专利名称：用于诊断真空系统的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于诊断真空系统的方法和系统。
背景技术：
真空系统可以有助于操作者或其他系统来致动各种车辆系统。例如，真空系统可以用于辅助驾驶员应用车辆制动、调节涡轮增压器操作、燃料蒸汽抽送、加热和通风系统致动以及驱动系部件致动。不过，真空系统可能产生真空泄漏以致真空系统的性能会退化。此夕卜，真空系统能够包括可以使其难以诊断真空系统泄漏的部件，因为这些部件会在真空系统的部分内提供隔离。例如，真空系统中的真空调节器可以使其难以确定真空调节器上游和下游的真空管线之间的真空泄漏
发明内容
在这里，本发明人认识到上述缺点并且已经研发出用于诊断真空系统的方法，其包括在真空消耗期间命令电子真空调节器向涡轮增压器废气门供应真空至小于阈值水平的真空水平；以及响应在该电子真空调节器和该涡轮增压器废气门之间的气动通路内的真空水平来诊断真空系统的退化情况。通过调节施加到电子真空调节器的占空比，可能的是，使用单个传感器来诊断真空调节器上游和下游的真空系统泄漏。在一个示例中，用于控制废气门贮存器内的真空的传感器可以是用于确定真空系统退化和真空系统内的真空泄漏的基础。因此，传感器可以提供一种以上的功能，以便相比于为了多个目的使用多个传感器系统而言，减少系统成本。在另一个实施例中，用于诊断真空系统的方法包括施加真空到真空贮存器，该真空贮存器与废气门气动连通；以及响应在电子真空调节器和废气门之间延伸的气动通路内的真空来提供对于真空系统退化的指示。在另一个实施例中，其中真空泵是电子真空泵，并且其中电子真空泵被启用预定时间量或者直到气动通路内实现预定真空，其中在到达预定真空或预定时间量之后电子真空泵被停用，并且还执行压力衰减诊断。在另一个实施例中，其中废气门被联接到发动机，且其中发动机正在旋转。在另一个实施例中，方法还包括当来自真空系统的真空消耗大于阈值量时禁止对真空系统退化的指示。在另一个实施例中，方法还包括在施加真空之后延迟一预定时间量后测量气动通路内真空的减少。在另一个实施例中，提供一种真空诊断系统。该系统包括真空贮存器、与真空贮存器经由气动通路气动连通的废气门、沿气动通路位于真空贮存器和废气门之间的电子真空调节器以及控制器，该控制器包括用于响应电子真空调节器和废气门之间的真空来指示真空系统的退化情况的指令。在另一个实施例中，系统还包括与真空贮存器气动连通的制动助力器/制动加力器以及被定位成测量制动助力器内真空的传感器；用于诊断真空系统的退化的额外指令。在另一个实施例中，系统还包括与真空贮存器气动连通的真空泵。在另一个实施例中，系统还包括发动机，其中废气门被联接到该发动机，且其中控制器还包括用于在该发动机停止时诊断真空系统的退化情况的指令。在另一个实施例中，控制器还包括用于在该发动机运行时诊断真空系统的退化情况的指令。本说明可以提供多个优点。例如，方法可以减少包括诊断的真空系统的成本。此夕卜，方法能够减少系统复杂性，这是因为在一些情况下，系统中的真空可以被控制成单一水平而不是监测不同的多个真空水平。当单独地或结合附图参考下述详细说明时，将显而易见到本说明的上述优点和其 他优点和特征。应该理解，上述发明内容仅用于以简化的形式引入将在详细描述中进一步描述的选择的概念。这不意味着识别所保护的主题的关键的或实质的特征，其也不意味着被用于限制所保护的主题的范围，所保护主题的范围由随附于说明书的权利要求唯一地限定。此夕卜，所保护的主题不限于克服上文或本公开的任何部分中所述的任何或全部缺点的实施方式。
图I示出了发动机和真空系统的示意图；图2-3示出了发动机操作期间感兴趣的模拟信号；以及图4和图5示出了用于诊断车辆的真空水平的方法的高级流程图。
具体实施例方式本说明涉及诊断真空系统退化。图I示出了包括发动机的示例性真空系统。图2和图3示出了在真空系统的诊断操作时感兴趣的模拟信号。图4和图5示出了用于评估真空系统退化的高级流程图。参考图1，内燃发动机10包括多个汽缸，在图I中仅示出其中一个汽缸，该发动机10由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32且活塞36位于其内且连接到曲轴40。示出的燃烧室30经由进气阀52和排气阀54与进气歧管44和排气歧管48连通。进气和排气阀均可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。可替代地，进气和排气阀中的一个或更多个可以由机电控制的阀门线圈和衔铁组件操作。