用于排气转向阀的方法和系统技术方案

技术编号:18016501 阅读:17 留言:0更新日期:2018-05-23 03:56
本申请提供了用于对发动机系统中的排气转向阀进行诊断并且调整转向阀位置以调节车辆排气噪声使得同一排气转向阀能够被用来在冷起动期间减少排放并加快发动机加热以及调节排气噪声的方法和系统。在一个示例中,一种用于转向阀诊断的方法包括在发动机冷起动期间,当转向阀被关闭时,基于转向阀上游的温度自发动机起动时的温度的改变确定转向阀退化。在另一示例中,一种用于排气噪声调整的方法包括调整转向阀位置以提供产生车辆排气噪声的期望改变的目标排气背压。

【技术实现步骤摘要】
用于排气转向阀的方法和系统
本专利技术大体涉及用于控制和诊断车辆的发动机系统中的排气转向阀的方法和系统。
技术介绍
车辆的发动机系统可以被配置具有可以用于各种功能的排气转向阀。作为一个示例,排气转向阀可以被用来选择性地将发动机排气送至被配置具有辅助排气后处理装置的旁路通道。例如,排气转向阀可以在冷起动期间将排气送过旁路通道中的汽油微粒过滤器或HC捕集器,以减少发动机和催化剂升温期间的排气排放。作为另一示例,排气转向阀可以将排气送过旁路通道中的热交换器,以回收用于发动机加热的排气热,也用于在排气再循环到进气歧管之前对排气进行冷却。通过使用排气转向阀来加快发动机加热和排气催化剂激活,燃料经济性也被增加。专利技术人在此已经认识到排气转向阀也可以被用来调节排气噪声。例如,通过调整转向阀的位置来改变排气背压,排气噪声特性可以被定制为操作者的偏好。通过依赖于转向阀来提供期望的排气噪声控制,可以减少往往重且昂贵的专门的噪声控制装置(诸如消声器、共鸣器、隔音材料、噪声消除软件等)的使用。因此,为了使排气转向阀可靠地用于各种功能,转向阀的功能性可以被周期性地测试。例如,如果转向阀退化并且排气正在泄露经过转向阀,排气尾管排放则会受影响。提供了用于对排气转向阀进行诊断的各种方法。例如,如由Melzig在US9,116,075中示出的,排气转向阀退化可以基于经由位于排气转向阀上游的压力传感器估计的排气压力廓线来推测。在其中,随着阀前压力从预期的压力降低,推测的转向阀泄露量可以被增加。在另一示例中,如由Takakura等人在US6,477,830中示出的,转向阀可以基于排气湿度廓线的改变来诊断。在进一步的示例中,排气转向阀可以基于在转向阀下游测量的排气温度的廓线来诊断。然而,专利技术人在此已经认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例,上面讨论的方法会由于不足的信噪分离而不可靠。例如,如果排气旁路通道中的辅助装置具有低背压(诸如可以在旁路通道包括热交换器时发生),通过转向阀上游的压力传感器测量的压力的信噪比则会低。由于标称信噪比与诊断阈值的低统计学分离,基于压力的诊断方法可能不可靠。作为另一示例,由于热排气从排气尾管中流出,噪声会被无意地引入到依赖于在排气转向阀下游估计的排气温度的诊断方法内。如果存在转向阀起作用的假阳性指示(即,当泄露实际发生时,转向阀被不正确地认为在起作用),排气尾管排放则会升高至阈值水平之上。此外,可以使燃料经济性退化。
技术实现思路
在一个示例中,上述问题可以通过一种用于发动机的方法来至少部分地解决,所述方法包含,响应于发动机冷起动状况,在转向阀被关闭的情况下运转以在排气催化剂的下游将排气从主排气通道转向到容纳辅助装置的旁路内;以及基于在自发动机起动以后的持续时间内在所述转向阀上游确定的排气温度的改变指示所述转向阀的退化。在对转向阀进行诊断之后,阀的开度可以被调整以满足操作者指示的排气噪声请求。以此方式,稳健的排气转向阀诊断方法可以被提供有更高的信噪比。此外,同一转向阀可以被用于加快发动机加热和催化剂激活以及用于排气噪声调节。作为一个示例,在发动机冷起动期间,排气转向阀可以被致动为关闭以在排气催化剂的下游将排气从主排气通道经由容纳辅助装置(诸如热交换器)的旁路通道转向到排气尾管内。在转向阀上游测量的排气温度可以在关闭转向阀的时候和在此后的持续时间内进行监测。