置以便减少压缩机喘振。进一步地,发动机控制器可从被安置在进气节气门上游和压缩机下游的节气门入口压力传感器接收关于节气门入口压力(TIP)的变化的反馈。为了确定CRV是否退化(例如,在给定位置中被卡住),响应于CRV的位置的命令变化,TIP可被测量。为了确保噪声因素最小影响TIP读数,命令可包括周期信号。在一个示例中,周期信号可为方波形信号。如果TIP的变化基本对应于命令周期信号的周期性,则CRV可不是退化(例如,没有被卡住)。然而,如果TIP的变化基本不匹配命令的周期信号的周期图形,CRV可被诊断为退化。
这样,CRV退化可以更可靠的方式确定。通过命令带有具体周期性的周期信号,噪声因素对节气门入口压力(或充气压力)的影响可降低。进一步地,可实现CRV的退化的更准确的确定,尤其是CRV节气门的退化。更进一步地,通过分离CRV的具体组件的退化,诊断和维修费用可降低。总之,发动机的维修可提高。
应该理解,提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念,这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征,要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外,要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1描述包括压缩机再循环阀(CRV)的增压发动机系统的示例实施例。
图2描述图示说明确定CRV是否出现退化的程序的高级流程图。
图3示出高级流程图,其图示说明发动机操作过程中区分CRV的节气门的退化和CRV的位置传感器的退化的程序。
图4呈现高级流程图,其比较响应于确定的CRV的节气门的退化的示例校正调整和响应于确定的CRV的位置传感器的退化的校正调整。
图5是图示说明程序的高级流程图,所述程序可经由操作员输入实施以确定CRV退化是因为CRV的位置传感器还是因为CRV的节气门的退化。
图6描述高级流程图,其用于确立CRV的退化,同时降低可影响节气门入口压力的噪声因素。
图7展示用于区分CRV的位置传感器的退化和CRV的节气门的退化的示例操作。
图8描述用于基于节气门入口压力(TIP)诊断CRV节气门,同时减少来自可影响TIP读数的其它因素的噪声的示例操作。
具体实施方式
下面的描述涉及用于诊断增压发动机系统(诸如图1的系统)中的压缩机再循环阀(CRV)的退化的系统和方法。控制器可经配置以执行控制程序,诸如图2的程序,以确定CRV是否退化。正因如此,CRV可包括节气门,该节气门的位置可基于发动机状况由控制器调整。CRV还可包括位置传感器,其用于确认响应于控制器的命令的CRV的节气门的位置变化。在发动机操作过程中,控制器可通过执行控制程序(诸如图3的程序)区分CRV的节气门的退化和CRV的位置传感器的退化。基于节气门入口压力和CRV的节气门的命令位置中的每个,CRV的节气门的退化可与CRV的位置传感器的退化区分。此外,响应CRV的节气门的命令位置的位置传感器的输出可用于区分节气门的退化和CRV的位置传感器的退化(图7)。响应于确定CRV退化,各种发动机参数和致动器可经调整以启用所需的发动机操作(图4)。位置传感器或CRV的节气门的退化的额外确认可通过经由操作员输入激活诸如图5所示的程序提供。更进一步地,控制器可经配置以执行控制程序,诸如图6中的程序,以确保节气门入口压力的变化是由于CRV位置的调整所致。具体地,CRV节气门的退化可通过命令周期信号到CRV并观察节气门入口压力的变化确定(图8)。这样,CRV节气门的退化可与CRV的位置传感器的退化分离,且可提高CRV维修。
图1示出示例涡轮增压发动机系统100的示意图描述,所述发动机系统100包括多缸内燃发动机10和双涡轮增压器120和130。如一个非限制性示例,发动机系统100能够作为用于客车的推进系统的部分被包括。发动机系统100能够经由进气通道140接收进气空气。进气通道140能够包括空气过滤器156。发动机系统100可为分开式发动机系统(split-engine system),其中进气通道140在空气过滤器156的下游被分支为第一分支和第二分支进气通道,每个进气通道包括涡轮增压器压缩机。在产生的配置中,至少一部分进气空气经由第一分支进气通道142被引导到涡轮增压器120的压缩机122,且至少另一部分进气空气经由进气通道140的第二分支进气通道144被引导到涡轮增压器130的压缩机132。
通过压缩机122压缩的总进气空气的第一部分可经由第一平行分支进气通道146供应到进气歧管160。这样,进气通道142和146形成发动机的空气进气系统的第一组合分支。类似地,总进气空气的第二部分能够经由压缩机132压缩且可经由第二平行分支进气通道148供应到进气歧管160。因此,进气通道144和148形成发动机的空气进气系统的第二组合分支。如图1所示,来自进气通道146和148的进气空气在到达进气歧管160之前可经由共同的进气通道149重新结合,在所述进气歧管160中进气空气可提供到发动机。
在一些示例中,进气歧管160可包括用于估计歧管压力(MAP)的进气歧管压力传感器182和/或用于估计歧管空气温度(MCT)的进气歧管温度传感器183,这些传感器中的每个与控制器12连通。共同的进气通道149可包括增压空气冷却器154和进气节气门158。进气节气门158的位置能够经由连通地耦接到控制器12的节气门致动器(未示出)调整。在进气节气门158上游以及空气冷却器154下游的位置处,节气门入口压力(TIP)传感器173可耦接到共同的进气通道149。进一步地,TIP传感器173可安置在压缩机122和132的下游。也称为增压压力或充气压力的节气门入口压力可通过TIP传感器173估计。
压缩机再循环通道150可经提供以用于压缩机喘振控制。具体地,为了减少压缩机喘振,诸如在驾驶员减油门时,增压压力可从进气歧管、从空气冷却器154的下游和进气节气门158的上游向进气通道140(具体地,空气过滤器156的下游和进气通道142和144的接合点的上游)泵送。通过使增压的空气从进气节气门入口的上游流到压缩机入口的上游,可迅速降低增压压力,从而加快增压控制。
经过压缩机再循环通道150的流可通过调整安置其中的压缩机再循环阀152(CRV152)的位置调节。CRV 152也可叫做压缩机喘振阀、压缩机旁通阀(CBV)、分流阀等。在描述的示例中,压缩机再循环阀152可为连续可变阀,其位置能够调整到完全打开的位置、完全闭合的位置,或其间的任何位置。因此,压缩机再循环阀152此处也可称为连续可变压缩机再循环阀,或CCRV。在描述的示例中,CCRV 152被配置为节气门阀,虽然在其它实施例中,CCRV可被不同地配置(例如为提升阀)。因此,CCRV 152可包括节气门(例如,节流板)以及用于将CCRV的节气门的位置变化传达到控制器12的位置传感器。用于CCRV(或仅CRV)的节气门的位置传感器也可称为节气门位置传感器(TPS)或CCRV节气门位置传感器。应该理解,虽然CCRV被示出经配置以用于图1中的V-6双涡轮增压发动机,CCRV可类似地应用在其它发动机配置中,诸如应用到I-3、I-4、V-8和带有一个或多个涡轮增压器的其它发动机配置。
在可替换的配置中,压缩机再循环通道可经安置,使得压缩空气从空气冷却器154的上游流到压缩机122和132下游的位置。在另一个配置中,可有两个再循环路径,每个带有再循环阀,每个经安置使得增压空气从压缩机出口行进到压缩机入口。应该理解,这里所描述的方法可应用到不是连续可变的压缩机再循环阀。
在标称发动机工况过程中,连续可变压缩机再循环阀152可保持标称闭合或几近闭合。在这种位置中,阀可以用已知的或可以忽略的泄露操作。然后,响应于喘振,CCRV 152的开度可增加。在一些实施例中,一个或多个传感器可在压缩机再循环通道150中耦接以确定从节气门入口传送到进气通道的再循环流的质量。各种传感器可包括,例如,压力传感器、温度传感器和/或流量传感器。