进气凸轮51的位置可以由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可以由排气凸轮传感器57确定。燃料喷射器66被示为被定位成将燃料直接喷射到汽缸30中，对于本领域的技术人员来说这就是通常所说的直接喷射。可替代地，燃料可以喷射到进气端口，对于本领域的技术人员来说这就是通常所说的进气道喷射。燃料喷射器66与来自控制器12的信号脉冲宽度FPW成正比地提供液体燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵和燃料集合管/燃料导轨(未不出)的燃料系统(未不出)传输给燃料喷射器66。从响应控制器12的驱动器68供给燃料喷射器66操作电流。此外，进气歧管44被示为与可选电子节气门62连通，该电子节气门62调节节流板64的位置以控制来自进气增压室46的空气流。
压缩机162通过空气过滤器82和空气进气口 42吸入空气以供给增压室46。排气旋转涡轮164，该涡轮164通过轴161连接于压缩机162。真空操作的废气门致动器72经由废气门真空贮存器91被供给真空并且这允许排气绕过涡轮164以致增压压力能够在变化的工况下被控制。压缩机旁通阀(CBV) 158是经由真空贮存器138供应的真空被真空操作的。当因为压缩机162的输出被反馈给压缩机162的输入从而打开压缩机旁通阀158时增压室46内的增压压力可以被减小。无分电器点火系统88响应控制器12通过火花塞92为燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示为在催化转化器70的上游联接于排气歧管48。可替代地，双态排气氧传感器可以代替UEGO传感器126。发动机排气被引导到转化器70。在一个例子中，转化器70可以包括多个催化剂块。在另一个例子中，可以用每个均具有多个催化剂块的多个排放物控制装置。在一个例子中转化器70可以是三元催化剂/三元催化器(catalyst)。用于车辆真空系统的真空被存储在真空贮存器138内。真空贮存器如所示经由通 路与其他真空系统部件气动连通。真空可以经由进气歧管44或真空泵85被供给到真空贮存器138。真空泵85可以被电驱动或经由发动机10被机械驱动。止回阀60允许空气从真空贮存器138流向进气歧管44并且限制空气从进气歧管44流向真空贮存器138。类似地，止回阀63允许空气从真空贮存器138流向真空泵85并且限制空气从真空泵85流向真空贮存器138。制动增压器140有助于操作者的脚152在制动踏板150被压下时经由主汽缸148施加车辆制动。制动增压器可以经由进气歧管44或真空泵85和真空贮存器138被供应真空。止回阀65允许空气从制动增压器140流向真空泵85和真空贮存器138并且限制空气从真空泵85流向制动增压器140。止回阀67允许空气从制动增压器140流向进气歧管44且其同时限制空气从进气歧管44流向制动增压器140。制动增压器140还可以包括内部真空贮存器。电子真空调节器(EVR) 79经由从真空贮存器138和进气口 42供应的真空来调节废气门真空贮存器91内的真空水平。在图I中控制器12被示为是常规的微型计算机，包括微处理器单元(CPU) 102、输入/输出(I/o)端口 104、只读存储器(ROM) 106、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM) 110和常规的数据总线。控制器12被示为接收来自连接于发动机10的传感器的各种信号，除了上面提到的那些信号之外，还包括来自连接于冷却套114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT);连接于加速器踏板130用于检测由脚132调节的加速器位置的位置传感器134 ;联接到制动踏板150用于感测制动踏板位置的位置传感器154 ;用于确定末尾排气的点火的爆震传感器(未示出);来自连接于进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自联接于增压室46的传感器122的增压压力的测量值；来自于真空传感器145的真空贮存器真空；来自于真空传感器89的废气门贮存器真空；来自于真空传感器33的制动增压器真空；来自检测/感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120 (例如，热线式空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。