曲轴箱完整性漏口检测(发明专利)

专利号:CN201310418702.7

申请人:福特环球技术公司

  • 公开号:CN103670597A
  • 申请日期:20130913
  • 公开日期:20140326
专利名称: 曲轴箱完整性漏口检测
专利名称(英文): Crankcase integrity breach detection
专利号: CN201310418702.7 申请时间: 20130913
公开号: CN103670597A 公开时间: 20140326
申请人: 福特环球技术公司
申请地址: 美国密歇根州
发明人: J·E·罗林格; R·R·珍特; R·D·普斯夫
分类号: F01M13/00 主分类号: F01M13/00
代理机构: 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 代理人: 赵蓉民; 赵砚猛
摘要: 本发明公开利用曲轴箱通风管压力或流量传感器诊断曲轴箱系统完整性漏口的位置和性质的方法和系统。该传感器也可以用于诊断空气滤清器堵塞和PCV阀退化。利用现有的传感器诊断多个发动机部件提供降低成本和精简传感器的利益。
摘要(英文): Methods and systems are provided for using a crankcase vent tube pressure or flow sensor for diagnosing a location and nature of crankcase system integrity breach. The same sensor can also be used for diagnosing air filter plugging and PCV valve degradation. Use of an existing sensor to diagnose multiple engine components provides cost reduction and sensor compaction benefits.
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一种用于发动机的方法,包括:在发动机起动转动期间,根据曲轴箱通风管压力瞬时下降的特性指示曲轴箱通风系统退化。

1.一种用于发动机的方法,包括: 在发动机起动转动期间,根据曲轴箱通风管压力瞬时下降的特性指 示曲轴箱通风系统退化。

2.根据权利要求1的方法,其中在发动机起动转动期间包括自静止 起的第一次燃烧事件之前。

3.根据权利要求2的方法,其中根据瞬时下降的特性包括根据所述 瞬时下降的幅度。

4.根据权利要求3的方法,其中所述指示包括根据所述瞬时下降的 幅度小于阈值量指示曲轴箱通风系统退化。

5.根据权利要求4的方法,其中所述阈值量基于所述发动机起动转 动期间的进气歧管真空,所述阈值量随着通过PCV阀的预期流的变化 而增加。

6.根据权利要求5的方法,其中指示曲轴箱通风系统退化包括指示 曲轴箱通风管断开。

7.根据权利要求6的方法,其中所述曲轴箱通风管压力由所述曲轴 箱通风管中的压力传感器、流量传感器和文氏管其中之一来估测。

8.根据权利要求7的方法,还包括:在发动机速度达到阈值速度之 后,根据相对于通过所述发动机的歧管空气流的变化的曲轴箱通风管压 力的变化指示曲轴箱通风系统退化。

9.根据权利要求8的方法,其中所述指示包括根据在发动机速度处 于所述阈值速度或高于所述阈值速度时在一定时间段内曲轴箱通风管 压力的下降与歧管空气流的增加不成比例,指示所述曲轴箱通风管断 开。

10.根据权利要求6的方法,其中所述曲轴箱通风管的一端在压缩 机上游机械地连接于发动机进气通道,而所述曲轴箱通风管的相反的另 一端经由油分离器机械地连接于发动机曲轴箱。

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一种用于发动机的方法,包括:在发动机起动转动期间,根据曲轴箱通风管压力瞬时下降的特性指示曲轴箱通风系统退化。
原文:

1.一种用于发动机的方法,包括: 在发动机起动转动期间,根据曲轴箱通风管压力瞬时下降的特性指 示曲轴箱通风系统退化。

2.根据权利要求1的方法,其中在发动机起动转动期间包括自静止 起的第一次燃烧事件之前。

3.根据权利要求2的方法,其中根据瞬时下降的特性包括根据所述 瞬时下降的幅度。

4.根据权利要求3的方法,其中所述指示包括根据所述瞬时下降的 幅度小于阈值量指示曲轴箱通风系统退化。

5.根据权利要求4的方法,其中所述阈值量基于所述发动机起动转 动期间的进气歧管真空,所述阈值量随着通过PCV阀的预期流的变化 而增加。

6.根据权利要求5的方法,其中指示曲轴箱通风系统退化包括指示 曲轴箱通风管断开。

7.根据权利要求6的方法,其中所述曲轴箱通风管压力由所述曲轴 箱通风管中的压力传感器、流量传感器和文氏管其中之一来估测。

8.根据权利要求7的方法,还包括:在发动机速度达到阈值速度之 后,根据相对于通过所述发动机的歧管空气流的变化的曲轴箱通风管压 力的变化指示曲轴箱通风系统退化。

9.根据权利要求8的方法,其中所述指示包括根据在发动机速度处 于所述阈值速度或高于所述阈值速度时在一定时间段内曲轴箱通风管 压力的下降与歧管空气流的增加不成比例,指示所述曲轴箱通风管断 开。

10.根据权利要求6的方法,其中所述曲轴箱通风管的一端在压缩 机上游机械地连接于发动机进气通道,而所述曲轴箱通风管的相反的另 一端经由油分离器机械地连接于发动机曲轴箱。

翻译:
曲轴箱完整性漏口检测

技术领域

本发明涉及曲轴箱完整性漏口检测。

背景技术

发动机可以包括曲轴箱通风系统,以将气体排到曲轴箱外面并且排 到发动机进气歧管中,以从曲轴箱里面连续抽出气体,以便减少曲轴箱 中的各种发动机部件的退化。曲轴箱通风系统可以周期性地被监控以识 别该系统中的漏口。例如,曲轴箱通风管可能断开,油盖可能脱落或松 开,量油尺可能出来和/或曲轴箱通风系统中的其他密封件可能被破坏, 导致包括在曲轴箱中的各种部件退化。

可以利用诊断漏气的途径监控曲轴箱通风系统完整性。例如,压力 传感器可以用在曲轴箱中并且PCV新鲜空气软管中的阀可以打开,使 得在曲轴箱中可以检测压力或真空的变化,以确定该系统中是否存在漏 口。在其他途径中,多个绝对压力传感器,例如大气压传感器(BP)、 压缩机进口压力传感器(CIP)、节气门进口压力传感器(TIP)、歧管 空气压力传感器(MAP)等可以以组合的形式利用以监控曲轴箱通风系 统整体性。

但是本文的发明人已经认识到这种途径可能对这种监控系统增加 附加的硬件,例如,附加的传感器和阀,因此增加曲轴箱通风监控系统 的成本和复杂性。此外,根据传感器的位置,在一些条件下压力传感器 的一些组合可以基本读出相同的压力。结果,系统出现冗余而没有诊断 程序精度的任何提高。

发明内容

在至少部分地解决这些问题的一种途径中,提供一种用于发动机的 方法。该方法包括在发动机起动转动期间,根据曲轴箱通风管压力瞬时 下降的特性,指示曲轴箱通风系统退化。以这种方式,系统漏口可以由 现有的压力传感器检测。

在一个例子中,发动机曲轴箱通风系统可以包括连接在空气进入通 道和曲轴箱之间的曲轴箱通风管。压力传感器(或流量传感器)可以设 置在该曲轴箱通风管内,用于提供流过该通风管的空气的流量或压力的 估测。在发动机起动转动期间,并且在通过该通风管并进入进气歧管中 的空气流低时,压力的瞬时下降可以该曲轴箱通风管压力传感器检测。 响应该瞬时下降的幅度小于阈值(例如,基本可忽略的曲轴箱通风管压 力的瞬时下降),控制器可以推知通过该通风管的流由于该曲轴箱通风 系统完整性的漏口而中断。例如,该控制器可以推知该曲轴箱通风管可 能已经断开。

在发动机起动转动之后并且在歧管真空高于阈值时,该控制器还可 以根据相对于稳定状态歧管真空变化的稳定状态通风管压力变化,确认 曲轴箱系统退化。例如,响应稳定状态通风管压力不随着稳定状态歧管 真空变化而变化,可以确认曲轴箱系统退化并且可以进行减轻动作。这 可以包括控制器设置适当的诊断码同时还限制发动机速度或负荷,以便 延迟来自该漏口的曲轴箱的润滑剂的消耗和将润滑剂从该曲轴箱吸入 到发动机部件中。

