用于進(jìn)氣系統(tǒng)閥診斷的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供用于進(jìn)氣系統(tǒng)閥診斷的方法和系統(tǒng)，具體用于診斷發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中閥的位置和功能的各種方法和系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括基于在閥的受命令致動(dòng)時(shí)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中閥的位置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于進(jìn)氣系統(tǒng)閥診斷的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明所公開(kāi)的主題的實(shí)施例涉及例如發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)部件和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)可以利用從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的排出氣體的再循環(huán)(被稱(chēng)為排氣再循環(huán)(Exhaust Gas Recirculation ;簡(jiǎn)稱(chēng)EGR)的處理)來(lái)減少管制的排放。在某些示例中。一個(gè)或多個(gè)閥可以控制排出氣體在EGR系統(tǒng)中的流動(dòng)。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)可以利用一個(gè)或多個(gè)渦輪增壓器來(lái)增大由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力。渦輪增壓器通過(guò)在壓縮機(jī)中壓縮進(jìn)氣經(jīng)過(guò)由排氣流操作的渦輪機(jī)來(lái)起作用。渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)可以利用一個(gè)或多個(gè)旁通閥來(lái)控制通過(guò)渦輪增壓器的流動(dòng)。由此，EGR流動(dòng)和排氣流由多個(gè)閥來(lái)控制。這些閥的位置和功能可以被監(jiān)測(cè)以減少排放違規(guī)并保持發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
[0003]在一個(gè)示例中，EGR和渦輪增壓器旁通閥的功能可以通過(guò)閥位置反饋傳感器來(lái)診斷。但是，這樣的傳感器昂貴并且會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)控制例程的復(fù)雜性。此外，這些傳感器可能無(wú)法精確地表示閥退化的所有類(lèi)型；因此，閥診斷會(huì)受限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，一種方法(例如，一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法)包括至少部分地基于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的第一閥的致動(dòng)的潤(rùn)輪機(jī)速度響應(yīng)，發(fā)送與第一閥有關(guān)的信息。
[0005]在一個(gè)示例中，該信息包括至少部分地基于第一閥的致動(dòng)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)確定的第一閥的位置。以此方式，可以利用渦輪機(jī)速度監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的第一閥的功能。由此，降低的閥功能(閥退化)可以由與閥致動(dòng)時(shí)所期望的渦輪機(jī)速度響應(yīng)不同的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)指示。
[0006]其中，所述信息包括所述第一閥的位置，所述第一閥的位置是至少部分地基于對(duì)所述第一閥的致動(dòng)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定的。
[0007]其中，所述第一閥的致動(dòng)包括增大或減小至少部分地由所述第一閥限定的孔的打開(kāi)尺寸的命令。
[0008]其中，所述方法還包括基于所述第一閥的致動(dòng)確定渦輪機(jī)速度的期望變化。
[0009]其中，所述第一閥的致動(dòng)包括響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件產(chǎn)生的命令。
[0010]其中，所述第一閥的致動(dòng)包括響應(yīng)于診斷循環(huán)產(chǎn)生的命令。
[0011]所述方法還包括至少部分地基于第二閥的位置來(lái)確定所述第一閥的位置，并且所述第一閥和所述第二閥兩者都定位在包括至少一些排出氣體的氣體流動(dòng)中。
[0012]其中，所述第一閥是渦輪機(jī)旁通閥，并且基于渦輪機(jī)速度響應(yīng)而不是基于排氣再循環(huán)系統(tǒng)中一個(gè)或多個(gè)其他閥的位置來(lái)確定所述渦輪機(jī)旁通閥的位置，所述渦輪機(jī)速度響應(yīng)包括渦輪機(jī)速度的變化。
[0013]其中，發(fā)送所述信息包括基于在受命令致動(dòng)所述第一閥時(shí)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)指示所述第一閥的退化。[0014]其中，指示所述第一閥的退化包括比較渦輪機(jī)速度的變化與渦輪機(jī)速度的期望變化。
[0015]所述方法還包括當(dāng)渦輪機(jī)速度的變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差大于表征所述第一閥退化的閾值差時(shí)，指示所述第一閥的退化。
[0016]所述方法還包括當(dāng)渦輪機(jī)速度的變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差小于所述閾值差時(shí)，不指示閥退化。
[0017]其中，指示所述第一閥的退化還基于在所述第一閥的受命令致動(dòng)期間所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中第二閥的位置。
[0018]其中，所述第二閥的位置是靜止的受命令位置。
[0019]所述方法還包括比較渦輪機(jī)速度的期望變化與渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化，由所述第一閥的受命令致動(dòng)和所述第二閥的位置來(lái)確定所述渦輪機(jī)速度的期望變化。
[0020]所述方法還包括當(dāng)渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差大于閾值差時(shí)，指示所述第一閥的退化。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括:排氣再循環(huán)系統(tǒng)，所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造成在至少第一操作模式中將排出氣體從供體汽缸排氣歧管引導(dǎo)至排氣通道，并且在至少第二操作模式中引導(dǎo)至進(jìn)氣通道；所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第一排氣再循環(huán)閥，所述第一排氣再循環(huán)閥可控地控制從所述供體汽缸排氣歧管到所述排氣通道的流動(dòng)；所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第二排氣再循環(huán)閥，所述第二排氣再循環(huán)閥可控地控制從所述供體汽缸排氣歧管到所述進(jìn)氣通道的流動(dòng)；渦輪機(jī)旁通閥，所述渦輪機(jī)旁通閥用于控制通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排出氣體的流動(dòng)；和控制單元，所述控制單元構(gòu)造成在保持所述第二排氣再循環(huán)閥和所述渦輪機(jī)旁通閥的位置的同時(shí)，基于在所述第一排氣再循環(huán)閥的受命令致動(dòng)時(shí)的高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定所述第一排氣再循環(huán)閥的位置。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，一種方法包括:基于在排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第一閥受命令致動(dòng)時(shí)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)并且還基于在所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)中第二閥的靜止位置和渦輪機(jī)旁通閥的靜止位置，來(lái)確定所述第一閥的位置。
[0023]所述方法還包括當(dāng)渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差大于閾值差時(shí)，指示所述第一閥的退化。
[0024]其中，當(dāng)所述第一閥受命令關(guān)閉，同時(shí)所述第二閥保持打開(kāi)時(shí):渦輪機(jī)速度的期望變化是當(dāng)所述渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)時(shí)渦輪機(jī)速度中的第一減小，并且渦輪機(jī)速度的期望變化是當(dāng)所述渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉時(shí)渦輪機(jī)速度中的更大的第二減小。
[0025]其中，當(dāng)所述第二閥受命令關(guān)閉，同時(shí)所述第一閥保持打開(kāi)時(shí):渦輪機(jī)速度的期望變化是當(dāng)所述渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)時(shí)渦輪機(jī)速度中的第一增大，并且渦輪機(jī)速度的期望變化是當(dāng)所述渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉時(shí)渦輪機(jī)速度中的更大的第二增大。
[0026]應(yīng)當(dāng)理解，上面的簡(jiǎn)要描述用來(lái)以簡(jiǎn)要的形式介紹將要在說(shuō)明書(shū)中更詳細(xì)描述的概念的選集。這不是要確定要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或重要特征，要求保護(hù)的主題的范圍由說(shuō)明書(shū)后的權(quán)利要求書(shū)唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決上述或本發(fā)明的任意部分中指出的任意缺點(diǎn)的實(shí)施方式。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0027]通過(guò)參考附圖閱讀對(duì)非限制性實(shí)施例的下列描述，將更好地理解本發(fā)明，其中:
[0028]圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的軌道車(chē)輛的示意圖。
[0029]圖2示出表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于調(diào)節(jié)EGR流和通過(guò)渦輪機(jī)的排出氣體流的方法的流程圖。
[0030]圖3示出表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于確定閥的位置的方法的流程圖。
[0031]圖4示出列出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于各種閥的高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)的表。
[0032]圖5示出列出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例用于各種閥的高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)的表。
[0033]圖6示出表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高壓渦輪機(jī)速度中的示例性響應(yīng)的曲線圖。