也可以检测大气压力(传感器未示出)，用于由控制器12处理。在本发明的优选方面，曲轴的每一转，发动机位置传感器118均产生预定数目的等间隔脉冲，由此能够确定发动机转速(RPM)。在一些实施例中，发动机可以连接于混合动力车辆中的电动马达/电池系统。混合动力车辆可以具有并联的结构、串联的结构或它们的变化或组合。而且，在一些实施例中，可以采用其他发动机结构，例如，柴油发动机。在操作期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四个冲程循环该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般而言，排气阀54关闭而进气阀52打开。空气经由进气歧管44进入燃烧室30，并且活塞36运动到汽缸底部以便增大燃烧室30内的容积。在活塞36接近汽缸底部且在其冲程的末尾(例如，当燃烧室30在其最大容积)的位置通常被本领域的技术人员叫做发动机下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气阀52和排气阀54都关闭。活塞36朝着汽缸盖运动以便压缩燃烧室30内的空气。在活塞36在其冲程末尾且最接近汽缸盖(例如，当燃烧室30处在最小容积)的点通常被本领域的技术人员叫做发动机上止点(TDC)。在其后叫做喷射的过程中，燃料进入燃烧室中。在其后叫做点火的过程中，喷射的燃料通过诸如火花塞92的已知点火装置被点火，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36回推到BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转转矩。最后，在排气冲程期间，排气阀54打开以释放燃烧过的空气-燃料混合物到排气歧管48并且活塞返回到TDC。应当指出，上面仅仅作为一个例子描述，并且进气和排气阀的打开和/或关闭正时可以变化，例如，提供正的或负的气门重叠、延迟的进气阀关闭或各种其 他例子。现在参考图2和图3，示出真空系统操作期间感兴趣的预示信号。可以通过图I的系统经由控制器12的指令执行图4和图5的方法来提供图2和图3的信号。图2和图3所示的序列同时且在相同情况下发生。提供竖直标记Ttl-T14来表明该序列期间感兴趣的情况并且在图2和图3中代表相同时间。从图2上方数第一个绘图代表了发动机转速与时间的关系。X轴线代表时间，并且时间从绘图的左侧向右侧增加。Y轴线代表发动机转速，并且发动机转速沿Y轴线箭头方向增加。从图2上方数第二个绘图代表了真空泵速度与时间的关系。X轴线代表时间，并且时间从绘图的左侧向右侧增加。Y轴线代表真空泵速度，并且真空泵速度沿Y轴线箭头方向增加。真空泵的真空供应能力随着真空泵速度的增加而增加。从图2上方数第三个绘图代表了系统贮存器真空与时间的关系。X轴线代表时间，并且时间从绘图的左侧向右侧增加。Y轴线代表系统贮存器真空，并且真空沿Y轴线箭头方向增加。系统真空贮存器可以是图I中的附图标记138所指，并且其可以与图I中所示的进气歧管、真空泵和废气门气动连通。从图2上方数第四个绘图代表了电子真空调节器(EVR)命令与时间的关系。X轴线代表时间，并且时间从绘图的左侧向右侧增加。Y轴线代表EVR占空比，并且占空比沿Y轴线箭头方向增加。EVR可以被构造成如图I的附图标记79所指，并且其可以如图I所示与真空操作的废气门致动器91的真空贮存器气动连通。从图2上方数第五个绘图代表了废气门贮存器真空与时间的关系。X轴线代表时间，并且时间从绘图的左侧向右侧增加。Y轴线代表废气门贮存器真空，并且真空沿Y轴线箭头方向增加。废气门真空贮存器可以如图I中附图标记91所指，并且其可以保持真空从而如图I所示操作所述真空操作的废气门致动器72。从图3上方数第一个绘图代表了制动增压器真空与时间的关系。X轴线代表时间，并且时间从绘图的左侧向右侧增加。Y轴线代表制动增压器真空，并且真空沿Y轴线箭头方向增加。制动增压器贮存器可以如图I中附图标记140所指。从图3上方数第二个绘图代表了真空系统诊断状态特征位(flag)与时间的关系。X轴线代表时间，并且时间从绘图的左侧向右侧增加。Y轴线代表真空系统状态。一值表明通过真空诊断。负一值表明真空系统退化的情况。零值表明诊断测试正在进行、未完成或还未执行。从图3上方数第三个绘图代表了真空系统诊断模式特征位与时间的关系。