以这种方式,通过利用现有的压力传感器识别曲轴箱系统漏口,可 以减少在曲轴箱通风监控系统中使用的传感器和阀的数目,提供减少成 本和复杂性的好处而不降低退化检测的精度。通过在起动转动以及在起 动转动之后的期间利用曲轴箱通风管压力传感器输出的不同特性来检 测曲轴系统退化,曲轴箱通风管的断开可以更加可靠和精确地诊断。而 且,该途径在诊断过程期间可以使曲轴箱通风系统保持活性。

在另一个实施例中,该指示包括设置诊断码,该方法还包括响应该 指示,限制发动机速度和负荷。

在另一个实施例中,一种用于发动机的方法包括在发动机起动转动 期间根据通过曲轴箱通风管的空气流的瞬时变化,指示曲轴箱通风管与 发动机曲轴箱通风系统断开。

在另一个实施例中,空气流的瞬时变化由连接在该曲轴箱通风管中 的流量传感器估测,该流量传感器包括文氏管。

在另一个实施例中,空气流的瞬时变化基于由连接在该曲轴箱通风 管中的压力传感器估测的曲轴箱通风管压力的瞬时下降。

在另一个实施例中,发动机起动转动期间包括当歧管空气流少于阈 值时的从静止状态的发动机起动期间。

在另一个实施例中,该方法还包括在歧管空气流处在阈值之后,根 据当发动机高于怠速速度运行时相对于稳态歧管空气流增加速率的稳 定状态曲轴箱通风压力减少的速率指示曲轴箱通风管的断开。

在另一个实施例中,该指示包括根据稳定状态曲轴箱通风管压力减 少的速率与稳定状态歧管空气流增加的速率不成比例,指示曲轴箱通风 管的断开。

在另一个实施例中,发动机曲轴箱通风系统包括:包括进气通道和 曲轴箱的发动机;机械地连接于压缩机上游的该进气通道的曲轴箱通风 管,该通风管还经由油分离器机械地连接于曲轴箱,该通风管设置在发 动机的外部;用于估测通风管压力连接于该曲轴箱通风管中的传感器; 以及具有计算机可读指令的控制系统,用于在发动机起动期间,根据在 发动机起动转动期间当歧管空气流低于阈值时通风管压力的瞬时下降 低于阈值幅度,和在发动机运行期间当歧管空气流高于阈值时通风管真 空的变化低于歧管空气流的变化的每个,指示曲轴箱通风系统退化。

在另一个实施例中,指示曲轴箱通风系统退化包括设置诊断码以指 示曲轴箱通风管与进气通道和曲轴箱至少其中之一断开。

在另一个实施例中,该传感器是压力传感器、流量传感器和文氏管 其中之一,该系统还包括在进气通道中用于估测大气压的大气压传感 器,其中该通风管压力据该曲轴箱通风管中的传感器的输出来估测,该 输出用基于该估测的大气压的偏移来调节。

附图说明

图1示出根据本发明的局部发动机视图。

图2A-B示出用于根据在起动转动和/或发动机运行期间的曲轴箱 通风管压力的变化,指示一个或更多个曲轴箱通风系统部件退化的高级 流程图。

图3-4示出用于根据在发动机起动转动期间的曲轴箱通风管压力瞬 时下降和在发动机运行期间相对于歧管空气流变化的曲轴箱通风管压 力的变化,指示曲轴箱通风系统漏口以及曲轴箱通风系统漏口的位置的 示范性方法。

图5示出在低歧管空气流的状态期间根据曲轴箱通风管空气流量 的变化指示PCV阀退化的示范性方法。

图6示出用于根据设置在曲轴箱通风管中的压力传感器的输出指 示空气进气滤清器的堵塞的示范性方法。

图7-8示出可以用于指示曲轴箱漏口和识别该漏口位置的曲轴箱通 风管压力的示范性变化。

图9示出用于根据相对于变化的歧管空气流的曲轴箱通风管压力 变化指示空气滤清器堵塞的示范性映射。

图10示出可以用来指示PCV阀的退化的曲轴箱通风管压力的示范 性变化。

具体实施方式

下面的描述涉及用于监控发动机曲轴箱通风系统(例如,图1的系 统)中的曲轴箱通风系统完整性的系统和方法。诸如设置在曲轴箱通风 系统的曲轴箱通风管中的压力传感器的一个或更多个压力或流量传感 器的输出可以用来识别曲轴箱系统漏口、该漏口的位置、PCV阀退化以 及空气滤清器堵塞。发动机控制器可以构造成执行各种程序,例如图 2A-B和图3-6的程序,以根据发动机起动转动期间的曲轴箱通风管压力 (或空气流量)的变化以及发动机运行期间的相对于歧管空气流的变化 的曲轴箱通风管压力变化,指示曲轴箱通风系统退化。曲轴箱通风管压 力传感器可以取向成读取静压力或动压力。而且,它可以设置在文氏管 中(该通风管的颈状收缩部分)并且因此对压力或流率敏感或对两者都 敏感。例如,控制器可以根据曲轴箱通风管压力的瞬时下降的特性确定 曲轴箱系统漏口,并且然后还根据在发动机运行期间的曲轴箱通风管真 空瞬时下降和变化的每个识别该漏口的位置和来源(图3、图4、图7 和图8)。作为另一个例子,控制器可以根据预期的曲轴箱通风管压力/ 空气流量变化曲线图相对于实际压力/空气流量变化曲线图的偏离确定 PCV阀退化(图5和图10)。还有,在高歧管空气流量状态期间,控 制器可以根据通风管压力水平对参考压力的偏离检测空气滤清器堵塞 (或进口软管塌陷),其中该参考压力(和相关偏移)在低歧管空气流 状态期间获悉(图6和图9)。通过利用相同的传感器识别各种系统部 件退化,实现硬件减少的好处而不牺牲检测准确性。

参考图1,图1示出总体用10表示的多汽缸内燃发动机的示范性 系统结构。其可以包括在汽车的推进系统中。发动机10可以由包括控 制器12的控制系统和经由输入装置132来自车辆操作者130的输入至 少部分地控制。在这个例子中,输入装置132包括加速器踏板和用于产 生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。

发动机10可以包括用26总体表示的汽缸体的下部,其可以包括曲 轴30装在其内的曲轴箱28,油井32设置在曲轴下面。在曲轴箱28中 可以设置加油口29,以便油可以供给油井32。加油口29可以包括油盖 33,当发动机在运行时可以封闭油口29。量油尺套管37可以设置在曲 轴箱28中并且可以包括用于测量油井32中的油的水平的量油尺35。此 外,曲轴箱28可以包括用于维护曲轴箱28中的部件的多个其他孔。曲 轴箱28中的这些孔在发动机运行期间可以保持封闭,以便在发动机运 行期间曲轴箱通风系统(在下面描述)可以运行。

汽缸体26的上部可以包括燃烧室(即,汽缸)34。该燃烧室34可 以包括具有设置在其中的活塞38的燃烧室壁36。活塞38可以连接于曲 轴30,使得活塞的往复运动可以转换成曲轴的旋转运动。燃烧室34可 以接收来自燃料喷嘴45(在本文构造成直接燃料喷嘴)的燃料和来自设 置在节气门44下游的进气歧管42的进入空气。该汽缸体26还可以包 括输入到发动机控制器12中的发动机冷却剂温度(ECT)传感器46(在 下面更详细地描述)。

例如,节气门44可以设置在发动机进气口中以控制进入空气歧管 42的空气流,并且节气门44上游前面可以是继之以增压空气冷却器52 的压缩机50。空气滤清器54可以设置在压缩机50的上游并且可以过滤 进入进气通道的13的新鲜空气。进入空气可以经由凸轮致动的进气门 系统40进入燃烧室34。同样,燃烧过的排气可以经由凸轮致动的排气 门系统41离开燃烧室34。在可选的实施例中,一个或更多个进气门系 统和排气门系统可以电致动。

