專利名稱：用于排氣壓力調(diào)節(jié)器的診斷方法和診斷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分所述的、用于診斷排氣壓力調(diào)節(jié)器的控制方法。
背景技術(shù)：
目前汽車市場中的法規(guī)條件已經(jīng)導(dǎo)致越來越需要提高當(dāng)前車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性并減少排放。這些法規(guī)條件必須與消費(fèi)者對車輛的高性能和快速反應(yīng)的要求相平衡。在許多種發(fā)動機(jī)中使用了排氣壓力調(diào)節(jié)器，以在排氣系統(tǒng)中產(chǎn)生背壓，例如用于改善四沖程或二沖程內(nèi)燃機(jī)的制動力。另外，能夠利用來自排氣壓力調(diào)節(jié)器的背壓來增加被再循環(huán)到進(jìn)氣口側(cè)的再循環(huán)氣體的量，即增加所謂的EGR氣體的量。另外，在發(fā)動機(jī)起動時，能夠利用該背壓來更快地暖機(jī)。為了不對效率產(chǎn)生負(fù)面影響，排氣壓力調(diào)節(jié)器通常位于渦輪增壓系統(tǒng)的下游。排氣壓力調(diào)節(jié)器(例如蝶閥)可以與如下壓力傳感器一起工作該壓力傳感器位于渦輪增壓器的渦輪機(jī)和所述蝶閥之間。目前存在的問題是無法確定最終故障的根源是蝶閥還是壓力傳感器。例如，如果壓力傳感器顯示了錯誤的低壓，則系統(tǒng)想要使蝶閥進(jìn)一步閉合，這可能導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)動機(jī)損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的、用于排氣壓力調(diào)節(jié)器的診斷方法。通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分實(shí)現(xiàn)了上述目的。其它權(quán)利要求和描述公開了本發(fā)明的有利實(shí)施例。在本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于排氣壓力調(diào)節(jié)器的診斷方法，該排氣壓力調(diào)節(jié)器設(shè)置在與渦輪增壓式內(nèi)燃機(jī)相連的排氣系統(tǒng)中，所述方法包括如下步驟請求發(fā)動機(jī)制動；當(dāng)請求發(fā)動機(jī)制動時，通過背壓傳感器來測量排氣系統(tǒng)中的背壓；當(dāng)請求發(fā)動機(jī)制動時，通過增壓傳感器來測量增壓；將測得的背壓及測得的增壓與所存儲的背壓值及增壓值進(jìn)行比較，以確定是否存在壞的壓力調(diào)節(jié)器或壞的背壓傳感器。本發(fā)明的此實(shí)施例的一個優(yōu)點(diǎn)是它產(chǎn)生了更安全、更精確的診斷。本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)是它更易于追蹤系統(tǒng)中的故障。本發(fā)明的又一個優(yōu)點(diǎn)是它還最小化了由于系統(tǒng)中的故障帶來的發(fā)動機(jī)損壞的風(fēng)險。在本發(fā)明另一個實(shí)施例中，所述方法還包括如下步驟如果存在壞的壓力調(diào)節(jié)器或壞的背壓傳感器，則向操作者報警。此實(shí)施例的一個優(yōu)點(diǎn)是不僅能夠在車輛運(yùn)行期間追蹤故障，而且還能主動地向車輛駕駛員報警“某些部件出現(xiàn)故障”。駕駛員可以自己決定采取什么行動，例如關(guān)閉發(fā)動機(jī)。也可以根據(jù)問題的嚴(yán)重性來自動執(zhí)行關(guān)閉發(fā)動機(jī)的決定。在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中，如果測得的背壓低于預(yù)定值且測得的增壓低于預(yù)定值，則所述背壓傳感器是壞的。在本發(fā)明的又一個示例性實(shí)施例中，如果測得的背壓低于預(yù)定值且測得的增壓高于預(yù)定值，則所述壓力調(diào)節(jié)器是壞的。在本發(fā)明的再一個實(shí)施例中，如果測得的背壓高于預(yù)定值且測得的增壓高于預(yù)定值，則所述背壓傳感器是壞的。在本發(fā)明的再一個示例性實(shí)施例中，如果測得的背壓高于預(yù)定值且測得的增壓低于預(yù)定值，則所述壓力調(diào)節(jié)器是壞的。