用于可变排量发动机的系统和方法技术方案

提供用于诊断可变排量发动机(VDE)中的汽缸气门致动机构的方法和系统。在一个示例中，在发动机关断状态期间，发动机可经由起动机马达未供给燃料地旋转，并且可估计参考排气流量。然后可停用一个或多个可停用发动机汽缸并且可基于汽缸停用之后的排气流量和参考排气流量之间的差值指示汽缸气门致动机构的劣化。

【技术实现步骤摘要】
用于可变排量发动机的系统和方法
本专利技术总体涉及用于诊断可变排量发动机(VDE)中的汽缸气门致动机构的方法和系统。
技术介绍
一些被称为可变排量发动机(VDE)的发动机可被配置成与可变数量的启动和停用的汽缸一起操作以提高燃料经济性。其中，在由诸如转速/负荷窗口的参数以及包括发动机温度的各种其它工况限定的选定条件期间，可禁用发动机的汽缸中的一部分。发动机控制系统可通过控制影响每个汽缸的进气门和排气门的操作的多个汽缸气门致动器来禁用选定的汽缸组，诸如一个汽缸排。通过停用处于低速/轻负荷的发动机汽缸，可最小化相关联的泵送损失，并且可提高发动机效率。在一些情况下，致动可停用汽缸气门的机构(例如，VDE机构或VDE致动器)会劣化，从而使得进气门和/或排气门如汽缸仍然启动一样操作。如此，由于来自排气的碳沉积在排气门上，所以相对于进气门劣化，排气门劣化的倾向增加。在此情况下，由于在停用期间无法密封汽缸导致泵送损失，所以燃料经济性可受到影响。由于未经计数的空气或蒸汽会从泄漏汽缸被引导通过催化剂，所以驾驶性能也会受到不利的影响。可通过监测VDE机构功能并且及时识别并解决VDE劣化来解决此问题。已经确定用于诊断VDE操作劣化的各种方法，诸如基于与发动机点火顺序、点火频率、测量的歧管压力等有关的曲轴振动的诊断方法。Doering等人在美国专利8,667,835中示出一个示例方法，其中VDE发动机中的进气门劣化和/或排气门劣化的指示基于在多个紧接着的连续引入事件上的歧管压力的估计。可监测每个汽缸在进气冲程期间的歧管压力响应，并且可使用进气冲程的限定的采样窗口中的歧管压力的平均变化来识别气门启动/停用机构中的劣化。然而，本专利技术人已经认识到关于此类方法的一些缺点。作为示例，此类方法可为计算密集型的，从而需要多个MAP测量值和大量的数据操作以便在发动机运行的同时执行VDE系统诊断。作为另一示例，此类方法不能够区分汽缸气门中的一部分在功能上劣化的汽缸和汽缸气门中的全部在功能上劣化的汽缸。在又一示例中，会需要另外的传感器以监测某些发动机参数，以便诊断VDE机构的劣化，从而导致成本增加。更进一步地，该方法会需要发动机在VDE模式下操作，该模式在严格的城市驾驶期间或在重负荷下的发动机操作期间会受到限制。由于VDE机构不是被定期致动，所以诊断VDE劣化的机会会受到限制。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可通过一种发动机方法至少部分地解决，该方法包括：响应于在发动机的不供给燃料状况期间诊断汽缸气门致动器的请求；在所有汽缸均被启用的情况下转动未供给燃料的发动机，以确定参考(reference)空气流量；以及然后，选择性地停用一个或多个汽缸气门，并且基于停用之后相对于阈值的空气流量指示汽缸气门致动器劣化，该阈值基于参考空气流量。以这种方式，可使用较少的计算并且同时依靠现有的传感器来检测VDE机构的劣化。作为一个示例，在发动机非燃烧状况期间，诸如在车辆熄火(key-off)之后，在所有汽缸的VDE机构被启动的情况下，发动机可未供给燃料地起转。指示通过排气通道的空气流量(本文也被称为排气流量)的排气微粒过滤器(PF)两端的压差(deltapressure)可经由联接到PF的压差传感器监测。一旦排气流量达到稳态，VDE的一个或多个汽缸可经由它们各自的VDE机构被选择性地停用。所述一个或多个汽缸可同时停用，或者VDE中的每个可停用汽缸可顺序地被停用。由于一个或多个汽缸的停用，所以会存在排气流量的对应减少，这可改变在PF两端的压差。如果在停用所述一个或多个汽缸之后确定压差没有明显地改变，则可指示VDE机构的劣化并且可设定诊断代码。进一步地，如果在停用一个或多个汽缸之后确定压差已经改变但继续保持在阈值压差之上，则可推断VDE机构存在部分劣化(诸如汽缸气门中的一个泄漏)，从而导致气流甚至在汽缸停用期间也通过(一个或多个)汽缸。一旦检测到VDE机构劣化，则发动机可至少针对紧接着的发动机循环在所有汽缸启用的情况下操作。以这种方式，通过排气通道的空气流量的变化可与气门事件相关联以诊断VDE机构。通过利用现有的压差传感器来检测VDE机构的劣化，可降低与诊断相关的成本。通过在车辆熄火期间诊断VDE机构，可适时地进行VDE健康监测，而不必等待VDE条件被满足。在发动机未供给燃料状况期间以最少数据收集来评估VDE系统的技术效果为可独立于操作者的驾驶习惯执行诊断并且不影响驾驶性能。另外，通过比较VDE模式和非VDE模式期间PF两端的压差，可估计VDE机构的潜在劣化，而无需大量的计算要求。应该理解，提供上述
技术实现思路
是为了以简化形式引入概念的选择，其将在具体实施例中进一步描述。这并非意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，主题的保护范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实现。附图说明图1示出配置有单独汽缸停用机构的发动机的示例实施例。图2示出联接到混合动力车辆的示例可变排量发动机(VDE)系统。图3示出说明能够实现以在点火关断、燃料关断状况期间进行VDE系统诊断的示例方法的流程图。图4示出说明能够实现以在减速燃料切断(DFSO)状况期间进行VDE系统诊断的示例方法的流程图。图5示出在点火关断、燃料关断状况期间执行的VDE系统诊断的示例。图6示出在DFSO状况期间执行的VDE系统诊断的示例。具体实施方式以下描述涉及用于诊断可变排量发动机(VDE)中的可变排量机构的系统和方法。如参照图1至图2所示的示例发动机系统所描述的，VDE中的选择性汽缸停用允许发动机排量改变。发动机控制器可被配置成执行控制程序(诸如图3至图4的示例程序)以在不供给燃料状况(诸如发动机关断和DFSO)期间识别包括VDE机构的可停用汽缸气门的劣化。图5至图6中示出不供给燃料发动机状况期间进行的VDE机构的诊断的示例。图1示出具有第一排15a和第二排15b的示例发动机10。在所描绘的示例中，发动机10为V8型发动机，其中第一排和第二排各自具有四个汽缸。发动机10具有进气歧管16、节气门20和联接到排放控制系统30的排气歧管18。排放控制系统30包括一个或多个催化剂和空燃比传感器，诸如参考图2所描述的。作为一个非限制性示例，发动机10可被包括作为用于乘用车辆的推进系统的一部分。发动机10可具有汽缸14，该汽缸14具有选择性可停用进气门50和选择性可停用排气门56。在一个示例中，进气门50和排气门56被构造成用于经由独立的基于凸轮轴的汽缸气门致动器的凸轮轴致动(如图2所阐述的)。每个发动机汽缸排可包括一个凸轮轴，该凸轮轴致动进气门和排气门。在另选示例中，每个发动机汽缸排可包括致动进气门的一个凸轮轴和致动排气门的独立的凸轮轴。在另选示例中，气门可被配置成用于经由电动单独汽缸气门致动器的电动气门致动(EVA)。虽然所描绘的示例示出每个汽缸具有单个进气门和单个排气门，但是在另选示例中，每个汽缸可具有多个选择性可停用进气门和/或多个选择性可停用排气门。在汽缸气门启动/停用期间致动的发动机部件可被统称为VDE机构或VDE致动器。在所选条件下，诸如当不期望发动机的全扭矩能力时(诸如当发动机负荷小于阈值负荷时，或者当操作者扭矩需求小于阈值需求时)，发动机10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机方法，所述发动机方法包括：响应于在所述发动机的不供给燃料状况期间诊断汽缸气门致动器的请求，转动未供给燃料的所述发动机，其中所有汽缸都启动以确定参考空气流量；以及然后，选择性地停用一个或多个汽缸气门，并且基于所述停用以后相对于阈值的空气流量指示汽缸气门致动器劣化，所述阈值基于所述参考空气流量。