排气燃烧气体经由设置在涡轮62上游的排气通道60离开燃烧室 34。排气传感器64可以沿着排气通道60设置在涡轮62的上游。涡轮 62可以装有旁通涡轮62的废气门(未示出)。传感器64可以用于提供 排气空气/燃料比指示的合适的传感器,例如线性氧传感器或UEGO(通 用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热的EGO)、 NOx、HC或CO传感器。排气传感器64可以与控制器12连接。

在图1的例子中,曲轴箱强制通风(PCV)系统16连接于发动机 进气口,以便曲轴箱中的气体能够以控制的方式从曲轴箱排出。在非增 压的状态期间(当歧管压力(MAP)小于大气压力(BP)时),曲轴箱 通风系统16经由通风器或曲轴箱通风管74将空气吸入曲轴箱28中。 曲轴箱通风管74的第一侧101可以机械地联接或连接于压缩机50上游 的新鲜空气进入通道13。在一些例子中,轴箱通风管74的第一侧101 可以连接于空气清洁器54(如图所示)下游的进气通道13。在其他例 子中,曲轴箱通风管可以连接于空气清洁器54上游的进气通道13。曲 轴箱通风管74的第二相反侧102可以经由油分离器81机械地联接或连 接于曲轴箱28。

曲轴箱通风管74还包括连接于其中的传感器77,用于提供关于流 过曲轴箱通风管74的空气的估测(例如,流率、压力等)。在一个实 施例中,曲轴箱通风管传感器77可以是压力传感器。当构造成压力传 感器时,传感器77可以是绝对压力传感器或表传感器(gauge sensor)。 在可选实施例中,传感器77可以是流量传感器或流量计。在又一些实 施例中,传感器77可以构造成文氏管。在一些实施例中,除了压力或 流量传感器77之外,曲轴箱通风管可以任选地包括文氏管75,用于检 测通过它的流。在再一些实施例中,压力传感器77可以连接于文氏管 75的颈部,以估测文氏管上的压力下降。一个或更多个附加的压力/流 量传感器可以在另外的位置连接于曲轴箱通风系统。例如,大气压力传 感器(BP传感器)57可以在空气滤清器54的上游连接于进气通道13, 用于提供大气压力的估测。在一个例子中,在曲轴箱通风管传感器77 构造成表传感器的情况下,BP传感器57可以与表压传感器77一起使 用。在一些实施例中,压力传感器(未示出)可以连接于空气滤清器54 下游的和压缩机50上游的进气通道13,以提供压缩机进口压力(CIP) 的估测。但是,由于曲轴箱通风管压力传感器77在升高的发动机空气 流率状况期间(例如,发动机加速期间)提供压缩机进口压力的准确的 估测,可以减少对专用的CIP传感器的需要。还有,压力传感器59可 以连接在压缩机50的下游,用于提供节气门进口压力(TIP)的估测。 上面提到的任何压力传感器可以是绝对压力传感器或表传感器。

PCV系统16还将气体排到曲轴箱外面并且通过导管76(在本文中 也叫做PCV管76)到进气歧管42中。在一些例子中,PCV管76可以 包括单向PCV阀78(即,当流沿着相反的方向时将会封闭的无源阀), 以在连接于进气歧管42之前提供来自曲轴箱28里面的曲轴箱气体的连 续抽出。在一个实施例中,PCV阀可以响应其两侧的压力下降(或通过 它的流率)改变其流量的限制。但是,在其他例子中,导管76可以不 包括单向PCV阀。在又一些例子中,该PCV阀可以是由控制器12控制 的电子控制阀。应当明白,正如本文中所用的,PCV流是指从曲轴箱到 进气歧管通过导管76的气体的流。类似地,正如本文中所用的,PCV 回流是指从进气歧管到曲轴箱通过导管76的气体流。当进气歧管压力 高于曲轴箱压力时(例如,在增压发动机运行期间)可以发生PCV回 流。在一些例子中,PCV系统16可以装有用于防止PCV回流的单向阀。 应当明白,虽然所示的例子示出PCV阀为无源阀,但是这并不意味着 限制,并且在另外的实施例中,PCV阀78可以是电子控制的阀(例如, 传动系控制模块(PCM)控制的阀),其中控制器可以命令信号改变该 阀的位置从打开位置(或,高流量位置)到关闭位置(或低流量位置), 反之亦然,或其之间的任何位置。

曲轴箱28中的气体,可以由未燃烧的燃料、未燃烧的空气以及完 全或部分燃烧的气体构成。而且,也可以存在润滑剂雾。因此,各种油 分离器可以包含在曲轴箱通风系统16中,以减少通过PCV系统来自曲 轴箱的油雾的存在。例如,PCV管76可以包括单向油分离器80,其在 来自离开曲轴箱28的蒸气的油重新进入进气歧管42之前将它们过滤。 其他的油分离器81可以设置在导管74中,以在增压运行期间除去来自 离开曲轴箱的气体气流的油。此外,PCV管76也可以包括连接于PCV 系统的真空传感器82。在其他实施例中,MAP或歧管真空(Man Vac) 传感器可以设置在进气歧管42中。

本文的发明人已经认识到通过在曲轴箱通风管74中设置压力传感 器77,不仅在高发动机空气流状态下,而且在低发动机空气流状态下可 以根据通风管中的真空下降(pull-down)检测曲轴箱系统完整性的漏口 (breach)。同时,曲轴箱通风管压力传感器77还能够检查曲轴箱脉动。 这使得曲轴箱系统退化能够被更准确地识别,同时还能够可靠地断定曲 轴箱系统漏口的位置。因此,由于通风管中的压力传感器用来推知或估 测通过该通风管的空气流的存在,因此该压力传感器也能够用作流量计 或表(或与其互换)。因此,在一些实施例中,曲轴箱系统漏口也可以 利用曲轴箱通风管中的流量计或文氏管来识别。由于通过曲轴箱通风管 的流量可以受PCV阀78的打开/关闭的影响,同样的曲轴箱通风管传感 器也可以有利地用于诊断PCV阀退化。还有,由于曲轴箱通风管压力 传感器在发动机运行状态期间当发动机空气流量升高时将检测压缩机 进口压力,因此可以减少对CIP传感器的需要。此外,由于通过曲轴箱 通风管的流量也受空气滤清器54的堵塞状态的影响,因此同样的曲轴 箱通风管传感器也能够有利地用于空气滤清器堵塞的诊断。以这种方 式,通过利用发动机系统的现有的曲轴箱通风管压力或空气流量传感器 诊断诸如PCV阀、进气空气滤清器的发动机部件以及曲轴箱通风系统 漏口诊断,在发动机系统中能够实现减少硬件或软件的优点。

在图1中控制器12被示出为常规的微型计算机,包括:微处理单 元108、输入/输出端口110、在这个具体的例子中示为只读存储芯片112 的用于执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器114、保活 存储器116和数据总线。控制器12可以接收来自连接于发动机10的传 感器的各种信号,包括:来自质量空气流量传感器58的引进的质量空 气流量(MAF)的测量;来自温度传感器46的发动机冷却剂温度(ECT); 来自传感器82的PCV压力;来自排气传感器64的排气空气/燃料比; 曲轴箱压力传感器77、BP传感器57、CIP传感器58、TIP传感器59 等。而且,控制器12可以根据从各种传感器接收的输入监控并调节各 种致动器的位置。这些致动器包括,例如,节气门44、进气和排气门系 统40、41和PCV阀78。存储介质只读存储器112可以用计算机可读的 数据以及想到但具体未列出的其他变量编程,该计算机可读的数据表示 用于进行下面描述的方法由处理器108可执行的指令。示范性的方法和 程序在本文中参考图2A-6进行描述。