X轴线代表时间，并且时间从绘图的左侧向右侧增加。Y轴线代表真空系统诊断模式。零值表明当前没有执行真空系统诊断系统评估。一值表明当前正在执行真空系统诊断系统评估。在时间Ttl时，发动机转速处于中等水平并且发动机正在运转。真空泵也被启用从而向系统真空贮存器提供真空。EVR命令也处于中等水平以便将涡轮增压器废气门的位置调节到向发动机的增压室提供所需增压水平的水平。废气门贮存器真空也被示为处于中等水平。在所示情况下真空可以被真空系统的真空消耗器来消耗。制动增压器真空被示为处 于中等水平，并且其表明真空可用于车辆制动的应用。真空系统诊断状态特征位被示为处于零水平，并且其表明真空系统还没有通过真空诊断并且也没有表明真空系统退化。真空系统诊断模式特征位处于零水平并且其表明当前没有执行真空系统诊断。在时间T1时，发动机转速减小并且稍后发动机停止。真空泵速度也被减小到零。真空泵可以由发动机驱动或者其可以被电驱动。当真空消耗器将真空致动器保持在其当前状态或者将真空致动器移动到较低真空使用状态时，系统贮存器真空保持在基本恒定水平。随着发动机停止，EVR命令变成低水平。随着发动机转速成为零，废气门真空贮存器中的真空水平变为低水平并且废气门运动到闭合位置。在发动机转速到达零之前制动增压器真空维持于其水平。可以经由图I所示的止回阀来维持制动增压器和系统真空贮存器内的真空水平。真空系统诊断状态特征位和真空系统诊断模式特征位保持在零水平。在时间T2时，如所示通过使得真空系统诊断模式特征位转变为一水平来初始化真空系统诊断。真空诊断开始于发动机停止。真空泵被示为以额定速度运转，不过在一些示例中，真空泵可以在较低速度下运转。此外，在一些示例中，真空泵速度可以增加多个增量，以便发动机转速从小转速步进到较大转速。系统贮存器真空响应真空泵的启用而增加。EVR还被命令成大于80%的占空比。通过将EVR的占空比增加到大于80%的水平，EVR出口处的真空水平基本是EVR入口处的真空水平。当EVR出口处的真空水平基本相同于EVR入口处的真空水平时，可能的是使用位于EVR和废气门之间的单个真空传感器来跟踪真空系统内的真空，而不须使用第二真空传感器。响应真空泵的启用和以超过80%的占空比运行EVR，废气门真空贮存器内的真空水平增加。具体地,废气门真空水平可以基本相同于系统贮存器真空水平。类似地，制动增压器真空水平增加。制动增压器真空水平的增加是由于真空系统内的止回阀(例如图I中的止回阀67)允许制动增压器将真空保持在真空系统内的最低真空水平。当正在执行真空诊断时真空系统诊断状态特征位保持在零水平。在时间T2和时间T3之间，实现的真空水平与真空泵速度进行比较，如图4中的414所述。如果系统存在真空泄漏，则真空泵会不能够将系统真空贮存器泵抽吸到与不存在真空泄漏时相同的水平。因此，通过操作真空泵并且测量真空系统内的真空水平，可以确定是否从系统泄漏真空。
以此方式，在所有可控真空消耗器都处于低真空消耗状态下的真空操作时间段期间，真空传感器/大气压力的压力比能够与阈值水平进行比较。如果超过阈值水平则可以确定泄漏。在时间T3时，真空泵被停止。停止真空泵允许诊断确定预定时间量的真空损失。例如，如果真空系统内保持的真空在一分钟内减少了 O. Olbar，则确定真空衰减率处于限制内。然而，如果系统内保持的真空在一分钟内减少了 O. lbar，则可以确定真空衰减率大于预定限制。在时间T3和时间T4之间，发动机保持停止，真空泵关闭，EVR占空比被命令到大于80%的值，并且允许真空系统内的真空水平衰减。在一些示例中，占空比被设定成100%以消除与EVR的通风口的连通。被分配的真空系统衰减时间可以是随车辆工况变化的预定时间量。例如，时间量可以随着环境温度降低而减少。真空系统内的任意真空泄漏降低真空泵实现非常高的真空水平的能力。不过，当真空泵被停止时，制动增压器和系统真空贮存器经由止回阀被分离并且制动增压器和系统 真空贮存器可以被分别地测试泄漏。在到达时间T4之前结束真空系统诊断，如所示真空系统诊断模式特征位从较高水平转变成较低水平。此外，在完成诊断之后停用EVR命令。真空系统诊断结束时的真空水平与预定真空水平进行比较。如果真空系统内的真空水平小于预定水平，则提供了对于真空系统退化的指示。在本示例中，在时间T4之前没有指示出真空系统退化。而是，真空系统诊断状态特征位转变到一值从而指示出通过了真空系统诊断。以此方式，可以在车辆发动机关闭的同时进行真空系统诊断。在EVR命令变成零占空比之后，废气门真空贮存器内的真空水平还变成低水平，并且废气门运动到闭合位置。