[0034]圖7示出表示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的高壓渦輪機(jī)速度中的示例性響應(yīng)的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面的描述涉及用于診斷發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的閥的位置和功能的各種實(shí)施例。在正常發(fā)動(dòng)機(jī)操作中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的閥可以被命令打開(kāi)、關(guān)閉或移動(dòng)到中間位置。通過(guò)在閥致動(dòng)期間監(jiān)測(cè)渦輪機(jī)速度的變化，可以確認(rèn)閥的正確移動(dòng)。具體地，排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)中一個(gè)或多個(gè)閥和渦輪機(jī)旁通閥的位置可以影響流過(guò)渦輪機(jī)的排出氣體量。渦輪機(jī)速度隨著通過(guò)渦輪機(jī)的排出氣體流動(dòng)增大而增大。因此，當(dāng)上述閥中的一個(gè)改變位置時(shí)，流過(guò)渦輪機(jī)的排出氣體量出現(xiàn)變化，從而改變渦輪機(jī)速度。閥運(yùn)動(dòng)和/或位置可以被映射到渦輪機(jī)速度中的期望變化。當(dāng)由于閥的受命令致動(dòng)引起渦輪機(jī)速度與期望速度的變化差時(shí)，閥可能沒(méi)有根據(jù)命令移動(dòng)。由此，通過(guò)監(jiān)測(cè)在閥受命令致動(dòng)之后的渦輪機(jī)速度響應(yīng)，可以確定閥的位置。以此方式，可以實(shí)施利用渦輪機(jī)速度的方法來(lái)監(jiān)測(cè)適當(dāng)閥功能并診斷降低的閥功能。
[0036]本發(fā)明描述的方法可以用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型和各種發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。某些這樣的系統(tǒng)可以是固定的，其他系統(tǒng)可以在半機(jī)動(dòng)(sem1-mobile)或機(jī)動(dòng)平臺(tái)上。半機(jī)動(dòng)平臺(tái)可以操作時(shí)段之間被重新定位，例如安裝在平坦拖車(chē)上。機(jī)動(dòng)平臺(tái)包括自推進(jìn)式(self-propelled)車(chē)輛。這些車(chē)輛可以包括公路運(yùn)輸車(chē)輛，以及采礦設(shè)備、船舶、軌道車(chē)輛和其他非公路車(chē)輛(0HV)。為便于說(shuō)明，提供動(dòng)力軌道車(chē)輛(例如機(jī)車(chē))作為支持結(jié)合有本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)平臺(tái)的示例。
[0037]在進(jìn)一步討論基于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速確定閥的位置的方法之前，公開(kāi)平臺(tái)的示例，其中發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)安裝在車(chē)輛中，例如軌道車(chē)輛。例如，圖1示出車(chē)輛系統(tǒng)100的實(shí)施例的框圖，車(chē)輛系統(tǒng)100在這里描繪成軌道車(chē)輛106 (例如機(jī)車(chē))，軌道車(chē)輛106構(gòu)造成通過(guò)多個(gè)車(chē)輪110在軌道102上運(yùn)行。如圖所示，軌道車(chē)輛106包括發(fā)動(dòng)機(jī)104。在其他非限制性實(shí)施例中，如上所述,發(fā)動(dòng)機(jī)104可以是例如在發(fā)電廠應(yīng)用中的固定發(fā)動(dòng)機(jī),或者可以是船舶或其他越野車(chē)輛推進(jìn)系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0038]發(fā)動(dòng)機(jī)104從進(jìn)氣件(例如進(jìn)氣歧管115)接收用于燃燒的進(jìn)氣。進(jìn)氣件可以是使氣體流過(guò)以進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的任意適合的導(dǎo)管或多個(gè)導(dǎo)管。例如，進(jìn)氣件可以包括進(jìn)氣歧管115、進(jìn)氣通道114等。進(jìn)氣通道114接收來(lái)自空氣過(guò)濾器(未示出)的環(huán)境空氣，該空氣過(guò)濾器過(guò)濾來(lái)自定位有發(fā)動(dòng)機(jī)104的車(chē)輛外部的空氣。由于發(fā)動(dòng)機(jī)104中燃燒產(chǎn)生的排出氣體被供應(yīng)至排氣件，例如排氣通道116。排氣件可以是使氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)流出的任意適合的導(dǎo)管。例如，排氣件可以包括排氣歧管117、排氣通道116等。排出氣體流過(guò)排氣通道116，并且從軌道車(chē)輛106的排氣管離開(kāi)。在一個(gè)示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)104是通過(guò)壓縮點(diǎn)火燃燒空氣和柴油燃料的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在其他非限制性實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)104可以通過(guò)壓縮點(diǎn)火(和/或火花點(diǎn)火)燃燒包括汽油、煤油、生物柴油、或具有類(lèi)似密度的其他石油餾出物的燃料。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，軌道車(chē)輛106是柴油電動(dòng)車(chē)輛。如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)104聯(lián)接到發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電系統(tǒng)包括交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)140和電力牽弓I電動(dòng)機(jī)112。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)104是產(chǎn)生扭矩輸出的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，扭矩輸出被傳送到交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)140,交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)140機(jī)械聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)104。交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)140產(chǎn)生電力，電力可以被存儲(chǔ)并用于后續(xù)傳送到各種下游電力部件。例如，交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)140可以電聯(lián)接到多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)112，交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)140可以向多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)112提供電力。如圖所示，多個(gè)牽弓I電動(dòng)機(jī)112各自連接到多個(gè)車(chē)輪110中的一個(gè)以提供牽弓丨力來(lái)推進(jìn)軌道車(chē)輛106。一個(gè)示例性構(gòu)造每個(gè)車(chē)輪包括一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)。如本發(fā)明所述，六對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)于軌道車(chē)輛的六對(duì)車(chē)輛中的每一對(duì)。在另一示例中，交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)140可以聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)(resistive grids)142。電阻網(wǎng)絡(luò)142可以構(gòu)造成通過(guò)從交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)140發(fā)出的電力由網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生熱量，來(lái)耗散過(guò)量的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
[0040]在圖1所示的示例性實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)104是具有十二個(gè)汽缸的V-12發(fā)動(dòng)機(jī)。在其他示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可以是V-6、V-8、V-10、V-16、1-4、1-6、1-8、對(duì)置4或其他發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型。如圖所示，發(fā)動(dòng)機(jī)104包括非供體汽缸105子集和供體汽缸107子集，非供體汽缸105子集包括專(zhuān)門(mén)向非供體汽缸排氣歧管117供應(yīng)排出氣體的六個(gè)汽缸，供體汽缸107子集包括專(zhuān)門(mén)向供體汽缸排氣歧管119供應(yīng)排出氣體的六個(gè)汽缸。在其他實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括至少一個(gè)供體汽缸和至少一個(gè)非供體汽缸。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)可以具有四個(gè)供體汽缸和八個(gè)非供體汽缸，或者具有三個(gè)供體汽缸和九個(gè)非供體汽缸。應(yīng)當(dāng)理解，發(fā)動(dòng)機(jī)可以具有任意期望數(shù)量的供體汽缸和非供體汽缸，其中供體汽缸的數(shù)量通常小于非供體汽缸的數(shù)量。
[0041]如圖1所示，非供體汽缸105聯(lián)接到排氣通道116以將排出氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)(在排出氣體經(jīng)過(guò)排出氣體處理系統(tǒng)130與第一渦輪增壓器120和第二渦輪增壓器124之后)引導(dǎo)到大氣。提供發(fā)動(dòng)機(jī)排氣再循環(huán)(EGR)的供體汽缸107專(zhuān)門(mén)聯(lián)接到EGR系統(tǒng)160的EGR通道162，EGR通道162將來(lái)自供體汽缸107的排出氣體引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)104的進(jìn)氣通道114，而不是大氣。通過(guò)將冷卻的排出氣體引入到發(fā)動(dòng)機(jī)104，可用于燃燒的氧氣量降低，從而降低燃燒火焰溫度并減少形成氮氧化物(例如NOx)。
[0042]從供體汽缸107流到進(jìn)氣通道114的排出氣體流過(guò)熱交換器(例如EGR冷卻器166)以在排出氣體返回到進(jìn)氣通道之前降低(冷卻)排出氣體的溫度。例如，EGR冷卻器166可以是空氣-液體熱交換器。在這樣的示例中，設(shè)置在進(jìn)氣通道114中(例如，再循環(huán)排出氣體進(jìn)入的上游)的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣冷卻器132和134可以經(jīng)調(diào)節(jié)，以進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)進(jìn)氣的冷卻，以使得進(jìn)氣和排出氣體的混合物溫度被維持在期望的溫度。在其他示例中，EGR系統(tǒng)160可以包括EGR冷卻器旁路?？商鎿Q地，EGR系統(tǒng)可以包括EGR冷卻器控制元件。EGR冷卻器控制元件可以被啟動(dòng)，以使得通過(guò)EGR冷卻器的排出氣體流動(dòng)減少；但是，在這樣的構(gòu)造中，不流過(guò)EGR冷卻器的排出氣體被引導(dǎo)至排氣通道116，而不是進(jìn)氣通道114。