在可替换的实施例中,压缩机再循环阀可配置为二位阀,所述二位阀可调整到完全闭合的位置和完全打开的位置中的一种。然而,可通过使用CCRV改善增压调节。此外,通过协调CCRV的操作和废气门的操作,能够改善增压响应和喘振裕度。正因如此,CCRV 152的打开或闭合对增压压力的影响可基本立竿见影。这允许迅速的增压和喘振控制。
发动机10可包括多个汽缸14。在描述的示例中,发动机10包括以V字型配置布置的6个汽缸。具体地,6个汽缸被布置成两排,即第一排13和第二排18,且每个排包括3个汽缸。在可替换的实施例中,发动机10能够包括两个或多个汽缸,诸如4、5、8、10或更多汽缸。这些不同的汽缸能够同等分布且布置在可替换的配置中,诸如V型、直列式、箱式等。每个汽缸14可配置有燃料喷射器166。在描述的示例中,燃料喷射器166为直接汽缸内喷射器。然而,在另一些示例中,燃料喷射器166能够被配置为基于燃料喷射器的进气道。
经由共同的进气通道149供应到每个汽缸14(这里也称为燃烧室14)的进气空气可用于燃料燃烧,且燃烧的产物然后可经由具体排的平行排气通道排出。在描述的示例中,发动机10的第一排13汽缸的能够经由第一平行排气通道17排出燃烧产物,且第二排18汽缸能够经由第二平行排气通道19排出燃烧产物。第一平行排气通道17和第二平行排气通道19中的每个可进一步包括涡轮增压器涡轮机。具体地,经由排气通道17排出的燃烧产物能够通过涡轮增压器120的排气涡轮机124引导,其反过来能够经由轴126提供机械功到压缩机122以便提供对进气空气的压缩。可替换地,流经排气通道17的一些或所有排气能够经由如由废气门128控制的涡轮机旁路通道123绕开排气涡轮机124。类似地,经由排气通道19排出的燃烧产物能够通过涡轮增压器130的排气涡轮机134被引导,其反过来能够经由轴136提供机械功到压缩机132以便提供对流经发动机的进气系统的进气通道144的第二分支的进气空气的压缩。可替换地,流经排气通道19的一些或所有排气可经由如由废气门138控制的涡轮机旁路通道133绕开排气涡轮机134。
在一些示例中,排气涡轮机124和134可配置为可变几何涡轮机,其中控制器12可调整涡轮机叶轮叶片(或轮片)的位置,从而改变从排气流获得并传到它们各自的压缩机的能量水平。可替换地,排气涡轮机124和134可配置为可变喷嘴涡轮机,其中控制器12可调整涡轮机喷嘴的位置,从而改变从排气流获得并传到它们各自的压缩机的能量水平。例如,控制系统能够经配置以经由各自的致动器独立地改变排气涡轮机124和134的轮片或喷嘴位置。
第一平行排气通道17中的排气可经由分支的平行排气通道170被引导到大气,而第二平行排气通道19中的排气可经由分支的平行排气通道180被引导到大气。排气通道170和180可包括一个或多个排气后处理设备(诸如催化剂)和一个或多个排气传感器(未示出)。
在一些实施例中,发动机10可进一步包括一个或多个排气再循环(EGR)通道,其用于使至少一部分排气从第一平行排气通道17和第二平行排气通道19和/或第一平行分支排气通道170和第二平行分支排气通道180再循环到第一分支进气通道142和第二分支进气通道144,和/或第一平行分支进气通道146和第二平行分支进气通道148或进气歧管160。这些可包括用于提供高压EGR(HP-EGR)的高压EGR回路,和用于提供低压EGR(LP-EGR)的低压EGR回路。当被包括时,HP-EGR可在缺少由涡轮增压器120、130提供的增压时被提供,而LP-EGR可在存在涡轮增压器增压和/或当排气温度在阈值以上时被提供。仍旧在另一些示例中,HP-EGR和LP-EGR二者可同时被提供。低压EGR回路可使来自排气涡轮机下游的每个分支的平行排气通道的至少一些排气再循环到压缩机上游的进气通道的相应分支。每个LP-EGR回路可具有相应的LP-EGR阀,其用于控制通过LP-EGR回路的排气流,以及各自的增压空气冷却器,增压空气冷却器用于降低再循环到发动机进气的排气温度。高压EGR回路可使来自排气涡轮机上游的每个平行排气通道的至少一些排气再循环到压缩机下游的相应的平行进气通道。如图所示,高压EGR回路177能够使一部分排气从第一平行排气通道17再循环到第一平行分支进气通道146。类似地,高压EGR回路197可使至少一些排气从第二平行排气通道19再循环到第二平行分支进气通道148。通过HP-EGR回路的EGR流可经由各自的HP-EGR阀和HP-EGR增压空气冷却器(未示出)控制。因此,通过高压EGR回路197的EGR流可通过HP-EGR阀195控制,而通过高压EGR回路177的EGR流可通过HP-EGR阀175控制。
每个汽缸14的进气和排气门的位置可经由耦接到气门推杆的液压致动升程器或经由在其中使用凸轮凸角的凸轮廓线变换机制调节。在该示例中,至少每个汽缸14的进气门可通过使用凸轮致动系统的凸轮致动控制。具体地,进气门凸轮致动系统25可包括一个或多个凸轮且可使用可变凸轮正时或用于进气和/或排气门的升程。在可替换的实施例中,进气门可通过电动气门致动控制。类似地,排气门可通过凸轮致动系统或电动气门致动控制。凸轮致动系统可包括一个或多个安装在一个或多个凸轮轴上的凸轮且可利用凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个,所述这些系统可通过控制器12操作以改变气门操作。
发动机系统100可至少部分地通过包括控制器12的控制系统15以及通过来自车辆操作员190经由输入设备192的输入控制。在该示例中,输入设备192包括加速踏板和用于生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器194。
控制系统15被示出从多个传感器16(这里描述其各种示例)接收信息并发送控制信号到多个致动器81。如一个示例,传感器16可包括TIP传感器173、湿度传感器、MAP传感器182和MCT传感器183。在一些示例中,用于估计节气门空气温度(TCT)的节气门入口温度传感器可被安置在进气节气门158的上游。在另一些示例中,一个或多个EGR通道可包括压力传感器、温度传感器和空气燃料比传感器以用于确定EGR流特点。如另一个示例,致动器81可包括CCRV 152、燃料喷射器166、HP-EGR阀175和195、LP-EGR阀(未示出)、进气节气门158和废气门128,138。诸如各种额外的阀和节气门的其它致动器可耦接到发动机系统100内的各个位置。控制器12可从各种传感器接收输入数据、处理输入数据,并基于在其中编程的对应于一个或多个程序的指令或代码,响应处理后的输入数据,触发致动器。这里参照图2至图6描述示例控制程序。
本公开描述区别CCRV的节气门的退化和CCRV的位置传感器的退化的方法。注意的是,在整个本公开中CRV和CCRV可交换地使用以表示可连续可变的压缩机再循环阀。在一个示例中,CCRV的节气门可退化且可在打开(或多半打开)的位置中被卡住。这里,由(一个或多个)压缩机引起的增压可连续不断地被排出,从而影响扭矩传送和驱动能力。在另一个示例中,CCRV的节气门可退化且可在闭合(或多半闭合)的位置中被卡住。因此,CCRV可能无法如预期的那样减少压缩机喘振,该喘振可导致噪声、振动和不舒适性(NVH)问题以及压缩机退化。而在另一个示例中,CCRV的位置传感器可退化。例如,位置传感器内的接线和/或处理电路可退化。因此,位置传感器可提供CCRV的节气门位置的不正确的指示。进一步地,CCRV的节气门的位置的准确控制是不可行的。因此,具体组件的退化的识别可有利于发动机控制以及降低维修成本。
