用于气缸排气门诊断的系统和方法技术方案

本公开提供了“用于气缸排气门诊断的系统和方法”。提供了用于诊断联接到发动机气缸的排气门的劣化的方法和系统。在一个示例中，一种方法可包括：将来自电动升压器的压缩空气引导到气缸中，其中所述气缸的所述进气门打开并且所述排气门关闭；以及基于相对于基线空气流量的排气空气流量指示所述排气门的劣化。

System and Method for Outpatient Breakage of Cylinder Exhaust

【技术实现步骤摘要】
用于气缸排气门诊断的系统和方法
本说明书总体涉及用于在车辆钥匙关断状态期间对联接到气缸的排气门执行诊断的方法和系统。
技术介绍
在四冲程循环发动机中，从单个活塞的包括进气、压缩、做功和排气冲程的四个独立的活塞运动(冲程)中的燃烧过程回收功率。在进气冲程期间，进气门打开以将空气引进燃烧室中。类似地，在排气冲程期间，排气门打开以允许排气从燃烧室释放。在压缩冲程和做功冲程期间，进气门和排气门保持关闭，从而密封燃烧室并在压缩冲程期间使压缩最大化并且有效地将由燃烧产生的能量传递到做功冲程中的活塞运动中。经由排气门流出气缸的排气包括燃烧的副产物。因此，随着时间的推移，碳烟和其他碳材料可能会积聚在排气门中。例如，排气门可能逐渐充满积碳，这在一些示例中可能导致排气门表现出劣化(例如卡在至少部分打开的位置中)。例如，如果燃烧室在压缩冲程期间未被密封，则气缸可能在点火之前失去其大部分空气/燃料混合物，从而导致燃烧不稳定和失火。Sellers在美国专利No.7,581,433中展示了一种用于进行车外气缸泄漏测试的示例方法。Sellers介绍了一种设备，所述设备包括软管，所述软管的一端被配置成与联接到待测气缸的火花塞孔连通，并且另一端被配置成附接到加压气体源。将加压气体引导到气缸中并且监测缸中的压力以检测气缸是否泄漏。然而，本专利技术人已经认识到这种系统的潜在问题。例如，车外诊断方法需要由专家执行，并且这种方法还是侵入性的，有难度并且耗时。Sellers描述的方法可能无法区分气缸的进气门的泄漏与排气门的泄漏。排气门的泄漏可能通过导致失火、回火、怠速不稳、较低功率输出和降低的燃料经济性而对发动机操作产生不利影响。如果气缸长时间在排气门泄漏的情况下运行，则在燃烧期间释放的大量热量可能会进一步侵蚀气门。
技术实现思路
在一个示例中，上述问题可以通过一种发动机方法来解决，所述发动机方法包括：通过在车载测试期间密封联接到驱动车辆的多缸发动机的气缸的排气门来测试所述排气门的劣化；在所述测试期间将压缩空气引导到所述气缸中；以及基于通过联接到所述气缸的排气装置的空气流量相对于通过所述排气装置的基线空气流量，指示在所述测试期间存在或不存在所述排气门的劣化。以这种方式，通过在车辆钥匙关断状态期间将加压空气引导通过发动机气缸，可以检测联接到气缸的排气门的劣化。在一个示例中，当发动机未运行时，可以在车辆钥匙关断状态期间适时地执行气缸排气门的诊断程序。车辆可以是自主车辆和/或混合动力车辆。所述发动机可以是增压发动机，所述增压发动机包括涡轮驱动的进气压缩机和电驱动的进气压缩机(本文也称为电池操作的电动升压器)，其选择性地操作以在增加的扭矩需求期间提供额外的增压。在车载功率分配分析期间，可以识别气缸提供了低于阈值的功率。在紧接着的车辆钥匙关断状态期间，可以将所述气缸定位成进气门打开且排气门关闭。用于排气门的诊断程序包括操作电动升压器以将加压空气从进气歧管经由气缸引导到排气歧管。可以将离开气缸的空气流量与阈值空气流量进行比较，并且可以基于高于阈值的排气空气流量诊断排气门劣化。可以类似地诊断多缸发动机的后续发动机气缸以检测各个排气门的劣化。以这种方式，通过适时地使用现有的发动机部件，诸如电动升压器和差压传感器，可以减少对车外干预的需要以及用于诊断排气门的附加传感器和/或设备的使用。在车辆钥匙关断状态期间执行排气门诊断的技术效果是可以在将发动机气门保持在静止位置并且不影响发动机性能的同时执行排气门的诊断。通过识别特定气缸中低于阈值功率输出的原因，可以采取适当的缓解措施，从而降低发动机系统劣化的可能性。总的来说，通过定期监测排气门的健康状况，燃烧稳定性、发动机性能和燃料效率可以得到改善。应当理解，提供以上
技术实现思路
部分是为了以简化的形式介绍将在具体实施方式部分中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不局限于解决以上或本公开中任何部分所指出的任何缺点的实现方式。附图说明图1示意性地示出了具有多缸发动机的示例混合动力车辆系统。图2示出了多缸发动机的一个气缸的示意图。图3示意性地示出了示例性自主驾驶系统的框图。图4示出了流程图，说明了可以被实施用于诊断排气门劣化的示例性方法。图5示出了气缸功率的示例图。图6示出了排气门诊断程序期间发动机位置的示例性时间线。图7示出了根据本公开的用于排气门诊断的电动升压器的示例性操作。具体实施方式以下描述涉及用于在车辆关断状态期间诊断联接到发动机气缸的排气门的系统和方法。此类方法可包括使压缩空气流过发动机气缸，诸如联接到图1中描绘的混合动力车辆系统的气缸。在图2中示出了包括排气门的示例性气缸。在一些示例中，排气门诊断可在自主车辆中执行，其中图3描绘了示例性自主车辆控制系统。发动机控制器可被配置成执行控制程序(诸如图4的示例性程序)以诊断排气调节气门的劣化。可以识别发动机气缸，用于基于气缸输送的功率来执行排气门诊断，如图5的曲线所示。在图6至图7中示出了用于实现排气门诊断的示例性电动升压器操作和发动机位置。图1示出了车辆系统102的示意图101，该车辆系统具有包括发动机10的示例发动机系统100。在一个示例中，发动机系统100可以为柴油发动机系统。在另一示例中，发动机系统100可以为汽油发动机系统。在所描绘的实施例中，发动机10为联接到涡轮增压器15的增压发动机，该涡轮增压器包括由涡轮116驱动的压缩机114。具体地，新鲜空气沿着进气通道42经由空气净化器112被引入发动机10中并流到压缩机114。压缩机可以为任何合适的进气压缩机，诸如马达驱动或驱动轴驱动的机械增压器压缩机。在发动机系统10中，压缩机为涡轮增压器压缩机，其经由轴19机械地联接到涡轮116，涡轮116由膨胀的发动机排气驱动。如图1所示，压缩机114通过增压空气冷却器(CAC)118联接到节气门20。节气门20联接到发动机进气歧管22。压缩的空气充气从压缩机通过增压空气冷却器118和节气门20流到进气歧管22。在图1所示的实施例中，由歧管空气压力(MAP)传感器124感测进气歧管22内的空气充气的压力。可以经由进气温度(IAT)传感器51估计进入进气通道42的环境空气的温度。一个或多个传感器可以联接到压缩机114的入口。例如，温度传感器55可以联接到入口以估计压缩机入口温度，并且压力传感器56可以联接到入口以估计压缩机入口压力。作为另一示例，环境湿度传感器57可以联接到入口以估计进入进气歧管的空气充气的湿度。其他传感器可以包括例如空燃比传感器等。在其他示例中，可以基于发动机工况来推断压缩机入口条件(诸如湿度、温度、压力等)中的一个或多个。另外，当启用排气再循环(EGR)时，传感器可以估计空气充气混合物(其包括新鲜空气、再循环压缩空气和在压缩机入口处所接收的排气残余物)的温度、压力、湿度和空燃比。废气门致动器91可被致动打开，以经由废气门90将至少一些排气压力从涡轮上游向外排放到涡轮下游的位置。可以通过降低涡轮上游的排气压力来降低涡轮转速，这继而有助于减少压缩机喘振。为了辅助涡轮增压器15，可以将附加的进气压缩机(本文中也称为电动升压器155)结合到车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：通过在车载测试期间密封联接到驱动车辆的多缸发动机的气缸的排气门来测试所述排气门的劣化；在所述测试期间将压缩空气引导到所述气缸中；以及基于通过联接到所述气缸的排气装置的空气流量相对于通过所述排气装置的基线空气流量，指示在所述测试期间存在或不存在所述排气门的劣化。