[0043]附加地，在某些實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)160可以包括EGR旁路通道161，EGR旁路通道161構(gòu)造成將來(lái)自供體汽缸的排氣轉(zhuǎn)向回到排氣通道。EGR旁路通道161可以通過(guò)EGR旁路通道閥163控制。閥163可以被構(gòu)造成具有多個(gè)限制點(diǎn)，以使得可變量的排氣被引導(dǎo)至排氣件，以向進(jìn)氣件提供可變量的EGR。
[0044]在圖1所示的替換實(shí)施例中，供體汽缸107可以聯(lián)接到替換EGR通道165 (由虛線表示)，替換EGR通道165構(gòu)造成選擇性地將排氣引導(dǎo)至進(jìn)氣或排氣通道。例如，當(dāng)?shù)诙﨓GR閥170打開(kāi)時(shí)，排氣在被引導(dǎo)至進(jìn)氣通道114之前，可以從供體汽缸被引導(dǎo)至EGR冷卻器166和/或附加元件。此外，替換EGR系統(tǒng)包括設(shè)置在排氣通道116和替換EGR通道165之間的第一 EGR閥164。
[0045]例如，第一 EGR閥164和第二 EGR閥170可以是由控制單元180控制的開(kāi)關(guān)閥(用于使EGR流動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉)，或者可以控制可變量的EGR。由此，閥可以被調(diào)節(jié)到完全打開(kāi)和完全關(guān)閉之間的多個(gè)位置。在某些示例中，第一 EGR閥164可以被致動(dòng)，以使得EGR量減小(排出氣體從EGR通道165流到排氣通道116)。例如，可以增大第一 EGR閥164的開(kāi)度，從而增加從供體汽缸107到排氣通道116的排氣流動(dòng)。在其他示例中，第一 EGR閥164可以被致動(dòng)，以使得EGR量增大(例如，排出氣體從排氣通道116流到EGR通道165)。例如，可以減小第一 EGR閥164的開(kāi)度，從而減小到排氣通道116的流動(dòng)。在某些實(shí)施例中，替換EGR系統(tǒng)可以包括多個(gè)EGR閥或其他流動(dòng)控制元件以控制EGR量。
[0046]在這樣的構(gòu)造中，第一 EGR閥164可操作以將排氣從供體汽缸107引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)104的排氣通道116，第二 EGR閥170可操作以將排氣從供體汽缸107引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)104的進(jìn)氣通道114。由此，第一 EGR閥164可以被稱(chēng)為EGR旁通閥，而第二 EGR閥170可以被稱(chēng)為EGR計(jì)量閥。在圖1所示的實(shí)施例中，第一 EGR閥164和第二 EGR閥170可以是發(fā)動(dòng)機(jī)油或液壓致動(dòng)的閥，例如，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)油的換向閥(未示出)。在某些示例中，閥可以被致動(dòng)，以使得第一 EGR閥164和第二 EGR閥170中的一個(gè)常開(kāi)，另一個(gè)常閉。在其他示例中，第一EGR閥164和第二 EGR閥170可以是氣動(dòng)閥、電動(dòng)閥或其他適合的閥。
[0047]如圖1所示，車(chē)輛系統(tǒng)100還包括EGR混合器172，EGR混合器172使再循環(huán)排出氣體與進(jìn)氣混合，以使得排出氣體可以被均勻地分布在進(jìn)氣和排出氣體混合物內(nèi)。在圖1所示的實(shí)施例中，EGR系統(tǒng)160是將排出氣體從排氣通道116中渦輪增壓器120和124的上游位置引導(dǎo)至進(jìn)氣通道114中渦輪增壓器120和124的下游位置的高壓EGR系統(tǒng)。在其他實(shí)施例中，車(chē)輛系統(tǒng)100可以附加地或可替換地包括將排出氣體從排氣通道116中渦輪增壓器120和124的下游引導(dǎo)至進(jìn)氣通道114中渦輪增壓器120和124的上游位置的低壓EGR系統(tǒng)。
[0048]如圖1所示，車(chē)輛系統(tǒng)100還包括具有串聯(lián)布置的第一渦輪增壓器120和第二渦輪增壓器124的兩級(jí)渦輪增壓器，渦輪增壓器120和124中的每一個(gè)布置在進(jìn)氣通道114和排氣通道116之間。兩級(jí)渦輪增壓器增加吸入到進(jìn)氣通道114中的環(huán)境空氣的空氣充入(air charge),以在燃燒期間提供更大的充氣密度，以增加功率輸出和/或發(fā)動(dòng)機(jī)操作效率。第一渦輪增壓器120在相對(duì)低的壓力下操作，并且包括驅(qū)動(dòng)第一壓縮機(jī)122的第一渦輪機(jī)121。第一渦輪機(jī)121和第一壓縮機(jī)122通過(guò)第一軸123機(jī)械聯(lián)接。第一渦輪增壓器120可以被稱(chēng)為渦輪增壓器的“低壓級(jí)”。第二渦輪增壓器124在相對(duì)更高的壓力下操作，并且包括驅(qū)動(dòng)第二壓縮機(jī)126的第二渦輪機(jī)125。第二渦輪增壓器124可以被稱(chēng)為渦輪增壓器的“高壓級(jí)”。第二渦輪機(jī)125可以被稱(chēng)為高壓渦輪機(jī)。第二渦輪機(jī)125和第二壓縮機(jī)126通過(guò)第二軸127機(jī)械聯(lián)接。
[0049]如上所述，術(shù)語(yǔ)“高壓”和“低壓”是相對(duì)的，表示“高”壓是高于“低”壓的壓力。相反，“低”壓是低于“高”壓的壓力。
[0050]如本發(fā)明所使用，“兩級(jí)渦輪增壓器”可以一般被稱(chēng)為包括兩個(gè)或更多個(gè)渦輪增壓器的多級(jí)渦輪增壓器構(gòu)造。例如，兩級(jí)渦輪增壓器可以包括串聯(lián)布置的高壓渦輪增壓器和低壓渦輪增壓器、串聯(lián)布置的三個(gè)渦輪增壓器、兩個(gè)低壓渦輪增壓器供應(yīng)一個(gè)高壓渦輪增壓器、一個(gè)低壓渦輪增壓器供應(yīng)兩個(gè)高壓渦輪增壓器等等。在一個(gè)示例中，僅使用串聯(lián)的兩個(gè)渦輪增壓器。
[0051]在圖1所示的實(shí)施例中，第二渦輪增壓器124具有使得排出氣體繞過(guò)第二渦輪增壓器124的渦輪機(jī)旁通閥128。渦輪機(jī)旁通閥128可以打開(kāi)，以例如轉(zhuǎn)移排出氣體流遠(yuǎn)離第二渦輪機(jī)125。以此方式，壓縮機(jī)126的旋轉(zhuǎn)速度、以及由渦輪增壓器120、124向發(fā)動(dòng)機(jī)104提供的升壓可以在穩(wěn)態(tài)條件期間被調(diào)節(jié)。附加地，第一渦輪增壓器120還可以設(shè)置有渦輪機(jī)旁通閥。在其他實(shí)施例中，僅第一渦輪增壓器120可以具有渦輪機(jī)旁通閥，或者僅第二渦輪增壓器124可以具有渦輪機(jī)旁通閥。附加地，第二渦輪增壓器124可以具有壓縮機(jī)旁通閥129，例如，該壓縮機(jī)旁通閥129使得氣體能夠繞過(guò)第二壓縮機(jī)126以避免壓縮機(jī)喘振。在某些實(shí)施例中，第一渦輪增壓器120還可以設(shè)置有壓縮機(jī)旁通閥，而在其他實(shí)施例中，僅第一渦輪增壓器120可以設(shè)置有壓縮機(jī)旁通閥。
[0052]根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施例，第二渦輪機(jī)125 (例如高壓渦輪機(jī))的速度可以受到渦輪機(jī)旁通閥128和EGR系統(tǒng)160中一個(gè)或多個(gè)閥的位置影響。第一渦輪機(jī)121 (例如低壓渦輪機(jī))也可以受這些閥的位置影響；但是，與高壓渦輪機(jī)相比，對(duì)于低壓渦輪機(jī)來(lái)說(shuō)，渦輪機(jī)速度的變化不那么明顯。渦輪機(jī)旁通閥128和EGR閥影響進(jìn)入排氣通道并經(jīng)過(guò)渦輪機(jī)(或多個(gè)渦輪機(jī))的排出氣體量。由此，隨著經(jīng)過(guò)高壓渦輪機(jī)的排出氣體量增大，高壓渦輪機(jī)的速度(例如渦輪機(jī)速度)增大。相反，隨著經(jīng)過(guò)高壓渦輪機(jī)的排出氣體量減小，高壓渦輪機(jī)的速度減小。
[0053]在一個(gè)實(shí)施例中，高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)于渦輪機(jī)旁通閥128、第一 EGR閥164和/或第二 EGR閥170的致動(dòng)而變化。在另一實(shí)施例中，高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)于渦輪機(jī)旁通閥128和/或閥163的致動(dòng)而變化。例如，當(dāng)?shù)诙?EGR閥170打開(kāi)時(shí)，在第二壓縮機(jī)126下游從供體汽缸排氣歧管119到進(jìn)氣通道114的排出氣體流增加。這可以減少行進(jìn)至排氣通道116并通過(guò)高壓渦輪機(jī)的氣體量。因此，響應(yīng)于第二 EGR閥170打開(kāi)或增大開(kāi)度，高壓渦輪機(jī)速度(例如，渦輪機(jī)速度)可以減小。在另一示例中，當(dāng)?shù)谝?EGR閥164打開(kāi)時(shí)，從供體汽缸排氣歧管119到排氣通道116的排出氣體流增加。這可以增加經(jīng)過(guò)高壓渦輪機(jī)的氣體量。因此，響應(yīng)于第一 EGR閥164打開(kāi)或增大開(kāi)度，渦輪機(jī)速度可以增大。在另一示例中，當(dāng)渦輪機(jī)旁通閥128關(guān)閉時(shí)，更多的排出氣體可以流過(guò)高壓渦輪機(jī)，從而增大渦輪機(jī)速度。因此，響應(yīng)于渦輪機(jī)旁通閥128關(guān)閉或者減小開(kāi)度，渦輪機(jī)速度可以增大。下文將參考圖2至圖7呈現(xiàn)有關(guān)閥位置和渦輪機(jī)速度變化的附加示例和細(xì)節(jié)。
[0054]車(chē)輛系統(tǒng)100還包括聯(lián)接在排氣通道中的排氣處理系統(tǒng)130以減少管制的排放。如圖1所示，排氣處理系統(tǒng)130布置在第一(低壓)渦輪增壓器120的渦輪機(jī)121的下游。在其他實(shí)施例中，排氣處理系統(tǒng)可以附加地或可替換地設(shè)置在第一渦輪增壓器120的上游。排氣處理系統(tǒng)130可以包括一個(gè)或多個(gè)部件。例如，排氣處理系統(tǒng)130可以包括一個(gè)或多個(gè)柴油機(jī)微粒過(guò)濾器(DPF)、柴油機(jī)氧化催化劑(D0C)、選擇性催化還原(SCR)催化劑、三效催化劑、NOx捕獲器和/或各種其他排放控制裝置或其組合。[0055]車(chē)輛系統(tǒng)100還包括控制單元180，控制單元180被設(shè)置并構(gòu)造成控制與車(chē)輛系統(tǒng)100相關(guān)的各種部件。本發(fā)明中，控制單元180還可以被稱(chēng)為控制器。在一個(gè)實(shí)例中，控制單元180包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)?？刂茊卧?80還包括具有代碼的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(未示出)，其包含用于實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)操作的機(jī)載監(jiān)測(cè)和控制的代碼。盡管控制單元180監(jiān)管對(duì)車(chē)輛系統(tǒng)100的控制和管理，但是控制單元180可以構(gòu)造成接收來(lái)自如本發(fā)明進(jìn)一步詳述的多種發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的信號(hào)，以確定操作參數(shù)和操作條件，并相應(yīng)地調(diào)節(jié)各種發(fā)動(dòng)機(jī)致動(dòng)器以控制車(chē)輛系統(tǒng)100的操作。例如，控制單元180可以接收來(lái)自各種發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的信號(hào)，該傳感器包括:布置在高壓渦輪機(jī)的進(jìn)口中的傳感器181、布置在低壓渦輪機(jī)的進(jìn)口中的傳感器182、布置在低壓壓縮機(jī)的進(jìn)口中的傳感器183和布置在高壓壓縮機(jī)的進(jìn)口中的傳感器184。布置在渦輪增壓器的進(jìn)口中的傳感器可以檢測(cè)空氣溫度和/或壓力。附加傳感器可以包括但不限于發(fā)動(dòng)機(jī)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、增壓壓力、環(huán)境壓力、排氣溫度、排氣壓力、渦輪機(jī)速度等。相應(yīng)地，控制單元180可以通過(guò)發(fā)送命令至各種部件(例如牽引電動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、汽缸閥、節(jié)流閥、熱交換器、排氣泄壓閥或其他閥或流動(dòng)控制元件等)來(lái)控制車(chē)輛系統(tǒng)100。