作为第一步,当响应于CCRV节气门的位置的命令变化,CCRV的位置传感器不指示CCRV节气门的位置的预期变化时,车辆内的控制器可识别CCRV退化。CCRV退化可包括CCRV的节气门的退化和CCRV的位置传感器的退化中的一者或多者。基于发动机状况,控制器然后可识别CCRV的哪个组件可退化。这里,区别可基于如由TIP传感器测量的节气门入口压力(TIP)的变化和CCRV节气门的位置的命令变化中的每个。进一步地,除TIP读数和CCRV节气门的位置的命令变化外,CCRV节气门的位置传感器的输出可用于识别CCRV中的组件的具体退化。
如果发动机状况不可区别CCRV中的节气门和位置传感器退化,组件具体退化可经由操作员输入检测。这里,操作员可启动诊断程序,其中控制器可命令CCRV节气门的位置的变化、测量TIP的相应变化(或变化缺失),并确定CCRV的哪个具体组件退化。此外或可替换地,还可通过经由操作员输入命令周期信号到CCRV节气门来确定CCRV节气门退化。正因如此,该诊断还可确保如通过TIP传感器估计的TIP不受来自其它发动机参数的噪声的影响。周期信号可为带有基于涡轮动力的周期的方波形。如果TIP的变化基本不对应命令信号的频率和周期性,可测量TIP产生的变化且可指示CCRV节气门退化。如果TIP的变化基本对应命令信号的周期性,CCRV的节气门可被确定是稳健的。
参考下面图2至图6所示的程序将描述进一步的细节。注意的是,程序200、300、400、500和600将CCRV的位置传感器称为TPS(节气门位置传感器),其中TPS输出指示CCRV节气门的位置和/或指示CCRV节气门的位置的变化。进一步地,到CCRV的命令信号或位置变化指示CCRV节气门的位置的命令变化。还应注意的是,程序200、300、400、500和600将CRV称为CCRV,如图1中所示,CCRV指示压缩机再循环阀是连续可变压缩机再循环阀。正因如此,CCRV可被调整到完全打开的位置、完全闭合的位置或完全打开和完全闭合位置之间的任一位置。
图2呈现示例程序200,其用于确定CRV(或CCRV)退化是否存在于增压发动机中,诸如图1的发动机系统。具体地,当响应于位置的命令变化,CRV的位置传感器不指示CRV节气门的位置的预期变化时,CRV退化是可能的。
在202处,程序200可估计和/或测量一个或多个发动机工况。发动机工况可包括发动机负荷、增压压力(或TIP)、发动机转速、扭矩需求、空气-燃料比、发动机操作的持续时间、排气温度等。例如,TIP可经估计以确定喘振状况是否存在。在另一个示例中,扭矩需求和增压可经估计以确定涡轮增压器加速是否是所需的。
在204处,程序200可确定CRV(或CCRV)位置的变化是否是所需的。如一个示例,如果存在喘振状况,CCRV可从多半闭合的位置调整到打开(或多半打开)的位置。在另一个示例中,如果涡轮增压器加速是所需的,CCRV可从多半打开的位置调整到更闭合(或完全闭合)的位置。如果在204处确定CCRV位置的变化不是所需的,程序200可不继续且可结束。另一方面,如果CCRV位置的变化是所要求的,在206处,程序200命令CRV位置的所需变化。在一个示例中,为了减少喘振,CCRV可被命令到更打开的位置。在另一个示例中,CCRV可被命令到更闭合的位置以用于使增压水平能够增加。
在208处,程序200可确定CCRV节气门的位置传感器是否指示位置的预期变化。在一个示例中,如果CCRV节气门已经从多半闭合的位置被命令到多半打开的位置,位置传感器可发信号通知响应于命令的CCRV节气门的位置的相应变化。同样地,在另一个示例中,如果CCRV节气门从完全打开的位置被命令到多半闭合的位置,位置传感器可指示CCRV节气门的位置的相应变化。如果是,程序200前进到210,从而不诊断用于位置传感器或CCRV节气门的退化的CCRV。程序200然后结束。如果在208处位置传感器不发信号通知位置的预期变化,程序200继续到212以确定CCRV的退化。在214处,可通过激活图3的程序300以识别CCRV的退化是否包括位置传感器的退化和/或CCRV节气门的退化,以开始CCRV的进一步诊断。可替换地,在一些实施例中,程序200可激活指示CCRV退化的诊断代码且在212后经由操作员输入请求图5的程序500的致动。例如,程序500可通过在服务中心、代理商或其它提供维修的类似位置处的操作员输入激活。程序200然后结束。
当确定CCRV退化时,控制器可试图使用现有的发动机状况以及产生的致动器命令(例如,到CCRV的命令)以区分CCRV的节气门的退化和CCRV的位置传感器的退化(经由图3的程序300)。该诊断可进一步通过操作员输入经由(图5的)程序500或(图6的)程序600确认。除程序300外,可利用程序500和600,或可利用程序500和600代替程序300。如果现有的发动机状况和产生的致动器命令不能够分离CCRV中的组件具体退化,进一步的诊断可经由如(图5的)程序500和(图6的)程序600所示的操作员输入实施。
现在参照图3,其描述用于在发动机操作过程中识别CCRV中的组件具体退化的程序300。具体地,该程序可基于TIP、位置传感器的输出、以及到CCRV的命令变化诊断位置传感器(TPS)和/或CCRV节气门的退化。应该理解,当发动机可操作时,程序300可在没有操作员输入或人工命令的情况下执行。
在302处,程序300监测到CCRV的命令、如从TIP传感器(例如图1的TIP传感器173)传达的TIP的产生的变化和来自位置传感器的相应读数,若有的话。在304处,程序300确定CCRV是否已经被命令关闭,且当位置传感器的输出指示CCRV是打开的时确定是否有产生的TIP增加。例如,如果踩油门事件正发生以能够有较高水平的增压,CCRV可被命令关闭。在一个示例中,CCRV节气门可从完全打开的位置被命令到完全闭合的位置。在另一个示例中,CCRV节气门可从多半打开的位置被命令到完全闭合的位置。然而在另一个示例中,CCRV节气门可从多半打开的位置被命令到多半闭合的位置。如果通过TIP传感器测量TIP增加,CCRV节气门可在它的命令的闭合位置中。正因如此,CCRV节气门可在完全闭合的位置,使得通过图1的压缩机再循环通道150可发生无气流或标称气流。然而,如果TPS传感器输出不指示CCRV节气门的位置的相应变化,程序300可继续到306以确定CCRV的位置传感器的退化的可能性。因此,如果CCRV已经被命令关闭且导致TIP增加,同时位置传感器的输出指示CCRV是打开的,程序300继续到306。这里,TPS可指示CCRV节气门在打开位置处,该打开位置可为在304处从控制器接收闭合命令之前的CCRV节气门的初始位置。
在306处,响应于确定的CCRV的位置传感器的退化的可能性,程序300可激活图4的程序400从而提供补救动作。例如,确定位置传感器的退化,随后使CCRV失活(deactivating)。因此,在一个示例中,可通过调整耦接在涡轮增压器的排气涡轮机两侧的废气门控制增压和喘振状况。在另一些示例中,响应于CRV失活,进气节气门、可变凸轮正时和涡轮增压器轮片中的一个或多个可被调整。然后,在308处,TPS退化的可能性的确定可通过图5的程序500被进一步(可选地)确认。正因如此,图5的程序可经由例如汽车维修厂处的操作员输入激活。进一步地,在310处,为了响应TPS退化的确定,可设置诊断代码以指示TPS退化的可能性,且可激活故障指示灯(MIL)以通知车辆操作员。
返回到304,如果程序300确定CCRV没有被命令关闭且没有产生TIP增加,同时位置传感器的输出指示CCRV是打开的,程序300前进到312以确认CCRV是否被命令打开且产生TIP增加,同时TPS输出指示CCRV是闭合的。例如,如果指示喘振状况,CCRV可被命令打开。在一个示例中,CCRV节气门可从完全闭合的位置被命令到完全打开的位置。在另一个示例中,CCRV节气门可从多半闭合的位置被命令到完全打开的位置。而在另一个示例中,CCRV节气门可从部分打开的位置被命令到多半打开的位置。如果通过TIP传感器测量到TIP减少,CCRV节气门可在它的命令的打开位置中。这里,如果TPS输出指示CCRV节气门在闭合的位置(或多半闭合的位置)中,程序300继续到306以确定CCRV的位置传感器退化的可能性。因此,如果CCRV已经被命令打开且产生TIP增加,同时位置传感器的输出指示CCRV是打开的,程序300可前进到306。TPS可指示CCRV节气门处在闭合的位置,该闭合的位置可为在312处从控制器接收打开命令之前CCRV节气门的初始位置。