以这种方式,图1的系统能够实现用于至少根据估测的曲轴箱通风 管压力诊断连接于曲轴箱通风系统的发动机部件。在一个实施例中,使 能一种用于发动机的方法,包括,在发动机起动转动期间,根据曲轴箱 通风管压力瞬时下降的特性,指示曲轴箱通风系统退化。在另一个实施 例中,使能一种用于发动机的方法,包括,根据在起动转动期间的曲轴 箱通风管压力的瞬时下降和在稳态发动机空气流期间的曲轴箱通风管 压力的变化的每个,识别曲轴箱通风系统漏口的位置。在又一个实施例 中,使能一种发动机方法,其包括,在发动机起动转动期间,在歧管空 气流低于阈值时,增加节气门打开,并且根据在节气门打开之后曲轴箱 通风管压力的变化指示曲轴箱通风系统退化。在再一个实施例中,使能 一种用于发动机的方法,包括,根据曲轴箱通风管中的压力指示进气滤 清器的退化。在又一个实施例中,一种用于发动机的方法可以包括,在 发动机起动转动期间,根据曲轴箱通风管压力瞬时下降的特性,指示连 接在曲轴箱和进气歧管之间的阀的退化。

现在参考图2A-2B,图2A-2B示出,用于在发动机起动转动和运行 期间,根据曲轴箱通风管压力(或空气流量)的变化,指示包括曲轴箱 通风系统组件和进气滤清器的一个或更多个发动机部件的退化的方法 200。通过利用同样的传感器检测多个发动机部件的退化,实现成本和 部件减少的好处。

在202,可以确认从静止的发动机起动。例如,可以确认发动机完 全停止一段时间并且发动机从完全停止状态被起动。确认之后,在204, 通过用起动马达的帮助使发动机起动转动发动机可以被起动。接着在 206,可以判断进气歧管真空是否高于阈值水平。如果否,则在208,可 以调节致动器以升高进气歧管真空到阈值水平。在一个例子中,被调节 的致动器可以是进气节气门,其中该调节包括增加该节气门的打开。在 另一个例子中,被调节的致动器可以是连接在曲轴箱和进气歧管之间的 PCV阀,其中该调节包括打开该PCV阀(如果该阀是接通/断开阀), 或增加该PCV阀的打开(如果该阀是工作循环控制阀)。

因此,PCV阀可以响应其两侧的压力下降或通过它的空气流率两 者。具体说,当它处在低限制位置时,通过该曲轴箱通风管(CVT)的 流率大。比较而言,当它处在高限制位置时(声速地限制的体积流率), 通过CVT的流率是固定的(在高歧管真空,忽略比较小的漏气部件)。 当歧管真空变成明显足以驱动流(例如,5kPa)但是不高到足以开始引 起PCV阀中的限制(例如25kPa)时,发生非常高的CVT流率。这种 高流率表现为CVT压力传感器中的压力降。这种下降的存在确认正常 的PCV运行并且没有曲轴箱漏口。

一旦进气歧管真空处在阈值水平,程序从206或208进行到210, 其中在发动机被起动转动时,并且在将真空保持在阈值水平或高于阈值 水平时,监控曲轴箱通风管压力(和/或空气流量)。这包括在发动机起 动转动期间,在发动机速度低于阈值速度时并且在燃料喷射给任何汽缸 之前,监控曲轴箱通风管压力传感器的输出。

因此,在发动机起动转动期间,进气歧管真空可以低,因此曲轴箱 通风系统的PCV阀的位置是打开的(例如,PCV阀可以是最大打开位 置,或在最大的有效面积位置)。这使得大空气流被吸入通过进气清洁 器,然后通过曲轴箱通风管,然后在通过曲轴箱,进入进气歧管中。朝 着进气歧管通过曲轴箱通风管的这个流,当在曲轴箱通风管的空气流瞬 时增加时,可以由流量计或文氏管检测,当在曲轴箱通风管压力瞬时下 降(或在曲轴箱通风管真空瞬时增加)时由压力传感器检测。在起动转 动之后当发动机速度增加并且歧管真空增加时,通过曲轴箱通风管进入 进气歧管的空气流可以减少。因此,在212,程序包括在起动转动期间 估测曲轴箱通风管压力的瞬时下降的特性。该估测的特性包括,例如, 瞬时下降的幅度,下降的时刻(例如,关于发动机速度或活塞位置), 下降的持续时间等。

其次在214,该程序包括在发动机起动转动期间根据曲轴箱通风管 压力的瞬时下降的一个或更多个特性确定并指示曲轴箱通风系统退化。 正如上面所讨论的,在发动机起动转动期间,当歧管真空较低时,并且 从空气滤清器通过曲轴箱通风管朝着进气歧管增加的空气流被看作曲 轴箱通风管压力的瞬时下降(通风管真空或空气流的瞬时增加)。但是, 这种瞬时下降可以受存在曲轴箱系统漏口(例如,如果通风管断开)以 及PCV阀的位置(例如,PCV阀卡在打开位置(stuck-open)或卡在关 闭位置(stuck-closed))的影响。因此,正如在图3-4详细描述的,曲 轴箱通风系统完整性漏口,以及该漏口的位置可以至少根据曲轴箱通风 管压力瞬时下降的幅度来指示。例如,在起动转动期间响应瞬时下降的 幅度小于阈值,可以确定曲轴箱系统漏口。

在曲轴箱系统漏口检测之后,该程序进行到216,在216根据在曲 轴箱通风管的瞬时压力变化的特性确定PCV阀退化。正如在图5详细 描述的,这包括在发动机起动转动期间根据曲轴箱通风管压力的估测的 变化曲线图(profile)对预期的变化曲线图的偏离,指示PCV阀退化。 应当明白,虽然该程序示出PCV阀退化在曲轴箱系统漏口被诊断之后 确定,但是在另外的实施例中,该诊断可以同时进行。

在发动机起动转动期间诊断曲轴箱系统漏口和PCV阀退化之后, 在218,该程序包括向发动机汽缸喷射燃料并且开始第一汽缸燃烧事件。 在发动机起动转动期间,进气歧管空气流可以较低并且当发动机速度增 加时(例如,到怠速转速),进气歧管空气流可以逐渐增加。于是控制 器可以继续汽缸燃烧事件,以使发动机加速。在220,可以确认进气歧 管空气流(或发动机进口空气流)高于阈值空气流。因此,一旦发动机 处在或高于怠速转速时,歧管空气流以及曲轴箱通风管压力可以处在稳 态水平。具体说,在起动转动和加速期间发动机速度(与节气门位置一 道)影响进气歧管抽气特性,因而影响PCV阀位置。

在222,该程序包括监控稳态歧管空气流和稳态曲轴箱通风管压力。 然后,在224和226,该程序包括根据在稳态条件期间的曲轴箱通风管 压力的估测的变化确定曲轴箱系统的退化和进气滤清器的退化。正如在 图3-4中详细描述的,这包括,在224,在发动机运行期间,根据相对 于稳态歧管空气流变化(例如,增加)的稳态曲轴箱通风管压力的变化 (例如,减小),指示曲轴箱系统退化。正如在图5中详细描述的,指 示空气滤清器退化包括,在226,根据在发动机运行期间的稳态曲轴箱 通风管压力变化的速率(例如,速率的减小)指示空气滤清器堵塞的程 度。正如在本文中详细描述的,由于该诊断在高发动机空气流率下该诊 断具有最大的灵敏度,因此空气滤清器堵塞/软管塌陷检测在发动机运行 期间进行。应当明白,虽然该程序示出确定空气滤清器退化与曲轴箱系 统漏口诊断同时进行,但是在另外的实施例中,该诊断可以顺序地进行。

在228,在所有的诊断程序已经进行之后,一个或更多个诊断码可 以设置成指示受影响的发动机部件的退化。因此,可以设置不同的诊断 码,以指示空气滤清器堵塞、曲轴箱系统漏口(包括不同的编码以指示 该漏口的位置/性质)和PCV阀退化。在230,该程序包括根据该指示 和设置的诊断码进行适当的减轻动作。