【技术特征摘要】
2017.07.25 US 15/659,3191.一种发动机方法，所述发动机方法包括：响应于在所述发动机的不供给燃料状况期间诊断汽缸气门致动器的请求，转动未供给燃料的所述发动机，其中所有汽缸都启动以确定参考空气流量；以及然后，选择性地停用一个或多个汽缸气门，并且基于所述停用以后相对于阈值的空气流量指示汽缸气门致动器劣化，所述阈值基于所述参考空气流量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考空气流量为参考排气流量，并且其中基于所述参考排气流量的所述阈值为第一阈值和第二阈值中的一个，所述第一阈值高于所述第二阈值。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一阈值进一步基于通过停用所述一个或多个汽缸气门而停用的汽缸的数量。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述停用以后的所述空气流量为排气流量，并且其中基于所述停用以后的所述空气流量指示汽缸气门致动器劣化包括以下中的一个：响应于所述停用以后的所述排气流量高于所述第一阈值指示所述一个或多个汽缸气门在被命令闭合时被卡在完全打开位置；以及响应于所述停用以后的所述排气流量低于所述第一阈值并且高于所述第二阈值，指示所述一个或多个汽缸气门在被命令闭合时被卡在部分打开位置。5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：基于所述停用以后的排气流量和所述第二阈值之间的差值，估计卡在所述部分打开位置的所述一个或多个汽缸气门的开度，所述开度随着所述差值的减小而增加。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述发动机联接在车辆中，并且其中所述请求响应于在没有车辆乘员的情况下的发动机熄火事件、所述发动机熄火事件以后的控制器唤醒事件以及发动机起转事件中的一个或多个，所述请求是自紧挨着的前一请求以来的阈值持续时间之后接收的。7.根据权利要求1所述的方法，其中转动所述发动机包括致动联接到所述发动机的起动机马达，以在所述车辆没有移动的同时在进气节气门完全打开的情况下以低于阈值发动机转速从静止状态起转未供给燃料的所述发动机，其中所述阈值发动机转速基于发动机怠速。8.根据权利要求1所述的方法，其中停用一个或多个汽缸气门包括同时停用所述发动机的每个可停用汽缸的所述一个或多个汽缸气门，所述停用进一步包括致动联接到凸轮轴的螺线管以闭合每个可停用...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·杜达尔，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US