在306处,如早前所述,图4的程序400可被激活用于校正动作以响应CRV的位置传感器的退化的可能性的确定。在308处,TPS退化的可能性的确定可通过图5的程序500被进一步(可选择地)确认。进一步地,在310处,响应于TPS退化的确定,诊断代码可被设置以指示TPS退化的可能性,且MIL可被激活以通知车辆操作员。
返回到312,如果经确定CCRV没有被命令打开,程序300前进到314以确认现有的发动机状况是否要求CCRV的闭合。例如,CCRV可被命令到完全闭合的位置。进一步地,在314处,可确认测量的TIP是否基本等于预期的TIP峰值,且确认TPS输出是否指示CCRV节气门在打开的(或多半打开的)位置处。这样,对于包括给定大小CCRV的发动机的给定模型、到CCRV的路径的已知限制、(一个或多个)进气压缩机和(一个或多个)排气涡轮机中的每者的具体设计、具体发动机大小和设计,并基于诸如火花正时、进气节气门角、燃料类型等的发动机操作特点,可知悉能得到的TIP峰值。因此,如果当CCRV被命令关闭时预期的TIP(例如,峰值TIP)不匹配测量的TIP,同时TPS指示CCRV节气门处于打开的(或多半打开的)位置,CCRV节气门可被确定为退化。如果CCRV已经被命令关闭,且如果TIP产生的增加不等于预期的峰值TIP,同时位置传感器的输出指示CCRV是打开的,程序300前进到316。
在316处,程序300确定CCRV节气门的退化的可能性。具体地,CCRV节气门可在打开的(或多半打开的)位置被卡住。如果CCRV节气门在打开的位置(或多半打开的位置)中被卡住,足够的增压没有形成且进气节气门的入口处的充气压力可低于预期。进一步地,基于CCRV节气门(例如,打开处卡住)的退化的确定,基于图4的程序400,在322处可采取各种校正动作。然后,在324处,CCRV节气门的退化的进一步确认可经由操作员输入执行。这可为图5的程序500或图6的程序600的可选择的激活。在326处,指示退化的节气门(例如,打开处卡住节气门)的各自的诊断代码可被设置,且MIL可被激活。程序300然后可结束。
如果在314处CCRV没有被命令闭合,程序300继续到318以确认现有的发动机状况是否要求CCRV的打开。这里,CCRV节气门可从闭合(或多半闭合的位置)被命令到完全打开(或多半打开)的位置。在318处,也可确定CCRV被命令的打开是否不产生TIP的减少且TPS指示CCRV节气门是闭合的(或多半闭合的)。例如,如果CCRV节气门没有按命令改变位置到更打开的位置,与所需相比,TIP可保持更高的水平。如果TPS指示CCRV的节气门没有移动,且保持在闭合(或多半闭合)的位置中,CCRV节气门可退化。具体地,CCRV节气门可被卡住在闭合(或多半闭合)的位置处。因此,如果响应于CCRV的命令的打开,TIP的减少没有被TIP传感器测量到,同时TPS指示CCRV节气门在闭合(或多半闭合)的位置中,程序300继续到320以确定CCRV节气门(例如,闭合处卡住)的退化的可能性。进一步地,在322处,可根据图4的程序400开始相应的校正动作。然后,在324处,CRV节气门的退化的进一步确认可经由操作员输入执行。这可为图5的程序500或图6的程序600的可选择的激活。在326处,指示退化的节气门(例如,在闭合处卡住的节气门)的各自诊断代码可被设置,且MIL可被激活。程序300然后可结束。
返回到318,如果CRV没有被命令打开(且没有观察到产生的TIP变化,同时TPS指示CRV节气门是闭合的),程序300前进到328以等待并经由操作员输入执行诊断程序500。此外,在330处,诊断代码“M”可被设置,且MIL可被激活。这里,诊断代码“M”可指示经由操作员输入的进一步的诊断是需要的,于是诊断程序500可稍后被激活。
因此,一种用于增压发动机的示例方法可包括基于节气门入口压力和CRV的节气门的命令位置中的每个区分压缩机再循环阀(CRV)的节气门和CRV的位置传感器的退化。CRV可为连续可变压缩机再循环阀(CCRV)。响应于CRV的节气门的命令位置,CRV的节气门和CRV的位置传感器的退化的区分还可基于来自CRV的位置传感器的输出。进一步地,可在安置在增压发动机的进气通道中的进气节气门的上游测量节气门入口压力。该方法可进一步包括:基于响应于CRV的节气门的位置的命令变化的节气门入口压力的变化以及响应于CRV的节气门的位置的命令变化的位置传感器的响应的变化缺失,指示位置传感器的退化(如,在程序300的304处或312处)。响应于CRV的位置传感器的退化的指示,该方法可包括使CRV失活以响应CRV的位置传感器的退化的指示。进一步地,响应于CRV的失活,该方法可包括调整废气门、进气节气门和可变凸轮正时中的一个或多个。该方法还可包括:基于响应于CRV的节气门的位置的命令变化的位置传感器的响应的变化缺失以及响应于CRV的节气门的位置的命令变化的节气门入口压力的变化缺失,指示CRV的节气门的退化。这里,CRV的节气门的退化可包括节气门在打开处被卡住以及节气门在闭合处被卡住中的一种。可替换地或此外,节气门的退化可包括节气门在打开处被部分卡住以及节气门在闭合处被部分卡住中的一种或多种。
另一种示例方法可包括:驱动连续可变压缩机再循环阀(CCRV);基于来自指示致动时CCRV的节气门不改变位置的CCRV的位置传感器的反馈,指示CCRV的退化;并区分CCRV的节气门的退化和CCRV的位置传感器的退化。CCRV的节气门的退化和CCRV的位置传感器的退化的区分可基于节气门入口压力,所述节气门入口压力通过设置在进气节气门上游和进气压缩机下游的传感器测量。CCRV的节气门的退化和CCRV的位置传感器的退化的区分可进一步基于CCRV位置的命令变化、节气门入口压力的预期变化以及来自CCRV的位置传感器的反馈。
例如,该方法可包括:基于响应于被命令到闭合位置的CCRV的节气门入口压力的增加以及来自指示CCRV打开的位置传感器的反馈,指示位置传感器的退化。在另一个示例中,该方法还可包括:基于响应于被命令到打开位置的CCRV的节气门入口压力的降低以及来自指示CCRV闭合的位置传感器的反馈,指示位置传感器的退化。而在另一个示例中,该方法可进一步包括:基于响应于被命令到闭合位置的CCRV的节气门入口压力的变化缺失以及来自指示CCRV打开的位置传感器的反馈,指示CCRV的节气门的退化。可替换地,节气门入口压力的增加可不等于响应于被命令到闭合位置的CCRV的节气门入口压力的预期上升,且位置传感器可指示CCRV是打开的。在额外的示例中,该方法可基于响应于被命令到打开位置的CCRV的节气门入口压力的变化缺失以及来自指示CCRV是闭合的位置传感器的反馈,指示CCRV的节气门的退化。这里,当CCRV被命令到打开位置时,节气门入口压力可不如预期的一样减少。
现在参照图4,其描述示出各种调整的示例程序400,可基于CCRV节气门的位置传感器(TPS)的退化或CCRV节气门(例如,打开或闭合位置处被卡住的节气门)的退化的确定执行所述各种调整。具体地,通过调整废气门、进气节气门、气门正时等的位置可得到所需的增压水平并可执行喘振控制。应该理解,仅在图3的程序300中确定TPS退化或CCRV节气门退化后,程序400可被激活。