[0056]圖1的系統(tǒng)可以提供包括排氣再循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，排氣再循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造成在至少第一操作模式中將排出氣體從供體汽缸排氣歧管引導(dǎo)至排氣通道并且在至少第二操作模式中引導(dǎo)至進(jìn)氣通道。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)還可以包括在排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第一排氣再循環(huán)閥、排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第二排氣再循環(huán)閥和渦輪機(jī)旁通閥，第一排氣再循環(huán)閥可被控制以控制從供體汽缸排氣歧管到排氣通道的流動(dòng)，第二排氣再循環(huán)閥可被控制以控制從供體汽缸排氣歧管到進(jìn)氣通道的流動(dòng)，渦輪機(jī)旁通閥用于控制通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排出氣體流。在一個(gè)示例中，控制單元構(gòu)造成基于在第一排氣再循環(huán)閥的受命令致動(dòng)同時(shí)保持第二排氣再循環(huán)閥和渦輪機(jī)旁通閥的位置時(shí)高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定第一排氣再循環(huán)閥的位置。
[0057]如前面說(shuō)明的，渦輪機(jī)速度可以用于診斷一個(gè)或多個(gè)EGR閥和渦輪機(jī)旁通閥128的正確功能和位置。例如，當(dāng)通過(guò)控制單元180命令致動(dòng)這些閥中的一個(gè)時(shí)，可以檢查閥致動(dòng)時(shí)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)。如上所述，渦輪機(jī)速度響應(yīng)可以是高壓渦輪機(jī)的速度響應(yīng)。在替換實(shí)施例中，渦輪機(jī)速度響應(yīng)可以是低壓渦輪機(jī)的速度響應(yīng)。閥的受命令致動(dòng)可以包括增大或減小至少部分地由閥限定的孔的開(kāi)口尺寸的命令?；陂y的受命令致動(dòng)，可以確定渦輪機(jī)速度的期望變化。例如，EGR閥或渦輪機(jī)旁通閥128中一個(gè)的打開(kāi)或關(guān)閉會(huì)導(dǎo)致特定渦輪機(jī)速度響應(yīng)。具體地，在致動(dòng)這些閥中的一個(gè)時(shí)，渦輪機(jī)速度會(huì)增大或減小特定量。由此，對(duì)于每個(gè)閥的每次調(diào)節(jié)，會(huì)出現(xiàn)渦輪機(jī)速度的期望變化。
[0058]在一個(gè)示例中，控制單元180可以包括響應(yīng)于不同閥運(yùn)動(dòng)的期望渦輪機(jī)速度響應(yīng)的查找表。在一個(gè)示例中，表可以包括對(duì)于每個(gè)閥位置組合的渦輪機(jī)速度值或值的范圍。在這個(gè)示例中，渦輪機(jī)速度值還可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)的速度和/或負(fù)載。在另一示例中，表可以包括響應(yīng)于EGR閥或渦輪機(jī)旁通閥128中一個(gè)的打開(kāi)或關(guān)閉，渦輪機(jī)速度中的期望變化，例如渦輪機(jī)速度的增大或減小。在另一示例中，表可以包括渦輪機(jī)速度的期望變化，包括渦輪機(jī)速度的增大或減小量。
[0059]隨著閥的受命令致動(dòng)，渦輪機(jī)速度中產(chǎn)生的變化可以與對(duì)于該閥運(yùn)動(dòng)的渦輪機(jī)速度的期望變化相比較。從渦輪機(jī)速度的變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差，可以確定閥退化或功能降低。例如，如果渦輪機(jī)速度的變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差大于閾值差，則閥退化。作為響應(yīng)，信號(hào)或指示可以由控制器發(fā)送至車(chē)輛操作者，指示出閥退化。在另一示例中，當(dāng)渦輪機(jī)速度的變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差小于閾值差時(shí)，則閥沒(méi)有退化。因此，不產(chǎn)生閥退化的指示。閾值差可以基于渦輪機(jī)速度響應(yīng)的幅度。例如，如果對(duì)于閥調(diào)節(jié)來(lái)說(shuō)渦輪機(jī)速度的期望變化較大，則閾值差可以較大。但是，如果對(duì)于閥調(diào)節(jié)來(lái)說(shuō)渦輪機(jī)速度的期望變化較小，則閾值差可以較小。在另一示例中，閾值差可以經(jīng)設(shè)置，以使得該差反映閥退化的量。例如，閾值差可以反映閥功能降低30%。在另一示例中，該值可以更大或更小。
[0060]確定閥的位置可以基于在閥的受命令致動(dòng)時(shí)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)和第二閥的位置。在一個(gè)示例中，當(dāng)EGR閥或渦輪機(jī)旁通閥128中的一個(gè)被受命令致動(dòng)時(shí)，所有其他EGR閥和/或渦輪機(jī)旁通閥可以保持在靜止位置。以此方式，在這些閥中的一個(gè)致動(dòng)之后，渦輪機(jī)速度的變化可以?xún)H僅歸因于該閥的調(diào)節(jié)。例如，如果第一 EGR閥受命令打開(kāi)并且其他閥保持靜止，則渦輪機(jī)速度的增大可以指示出第一 EGR閥的適當(dāng)功能。但是，如果第一 EGR閥受命令打開(kāi)，并且同時(shí)渦輪機(jī)旁通閥受命令打開(kāi)，則可以不診斷閥功能。第一閥動(dòng)作可以引起渦輪機(jī)速度增大，而第二閥動(dòng)作可以引起渦輪機(jī)速度減小。在一個(gè)實(shí)施例中，期望渦輪機(jī)速度響應(yīng)的查找表可以包括對(duì)于一次進(jìn)行兩個(gè)閥調(diào)節(jié)的響應(yīng)。但是，如果響應(yīng)不同于期望，仍然很難確定哪個(gè)閥退化。因此，閥受命令致動(dòng)的位置可以基于受命令致動(dòng)之后的渦輪機(jī)速度響應(yīng)和其他EGR閥和/或渦輪機(jī)旁通閥128的靜止位置。例如，在第二 EGR閥170和渦輪機(jī)旁通閥128保持靜止的同時(shí)，如果第一 EGR閥164被受命令致動(dòng)，則可以基于高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定第一 EGR閥164的退化。
[0061 ] 此外，可以基于在第一閥的受命令致動(dòng)之后高壓渦輪機(jī)響應(yīng)的幅度和第二閥的位置來(lái)確定第一閥的退化。例如，當(dāng)?shù)谝?EGR閥164受命令關(guān)閉而第二 EGR閥170保持打開(kāi)時(shí)，渦輪機(jī)速度可以降小，不論渦輪機(jī)旁通閥128是打開(kāi)還是關(guān)閉。但是，渦輪機(jī)速度減小的量或幅度可以取決于渦輪機(jī)旁通閥128的位置。在第一示例中，渦輪機(jī)速度的期望變化可以是當(dāng)渦輪機(jī)旁通閥128打開(kāi)時(shí)渦輪機(jī)速度的第一減小。在第二示例中，渦輪機(jī)速度的期望變化可以是當(dāng)渦輪機(jī)旁通閥128關(guān)閉時(shí)渦輪機(jī)速度的更大的第二減小。渦輪機(jī)速度的減小在第二示例中更大，這是因?yàn)闇u輪機(jī)旁通閥128關(guān)閉并且所有的排出氣體流動(dòng)通過(guò)高壓渦輪機(jī)。但是，在第一示例中，一部分排出氣體通過(guò)渦輪機(jī)旁通閥128繞過(guò)渦輪機(jī)。由此，渦輪機(jī)速度的減小幅度在本示例中可以較小，這是因?yàn)閮H流過(guò)高壓渦輪機(jī)的一部分排出氣體影響渦輪機(jī)速度。在這些示例中，第一閥是第一 EGR閥164，第二閥是渦輪機(jī)旁通閥128。以此方式，可以基于在第一閥的受命令致動(dòng)之后高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)和第二閥的位置，來(lái)確定第一閥的退化。
[0062]EGR閥或渦輪機(jī)旁通閥128中的一個(gè)的受命令致動(dòng)可以是響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件或者診斷循環(huán)。例如，增加EGR流動(dòng)的請(qǐng)求會(huì)導(dǎo)致打開(kāi)第二 EGR閥170的命令。在第二 EGR閥170的受命令致動(dòng)期間，通過(guò)監(jiān)測(cè)渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)診斷閥功能。在替換示例中，上述閥中的一個(gè)的受命令致動(dòng)可以響應(yīng)于診斷循環(huán)。例如，閥可以通過(guò)控制器被受命令致動(dòng)，以確定閥的位置和適當(dāng)功能。診斷循環(huán)可以被編程以在經(jīng)過(guò)一段持續(xù)時(shí)間之后運(yùn)行，或者作為車(chē)輛的維護(hù)測(cè)試。例如，如果閥在一段預(yù)定時(shí)間量沒(méi)有被致動(dòng)，則可以觸發(fā)診斷循環(huán)。由此，閥可以被控制器命令致動(dòng)，可以評(píng)估渦輪機(jī)速度響應(yīng)。[0063]因此，圖1的車(chē)輛系統(tǒng)可以提供包括兩級(jí)渦輪增壓器、EGR系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，EGR系統(tǒng)包括第一 EGR閥、第二 EGR閥、渦輪機(jī)旁通閥和控制單元。在一個(gè)示例中，控制單元可以存儲(chǔ)有指令，以至少部分地基于對(duì)于致動(dòng)第一閥的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)傳送與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的第一閥有關(guān)的信息。該信息可以包括至少部分地基于對(duì)于致動(dòng)第一閥的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定的第一閥的位置。第一閥可以是第一 EGR閥、第二 EGR閥和潤(rùn)輪機(jī)旁通閥中的一個(gè)。
[0064]一個(gè)或多個(gè)EGR閥和渦輪機(jī)旁通閥可以響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件和/或診斷循環(huán)而被調(diào)節(jié)。響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件，閥的受命令致動(dòng)可以包括增大或減小EGR流動(dòng)和增大或減小通過(guò)渦輪增壓器的流動(dòng)(具體地，通過(guò)渦輪機(jī)的排出氣體流動(dòng))的請(qǐng)求。圖2是示出用于調(diào)節(jié)EGR流動(dòng)和通過(guò)渦輪機(jī)的排出氣體流動(dòng)的方法200的流程圖。方法200可以通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(例如控制單元180)根據(jù)存儲(chǔ)在上面的指令來(lái)執(zhí)行。
[0065]方法200開(kāi)始于202，確定發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、氧氣燃料比(0FR)、溫度、當(dāng)前EGR流量、一個(gè)或多個(gè)EGR閥的位置、渦輪機(jī)旁通閥的位置、和/或其他參數(shù)。在204，控制單元可以確定是否存在增大EGR流動(dòng)的請(qǐng)求。如果存在增大EGR流動(dòng)的請(qǐng)求，方法繼續(xù)到206，以確定要求的EGR流動(dòng)和相應(yīng)的閥位置。在一個(gè)示例中，打開(kāi)第二 EGR閥可以增大到進(jìn)氣通道的EGR流動(dòng)。在另一示例中，如果第二EGR閥已經(jīng)打開(kāi)，則關(guān)閉第一 EGR閥可以進(jìn)一步增大EGR流動(dòng)。在208，選擇的EGR閥經(jīng)調(diào)節(jié)以將EGR流動(dòng)增大要求的量。然后，在210，渦輪增壓器閥經(jīng)調(diào)節(jié)，以保持通過(guò)高壓和低壓渦輪增壓器級(jí)的期望空氣流動(dòng)。這可以包括增大或減小渦輪機(jī)旁通閥的開(kāi)度和/或增大或減小壓縮機(jī)旁通閥的開(kāi)度。