在一个例子中,控制器也可以记录曲轴箱漏口检测数目以判断是否 已经达到漏口检测的阈值数目。例如,图2A-2B的诊断程序可以在给定 的发动机运行时间期间再运行多次,包括从钥匙接通直到钥匙断开,以 及在钥匙断开期间的连续地再运行。当该程序指示曲轴箱漏口时,对于 这段发动机运行时间,该控制器可以储存每次漏口检测事件,并且一旦 达到该检测的阈值数目执行通报程序。在一些实施例中该阈值可以是一 次漏口检测。在另一些实施例中,为了避免错误的强制(positive)检测, 该阈值可以是多次漏口检测,例如两次、五次、十次等。一旦达到漏口 检测的阈值数目时,信息可以显示给车辆操作者,例如,通过激活故障 指示灯(MIL),以将检测的曲轴箱漏口通知车辆操作者。此外,可以 提醒操作者检查可能的漏口位置(例如,松动或丢失的油盖,或由于未 对齐的/松动的量油尺)。可选地,可以指示可能的漏口位置(如图4 确定的,在下面详细描述的)。

减轻动作也可以包括调节一个或更多个运行参数以防止在漏口的 曲轴箱、PCV阀或堵塞的滤清器的情况下,在发动机运行期间另外的发 动机损坏。例如,如果指示曲轴箱漏口,该减轻动作可以包括延迟来自 曲轴箱的润滑剂的消耗。其他的示范性减轻动作包括减少进入发动机的 空气吸入,限制发动机的速度或转矩,限制提供给发动机的燃料喷射量, 限制节气门打开、限制增压量、停止涡轮增压器以及意图限制来自漏口 的曲轴箱的发动机润滑剂的吸入的其他各种动作。在一些实施例中,当 检测到曲轴箱漏口时,采取的减轻动作可以是采取多个的减轻动作中的 一个。作又一个例子,该多个减轻动作可以包括对曲轴箱加润滑剂或从 辅助的容器泵送润滑剂到曲轴箱中。

在一个例子中,响应曲轴箱通风管断开,可以限制或停止增压发动 机运行(即,MAP>BP)。在另一个例子中,响应油盖脱落或量油尺离 开位置,可以限制发动机速度。通过限制发动机速度,可以减少甩油(oil  sling),因为在高发动机速度下比低发动机速度更可能使甩油经由油盖 /量油尺而离开。作为又一个例子,响应PCV阀卡在关闭位置,可以进 行无故障模式动作,因为漏气(和任何吸入的油雾)简单地发送到压缩 机进口并且然后被燃烧。在另外的例子中,控制器可以响应曲轴箱通风 管断开的指示限制发动机速度较大的量,同时响应PCV阀退化的指示 限制发动机速度较小的量。

现在转向图3,图3示出发动机起动转动期间用于根据曲轴箱通风 管压力瞬时下降的特性指示曲轴箱通风系统退化的方法300。该方法还 能够根据在发动机运行期间的相对于歧管空气流量变化的曲轴箱通风 管压力的变化确定曲轴箱通风系统退化。

图3的程序根据以下原理工作:如果发生压力下降(即,在PCV 阀处在低限制位置时是否存在高CVT流),则能够确认PCV系统完整 性(在第一侧101断开除外)。在装有MAF传感器的车辆中第一侧101 断开能够容易确定。对于没有MAF传感器的车辆,通过在MAF传感器 58或CVT压力传感器77处的高发动机空气流量没有压力下降第一侧 101的断开是可以检测的。

在302,该程序包括在发动机起动转动期间估测曲轴箱通风管压力 并且在发动机起动转动期间监控曲轴箱通风管压力瞬时下降。该曲轴箱 通风管压力可以由连接在曲轴箱通风管中的压力传感器、流量传感器或 文氏管之一估测或推知。正如在本文中所用的,在发动机起动转动期间 估测曲轴箱通风管压力包括在从静止状态的第一次燃烧事件之前。也就 是,在将燃料喷射到发动机汽缸中之前。当通过CVT的流率低时,该 CVT压力传感器实际上是静压力传感器。它既检查由于流过空气清洁器 产生的稳定的流压力降又检查曲轴箱压力波动。管断开和曲轴箱漏口影 响波动幅度。在304,可以确定瞬时下降的幅度并且与阈值幅度进行比 较。在一个例子中,该阈值幅度可以基于在发动机起动转动期间的歧管 真空。在本文中,当通过PCV阀的预期的流变化时该阈值可以增加。 即,在一些状态期间,阈值幅度可以随着增加歧管真空而增加,并且在 其他状态期间,阈值幅度可以随着增加歧管真空而减小。

如果瞬时下降的幅度低于该阈值,于是在314,该程序确定并指示 曲轴箱通风系统退化。也就是,在起动转动期间响应通过曲轴箱通风管 的不足的空气流量可以确定系统漏口。指示曲轴箱通风系统退化包括指 示曲轴箱通风管断开。例如,曲轴箱通风管可以在通风管机械地连接于 空气进入通道(压缩机的上游)第一侧断开,或在通风管经由油分离器 机械地连接于发动机曲轴箱相对的第二侧断开。正如图4详细地描述的, 控制器可以构造成执行附加的程序,以根据发动机起动转动(当发动机 空气流量较低时)期间的曲轴箱通风管压力瞬时下降和在发动机运行状 态(当发动机空气流较高时)期间相对于稳态歧管空气流变化的稳态曲 轴箱通风管压力的变化的每个,识别该漏口的位置和性质(例如,通风 管断开的位置)。以这种方式,控制器可以在发动机起动转动和发动机 运行期间根据通过曲轴箱通风管的空气流的变化指示曲轴箱通风管与 发动机曲轴箱通风系统的断开。

返回到304,如果瞬时下降的幅度不小于阈值,则可能不存在曲轴 箱系统漏口。为了确认这一点,程序进行以进一步确定在发动机起动转 动之后,发动机运行状态期间的曲轴箱系统漏口。具体说,在306,可 以确定歧管真空高于阈值。也就是,当发动机空气流率(推知或测量) 较高时,可以确认发动机已经经过发动机起动转动状态并且以限定的速 度或高于限定的速度(例如,以发动机怠速转速或高于怠速转速)运行。 在确认歧管空气流高于阈值后,在308,程序包括相对于稳态歧管空气 流变化监控稳态曲轴箱通风管压力的变化。具体说,当发动机运行并且 发动机速度增加时,稳态歧管空气流可以逐渐增加。同时,在没有任何 漏口的情况下,曲轴箱通风管压力可以预期逐渐增加(即,由于通过曲 轴箱通风管的增加的空气流,在曲轴箱通风管产生的真空的量可以增 加)。

在310,可以判断在发动机运行期间稳态曲轴箱通风管压力(CVT) 的减小否与稳态歧管空气流的增加成比例。也就是说,可以判断在发动 机以高发动机空气流运行期间是否存在曲轴箱通风管产生大于阈值的 真空量。如果在发动机运行期间稳态曲轴箱通风管压力变化和稳态歧管 空气流成比例,于是在312,可以确定不存在曲轴箱通风系统退化,或 漏口。如果该变化不成比例,于是该程序进行到314,以在发动机速度 在阈值速度或高于阈值速度时根据曲轴箱通风管压力减小与歧管空气 流增加不成比例一段时间,指示曲轴箱通风系统退化(例如,曲轴箱通 风管断开)。例如,在高发动机空气流时,响应曲轴箱通风管中减少的 或没有真空产生,确定曲轴箱漏口。正如本文中所用的,在发动机运行 期间判断稳态曲轴箱通风管压力(CVT)的减小与稳态歧管空气流的增 加是否成比例包括判断它们之比是否偏离于阈值比,或它们的绝对差是 否大于阈值差。

在314,通过设置诊断码控制器可以指示曲轴箱通风系统漏口。而 且,响应该指示,可以执行一个或更多个减轻动作。这些动作可以包括, 例如,限制发动机速度和负荷以便减少/延迟来自曲轴箱的润滑剂泄漏和 润滑剂吸入到发动机部件中。用于识别曲轴箱通风系统漏口的示范性映 射在本文中示于图7-8。