在402处,程序400确认CCRV的TPS或CCRV节气门退化。如一个示例,基于图3的程序300,CCRV的任一组件可被确定为退化。如果没有组件退化,在404处程序400不可执行且可结束。然而,如果已经确定CCRV(例如,TPS或节气门)退化,程序400继续到406,在406处可确定CCRV的位置传感器(具体地,CCRV节气门的位置传感器)是否退化。例如,基于当CCRV被命令到闭合位置时位置传感器的输出的变化缺失,同时测量到响应于命令的TIP的增加,通过图3的程序300可确定TPS退化。在另一个示例中,基于当CCRV被命令到打开位置时位置传感器的输出的变化缺失,同时测量到响应于命令的TIP的减少,通过图3的程序300可确定TPS退化。
如果是,由于如果位置传感器退化,经由位置传感器的位置控制不可实现,程序400继续到408以使CCRV节气门失活。因此,CCRV可关闭且失活。可替换地,例如,如果位置传感器退化,但CCRV节气门没有退化,则CCRV节气门可基于歧管压力以开放回路的方式被控制。这样,相对于CCRV节气门彻底失活的状况,启用更大的发动机能力。然后,在410处,程序400可响应CCRV的失活且基于现有的发动机状况调整废气门、进气节气门、气门正时(例如,可变凸轮正时)等的位置中的一个或多个。在一个示例中,如果喘振控制是所需的,则废气门可被调整到更打开的位置使增压水平降低。可替换地,进气节气门的开度可经调整以减少喘振状况。在另一个示例中,如果较高水平的增压是所需的,则废气门可移动到更闭合的位置。气流也可通过修改发动机的汽缸中的气门正时调整。更进一步地,如果发动机中的涡轮增压器是可变几何涡轮增压器,控制器可调整涡轮机叶轮叶片(或轮片)的位置以改变传到压缩机的能量水平。程序400然后可结束。
如果在406处确定CCRV中的位置传感器没有退化,程序400可继续到412以确认CCRV节气门是否退化且在打开(或多半打开)的位置中被卡住。如果是,在414处,废气门可被调整到更闭合的位置以当需要时启用较高水平的增压。如早前所述,如果CCRV在打开(或多半打开)的位置中被卡住,其可排放增压,且可影响扭矩传送。因此,废气门可移动到完全闭合(或多半闭合)的位置,以将整个部分的排气引导到能够积聚增压的涡轮增压器的排出涡轮机。如果在412处确定CCRV节气门没有在打开处被卡住,程序400继续到416以确定CCRV节气门在闭合处被卡住。进一步地,在418处,基于发动机状况废气门可被调整到更打开的位置。例如,如果CCRV节气门在闭合(或多半闭合)的位置处被卡住,喘振控制会是不可行的。因此,如果(一个或多个)进气压缩机下游的压力增加,废气门可打开以降低进气节气门的入口处的涡轮增压器速度和充填压力。
这样,相对于当CCRV节气门被确定为退化时,当CCRV的位置传感器被确定为退化时可不同地调整各种致动器。
现在转向图5,其示出示例程序500,该程序图示说明诊断程序以区别CCRV中的TPS的退化和CCRV节气门的退化。这样,基于诸如代理商、服务中心或维修厂处的操作员输入,程序500可通过控制器激活。进一步地,可在例如程序200的212处初步确定CCRV退化后通过人工命令激活程序500。
在502处,控制器可确认诊断程序的激活。这里,如在程序500中,操作员可激活诊断程序。如果没有接收确认,在504处程序500可不被激活,且可结束。然而,如果在502处接收到确认,程序500前进到506,在506处输入电压被命令到CCRV节气门,同时监测TIP。在一个示例中,输入电压可使CCRV节气门从完全闭合的位置调整到完全打开的位置。在另一个示例中,输入电压可使CRV节气门从多半打开的位置调整到完全闭合的位置。
然后,在508处,可确定通过TIP传感器是否测量到TIP变化。在一个示例中,如果CCRV节气门移动到完全闭合的位置,如果CCRV节气门没有退化,可通过TIP传感器测量到TIP增加。如果CCRV节气门退化,接收输入电压时没有TIP增加。可替换地,如果CCRV节气门退化,响应于关闭CCRV节气门的命令的电压,测量的TIP增加可不等于TIP的预期上升。在另一个示例中,如果CCRV节气门没有退化且被调整到打开的位置,可测量到TIP的降低。然而,如果CCRV节气门退化(例如,在闭合处被卡住),可存在TIP的标称降低。可替换地,如果CCRV节气门退化且在闭合处被卡住,TIP可没有可测量的降低。
因此,在508处,如果程序500确定观察到响应于输入电压的TIP的变化,且TIP变化基本等于预期变化,程序500继续到510以确定TPS退化。然而,测量的TIP变化可由于噪声因素,诸如火花正时的变化、踏板位置的改变、传动齿轮变化等。因此,程序500继续到512以通过激活图6的程序600确认TPS退化的诊断。在另一个示例中,诊断可被认为在510处完成,且CCRV的位置传感器可被确定为退化。在518处,指示TPS退化的可选诊断代码可被设置且MIL可被激活。同样地,在该TPS退化的确定之后,如果发动机操作继续,CCRV可失活且被关闭。
如果在508处,程序500确定TIP没有变化,在514处可确认CCRV节气门退化。可替换地,如果程序500确认TIP的变化不等于TIP的预期变化,CCRV节气门可被确定为退化。CCRV节气门可退化,致使节气门在打开(或多半打开)的位置中被卡住。在另一个示例中,CCRV节气门可退化,致使其在闭合(或多半闭合)的位置中被卡住。为了进一步确认CCRV节气门退化的诊断,程序500可前进到516以激活图6的程序600。程序600将在下面进一步描述。在518处,指示CCRV节气门退化的诊断代码可被设置且MIL可被激活。
以此方式,操作员激活的程序可被执行以确定CCRV退化是否是因为CCRV中的位置传感器的退化或是因为CCRV节气门的退化。通过经由操作员输入命令输入电压到CCRV节气门,可进行更准确的诊断。进一步地,通过识别CCRV的哪个组件退化,可在较短的持续时间内执行维修。
图6描述示例程序600,其用于确保TIP的变化主要是因为CCRV节气门的位置的调整。进一步地,程序600还可提供一种用于诊断CCRV节气门的退化的额外的且更可靠的方法。这里,周期信号可被命令到CCRV节气门,且TIP的相应变化可被监测以确定CCRV退化。
在602处,可通过命令周期信号到CCRV节气门并监测响应于CCRV节气门位置变化的TIP变化诊断CCRV节气门。周期信号可被预先确定且可基于操作员输入被控制器命令。程序600可命令在604处具有方波形的周期信号。进一步地,在606处,程序600包括命令具有基于涡轮增压器的响应时间的周期性(或周期)的周期信号。在一个示例中,方波形的周期性(或周期)可比涡轮增压器的动力慢。详细而言,方波形周期信号的周期可比涡轮增压器的响应时间慢。正因如此,方波形的周期的持续时间足够允许涡轮增压器和发动机系统安置在方形波的每个边缘后。
例如,如果CCRV通过周期信号的第一边缘被命令打开且CCRV节气门从更闭合的位置转变到更打开的位置,TIP最初可降低。响应于TIP的该降低,废气门可通过控制器被调整到更闭合的位置以使TIP返回到目标压力。目标压力可为增压压力,其经选择以用于现有的发动机状况。作为CCRV节气门位置调整的结果,TIP变化可因此是瞬时的。因此,方波形的周期的持续时间足够使TIP能够重新调整到它的目标值。应该理解,取代方波形,矩波形可被命令为周期信号。
返回到程序600,在608处,可确定观察到的TIP变化是否基本对应于周期信号的周期性。例如,可确定TIP的变化是否具有与到CCRV节气门的命令周期信号类似的频率和周期图形。注意的是,如上所述,TIP变化可为瞬时的,致使TIP最初可增加(或降低)以响应CCRV节气门的闭合(或打开),但随着废气门和/或其它致动器经调整以恢复TIP到目标压力,TIP稍后可降低(或分别增加)。
如果在608处确定TIP变化基本匹配到CCRV节气门的命令信号的周期图形和频率,程序600继续到610以确定CCRV节气门没有退化。本质上,CCRV的节气门根据从控制器提供到CCRV节气门的周期信号命令转变。