【技术特征摘要】
2018.01.05 US 15/863,7961.一种方法，包括：通过在车载测试期间密封联接到驱动车辆的多缸发动机的气缸的排气门来测试所述排气门的劣化；在所述测试期间将压缩空气引导到所述气缸中；以及基于通过联接到所述气缸的排气装置的空气流量相对于通过所述排气装置的基线空气流量，指示在所述测试期间存在或不存在所述排气门的劣化。2.如权利要求1所述的方法，其中在所述发动机不燃烧燃料时执行所述测试，并且其中所述车辆是自主车辆和/或混合动力车辆。3.如权利要求1所述的方法，其中密封所述排气门包括将所述气缸定位在第一位置，在所述第一位置中联接到所述气缸的进气门处于打开位置并且所述排气门处于关闭位置。4.如权利要求1所述的方法，其中引导所述压缩空气包括通过经由电动马达操作电动升压器将压缩空气从发动机进气装置引导到所述气缸中，其中所述电动升压器联接到与进气通道并联的导管，所述导管在进气压缩机下游和增压空气冷却器上游联接到所述进气通道。5.如权利要求1所述的方法，其中指示存在所述劣化包括估计排气空气流量以及响应于所述估计的排气空气流量高于所述基线空气流量而指示所述排气门劣化，并且其中指示不存在所述劣化包括响应于所述估计的排气空气流量基本上等于所述基线空气流量而指示所述排气门未劣化。6.如权利要求5所述的方法，其中经由联接在排气微粒过滤器两端的差压传感器来估计所述排气流，所述排气微粒过滤器联接到所述气缸下游的所述发动机排气装置。7.如权利要求6所述的方法，其中在所述排气门安装到所述气缸后，立即通过在所述进气门打开并且所述排气门关闭的情况下将压缩空气引导通过所述气缸并且经由所述差压传感器估计排气空气流量来建立所述基线空气流量。8.如权利要求3所述的方法，其还包括在指示联接到所述气缸的所述排气门存在或不存在劣化之后，旋转所述未供应燃料的发动机，将另一个气缸定位在所述第一位置，并测试联接到所述另一个气缸的排气门的劣化。9.如权利要求1所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾德·M·杜道尔，
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