在时间T4时，发动机被重起。稍后，真空泵被再次启用，并且随着通过真空消耗器(例如加热和通风致动器以及燃料蒸汽抽送系统的真空使用)消耗真空，系统贮存器真空开始减少。随着发动机转速增加，也通过向EVR输出一个占空比而命令废气门就位。废气门贮存器的真空水平增加并且废气门运动到所需位置。真空泵速度被命令到中等水平，在此真空泵能够满足真空消耗器的真空需求而不需要提供过度真空。真空系统真空状态特征位保持为高，从而表明没有真空系统退化。真空系统诊断模式特征位保持在零值，从而表明没有执行真空系统诊断。当正从真空系统中消耗掉大于阈值量的真空量时，可以阻止执行真空诊断。在时间T5时，真空系统诊断模式特征位转变到较高状态，并且这表明真空系统诊断的执行且同时发动机正运行。在一些示例中，可以在选定工况期间，例如当真空系统内的真空消耗小于阈值水平时，进行真空系统诊断。真空系统诊断状态特征位响应发动机运行真空系统诊断的执行而转变到较低水平。真空泵还被命令到较高速度以便将系统内的真空抽取到较高真空水平。EVR还被命令到大于80%的占空比以便位于EVR和废气门贮存器之间的传感器能够感测系统真空贮存器的真空水平。系统真空贮存器和废气门贮存器内的真空响应于真空泵速度的增加和EVR命令而增加。对于废气门致动器中的高真空导致打开废气门的系统而言，诊断可以操作如下。如果废气门经由EVR被命令完全打开，则80%-100%占空比的命令能够被应用到EVR以致如果诊断运行的话则最大真空被传输到废气门贮存器。
对于废气门致动器中的高真空导致闭合废气门的系统而言，诊断可以操作如下。如果废气门经由EVR被命令完全闭合，则80%-100%占空比的命令能够被应用到EVR以致如果诊断运行的话则最大真空被传输到废气门贮存器。在时间T5和时间T6之间，实现的真空水平与真空泵速度进行比较，如图4的414处所述。应该提到的是，真空泵可以在发动机运转的同时在较高速度下运行较短时间量，以致可以在比发动机停止期间执行真空系统诊断时更短的时间间隔内执行真空系统诊断。此外，其他诊断参数可以在发动机停止和发动机运行情况期间执行诊断这两种情况之间变化。在时间T6，真空泵被停用并且真空系统中的真空衰减速率被确定。在一个示例中，通过经由位于EVR和废气门真空贮存器之间的气体管道内的传感器来针对一预定时间量来监测真空系统中的真空从而确定真空衰减速率。时间T6和时间T7之间的真空衰减速率在本示例中相对较低。在时间T7,发动机转速减小并且真空消耗增加，如制动增压器中的真空水平减小 所示。能够通过施加车辆制动或经由其他真空消耗器来增加真空消耗速率。随着空气从制动增压器流动到系统真空贮存器，系统真空贮存器中的真空水平也会减小。真空消耗的增加导致诊断进行到退出。此外，真空泵被启用并且EVR命令基于发动机工况被调节到一个值。真空系统诊断状态特征位变成一值，从而表明泄漏小于已经设立的预定量。泄漏速率可以是基于真空衰减速率和/或真空泵所实现的真空水平。响应真空消耗的增加以及真空诊断的退出，真空系统诊断模式特征位也从较高水平转变成较低水平。以此方式，真空系统诊断可以被中断。一旦制动系统或废气门贮存器系统中的任一个被抽气，则真空衰减泄漏诊断能够继续，直到由一个来源消耗真空。如果制动真空被消耗或真空泵被启用，则诊断也可以中断。在时间T7和时间T8之间，真空继续由真空消耗器(例如通风控制和燃料蒸汽控制)消耗并且产生小真空泄漏。随后，真空泵保持启用并且系统真空贮存器中的真空水平衰减到比先前由真空泵操作所指示出的水平更低的水平。EVR基于发动机工况被命令到中等水平。废气门贮存器真空水平同样响应EVR命令而保持在中等水平。在来自制动事件的空气已经从制动增压器被抽取之后，制动增压器真空保持在相对较高的真空水平。在时间T8，发动机停止并且EVR命令占空比变为零。废气门贮存器中的真空衰减并且废气门呈现闭合位置。此外，真空泵被命令停止并且系统真空贮存器中的真空经由止回阀被保持。真空系统诊断模式特征位保持在低水平以便表明当前没有正进行真空系统诊断。在时间T9，确定已经满足在发动机停止状态期间初始化真空诊断的条件。因此，真空系统诊断模式特征位转变成较高水平并且真空系统诊断特征位转变成零值以便表明还没有确认真空系统的退化状态。EVR命令增加到大于80%的较高占空比并且真空泵被启用。真空泵从系统真空贮存器、废气门贮存器和制动增压器移除空气。在时间T9和Tltl之间，通过位于废气门和EVR之间的传感器确定的系统贮存器中的真空量与真空泵速度进行比较。