上述這些示例性實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是通過比較所測得的背壓和增壓，可以區(qū)分出不同的故障原因。在本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于排氣壓力調(diào)節(jié)器的診斷設(shè)備，該排氣壓力調(diào)節(jié)器設(shè)置在與渦輪增壓式內(nèi)燃機(jī)相連的排氣系統(tǒng)中，所述診斷設(shè)備包括用于請求發(fā)動機(jī)制動的裝置；用于在請求發(fā)動機(jī)制動時、通過背壓傳感器來測量排氣系統(tǒng)中的背壓的裝置；用于在請求發(fā)動機(jī)制動時、通過增壓傳感器來測量增壓的裝置；用于將測得的背壓及測得的增壓與所存儲的背壓值及增壓值進(jìn)行比較以確定是否存在壞的壓力調(diào)節(jié)器或壞的背壓傳感器的裝置。


從以下對實(shí)施例的詳細(xì)描述中，可以最好地理解本發(fā)明以及上述及其它目的和優(yōu)點(diǎn)，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，其中圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的排氣壓力調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的第一實(shí)施例；在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。此附圖僅是示意性表示，并非旨在描繪本發(fā)明的具體參數(shù)。另外，此附圖僅旨在描述本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的排氣壓力調(diào)節(jié)器系統(tǒng)100的一個示例性實(shí)施例。所述系統(tǒng)100包括內(nèi)燃機(jī)120、增壓傳感器110、背壓傳感器130、壓力調(diào)節(jié)器140、排氣再循環(huán) (EGR)回路150、選擇性催化反應(yīng)器(SCR) 160。增壓傳感器110測量來自進(jìn)氣歧管中的渦輪增壓器的增壓。該渦輪增壓器可以是單個渦輪增壓單元、兩級渦輪增壓單元(串聯(lián)或并聯(lián))、可變幾何渦輪增壓器(VGT)或渦輪增壓復(fù)合式單元，或者是這些單元的組合。所述內(nèi)燃機(jī)可以是單獨(dú)工作的柴油機(jī)，或者是與其它動力源(例如電機(jī))相結(jié)合地工作的柴油機(jī)， 即混合動力技術(shù)。背壓傳感器130對排氣系統(tǒng)中的、在壓力調(diào)節(jié)器140和渦輪增壓單元之間的背壓進(jìn)行測量。該傳感器的另一位置可以在渦輪機(jī)的上游，例如在排氣歧管中。壓力調(diào)節(jié)器140 可以是如圖1所示的蝶閥，或者是用于對來自發(fā)動機(jī)的排氣的流動通道進(jìn)行調(diào)節(jié)的其它裝置。這種裝置可以是滑動壁、移動式活塞等。該用于調(diào)節(jié)流動通道的裝置可以由電機(jī)或者由諸如油或壓縮空氣等的流體壓力來實(shí)現(xiàn)。在該背壓調(diào)節(jié)器的下游，可以布置有排氣后處理系統(tǒng)，例如柴油機(jī)氧化催化器 (DOC)、柴油機(jī)微粒過濾器(DPF)、SCR和凈化催化器。
在排氣壓力調(diào)節(jié)器140和進(jìn)氣歧管之間，可以按照公知的方式設(shè)置有帶EGR閥 (未示出)的EGR回路150。如果背壓傳感器130測量到過低的壓力、即低于根據(jù)后處理結(jié)構(gòu)和發(fā)動機(jī)工況確定的預(yù)定值，該工況例如是在0-50kI^范圍內(nèi)的發(fā)動機(jī)負(fù)荷或者是等于零的壓力，則故障類型是壓力調(diào)節(jié)器140處于打開狀態(tài)(不考慮其實(shí)際的機(jī)械位置)。第一種可能的原因是當(dāng)請求發(fā)動機(jī)制動時，該壓力調(diào)節(jié)器卡在了打開位置或半開位置。打開位置將意味著由背壓傳感器130感測到的背壓較低。不存在可用的、對蝶閥物理位置的測量。第二種可能的原因是背壓傳感器130被阻塞(clogged)或者具有被系統(tǒng)檢測為斷路(OC)或短路(SCH)的電氣故障。壓力傳感器被阻塞將意味著測得的背壓過低，所測得的背壓能夠在0_50kPa的范圍內(nèi)，這又導(dǎo)致氣缸的較高壓力，直至達(dá)到最大壓力。