现在转向图4,方法400示出可以执行的程序,以根据在发动机起 动转动期间的曲轴箱通风管中压力瞬时下降和在发动机加速期间和之 后的曲轴箱通风管真空的变化的每个确定曲轴箱系统漏口的位置。

在402,可以确认在起动转动时曲轴箱通风管压力的瞬时下降的幅 度小于阈值。如在图3详细描述的,在发动机起动转动期间,当发动机 空气流较低,较高的空气流可以通过曲轴箱通风管(没有漏口的情况 下),其可以作为曲轴箱通风管压力的瞬时下降(或通风管真空的瞬时 增加)由曲轴箱通风管压力传感器来检测。如果存在漏口,瞬时管的幅 度可以减小。

当确认后,在404,可以判断在发动机运行期间(即,在发动机起 动转动之后在发动机速度大于阈值时)的稳态曲轴箱通风管压力(CVT) 的减小与在发动机运行期间的稳态歧管空气流的增加之比是否小于阈 值比。可选地,可以判断它们之间的绝对差是否大于阈值差。因此,可 以判断在较高发动机空气流期间在通风管中产生的真空是否在阈值水 平或低于阈值水平。

在又一个实施例中,如果观察到瞬时下降,可以确定PCV系统不 退化,并且然后控制器可以检查在第一侧101的断开。这可以在高发动 机空气流率时通过检查有问题的(corrupted)MAF读数和在MAP传感 器的压力降太小来进行。可选地,第一侧的断开可以根据在高发动机空 气流率的CVT压力传感器77的压力下降太小来识别。也可以利用在 CVT压力传感器77的波动的检测。

在406,响应在起动转动期间的曲轴箱通风管压力的瞬时下降低于 阈值幅度和在发动机运行期间的稳态歧管空气流增加期间稳态曲轴箱 通风管压力的减少低于阈值速率,可以确定在曲轴箱通风管的第一侧曲 轴箱通风系统漏口。例如,响应在发动机起动转动期间的曲轴箱通风管 压力的突然瞬时下降和在发动机加速期间基本上没有产生的曲轴箱通 风管真空(零真空),确定漏口在通风管的第一侧。具体说,可以确定 曲轴箱系统退化是由于曲轴箱通风管在第一侧断开,在该第一侧其机械 地连接于空气进气进入通道。用于识别在第一侧的曲轴箱系统漏口的示 范性映射在本文中示于图7。

比较而言,在408,响应在起动转动期间的曲轴箱通风管压力的瞬 时下降低于阈值幅度和在发动机运行期间在稳态歧管空气流增加期间 稳态曲轴箱通风管压力的减少高于阈值速率,可以确定在曲轴箱通风管 的第二侧的曲轴箱通风系统漏口。例如,响应在发动机起动转动期间的 曲轴箱通风管压力的突然瞬时下降和在发动机加速期间减小的产生的 曲轴箱通风管真空,确定在通风管的第二侧退化。具体说,可以确定在 曲轴箱通风管的相对的第二侧存在曲轴箱系统退化,在该第二侧其机械 地连接于曲轴箱。因此,在第二侧曲轴箱系统退化可以包括下列之一: 曲轴箱通风管在第二侧与曲轴箱断开、曲轴箱加油口盖的脱离、曲轴箱 油位测量杆的脱离以及曲轴箱通风管第二侧的堵塞。

为了区别在第二侧曲轴箱漏口之间的差别,程序进行到410,在410 确定漏口的孔尺寸。在一个例子中,也可以确定该漏口的孔尺寸。在412, 可以判断该孔尺寸是否大于阈值尺寸。如果是,于是在414,可以根据 孔尺寸大于阈值可以确定曲轴箱加油口的脱离。此外,在416,可以确 定在第二侧的漏口是由于曲轴箱通风管在第二侧与曲轴箱断开、曲轴箱 油位测量杆的脱离或曲轴箱通风管在第二侧堵塞。用于识别曲轴箱系统 在第二侧漏口的示范性映射在本文中示于图7-8。

因此,当PCV阀处在低限制(完全打开)位置时,在曲轴箱通风 管中通常得到大的空气的流。由于标准的气动控制、主动的PCM控制 或PCV阀故障,该PCV阀可以处在这个位置。这种高空气流率表现为 在曲轴箱通风管压力/流率传感器的压力下降或流率增加。在一个例子 中,歧管真空可以计算并且用来推知PCV阀位置。如果曲轴箱漏口(盖 脱落、量油尺离开正常位置或曲轴箱通风管与曲轴箱断开),于是在PCV 阀打开时高空气流率不指示。例如,压力下降不发生或不明显减小。当 漏口的面积(孔面积或孔尺寸)增加时压力下降的幅度或曲轴箱通风管 空气流率的大小也下降。油盖脱落和软管断开同样完全消除该下降。对 于量油尺离开正常位置也可以发生一些减小的下降。

当在406、414和416确定曲轴系统漏口的位置和性质后,该程序 进行到418,以通过设置诊断码指示曲轴系统漏口的位置和性质。因此, 根据在曲轴箱通风管的第一侧或第二侧是否检测到漏口,并且还根据在 第二侧的漏口的性质可以设置不同的诊断码。在420,MIL可以被点亮 和/或信息可以发送以通知车辆操作者关于曲轴系统漏口的位置和性质。 在422,可以调节一个或更多个发动机运行参数以临时限制发动机功率, 以便减少润滑剂从漏口的曲轴箱通风系统渗漏和将润滑剂吸入到发动 机部件中(其可以使发动机运行退化)。

因此,如果曲轴箱通风管在主要的发动机空气导管(即,在压缩机 进口,在本文中也叫做第一侧)断开,在PCV阀完全打开期间将仍然 检测到高空气流率。在一个例子中,响应位于曲轴箱通风管第一侧上的 漏口,或曲轴箱通风管第二侧上的漏口的指示,发动机控制系统可以限 制发动机增压。例如,增压发动机运行可以停止。

现在转向图7,在映射700、710和720示出示范性曲轴箱系统完 整性漏口诊断。具体说,映射700-720以相应的上部曲线(曲线702、 712、722)示出在起动转动期间的曲轴箱通风管(CVT)压力瞬时下降 的特性,并且以相应的下部曲线(曲线704、714、724)示出在发动机 运行(稳态状态)期间在增加的歧管空气流的情况下的曲轴箱通风管压 力下降的特性。该映射的上部曲线关于沿着x轴的发动机运行的时间绘 出,而该映射的下部曲线关于沿着x轴的发动机空气流率(如所示)绘 出。

正如前面详细描述的,曲轴箱通风管的管道设置和曲轴箱通风管压 力传感器在该通风管内的具体位置使曲轴箱通风管在高发动机空气流 率时达到真空。因此,如果传感器检测到真空,可以确定没有漏口并且 通风管正确地连接。但是,如果没有检测到真空,则可以确定曲轴箱系 统完整性漏口。因此,通风管任何一侧(在机械地连接于空气进入通道 的第一侧或连接于曲轴箱的第二侧)的断开可以导致在高发动机空气流 率时减小的真空(其中真空减小的程度根据漏口是在第一侧或第二侧而 不同)。此外,当第二侧断开时,可能检测不到曲轴箱波动。

映射700示出一个例子,其中CVT压力(曲线702)的瞬时下降 的幅度大于阈值量,表示在发动机起动转动期间足够的空气流通过该通 风管。此外,在发动机运行期间,稳态CVT压力的下降与稳态歧管空 气流(曲线704)的增加成比例。换句话说,当发动机空气流增加时, 较小的但是逐渐的流通过该通风管,并且相应的真空产生并且由曲轴箱 通风管中的压力或流量传感器检测。