例如,周期信号的方波形可使CCRV节气门的位置从完全打开的位置改变到完全闭合的位置。由于选择的方波形周期,CCRV节气门可在它的完全闭合或完全打开的位置中被维持足够的持续时间以使TIP变化能够恢复到目标压力。因此,如果CCRV节气门没有在打开处被卡住(或没有在闭合处被卡住)且如果它根据周期命令信号转变,TIP可根据CCRV节气门的转变变化。详细而言,在一个示例中,如果CCRV节气门从完全打开的位置转换到完全闭合的位置,TIP首先可显著增加。稍后,通过激活废气门到更打开的位置,TIP可降低到目标值。一旦获得目标压力且发动机和涡轮增压器系统在给定状况处被安置,周期信号可使CCRV节气门从完全闭合的位置转换到完全打开的位置。为了响应该转换,可通过TIP传感器首先测量TIP的显著降低。然而,该降低可为瞬时的,因为废气门可被调整到更闭合的位置以使TIP返回到它的目标值。因此,在命令周期信号的每个边缘处,如果CCRV节气门没有在打开处被卡住(或在闭合处被卡住),TIP可基本变化。在稍后的时间里,TIP可恢复到预定目标压力。在一个示例中,诸如进气节气门和/或气门正时和/或气门升程的致动器(而不是废气门)可经调整以使TIP返回到目标压力。然而,这种动作可影响发动机扭矩,并要求仍进一步的措施,诸如换挡、火花正时的调整等。
可选择地,当在610处确立CCRV没有退化时,程序600可继续到612以指示CCRV的位置传感器退化。这里,基于诸如在程序200的212处的CCRV退化的先前指示,或诸如在程序300的306处和程序500的510处的TPS退化的先前指示,位置传感器可被确定为退化。注意的是,CCRV退化和/或TPS退化的先前指示可基于不包括周期信号命令的CCRV位置的命令变化。程序600然后可结束。
在另一个示例中,当在610处确立CCRV没有退化时,如果确定CCRV节气门稳健性之后,在稍后的时间内CCRV位置的命令变化没有产生响应于位置传感器的相应变化,则CCRV的位置传感器可被确定为退化。
另一方面,如果在608处确认TIP变化基本不对应命令到CCRV节气门的命令信号的周期图形和频率,程序600继续到614以确定CCRV节气门退化。这里,CCRV的节气门可根据从控制器提供到CCRV节气门的周期信号命令不转变。因此,CCRV节气门可在完全打开、完全闭合或其间的位置卡住。在616处,程序600可选择地指示各自的诊断代码到操作员,且MIL可被激活,所述诊断代码指示卡住的CCRV节气门(打开处卡住或闭合处卡住)。
因此,示例系统可包括发动机、用于提供增压的空气充气到发动机的涡轮增压器、安置在进气压缩机下游的进气通道中的进气节气门、耦接在涡轮机两侧的废气门、耦接在压缩机两侧的连续可变再循环阀(CCRV)、耦接到进气节气门上游和进气压缩机下游的进气通道的节气门入口压力(TIP)传感器,其中所述涡轮增压器包括排气涡轮机和进气压缩机,所述CCRV包括CCRV节气门和CCRV位置传感器。示例系统可进一步包括带有储存在永久存储器上的计算机可读指令的控制系统,所述指令用于命令周期信号到CCRV、经由TIP传感器测量进气节气门的入口处的压力变化,且如果响应命令的周期信号的进气节气门的入口处的压力变化不对应于命令的周期信号的频率,则指示CCRV节气门的退化。控制系统可包括进一步指令,该指令用于如果响应于命令的周期信号的进气节气门的入口处的压力变化基本对应于命令的周期信号的频率,不指示CCRV节气门的退化。
更进一步地,控制系统可包括额外的指令,所述指令用于基于CCRV的退化的第一确定和响应于命令的周期信号的进气节气门的入口处的压力变化基本对应于命令的周期信号的频率,指示CCRV位置传感器的退化。CCRV的退化的第一确定可包括诸如在程序200中的212处进行的诊断。因此,CCRV的退化的第一确定可包括响应于CCRV的位置的第一命令变化(诸如,程序200中的206处)的CCRV位置传感器的输出的变化缺失,所述第一命令变化不同于周期信号。可替换地,CCRV的退化的第一确定可包括在程序500中的510处的TPS传感器的退化的确定,随后是程序600中的确认。这里,如果位置传感器在程序500中被确定为退化,当TIP的变化基本对应于命令到CRV节气门的周期信号时,程序600可确认TPS退化的该诊断。注意的是,在这两种情况下(无论程序500还是程序200),CCRV的位置的第一命令变化不同于周期信号命令。进一步地,位置的第一命令变化可不为周期信号命令。周期信号可包括带有基于涡轮增压器的响应时间的周期的方波形。可替换地,周期信号可包括带有基于涡轮增压器的响应时间的周期的矩波形。此外,控制系统可包括进一步的指令,其用于使CCRV失活并且当CCRV失活以响应CCRV的位置传感器的退化的指示时调整废气门、进气节气门的位置和气门正时中的一个或多个。
图7描述相对于诸如图1中的示例发动机系统中的CRV节气门的退化,CRV的位置传感器的退化的识别的示例比较,图7的示意图700示出曲线702处的CCRV节气门退化、曲线704处的CCRV位置传感器(TPS)退化、曲线708处的来自CCRV位置传感器(TPS)的输出、曲线710处的如通过TIP传感器测量的TIP以及曲线712处的CCRV命令。以上所有曲线相对于x轴线上的时间绘制。进一步地,时间被描述沿x轴线从左到右增加。注意的是,示意图700呈现3个不同事件处的3个独立的退化确定。
在t1之前,如到CCRV的命令所示,CCRV可维持在完全打开的位置处。由于CCRV在完全打开的位置处,所以如通过TIP传感器测量的TIP(曲线710)较低。进一步地,TPS的输出指示CCRV节气门在打开位置处。在t1处,控制器可命令CCRV的位置的变化。如t1处所示,CCRV可从t1之前存在的完全打开的位置被命令到完全闭合的位置。响应于t1处的该命令的TPS的输出不变化,且TPS继续描述打开位置中的CCRV(或CCRV节气门)。然而,TIP的增加在t1和t2之间测量,其指示CCRV节气门的位置已经从完全打开的位置转换到完全闭合的位置。因此,在t2处指示CRV的位置传感器的退化(曲线704),而曲线702示出CCRV节气门没有退化。因此,基于响应于被命令到闭合位置的CCRV的节气门入口压力的增加以及来自指示CCRV是打开的位置传感器的反馈,控制器可指示位置传感器的退化。
在t2和t3之间,时间的持续时间可消逝,其中CRV的位置传感器可被维修或替换,致使在t3处位置传感器以基本稳健的方式起作用。在时间t3处,发动机可操作,其中CCRV在如命令的多半打开的位置中(曲线712)。进一步地,TPS指示CCRV节气门多半打开,且由于CCRV在多半打开的位置处,TIP在t3处可较低。
在t4处,CCRV(和CCRV节气门)可被命令关闭到完全闭合的位置。例如,由于扭矩需求的上升导致CCRV被命令到完全闭合的位置,可要求较高水平的增压。将观察到,如果CCRV节气门已经关闭,TIP没有如预期的一样上升(曲线710)。这里,由于CCRV被命令到完全闭合的位置,可预期TIP峰值。尽管观察到的TIP上升是标称的,而TPS输出经历无变化且可指示CCRV节气门继续在它的打开位置处。在一个示例中,虽然当CCRV在更接近所需位置处被卡住时,信号-噪声比可较小,但是TPS可指示CCRV节气门的部分打开/部分闭合的位置。当离所需位置较远被卡住时,可更快识别并指示退化。因此,在t5处,基于位置传感器的响应变化缺失以及响应于CCRV节气门的位置的命令变化的TIP的基本无变化,CCRV节气门可被确定为退化。CCRV节气门可在打开处被卡住且增压可不充分增加。响应于CCRV节气门在打开处被卡住的该确定,控制器可调整废气门到完全闭合的位置以提供较高水平的增压。