因为系统中存在小的真空泄漏，所以在时间T9和Tltl之间系统贮存器内的真空水平小于类似情况下时间T2和T3之间观察的真空水平。因此，可以从系统贮存器真空和泵速度确定存在真空泄漏。在时间Tltl，真空泵被停止以便开始真空衰减评估。在真空泵被停止之后且直到时间T11之前，维持EVR占空比，并且系统中由于真空泄漏而损失真空。随后，系统贮存器和废气门贮存器真空水平以比先前所示更大的速率衰减。因此，真空衰减速率增加并且可以确认存在真空系统退化。在时间T11,真空诊断被暂停并且EVR占空比被减小到零。此外，因为真空衰减速率大于阈值水平并且因为真空泵处于启用状态时所实现的真空水平被减�。哉婵障低痴锒献刺卣魑蛔涞礁阂恢荡佣砻髡婵障低惩嘶�。真空系统诊断模式特征位也从较高水平转变为较低水平以表明完成了真空系统诊断。系统贮存器和废气门贮存器内的真空水平下降直到基本达到环境压力。制动增压器内的真空水平可以通过止回阀被保持。在时间T12，重起动发动机。稍后，真空泵也被再次启用并且EVR占空比响应发动机工况增加。运行真空泵会增加系统真空贮存器和废气门贮存器内的真空水平。真空系统诊断状态特征位保持在负一值从而表明真空系统退化。真空系统诊断模式特征位保持在较低水平，这是因为正在消耗真空并且因为刚完成诊断。 在时间T13，如真空系统诊断模式特征位从较低状态转变成较高状态所指示的，初始化发动机运行真空系统诊断。真空泵被驱动到额定速度并且EVR被命令成超过80%的占空比。因此，系统贮存器真空增加且废气门贮存器真空也增加。不过，系统贮存器真空和废气门贮存器真空均由于真空泄漏的原因而低于在时间T5和T6之间的真空水平。因此，当真空泵速度和系统贮存器内的真空水平进行比较时，可以确定存在高于预定速度的泄漏。在时间T14,真空泵被停止并且允许系统贮存器内的真空衰减。因为真空系统中存在真空泄漏，所以真空衰减速率高于没有泄漏时的系统的预期速率。因为可以通过真空衰减速率且通过比较真空泵速度和系统真空来确定真空泄漏，所以真空系统诊断状态特征位转变到负一值以便表明真空系统退化。此外，真空系统诊断模式特征位转变成零值以便表明真空系统诊断完成。因此，图2和图3中示出的序列示出了当发动机停止时和发动机运行时执行真空系统诊断。此外，诊断可以包括真空衰减部分和真空泵速度与系统贮存器真空水平的比较。现在参考图4和图5，示出了用于诊断车辆的真空系统的方法。图4和图5的方法可以经由如图I所示的系统中的控制器的指令来执行。此外，图4和图5的方法可以提供图2和图3所述的操作序列。在步骤402，方法400确定发动机工况。发动机工况可以包括但不限于发动机转速、发动机空气量、发动机温度、环境温度和环境压力。如果确定了发动机正在运转，则可以选择第一组参数。如果确定发动机没有运转，则可以选择不同于第一组参数的第二组参数。以此方式，可以提供两种不同的操作模式(例如发动机停止模式和发动机运行模式)。在一个示例中，发动机运行模式的参数提供了较短持续时间的真空系统诊断。此外，在一些示例中，真空泵被驱动的速度可以变化。并且，如果真空泵被发动机驱动，则仅在发动机停止情况下可以执行真空衰减诊断，而不是真空泵压诊断和真空衰减诊断。在确定发动机工况之后方法400前进到步骤404。在步骤404，方法400判断真空系统的真空消耗水平是否小于阈值水平。理想的是确认真空消耗水平较小以致其他系统操作的干扰被减小。此外，当真空消耗速率较小时，可以确定更具代表性的真空衰减速率。如果判定真空消耗速率小于阈值，则方法400前进到步骤406。否则方法400前进到退出。在步骤406，方法400命令所有真空消耗器均保持其当前状态或者成为小真空消耗状态。针对在稳态情况下消耗很少或不消耗真空的真空消耗器保持真空状态基本恒定。以此方式，方法400能够减少真空诊断期间的真空消耗速率。在真空致动器状态被置于保持状态之后，方法400前进到步骤408。在步骤408，方法400将EVR占空比命令增加到超过80%。当占空比被命令到较高水平时，EVR出口处的真空水平基本相同于EVR入口处的真空水平。因此，EVR入口真空能够通过位于EVR出口处的传感器被感测。例如，当EVR被命令成具有大于80%的占空比时，图I的传感器89可以测量图I的系统贮存器138中的真空。以此方式，能够在系统贮存器138中不放置真空传感器的情况下测量系统贮存器138处的真空。通过经由EVR命令废气门致动器成为完全真空，废气门能够被置于给定位置(打开或闭合)。当要求完全EVR真空的发动机运行情况下EVR被命令到完全真空时诊断被启用。因此，不影响发动机的运行。