在實(shí)際中，這產(chǎn)生了可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)損壞的極高背壓。駕駛員起初將因?yàn)橹苿觿恿υ黾佣吲d，并且可能注意不到故障，直到發(fā)動機(jī)損壞。為了避免這一點(diǎn)，可以使用“安全跛行回家(safe limp home) ”模式，即不管該傳感器的值如何，都將以開環(huán)的方式對蝶閥進(jìn)行控制，并使用較低的背壓。能夠使用所述增壓來區(qū)分這兩種故障。如果增壓較高，則蝶閥實(shí)際上是打開的。如果增壓較低，則蝶閥實(shí)際上是閉合的并且傳感器被阻塞。這種高增壓和低增壓均與系統(tǒng)密切相關(guān)。如果在受監(jiān)視的工作區(qū)域中，所述增壓高于正常的運(yùn)行范圍，則所述增壓被稱為高，即，受監(jiān)視的工作區(qū)域是具有適于監(jiān)視增壓的指定特性的區(qū)域，該指定特性例如是發(fā)動機(jī)的實(shí)際扭矩和/或急需扭矩。如果在受監(jiān)視的工作區(qū)域中，所述增壓低于正常的運(yùn)行范圍，則所述增壓被稱為低，即，受監(jiān)視的工作區(qū)域是具有適于監(jiān)視增壓的指定特性的區(qū)域，該指定特性例如是發(fā)動機(jī)的實(shí)際扭矩和/或急需扭矩。該背壓傳感器可以設(shè)置在所述排氣壓力調(diào)節(jié)器和渦輪增壓單元之間。該背壓傳感器也可以設(shè)置在渦輪增壓單元上游的排氣歧管中。該增壓傳感器可以設(shè)置在進(jìn)氣歧管中。該增壓傳感器也可以設(shè)置在渦輪增壓單元的壓縮機(jī)與內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門之間。另一種故障類型是測得的背壓過高，這表明所述壓力調(diào)節(jié)器卡在了閉合位置。第一種可能的原因是所述背壓傳感器錯誤地測量到了與發(fā)動機(jī)制動功能所需的壓力相比過高的壓力，其表明壓力調(diào)節(jié)器處于閉合狀態(tài)，從而產(chǎn)生過低的制動動力。第二種可能的原因是蝶閥機(jī)械地卡在了閉合位置或半閉合位置。由于這種故障將會對發(fā)動機(jī)和后處理系統(tǒng)造成巨大的損壞風(fēng)險，因此它是應(yīng)檢測的最重要的故障。能夠使用所述增壓來區(qū)分這兩種故障。如果在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間所述增壓正常，S卩，在限定的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)測量到期望的增壓，則所述壓力調(diào)節(jié)器處于打開狀態(tài)并且所述背壓傳感器顯示了錯誤的值。這將導(dǎo)致制動動力減少，但它可能沒有下面的故障嚴(yán)重。如果在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間所述增壓較低，S卩，在限定的監(jiān)視區(qū)域檢測到比期望的增壓低的增壓，則所述壓力調(diào)節(jié)器實(shí)際處于閉合位置或半閉合位置。
如果該壓力調(diào)節(jié)器處于半閉合位置，則應(yīng)當(dāng)對此進(jìn)行修正，并且應(yīng)當(dāng)通知駕駛員 (高溫、增加的燃油消耗等)。應(yīng)當(dāng)使用安全模式，安全模式將使得所需的背壓降低大約 30% -50%，從而避免可能對發(fā)動機(jī)造成損壞的、過高的排氣背壓。
權(quán)利要求
1.一種用于排氣壓力調(diào)節(jié)器的診斷方法，所述排氣壓力調(diào)節(jié)器設(shè)置在與渦輪增壓式內(nèi)燃機(jī)相連的排氣系統(tǒng)中，所述方法包括如下步驟(a)請求發(fā)動機(jī)制動；(b)當(dāng)請求發(fā)動機(jī)制動時，通過背壓傳感器來測量所述排氣系統(tǒng)中的背壓；(c)當(dāng)請求發(fā)動機(jī)制動時，通過增壓傳感器來測量增壓；(d)將測得的背壓及測得的增壓與所存儲的背壓值及增壓值進(jìn)行比較，以確定是否存在壞的壓力調(diào)節(jié)器或壞的背壓傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷方法，其中，所述方法還包括如下步驟 將所述背壓傳感器設(shè)置在所述排氣壓力調(diào)節(jié)器和渦輪增壓單元之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷方法，其中，所述方法還包括如下步驟 