在t5和t6之间,维修CCRV节气门可经过充足的时间致使节气门从它的卡住位置移开。在t6处,发动机可正在操作,且CCRV(和CCRV节气门)在完全闭合的位置中。TPS输出指示CCRV节气门是闭合的且TIP较高,可能在指示相同的峰值TIP处。在t7处,控制器可命令CCRV节气门的位置从完全闭合的位置到完全打开的位置的变化。然而,响应于该命令,TIP没有变化(曲线710)且TPS输出(曲线708)可不指示CCRV的位置的变化。正因如此,CCRV节气门可在闭合处被卡住。因此,在t8处,可指示CCRV退化,同时TPS被描述为稳健的。因此,基于响应于CCRV被命令到打开(或完全打开)的位置的节气门入口压力的变化缺失,以及来自指示CCRV是闭合的位置传感器的反馈,控制器可指示CCRV节气门的退化。
因此,一种示例系统可包括发动机、用于提供增压的空气充气到发动机的涡轮增压器、安置在进气压缩机下游的进气通道中的进气节气门、耦接在涡轮机两侧的废气门、耦接在压缩机两侧的连续可变再循环阀(CCRV)、耦接到进气节气门上游和进气压缩机下游的进气通道的节气门入口压力(TIP)传感器,其中所述涡轮增压器包括排气涡轮机和进气压缩机,所述CCRV包括CCRV节气门和CCRV位置传感器。示例系统可进一步包括带有储存在永久存储器上的计算机可读指令的控制系统,所述指令用于激活CCRV的位置的变化、基于来自指示CCRV节气门响应于致动而不改变位置的CCRV位置传感器的反馈而确定CCRV的退化,且在第一状况过程中指示CCRV位置传感器的退化,以及在第二状况过程中指示CCRV节气门的退化。第一状况可包括响应于致动通过节气门入口压力传感器测量的节气门入口压力的预期变化,且其中第二状况可包括通过节气门入口压力传感器测量的节气门入口压力基本无变化。控制系统可包括进一步的指令,该指令用于响应于CCRV的退化的确定而使CCRV失活,且用于响应于CCRV的失活而调整废气门、进气节气门,和气门正时中的一个或多个。
现在参照图8,其显示示意图800,示意图800描述基于周期信号命令的诸如图1的发动机系统100的示例发动机系统中的CCRV节气门的示例诊断。使用周期信号命令的该示例诊断可减少来自诸如火花正时、踏板位置、齿轮等的变化的其它因素的TIP中的噪声。
示意图800包括曲线802处的CCRV节气门退化、曲线804处的CCRV位置传感器(TPS)退化、曲线806处的CCRV退化(作为整个单元)的指示、曲线808处的来自CCRV位置传感器(TPS)的输出、曲线810处的如通过TIP传感器测量的TIP,以及曲线812处的CCRV命令。以上所有曲线相对于x轴线上的时间绘制。进一步地,时间被描述沿x轴线从左到右增加。线811表示目标节气门入口压力,在CCRV退化的确定过程中,发动机可正在以所述目标节气门入口压力操作。
在t1之前,发动机可通过远离代理商、服务中心、维修厂等的使用者以日常的方式操作。进一步地,发动机可正在操作,其中CCRV(和CCRV节气门)在完全打开的位置中。CCRV节气门的该位置可通过TPS输出指示。用于CCRV诊断的TIP可不被积极地监测,直到指示(诸如,程序200的212处)CCRV退化的可能性。因此,响应于CCRV命令的TIP可不被测量直到t3。在t1处,CCRV可被命令到完全闭合的位置。然而,响应于CCRV节气门位置的命令变化,TPS响应指示在t1处CCRV节气门位置没有变化。因此,在t2处,控制器可指示CCRV可能退化。在一个示例中,这可记录为CCRV的退化的第一确定。
响应于CCRV退化的指示,CCRV组件的具体退化的确定可在t3处通过代理商、服务中心或维修厂处的操作员输入开始。将注意,时间的持续时间可在t2处的CCRV退化的检测和t3处的组件具体诊断之间消逝。例如,在t2和t3之间,虽然发动机通过使用者操作,控制器可试图区别CCRV节气门和CCRV位置传感器的退化(例如,经由图3的程序300)。在该示例中,在t3后描述的示例诊断可被执行以确认可能的退化的之前的诊断。
在t3和t4之间,发动机可正在操作,其中TIP与CCRV在完全打开位置处的目标TIP(线811)基本类似。正因如此,CCRV在完全打开位置处的目标TIP可通过调整安置在进气压缩机下游的进气节气门的打开和/或调整废气门的打开实现。
在t4处,如曲线812所示,方波形形式的周期信号可被命令到CCRV节气门。进一步地,TIP的变化可被监测(曲线810)以响应于该周期信号。如曲线810所示,TIP的变化基本遵循类似于t4和t9之间到CCRV的命令周期信号的频率和周期图形。命令周期信号可具有足够慢的周期,这确保充足的时间可用于涡轮增压器响应。进一步地,CCRV节气门的位置的每个变化导致TIP的变化,TIP的变化可为瞬时的。详细而言,在t4处,周期信号可命令调整CCRV到完全闭合的位置。如果CCRV节气门响应于该命令(且没有退化)并转换到完全闭合的位置,在t4处可观察到TIP的大幅度增加(在线811的目标TIP以上)以响应于该转换。然而,由于目标TIP低于该增加水平的TIP,废气门可被调整到更打开的位置以降低TIP。可替换地,进气节气门的开度可增加以降低TIP。因此,在t6处周期信号命令CCRV位置的变化之前,在t5处TIP降低到目标压力(线811)。因此,周期信号的周期可足以允许恢复TIP到目标压力且维持涡轮增压器动力。
在t6处,周期信号命令CCRV的位置从完全闭合变化到完全打开。响应于该命令,CCRV节气门可被调整到完全打开的位置(如果没有退化),导致t6处TIP大幅下降。为了响应TIP的该下降,废气门可调整到更闭合的位置以增加TIP到它的目标压力值。可替换地,进气节气门可从更打开的位置移动到更闭合的位置以增加TIP。如所观察的,TIP在t7和t8处获得目标压力,周期信号可命令CCRV的位置从完全打开变化到完全闭合。该循环可自身重复,直到观察到足够数量的转换。在示出的示例中,4个转换可足以确定CCRV节气门是退化还是稳健的。在示出的示例中,由于TIP变化基本对应于命令周期信号的频率和图形,所以CCRV节气门被确定为稳健的(并且没有退化)。因此,在t9处,控制器可指示TPS退化,而CCRV节气门指示为没有退化。正因如此,TPS的退化基于在t2处的CCRV退化的第一确定,以及通过应用周期信号的随后确认。
因此,一种用于增压发动机的示例方法可包括:命令周期信号到压缩机旁通阀(CBV),并基于响应于周期信号的进气节气门的入口处的压力的变化,指示CBV的节气门的退化。进气节气门的入口处的压力可通过耦接到进气通道且位于进气节气门上游和增压发动机的进气压缩机下游的传感器(诸如,图1的TIP传感器173)测量。可基于操作员输入通过增压发动机的控制器命令周期信号。周期信号可包括方波形,且周期信号可具有基于增压发动机的涡轮增压器的响应时间的周期性(或周期)。当进气节气门的入口处的压力变化基本不对应于到CBV的周期信号的周期性时,该方法可指示CBV的节气门的退化。另一方面,当进气节气门的入口处的压力变化基本对应于周期信号的周期性时且当CBV的节气门的位置的第二命令变化没有产生响应于位置传感器的相应变化时,该方法可指示CBV的位置传感器的退化。第二命令变化可不为周期信号。该方法可包括响应于CBV的位置传感器的退化的指示而使CBV失活。该方法可进一步包括响应于CBV的失活的而调整废气门、进气节气门和可变凸轮正时中的一个或多个。CBV可为连续可变压缩机旁通阀。
用于增压发动机的另一种示例方法可包括命令周期信号命令到包括方波形的压缩机再循环阀(CRV),并基于响应于方波形周期信号命令的进气节气门的入口处的压力变化区别CRV的位置传感器的退化和CRV的节气门的退化。周期信号命令可具有慢于增压发动机中的涡轮增压器的响应时间的周期,且当响应于周期信号命令的进气节气门的入口处的压力变化基本不对应于周期信号的周期性时,CRV的节气门可被确定为退化。当进气节气门的入口处的压力变化基本对应于到CRV的周期信号命令的周期性时且当CRV的节气门的位置的第二命令变化没有产生位置传感器的响应的相应变化时,CRV的位置传感器可被确定为退化,所述第二命令变化不同于周期信号命令。