[0066]返回到204，如果沒(méi)有增大EGR流動(dòng)的請(qǐng)求，方法繼續(xù)到212，以確定是否存在減小EGR流動(dòng)的請(qǐng)求。如果存在減小EGR流動(dòng)的請(qǐng)求，在214，方法確定要求的EGR流動(dòng)和相應(yīng)的閥位置調(diào)節(jié)。在216，控制單元可以調(diào)節(jié)選擇的EGR閥以將EGR流動(dòng)減小要求的量。在一個(gè)示例中，這可以包括打開(kāi)第一 EGR閥。在另一示例中，這可以包括關(guān)閉第二 EGR閥。在調(diào)節(jié)EGR閥之后，方法繼續(xù)進(jìn)行到210，以調(diào)節(jié)渦輪增壓器閥來(lái)保持通過(guò)高壓和低壓渦輪增壓器級(jí)的期望空氣流量。
[0067]返回到212，如果不存在減小EGR流動(dòng)的請(qǐng)求，方法繼續(xù)進(jìn)行到218以保持一個(gè)或多個(gè)EGR閥的閥位置。在220，方法確定是否需要增壓調(diào)節(jié)。如果存在調(diào)節(jié)增壓水平的請(qǐng)求，則在222渦輪增壓器閥經(jīng)調(diào)節(jié)以傳送要求的增壓。這可以包括打開(kāi)渦輪機(jī)旁通閥以減小增壓或關(guān)閉渦輪機(jī)旁通閥以增大增壓。但是，如果在220不需要增壓調(diào)節(jié)，則在224方法反而保持渦輪增壓器閥位置。
[0068]除了響應(yīng)于EGR流動(dòng)和/或增壓請(qǐng)求而調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)EGR閥和渦輪機(jī)旁通閥之夕卜，選擇的閥可以響應(yīng)于診斷循環(huán)而被調(diào)節(jié)。在任一種情況下，閥的受命令致動(dòng)會(huì)導(dǎo)致渦輪機(jī)速度響應(yīng)。具體地，例如，閥的受命令致動(dòng)可以導(dǎo)致高壓渦輪機(jī)速度的變化。圖3是示出用于基于在閥受命令致動(dòng)時(shí)渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的閥位置的方法300的流程圖。該閥可以是第一 EGR閥、第二 EGR閥或渦輪機(jī)旁通閥中的一個(gè)。
[0069]方法300開(kāi)始于302，確定發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載、EGR流量、一個(gè)或多個(gè)EGR閥的位置、渦輪機(jī)旁通閥的位置、高壓渦輪機(jī)速度、低壓渦輪機(jī)速度和/或其他參數(shù)。在304，方法300確定是否存在調(diào)節(jié)一個(gè)或多個(gè)EGR閥或渦輪機(jī)旁通閥中的一個(gè)的請(qǐng)求。如果在304不存在閥調(diào)節(jié)的請(qǐng)求，方法在306保持EGR閥和渦輪機(jī)旁通閥位置。但是，如果存在調(diào)節(jié)這些閥中的一個(gè)的請(qǐng)求，該方法繼續(xù)進(jìn)行至308。
[0070]在308，該方法300基于第二和/或第三閥的位置，確定用于閥調(diào)節(jié)的高壓渦輪機(jī)速度(這里，可以稱(chēng)為渦輪機(jī)速度)的期望變化。例如，如果被調(diào)節(jié)的第一閥是第一 EGR閥，則第二閥和第三閥可以是第二 EGR閥和渦輪機(jī)旁通閥。在另一示例中，如果被調(diào)節(jié)的第一閥是潤(rùn)輪機(jī)芳通閥，則第二閥和第二閥可以是第一 EGR閥和第二 EGR閥。如上所述，用于閥調(diào)節(jié)的渦輪機(jī)速度的期望變化可以存儲(chǔ)在控制單元中的查找表中。如下文所述，圖4-圖5中示出用于不同閥調(diào)節(jié)的渦輪機(jī)速度的期望變化的進(jìn)一步細(xì)節(jié)和示例。
[0071]在310，方法300命令被選擇的閥進(jìn)行致動(dòng)。調(diào)節(jié)EGR閥和渦輪機(jī)旁通閥的方法在上文圖2中呈現(xiàn)。在310，方法可以包括調(diào)節(jié)選擇的閥和將其他的閥(例如，渦輪機(jī)旁通閥和/或一個(gè)或多個(gè)EGR閥)保持在靜止位置持續(xù)一段時(shí)間。持續(xù)時(shí)間可以是測(cè)量渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化的持續(xù)時(shí)間。在經(jīng)過(guò)持續(xù)時(shí)間之后，可以如圖2中所概述的，進(jìn)行對(duì)EGR閥和/或渦輪機(jī)旁通閥的進(jìn)一步調(diào)節(jié)。在某些實(shí)施例中，方法僅在滿(mǎn)足某些發(fā)動(dòng)機(jī)條件時(shí)進(jìn)行310。例如，會(huì)存在多個(gè)閥必須同時(shí)被調(diào)節(jié)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載條件。這會(huì)減小退化的閥的診斷精度。
[0072]從310行進(jìn)，在312，該方法300確定高壓渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化是否不同于高壓渦輪機(jī)速度的期望變化。例如，如果渦輪機(jī)速度的變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差小于閾值差，則方法在314確定閥沒(méi)有退化。在一個(gè)示例中，差可以是百分比差，閾值差可以是百分比，例如10%。例如，如果渦輪機(jī)速度的期望變化與渦輪機(jī)速度的測(cè)量變化的差小于10%，則閥沒(méi)有退化。在其他示例中，該百分比可以大于或小于10%。
[0073]如果在312渦輪機(jī)速度的變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差大于閾值差，則方法在316確定閥退化。如果閥退化，則方法300在318基于閥退化來(lái)采取動(dòng)作。在一個(gè)示例中，控制單元可以在320發(fā)送指示出閥退化的信號(hào)，該信號(hào)可以向車(chē)輛操作者指示出所述閥需要檢查并可能需要維修。在另一示例中，在322，控制單元可以基于閥退化來(lái)自動(dòng)地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)操作參數(shù)。例如，如果退化的閥是第一 EGR閥，則控制單元可以調(diào)節(jié)第二 EGR閥以調(diào)節(jié)EGR流動(dòng)并補(bǔ)償退化的閥。在另一示例中，如果退化的閥被卡住，則控制單元可以繼續(xù)致動(dòng)該閥和/或調(diào)節(jié)另一發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，以試圖使閥不被卡住。在另一示例中，如果閥被確定為退化，則控制單元構(gòu)造成自動(dòng)地控制車(chē)輛停止，或移動(dòng)到指定位置然后停止(例如，移動(dòng)至道邊或者維修廠)，或者以降低能力的操作模式(相對(duì)于在閥被確定為退化之前操作的模式)進(jìn)行操作，例如，“跛行回家”操作模式。
[0074]以此方式，可以基于在第一閥受命令致動(dòng)之后高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中第二閥的位置，來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中第一閥的退化。通過(guò)比較渦輪機(jī)速度的期望變化和渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化，可以診斷閥退化?？梢詮牡谝婚y的受命令致動(dòng)和第二閥的位置，來(lái)確定渦輪機(jī)速度的期望變化。
[0075]圖4是列出對(duì)于各種條件的高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)的表400，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的三個(gè)閥中的一個(gè)被調(diào)節(jié)，同時(shí)其他兩個(gè)閥保持在靜止位置。應(yīng)當(dāng)注意，表400顯示出高壓渦輪機(jī)速度的一般行為(例如，渦輪機(jī)速度增大或減小)。渦輪機(jī)速度增大和減小的精確量可以取決于閥位置、以及發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件。此外，表400是針對(duì)描述的本發(fā)明的第一實(shí)施例，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括第一 EGR閥、第二 EGR閥、和渦輪機(jī)旁通閥。諸如表400的表可以由控制單元使用，來(lái)確定對(duì)于具體閥調(diào)節(jié)的期望高壓渦輪機(jī)響應(yīng)。
[0076]表400列出七個(gè)示例性條件，其中第一 EGR閥、第二 EGR閥或渦輪機(jī)旁通閥中的一個(gè)被調(diào)節(jié)(例如，打開(kāi)或關(guān)閉)，而保持其他兩個(gè)閥位置。盡管本示例將閥調(diào)節(jié)列出為打開(kāi)或關(guān)閉閥，但是在其他實(shí)施例中，閥調(diào)節(jié)可以包括增大或減小閥的開(kāi)度。對(duì)于每種條件，列出期望的高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)。當(dāng)調(diào)節(jié)的閥是第一EGR閥或第二EGR閥中的一個(gè)時(shí)，渦輪機(jī)旁通閥的位置可以不影響渦輪機(jī)速度變化的方向(例如，渦輪機(jī)速度是增大還是減小)。由此，表400將渦輪機(jī)旁通閥列出為被打開(kāi)或關(guān)閉。但是，根據(jù)渦輪機(jī)旁通閥是打開(kāi)還是關(guān)閉，渦輪機(jī)速度增大或減小的幅度或量可以更小或更大。例如，當(dāng)渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉時(shí)，所有的排出氣體流過(guò)渦輪機(jī)，渦輪機(jī)速度響應(yīng)的幅度可以大于當(dāng)渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)時(shí)的幅度。當(dāng)調(diào)節(jié)的閥是渦輪機(jī)旁通閥時(shí)，EGR閥的位置可以不影響渦輪機(jī)速度變化的方向。在一個(gè)示例中，可以基于渦輪機(jī)速度中的變化來(lái)確定渦輪機(jī)旁通閥的位置，而不依賴(lài)于一個(gè)或多個(gè)EGR閥的位置。例如，渦輪機(jī)旁通閥的位置可以不是基于EGR系統(tǒng)中一個(gè)或多個(gè)其他閥的位置。由此，在表400中沒(méi)有列出對(duì)于這些條件的EGR閥位置。
[0077]條件I可以是發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)或標(biāo)準(zhǔn)操作條件，其中第一 EGR閥打開(kāi)，第二 EGR閥關(guān)閉，且渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉。條件2包括打開(kāi)第二 EGR閥，而保持第一 EGR閥打開(kāi)并且保持渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)或關(guān)閉(或者完全打開(kāi)和完全關(guān)閉之間的某一位置)。打開(kāi)第二 EGR閥會(huì)減小到排氣通道和到高壓渦輪機(jī)的排氣流動(dòng)，從而減小高壓渦輪機(jī)速度。條件3包括關(guān)閉第
一EGR閥，而保持第二 EGR閥打開(kāi)并保持渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)或關(guān)閉。關(guān)閉第一 EGR閥會(huì)減小到排氣通道并通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排出氣體流動(dòng)，從而減小高壓渦輪機(jī)的速度。條件4包括打開(kāi)第一 EGR閥，同時(shí)保持第二 EGR閥打開(kāi)并保持渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)或關(guān)閉。打開(kāi)第一EGR閥增大到高壓渦輪機(jī)的排氣流動(dòng)，從而增大高壓渦輪機(jī)速度。條件5包括關(guān)閉第二 EGR閥，同時(shí)保持第一 EGR閥打開(kāi)并保持渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)或關(guān)閉。關(guān)閉第二 EGR閥減小EGR流動(dòng)并增大到排氣通道和高壓渦輪機(jī)的排氣流動(dòng)，從而增大高壓渦輪機(jī)速度。在一個(gè)示例中，如果對(duì)于條件5來(lái)說(shuō)渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)，則渦輪機(jī)速度的期望變化可以是渦輪機(jī)速度的第一增大。在另一示例中，如果對(duì)于條件5來(lái)說(shuō)渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉，則渦輪機(jī)速度的期望變化可以是渦輪機(jī)速度的更大的第二增大。