在 EVR被命令成具有超过80%的占空比之后方法400前进到步骤410。注意到这里描述的80%的EVR占空比可以针对各EVR变化并且因此80%不以任何方式被看作是限制性的。在步骤410，方法400启用并运行真空泵。在真空泵被直接驱动的示例中，当车辆的发动机停止或运转时可以启用真空泵。如果真空泵由发动机驱动，则当发动机停止情况下诊断真空系统时真空泵可以保持停止。在一些示例中，真空泵以额定速度被驱动，以致可以提供高水平真空。此外，在一些示例中，真空泵速度可以以多个步骤/阶梯增加，以致系统真空贮存器中的真空水平可以针对多个真空速度与真空泵速度进行比较。通过调整真空泵的速度，真空泵可以以多个泵送能力水平操作。真空泵的真空能力从经验确定的函数或表格来确定，该函数或表格将真空泵送能力描述成真空泵速度的函数。如果真空泵由发动机驱动，则真空泵能力基于发动机转速。此外，真空泵速度/轮廓/曲线可以在发动机运转和发动机停止这两种情况之间是不同的。在真空泵以预定能力被启用时方法400前进到步骤 412。在步骤412，方法400判断延迟时间是否届满。延迟时间允许真空泵抽吸真空系统到达稳态真空水平。如果延迟时间还未届满，则方法400返回步骤404。否则，方法400前进到步骤414。在步骤414，方法400响应真空泵速度和由真空传感器(例如图I中的传感器89)所确定的系统真空来确定真空系统的真空泄漏。在一个示例中，真空泵速度被确定并被输入到一个输出体积真空流速(volumetric vacuum flow rate)的表格或函数。该体积真空流速乘以真空系统中的真空与大气压力的比，并且输出是体积泄漏速率。体积泄漏速率与预定值进行比较。如果超过预定值，则可以确定真空系统中存在真空泄漏。在响应真空泵速度和系统真空水平确定是否存在真空泄漏之后方法400前进到步骤416。在步骤416，方法400判定是否已经执行所有预定的真空泵速度。如果真空泵速度将被递增地增加并且真空泵还没有以所有所需真空泵速度运转，则方法400返回到步骤404，以便真空泵速度可以在步骤410处增加。否则，方法400前进到步骤418。在步骤418，方法400执行压力衰减诊断。压力衰减诊断可以包括停止如图2和图3所示的真空泵并且密封真空系统。如果真空泵是电驱动泵，则可以通过从真空泵移除电力来停止真空泵。如果真空泵是被发动机机械驱动，则可以通过断开真空泵和发动机之间的离合器来停止真空泵。一旦真空泵停止，则在第一时间处记录来自真空系统的第一真空样本。随后在第二时间处记录第二真空样本。如果第二时间的真空水平比第一时间的真空水平小的值大于预定量，则可以确定真空系统中存在真空泄漏。在第一和第二真空样本之间的时间量可以基于工况被确定。还可以对真空系统传感器进行交叉检查或关联。在一个示例中，制动增压器真空传感器(例如图I的附图标记33)所感测的真空与废气门增压贮存器传感器(例如图I的附图标记89)所感测的真空进行比较。可以在真空泵关闭的时间附近来检查两个传感器所感测的真空水平。因为在真空泵开机时制动增压器保持最低真空水平并且系统内的感测真空会处于其最低水平，所以在泵开机情况下当真空水平为高时制动增压器传感器和废气门传感器可以是一致的。在真空系统中的不同传感器的输出已经被确定之后方法400前进到步骤 420。在步骤420，方法400判断真空系统传感器之间的任意差值是否大于预定量。如果是，则方法400前进到步骤422。否则，可以确定传感器正在读取基本相同情况。随后，可以 确定传感器如其所需的运转。如果发动机运行，则方法400可以退出，而不管传感器输出之间是否存在差异，以便不会中断发动机操作。在步骤422，方法400改变发送给EVR的占空比命令，以便EVR和废气门真空贮存器之间的真空能够被调节。在一个示例中，EVR占空比可以从较高占空比(例如大于80%)调节到较低占空比(例如小于30%)。可替代地，EVR占空比可以从较低占空比调节到较高占空t匕。EVR占空比可以被调节以确定真空传感器的输出是否根据EVR占空比的变化而变化。以此方式，可以确定是否存在EVR或真空传感器的退化。在步骤424，方法400判断位于废气门真空贮存器内的真空传感器的输出和EVR占空比是否如预期般执行。例如，如果供应给EVR的占空比增加，则预期真空传感器处观察的真空水平将增加。如果传感器如预期地对变化的EVR占空比做出响应，则方法400前进到步骤428。否则，方法400前进到步骤426。在步骤428，特征位被设定成表明不同真空传感器的输出之间的差。因为，废气门真空传感器如预期地操作，所以不确定真空输出差异的来源。