將所述背壓傳感器設(shè)置在渦輪增壓單元上游的排氣歧管中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷方法，其中，所述方法還包括如下步驟 將所述增壓傳感器設(shè)置在進(jìn)氣歧管中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷方法，其中，所述方法還包括如下步驟將所述增壓傳感器設(shè)置在渦輪增壓單元的壓縮機(jī)與所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷方法，還包括如下步驟(e)如果存在壞的壓力調(diào)節(jié)器或壞的背壓傳感器，則向操作者報警。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷方法，其中，如果測得的背壓低于預(yù)定值且測得的增壓低于預(yù)定值，則所述背壓傳感器是壞的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷方法，其中，如果測得的背壓低于預(yù)定值且測得的增壓高于預(yù)定值，則所述壓力調(diào)節(jié)器是壞的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷方法，其中，如果測得的背壓高于預(yù)定值且測得的增壓高于預(yù)定值，則所述背壓傳感器是壞的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷方法，其中，如果測得的背壓高于預(yù)定值且測得的增壓低于預(yù)定值，則所述壓力調(diào)節(jié)器是壞的。
11.一種用于排氣壓力調(diào)節(jié)器的診斷設(shè)備，所述排氣壓力調(diào)節(jié)器設(shè)置在與渦輪增壓式內(nèi)燃機(jī)相連的排氣系統(tǒng)中，所述診斷設(shè)備包括(a)用于請求發(fā)動機(jī)制動的裝置；(b)用于在請求發(fā)動機(jī)制動時、通過設(shè)置在所述排氣壓力調(diào)節(jié)器和渦輪增壓單元之間的背壓傳感器來測量所述排氣系統(tǒng)中的背壓的裝置；(c)用于在請求發(fā)動機(jī)制動時、通過設(shè)置在進(jìn)氣歧管中的增壓傳感器來測量增壓的裝置；(d)用于將測得的背壓及測得的增壓與所存儲的背壓值及增壓值進(jìn)行比較以確定是否存在壞的壓力調(diào)節(jié)器或壞的背壓傳感器的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的診斷設(shè)備，還包括用于當(dāng)存在壞的壓力調(diào)節(jié)器或壞的背壓傳感器時向操作者報警的裝置。
13.—種車輛，其包括根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)所述的方法。
14.一種車輛，其包括根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備。
全文摘要
一種用于排氣壓力調(diào)節(jié)器的診斷方法，該排氣壓力調(diào)節(jié)器設(shè)置在與渦輪增壓式內(nèi)燃機(jī)(120)相連的排氣系統(tǒng)中，所述方法包括如下步驟請求發(fā)動機(jī)制動；當(dāng)請求發(fā)動機(jī)制動時，通過設(shè)置在所述排氣壓力調(diào)節(jié)器(140)和渦輪增壓單元之間的背壓傳感器(130)來測量排氣系統(tǒng)中的背壓；當(dāng)請求發(fā)動機(jī)制動時，通過設(shè)置在進(jìn)氣歧管中的增壓傳感器(110)來測量增壓；將測得的背壓及測得的增壓與所存儲的背壓值及增壓值進(jìn)行比較，以確定是否存在壞的壓力調(diào)節(jié)器(140)或壞的背壓傳感器(130)。本發(fā)明還涉及一種用于設(shè)置在與渦輪增壓式內(nèi)燃機(jī)相連的排氣系統(tǒng)中的排氣壓力調(diào)節(jié)器的診斷設(shè)備。
文檔編號F02D9/06GK102245876SQ200880132312
公開日2011年11月16日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者佩爾-奧克·布利加德, 戈蘭·奧爾森, 溫卡·米凱塔 申請人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司