[0078]回到表400，條件6包括打開(kāi)渦輪機(jī)旁通閥，同時(shí)將EGR閥保持在打開(kāi)或關(guān)閉位置(例如，當(dāng)前位置)。打開(kāi)渦輪機(jī)旁通閥會(huì)減小通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排氣流動(dòng)，從而減小渦輪機(jī)速度。最后，條件7包括關(guān)閉渦輪機(jī)旁通閥，同時(shí)將EGR閥保持在打開(kāi)或關(guān)閉位置。關(guān)閉渦輪機(jī)旁通閥會(huì)增大通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排出氣體流動(dòng)，從而增大渦輪機(jī)速度。
[0079]類(lèi)似于上述圖4，圖5是列出對(duì)于各種條件的高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)的表500，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的兩個(gè)閥中的一個(gè)被調(diào)節(jié)，同時(shí)另一個(gè)閥保持在靜止位置。表500是針對(duì)描述的本發(fā)明的第二實(shí)施例，其在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括EGR閥和渦輪機(jī)旁通閥。諸如表500的表可以由控制單元使用，來(lái)確定對(duì)于具體閥調(diào)節(jié)的期望高壓渦輪機(jī)響應(yīng)。
[0080]條件I可以是發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)或標(biāo)準(zhǔn)操作條件，其中EGR閥打開(kāi)，渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉。條件2包括關(guān)閉EGR閥，同時(shí)保持渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)或關(guān)閉。關(guān)閉EGR閥會(huì)減小到排氣通道并通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排出氣體流動(dòng)；從而減小高壓渦輪機(jī)的速度。條件3包括打開(kāi)EGR閥，同時(shí)保持渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)或關(guān)閉。打開(kāi)EGR閥會(huì)增大到高壓渦輪機(jī)的排氣流動(dòng)，從而增大高壓渦輪機(jī)速度。條件4包括打開(kāi)渦輪機(jī)旁通閥，同時(shí)將EGR閥保持在打開(kāi)或關(guān)閉位置(例如，當(dāng)前位置)。打開(kāi)渦輪機(jī)旁通閥減小通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排氣流動(dòng)，從而減小渦輪機(jī)速度。最后，條件5包括關(guān)閉渦輪機(jī)旁通閥，同時(shí)將EGR閥保持在打開(kāi)或關(guān)閉位置。關(guān)閉渦輪機(jī)旁通閥會(huì)增大通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排出氣體流動(dòng)，從而增大渦輪機(jī)速度。
[0081]圖6是示出對(duì)于第一 EGR閥、第二 EGR閥和渦輪機(jī)旁通閥的調(diào)節(jié)，高壓渦輪機(jī)速度的示例性響應(yīng)的曲線圖600。具體地，曲線圖600在曲線602示出第一 EGR閥的位置變化，在曲線604示出第二 EGR閥的位置變化，在曲線606示出渦輪機(jī)旁通閥的位置變化，在曲線608示出實(shí)際高壓渦輪機(jī)速度的變化，并在曲線610示出期望高壓渦輪機(jī)速度的變化。
[0082]在時(shí)間tl以前，第一 EGR閥打開(kāi)(曲線602)，第二 EGR閥關(guān)閉(曲線604)，渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉(曲線606)。渦輪機(jī)速度在相對(duì)高的渦輪機(jī)速度(曲線608)。在時(shí)間tl，控制器命令第二 EGR閥打開(kāi)。隨著第二 EGR閥打開(kāi)，到進(jìn)氣通道的EGR流動(dòng)增大，從而減小通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排氣流動(dòng)。結(jié)果，在時(shí)間tl和時(shí)間t2之間渦輪機(jī)速度減小(曲線608)。在第
二EGR閥打開(kāi)期間，在時(shí)間tl和時(shí)間t2之間渦輪機(jī)速度的期望變化(曲線610)和渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化(曲線608)相對(duì)類(lèi)似。渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差可以小于閾值差，從而指示出第二 EGR閥的適當(dāng)功能。
[0083]在時(shí)間t2，控制器接收指示較少的排氣流過(guò)高壓渦輪機(jī)的信號(hào)。結(jié)果，在時(shí)間t2控制器致動(dòng)渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)(由曲線606的虛線示出)。在致動(dòng)渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)時(shí)，期望渦輪機(jī)速度響應(yīng)減小(曲線610)。但是，實(shí)際渦輪機(jī)速度沒(méi)有減小(曲線608)。這是由于在時(shí)間t2渦輪機(jī)旁通閥保持關(guān)閉(曲線606)。結(jié)果，在時(shí)間t3實(shí)際渦輪機(jī)速度和期望渦輪機(jī)速度之間的差dl可以大于閾值差。作為響應(yīng)，控制器可以指示渦輪機(jī)旁通閥退化。
[0084]在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間量之后，第一 EGR閥打開(kāi)(曲線602)，第二 EGR閥打開(kāi)(曲線604)，渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)(曲線606)。在時(shí)間t4，控制器命令第一 EGR閥關(guān)閉。隨著第一 EGR閥關(guān)閉，到高壓渦輪機(jī)的流動(dòng)減小，從而減小渦輪機(jī)速度(曲線608)。渦輪機(jī)速度變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差可以小于閾值差。因此，第一 EGR閥沒(méi)有退化。
[0085]在時(shí)間t5，控制器致動(dòng)渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉。隨著渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉(曲線606)，通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排氣流動(dòng)增大，從而增大高壓渦輪機(jī)速度(曲線608)。在時(shí)間t6，控制器命令第一 EGR閥打開(kāi)(由曲線602中虛線所示)。對(duì)于打開(kāi)第一 EGR閥的期望高壓渦輪機(jī)速度會(huì)增大。但是，在時(shí)間t6 (曲線608)高壓渦輪機(jī)的實(shí)際渦輪機(jī)速度沒(méi)有增大。在時(shí)間t7實(shí)際渦輪機(jī)速度和期望渦輪機(jī)速度之間的差d2可以大于閾值差，指示出第一 EGR閥退化。
[0086]在經(jīng)過(guò)另一時(shí)間量之后，第一 EGR閥打開(kāi)(曲線602)，第二 EGR閥打開(kāi)(曲線604)，且渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)(曲線606)。在時(shí)間t8，控制器命令第二 EGR閥關(guān)閉(曲線604)。隨著第二 EGR閥關(guān)閉，到高壓渦輪機(jī)的排氣流動(dòng)增大，從而增大渦輪機(jī)速度(曲線608)。因?yàn)楦邏簻u輪機(jī)的渦輪機(jī)速度和期望渦輪機(jī)速度之間的差小于閾值差，所以第二 EGR閥沒(méi)有退化。
[0087]以此方式，可以基于在閥被受命令致動(dòng)時(shí)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)指示發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的閥退化。具體地，通過(guò)比較渦輪機(jī)速度的期望變化和渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化可以確定第一閥的退化，由第一閥的受命令致動(dòng)和第二與第三閥的靜止位置來(lái)確定渦輪機(jī)速度的期望變化。由此，當(dāng)渦輪機(jī)旁通閥在靜止位置并且第二排氣再循環(huán)閥保持打開(kāi)時(shí)，當(dāng)?shù)谝?EGR閥被受命令關(guān)閉并且渦輪機(jī)速度減小(如在時(shí)間t4所示)或者第一 EGR閥被受命令打開(kāi)并且渦輪機(jī)速度增大時(shí)，指示第一 EGR閥沒(méi)有退化。但是，因?yàn)樵跁r(shí)間t6第一 EGR閥被受命令打開(kāi)并且渦輪機(jī)速度沒(méi)有增大，所以控制器可以指示出第一 EGR閥的退化。
[0088]此外，當(dāng)渦輪機(jī)旁通閥處于固定位置并且第一 EGR閥被保持打開(kāi)時(shí)，當(dāng)?shù)诙?EGR閥被受命令打開(kāi)并且渦輪機(jī)速度減小(如在時(shí)間tl所示)或者第二 EGR閥被受命令關(guān)閉并且渦輪機(jī)速度增大(如在時(shí)間t8所示)時(shí)，指示第二 EGR閥沒(méi)有退化。最后，當(dāng)?shù)谝?EGR閥處于靜止位置并且第二 EGR閥處于靜止位置時(shí)，當(dāng)渦輪機(jī)旁通閥被受命令打開(kāi)并且渦輪機(jī)速度減小、或者渦輪機(jī)旁通閥被受命令關(guān)閉并且渦輪機(jī)速度增大(如在時(shí)間t5所示)時(shí)，指示出渦輪機(jī)旁通閥沒(méi)有退化。但是，因?yàn)樵跁r(shí)間t2渦輪機(jī)旁通閥被受命令打開(kāi)并且渦輪機(jī)速度沒(méi)有減小，所以控制器可以指示出渦輪機(jī)旁通閥的退化。
[0089]與上述曲線圖600類(lèi)似，圖7是示出對(duì)于EGR閥和渦輪機(jī)旁通閥的調(diào)節(jié)，高壓渦輪機(jī)速度的示例性響應(yīng)的曲線圖700。具體地，曲線圖700在曲線702示出EGR閥的位置變化，在曲線704示出渦輪機(jī)旁通閥的位置變化，在曲線706示出實(shí)際高壓渦輪機(jī)速度的變化，并在曲線708示出期望高壓渦輪機(jī)速度的變化。
[0090]在時(shí)間tl以前，EGR閥打開(kāi)(曲線702)，渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉(曲線704)。渦輪機(jī)速度在相對(duì)高的渦輪機(jī)速度(曲線706)。在時(shí)間tl，控制器命令EGR閥關(guān)閉。隨著EGR閥關(guān)閉，到進(jìn)氣通道的EGR流動(dòng)增大，從而減小通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排氣流動(dòng)。結(jié)果，在時(shí)間tl和時(shí)間t2之間渦輪機(jī)速度減小(曲線706)。在EGR閥關(guān)閉期間，在時(shí)間tl和時(shí)間t2之間渦輪機(jī)速度的期望變化(曲線708)和渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化(曲線706)相對(duì)類(lèi)似。渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差可以小于閾值差，從而指示EGR閥的適當(dāng)功能。