例如,温度可以在持续时间内被连续地或以固定的间隔间歇地监测。如果在转向阀上游测量的排气温度改变(例如,升高)小于阈值量,可以推测转向阀未退化并且排气未正在泄露经过阀。如果在转向阀上游测量的排气温度改变多于阈值量,可以推测转向阀退化,并且经过阀的排气泄露的程度可以基于排气温度在持续时间内的升高的程度来确定。以此方式,当阀在发动机起动期间进行运转时,转向阀可以基于阀前排气温度廓线被适时地诊断。在确认转向阀起作用后,并且催化剂起燃被实现之后,转向阀可以被用于各种其他功能,诸如用于响应于操作者排气噪声请求而调整车辆排气噪声。在其中,基于对于噪声扩大或噪声减小的请求,转向阀的位置可以被改变以在转向阀的上游提供目标排气背压。例如,当请求的调整包括排气噪声扩大时,排气转向阀可以被打开至较大的程度以提供较低的目标背压,并且当请求的调整包括排气噪声减小时,排气转向阀可以被关闭至较大的程度以提供较高的目标背压。以此方式,排气转向阀能够在发动机冷起动运转期间被可靠地且适时地诊断,并且此后被用来调节排气噪声。基于在关闭的转向阀上游测量的排气温度廓线对转向阀进行诊断的技术效果是可以增加信噪比与诊断阈值的分离。具体地,通过在关闭阀并且转向排气通过排气旁路通道中的辅助装置之后测量上游温度,即使当辅助装置两侧的压力差较低时,也可以实现较高的信噪比。通过增加诊断的准确性,降低了假阳性阀诊断的可能性,改善发动机冷起动排放。通过使用同一转向阀用于实现排气热回收、发动机加热和排气噪声控制,实现了部件减少益处。应当理解,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被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1A示出了在第一模式下运转的包括排气热交换系统的发动机系统的示例实施例。图1B示出了在第二模式下运转的包括排气热交换系统的发动机系统的示例实施例。图1C示出了在第三模式下运转的包括排气热交换系统的发动机系统的示例实施例。图2示出了总结图1A-1C的排气热交换系统的不同运转模式的表。图3示出了图示可以被实施用于调整通过图1A-1C的排气热交换系统的排气流的示例方法的流程图。图4示出了图示可以被实施用于对图1A-1C的排气热交换系统的排气转向阀进行诊断的示例方法的流程图。图5是展示排气转向阀泄露与在转向阀上游测量的排气温度之间的关系的曲线图。图6示出了图示可以被实施用于调整排气系统转向阀以调节排气噪声的示例方法的流程图。图7示出了在发动机冷起动期间对排气转向阀进行诊断并且调整转向阀以在此后提供期望的发动机排气噪声廓线的示例。具体实施方式以下描述涉及用于对排气转向阀进行诊断并且控制排气转向阀来调整排气噪声的系统和方法。作为一非限制性示例,示出了被配置在排气热交换系统中的排气转向阀,其中在图1A-1C中示出了排气热交换系统的不同运转模式。排气热交换系统可以包括用于排气热回收和排气再循环(EGR)冷却的单个热交换器(被耦接至旁路通道)。示例发动机系统的不同运转模式在图2中被制成表。发动机控制器可以被配置为执行控制程序(诸如图3、图4和图6的示例程序)来控制排气热交换系统(包括排气转向阀)的运转。排气转向阀泄露可以基于在发动机冷起动期间在转向阀上游测量到的排气温度廓线来确定,如在图4的示例方法中描述的。在图5中图示了用于没有泄露、具有小泄露和大泄露的排气转向阀的示例温度廓线。在对转向阀进行诊断之后并且在完成催化剂起燃之后,排气噪声可以例如使用图6的方法通过改变转向阀的位置以提供目标背压来调整。在图7中示出了排气转向阀诊断和排气噪声控制的示例。图1A示意地示出了包括发动机10的示例发动机系统100的方面。在一个示例中,发动机系本文档来自技高网
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用于排气转向阀的方法和系统

【技术保护点】
一种用于发动机的方法,其包含:响应于发动机冷起动状况,在转向阀被关闭的情况下运转以在排气催化剂的下游将排气从主排气通道转向到容纳辅助装置的旁路内;以及基于在自发动机起动以后的持续时间内在所述转向阀上游确定的排气温度的改变指示所述转向阀的退化。