例如，废气门真空传感器输出可以是跟随EVR命令；不过，传感器输出可以高于或低于预期。可替代地，制动增压器真空信号可以输出高于或低于预期的值。随后，情况被识别以便可以执行进一步的诊断。特征位可以是设定如图3所述的真空系统诊断状态特征位的基础。在设定了表明不同真空传感器输出之间的差异的特征位之后方法400退出。在步骤426,废气丨]系统退化特征位可以被设定成表明废气丨]系统的退化。如果在步骤424确定废气门真空传感器输出没有跟随EVR命令，则真空传感器或EVR会是退化的。因此，废气门系统退化特征位可以被确立以致可以将技师导向废气门系统以便进一步诊断退化情况。在设定了表明废气门系统退化的特征位之后方法400退出。以此方式，EVR可以运转成使用较少传感器来确定真空系统泄漏和退化。此外，EVR可以在发动机停止或运行的同时运转以便可以在各种工况期间诊断真空系统。应该注意的是，贯穿本说明提到了真空和真空传感器。不过，压力传感器可以替代真空传感器并且类似操作可以被执行以便探测真空系统退化。
如本领域技术人员将意识到的，图4和图5中描述的方法可以代表任意数目处理策略(例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)中的一个或多个。同样，可以以所说明的顺序执行、并行执行所说明的各种行为或功能，或在一些情况下有所省略。同样地，处理的顺序也并非实现此处所描述的实施例的特征和优点所必需的，而只是为了说明和描述的方便。虽然没有明确描述，但是本领域技术人员将意识到根据使用的具体策略，可重复执行一个或多个说明的步骤或功能。
综上所述。本领域的技术人员通过阅读本说明，将想到在不背离本说明精神和范围的情况下的许多改型和改进。例如，在天然气、汽油、柴油或替代性燃料构造下运行的单缸、12、13、14、15、V6、V8、V10、V12和V16发动机可以使用本说明以获得优点。
权利要求
1.一种用于诊断真空系统的方法，包括 在真空消耗小于阈值水平的时间段期间命令电子真空调节器向涡轮增压器废气门供应真空到一个真空水平；以及 响应在所述电子真空调节器和所述涡轮增压器废气门之间延伸的气动通路内的真空水平来诊断真空系统退化情况。
2.根据权利要求I所述的方法，其中所述电子真空调节器经由超过80%的占空比被命令，并且其中所述真空水平通过真空泵被提供，并且其中所述真空水平与预定水平进行比较。
3.根据权利要求I所述的方法，其中所述真空系统退化情况是真空泄漏，并还包括基于真空泵的工况来诊断所述真空泄漏。
4.根据权利要求I所述的方法，其中所述真空系统退化情况是压力传感器的退化，并且其中所述压力传感器的退化是基于测量废气门贮存器真空的传感器的输出与测量制动增压器真空的传感器的输出之间的差异，并且其中在执行压力衰减诊断之后确定所述压力传感器的退化。
5.根据权利要求I所述的方法，其中所述真空系统退化情况是所述电子真空调节器的退化，并且其中所述电子真空调节器的退化是基于废气门贮存器真空和制动增压器真空。
6.根据权利要求I所述的方法，还包括在诊断所述真空系统退化情况期间调节真空泵的速度。
7.一种用于诊断真空系统的方法，包括 向真空贮存器施加真空，该真空贮存器与废气门气动连通；以及 响应在电子真空调节器和所述废气门之间延伸的气动通路内的真空的降低来提供对于真空系统退化的指示。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在提供所述对于真空系统退化的指示之前通过发动机进气歧管来增加真空。
9.根据权利要求7所述的方法，其中在提供所述对于真空系统退化的指示之前通过真空泵来增加真空。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述废气门被联接到发动机，并且其中所述发动机停止。
全文摘要
本发明公开了一种真空系统诊断。在一个示例中，通过真空贮存器的压力读数来诊断真空系统泄漏。该方法可以减少用于诊断真空系统退化的传感器数量。
文档编号G01M3/26GK102829927SQ20121020233
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月15日 优先权日2011年6月16日
发明者J·E·罗林格, R·D·皮尔西弗 申请人:福特环球技术公司
专业数控铣床产品供应商
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