[0091]在時(shí)間t2，控制器接收信號(hào)以減少排氣流過(guò)通過(guò)高壓渦輪機(jī)(例如，減少增壓)。結(jié)果，在時(shí)間t2控制器致動(dòng)渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)(由曲線704的虛線示出)。在致動(dòng)渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)時(shí)，期望渦輪機(jī)速度響應(yīng)減小(曲線708)。但是，實(shí)際渦輪機(jī)速度沒(méi)有減小(曲線706)。這是由于在時(shí)間t2渦輪機(jī)旁通閥保持關(guān)閉。結(jié)果，在時(shí)間t3實(shí)際渦輪機(jī)速度和期望渦輪機(jī)速度之間的差dl可以大于閾值差。作為響應(yīng)，控制器可以指示渦輪機(jī)旁通閥的退化。
[0092]在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間量之后，EGR閥關(guān)閉(曲線702)，渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)(曲線704)。在時(shí)間t4，控制器命令渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉。隨著渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉，到高壓渦輪機(jī)的流動(dòng)增大，從而增大渦輪機(jī)速度(曲線706)。渦輪機(jī)速度變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差可以小于閾值差。因此，渦輪機(jī)旁通閥沒(méi)有退化。
[0093]在時(shí)間t5，控制器命令EGR閥打開(kāi)(由曲線702中虛線表示)。對(duì)于打開(kāi)EGR閥的期望高壓渦輪機(jī)速度會(huì)增大。但是，在時(shí)間t5 (曲線706)高壓渦輪機(jī)的實(shí)際渦輪機(jī)速度沒(méi)有增大。在時(shí)間t6實(shí)際渦輪機(jī)速度和期望渦輪機(jī)速度之間的差d2可以大于閾值差，指示出EGR閥退化。
[0094]以此方式，通過(guò)比較渦輪機(jī)速度的期望變化和渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中第一閥的退化，由第一閥的受命令致動(dòng)和第二閥的靜止位置來(lái)確定渦輪機(jī)速度的期望變化。
[0095]由此，可以確定一個(gè)或多個(gè)EGR閥或渦輪機(jī)旁通閥的位置和功能。隨著這些閥中的一個(gè)受命令致動(dòng)，而其他閥保持在靜止位置，可以檢查高壓渦輪機(jī)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)。通過(guò)比較渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化和渦輪機(jī)速度的期望變化，可以診斷受命令閥的位置。渦輪機(jī)速度的期望變化可以基于受命令致動(dòng)以及其他閥的靜止位置。由此，閥功能降低的指示可以被發(fā)送至車(chē)輛操作者，使得閥功能隨著時(shí)間推移能夠被保持。
[0096]如上所述，本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的方法，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具有發(fā)動(dòng)機(jī)、可操作地聯(lián)接到發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器(具有壓縮機(jī)和渦輪機(jī)的渦輪增壓器)和相對(duì)于渦輪機(jī)控制排氣流動(dòng)的至少第一閥。該方法包括發(fā)送與第一閥有關(guān)的信息。至少部分地基于當(dāng)?shù)谝婚y被致動(dòng)時(shí)渦輪機(jī)的速度響應(yīng)，由控制單元來(lái)確定該信息。即，第一閥由控制單元致動(dòng)(例如，受命令以致動(dòng)而至少部分地打開(kāi)或關(guān)閉)，在致動(dòng)之后渦輪機(jī)的速度響應(yīng)被控制單元處理/分析以確定與第一閥有關(guān)的信息。例如，該信息可以包括第一閥的位置。在另一示例中，信息可以可替換地或附加地包括第一閥退化的指示(即，認(rèn)為第一閥功能水平降低)。該方法還可以包括控制單元基于該信息自動(dòng)地控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
[0097]在本發(fā)明闡述的任一實(shí)施例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)閥(例如，第一 EGR閥164、第二 EGR閥170、EGR旁通通道閥163和/或渦輪機(jī)旁通閥128)可能缺少與該閥相關(guān)的位置傳感器。即，對(duì)于沒(méi)有與之相關(guān)的位置傳感器的任意閥，不使用傳感器，而替代地通過(guò)使用本發(fā)明描述的一個(gè)或多個(gè)方法來(lái)確定閥位置。
[0098]—個(gè)實(shí)施例涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括排氣再循環(huán)系統(tǒng)、排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第一排氣再循環(huán)閥、排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第二排氣再循環(huán)閥、和控制單元。排氣再循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造成在至少第一操作模式中將排出氣體從供體汽缸排氣歧管引導(dǎo)至排氣通道，并且在至少第二操作模式中弓I導(dǎo)至進(jìn)氣通道。第一排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到排氣通道的流動(dòng)。第二排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到進(jìn)氣通道的流動(dòng)?？刂茊卧獦?gòu)造成在保持第二排氣再循環(huán)閥的位置的同時(shí)，基于在第一排氣再循環(huán)閥受命令致動(dòng)時(shí)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)(例如高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng))來(lái)確定第一排氣再循環(huán)閥的位置。在其他實(shí)施例中，第一排氣再循環(huán)閥或第二排氣再循環(huán)閥中的一個(gè)或兩個(gè)缺少用于感測(cè)閥位置的與閥相關(guān)的位置傳感器。
[0099]在另一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括排氣再循環(huán)系統(tǒng)、排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第一排氣再循環(huán)閥、排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第二排氣再循環(huán)閥、用于控制通過(guò)渦輪機(jī)(例如高壓渦輪機(jī))的排出氣體的流動(dòng)的渦輪機(jī)旁通閥、和控制單元。排氣再循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造成在至少第一操作模式中將排出氣體從供體汽缸排氣歧管引導(dǎo)至排氣通道，并且在至少第二操作模式中引導(dǎo)至進(jìn)氣通道。第一排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到排氣通道的流動(dòng)。第二排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到進(jìn)氣通道的流動(dòng)?？刂茊卧獦?gòu)造成在保持第二排氣再循環(huán)閥和渦輪機(jī)旁通閥的位置的同時(shí)，基于在第一排氣再循環(huán)閥受命令致動(dòng)時(shí)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)(例如高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng))來(lái)確定第一排氣再循環(huán)閥的位置。在其他實(shí)施例中，第一排氣再循環(huán)閥、第二排氣再循環(huán)閥和/或渦輪機(jī)旁通閥缺少用于感測(cè)閥位置的與閥相關(guān)的位置傳感器。
[0100]在另一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、具有壓縮機(jī)和渦輪機(jī)的渦輪增壓器、排氣再循環(huán)系統(tǒng)和控制單元，所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)包括第一排氣再循環(huán)閥和第二排氣再循環(huán)閥。排氣再循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造成在至少第一操作模式中將排出氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)的供體汽缸排氣歧管引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道，并且在至少第二操作模式中引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道。第一排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到排氣通道的流動(dòng)。第二排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到進(jìn)氣通道的流動(dòng)。控制單元構(gòu)造成在保持第二排氣再循環(huán)閥的位置的同時(shí)基于在第一排氣再循環(huán)閥受命令致動(dòng)時(shí)渦輪機(jī)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定第一排氣再循環(huán)閥的位置。在其他實(shí)施例中，第一排氣再循環(huán)閥或第二排氣再循環(huán)閥中的一個(gè)或兩個(gè)缺少用于感測(cè)閥位置的與閥相關(guān)的位置傳感器。
[0101]在另一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、具有壓縮機(jī)和渦輪機(jī)的高壓渦輪增壓器(例如，該系統(tǒng)附加地包括低壓渦輪增壓器)、排氣再循環(huán)系統(tǒng)和控制單元，所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)包括第一排氣再循環(huán)閥和第二排氣再循環(huán)閥。排氣再循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造成在至少第一操作模式中將排出氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)的供體汽缸排氣歧管引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道，并且在至少第二操作模式中弓I導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道。第一排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到排氣通道的流動(dòng)。第二排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到進(jìn)氣通道的流動(dòng)。控制單元構(gòu)造成在保持第二排氣再循環(huán)閥的位置的同時(shí)，基在第一排氣再循環(huán)閥受命令致動(dòng)時(shí)高壓渦輪機(jī)對(duì)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定第一排氣再循環(huán)閥的位置。在其他實(shí)施例中，第一排氣再循環(huán)閥或第二排氣再循環(huán)閥中的一個(gè)或兩個(gè)缺少用于感測(cè)閥位置的與閥相關(guān)的位置傳感器。