这样,CCRV节气门的退化可区分于CCRV的位置传感器的退化。可通过简单地监测响应于通过控制器到CRV的命令的TIP以及CRV中的位置传感器的输出识别具体组件退化。因此,可不需要额外的传感器以用于确定CRV的退化。进一步地,可通过命令周期信号命令到CCRV更准确地识别组件具体退化。因此,可使CCRV的维修费用较低且在较短的持续时间内完成维修。总之,发动机维修可更可靠且成本可降低。
注意的是,这里所包括的示例控制和估计程序可和各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。这里公开的控制方法和程序可作为可执行指令储存在永久存储器中且可通过包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器和其它发动机硬件组合实施。这里所述的具体程序可代表任何数量的处理策略中的一个或多个,诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。正因如此,所示的各种行为、操作,和/或功能可按所示的顺序操作、平行操作,或在一些情况下省略。同样,实现本文描述的示例实施例的特点和优点时,处理的顺序不是必须要求的,而是为了便于说明和描述而提供。根据所用的具体策略,一个或多个说明性的动作、操作和/或功能可以重复执行。此外,所述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的永久性存储器内的代码,其中通过结合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。
应该理解,这里所公开的配置和程序在本质上是示例性的,且这些特定的实施例不认为具有限制意义,因为许多变化是可能的。例如,上述技术可应用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括所有新型且非明显的各种系统和配置,以及这里所公开的其它特征、功能和/或特性的组合和子组合。
随附的权利要求特别指出被认为是新型且非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。此类权利要求应该理解为包括一个或多个此类元件的结合,既不要求也不排除两个或多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合可通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来请求保护。此类权利要求,无论在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同,都应被视为包括在本发明的主题之内。
Claims (19)
1.一种用于增压发动机的方法,其包括:
通过所述增压发动机的控制器命令周期信号到压缩机旁通阀,所述压缩机旁通阀即CBV;且
当进气节气门的入口处的压力变化不对应所述CBV的所述周期信号的周期性时,指示所述CBV的节气门的退化。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述进气节气门的所述入口处的压力通过传感器测量,所述传感器耦接到进气通道并位于所述进气节气门的上游和所述增压发动机的进气压缩机的下游。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,基于操作员输入命令所述周期信号。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述周期信号包括方波形。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述周期信号的所述周期性基于所述增压发动机的涡轮增压器的响应时间。
6.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:当所述进气节气门的所述入口处的压力变化对应所述周期信号的所述周期性时,且当所述CBV的所述节气门的位置的第二命令的变化没有产生所述CBV的位置传感器的相应的响应变化时,指示所述CBV的所述位置传感器的退化。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述第二命令的变化不是周期信号。
8.根据权利要求6所述的方法,进一步包括:响应于所述CBV的所述位置传感器的退化的所述指示,使所述CBV失活。
9.根据权利要求8所述的方法,进一步包括:响应于所述CBV的所述失活,调整废气门、所述进气节气门和可变凸轮正时中的一个或多个。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述CBV为连续可变压缩机旁通阀。
11.一种发动机系统,其包括:
发动机;
涡轮增压器,其用于提供增压的空气充气到所述发动机,所述涡轮增压器包括排气涡轮机和进气压缩机;
进气节气门,其被安置在所述进气压缩机下游的进气通道中;
废气门,其耦接在所述排气涡轮机的两侧;
连续可变再循环阀,即CCRV,其耦接在所述进气压缩机的两侧,所述CCRV包括CCRV节气门和CCRV位置传感器;
节气门入口压力传感器,即TIP传感器,其耦接到所述进气节气门上游和所述进气压缩机的下游的所述进气通道;以及
带有储存在永久存储器上的计算机可读指令的控制系统,所述指令用于:
命令周期信号到所述CCRV;
经由所述TIP传感器测量所述进气节气门的入口处的压力变化;以及
如果所述进气节气门的所述入口处的压力变化不对应命令的周期信号的频率,
指示所述CCRV节气门的退化。
12.根据权利要求11所述的系统,其中,所述控制系统包括进一步的指令以用于:如果所述进气节气门的所述入口处的压力变化对应所述命令的周期信号的所述频率,则不指示所述CCRV节气门的退化。
13.根据权利要求12所述的系统,其中,所述控制系统包括额外的指令以用于:基于所述CCRV的退化的第一确定和响应于所述命令的周期信号的所述进气节气门的所述入口处的所述压力变化对应于所述命令的周期信号的频率,指示所述CCRV位置传感器的退化。
14.根据权利要求13所述的系统,其中,所述CCRV的退化的所述第一确定包括响应于所述CCRV的位置的第一命令的变化的所述CCRV位置传感器的输出的变化缺失,所述第一命令的变化不同于所述周期信号。
15.根据权利要求14所述的系统,其中,所述周期信号包括带有基于所述涡轮增压器的响应时间的周期的方波形。
16.根据权利要求15所述的系统,其中,所述控制系统包括进一步的指令以用于:使所述CCRV失活,并响应于使所述CCRV失活,调整所述废气门、所述进气节气门的位置以及气门正时中的一个或多个。
17.一种用于增压发动机的方法,其包括:
通过控制器命令方波形周期信号命令到压缩机再循环阀,所述压缩机再循环阀即CRV;以及
当进气节气门的入口处的压力变化不对应所述CRV的所述方波形周期信号的周期性时,确定所述CRV的节气门的退化。
18.根据权利要求17所述的方法,其中所述周期信号命令具有比所述增压发动机中的涡轮增压器的响应时间慢的周期。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,当所述进气节气门的所述入口处的压力变化对应到所述CRV的所述周期信号命令的所述周期性时,且当所述CRV的所述节气门的位置的第二命令的变化没有产生所述CRV的位置传感器的相应的响应变化时,所述CRV的所述位置传感器被确定为退化,所述第二命令变化不同于所述周期信号命令。
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