【技术特征摘要】
2016.11.09 US 15/347,5201.一种用于发动机的方法,其包含:响应于发动机冷起动状况,在转向阀被关闭的情况下运转以在排气催化剂的下游将排气从主排气通道转向到容纳辅助装置的旁路内;以及基于在自发动机起动以后的持续时间内在所述转向阀上游确定的排气温度的改变指示所述转向阀的退化。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述排气温度经由在所述转向阀上游且在所述排气催化剂下游被耦接至所述主排气通道的温度传感器确定。3.根据权利要求1所述的方法,其进一步包含,在所述排气催化剂的起燃之后,响应于操作者排气噪声请求而调整所述转向阀的运转。4.根据权利要求3所述的方法,其中所述调整包括,在确定没有所述转向阀的指示的退化之后,当所述操作者排气噪声请求包括噪声扩大时,增加所述转向阀的开度,并且当所述操作者排气噪声请求包括噪声减小时,减小所述转向阀的开度。5.根据权利要求4所述的方法,其中所述调整进一步包括调整所述转向阀的打开程度以在所述转向阀的上游提供目标排气背压,所述目标排气背压基于所述操作者排气噪声请求。6.根据权利要求1所述的方法,其中所述辅助装置包括热交换器和微粒物质过滤器中的一个。7.根据权利要求6所述的方法,其中所述指示包括响应于在所述发动机起动的开始确定的所述排气温度与在自所述发动机起动以后的所述持续时间之后确定的所述排气温度之间的高于阈值的差而指示退化,所述阈值差基于在所述发动机冷起动状况下从所述主排气通道被转向到所述旁路内的排气的质量。8.根据权利要求7所述的方法,其中指示退化包括指示转向阀泄露,所述方法进一步包含,基于所述高于阈值差估计跨所述转向阀的泄露的大小,所述泄露的所述大小随着所述差的量值增加而增加。9.根据权利要求8所述的方法,其中所述辅助装置是被流体地耦接至发动机冷却剂管路的热交换器,所述方法进一步包含,响应于退化的所述指示,禁止经由所述冷却剂管路到所述热交换器的冷却剂流。10.根据权利要求3所述的方法,其进一步包含,在所述排气催化剂的起燃之后,打开所述转向阀,并且在所述热交换器的下游将排气从所述旁路经由容纳EGR阀的EGR通道再循环到发动机进气歧管。11.一种方法,其包含:当发动机处于静止时,保持打开转向阀,所述转向阀将主排气通道耦接至容纳热交换器的旁路;响应于发动机起动,在起动转动所述发动机之前关闭所述转向阀;基于在所述转向阀的所述关闭时和在所述转向阀被关闭的情况下运转的持续时间之后在所述转向阀上游测量的排气温度对所述转向阀进行诊断;以及响应于没有转向阀退化的指示,基于操作者排气噪声需求调整所述转向阀。12.根据权利要求11所述的方法,其进一步包含,经由所述转向阀的所述关闭将排气从所述主排气通道转向到所述旁路并且通过所述热交换器,使冷却剂循环通过所述热交换器,并且在所述热交换器处将热从所述转向的排气转移到所述循环的冷却剂;以及响应于转向阀退化的指示,禁止通过所述热交换器的冷却剂流并且将所述转向阀致动为打开。13.根据权利要求12所述的方法,其中所述转向阀被耦接在所述旁路的出口与所述主排气通道的接合点的上游,其中所述排气温度经由被耦接在所述旁路的入口与所述主排气通道的接合点的下游的温度传感测量,并且其中排气从具有微粒物质过滤涂层的排气催化剂的下游被转向到所述旁路内。14.根据权利要求13所述的方法,其中调整所述转向阀包括,在所述排气催化剂已经到达起燃温度之后,将所述转向阀打开某一量以在所述转向阀的上游提供排气背压,所述排气背压基于...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·J·于里克J·N·阿勒瑞R·D·普斯夫
申请(专利权)人:福特环球技术公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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