[0102]在另一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、具有壓縮機(jī)和渦輪機(jī)的渦輪增壓器、排氣再循環(huán)系統(tǒng)、用于控制通過(guò)渦輪機(jī)的排出氣體的流動(dòng)的渦輪機(jī)旁通閥、和控制單元，排氣再循環(huán)系統(tǒng)包括第一排氣再循環(huán)閥和第二排氣再循環(huán)閥。排氣再循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造成在至少第一操作模式中將排出氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)的供體汽缸排氣歧管引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道，并且在至少第二操作模式中弓I導(dǎo)至進(jìn)氣通道。第一排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到排氣通道的流動(dòng)。第二排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到進(jìn)氣通道的流動(dòng)。控制單元構(gòu)造成在保持第二排氣再循環(huán)閥和渦輪機(jī)旁通閥的位置的同時(shí)，基于在第一排氣再循環(huán)閥受命令致動(dòng)時(shí)渦輪機(jī)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定第一排氣再循環(huán)閥的位置。在其他實(shí)施例中，第一排氣再循環(huán)閥、第二排氣再循環(huán)閥和/或渦輪機(jī)旁通閥缺少用于感測(cè)閥位置的與閥相關(guān)的位置傳感器。
[0103]在另一實(shí)施例中，一種系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、具有壓縮機(jī)和渦輪機(jī)的高壓渦輪增壓器(例如，該系統(tǒng)附加地包括低壓渦輪增壓器)、排氣再循環(huán)系統(tǒng)、用于控制通過(guò)渦輪機(jī)的排出氣體的流動(dòng)的渦輪機(jī)旁通閥、和控制單元，所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)包括第一排氣再循環(huán)閥和第二排氣再循環(huán)閥。排氣再循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造成在至少第一操作模式中將排出氣體從發(fā)動(dòng)機(jī)的供體汽缸排氣歧管引導(dǎo)至發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣通道，并且在至少第二操作模式中引導(dǎo)至進(jìn)氣通道。第一排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到排氣通道的流動(dòng)。第二排氣再循環(huán)閥可控制以控制從供體汽缸排氣歧管到進(jìn)氣通道的流動(dòng)?？刂茊卧獦?gòu)造成在保持第二排氣再循環(huán)閥和渦輪機(jī)旁通閥和渦輪機(jī)旁通閥的位置的同時(shí)，基于在第一排氣再循環(huán)閥受命令致動(dòng)時(shí)高壓渦輪機(jī)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定第一排氣再循環(huán)閥的位置。在其他實(shí)施例中，第一排氣再循環(huán)閥、第二排氣再循環(huán)閥和/或渦輪機(jī)旁通閥缺少用于感測(cè)閥位置的與閥相關(guān)的位置傳感器。
[0104]如本發(fā)明所使用的，以單數(shù)形式闡述并跟著詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”的元件或步驟應(yīng)當(dāng)理解為不排除多個(gè)所述元件或步驟，除非明確地說(shuō)明這種排除。此外，本發(fā)明提到的“一個(gè)實(shí)施例”不應(yīng)當(dāng)解釋為排除存在還結(jié)合有闡述的特征的附加實(shí)施例。此外，除非明確另有說(shuō)明，否則“包括”、“包含”或“具有”帶特定特性的元件或多個(gè)元件的實(shí)施例可以包括附加的不具有這樣的特性的元件。術(shù)語(yǔ)“包含”和“在其中”用作相應(yīng)的術(shù)語(yǔ)“包括”和“其中”的簡(jiǎn)明等同用語(yǔ)。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”和“第三”等僅用作標(biāo)記，不是對(duì)這些它們的對(duì)象提出數(shù)值要求或具體位置。
[0105]本書(shū)面說(shuō)明書(shū)使用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明(包括最佳模式)，也使得任意本領(lǐng)域技術(shù)人員可實(shí)踐本發(fā)明(包括制造和使用任意裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任意結(jié)合的方法)。本發(fā)明的專(zhuān)利范圍由權(quán)利要求書(shū)限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他示例。如果這樣的其他示例具有與權(quán)利要求書(shū)的文字語(yǔ)言并非不同的結(jié)構(gòu)元件、或者如果這樣的其他示例包括與權(quán)利要求書(shū)的文字語(yǔ)言具有非實(shí)質(zhì)性區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這樣的其他示例意欲落入權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，所述方法包括: 至少部分地基于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中第一閥的致動(dòng)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)，發(fā)送與所述第一閥有關(guān)的彳目息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息包括所述第一閥的位置，所述第一閥的位置是至少部分地基于對(duì)所述第一閥的致動(dòng)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一閥的致動(dòng)包括響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件產(chǎn)生的命令；或所述第一閥的致動(dòng)包括響應(yīng)于診斷循環(huán)產(chǎn)生的命令；或所述第一閥的致動(dòng)包括增大或減小至少部分地由所述第一閥限定的孔的打開(kāi)尺寸的命令。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括基于所述第一閥的致動(dòng)確定渦輪機(jī)速度的期望變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括至少部分地基于第二閥的位置來(lái)確定所述第一閥的位置，并且所述第一閥和所述第二閥兩者都定位在包括至少一些排出氣體的氣體流動(dòng)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一閥是渦輪機(jī)旁通閥，并且基于渦輪機(jī)速度響應(yīng)而不是基于排氣再循環(huán)系統(tǒng)中一個(gè)或多個(gè)其他閥的位置來(lái)確定所述渦輪機(jī)旁通閥的位置，所述渦輪機(jī)速度響應(yīng)包括渦輪機(jī)速度的變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)送所述信息包括基于在受命令致動(dòng)所述第一閥時(shí)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)指示所述第一閥的退化。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，指示所述第一閥的退化包括比較渦輪機(jī)速度的變化與渦輪機(jī)速度的期望變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括當(dāng)渦輪機(jī)速度的變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差大于表征所述第一閥退化的閾值差時(shí)，指示所述第一閥的退化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括當(dāng)渦輪機(jī)速度的變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差小于所述閾值差時(shí)，不指示閥退化。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，指示所述第一閥的退化還基于在所述第一閥的受命令致動(dòng)期間所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中第二閥的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二閥的位置是靜止的受命令位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括比較渦輪機(jī)速度的期望變化與渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化，由所述第一閥的受命令致動(dòng)和所述第二閥的位置來(lái)確定所述渦輪機(jī)速度的期望變化。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法還包括當(dāng)渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差大于閾值差時(shí)，指示所述第一閥的退化。
15.—種系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括: 排氣再循環(huán)系統(tǒng)，所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造成在至少第一操作模式中將排出氣體從供體汽缸排氣歧管引導(dǎo)至排氣通道，并且在至少第二操作模式中引導(dǎo)至進(jìn)氣通道； 所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第一排氣再循環(huán)閥，所述第一排氣再循環(huán)閥可控地控制從所述供體汽缸排氣歧管到所述排氣通道的流動(dòng)；所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第二排氣再循環(huán)閥，所述第二排氣再循環(huán)閥可控地控制從所述供體汽缸排氣歧管到所述進(jìn)氣通道的流動(dòng)； 渦輪機(jī)旁通閥，所述渦輪機(jī)旁通閥用于控制通過(guò)高壓渦輪機(jī)的排出氣體的流動(dòng)；和控制單元，所述控制單元構(gòu)造成在保持所述第二排氣再循環(huán)閥和所述渦輪機(jī)旁通閥的位置的同時(shí)，基于在所述第一排氣再循環(huán)閥的受命令致動(dòng)時(shí)的高壓渦輪機(jī)速度響應(yīng)來(lái)確定所述第一排氣再循環(huán)閥的位置。
16.—種方法,所述方法包括: 基于在排氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第一閥受命令致動(dòng)時(shí)的渦輪機(jī)速度響應(yīng)并且還基于在所述排氣再循環(huán)系統(tǒng)中第二閥的靜止位置和渦輪機(jī)旁通閥的靜止位置，來(lái)確定所述第一閥的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法還包括當(dāng)渦輪機(jī)速度的實(shí)際變化和渦輪機(jī)速度的期望變化之間的差大于閾值差時(shí)，指示所述第一閥的退化。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述第一閥受命令關(guān)閉，同時(shí)所述第二閥保持打開(kāi)時(shí): 渦輪機(jī)速度的期望變化是當(dāng)所述渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)時(shí)渦輪機(jī)速度中的第一減小，并且 渦輪機(jī)速度的期望變化是當(dāng)所述渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉時(shí)渦輪機(jī)速度中的更大的第二減小。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述第二閥受命令關(guān)閉，同時(shí)所述第一閥保持打開(kāi)時(shí): 渦輪機(jī)速度的期望變化是當(dāng)所述渦輪機(jī)旁通閥打開(kāi)時(shí)渦輪機(jī)速度中的第一增大，并且 渦輪機(jī)速度的期望變化是當(dāng)所述渦輪機(jī)旁通閥關(guān)閉時(shí)渦輪機(jī)速度中的更大的第二增大。
【文檔編號(hào)】F02M25/07GK103967655SQ201410040020
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月29日
【發(fā)明者】C.B.帕里赫, S.基蘭, E.D.彼得斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司