映射710示出第二个例子,其中CVT压力(曲线712)的瞬时下 降的幅度小于阈值量,表示在发动机起动转动期间不足够的空气流通过 该通风管。此外,在发动机运行期间,稳态CVT压力的减小与稳态歧 管空气流的增加不成比例,但是该减小仍然大于阈值速率(曲线714)。 具体说,在高发动机空气流状态(如在曲线704所示,与在没有漏口时 产生的真空相比)期间,减小的真空由曲轴箱通风管中的压力或流量传 感器检测。在这里,响应在起动转动期间的曲轴箱通风管压力的瞬时下 降低于阈值幅度和在歧管空气流的稳态增加期间的曲轴箱通风管压力 的减少大于阈值速率,指示在曲轴箱通风管的第二侧的曲轴箱通风系统 漏口。该第二侧对应于曲轴箱通风管机械地连接于曲轴箱的一侧。正如 在图8详细地描述的,在第二侧的各种曲轴箱系统退化可以根据曲轴箱 通风管压力和流量特性进一步区分。

映射720示出第三个例子,其中CVT压力(曲线722)的瞬时下 降的幅度小于阈值量(在所示的例子中,小于曲线702的幅度,但是大 于曲线712的幅度),表示在发动机起动转动期间不足够的空气流通过 该通风管。此外,在发动机运行期间,稳态CVT压力的减小与稳态歧 管空气流的增加不成比例,其中该减小小于阈值速率(曲线724)。具 体说,在高发动机空气流(如曲线704所示,与在没有漏口时产生的真 空相比)状态期间,基本没有真空(零真空)被曲轴箱通风管中的压力 或流量传感器检测。在这里,响应在起动转动期间的曲轴箱通风管压力 的瞬时下降低于阈值幅度和在歧管空气流稳态增加期间的曲轴箱通风 管压力的减少低于阈值速率,指示在曲轴箱通风管的第一侧的曲轴箱通 风系统退化。该第一侧对应于曲轴箱通风管机械地连接于空气进入通道 的一侧。例如可以指示在第一侧的漏口是由于曲轴箱通风管在的第一侧 与空气进入通道断开。

现在转向图8,为了区分在曲轴箱通风管的第二侧可能导致漏口被 识别的不同状态,示范性曲轴箱系统完整性漏口诊断用映射800、810 和820示出。具体说,映射800-820以相应的上部曲线(曲线802、812、 822)示出在起动转动期间的曲轴箱通风管(CVT)压力瞬时下降的特 性,并且以相应的下部曲线(曲线804、814、824)示出在发动机运行 (稳态状态)期间的在增加的歧管空气流的情况下曲轴箱通风管压力的 下降特性。所有的上部曲线关于沿着x轴的发动机运行的时间绘出,而 所有的下部曲线关于沿着x轴的发动机空气流率(如所示)绘出。

映射800示出由曲轴箱加油口盖的脱落引起的在曲轴箱通风管第 二侧的曲轴箱系统漏口的第一个例子。其中,CVT压力(曲线802)的 瞬时下降的幅度小于阈值量,表示在发动机起动转动期间不足够的空气 流通过该通风管。此外,在发动机运行期间,稳态CVT压力的下降与 稳态歧管空气流的增加不成比例。具体说,在阈值发动机空气流水平(曲 线804)之后,没有真空被曲轴箱通风管中的压力或流量传感器检测到。 在这里,还根据漏口的孔尺寸大于阈值量,指示油盖脱落状态。

映射810示出由曲轴箱油位测量杆的移动引起的在曲轴箱通风管 第二侧的曲轴箱系统漏口的第二个例子。其中,CVT压力(曲线812) 的瞬时下降的幅度小于阈值量,表示在发动机起动转动期间不足够的空 气流通过该通风管。此外,在发动机运行期间,稳态CVT压力的下降 与稳态歧管空气流(曲线814)的增加不成比例。具体说,在高发动机 空气流状态期间,没有真空被曲轴箱通风管中的压力或流量传感器检测 到。在这里,还根据漏口的孔尺寸小于阈值量,指示油量油尺离开状态。

应当明白,在曲轴箱通风管包括具有连接的压力传感器的文氏管的 实施例中,响应油盖的脱落或量油尺离开位置,得到的通过文氏管的大 空气流作为深度真空被该连接的压力传感器检测。因此,由于油盖脱落 产生的真空可以大于由于量油尺的离开位置产生的真空。

映射820示出由曲轴箱通风管在第二侧被堵塞或阻塞引起的在曲 轴箱通风管第二侧的曲轴箱系统漏口的第三个例子。其中,CVT压力(曲 线822)的瞬时下降的幅度小于阈值量,表示在发动机起动转动期间不 足够的空气流通过该通风管。此外,在发动机运行期间,在稳态歧管空 气流的增加期间观察稳态CVT压力的增加。具体说,在高发动机空气 流状态期间,高(正)压力由曲轴箱通风管中的压力或流量传感器检测。 响应这些状态,确定在曲轴箱通风管第二侧(连接于曲轴箱)的阻塞。

以这种方式,用于曲轴箱通风系统监控的现有的传感器也可以有利 地用于识别曲轴箱系统完整性漏口的位置和性质。

现在转向图5,图5示出用于在发动机起动转动期间根据曲轴箱通 风管压力和/或空气流率的变化指示PCV阀(即,在曲轴箱和进气歧管 之间,连接在曲轴箱强制通风管中的阀)退化的示范性的方法500。因 此,图5的程序可以在根据瞬时下降的特性确认曲轴箱漏口是否已经被 确定之后进行。

因此,图5的方法评价在PCV阀(歧管真空)两侧的压力下降和 通过该阀的流率(CVT流率)两者都由CVT压力传感器测量的情况下, 在发动机运行期间(或在服役过程期间)的PCV流动特性。在图5的 一些实施例中,该方法可以以给定的歧管真空简单地验证CVT流率。 在这里,在大多数受限制的PCV阀位置,CVT流率相当低,因此它处 在噪音中。在最小限制流率位置,该流率是显著的(即,将看到瞬时下 降)。

在502,该程序包括确认发动机进口空气流低于阈值流。在一个例 子中,当发动机速度低于阈值速度时并且在阈值数目的燃烧事件发生之 前,在发动机起动转动和早期加速期间发动机进入空气流可以低于阈值 流。其次,在504,可以确认歧管真空低于阈值真空水平。例如,可以 确认歧管真空小于40kPa。如果歧管真空不低于该阈值,于是,在505, 可以调节致动器以提供希望的歧管真空水平。例如,可以调节节气门打 开以便保持歧管真空低于阈值真空水平。因此,由于节气门打开与通过 PCV阀的流率有关,因此可以调节该节气门打开,以提供歧管真空水平 (例如13kPa),以便提供通过该PCV阀的最大的流。

图5的程序利用曲轴箱通风管压力传感器的输出以估测PCV阀退 化。具体说,曲轴箱通风管中的表压传感器(gauge pressure sensor)可 以有利地用作流量计以检测曲轴箱通风管中的空气流率的变化。但是, 这种压力传感器可以与作为一种流的曲轴箱通风管中任何真空有关。换 句话说,通过曲轴箱通风管的流可以作为在曲轴箱通风管压力传感器中 的真空被检测,并且同样地,曲轴箱通风管中的真空也可以作为真空在 曲轴箱通风管压力传感器处被检测。因此,通过当发动机进入空气流低 于阈值流时通过执行诊断程序,仅仅当发动机进气流自身不引起被检测 的真空时的状态期间依赖曲轴箱通风管压力传感器输出。同样,当歧管 真空低于阈值真空水平时通过执行诊断程序,仅仅当歧管真空自身不引 起被检测的真空时的状态期间依赖曲轴箱通风管压力传感器输出。此 外,在当发动机进入空气流低并且歧管真空低(即,在发动机起动转动 和早期加速期间)时的状态期间,通过曲轴箱通风管空气流率预期是高 空气流。因此,通过在这些状态期间执行诊断程序,为了可靠的诊断, 基于曲轴箱通风管空气流变化的PCV阀诊断仅仅当存在通过该通风管 的足够的空气流时能够实现。

在506,该程序包括根据当前的发动机进气流和歧管真空水平确定 预期的曲轴箱通风管压力和/或空气流变化曲线图(profile)。对于给定 的发动机速度该预期的变化曲线图可以包括预期的通风管压力和预期 的通风管流率。在508,该程序包括根据曲轴箱通风管压力传感器的输 出,估测实际的曲轴箱通风管压力和/或空气流变化曲线图。应当明白, 在可选实施例中,该估测的变化曲线图可以基于连接于曲轴箱通风管文 氏管的颈部的专用的曲轴箱通风管流量传感器或压力传感器的输出。对 于给定的发动机速度,该估测的变化曲线图可以包括测量的和/或推知的 通风管压力和测量的和/或推知的通风管流率。

因此,在发动机起动转动和随后的加速期间,该PCV阀首先处在 更多打开位置(例如,当歧管真空较低并且节气门打开小时,在最大打 开位置)。在这些状态期间,通过曲轴箱通风管的空气流相当高,并且 当通风管空气流瞬时增加或通风管压力瞬时减小时,可以通过曲轴箱通 风管压力/流量传感器来估测。于是,当发动机速度高于阈值,并且歧管 真空较高时,PCV阀可以处在第二较少打开的位置(例如,在能够实现 较低的流的较小的固定的孔位置)。例如,在该第二位置,可以控制通 过PCV阀到音频阻塞孔(sonic choked hole)的流。在这些状态期间, 通过曲轴箱通风管的空气流下降并且稳定在稳态,这也可以通过曲轴箱 通风管压力/流量传感器来估测。如果PCV阀卡在打开位置,在高歧管 真空状态,曲轴箱通风管空气流可以继续升高而不是下降并且稳定在稳 态值。同样,如果在起动转动期间PCV阀保持在小的孔位置,在较低 的歧管真空状态期间,曲轴箱通风管空气流可以不升高到预期的值。因 此,通过比较曲轴箱通风管压力的预期的流/压力变化曲线图的特性变化 和由曲轴箱通风管压力/流量传感器估测的曲轴箱通风管流/压力变化曲 线图的实际变化,能够识别PCV阀退化。

因此,在510,测量的或估测的曲轴箱通风管压力变化曲线图和/ 或空气流变化曲线图可以与预期的曲轴箱通风管压力变化曲线图和/或 空气流变化曲线图进行比较,并且可以确定变化曲线图之间的绝对差是 否大于阈值。也就是,可以判断预期的和实际的曲轴箱通风管压力值或 流率是否相互偏离大于阈值的量。如果不,于是在512,该程序确定没 有PCV阀退化。

如果存在偏离,于是在514,确定PCV阀可能退化,并且程序可以 进行以根据估测的曲轴箱通风管压力和流率变化曲线图的特性确定该 退化的性质。具体说,在516,可以判断该估测的曲轴箱通风管压力或 流率是否大于预期的曲轴箱通风管压力(或空气流率)大于阈值量。可 选地,可以判断估测的曲轴箱通风管压力的瞬时下降的幅度是否大于预 期的幅度(或阈值幅度)。如果是,于是在518,可以确定由于PCV阀 卡在打开位置,该估测的曲轴箱通风管压力/空气流变化曲线图大于预期 的变化曲线图(或曲轴箱通风管压力的瞬时下降的幅度是否大于预期的 幅度)。通过设置合适的诊断码控制器可以对其进行指示。

如果该估测的曲轴箱通风管压力或空气流率不大于预期的通风管 压力(或空气流率),于是可以确认该估测的曲轴箱通风管压力或空气 流率小于预期的通风管压力(或空气流率)大于阈值量。可选地,可以 判断该估测的曲轴箱通风管压力的瞬时下降的幅度是否低于预期的幅 度(或阈值幅度)。当确定后,在522,可以判断曲轴箱退化状态是否 已经被确定。正如在前面参考图2A-2B详细描述的,曲轴箱通风系统完 整性漏口可以在开始图5的PCV阀诊断程序之前已经被确定。正如关 于参考图3-4所说明的,曲轴箱通风系统完整性漏口,以及该漏口的位 置可以根据在发动机起动转动期间的曲轴箱通风管压力瞬时下降的特 性,以及发动机运行期间的相对于稳态歧管空气流变化的稳态曲轴箱通 风管压力的变化来确定。

因此,如果存在曲轴箱系统完整性漏口,则可能存在曲轴箱通风管 压力和空气流率的其中一个或更多个的变化,其任何一个可以对曲轴箱 通风管压力/流量传感器输出有影响,并且在发动机起动转动和加速期间 产生变化曲线图。此外,该变化曲线图受曲轴箱漏口位置的影响。例如, 由于该漏口引起该预期的流率的短路(short circuit),发生在曲轴箱通 风管第二侧(即,连接于曲轴箱的曲轴箱通风管的这侧)的曲轴箱系统 漏口可以引起曲轴箱通风管流率大大减少。此外,在高发动机空气流率 (与在没有漏口的情况下的高发动机空气流率时显示的真空相比)时曲 轴箱通风管压力传感器可以不再显示真空。能够引起这些效果的通风管 第二侧上的漏口包括,例如,通风管第二侧与曲轴箱的断开、曲轴箱加 油口盖脱落、或曲轴箱油位测量杆位移。作为另一个例子,发生在曲轴 箱通风管第一侧(即,连接于空气进入通道的曲轴箱通风管的这侧)上 的曲轴箱系统漏口可以使曲轴箱通风管流率基本不受影响,但是,在高 发动机空气流率(与在没有漏口的情况下的高发动机流率时所显示真空 相比)时曲轴箱通风管压力传感器可以不再显示真空。可以引起这些后 果的曲轴箱通风管第一侧上的漏口包括,例如,通风管第一侧与空气进 入通道的断开。

因此,如果前面确定没有曲轴箱漏口,在524,由于PCV阀保持在 低流打开位置(例如,在小的孔位置或关闭位置),程序确定估测的曲 轴箱通风管压力/空气流变化曲线图小于预期的变化曲线图(或曲轴箱通 风管压力的瞬时下降的幅度小于预期的幅度)。通过设置合适的诊断码 控制器可以指示PCV阀退化。因此,被设置为由于阀卡在打开位置指 示PCV阀退化的诊断码(在518)可以不同于由于该阀卡在关闭位置而 指示PCV阀退化所设置的诊断码(在524)。如果在前面确定曲轴箱退 化,在526,控制器可以确定PCV阀可以是起作用的并且不退化。

应当明白,在一些实施例中,除了在522确认曲轴箱系统漏口是否 被确定之外,还可以判断空气滤清器是否被诊断并且如果被诊断,空气 滤清器阻塞的程度可被兼顾到PCV阀诊断中来。正如在图10详细描述 的,如果空气滤清器堵塞被确定,于是,在524,预期的变化曲线图和 估测的变化曲线图之间的偏离可能是由于空气滤清器被堵塞而不是 PCV阀卡在低流位置。相对于观察的该估测的和预期的曲轴箱通风管流 率变化曲线图之间的偏离,控制器可以根据(已知的)滤清器堵塞的程 度在这些状态之间进行区分。例如,如果该偏离大于预期的滤清器堵塞 程度的因素,可以确定曲轴箱系统漏口。

以这种方式,在发动机起动转动期间,根据由曲轴箱通风管压力或 流量传感器估测的通过曲轴箱通风管的空气流的变化,可以确定PCV 阀退化。根据预期的流量变化曲线图对估测的流量变化曲线图的偏离, 由于卡在打开位置的阀引起的PCV阀退化可以更好地区分于由卡在关 闭位置的阀引起的退化。通过在完成曲轴箱系统退化诊断程序之后进行 PCV阀诊断程序,由于在曲轴箱通风管任何一侧或曲轴箱通风管的空气 进入通道侧的曲轴箱系统漏口引起的曲轴箱通风管压力或流量的变化 可以被兼顾进来以实现可

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